图像传感器制造技术

技术编号:15510042 阅读:153 留言:0更新日期:2017-06-04 03:39
本公开涉及图像传感器。一种图像传感器包括半导体衬底、在衬底的第一像素区中的第一对光电转换区以及在第一对光电转换区的光电转换区之间的第一隔离结构。传感器进一步包括在衬底的邻近第一像素区的第二像素区中的第二对光电转换区、以及在第二对光电转换区的光电转换区之间且具有与第一隔离结构不同的光学性质的第二隔离结构。不同的第一颜色滤光器和第二颜色滤光器,例如绿色和红色滤光器,可以被布置在第一像素区和第二像素区中各自的像素区上。

image sensor

The present disclosure relates to an image sensor. An image sensor includes a semiconductor substrate, a first pair of photoelectric conversion regions in the first pixel region of the substrate, and a first isolation structure between the photoelectric conversion region of the first pair of photoelectric conversion regions. The sensor further includes a second pixel area adjacent to the first pixel area of the substrate in the second area, and on the conversion between the second photoelectric conversion region of photoelectric conversion region and has second isolation structure and optical properties of the first isolation structure of different. Different first color filters and second color filters, such as green and red filters, can be arranged in respective pixel areas in the first pixel region and the second pixel region.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
本公开涉及图像传感器,更具体地涉及将成对光电转换器件用于自动聚焦(AF)和其它功能的图像传感器。
技术介绍
图像传感器是将光学图像转换为电信号的器件。随着计算机和通信产业的日益发展,在诸如数码相机、便携式摄像机、个人通信系统、游戏机、监控摄像机、用于医学应用的微型摄像机和/或机器人的各种应用中,有对高性能图像传感器的增长的需求。因此,对具有高性能的成像设备或图像传感器具有增长的需求。
技术实现思路
本专利技术构思的一些示例实施方式提供具有改善的光学特性的图像传感器。在一些实施方式中,一种图像传感器包括第一导电类型的半导体衬底和布置在半导体衬底中且在其中限定第一像素区和第二像素区的器件分隔层。图像传感器进一步包括在各个第一像素区和第二像素区中布置在半导体衬底中的第二导电类型的相应对第一光电转换区和第二光电转换区。在各第一像素区中,相应第一隔离结构被布置在半导体衬底中在第一光电转换区和第二光电转换区之间,以及在各第二像素区中,相应第二隔离结构被布置在半导体衬底中在第一光电转换区和第二光电转换区之间,第二隔离结构在其折射率和/或形状方面不同于第一隔离结构。第一像素区和第二像素区沿正交的第一和第二方向布置成矩阵,以及第二像素区布置在第一像素区中的沿第一方向的相邻第一像素区之间以及在第一像素区中的沿第二方向的相邻第一像素区之间。附加实施方式提供一种图像传感器,其包括第一导电类型的半导体衬底、以及在半导体衬底中且在其中限定第一像素区和第二像素区的器件分隔层。图像传感器进一步包括在各个第一像素区和第二像素区中的第二导电类型的相应对第一光电转换区和第二光电转换区。在各个第一像素区中,相应第一隔离结构被布置在半导体衬底中在第一光电转换区和第二光电转换区之间,第一隔离结构包括绝缘材料。在各第二像素区中,相应第二隔离结构被布置在半导体衬底中在第一光电转换区和第二光电转换区之间,第二隔离结构包括具有不同于第一隔离结构的折射率的材料。第一像素区和第二像素区沿正交的第一和第二方向布置成矩阵,以及第二像素区布置在第一像素区中的沿第一方向的相邻第一像素区之间以及在第一像素区中的沿第二方向的相邻第一像素区之间。在一些实施方式中,半导体衬底可以在其对立的两侧具有第一表面和第二表面,器件分隔层和第一隔离结构可以具有与半导体衬底的第二表面间隔开第一距离的底表面。第二隔离结构可以具有与半导体衬底的第二表面隔开第二距离的底表面。第二距离可以与第一距离基本相同。在一些实施方式中,半导体衬底可以进一步包括由器件分隔层限定的第三像素区。