图像传感器制造技术

一种图像传感器包括：基板，具有第一表面；第一器件隔离区，邻近第一表面且限定单元像素；转移栅，在第一表面上在单元像素的边缘处；光电转换部，在基板中且邻近转移栅的第一侧表面；以及浮置扩散区，在基板中且邻近转移栅的第二侧表面。第二侧表面面对第一侧表面。第一器件隔离区与第二侧表面间隔开。基板和第一器件隔离区掺杂有具有第一导电性的杂质。第一器件隔离区的第一杂质浓度大于基板的第二杂质浓度。

image sensor

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
本专利技术构思涉及一种能够提高电荷转移效率的图像传感器。
技术介绍
图像传感器是将光学图像转换成电信号的半导体器件。图像传感器可以分为电荷耦合器件(CCD)型或互补金属氧化物半导体(CMOS)型。CIS(CMOS图像传感器)指的是CMOS型图像传感器。CIS可以包括多个二维布置的像素。每个像素包括光电二极管(PD)。光电二极管用于将入射光转换成电信号。
技术实现思路
本专利技术构思的一些实施方式提供一种能够提高电荷转移效率的图像传感器。根据本专利技术构思的一些实施方式，一种图像传感器包括：基板，具有第一表面；第一器件隔离区，在基板中且邻近基板的第一表面，第一器件隔离区限定单元像素；转移栅，在基板的第一表面上在单元像素的边缘处；光电转换部，在基板中且邻近转移栅的第一侧表面；以及浮置扩散区，在基板中且邻近转移栅的第二侧表面，转移栅的第二侧表面与转移栅的第一侧表面相反。第一器件隔离区可以与转移栅的第二侧表面间隔开。基板和第一器件隔离区可以掺杂有具有第一导电性的杂质。第一器件隔离区的第一杂质浓度可以大于基板的第二杂质浓度。根据本专利技术构思的一些实施方式，一种图像传感器可以包括：基板，具有第一表面；第一器件隔离区，在基板中且邻近基板的第一表面，第一器件隔离区限定单元像素；子隔离区，在基板中在单元像素上，子隔离区与第一器件隔离区间隔开并且将单元像素分离成第一子像素和第二子像素；第一子转移栅，在第一表面上，邻近第一子像素的第一拐角，第一子像素的第一拐角邻近第二子像素；第二子转移栅，在基板的第一表面上，邻近第二子像素的第二拐角，第二子像素的第二拐角邻近第一子转移栅；以及浮置扩散区，在基板中且邻近第一子转移栅和第二子转移栅。第一器件隔离区和子隔离区与浮置扩散区间隔开。根据本专利技术构思的一些实施方式，一种图像传感器包括：基板，具有第一表面；第一器件隔离区，在基板中且邻近基板的第一表面；以及在基板中的彼此间隔开的第一浮置扩散区和第二浮置扩散区，第一和第二浮置扩散区与第一表面相邻。第一器件隔离区可以限定在逆时针方向布置的彼此邻近的第一至第四单元像素。第一浮置扩散区可以位于第一单元像素和第二单元像素之间的边界上。第二浮置扩散区可以位于第三单元像素和第四单元像素之间的边界上。第一和第二浮置扩散区可以彼此电连接。第一器件隔离区可以与第一和第二浮置扩散区间隔开。附图说明图1示出显示根据本专利技术构思的示例实施方式的图像传感器的平面图。图2示出根据本专利技术构思的示例实施方式的沿图1的线A-A'截取的剖视图。图3示出根据本专利技术构思的示例实施方式的显示图1的一部分的简化平面图。图4示出平面图，显示了根据本专利技术构思的示例实施方式的第一器件隔离区与浮置扩散区接触的情形。图5示出根据本专利技术构思的示例实施方式的图2的图像传感器的电势与位置的曲线图。图6示出显示根据本专利技术构思的示例实施方式的图像传感器的简化平面图。图7示出根据本专利技术构思的示例实施方式的沿图6的线B-B'截取的剖面的电势与位置的曲线图。图8示出电路图，显示了根据本专利技术构思的示例实施方式的图6的图像传感器。图9示出详细平面图，显示了根据本专利技术构思的示例实施方式的图像传感器。图10示出根据本专利技术构思的示例实施方式的沿图9的线C-C'截取的剖视图。图11示出根据本专利技术构思的示例实施方式的沿图9的线D-D'截取的剖视图。图12示出示意图，显示了根据本专利技术构思的示例实施方式的利用自动聚焦图像传感器的相位差自动聚焦(AF)的原理。图13A示出曲线图，显示了根据本专利技术构思的示例实施方式的当焦点彼此不一致时子像素LR和RR的输出的相位值。图13B示出曲线图，显示了根据本专利技术构思的示例实施方式的当焦点彼此一致时子像素LR和RR的输出的相位值。