特開 2024-96525 イメージセンシング装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024096525

(43)【公開日】2024-07-16

(54)【発明の名称】イメージセンシング装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 27/146 20060101AFI20240708BHJP

   H01L 31/0232 20140101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

H01L27/146 A

H01L31/02 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023221500

(22)【出願日】2023-12-27

(31)【優先権主張番号】10-2023-0000637

(32)【優先日】2023-01-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】310024033

【氏名又は名称】エスケーハイニックス株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＫ ｈｙｎｉｘ Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】２０９１， Ｇｙｅｏｎｇｃｈｕｎｇ－ｄａｅｒｏ，Ｂｕｂａｌ－ｅｕｂ，Ｉｃｈｅｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジョン ソンフン

【テーマコード（参考）】

4M118

5F149

【Ｆターム（参考）】

4M118AA05

4M118AB01

4M118BA09

4M118CA01

4M118CB01

4M118GB03

4M118GB11

4M118GC07

4M118GC14

4M118GD04

5F149BA17

5F149BB03

5F149CB14

5F149EA04

5F149HA03

5F149HA05

5F149HA10

5F149JA12

5F149KA20

5F149XB05

(57)【要約】

【課題】イメージセンシング装置のモジュールから反射された望まない光が有効ピクセル領域に流入されることを防止する。
【解決手段】本技術の一実施形態によるイメージセンシング装置は、有効ピクセル領域１００Ｅ及び有効ピクセル領域１００Ｅを取り囲むダミー領域１００Ｄを含む基板層１１０、ダミー領域１００Ｄの基板層１１０をカバーしてダミー領域１００Ｄの基板層１１０に光が入射されることを遮断する遮光膜１３２、遮光膜１３２の上に位置するカラーフィルター層１５０、及び遮光膜１３２の上に位置し、カラーフィルター層１５０を貫通する高さで遮光膜１３２から上に延長されるフレア防止壁１４０ａを含むことができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有効ピクセル領域及び前記有効ピクセル領域を取り囲むダミー領域を含む基板層；
前記ダミー領域の基板層をカバーして前記ダミー領域の基板層に光が入射されることを遮断する遮光膜；
前記遮光膜の上に位置するカラーフィルター層；及び
前記遮光膜の上に位置し、前記カラーフィルター層を貫通する高さで前記遮光膜から上に延長されるフレア防止壁を含む、イメージセンシング装置。

【請求項2】

前記フレア防止壁は、
前記有効ピクセル領域を取り囲む四角フレームの形態を有することを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。

【請求項3】

前記フレア防止壁は、
前記有効ピクセル領域と前記ダミー領域の境界領域に位置することを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。

【請求項4】

前記フレア防止壁は、
両側壁がいずれも前記遮光膜の上部面と垂直に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。

【請求項5】

前記フレア防止壁は、
両側壁のうち反射光が入射される側の側壁が傾斜して形成されることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。

【請求項6】

前記フレア防止壁は、
前記遮光膜と異なる物質の金属膜を含むことを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。

【請求項7】

前記金属膜は、
アルミニウムを含むことを特徴とする、請求項６に記載のイメージセンシング装置。

【請求項8】

前記フレア防止壁は、
前記金属膜と前記遮光膜との間に位置するバリアメタル膜をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載のイメージセンシング装置。

【請求項9】

前記フレア防止壁は、
屈折率が１．６より大きい非金属物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。

【請求項10】

前記カラーフィルター層上に位置するレンズ層をさらに含み、
前記フレア防止壁は、前記レンズ層の内部領域まで延長されることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。

【請求項11】

前記レンズ層は、
オーバーコーティング膜及び前記オーバーコーティング膜の上に位置するマイクロレンズを含み、
前記フレア防止壁は、前記オーバーコーティング膜を貫通しながら前記マイクロレンズの内部領域まで延長されることを特徴とする、請求項１０に記載のイメージセンシング装置。

【請求項12】

前記カラーフィルター層上に位置するレンズ層をさらに含み、
前記フレア防止壁は、前記レンズ層を貫通する高さで延長されることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。

