KR101476367B1 - 이미지 센서의 제조 방법 - Google Patents
이미지 센서의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101476367B1 KR101476367B1 KR1020080009257A KR20080009257A KR101476367B1 KR 101476367 B1 KR101476367 B1 KR 101476367B1 KR 1020080009257 A KR1020080009257 A KR 1020080009257A KR 20080009257 A KR20080009257 A KR 20080009257A KR 101476367 B1 KR101476367 B1 KR 101476367B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical black
- semiconductor substrate
- annealing
- black region
- region
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 55
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 45
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 11
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 claims 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 27
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 15
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003209 poly(hydridosilsesquioxane) Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H01L27/146—
-
- H01L27/14643—
-
- H01L27/14623—
-
- H01L27/14632—
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
이미지 센서의 제조 방법이 제공된다. 이미지 센서의 제조 방법은, 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판 내에 광전 변환부를 형성하고, 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역 상에 어닐링 레이어를 증착하여 식각하되, 어닐링 레이어가 옵티컬 블랙 영역의 적어도 일부를 가리도록 선택 식각하고, 어닐링 레이어 상에 배선 패턴을 형성하고, 배선 패턴 상에 옵티컬 블랙 영역의 광전 변환부 전체를 가리도록 차광 패턴을 형성하여, 차광 패턴에 의해 옵티컬 블랙 영역으로 입사되는 빛이 블로킹되도록 하는 것을 포함한다.
이미지 센서, 댕글링 본드, 어닐링
Description
본 발명은 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신뢰성이 향상된 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것이다.
이미지 센서(image sensor)는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 소자이다. 최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로보트 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 CMOS 이미지 센서의 수요가 증대되고 있다.
이미지 센서의 단위 화소는 광전 변환부 및 광전 변환부에서 입사광을 광전 변환하여 생성된 전하를 전하 검출부로 전송하는 전하 전송부를 포함한다.
이미지 센서를 제조하는 공정에서는 식각 공정, 이온 주입 공정 등이 반복적으로 진행되게 되는데, 이러한 공정에 의해 반도체 기판의 표면의 실리콘과 산소의 결합이 손상되어 (-Si-O-), (-Si-) 등의 댕글링 본드(dangling bond)가 발생하게 된다. 댕글링 본드는 광전 변환부에서 전하 전송부로 흐르는 암전류(dark current)를 악화시켜 이미지 센서의 신뢰성을 저하시킨다. 이러한 댕글링 본드를 제거하기 위하여, 반도체 기판에 자외선(UV)을 조사하거나 또는 수소를 확산시키는 방법을 사용할 수 있다.
한편, 이미지 센서는 액티브 픽셀(active pixel) 영역과 옵티컬 블랙(optical black) 영역을 포함한다. 액티브 픽셀 영역은 입사되는 빛을 수광하여 전기 신호로 전환하는 영역이며, 옵티컬 블랙 영역은 빛의 유입을 차단하여 액티브 픽셀 영역에 블랙 신호의 기준을 제공하는 영역이다.
이미지 센서의 옵티컬 블랙 영역에는 빛의 유입을 차단하는 차광 패턴이 형성되는데, 이러한 차광 패턴은 빛의 유입을 차단할 뿐만 아니라, 댕글링 본드 제거를 위한 자외선 또는 수소 어닐링 공정 시에 자외선 또는 수소가 반도체 기판으로 이동하는 것도 차단할 수 있다.
