图像传感器制造技术

技术编号:18428355 阅读:21 留言:0更新日期:2018-07-12 02:28
一种图像传感器可包括衬底,其包括多个单元像素区并且具有彼此面对的第一表面和第二表面。单元像素区中的每一个可包括:在衬底中彼此间隔开的多个浮置扩散部件;存储节点,它们设置在衬底中并且与浮置扩散部件间隔开,并且面对浮置扩散部件;转移栅极,其邻近于浮置扩散部件与存储节点之间的区;以及光电转换部件,它们按次序堆叠在第一表面和第二表面之一上。光电转换部件中的每一个可包括分别设置在其顶表面和底表面上的公共电极和像素电极,并且各个像素电极可电连接至对应的一个存储节点。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器相关申请的交叉引用本申请要求于2017年1月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0000838的优先权,该申请的公开以引用方式全文并入本文中。
本专利技术构思涉及图像传感器,并且具体地说,涉及包括具有多层结构的光电转换部件的图像传感器。
技术介绍
图像传感器是一种将光学图像转换为电信号的半导体装置。换句话说,图像传感器检测并传递构成图像的信息。图像传感器可分为两种类型:电荷耦合器件(CCD)类型和互补金属氧化物半导体(CMOS)类型。CMOS类型的图像传感器可被称作“CIS”。CIS可包括以二维方式排列的多个像素,并且像素中的每一个包括将入射光转换为电信号的光电二极管(PD)。
技术实现思路
根据本专利技术构思的示例性实施例,一种图像传感器可包括:包括多个单元像素区的衬底,所述衬底具有彼此面对的第一表面和第二表面,其中单元像素区中的每一个包括:在衬底中彼此间隔开的多个浮置扩散部件;多个存储节点,其设置在衬底中并且与浮置扩散部件间隔开,其中存储节点中的每一个面对对应的一个浮置扩散部件;转移栅极,其邻近于浮置扩散部件与存储节点之间的区;以及多个光电转换部件,它们按次序堆叠在所述第一表面和所述第二表面之一上,其中光电转换部件中的每一个包括公共电极和像素电极,公共电极设置在对应的光电转换部件的顶表面,像素电极设置在对应的光电转换部件的底表面并且电连接至对应的一个存储节点。根据本专利技术构思的示例性实施例,一种图像传感器可包括:包括多个单元像素区的衬底,其中单元像素区中的每一个包括:多个浮置扩散部件,它们在衬底中排列成一条线并且彼此间隔开;多个存储节点,它们设置在衬底中,并且与浮置扩散部件间隔开,其中所述多个存储节点分别面对所述多个浮置扩散部件;转移栅极,其邻近于浮置扩散部件与存储节点之间的区;多个光电转换部件,它们按次序堆叠在衬底的顶表面或底表面上,其中光电转换部件吸收不同波长的光,并且从吸收的光中产生电荷,并且电荷从光电转换部件转移至它们对应的存储节点。根据本专利技术构思的示例性实施例,一种图像传感器可包括:第一层、第二层和第三层,它们布置在衬底的第一侧,所述第一层构造为检测具有对应于第一颜色的波长的光,所述第二层被造为检测具有对应于第二颜色的波长的光,所述第三层构造为检测具有对应于第三颜色的波长的光;连接至所述第一层的第一存储节点;连接至所述第二层的第二存储节点;连接至所述第三层的第三存储节点;第一浮置扩散部件、第二浮置扩散部件和第三浮置扩散部件,它们布置在衬底的第二侧,所述第一浮置扩散部件面对所述第一存储节点,所述第二浮置扩散部件面对所述第二存储节点,并且所述第三浮置扩散部件面对所述第三存储节点;以及邻近于所述第一浮置扩散部件布置的转移栅极。附图说明图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图2是沿着图1的线A-A'截取的剖视图;图3是沿着图1的线B-B'截取的剖视图;图4是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的一部分的透视图;图5是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的电路图;图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的制造具有图2的竖直剖面的图像传感器的处理的剖视图;图13是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图14是沿着图13的线A-A'截取的剖视图;图15是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图16是