【請求項13】

有効ピクセル領域及び前記有効ピクセル領域を取り囲むダミー領域を含む基板層上に第１金属層及び第２金属層を順次に形成する段階；
前記第２金属層をパターニングして前記有効ピクセル領域と前記ダミー領域の境界領域に隔壁形態のフレア防止壁を形成する段階；
前記第１金属層をパターニングして前記有効ピクセル領域にグリッド構造物を形成して前記ダミー領域に遮光膜を形成する段階；
前記グリッド構造物により画成された領域及び前記遮光膜の上にカラーフィルター層を形成する段階；及び
前記カラーフィルター層上にレンズ層を形成する段階を含む、イメージセンシング装置の製造方法。

【請求項14】

前記第１金属層と前記第２金属層との間にバリアメタル膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載のイメージセンシング装置の製造方法。

【請求項15】

前記フレア防止壁を形成する段階は、
前記第２金属層及び前記バリアメタル膜を順次にパターニングすることを特徴とする、請求項１４に記載のイメージセンシング装置の製造方法。

【請求項16】

前記カラーフィルター層を形成する段階は、
前記フレア防止壁の上部領域が前記カラーフィルター層の上部面より上に突出するように前記カラーフィルター層を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シング装置の製造方法。

【請求項17】

前記レンズ層を形成する段階は、
前記レンズ層の上部面が前記フレア防止壁の上部面より高く位置するように前記レンズ層を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シング装置の製造方法。

【請求項18】

前記レンズ層を形成する段階は、
前記フレア防止壁の上部領域が前記レンズ層の上部面より上に突出するように前記レンズ層を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シング装置の製造方法。

【請求項19】

有効ピクセル領域及び前記有効ピクセル領域を取り囲むダミー領域を含む基板層上に金属層を形成する段階；
前記金属層をパターニングして前記有効ピクセル領域にグリッド構造物を形成して前記ダミー領域に遮光膜を形成する段階；
前記グリッド構造物により画成された領域及び前記遮光膜の上にカラーフィルター層を形成する段階；
前記カラーフィルター層上にレンズ層を形成する段階；
前記遮光膜が露出されるように前記レンズ層及び前記カラーフィルター層を食刻してトレンチを形成する段階；及び
前記トレンチに光反射用物質で埋め込んでフレア防止壁を形成する段階を含む、イメージセンシング装置の製造方法。

【請求項20】

前記フレア防止壁を形成する段階は、
前記トレンチに前記レンズ層より屈折率が大きい非金属物質を埋め込むことを特徴とする、請求項１９に記載のイメージセンシング装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イメージセンシング装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

イメージセンサ（ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）は、光学映像を電気信号に変換させる素子である。近年、コンピューター産業と通信産業の発達に伴い、デジタルカメラ、カムコーダ、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、ビデオゲーム機器、警備用カメラ、医療用マイクロカメラ、ロボットなど、多様な分野において集積度及び性能が向上したイメージセンサの需要が増大している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の実施形態は、イメージセンシング装置のモジュールから反射された光がイメージセンシング装置の有効ピクセル領域に流入されることの防止を図る。

【0004】

本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は、下記記載から当業者に明確に理解され得るはずである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施形態によるイメージセンシング装置は、有効ピクセル領域及び前記有効ピクセル領域を取り囲むダミー領域を含む基板層、前記ダミー領域の基板層をカバーして前記ダミー領域の基板層に光が入射されることを遮断する遮光膜、前記遮光膜の上に位置するカラーフィルター層、及び前記遮光膜の上に位置し、前記カラーフィルター層を貫通する高さで前記遮光膜から上に延長されるフレア防止壁を含むことができる。