즉, 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역에서는 자외선 또는 수소를 이용한 댕글링 본드 제거 공정에 의해 댕글링 본드가 제거되는 반면, 옵티컬 블랙 영역에서는 차광 패턴에 의해 자외선 또는 수소가 확산되지 못하게 되어 댕글링 본드가 제거되지 않게 된다. 이에 따라 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역과 옵티컬 블랙 영역에 나타나는 신호가 달라지게 되며, 이는 이미지 센서의 신뢰도를 저하시키게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 신뢰성이 향상된 이미지 센서의 제조방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은, 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판 내에 광전 변환부를 형성하고, 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역 상에 어닐링 레이어를 증착하여 식각하되, 어닐링 레이어가 옵티컬 블랙 영역의 적어도 일부를 가리도록 선택 식각하고, 어닐링 레이어 상에 배선 패턴을 형성하고, 배선 패턴 상에 옵티컬 블랙 영역의 광전 변환부 전체를 가리도록 차광 패턴을 형성하여, 차광 패턴에 의해 옵티컬 블랙 영역으로 입사되는 빛이 블로킹되도록 하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 이미지 센서의 제조 방법은, 이미지 센서의 옵티컬 블랙 영역에 어닐링 레이어를 형성하고, 어닐링 공정을 수행하여 어닐링 레이어로부터 수소 이온이 확산되도록 함으로써, 옵티컬 블랙 영역의 댕글링 본드를 효과적으로 제거할 수 있게 되며, 신뢰성이 향상된 이미지 센서를 제조할 수 있는 효과가 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device)와 CMOS 이미지 센서를 포함한다. 여기서, CCD는 CMOS 이미지 센서에 비해 잡음(noise)이 적고 화질이 우수하지만, 고전압을 요구하며 공정 단가가 비싸다. CMOS 이미지 센서는 구동 방식이 간편하고 다양한 스캐닝(scanning) 방식으로 구현 가능하다. 또한, 신호 처리 회로를 단일 칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능하며, CMOS 공정 기술을 호환하여 사용할 수 있어 제조 단가를 낮출 수 있다. 전력 소모 또한 매우 낮아 배터리 용량이 제한적인 제품에 적용이 용이하다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 이미지 센서로 CMOS 이미지 센서를 예시하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 그대로 CCD에도 적용될 수 있음은 물론이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 화소의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 화소(100)는 광전 변환부(110), 전하 검출부(120), 전하 전송부(130), 리셋부(140), 증폭부(150), 및 선택부(160)를 포함한다. 본 실시예에서는 단위 화소(100)가 4개의 트랜지스터 구조로 이루어진 경우를 도시하고 있으나, N(N은 자연수, 예컨대, 3 또는 5개)의 트랜지스터 구조로 이루어질 수도 있다.
광전 변환부(110)는 입사광을 흡수하여, 광량에 대응하는 전하를 축적하는 역할을 한다. 광전 변환부(110)는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(Pinned Photo Diode; PPD) 및 이들의 조합이 가능하다.
전하 검출부(120)는 플로팅 확산 영역(FD; Floating Diffusion region)이 주로 사용되며, 광전 변환부(110)에서 축적된 전하를 전송받는다. 전하 검출부(120) 는 기생 커패시턴스를 갖고 있기 때문에, 전하가 누적적으로 저장된다. 전하 검출부(120)는 증폭부(150)의 게이트에 전기적으로 연결되어 있어, 증폭부(150)를 제어한다.
전하 전송부(130)는 광전 변환부(110)에서 전하 검출부(120)로 전하를 전송한다. 전하 전송부(130)는 일반적으로 1개의 트랜지스터로 이루어지며, 전하 전송 신호(TG)에 의해 제어된다.
리셋부(140)는 전하 검출부(120)를 주기적으로 리셋시킨다. 리셋부(140)의 소스는 전하 검출부(120)에 연결되고, 드레인은 전원(Vdd)에 연결된다. 또한, 리셋부(140)는 리셋 신호(RST)에 응답하여 구동된다.
증폭부(150)는 단위 화소(100) 외부에 위치하는 정전류원(미도시)과 조합하여 소스 팔로워 버퍼 증폭기(source follower buffer amplifier) 역할을 하며, 전하 검출부(120)의 전압에 응답하여 변하는 전압이 수직 신호 라인(162)으로 출력된다. 소스는 선택부(160)의 드레인에 연결되고, 드레인은 전원(Vdd)에 연결된다.
선택부(160)는 행 단위로 읽어낼 단위 화소(100)를 선택하는 역할을 한다. 선택부(160)는 선택 신호(ROW)에 응답하여 구동되고, 소스는 수직 신호 라인(162)에 연결된다.