沿着图15的线A-A'截取的剖视图;图17是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图18是沿着图17的线A-A'截取的剖视图;图19是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图20是示出图19的图像传感器的一部分的透视图;图21是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图22是示出图21的图像传感器的一部分的透视图;图23是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图24是示出图23的图像传感器的一部分的透视图;图25是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图26是沿着图25的线A-A'截取的剖视图;图27是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图28是沿着图27的线A-A'截取的剖视图;图29是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图30是沿着图29的线A-A'截取的剖视图;图31是沿着图29的线B-B'截取的剖视图;图32是沿着图29的线C-C'截取的剖视图;图33是沿着图29的线C-C'截取的剖视图,示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器;图34是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图;图35是沿着图34的线A-A'截取的剖视图;图36是沿着图34的线B-B'截取的剖视图;图37是沿着图34的线D-D'截取的剖视图。具体实施方式现在,将参照附图更加完全地描述本专利技术构思的示例性实施例。在图中,相同附图标记指代相同元件。图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的平面图。图2是沿着图1的线A-A'截取的剖视图。图3是沿着图1的线B-B'截取的剖视图。图4是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的一部分的透视图。参照图1至图4,图像传感器200可包括设有多个单元像素区UP的半导体衬底1。例如,半导体衬底1可为单晶硅晶片。半导体衬底1可包括被掺杂以具有第一导电类型的阱区5。半导体衬底1可具有彼此面对的第一表面1a和第二表面1b。器件隔离层3可设置在半导体衬底1中,以将各个单元像素区UP彼此分离。器件隔离层3可具有浅沟槽隔离(STI)结构或者深沟槽隔离(DTI)结构。在器件隔离层3具有DTI结构的情况下,器件隔离层3可从第一表面1a穿过半导体衬底1至第二表面1b。虽然器件隔离层3示为与第二表面1b间隔开,但是器件隔离层3可延伸至第二表面1b。例如,器件隔离层3可接触第二表面1b或者邻近于第二表面1b。在单元像素区UP中的每一个中,浮置扩散部件FD1、FD2和FD3可设置在衬底1的邻近于第一表面1a的一部分中。浮置扩散部件FD1、FD2和FD3可排列成一线并且可彼此间隔开。在单元像素区UP中的每一个中,存储节点SN1、SN2和SN3可设置在衬底1的邻近于第二表面1b的另一部分中。存储节点SN1、SN2和SN3可排列成一线并且可彼此间隔开。当在平面图中看时,存储节点SN1、SN2和SN3可分别与浮置扩散部件FD1、FD2和FD3重叠。存储节点SN1、SN2和SN3中的每一个可与浮置扩散部件FD1、FD2和FD3间隔开。存储节点SN1、SN2和SN3以及浮置扩散部件FD1、FD2和FD3可为被掺杂以具有与第一导电类型不同的第二导电类型的杂质区。转移栅极TG可设置在存储节点SN1、SN2和SN3以及浮置扩散部件FD1、FD2和FD3附近。转移栅极TG可包括设置在第一表面1a上的突出栅极部分43和从突出栅极部分43延伸并且插入半导体衬底1中的埋置栅极部分41。当在平面图中看时,转移栅极TG可成形为类似于字母‘C’的形状。例如,参照图1和图4,转移栅极TG可布置在将在后续操作中通过电压形成的沟道区CH1至CH3中的每一个的两侧。