【0006】

本発明の一実施形態によるイメージセンシング装置の製造方法は、有効ピクセル領域及び前記有効ピクセル領域を取り囲むダミー領域を含む基板層上に第１金属層及び第２金属層を順次に形成する段階、前記第２金属層をパターニングして前記有効ピクセル領域と前記ダミー領域の境界領域に隔壁形態のフレア防止壁を形成する段階、前記第１金属層をパターニングして前記有効ピクセル領域にグリッド構造物を形成して前記ダミー領域に遮光膜を形成する段階、前記グリッド構造物により画成された領域及び前記遮光膜の上にカラーフィルター層を形成する段階、及び前記カラーフィルター層上にレンズ層を形成する段階を含むことができる。

【0007】

本発明の他の実施形態によるイメージセンシング装置の製造方法は、有効ピクセル領域及び前記有効ピクセル領域を取り囲むダミー領域を含む基板層上に金属層を形成する段階、前記金属層をパターニングして前記有効ピクセル領域にグリッド構造物を形成して前記ダミー領域に遮光膜を形成する段階、前記グリッド構造物により画成された領域及び前記遮光膜の上にカラーフィルター層を形成する段階、前記カラーフィルター層上にレンズ層を形成する段階、前記遮光膜が露出されるように前記レンズ層及び前記カラーフィルター層を食刻してトレンチを形成する段階、及び前記トレンチに光反射用物質で埋め込んでフレア防止壁を形成する段階を含むことができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施形態は、イメージセンシング装置のモジュールから反射された望まない光が有効ピクセル領域に流入されることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態によるイメージセンシング装置の構成を概略的に図示したブロック図である。

【図2】図１に図示されたイメージセンシング装置の平面構造を例示的に示す図面である。

【図3】図２においてＸ－Ｘ’切取線に沿って切断された断面構造の一実施形態を示す図面である。

【図4a】図３の構造を形成する過程を例示的に示す図面である。

【図4b】図３の構造を形成する過程を例示的に示す図面である。

【図4c】図３の構造を形成する過程を例示的に示す図面である。

【図4d】図３の構造を形成する過程を例示的に示す図面である。

【図5】図２においてＸ－Ｘ’切取線に沿って切断された断面構造の他の実施形態を示す図面である。

【図6a】図５に示されたものと同じ形態のフレア防止壁を形成する過程を例示的に示す図面である。

【図6b】図５に示されたものと同じ形態のフレア防止壁を形成する過程を例示的に示す図面である。

【図6c】図５に示されたものと同じ形態のフレア防止壁を形成する過程を例示的に示す図面である。

【図7】図２においてＸ－Ｘ’切取線に沿って切断された断面構造の他の実施形態を示す図面である。

【図8a】図７の構造を形成する過程を例示的に示す図面である。

【図8b】図７の構造を形成する過程を例示的に示す図面である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一部の実施形態を例示的な図面を介して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一の構成要素に対してはたとえ別の図面上に表示されるとしても、できる限り同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の実施形態を説明するにおいて、関連した公知の構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の実施形態に対する理解を妨害すると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。

【0011】

図１は、本発明の一実施形態によるイメージセンシング装置の構成を概略的に図示したブロック図である。

【0012】

図１を参照すると、本実施形態のイメージセンシング装置は、ピクセルアレイ（ｐｉｘｅｌ ａｒｒａｙ）１００、ロードライバー（ｒｏｗ ｄｒｉｖｅｒ）２００、相関二重サンプラ（ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｄｏｕｂｌｅ ｓａｍｐｌｅｒ、ＣＤＳ）３００、アナログ－デジタルコンバータ（ａｎａｌｏｇ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＡＤＣ）４００、出力バッファ（ｏｕｔｐｕｔ ｂｕｆｆｅｒ）５００、カラムドライバー（ｃｏｌｕｍｎ ｄｒｉｖｅｒ）６００及びタイミングコントローラ（ｔｉｍｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７００を含むことができる。

【0013】

ピクセルアレイ１００は、ロー（ｒｏｗ）方向及びカラム（ｃｏｌｕｍｎ）方向に連続的に配列された複数のユニットピクセルを含むことができる。ピクセルアレイ１００は、外部から入射された光を光電変換してイメージ生成のための電気信号（ピクセル信号）を生成する有効ピクセルを含む有効ピクセル領域、及び有効ピクセル領域の外側に位置してダミーピクセルを含むダミー領域を含むことができる。また、ピクセルアレイ１００は、有効ピクセル領域とダミー領域の境界領域に位置するフレア防止壁（ｆｌａｒｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗａｌｌ）を含むことができる。