또한, 전하 전송부(130), 리셋부(140), 선택부(160)의 구동 신호 라인(131, 141, 161)은 동일한 행에 포함된 단위 화소들이 동시에 구동되도록 행 방향(수평 방향)으로 연장된다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 옵티컬 블랙 영역의 개략적인 레이아웃 도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역의 개략적인 레이아웃 도이다. 도 4는 도 2의 A-A'선 및 도 3의 B-B'선을 절단한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는 반도체 기판(101) 상에 형성된 광전 변환부(110), 전하 검출부(120), 전하 전송부(130), 층간 절연막(210), 어닐링 레이어(400), 배선 패턴(320), 차광 패턴(340), 메탈간 절연막(310) 및 패시베이션막(410)을 포함한다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 이미지 센서는 패시베이션막(410) 상부에 형성된 컬러 필터(미도시) 및 마이크로 렌즈(미도시)를 더 포함할 수 있다.
반도체 기판(101)에는 소자 분리 영역(102)이 형성되어 활성 영역을 정의한다. 소자 분리 영역(102)은 일반적으로 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)방법을 이용한 FOX(Field OXide) 또는 STI(Shallow Trench Isolation)가 될 수 있다.
반도체 기판(101)에는 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된다. 액티브 픽셀 영역은 빛을 수광하여 신호로 전환하는 영역이며, 옵티컬 블랙 영역은 액티브 픽셀 영역에 신호의 기준, 예컨대 블랙 신호를 제공하는 영역으로써 빛을 수광하지 않는다.
반도체 기판(101)의 활성 영역 상에는 빛 에너지를 흡수하여 발생한 전하를 축적하는 광전 변환부(110)가 형성된다. 광전 변환부(110)는 N형의 포토 다이오 드(112)와 P+형의 피닝층(pinning layer; 114)을 포함한다.
반도체 기판(101) 상에는 전하 검출부(120)가 형성되어 있으며, 전하 전송부(130), 리셋부(140), 증폭부(150), 선택부(160)에 해당하는 트랜지스터들이 형성된다.
광전 변환부(110) 및 전하 전송부(130) 상부에는 반도체 기판(101)의 전면을 덮으며, 트랜지스터들이 형성되지 않은 빈 공간을 채우도록 층간 절연막(210)이 형성되어 있다. 층간 절연막(210)은 예를 들어, 실리콘 산화막(SiO2)이 사용될 수 있다.
층간 절연막(210) 상부에는 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역의 적어도 일부를 가리도록 어닐링 레이어(400)가 형성되어 있다. 어닐링 레이어(400)는 플라즈마 CVD 방법에 의한 질화막, 예컨대 PE-SiN 박막이 사용될 수 있다. 어닐링 레이어(400)는 층간 절연막(210) 상부에 대략 1000~2000Å의 두께(t)로 증착되어 형성될 수 있다.
반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역의 어닐링 레이어(400) 및 액티브 픽셀 영역의 층간 절연막(210) 상부에는 배선 패턴(320)이 형성된다. 배선 패턴(320)은 단일층일 수도 있으며, 2층 또는 3층일 수도 있다. 본 실시예에서는 하나의 예로써, 제1 배선 패턴(322) 및 제2 배선 패턴(324)을 포함하는 배선 패턴(320)이 도시되어 있다. 배선 패턴(320)은 예를 들어, 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 등으로 형성될 수 있다. 배선 패턴(320)은 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역에 동일하게 형성될 수 있는데, 각각의 주변 회로 영역에 형성될 수 있다. 여기서, 주 변 회로 영역이라 함은 반도체 기판(101)에서 광전 변환부(110)가 형성되지 않은 영역을 정의하고, 광전 변환부(110)가 형성된 영역은 수광 영역이라 정의한다. 따라서, 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역 각각은 수광 영역 및 주변 회로 영역을 포함한다.
한편, 제2 배선 패턴(324)은 제1 배선 패턴(322) 상부에 정렬되도록 형성될 수 있다. 이 때, 제1 배선 패턴(322)과 제2 배선 패턴(324)은 비아홀(미도시)로 연결될 수 있다.
배선 패턴(320) 상부에는 차광 패턴(340)이 형성된다. 차광 패턴(340)은 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역에 형성되어 외부로부터 입사되는 빛을 차광하는 차광막으로써 사용될 수 있다.