具体实施方式注意到，本专利技术构思的关于一个实施方式描述的方面可以被并入不同的实施方式中，虽然没有关于其明确描述。也就是，所有的实施方式和/或任何实施方式的特征能够以任何方式和/或组合被结合。本专利技术构思的这些和其它目的和/或方面在以下阐述的说明书中被详细说明。在下文中，本专利技术构思的一些实施方式将连同附图被详细描述以帮助清晰地理解本专利技术构思。图1示出平面图，显示了根据本专利技术构思的一些实施方式的图像传感器。图2示出沿图1的线A-A'截取的剖视图。参考图1和图2，基板1可以被提供给本专利技术构思的图像传感器。基板1可以包括多个单元像素UP。图1和图2示出单一的单元像素UP。基板1可以具有彼此相反的第一表面1a和第二表面1b。基板1可以是包括硅或锗的外延层或单晶晶片。基板1可以用具有第一导电性的杂质掺杂。第一导电类型可以是P型导电性。具有第一导电类型的杂质可以是硼或可以包括硼。基板1上可以提供有限制单元像素UP的第一器件隔离区32。第一器件隔离区32可以用具有第一导电类型的杂质掺杂。第一器件隔离区32的杂质浓度可以大于基板1的杂质浓度。第一器件隔离区32可以限定基板1的有源区，有源区可以邻近第一表面1a。第一器件隔离区32可以意欲分离单元像素UP，从而可能需要重掺杂的P+杂质区。第一器件隔离区32可以代替浅器件隔离层，缓和在形成浅器件隔离层时可能发生的暗电流。将理解，虽然术语第一、第二、第三等可以用于此来描述各种元件，但是元件不应受这些术语限制；而是，这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。因而，以下讨论的第一元件可以被称为第二元件，而不偏离本专利技术构思的范围。转移栅TG可以设置在邻近单元像素UP的拐角的第一表面1a上。转移栅TG可以由在其中掺杂金属或杂质的诸如多晶硅的导电层形成。栅极电介质层12可以插置在转移栅TG和第一表面1a之间。栅极电介质层12可以包括硅氧化物层。光电转换部PD可以设置在基板1中在由转移栅TG和第一器件隔离区32限定的单元像素UP上。光电转换部PD可以包括邻近第一表面1a的第一光电转换区42和在第一光电转换区42下面的第二光电转换区44。第一光电转换区42和第二光电转换区44可以用具有与第一导电性相反的第二导电性掺杂。第二导电性可以是N型导电性。具有第二导电性的杂质可以是磷或砷或可以包括磷或砷。第一光电转换区42的杂质浓度可以大于第二光电转换区44的杂质浓度。PN结可以形成在基板1的P型杂质掺杂区与第一和第二光电转换区42和44之间，当光入射时产生电子空穴对。光电转换部PD还可以包括在第一光电转换区42与第一表面1a之间的第三光电转换区40。光电转换部PD还可以包括在第二光电转换区44与第二表面1b之间的第四光电转换区46。第三光电转换区40和第四光电转换区46可以用具有第一导电性(例如P型导电性)的杂质掺杂。第三和第四光电转换区40和46的每个的杂质浓度可以大于基板1的杂质浓度。第三光电转换区40的杂质浓度可以大于第四光电转换区46的杂质浓度。第三光电转换区40可以导致PN结具有朝向第一表面1a延伸的区域。第四光电转换区46可以导致PN结具有朝向第二表面1b延伸的区域。在这个构造中，PN结可以最大化其面积以将光电转换效率增至最大。转移栅TG可以包括邻近光电转换部PD的第一侧表面S1和与第一侧表面S1相反的第二侧表面S2。浮置扩散区FD可以设置在邻近第二侧表面S2的基板1中。浮置扩散区FD可以邻近第一表面1a。浮置扩散区FD可以用具有第二导电性的杂质掺杂。浮置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，包含：基板，具有第一表面；第一器件隔离区，在所述基板中且邻近所述基板的所述第一表面，所述第一器件隔离区限定单元像素；转移栅，在所述基板的所述第一表面上在所述单元像素的边缘处；光电转换部，在所述基板中且邻近所述转移栅的第一侧表面；以及浮置扩散区，在所述基板中且邻近所述转移栅的第二侧表面，所述第二侧表面与所述第一侧表面相反，其中所述第一器件隔离区与所述转移栅的所述第二侧表面间隔开，其中所述基板和所述第一器件隔离区掺杂有具有第一导电性的杂质，以及其中所述第一器件隔离区的第一杂质浓度大于所述基板的第二杂质浓度。