【0014】

ピクセルアレイ１００は、ロー選択信号、リセット信号及び伝送信号のような駆動信号の提供をロードライバー２００から受けることができる。ユニットピクセルは、駆動信号が受信されると活性化され、ロー選択信号、リセット信号及び伝送信号に対応される動作を遂行することができる。

【0015】

ロードライバー２００は、タイミングコントローラ７００のような制御回路から提供される制御信号に基づいてユニットピクセルを動作させることができる。

【0016】

相関二重サンプラ３００は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ：ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｄｏｕｂｌｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式を用いてユニットピクセルの望まないオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値を除去することができる。相関二重サンプラ３００は、基準信号とピクセル信号を相関二重サンプリング（ＣＤＳ）信号としてアナログ－デジタルコンバータ４００に出力することができる。

【0017】

アナログ－デジタルコンバータ４００は、相関二重サンプラ３００から受信されるＣＤＳ信号をデジタル信号に変換することができる。

【0018】

出力バッファ５００は、アナログ－デジタルコンバータ３００から提供されるそれぞれのカラム単位のデータをタイミングコントローラ７００の制御により一時格納することができる。

【0019】

カラムドライバー６００は、タイミングコントローラ７００の制御により出力バッファ５００のカラムを選択し、選択された出力バッファ５００のカラムに一時格納されたデータを順次に出力することができる。

【0020】

タイミングコントローラ７００は、ロードライバー２００、アナログ－デジタルコンバータ４００、出力バッファ５００及びカラムドライバー６００の動作を制御するための信号を生成することができる。

【0021】

図２は、図１に図示されたイメージセンシング装置におけるピクセルアレイの平面構造を例示的に示す図面である。

【0022】

図２を参照すると、ピクセルアレイ１００は、有効ピクセル領域（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｐｉｘｅｌ ａｒｅａ）１００Ｅ及びダミー領域（ｄｕｍｍｙ ａｒｅａ）１００Ｄを含むことができる。

【0023】

有効ピクセル領域１００Ｅは、イメージセンシング装置の中央部に四角形の形態で配置されてよい。有効ピクセル領域１００Ｅは、２次元的なマトリックス形態で配列された複数の有効ピクセルを含むことができる。複数の有効ピクセルは、入射光を光電変換してイメージ生成のためのピクセル信号を生成することができる。複数の有効ピクセルは、複数のレッドピクセル（Ｒｅｄ ｐｉｘｅｌｓ）、複数のグリーンピクセル（Ｇｒｅｅｎ ｐｉｘｅｌｓ）及び複数のブルーピクセル（Ｂｌｕｅ ｐｉｘｅｌｓ）がＲＧＧＢベイヤーパターン（Ｂａｙｅｒ ｐａｔｔｅｒｎ）形態で配列されてよい。

【0024】

ダミー領域１００Ｄは、有効ピクセル領域１００Ｅと隣接して有効ピクセル領域１００Ｅの外側に位置することができる。例えば、ダミー領域１００Ｄは、有効ピクセル領域１００Ｅを取り囲む四角フレームの形態で有効ピクセル領域１００Ｅの外側に配置されてよい。ダミー領域１００Ｄは、複数のダミーピクセルを含むことができる。ダミー領域１００Ｄは、半導体基板に流入される光を遮断するための遮光膜を含むことができる。遮光膜は、金属膜（例えば、タングステン）を含むことができ、半導体基板の上に形成されてよい。ダミー領域１００Ｄにおいて遮光膜が形成される領域は、暗黒（ｄａｒｋ）状態でピクセル信号を生成するオプティカルブラックピクセル（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ Ｐｉｘｅｌ）領域を含むことができる。