또한, 차광 패턴(340)은 액티브 픽셀 영역에도 형성될 수 있다. 예컨대 차광 패턴(340)은 액티브 픽셀 영역의 배선 패턴(320)에 정렬되어 형성될 수 있다. 액티브 픽셀 영역의 차광 패턴은 차광막 또는 배선으로써 모두 사용될 수 있다.
배선 패턴(320) 및 차광 패턴(340) 사이에는 메탈간 절연막(310)이 채워져 있다. 메탈간 절연막(310)으로는 예를 들어, FOX(Flowable OXide), HDP(High Density Plasma), TOSZ(Tonen SilaZene), SOG(Spin On Glass), USG(Undoped Silica Glass) 등이 사용될 수 있다.
메탈간 절연막(310) 상에는 패시베이션막(410)이 형성된다. 패시베이션막(410)은 예를 들어, 질화막 등의 절연막으로 형성될 수 있다. 패시베이션막(410)은 하부에 형성된 배선 패턴(320) 및 단위 화소(100)를 보호한다. 또한, 열처리 공 정을 통해 반도체 기판(101) 내에 수소를 공급할 수 있다.
또한, 패시베이션막(410) 상에는 예컨대, 레드(red), 그린(green), 블루(blue)가 베이어(Bayer) 형으로 배치된 컬러 필터(미도시)가 형성될 수 있고, 컬러 필터 상부에는 마이크로 렌즈(미도시)가 광전 변환부(110)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 마이크로 렌즈는 예컨대, TMR 계열의 수지 및 MFR 계열의 수지로 형성될 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 이미지 센서의 제조 방법을 설명한다.
도 5는 도 4의 이미지 센서에 형성된 댕글링 본드를 제거하기 위한 어닐링 공정을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판(101)에 소자 분리 영역(102)을 형성하여, 활성 영역(미도시)를 정의한다. 이어서, 활성 영역(미도시) 상에 불순물을 이온 주입하여, 포토 다이오드(112)와 피닝층(114)을 포함하는 광전 변환부(110)를 형성하고, 전하 검출부(120) 및 전하 전송부(130), 리셋부(도 1의 140 참조), 증폭부(도 1의 150 참조) 및 선택부(도1의 160 참조)에 해당하는 트랜지스터를 형성한다.
이어, 반도체 기판(101)의 전면을 덮으며 층간 절연막(210)을 형성하고, 층간 절연막(210)이 상기 트랜지스터들이 형성되지 않은 빈 공간을 채우도록 한다.
층간 절연막(210)의 상부에 어닐링 레이어(400)를 형성하되, 어닐링 레이어(400)가 옵티컬 블랙 영역의 전체 또는 적어도 일부분을 가리도록 형성한다.
구체적으로, 층간 절연막(210)의 전면에 질화막(SiN)을 플라즈마 CVD 방법으로 대략 1000~2000Å의 두께(t)로 증착한다. 증착된 질화막(SiN)의 전면에 감광 물질(미도시)를 도포하고, 도포된 감광 물질이 옵티컬 블랙 영역에만 남도록 패터닝한다. 옵티컬 블랙 영역에 남은 감광 물질을 식각 마스크로 하여 액티브 픽셀 영역에 노출된 질화막(SiN)을 식각하고, 클리닝 공정을 진행하여 남은 감광 물질을 제거한다. 이에 따라 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역의 전체 또는 적어도 일부를 가릴 수 있는 어닐링 레이어(400)가 형성된다.
한편, 어닐링 레이어(400)는 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역뿐만 아니라, 액티브 픽셀 영역에도 형성될 수 있다. 그러나 액티브 픽셀 영역의 어닐링 레이어(400)는 외부로부터 입사되는 빛의 투과율을 저하시킬 수 있으며, 이에 따라 본 실시예에서는 어닐링 레이어(400)가 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역에만 형성된 예를 들어 설명한다.
이어, 액티브 픽셀 영역과 옵티컬 블랙 영역에 배선 패턴(320)을 형성한다.
구체적으로, 층간 절연막(210) 또는 어닐링 레이어(400) 상에 Al, TiN, Ti, Cu 등의 도전막(미도시)을 증착하고, 이를 패터닝하여 제1 배선 패턴(322)을 형성한다. 형성된 제1 배선 패턴(322) 상부에 도전막을 증착하고, 이를 패터닝하여 제2 배선 패턴(324)을 형성한다. 이때, 제2 배선 패턴(324)은 제1 배선 패턴(322)에 정렬되어 형성될 수 있다.