第三像素区可以被布置在第二像素区的对角线方向上在第一像素区中沿第一方向的相邻第一像素区之间以及在第一像素区中沿第二方向的相邻第一像素区之间,以及其中图像传感器进一步包括在各第三像素区中在其第一光电转换区和第二光电转换区之间的相应第三隔离结构。附加实施方式可以提供一种图像传感器,其包括第一导电类型的半导体衬底、以及在半导体衬底中且在其中限定第一像素区和第二像素区的器件分隔层。在各个第一像素区和第二像素区中,相应对第二导电类型的第一光电转换区和第二光电转换区被布置。在各第一像素区中,相应第一隔离结构被布置在半导体衬底中于第一光电转换区和第二光电转换区之间,第一隔离结构包括绝缘材料。在各第二像素区中,相应第二隔离结构被布置,第二隔离结构包括绝缘材料并且包括布置在第一光电转换区和第二光电转换区之间的第一部分、以及横过第一光电转换区和第二光电转换区的第二部分。第一像素区和第二像素区沿正交的第一和第二方向布置成矩阵。第二像素区布置在第一像素区中的沿第一方向的相邻第一像素区之间以及在第一像素区中的在第二方向上的相邻第一像素区之间。进一步的实施方式提供一种图像传感器,其包括:半导体衬底、在衬底的第一像素区中的第一对光电转换区、以及在第一对光电转换区的光电转换区之间的第一隔离结构。所述传感器进一步包括:在衬底的邻近于第一像素区的第二像素区中的第二对光电转换区、以及在第二对光电转换区的光电转换区之间且具有与第一隔离结构不同的光学性质的第二隔离结构。不同的第一和第二颜色滤光器可以被布置在第一像素区和第二像素区中各自的像素区上。附图说明由以下结合附图的简要描述,示例实施方式将被更加清楚地理解。附图代表如此处所述的非限制性示例实施方式。图1是根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的框图。图2是概要示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的有源像素传感器阵列的电路示意图。图3是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的有源像素传感器阵列的一示例的电路示意图。图4A到4D是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的颜色滤光器阵列的一些示例的俯视图。图5A和5B是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的俯视图。图5C是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的一部分的示意图。图6A和6B是剖视图,其分别沿图5A或5B的线I-I'和II-II'截取且示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器。图7A到7F是剖视图,其沿图5A或5B的线I-I'截取且示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器。图8A和8B是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的俯视图。图9和10是剖视图,其分别沿图8A或8B的线I-I'和II-II'截取且示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器。图11A和11B是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的俯视图。具体实施方式图1是根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的框图。参考图1,图像传感器可以包括有源像素传感器阵列1、行解码器2、行驱动器3、列解码器4、定时信号发生器5、相关双采样器(CDS)6、模数转换器(ADC)7和输入/输出(I/O)缓冲器8。有源像素传感器阵列1可以包括二维排列并且可以将光信号转换为电信号的多个单位像素。有源像素传感器阵列1可以由从行驱动器3传输的诸如像素选择信号、复位信号和电荷传输信号的多种驱动信号驱动。被转换的电信号可以被传输到CDS6。在一些示例实施方式中,图像传感器可以被配置为检测入射到有源像素传感器阵列1中的光的相位上的差异并且从而利用相差检测执行自动聚焦操作。有源像素传感器阵列1的单位像素中的每个可以被配置为由入射到一对光电转换器件中的光的相位上的差异产生并输出聚焦信号。聚焦信号可以被用来执行用于调节成像设备的透镜的位置的自动聚焦操作。行驱动器3可以被配置为基于行解码器2解码的结果将用于驱动多个单位像素的驱动信号提供给有源像素传感器阵列1。在单位像素按矩阵形状布置的情况下,驱动信号可以被提供给相应行单位像素。定时信号发生器5可以被配置为将定时信号和控制信号提供到行解码器2和列解码器4。CDS6可以被配置为接收有源像素传感器阵列1中产生的电信号并且对所接收的电信号执行保持和采样操作。例如,CDS6可以对电信号的特定噪声电平和信号电平执行双采样操作从而输出与噪声电平和信号电平之间的差异相应的差额电平(differencelevel)。ADC7可以被配置为将与从CDS6输出的差额电平相应的模拟信号转换为数字信号,而后将所转换的数字信号输出到I/O缓冲器8。I/O缓冲器8可以被配置为基于列解码本文档来自技高网...
图像传感器