【0025】

また、ダミー領域１００Ｄは、イメージセンシング装置のモジュールから反射された後、有効ピクセル領域１００Ｅに流入される反射光を遮断するためのフレア防止壁（ｆｌａｒｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗａｌｌ）１４０を含むことができる。フレア防止壁１４０は、ダミー領域１００Ｄにおいて有効ピクセル領域１００Ｅに隣接した領域に位置することができる。または、フレア防止壁１４０は、有効ピクセル領域１００Ｅとダミー領域１００Ｄとの境界領域に位置することができる。フレア防止壁１４０は、有効ピクセル領域１００Ｅを取り囲む四角フレームの形態で形成されてよい。

【0026】

フレア防止壁１４０は、ダミー領域１００Ｄの遮光膜の上に位置することができ、遮光膜から既に設定された高さほど上に延長して形成されてよい。例えば、フレア防止壁１４０は、カラーフィルター層を貫通しながらレンズ層の内部まで延長される高さで形成されてよい。または、フレア防止壁１４０は、カラーフィルター層及びレンズ層を貫通する高さで形成されてよい。

【0027】

フレア防止壁１４０は、反射率が高い物質膜を含むことができる。例えば、フレア防止壁１４０は、アルミニウムを含むことができる。または、フレア防止壁１４０は、レンズ層１６０より屈折率が大きい非金属物質を含むことができる。例えば、フレア防止壁１４０は、屈折率が１．６以上である非金属物質を含むことができる。

【0028】

ダミー領域１００Ｄの外側には、パッド（ＰＡＤ）が形成されてよい。

【0029】

図３は、図２においてＸ－Ｘ’切取線に沿って切断された断面構造の一実施形態を示す図面である。

【0030】

図３を参照すると、ピクセルアレイ１００は、基板層１１０、反射防止層１２０、遮光膜１３２、グリッド構造物１３４、フレア防止壁１４０ａ、カラーフィルター層１５０及びレンズ層１６０を含むことができる。

【0031】

基板層１１０は、基板１１２及び光電変換領域１１４を含むことができる。基板層１１０は、第１面及び第１面の反対側に位置する第２面を含むことができる。このとき、第１面は、外部から光が入射される面を示すことができる。

【0032】

基板１１２は、単結晶（Ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ）のシリコンを含む半導体基板を含むことができる。基板１１２は、Ｐ型不純物を含むことができる。

【0033】

光電変換領域１１４は、各ユニットピクセルに対応して半導体基板１１２の内部に形成されてよい。光電変換領域１１４は、レンズ層１６０及びカラーフィルター層１５０を通過して入射された可視光を光電変換して光電荷を生成することができる。光電変換領域１１４は、Ｎ型不純物を含むことができる。

【0034】

反射防止層１２０は、基板層１１０の第１面上に位置することができ、基板層１１０の第１面に入射される光が光電変換領域１１４に円滑に到達できるように光の反射を防止することができる。例えば、反射防止層１２０は、基板層１１０とカラーフィルター層１５０及びオーバーコーティング膜１６２の間の屈折率差を補償することで、カラーフィルター層１５０及びオーバーコーティング膜１６２を通過する光が効果的に基板層１１０の内部に入射されるようにすることができる。反射防止層１２０は、基板層１１０に形成された所定の構造物による段差を除去するための平坦化層の役割を担うこともできる。反射防止層１２０は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜、又は高誘電膜（例えば、ハフニウム酸化膜、アルミニウム酸化膜）を含むことができる。

【0035】

遮光膜１３２は、ダミー領域１００Ｄにおいて基板層１１０上に平板形態で形成され、基板層１１０に光が流入されることを遮断することができる。遮光膜１３２は、タングステンのような金属膜を含むことができる。遮光膜１３２の下に位置する光電変換領域は、暗黒（ｄａｒｋ）状態でピクセル信号を生成するオプティカルブラックピクセルの光電変換領域を含むことができる。