이어서, 옵티컬 블랙 영역의 제2 배선 패턴(324) 상부에 차광 패턴(340)을 형성한다. 차광 패턴(340)은 옵티컬 블랙 영역 전체를 가리도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 옵티컬 블랙 영역의 제2 배선 패턴(324) 상부에 도전막을 증착하고, 이를 패터닝하여 차광 패턴(340)을 형성한다. 차광 패턴(340)은 외부로부터 옵티컬 블랙 영역의 광전 변환부(110)에 입사되는 빛을 모두 블로킹할 수 있도록 옵티컬 블랙 영역 전체를 가리도록 형성될 수 있다.
제1 배선 패턴(322), 제2 배선 패턴(324) 및 차광 패턴(340) 사이는 메탈간 절연막(310)으로 채운다.
그리고, 메탈간 절연막(310) 상부에 패시베이션막(410)을 형성한다. 패시베이션막(410)은 예컨대, 질화막 등의 절연막 등으로 형성될 수 있다.
이어, 반도체 기판(101)의 상부에서 액티브 픽셀 영역의 댕글링 본드 등을 제거하기 위한 제1 어닐링 공정, 예컨대 수소 어닐링 공정을 진행한다.
제1 어닐링 공정은 반도체 기판(101)의 액티브 픽셀 영역 내에 형성된 댕글링 본드 등을 제거하기 위하여 반도체 기판(101)의 상부에서 수소를 공급하는 공정이다.
즉, 제1 어닐링 공정은 패시베이션막(410)을 형성한 후 반도체 기판(101)의 상부에서 수소를 공급하여, 패시베이션막(410)이 포함하고 있는 수소를 반도체 기판(101)으로 확산시킴으로써 진행할 수 있다.
제1 어닐링 공정을 진행하면, 반도체 기판(101)의 액티브 픽셀 영역으로 공급된 수소는 바로 반도체 기판(101) 상으로 확산되고, 액티브 픽셀 영역의 댕글링 본드를 제거할 수 있다.
한편, 제1 어닐링 공정에서 반도체 기판(101)의 상부에 수소를 공급하는 대 신, 자외선(UV)을 공급하여 액티브 픽셀 영역의 댕글링 본드를 제거할 수도 있다.
이어, 반도체 기판(101)의 하부에서 옵티컬 블랙 영역의 댕글링 본드를 제거하기 위한 제2 어닐링 공정, 예컨대 히팅(heating) 어닐링 공정을 진행한다.
제2 어닐링 공정은 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역 내에 형성된 댕글링 본드를 제거하기 위하여 반도체 기판(101)의 하부에서 열을 가하는 공정이다. 제2 어닐링 공정은, 예컨대 반도체 기판(101)의 하부, 즉 어닐링 레이어(400)가 형성된 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역의 하부에서 대략 400~500℃의 열을 대략 50~70분 동안 가하여 진행될 수 있다.
제2 어닐링 공정을 진행하면, 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역의 어닐링 레이어(400)로부터 수소 이온이 배출되고, 배출된 수소 이온은 반도체 기판(101)으로 확산되어 옵티컬 블랙 영역의 댕글링 본드를 제거할 수 있다.
또, 제2 어닐링 공정은 상기 제1 어닐링 공정과 동시에 수행되거나, 또는 제1 어닐링 공정이 수행된 후 제2 어닐링 공정이 진행될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는, 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역에 어닐링 레이어(400)를 형성하여 어닐링 공정을 진행함으로써, 반도체 기판(101)의 액티브 픽셀 영역뿐만 아니라 옵티컬 블랙 영역에 형성된 댕글링 본드를 효과적으로 제거할 수 있게 되며, 암전류가 줄어들게 된다. 또한, 반도체 기판(101)의 옵티컬 블랙 영역과 액티브 픽셀 영역 모두에서 댕글링 본드가 효과적으로 제거될 수 있음으로써, 동일한 기준의 신호 레벨의 측정이 가능하여, 이미지 센서의 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 화소의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 옵티컬 블랙 영역의 개략적인 레이아웃도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역의 개략적인 레이아웃도이다.
