(57)【要約】【課題】イメージセンサ素子のサイズを縮少させることができ、ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造を同一に形成でき、ブラックピクセル領域下部の受光部とアクティブピクセル領域下部の受光部との電気的特性が同じであるイメージセンサ素子、及びそのセンサ素子の製造方法を提供する。【解決手段】光を感知する多数のフォトダイオードから形成された受光部と、受光部上に透明な材質によって形成され、メタル配線が形成されたピクセルメタル配線層と、ピクセルメタル配線層上に形成され、波長によって光を透過させ、ブラックピクセル領域及びアクティブピクセル領域に分けられるフィルタ部とを備え、ブラックピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つによって形成され、フィルタ下部には、フィルタを透過した光を遮断する層が形成されているイメージセンサ素子である。【選択図】図２Ａ
2008198993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を感知する多数のフォトダイオードから形成された受光部と、
前記受光部上に透明な材質によって形成され、メタル配線が形成されたピクセルメタル配線層と、
前記ピクセルメタル配線層上に形成され、波長によって光を透過させ、ブラックピクセル領域及びアクティブピクセル領域に分けられるフィルタ部とを備え、
前記ブラックピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つによって形成され、前記フィルタ下部には、前記フィルタを透過した光を遮断する光遮断層が形成されているイメージセンサ素子。
【請求項２】
前記光遮断層は、下部のピクセルメタル配線層に安定した水素化処理工程が行われる膜質から形成されたことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ素子。
【請求項３】
前記光遮断層は、前記ピクセルメタル配線層に安定した低温蒸着方法で形成されたことを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサ素子。
【請求項４】
前記光遮断層は、前記フィルタを透過した光を吸収または反射させる性質を有する有機膜質の組み合わせから形成されたことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ素子。
【請求項５】
前記ブラックピクセル領域は、ブルーフィルタによって形成され、前記ブルーピクセル領域下部の前記光遮断層は、前記ブルーフィルタを透過した光を吸収する非晶質シリコンまたはシリコンから形成されたことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ素子。
【請求項６】
前記光遮断層は、非晶質シリコンによって形成され、
前記光遮断層は、ブルー波長の光の浸透深さ以上の厚さに形成されたことを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサ素子。
【請求項７】
前記光遮断層は、非晶質シリコンによって形成され、
前記光遮断層は、０．０１〜０．５μｍ厚に形成されたことを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサ素子。
【請求項８】
前記ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造は、前記ブラックピクセル領域と前記アクティブピクセル領域とで同じであることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ素子。
【請求項９】
前記光遮断層は、金属以外の材質から形成されたことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ素子。
【請求項１０】
前記ピクセルメタル配線層において、透明な物質層に所定パターンのメタル配線がピクセル間に周期的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ素子。
【請求項１１】
前記フィルタ部のフィルタは、透明な下部樹脂層と上部樹脂層との間に形成され、
前記アクティブピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタが規則的に配列されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ素子。
【請求項１２】
前記フィルタ部上部に光を集光するためのレンズが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ素子。
【請求項１３】
基板上に多数のフォトダイオードを備える受光部を形成する段階と、
前記受光部上にメタル配線を備えた透明な材質のピクセルメタル配線層を形成する段階と、
前記ピクセルメタル配線層上に波長によって光を透過させ、ブラックピクセル領域及びアクティブピクセル領域を具備したフィルタ部を形成する段階とを含み、
