(57)【要約】【課題】イメージセンサー及びその製造方法を提供する。【解決手段】イメージセンサーは、横方向及び縦方向に配列されたマイクロレンズアレイ２１ａが形成される。マイクロレンズアレイ２１ａは横方向及び縦方向に隣合うレンズの間には間隔なしに連続的に形成され、対角方向に隣合うレンズの間には間隔が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向及び縦方向に配列されたマイクロレンズアレイが形成され、前記マイクロレンズアレイは前記横方向及び縦方向に隣合うレンズの間は間隔なしに連続的に形成され、対角方向に隣合うレンズの間は間隔が形成されたことを特徴とするイメージセンサー。
【請求項２】
前記マイクロレンズアレイの前記対角方向に隣合うレンズの間には０．２〜０．７μｍの間隔が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ー。
【請求項３】
前記マイクロレンズアレイを構成する横方向２個のレンズと縦方向２個のレンズで形成される４個レンズの接点には４角形の空間が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ー。
【請求項４】
前記マイクロレンズアレイを構成する前記４個レンズの接点に形成された４角形の空間をなす一辺の長さは、０．２〜０．５μｍであることを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
フォトダイオードと配線が具備された下部構造物と、
前記下部構造物上に形成されて、入射された光を前記フォトダイオードに集光するマイクロレンズアレイと、
を含んで、
前記マイクロレンズアレイは横方向及び縦方向に隣合うレンズの間は間隔なしに連続的に形成され、対角方向に隣合うレンズの間は間隔が形成されたことを特徴とするイメージセンサー。
【請求項６】
前記マイクロレンズアレイの前記対角方向に隣合うレンズの間には０．２〜０．７μｍの間隔が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ー。
【請求項７】
前記マイクロレンズアレイを構成する横方向２個のレンズと縦方向２個のレンズで形成される４個レンズの接点には４角形の空間が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ー。
【請求項８】
前記マイクロレンズアレイを構成する前記４個レンズの接点に形成された４角形の空間をなす一辺の長さは０．２〜０．５μｍであることを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
横方向及び縦方向に配列された感光膜パターンアレイを形成する場合において、前記横方向及び縦方向に隣合う感光膜パターンの間は間隔なしに平坦に形成されて、対角方向に隣合う感光膜パターンの間は空間が形成されるように感光膜パターンアレイを形成する段階と、
前記感光膜パターンアレイに対する熱処理を遂行して前記横方向及び縦方向に配列されたマイクロレンズアレイを形成して、前記横方向及び縦方向に隣合うレンズの間は間隔なしに連続的に形成されて、対角方向に隣合うレンズの間は間隔が形成される段階と、
を含むことを特徴とするイメージセンサー製造方法。
【請求項１０】
前記感光膜パターンアレイに対する熱処理はリフロー工程を遂行することを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサー製造方法。
【請求項１１】
前記マイクロレンズアレイの前記対角方向に隣合うレンズの間には０．２〜０．７μｍの間隔が形成されることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサー製造方法。
【請求項１２】
前記マイクロレンズアレイを構成する横方向２個のレンズと縦方向２個のレンズで形成される４個レンズの接点には４角形の空間が形成されることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサー製造方法。
【請求項１３】
前記マイクロレンズアレイを構成する前記４個レンズの接点に形成された４角形の空間をなす一辺の長さは０．２〜０．５μｍであることを特徴とする請求項１２に記載のイメージセンサー製造方法。
【請求項１４】
前記感光膜パターンアレイに対する熱処理を遂行する段階において、前記感光膜パターンの横方向及び縦方向に隣合う境界面に存在する感光物質が前記感光膜パターンの対角方向に形成された所定空間に移動されて、前記感光物質の移動によって前記横方向及び縦方向に隣合う前記感光膜パターンの間に連続的な屈曲が形成されることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサー製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサーとは、光学映像(optical image)を電気信号に変換させる半導体素子である。このようなイメージセンサーには入射される光をフォトダイオードに集光するためのマイクロレンズアレイが具備される。
【０００３】
従来のイメージセンサー製造方法によると、横方向及び縦方向に配列された感光膜パターンアレイを形成して、リフロー(reflow)工程のような熱処理工程を遂行してマイクロレンズアレイを形成する。
【０００４】
このようなマイクロレンズアレイは、横方向に隣合うレンズの間にも所定間隔が形成されて、縦方向に隣合うレンズの間にも所定間隔が形成される。