도 4는 도 2의 A-A'선 및 도 3의 B-B' 선을 절단한 단면도이다.
도 5는 도 4의 이미지 센서에 형성된 댕글링 본드를 제거하기 위한 어닐링 공정을 도시한 도면이다.
Claims (10)
- 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판 내에 광전 변환부를 형성하고,상기 액티브 픽셀 영역 및 상기 옵티컬 블랙 영역 상에 어닐링 레이어를 증착하여 식각하되, 상기 어닐링 레이어가 상기 옵티컬 블랙 영역의 적어도 일부를 가리도록 선택 식각하고,상기 어닐링 레이어 상에 배선 패턴을 형성하고,상기 배선 패턴 상에 상기 옵티컬 블랙 영역의 상기 광전 변환부 전체를 가리도록 차광 패턴을 형성하여, 상기 차광 패턴에 의해 상기 옵티컬 블랙 영역으로 입사되는 빛이 블로킹되도록 하고,상기 차광 패턴을 형성한 후에,상기 반도체 기판 상부에서 상기 액티브 픽셀 영역의 댕글링 본드를 제거하는 제1 어닐링 공정과,상기 반도체 기판의 하부에서 상기 옵티컬 블랙 영역의 댕글링 본드를 제거하는 제2 어닐링 공정을 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 어닐링 레이어는 1000~2000Å의 두께로 증착되는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 어닐링 레이어는 PE(Plasma Enhanced)-SiN 박막인 이미지 센서의 제조 방법.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,상기 제1 어닐링 공정은 상기 반도체 기판의 상부에서 자외선(UV)을 조사하는 공정 또는 상기 상부에서 수소(H)를 확산시키는 공정인 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제2 어닐링 공정은 상기 반도체 기판의 하부에 열(heat)을 가하여 상기 어닐링 레이어로부터 수소 이온을 배출시키는 공정인 이미지 센서의 제조 방법.
- 제6 항에 있어서,상기 제2 어닐링 공정은 상기 반도체 기판의 하부에 400~500℃의 열을 가하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제6 항에 있어서,상기 제2 어닐링 공정은 상기 반도체 기판의 하부에 상기 열을 50~70분 동안 가하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 차광 패턴을 형성한 후에, 상기 차광 패턴 상에 패시베이션막을 형성하는 것을 더 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판 내에 광전 변환부를 형성하고,상기 액티브 픽셀 영역 및 상기 옵티컬 블랙 영역 상에 어닐링 레이어를 증착하여 식각하되, 상기 어닐링 레이어가 상기 옵티컬 블랙 영역의 적어도 일부를 가리도록 선택 식각하고,상기 어닐링 레이어 상에 배선 패턴을 형성하고,상기 배선 패턴 상에 상기 옵티컬 블랙 영역의 상기 광전 변환부 전체를 가리도록 차광 패턴을 형성하여, 상기 차광 패턴에 의해 상기 옵티컬 블랙 영역으로 입사되는 빛이 블로킹되도록 하고,상기 차광 패턴은 상기 액티브 픽셀 영역 상에도 형성되며, 상기 액티브 픽셀 영역 상에 형성된 상기 차광 패턴은 상기 액티브 픽셀 영역의 상기 배선 패턴에 정렬되는 이미지 센서의 제조 방법.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080009257A KR101476367B1 (ko) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | 이미지 센서의 제조 방법 |
US12/320,543 US8021912B2 (en) | 2008-01-29 | 2009-01-29 | Method of fabricating an image sensor having an annealing layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080009257A KR101476367B1 (ko) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | 이미지 센서의 제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090083233A KR20090083233A (ko) | 2009-08-03 |
KR101476367B1 true KR101476367B1 (ko) | 2014-12-26 |
Family
ID=40955494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080009257A KR101476367B1 (ko) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | 이미지 센서의 제조 방법 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8021912B2 (ko) |
KR (1) | KR101476367B1 (ko) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101692953B1 (ko) * | 2010-07-09 | 2017-01-05 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
JP6346826B2 (ja) * | 2014-08-06 | 2018-06-20 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
JP2016207831A (ja) * | 2015-04-22 | 2016-12-08 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
JP6671864B2 (ja) * | 2015-05-18 | 2020-03-25 | キヤノン株式会社 | 撮像装置の製造方法および撮像装置 |
US10079291B2 (en) * | 2016-05-04 | 2018-09-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Fin-type field effect transistor structure and manufacturing method thereof |
CN110148603B (zh) * | 2019-05-28 | 2021-05-07 | 上海华力微电子有限公司 | 背照式cmos光学传感器的制造方法 |
JP7414492B2 (ja) * | 2019-11-29 | 2024-01-16 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、光電変換装置の製造方法 |
KR20230018839A (ko) * | 2021-07-30 | 2023-02-07 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 이미지 센싱 장치 및 이의 동작 방법 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030040860A (ko) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 암전류를 감소시키기 위한 이미지센서의 제조 방법 |
JP2007128979A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Canon Inc | 固体撮像装置及びその製造方法 |