前記フィルタ部を形成する段階で、前記ブラックピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つで形成するが、前記フィルタ下部には、前記フィルタを透過した光を遮断する光遮断層を形成することを特徴とするイメージセンサ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記光遮断層を、下部のピクセルメタル配線層に安定した水素化処理工程が行われうる膜質により形成することを特徴とする請求項１３に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記光遮断層を、前記ピクセルメタル配線層に安定した低温蒸着方法で形成することを特徴とする請求項１４に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記ブラックピクセル領域を、ブルーフィルタによって形成し、前記ブルーピクセル領域下部の前記光遮断層を、前記ブルーフィルタを透過した光を吸収する非晶質シリコンまたはシリコンから形成することを特徴とする請求項１３に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記光遮断層を、非晶質シリコンにより形成し、
前記光遮断層を、ブルー波長の光の浸透深さ以上の厚さに形成することを特徴とする請求項１６に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
【請求項１８】
前記光遮断層は、非晶質シリコンにより形成し、
前記光遮断層は、０．０１〜０．５μｍ厚に形成することを特徴とする請求項１６に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
【請求項１９】
前記ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造を、前記ブラックピクセル領域と前記アクティブピクセル領域とで同一に形成することを特徴とする請求項１３に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
【請求項２０】
前記フィルタ部の形成段階は、下部透明樹脂層の形成段階と、
前記下部透明樹脂層上にフィルタを形成する段階と、
前記フィルタ上に上部透明樹脂層を形成する段階と、
前記上部透明樹脂層上に光を集光するためのレンズを形成する段階とを含み、
前記アクティブピクセル領域を、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタが規則的に配列されるように形成することを特徴とする請求項１３に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子及び半導体素子の製造方法に係り、特に新構造の光学ブラックピクセルを採用したイメージセンサ素子及びそのセンサ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサは、外部エネルギー、例えば光子に反応する半導体装置の性質を利用し、イメージをキャプチャする装置である。自然界に存在する各被写体から発する光は、波長による固有のエネルギー値を有する。イメージセンサは、ピクセル部のフィルタを介して各被写体から発する光を波長によって受け入れ、下部に位置するフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）を介して各光のエネルギーを電気的な値に変換する。
【０００３】
図１Ａ及び図１Ｂは、従来のイメージセンサ素子を示す断面図及び平面図である。
【０００４】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すれば、イメージセンサ素子は、受光部１０、ピクセルメタル配線層２０、フィルタ部３０及びレンズ部４０を備える。受光部１０は、波長によって光を感知して電気的信号に変換する多数のＰＤを備え、ピクセルメタル配線層２０は、透明な材質、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ２）によって形成され、ピクセル間に多層のメタル配線２２を備える。
【０００５】
フィルタ部３０は、光を波長別に受け入れるためのカラーフィルタ３２、すなわち規則的に配列されたレッド（ｒｅｄ）、ブルー（ｂｌｕｅ）及びグリーン（ｇｒｅｅｎ）のフィルタにより構成されるが、図１Ｂのように、実質的に光を受け入れるアクティブピクセル領域Ａと、黒色に対する基準を提供するための光学ブラックピクセル領域Ｂとに分けられる。一方、カラーフィルタ３２の上下には、一般的に素子の平坦化のための樹脂層３４，３６が形成される。
【０００６】
かかるブラックピクセル領域Ｂのフィルタは、アクティブピクセル領域Ａと同じ配列のカラーフィルタで形成され、ブラックピクセル領域Ｂ下部のピクセルメタル配線層２０には、光を遮断するための層が形成される。すなわち、ピクセルメタル配線層２０上部に、トップメタル層２４が形成され、ブラックピクセル領域Ｂに入射する光を反射して遮断する。
【０００７】