【技术保护点】
一种图像传感器,包括:第一导电类型的半导体衬底;布置在所述半导体衬底中且在其中限定第一像素区和第二像素区的器件分隔层;布置在所述半导体衬底中在各个所述第一像素区和第二像素区中的相应对第二导电类型的第一光电转换区和第二光电转换区;在各个所述第一像素区中布置在所述半导体衬底中在所述第一光电转换区和第二光电转换区之间的相应第一隔离结构;以及在各个所述第二像素区中布置在所述半导体衬底中在所述第一光电转换区和第二光电转换区之间的相应第二隔离结构,所述第二隔离结构在其折射率和/或形状方面不同于所述第一隔离结构,其中所述第一像素区和第二像素区沿正交的第一方向和第二方向布置成矩阵,以及其中所述第二像素区布置在所述第一像素区中所述第一方向上的相邻第一像素区之间以及在所述第一像素区中所述第二方向上的相邻第一像素区之间。

【技术特征摘要】
2015.10.12 KR 10-2015-01423101.一种图像传感器,包括:第一导电类型的半导体衬底;布置在所述半导体衬底中且在其中限定第一像素区和第二像素区的器件分隔层;布置在所述半导体衬底中在各个所述第一像素区和第二像素区中的相应对第二导电类型的第一光电转换区和第二光电转换区;在各个所述第一像素区中布置在所述半导体衬底中在所述第一光电转换区和第二光电转换区之间的相应第一隔离结构;以及在各个所述第二像素区中布置在所述半导体衬底中在所述第一光电转换区和第二光电转换区之间的相应第二隔离结构,所述第二隔离结构在其折射率和/或形状方面不同于所述第一隔离结构,其中所述第一像素区和第二像素区沿正交的第一方向和第二方向布置成矩阵,以及其中所述第二像素区布置在所述第一像素区中所述第一方向上的相邻第一像素区之间以及在所述第一像素区中所述第二方向上的相邻第一像素区之间。2.如权利要求1所述的图像传感器,其中所述第一隔离结构包括具有沿所述第二方向延伸的线形结构的绝缘层,以及其中所述第二隔离结构包括沿所述第二方向延伸的线形结构且包括包含所述第一导电类型的掺杂剂的杂质区。3.如权利要求1所述的图像传感器,其中所述第一隔离结构包括具有沿所述第二方向延伸的线形结构的绝缘层,以及其中所述第二隔离结构包括包含沿所述第一方向延伸的第一部分和沿所述第二方向延伸的第二部分的绝缘层。4.如权利要求1所述的图像传感器,其中所述器件分隔层包括沿所述第一方向延伸且沿所述第二方向彼此间隔开的第一部分、以及沿所述第二方向延伸且沿所述第一方向彼此间隔开的第二部分,以及其中所述第一隔离结构和第二隔离结构沿所述第二方向延伸以接触所述器件分隔层的所述第一部分。5.如权利要求1所述的图像传感器,其中,在所述第一像素区中,所述第一光电转换区和第二光电转换区单独地被所述器件分隔层和所述第一隔离结构围绕,以及其中在所述第二像素区中,所述第一光电转换区和第二光电转换区独立地被所述器件分隔层和所述第二隔离结构围绕。6.如权利要求1所述的图像传感器,其中所述半导体衬底具有在其对立的第一侧和第二侧上的第一表面和第二表面,其中所述器件分隔层具有与所述半导体衬底的所述第二表面间隔开第一距离的底表面,其中所述第二隔离结构具有与所述半导体衬底的所述第二表面间隔开第二距离的底表面,以及其中所述第二距离基本上与所述第一距离相同。7.如权利要求6所述的图像传感器,其中所述第一隔离结构具有与所述半导体衬底的所述第二表面间隔开所述第一距离的底表面。8.如权利要求1所述的图像传感器,其中所述半导体衬底进一步包括第三像素区,所述第三像素区由所述器件分隔层限定且布置在所述第二像素区的对角线方向上在所述第一像素区中沿所述第一方向的相邻第一像素区之间且在所述第一像素区中沿所述第二方向的相邻第一像素区之间,以及其中所述图像传感器进一步包括在各个所述第三像素区中布置在所述半导体衬底中在所述第一光电转换区和第二光电转换区之...

【专利技术属性】
技术研发人员:李景镐金昇炫安赫李允基崔赫洵
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:韩国,KR

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1