【技术特征摘要】
2017.10.31 KR 10-2017-01431551.一种图像传感器，包含：基板，具有第一表面；第一器件隔离区，在所述基板中且邻近所述基板的所述第一表面，所述第一器件隔离区限定单元像素；转移栅，在所述基板的所述第一表面上在所述单元像素的边缘处；光电转换部，在所述基板中且邻近所述转移栅的第一侧表面；以及浮置扩散区，在所述基板中且邻近所述转移栅的第二侧表面，所述第二侧表面与所述第一侧表面相反，其中所述第一器件隔离区与所述转移栅的所述第二侧表面间隔开，其中所述基板和所述第一器件隔离区掺杂有具有第一导电性的杂质，以及其中所述第一器件隔离区的第一杂质浓度大于所述基板的第二杂质浓度。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一器件隔离区与所述浮置扩散区间隔开。3.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：第一杂质掺杂区，在所述基板中且交叠所述转移栅，其中所述第一杂质掺杂区掺杂有具有第一导电性的杂质，以及其中所述第一杂质掺杂区的第三杂质浓度大于所述基板的所述第二杂质浓度并且小于所述第一器件隔离区的所述第一杂质浓度。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述光电转换部包括掺杂有具有与所述第一导电性相反的第二导电性的杂质的第一光电转换区，以及其中所述第一杂质掺杂区延伸到所述第一光电转换区中。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述光电转换部还包括在所述基板中且邻近所述基板的第二表面的第二光电转换区，以及其中所述第二光电转换区交叠所述第一光电转换区并且掺杂有具有所述第一导电性的杂质。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中所述光电转换部还包括在所述第一光电转换区和所述第二光电转换区之间的第三光电转换区，以及其中所述第三光电转换区掺杂有具有第二导电性的杂质，其中所述第三光电转换区的第四杂质浓度小于所述第一光电转换区的第五杂质浓度。7.根据权利要求3所述的图像传感器，还包括：第二杂质掺杂区，与所述第一杂质掺杂区间隔开并且从所述浮置扩散区的上侧壁延伸到所述转移栅的一部分下面，其中所述浮置扩散区和所述第二杂质掺杂区掺杂有具有与所述第一导电性相反的第二导电性的杂质，以及其中所述第二杂质掺杂区的第六杂质浓度小于所述浮置扩散区的第七杂质浓度。8.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：第二器件隔离区，在所述浮置扩散区下面且掺杂有具有所述第一导电性的杂质，其中所述第二器件隔离区的第八杂质浓度与所述第一器件隔离区的所述第一杂质浓度相同。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述第二器件隔离区接触所述第一器件隔离区。10.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：深器件隔离图案，从所述基板的第二表面朝向所述基板的所述第一表面延伸并且交叠所述第一器件隔离区和/或所述浮置扩散区。11.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：浅器件隔离图案，从所述基板的所述第一表面朝向所述基板的第二表面延伸并且与所述第一器件隔离区接触。12.根据权利要求11所述的图像传感器，还包括：在所述基板中的彼此邻近的第一源极/漏极区和第二源极/漏极区，其中所述浅器件隔离图案与所述单元像素间隔开并且设置在所述第一源极/漏极区和所述第二源极/漏极区之间。13.一种图像传感器，包含：基板，具有第一表面；第一器件隔离区，在所述基板中且邻近所述基板的所述第一表面，所述第一器件隔离区限定单元像素；子隔离区，在所述基板中在所述单元像素上，所述子隔离区与所述第一器件隔离区间隔开并且将所述单元像素分离成第一子像素和第二子像素；第一子转移栅，在所述基板的所述第一表面上，邻近所述第一子像素的第一拐角，所述第一子像素的所述第一拐角邻近所述第二子像素；第二子转移栅，在所述基板的所述第一表面上，邻近所述第二子像素的第二拐角，所述第二子像素的所述第二拐角邻近所述第一子转移栅；以及浮置扩散区，在所述基板中且邻近所述第一子转移栅和所述第二子转移栅，其中所述第一器件隔离区和所述子隔离区与所述浮置...

【专利技术属性】
技术研发人员：金升埴，金成瞮，朴海龙，
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