【0036】

グリッド構造物１３４は、有効ピクセル領域１００Ｅにおいて反射防止層１２０上に形成されてよい。グリッド構造物１３４は、グリッド形態でカラーフィルターの間に位置することにより、隣接したカラーフィルター間のクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）を防止することができる。グリッド構造物１３４は、遮光膜１３２と同じ物質で形成されてよい。例えば、グリッド構造物１３４は、タングステンのような金属層を含むことができ、グリッド構造物１３４と遮光膜１３４は同じ工程を介して共に形成されてよい。

【0037】

フレア防止壁１４０ａは、ダミー領域１００Ｄにおいて遮光膜１３２上に一定の高さの隔壁形態で形成されることによりイメージセンシング装置のモジュールから反射され、有効ピクセル領域１００Ｅに流入される光を遮断することができる。例えば、フレア防止壁１４０ａは、両側壁がいずれも遮光膜１３２の上部面と垂直な方向に延長される垂直壁の形態で形成されてよい。フレア防止壁１４０ａは、ダミー領域１００Ｄにおいて有効ピクセル領域１００Ｅと隣接した領域（例えば、境界領域）に形成されてよい。フレア防止壁１４０ａは、カラーフィルター層１５０を貫通しながらレンズ層１６０の内部まで延長される高さで形成されてよい。または、フレア防止壁１４０ａは、カラーフィルター層１５０及びレンズ層１６０を貫通する高さで形成されてよい。

【0038】

フレア防止壁１４０ａは、光反射率が高い金属層を含むことができる。例えば、フレア防止壁１４０ａは、アルミニウム膜１４４を含むことができる。アルミニウム膜１４４と遮光膜１３２との間にはバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）メタル膜１４２が形成されてよい。バリアメタル膜１４２は、Ｔｉ、ＴｉＮの少なくともいずれか１つを含むことができる。または、フレア防止壁１４０ａは、屈折率が高い、例えば、屈折率がレンズ層１６０より大きい非金属物質を含むことができる。

【0039】

カラーフィルター層１５０は、レンズ層１５０を介して入射された光から可視光をフィルタリングすることができる。カラーフィルター層１５０は、ベイヤーパターン（Ｂａｙｅｒ ｐａｔｔｅｒｎ）で配列されたレッドカラーフィルター、グリーンカラーフィルター及びブルーカラーフィルターを含むことができる。カラーフィルターは、有効ピクセル領域１００Ｅにおいては反射防止層１２０上でグリッド構造物１３４により画成された領域に形成されてよく、ダミー領域１００Ｄにおいては遮光膜１３２を全体的にカバーするように形成されてよい。

【0040】

レンズ層１６０は、オーバーコーティング膜１６２及びマイクロレンズ１６４を含むことができる。オーバーコーティング膜１６２は、カラーフィルター層１５０をカバーするように形成されてよい。オーバーコーティング膜１６２は、カラーフィルターにより発生し得る段差を補償するための平坦化層の役割を担うことができる。マイクロレンズ１６４は、オーバーコーティング膜１６２上に位置することができる。マイクロレンズ１６４のそれぞれは凸レンズの形態で形成されてよく、ユニットピクセルごとに形成されてよい。マイクロレンズ１６４は、有効ピクセル領域１００Ｅにおいて入射光を対応される光電変換領域１１４に集光させることができる。レンズ層１６０は、ダミー領域１００Ｄまで延長して形成されてよい。オーバーコーティング膜１６２とマイクロレンズ１６４は同じ物質で形成されてよい。例えば、オーバーコーティング膜１６２とマイクロレンズ１６４は、光透過性フォトレジスト物質で形成されてよい。

【0041】

図４ａから図４ｄは、図３の構造を形成する過程を例示的に示す図面である。

【0042】

先ず、図４ａを参照すると、光電変換領域１１４を含む基板層１１０上に反射防止層１２０及び金属層１３２’、１４２’、１４４’が順次に積層して形成されてよい。このとき、反射防止層１２０は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜、又は、高誘電膜（例えば、ハフニウム酸化膜、アルミニウム酸化膜）を含むことができる。金属層１３２’は、タングステンを含むことができ、金属層１４２’は、Ｔｉ、ＴｉＮのようなバリアメタルを含むことができる。また、金属層１４４’は、アルミニウムを含むことができる。