かような従来のイメージセンサ素子は、ブラックピクセル領域Ｂの下部に形成されるトップメタル層２４の存在によって、トップメタル層２４の厚さ分だけ全体のイメージセンサ素子のサイズが増大し、またトップメタル層２４の存在のために、ピクセル間の電気的特性が変わるという問題があった。すなわち、一般的にピクセルメタル配線層２０の形成後に、受光部１０のダーク（ｄａｒｋ）特性及びノイズ特性改善のために、熱処理工程、例えば水素化処理（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）工程などが行われるが、ブラックピクセル領域Ｂは、トップメタル層２４のために、かかる水素化処理が困難であり、それによってブラックピクセル領域の受光部１０の電気的特性が、アクティブピクセル領域の受光部の電気的特性と異なってしまうという問題点が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明がなそうとする技術的課題は、イメージセンサ素子のサイズを縮少させることができ、ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造を同一に形成でき、ブラックピクセル領域下部の受光部と、アクティブピクセル領域下部の受光部との電気的特性が同じであるイメージセンサ素子及びそのセンサ素子の製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記技術的課題を達成するために、本発明は、光を感知（ｄｅｔｅｃｔ）する多数のＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）から形成された受光部と、前記受光部上に透明な材質によって形成され、メタル配線が形成されたピクセルメタル配線層と、前記ピクセルメタル配線層上に形成され、波長によって光を透過させ、ブラックピクセル領域及びアクティブピクセル領域に分けられるフィルタ部とを備え、前記ブラックピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つによって形成され、前記フィルタ下部には、前記フィルタを透過した光を遮断する光遮断層が形成されているイメージセンサ素子を提供する。
【００１０】
本発明において、前記光遮断層は、下部のピクセルメタル配線層に安定した水素化処理工程が行われうる膜質により形成されうる。例えば、前記光遮断層は、前記ピクセルメタル配線層に安定した低温蒸着方法で形成されうる。また、前記光遮断層は、金属以外の前記フィルタを透過した光を吸収または反射させる性質を有する有機膜質の組み合わせにより形成されうる。
【００１１】
一方、前記ブラックピクセル領域は、ブルーフィルタによって形成され、前記ブルーピクセル領域下部の前記光遮断層は、前記ブルーフィルタを透過した光を吸収する非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）またはシリコン（Ｓｉ）によって形成されうる。前記光遮断層が非晶質シリコンから形成された場合、前記光遮断層は、ブルー波長の光の浸透深さ以上の厚さに形成されうる。例えば、０．０１〜０．５μｍ厚に形成されうる。
【００１２】
本発明において、前記ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造が前記ブラックピクセル領域と前記アクティブピクセル領域とで同一に形成されうる。前記ピクセルメタル配線層において、透明な物質層に所定パターンのメタル配線がピクセル間に周期的に形成されうる。
【００１３】
一方、前記フィルタ部のフィルタは、透明な下部樹脂層及び上部樹脂層間に形成され、前記アクティブピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタが規則的に配列されて形成されうる。また、前記フィルタ部の上部に光を集光するためのレンズが形成されうる。
【００１４】
本発明は、前記技術的課題を達成するために、基板上に多数のＰＤを備える受光部を形成する段階と、前記受光部上にメタル配線を備えた透明な材質のピクセルメタル配線層を形成する段階と、前記ピクセルメタル配線層上に波長によって光を透過させ、ブラックピクセル領域及びアクティブピクセル領域を具備したフィルタ部を形成する段階とを含み、前記フィルタ部を形成する段階で、前記ブラックピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つで形成するが、前記フィルタ下部には、前記フィルタを透過した光を遮断する光遮断層を形成することを特徴とするイメージセンサ素子の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明において、光遮断層は、下部のピクセルメタル配線層に安定した水素化処理工程が行われうる膜質により形成されうる。例えば、前記光遮断層は、前記ピクセルメタル配線層に安定した低温蒸着方法で形成されうる。
【００１６】
前記ブラックピクセル領域は、ブルーフィルタによって形成され、前記ブルーピクセル領域下部の前記光遮断層は、前記ブルーフィルタを透過した光を吸収する非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）またはシリコン（Ｓｉ）により形成されうる。
【００１７】
前記光遮断層を非晶質シリコンから形成する場合、前記光遮断層を、ブルー波長の光の浸透深さ以上の厚さ、例えば０．０１〜０．５μｍほどに形成できる。