【０００５】
ところで、イメージセンサーの製造において、解決しなければならない課題の一つは、入射される光信号を電気信号に変えてくれる率(rate)、すなわち感度を増加させることである。
【０００６】
一方、高集積のイメージセンサーの製造において、ピクセルピッチ(pixel pitch)が小さくなることによって、入射光を効果的にフォトダイオードで誘導するための方案としてゼロギャップを有するマイクロレンズアレイが要請されている。
【０００７】
そのため、集光のためのマイクロレンズアレイの形成において、マイクロレンズアレイを構成する隣合うレンズの間に間隔が発生されないゼロギャップ(zero gap)を具現する方案が多様に模索されている。
【０００８】
しかし、感光膜によるマイクロレンズアレイの形成において、露光器の解像力限界のためにマイクロレンズアレイを構成する隣合うレンズの間の間隔をゼロギャップ(zero gap)で形成しにくいという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はマイクロレンズアレイを構成する隣合うレンズの間の間隔をゼロギャップ(zero gap)で形成することで、素子の感度を向上させることができるイメージセンサー及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるイメージセンサーは横方向及び縦方向に配列されたマイクロレンズアレイが形成され、前記マイクロレンズアレイは前記横方向及び縦方向に隣合うレンズの間には間隔なしに連続的に形成され、対角方向に隣合うレンズの間には間隔が形成される。
【００１１】
本発明によるイメージセンサーは、フォトダイオードと配線が具備された下部構造物と、前記下部構造物上に形成されて入射された光を前記フォトダイオードに集光するマイクロレンズアレイを含んで、前記マイクロレンズアレイは横方向及び縦方向に隣合うレンズの間には間隔なしに連続的に形成され、対角方向に隣合うレンズの間には間隔が形成される。
【００１２】
本発明によるイメージセンサー製造方法は、横方向及び縦方向に配列された感光膜パターンアレイを形成する場合において、前記横方向及び縦方向に隣合う感光膜パターンの間は間隔なしに平坦に形成されて、対角方向に隣合う感光膜パターンの間は空間が形成されるように感光膜パターンアレイを形成する段階と、前記感光膜パターンアレイに対する熱処理を遂行して前記横方向及び縦方向に配列されたマイクロレンズアレイを形成して、前記横方向及び縦方向に隣合うレンズの間は間隔なしに連続的に形成されて、対角方向に隣合うレンズの間は間隔が形成される段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マイクロレンズアレイを構成する隣合うレンズの間の間隔をゼロギャップ(zero gap)で形成することで、素子の感度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物らが基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンらの"上(on/above)"にまたは"下(below/under)"に形成されることで記載する場合において、その意味は各層(膜)、領域、パッド、パターンまたは構造物らが直接基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンらに接触されて形成される場合に解釈されることもでき、他の層(膜)、他の領域、他のパッド、他のパターンまたは他の構造物らがその間に追加的に形成される場合に解釈されることもできる。よって、その意味は実施例の技術的思想によって判断されなければならない。
【００１５】
以下、添付された図面を参考して実施例を詳しく説明する。
【００１６】
実施例によるイメージセンサー製造方法を図１ないし図５を参照して説明する。
【００１７】
実施例によるイメージセンサー製造方法によると、図１に示すように、横方向及び縦方向に配列された感光膜パターンアレイ２１を形成する。
【００１８】
実施例によると、横方向及び縦方向に配列された感光膜パターンアレイ２１の形成において、前記横方向及び縦方向に隣合う感光膜パターンの間には間隔なしに平坦に形成されて、対角方向に隣合う感光膜パターンの間には所定空間が形成されるように感光膜パターンアレイ２１を形成する。
【００１９】
図１に示すように、前記感光膜パターンアレイ２１を構成する横方向２個の感光膜パターンと縦方向２個の感光膜パターンに形成される４個の感光膜パターンの接点には大略的に４角形の空間が形成される。
【００２０】
図２は図１に示す感光膜パターンアレイに対してＩ−Ｉ'による断面を示したものであり、図４は図１に示す感光膜パターンアレイに対してＩＩ−ＩＩ'による断面を示したものである。
【００２１】
すなわち、図２に示すように、前記横方向及び縦方向に隣合う感光膜パターンの間には間隔なしに平坦に形成される。また、図４に示すように、前記感光膜パターンの間の横方向及び縦方向に隣合う境界面に沿っては、前記感光膜パターンが所定間隔を有するように形成されている。
【００２２】
実施例によるイメージセンサー製造方法によると、前記のような感光膜パターンアレイ２１に対する熱処理を遂行する。一つの例として、前記熱処理はリフロー工程とすることができる。
【００２３】
前記感光膜パターンアレイ２１に対する熱処理工程を通じて、横方向及び縦方向に配列されたマイクロレンズアレイ２１ａを形成することができるようになる。