通过将转移栅极TG构造为具有C形,可容易地形成沟道区CH1至CH3,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器,包括:包括多个单元像素区的衬底,所述衬底具有彼此面对的第一表面和第二表面,其中,所述多个单元像素区中的每一个包括:在所述衬底中彼此间隔开的多个浮置扩散部件;多个存储节点,所述多个存储节点设置在所述衬底中并且与所述浮置扩散部件间隔开,其中,所述多个存储节点中的每一个面对对应的一个浮置扩散部件;转移栅极,其邻近于所述浮置扩散部件与所述存储节点之间的区;以及多个光电转换部件,所述多个光电转换部件按次序堆叠在所述第一表面和所述第二表面之一上,其中,所述多个光电转换部件中的每一个包括公共电极和像素电极,所述公共电极设置在对应的光电转换部件的顶表面,所述像素电极设置在对应的光电转换部件的底表面,并且电连接至对应的一个存储节点。

【技术特征摘要】
2017.01.03 KR 10-2017-00008381.一种图像传感器,包括:包括多个单元像素区的衬底,所述衬底具有彼此面对的第一表面和第二表面,其中,所述多个单元像素区中的每一个包括:在所述衬底中彼此间隔开的多个浮置扩散部件;多个存储节点,所述多个存储节点设置在所述衬底中并且与所述浮置扩散部件间隔开,其中,所述多个存储节点中的每一个面对对应的一个浮置扩散部件;转移栅极,其邻近于所述浮置扩散部件与所述存储节点之间的区;以及多个光电转换部件,所述多个光电转换部件按次序堆叠在所述第一表面和所述第二表面之一上,其中,所述多个光电转换部件中的每一个包括公共电极和像素电极,所述公共电极设置在对应的光电转换部件的顶表面,所述像素电极设置在对应的光电转换部件的底表面,并且电连接至对应的一个存储节点。2.根据权利要求1所述的图像传感器,其中,所述多个光电转换部件中的每一个还包括介于所述公共电极和所述像素电极之间的第一光电转换层,并且所述第一光电转换层包括量子点或者光活性有机材料。3.根据权利要求1所述的图像传感器,其中,所述多个光电转换部件中的每一个还包括光电转换层,所述光电转换层吸收不同波长的光并且从吸收的光中产生电荷。4.根据权利要求1所述的图像传感器,其中,所述浮置扩散部件和所述存储节点中的每一个是形成在所述衬底中的杂质区或者掺杂的半导体图案。5.根据权利要求1所述的图像传感器,其中,所述多个单元像素区中的每一个还包括:多个沟道区,所述多个沟道区分别设置在所述浮置扩散部件与所述存储节点之间;以及介于所述多个沟道区之间的至少一个分离部件。6.根据权利要求5所述的图像传感器,其中,所述至少一个分离部件是绝缘层、杂质区或者被掺杂以具有与所述浮置扩散部件的导电类型不同的导电类型的半导体图案。7.根据权利要求5所述的图像传感器,其中,所述至少一个分离部件延伸至邻近的浮置扩散部件之间的间隙和邻近的存储节点之间的间隙中的至少一个间隙中。8.根据权利要求1所述的图像传感器,其中,所述公共电极在所述多个单元像素区中的每一个中位于相同水平,并且实质上覆盖全部的所述第一表面或所述第二表面,并且所述像素电极在所述多个单元像素区中的每一个中位于相同水平并且彼此分离。9.根据权利要求1所述的图像传感器,其中,所述浮置扩散部件邻近于所述第一表面,所述存储节点邻近于所述第二表面,并且所述光电转换部件堆叠在所述第二表面上。10.根据权利要求9所述的图像传感器,其中,所述转移栅极具有面对所述多个浮置扩散部件中的每一个的相对侧部的‘C’形结构。11.根据权利要求9所述的图像传感器,其中,所述转移栅极具有面对所述多个浮置扩散部件中的每一个的三个侧表面的梳形结构。12.根据权利要求9所述的图像传感器,其中,所述转移栅极具有包围所述多个浮置扩散部件中的每一个的四个侧部的梯子形结构。13.根据权利要求9所述的图像传感器,还包括:第一层间绝缘层,其覆盖所述多个单元像素区中的第一单元像素区中的所述第一表面;第二层间绝缘层,其布置在所述第一单元像素区中的最下面的一个光电转换部件与所述第二表面之间;第三层间绝缘层,其布置在所述第一单元像素区中的邻近的光电转换部件之间;以及绝缘图案,其布置于在所述第一单元像素区中位于相同水平的像素电极与所述多个单元像素区中的第二单元像素区之间。14.根据权利要求13所述的图像传感器,还包括:多个第一接触插塞,所述多个第一接触插塞设置在所述第一单元像素区中的所述第一层间绝缘层中,并且分别与所述多个浮置扩散部件接触;第二接触插塞,其穿过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:李贵德李泰渊
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

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