【0043】

次に、図４ｂを参照すると、金属層１４４’、１４２’がパターニングされることにより、金属層１３２’上にフレア防止壁１４０ａが形成されてよい。例えば、金属層１４４’上にフレア防止壁１４０ａが形成される領域を画成するフォトレジストパターン（図示せず）が形成された後、そのフォトレジストパターンを食刻マスクとしてメタル層１４４’、１４２’が順次に食刻されることにより、バリアメタル膜１４２とアルミニウム膜１４４が積層されたフレア防止壁１４０ａが形成されてよい。

【0044】

次に、図４ｃを参照すると、金属層１３２’がパターニングされ遮光膜１３２及びグリッド構造物１３４が形成されてよい。

【0045】

例えば、金属層１３２’上にグリッド構造物１３４及び遮光膜１３２が形成される領域を画成するフォトレジストパターン（図示せず）が形成された後、そのフォトレジストパターンを食刻マスクとして金属層１３２’が食刻されることにより、有効ピクセル領域１００Ｅにはグリッド構造物１３４が形成され、ダミー領域１００Ｄには遮光膜１３２が形成されてよい。

【0046】

次に、図４ｄを参照すると、グリッド構造物１３４により画成された領域及び遮光膜１３２上にカラーフィルター層１５０が形成されてよい。カラーフィルター層１５０は、ベイヤーパターン（Ｂａｙｅｒ ｐａｔｔｅｒｎ）で配列されたレッドカラーフィルター、グリーンカラーフィルター及びブルーカラーフィルターを含むことができる。

【0047】

次いで、カラーフィルター層１５０上にオーバーコーティング膜１６２が形成されてよい。例えば、光透過性フォトレジスト物質がカラーフィルターをカバーするように形成されてよい。オーバーコーティング膜１６２は、上部面がフレア防止壁１４０ａの上部面より低く形成されてよく、オーバーコーティング膜１６２の上部面は平坦化されてよい。

【0048】

次いで、オーバーコーティング膜１６２上にマイクロレンズ１６４が形成されてよい。例えば、各光電変換領域１１４に対応してオーバーコーティング膜１６２上にフォトレジストパターンを形成した後、そのフォトレジストパターンをリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）させることにより上に突出した形態のマイクロレンズ１６４が形成されてよい。

【0049】

図５は、図２においてＸ－Ｘ’切取線に沿って切断された断面構造の他の実施形態を示す図面である。

【0050】

図５を参照すると、本実施形態におけるフレア防止壁１４０ｂの両側壁のうち反射光が入射される側の側壁が傾斜して形成されることにより、外部から入射される反射光が反射されるように形成され得る。例えば、フレア防止壁１４０ｂの両側壁のうち有効ピクセル領域１００Ｅと隣接した側壁は、遮光膜１３２の上部面と垂直な方向に延長される垂直壁の形態で形成され、その反対側の側壁は傾斜した形態で形成されてよい。

【0051】

フレア防止壁１４０ｂは、バリア（ｂａｒｒｉｅｒ）メタル膜１４６とアルミニウム膜１４８の積層構造を含むことができる。バリアメタル膜１４６は、Ｔｉ、ＴｉＮの少なくともいずれか１つを含むことができる。

【0052】

図６ａから図６ｃは、図５に示されたものと同じ形態のフレア防止壁を形成する過程を例示的に示す図面である。本実施形態においては、フレア防止壁１４０ｂが形成される過程に対してのみ説明する。

【0053】

図６ａを参照すると、基板層１１０上に反射防止層１２０及び金属層１３２’、１４２’、１４４’が順次に積層して形成されてよい。このとき、反射防止層１２０は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜、または高誘電膜（例えば、ハフニウム酸化膜、アルミニウム酸化膜）を含むことができる。金属層１３２’は、タングステンを含むことができ、金属層１４２’は、Ｔｉ、ＴｉＮのようなバリアメタルを含むことができる。また、金属層１４４’は、アルミニウムを含むことができる。

【0054】

次に、図６ｂを参照すると、金属層１４４’、１４２’がパターニングされた後、パターニングされた金属層パターン１４４’’、１４２’’の両側壁のうち一側壁の部分のみカバーするようにフォトレジスト膜１７０が形成されてよい。

【0055】

次に、図６ｃを参照すると、金属層パターン１４４’’、１４２’’の一側壁はフォトレジスト膜１７０によりカバーされ、他の側壁は、露出された状態で金属層パターン１４４’’、１４２’’に対する傾斜食刻が進行されることによりフレア防止壁１４０ｂが形成されてよい。

【0056】

傾斜面の角度は、傾斜食刻時、パターンのＣＤを調節することにより所望の角度に調節できる。

【0057】

図７は、図２においてＸ－Ｘ’切取線に沿って切断された断面構造の他の実施形態を示す図面である。

【0058】

図７を参照すると、フレア防止壁１４０ｃは、上部領域（ｕｐｐｅｒ ｐｏｒｔｉｏｎ）がレンズ層１６０より上に突出して形成されてよい。本実施形態において、フレア防止壁１４０ｃは、レンズ層１６０より屈折率が大きい非金属物質を含むことができる。例えば、フレア防止壁１４０ｃは、屈折率が１．６以上の非金属物質として、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ポリシリコン（ｐｏｌｙ－ｓｉｌｉｃｏｎ）などを含むことができる。

【0059】

本実施形態においては、非金属物質で形成されたフレア防止壁１８０がレンズ層１６０より上に突出して形成される場合を例示的に説明したが、前述した図３及び図５のフレア防止壁１４０ａ、１４０ｂも、上部領域（ｕｐｐｅｒ ｐｏｒｔｉｏｎ）がレンズ層１６０より上に突出して形成されてよい。

【0060】

図８ａ及び図８ｂは、図７の構造を形成する過程を例示的に示す図面である。

【0061】

図８ａを参照すると、基板層１１０上に反射防止層１２０、遮光膜１３２、グリッド構造物１３４、カラーフィルター層１５０及びレンズ層１６０が形成されてよい。反射防止層１２０、遮光膜１３２、グリッド構造物１３４、カラーフィルター層１５０及びレンズ層１６０が形成される方法は、通常の方法中いずれか一つの方法が用いられてよいので、これに対する説明は省略する。

【0062】

次に、マイクロレンズ１６４上にフレア防止壁１４０ｃが形成される領域を画成するフォトレジストパターン１７０が形成されてよい。例えば、有効ピクセル領域１００Ｅとダミー領域１００Ｄの境界領域に有効ピクセル領域１００Ｅを取り囲むフレーム形態の領域を画成するフォトレジストパターン１７０が形成されてよい。

【0063】

次いで、フォトレジストパターン１７０を食刻マスクとして遮光膜１３２が露出されるまでレンズ層１６０及びカラーフィルター層１５０が食刻されることにより、ダミー領域１００Ｄに有効ピクセル領域１００Ｅをフレーム形態で取り囲むトレンチ１７２が形成されてよい。

【0064】

次に、図８ｂを参照すると、トレンチ１７２が埋め込まれるように非金属物質が形成されることによりフレア防止壁１４０ｃが形成されてよい。例えば、レンズ層１６０より大きい屈折率（例えば、屈折率１．６以上）を有する非金属物質がトレンチ１９２に埋め込まれることによりフレア防止壁１４０ｃが形成されてよい。

【0065】

次いで、フォトレジストパターン１７０が除去されてよい。

【0066】

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能なはずである。

【0067】

したがって、本発明に開示されている実施形態は、本発明の技術思想を限定するためではなく説明するためのものであり、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護の範囲は、下記の特許請求の範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

【符号の説明】

【0068】

１１０ 基板層
１２０ 反射防止層
１３２ 遮光膜
１３４ グリッド構造物
１４０、１７０、１８０ フレア防止壁
１５０ カラーフィルター層
１６０ レンズ層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7】

【図8a】

【図8b】