【００２４】
実施例によると、前記感光膜パターンアレイ２１に対する熱処理を遂行することによって、前記感光膜パターンの横方向及び縦方向に隣合う境界面に存在する感光物質が前記感光膜パターンの対角方向に形成された所定空間に移動される。前記感光物質の移動によって前記横方向及び縦方向に隣合う前記感光膜パターンの間には連続的な屈曲が形成されることができるようになる。この時、前記連続的な屈曲は緩い境界線を具備するように形成されることができるようになる。
【００２５】
図３は図１に示す感光膜パターンアレイに対して熱処理が遂行された結果物のＩ−Ｉ'による断面を示したものであり、図５は図１に示す感光膜パターンアレイに対して熱処理が遂行された結果物のＩＩ−ＩＩ'による断面を示したものである。
【００２６】
実施例によると、図３に示すように、前記マイクロレンズアレイ２１ａは前記横方向及び縦方向に隣合うレンズの間には間隔なしに連続的に形成されることを確認することができる。すなわち、連続的な屈曲を有するように形成されて、連続的な屈曲は緩い境界線を具備するように形成される。
【００２７】
このように前記マイクロレンズアレイ２１ａは前記横方向及び縦方向に隣合うレンズの間に間隔がないゼロギャップ(zero)形象に形成されることができるようになる。これによって、高集積のピクセルピッチ(pixel pitch)を有するイメージセンサーにおいて、下部構造物に位置されたフォトダイオードに集光される光の効率をさらに向上させることができるようになる。
【００２８】
また、図５に示すように、前記マイクロレンズアレイ２１ａは前記レンズの間の横方向及び縦方向に隣合う境界面に沿っては所定間隔を有するように形成されている。この時、前記熱処理工程によってそれぞれの感光膜パターンは連続的な屈曲を有するレンズ形象に形成されることができるようになる。
【００２９】
このように、前記マイクロレンズアレイ２１ａは対角方向に隣合うレンズの間には所定間隔が形成される。前記マイクロレンズアレイ２１ａの前記対角方向に隣合うレンズの間には０．２〜０．７μｍの間隔が形成されることができる。
【００３０】
また実施例によると、前記マイクロレンズアレイ２１ａを構成する横方向２個のレンズと縦方向２個のレンズで形成される４個レンズの接点には大略的に４角形の空間が形成されることができる。この時、前記マイクロレンズアレイ２１ａを構成する前記４個レンズの接点に形成された大略的に４角形の空間をなす一辺の長さは０．２〜０．５μｍで形成されることができる。
【００３１】
以上で説明されたように実施例によるイメージセンサー製造方法によると、フォトダイオードと配線が具備された下部構造物上にゼロギャップ(zero gap)を具備するマイクロレンズアレイ２１ａを形成することができるようになる。
【００３２】
実施例によるイメージセンサーは、横方向及び縦方向に隣合うレンズの間には間隔なしに連続的に形成されているし、対角方向に隣合うレンズの間には所定間隔が形成されたマイクロレンズアレイ２１ａを含む。
【００３３】
また実施例によると、前記マイクロレンズアレイ２１ａの前記対角方向に隣合うレンズの間には０．２〜０．７μｍの間隔が形成されることができる。
【００３４】
また実施例によると、前記マイクロレンズアレイ２１ａを構成する横方向２個のレンズと縦方向２個のレンズで形成される４個レンズの接点には大略的に４角形の空間が形成されることができる。前記マイクロレンズアレイ２１ａを構成する前記４個レンズの接点に形成された４角形の空間をなす一辺の長さは０．２〜０．５μｍで形成されることができる。
【００３５】
このように実施例によると、前記マイクロレンズアレイ２１ａは前記横方向及び縦方向に隣合うレンズの間には間隔がないゼロギャップ(zero)形象で形成されることができるようになる。これによって、高集積のピクセルピッチ(pixel pitch)を有するイメージセンサーにおいて、下部構造物に位置されたフォトダイオードに集光される光の効率をさらに向上させることができるようになる。
【００３６】
以上の説明のように実施例によるイメージセンサー及びその製造方法によると、マイクロレンズアレイを構成する隣合うレンズの間の間隔をゼロギャップ(zero gap)で形成することで、素子の感度を向上させることができる長所がある。
【００３７】
以上では本発明を実施例によって詳細に説明したが、本発明は実施例によって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであると、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例によるイメージセンサー製造方法を説明するための図面である。
【図２】同じく、実施例によるイメージセンサー製造方法を説明するための図面である。
【図３】同じく、実施例によるイメージセンサー製造方法を説明するための図面である。
【図４】同じく、実施例によるイメージセンサー製造方法を説明するための図面である。
【図５】同じく、実施例によるイメージセンサー製造方法を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３９】
２１  感光膜パターンアレイ、  ２１ａ  マイクロレンズアレイ。
【図１】
2008085325.tif 000003
【図２】
2008085325.tif 000004
【図３】
2008085325.tif 000005
【図４】
2008085325.tif 000006
【図５】
2008085325.tif 000007