【００１８】
本発明において、前記ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造は、前記ブラックピクセル領域と前記アクティブピクセル領域とで同一に形成でき、前記ピクセルメタル配線層において、透明な物質層に所定パターンのメタル配線をピクセル間に周期的に形成できる。
【００１９】
本発明において、前記フィルタ部の形成段階は、下部透明樹脂層の形成段階と、前記下部透明樹脂層上にフィルタを形成する段階と、前記フィルタ上に上部透明樹脂層を形成する段階と、前記上部透明樹脂層上に光を集光するためのレンズを形成する段階とを含み、前記アクティブピクセル領域を、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタが規則的に配列されるように形成できる。
【００２０】
本発明によるイメージセンサ素子においては、ブラックピクセル領域のフィルタ部をレッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つのフィルタ、特にブルーフィルタで構成し、その下部に非晶質シリコンによる光遮断層を形成することによって、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部のピクセルメタル配線層のメタル配線の構造を同一にでき、それによってブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部の受光部の電気的特性を同一にできる。また、本発明によるイメージセンサ素子は、光遮断のためのトップメタル層が不要であるので、従来のイメージセンサ素子に比べて垂直サイズの縮小という面で有利である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によるイメージセンサ素子は、ブラックピクセル領域にレッド、グリーン及びブルーフィルタのうちいずれか一つのフィルタ、特にブルーフィルタを使用し、その下部に非晶質シリコンによる光遮断層を形成することによって、素子の厚さという側面やピクセルの感度及びクロストークの問題を改善させることができる。
【００２２】
また、非晶質シリコンの場合、５００℃以下の低温蒸着工程で形成可能であるために、前段階のＣＭＯＳ工程と互換性にすぐれる。例えば、下部のメタル配線に安定的に光遮断層を形成できる。
【００２３】
さらに、ピクセルメタル配線層の上部に光遮断のためのトップメタル層が不要であるので、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部のピクセルメタル配線層のメタル配線を同じ構造に形成でき、メタル配線構造の均一性により、受光部に水素化処理過程も均一に行うことができる。それにより、受光部の電気的特性、例えばノイズ特性及びダーク特性も均一に改善させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。以下の説明で、ある構成要素が他の構成要素の上部に存在すると記述されるとき、それは、他の構成要素の真上に存在することもあり、その間に第３の構成要素が介在することもある。また、図面で、各構成要素の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために省略されたり誇張される。図面上で同一符号は、同じ要素を指す。一方、使われる用語は、単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。
【００２５】
図２Ａは、本発明の一実施形態によるイメージセンサ素子を示す断面図である。
【００２６】
図２Ａを参照すれば、イメージセンサ素子は、受光部１００、ピクセルメタル配線層１２０、フィルタ部１３０及びレンズ部１４０を備える。受光部１００は、波長によって光を感知して電気的信号に変換する多数のフォトダイオード（ＰＤ）を含む。ピクセルメタル配線層１２０は、透明な材質、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ２）によって形成され、ピクセル間にメタル配線１２２を備える。
【００２７】
フィルタ部１３０は、光を波長別に受け入れるためのカラーフィルタ、すなわち規則的に配列されたレッド（ｒｅｄ）、ブルー（ｂｌｕｅ）及びグリーン（ｇｒｅｅｎ）のフィルタによって形成されるが、実質的に光を受け入れるアクティブピクセル領域Ａと、黒色に対する基準を提供するための光学ブラックピクセル領域Ｂとに分けられる。
【００２８】
光学ブラックピクセル領域Ｂのフィルタ１３２は、従来とは異なってレッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つによって形成され、フィルタ１３２の下部には、フィルタ１３２を通過した光を遮断するための光遮断層１３８が存在する。かかる光遮断層１３８は、光学ブラックピクセル領域Ｂ下部の受光部１００に光が入射しないように光を吸収したり、または光を反射させる材質によって形成されうる。
【００２９】
例えば、光を吸収する特性を有する光遮断層１３８は、シリコンまたは非晶質シリコンにより形成されうる。シリコンまたは非晶質シリコンに対する光の吸収特性については、図３に係る説明でさらに詳細に説明する。一方、光を反射させる特性を有する光遮断層１３８は、いくつかの有機膜質の組み合わせにより形成されうる。
【００３０】
ここで、留意すべき点は、光遮断層１３８が金属によって形成されてはならないということである。なぜならば、金属から形成されれば、従来と同じ問題、すなわちピクセルメタル配線層の配線構造の違い、または金属メタル層の存在による水素化処理工程の困難さなどによる各領域間の電気的特性差が発生するためである。
【００３１】
フィルタ部１３０は、平坦化のためにフィルタ１３２の上下に透明樹脂層１３４，１３６が形成されるが、下部樹脂層１３４に、非晶質シリコンなどで形成された薄い光遮断層１３８が形成されうる。一方、上部樹脂層１３６の上部には、レンズ部１４０が形成されるが、レンズ部１４０は、各フィルタに光を集光するための多数のレンズからなる。
【００３２】
図２Ｂは、図２Ａのイメージセンサ素子に対する平面図であり、図示されているように、本実施形態のイメージセンサ素子は、従来とは異なって、ブラックピクセル領域が１つのフィルタ、例えばブルーフィルタのみで形成される。また、その下部に、ブルーフィルタを通過した光を吸収するための光遮断層１３８が形成される。
【００３３】
かような光遮断層１３８が、金属ではないシリコンまたは非晶質シリコンで形成されることによって、ピクセルメタル配線層１２０のメタル配線１２２の構造がブラックピクセル領域Ｂとアクティブピクセル領域Ａとで、同一に形成されうる。また、かかる同じメタル配線を有し、ブラックピクセル領域でも水素化処理工程を容易に行うことができるために、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部の受光部１００での電気的特性、例えばダーク特性やノイズ特性などを同一レベルに改善させることができる。
【００３４】
また、従来のようなトップメタル層が不要であるので、それ分だけイメージセンサ素子の厚さを縮小させることができ、それにより、従来のピクセルメタル配線層の厚さが厚いことによって発生したピクセルの感度低下及びクロストーク問題もある程度改善させることができる。
【００３５】
図３は、非晶質シリコン及びシリコンに対する光の波長による吸収度を示すグラフである。
【００３６】
図３を参照すれば、シリコン（Ｓｉ）と非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）とで、ｃｍ当たりの光の波長に対する吸収係数は、短波長でさらに高い値を示すが、特にブルー系の波長で非晶質シリコンの吸収係数は、結晶質系シリコンに比べてほとんど１０倍（１桁）以上高いということが分かる。かかる結果を基に、本実施形態のイメージセンサ素子のブラックピクセル領域のフィルタをブルーフィルタでもって形成し、その下部に光遮断層を非晶質シリコンから形成する場合に、効率的なブラックピクセル領域を形成できるということが分かる。
【００３７】
すなわち、ブラックピクセル領域のフィルタをブルーフィルタによって形成する場合、非晶質シリコンに対するブルー波長の浸透深さ以上、例えば０．０１〜０．５μｍ厚に非晶質シリコンで光遮断層を形成することによって、ブラックピクセル領域での光をほぼ完全に遮断させることができる。一方、非晶質シリコンで光遮断層を形成する場合、５００℃以下の低温蒸着工程が可能であるために、ＣＭＯＳ工程と互換性を有して下部ピクセルメタル配線層に安定した工程を進めることができる。
【００３８】
一方、ブラックピクセル領域のフィルタをブルーフィルタ以外に、グリーンやレッドのフィルタによって形成できるということはいうまでもない。しかし、図３のグラフから分かるように、グリーンやレッドのフィルタによって形成する場合、非晶質シリコンの厚さ、すなわち吸収層の厚さが増大するために、ピクセルの感度及び光学的クロストークに好ましくない影響を及ぼすことがあり、また素子の全体厚を増大させることがある。また、光遮断層として結晶シリコンを使用することができるが、非晶質シリコンのような効果を得るためには、ほぼ１０倍分だけさらに厚く形成しなければならない。
【００３９】
本実施形態のイメージセンサ素子は、ブラックピクセル領域にブルーフィルタを使用し、その下部に非晶質シリコンによる光遮断層を形成することによって、素子の厚さという側面やピクセルの感度及びクロストークの問題を改善させることができる。また、非晶質シリコンの場合、５００℃以下の低温蒸着工程で形成可能であるので、前段階のＣＭＯＳ工程との互換性にすぐれる。さらに、従来のピクセルメタル配線層の上部に光遮断のためのトップメタル層が不要であるので、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部のピクセルメタル配線層のメタル配線を同じ構造で形成でき、かかるメタル配線の均一性により、受光部に対する水素化処理工程も均一に行うことができ、受光部の電気的特性、例えばノイズ特性及びダーク特性も均一に改善させることができる。
【００４０】
図４Ａないし図４Ｄは、本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。
【００４１】
図４Ａを参照すれば、まず基板上に光を感知して電気的信号に変換させる多数のＰＤを備えた受光部１００を形成する。かかるＰＤは、基板に不純物拡散層を形成することによって具現化できるが、例えば、基板がＰ型導電性である場合、基板表面下部のＰ０領域、Ｐ０領域下部にＮ−領域及び高濃度Ｐ型（Ｐ＋）領域からなるＰ／Ｎ／Ｐ型構造により形成できる。
【００４２】
図４Ｂを参照すれば、受光部１００の上部に透明な材質、例えばシリコン酸化物から形成されたピクセルメタル配線層１２０を形成する。かかるピクセルメタル配線層１２０には、何層かのメタル配線１２２が形成される。かかるメタル配線１２２は、アルミニウムまたは銅を利用して形成されるが、ピクセル間に同じ構造に形成されるので、従来と比べて容易に形成できる。すなわち、従来の場合、ブラックピクセル領域にトップメタル層が形成されることによって、トップメタル層のための層が追加されたり、または全体のメタル配線に対するレイアウトを変更せねばならないというような問題があったが、本実施形態では、そのような問題を排除できる。
【００４３】
かかるピクセルメタル配線層１２０の形成後、受光部１００の電気的特性改善のために水素化処理過程が行われうる。かかる水素化処理過程は、水素雰囲気で熱処理工程を介して行われるが、ピクセル間のメタル配線が均一であるので、下部の受光部で、均一な電気的特性を維持することが可能である。従来の場合、トップメタル層の存在によって、ブラックピクセル領域の水素化処理過程が不可能であり、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部の受光部での電気的特性が変わるという問題点があった。
【００４４】
図４Ｃを参照すれば、ピクセルメタル配線層１２０上のブラックピクセル領域に光遮断層１３８を形成する。かかる光遮断層１３８は、前述のように非晶質シリコンから形成することが望ましい。非晶質シリコンで光遮断層１３８を形成することが、厚さ、下部のメタル配線１２２の安定性問題などにおいて、シリコンに比べて有利であるということは、前述の通りである。一方、光遮断層１３８として非晶質シリコンが非常に薄く形成されるために、水素化処理過程を光遮断層１３８の形成後に行うことも可能である。
【００４５】
図４Ｄを参照すれば、素子の平坦化のために透明な下部樹脂層１３４を形成した後、下部樹脂層１３４の上部にフィルタ１３２が形成されるが、アクティブピクセル領域には、レッド、グリーン及びブルーのフィルタを規則的に形成し、ブラックピクセル領域には、ブルーフィルタを形成する。ブラックピクセル領域にブルーフィルタを形成することによって、下部の非晶質シリコンの厚さを最小とすることができるのは、前述の通りである。
【００４６】
フィルタ上部に、さらに透明な上部樹脂層１３６を形成して素子を全体的に平坦化する。フィルタ部１３０の上部には、レンズ部１４０が形成できるが、かかるレンズ部１４０は、各ピクセルのフィルタ１３２に光を集光するための多数のレンズを備えることができる。
【００４７】
以上、本発明について図面に図示された実施形態を参考にして説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解することができる。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のイメージセンサ素子及びそのセンサ素子の製造方法は、例えば、半導体素子関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】従来のイメージセンサ素子を示す断面図である。
【図１Ｂ】従来のイメージセンサ素子を示す平面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態によるイメージセンサ素子を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態によるイメージセンサ素子を示す平面図である。
【図３】非晶質シリコン及びシリコンに対する光の波長による吸収度を示すグラフである。
【図４Ａ】本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図４Ｃ】本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図４Ｄ】本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，１００  受光部
２０，１２０  ピクセルメタル配線層
２２，１２２  メタル配線
２４  トップメタル層
３０，１３０  フィルタ部
３２  カラーフィルタ
１３２  フィルタ
３４，３６，１３４，１３６  樹脂層
４０，１４０  レンズ部
１３８  光遮断層
Ａ  アクティブピクセル領域
Ｂ  ブラックピクセル領域
【図１Ａ】
2008198993.tif 000003
【図１Ｂ】
2008198993.tif 000004
【図２Ａ】
2008198993.tif 000005
【図２Ｂ】
2008198993.tif 000006
【図３】
2008198993.tif 000007
【図４Ａ】
2008198993.tif 000008
【図４Ｂ】
2008198993.tif 000009
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
2008198993.tif 000011