KR100781544B1 (ko) * | 2006-08-08 | 2007-12-03 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서의 제조 방법 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06334162A (ja) | 1993-05-26 | 1994-12-02 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置の製造方法 |
JPH1187675A (ja) * | 1997-07-16 | 1999-03-30 | Sony Corp | 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子 |
JP4781509B2 (ja) | 2000-09-28 | 2011-09-28 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Cmosイメージセンサ及びcmosイメージセンサの製造方法 |
CN100449779C (zh) * | 2002-10-07 | 2009-01-07 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体器件及其制造方法 |
KR20070023419A (ko) | 2005-08-24 | 2007-02-28 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지센서 제조 방법 |
US7547573B2 (en) * | 2006-08-01 | 2009-06-16 | United Microelectronics Corp. | Image sensor and method of manufacturing the same |
JP5173171B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2013-03-27 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、撮像装置及び信号読出方法 |
TWI366916B (en) * | 2006-12-19 | 2012-06-21 | Sony Corp | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
KR100827445B1 (ko) * | 2006-12-19 | 2008-05-06 | 삼성전자주식회사 | Cmos 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
-
2008
- 2008-01-29 KR KR1020080009257A patent/KR101476367B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-01-29 US US12/320,543 patent/US8021912B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030040860A (ko) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 암전류를 감소시키기 위한 이미지센서의 제조 방법 |
JP2007128979A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Canon Inc | 固体撮像装置及びその製造方法 |
KR100781544B1 (ko) * | 2006-08-08 | 2007-12-03 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서의 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090083233A (ko) | 2009-08-03 |
US8021912B2 (en) | 2011-09-20 |
US20090209058A1 (en) | 2009-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100827445B1 (ko) | Cmos 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
US9455293B2 (en) | X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same | |
KR101688084B1 (ko) | 이미지 센서 및 이를 포함하는 패키지 | |
US7265402B2 (en) | Solid-state image sensor including a microlens | |
USRE46123E1 (en) | Solid-state image sensor and method of manufacturing the same | |
KR100791346B1 (ko) | 이미지 센서 제조 방법 및 이에 따라 제조된 이미지 센서 | |
KR101476367B1 (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 | |
US20060011813A1 (en) | Image sensor having a passivation layer exposing at least a main pixel array region and methods of fabricating the same | |
US20070153337A1 (en) | Image sensor and method of fabricating the same | |
JP2014011304A (ja) | 固体撮像装置 | |
KR100578644B1 (ko) | 프리즘을 구비한 시모스 이미지센서 및 그 제조방법 | |
KR100763232B1 (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 | |
KR20090065980A (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 이미지 센서 | |
KR20080100025A (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 이미지 센서 | |
US9991308B2 (en) | Image sensor | |
JP4987749B2 (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
JP4124190B2 (ja) | X−yアドレス型固体撮像素子 | |
JP2013016702A (ja) | 固体撮像装置及びカメラモジュール | |
JP5534081B2 (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
JP4987748B2 (ja) | X−yアドレス型固体撮像素子 | |
JP5316667B2 (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
KR102318195B1 (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 | |
JP2024035163A (ja) | イメージセンサ | |
KR100959442B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
JP5252100B2 (ja) | 固体撮像素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |