图像传感器制造技术

提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型；光电转换区域，所述光电转换区域在所述半导体衬底中并且具有第二导电类型；氧化物半导体图案，所述氧化物半导体图案与所述半导体衬底的第一表面相邻；以及传输门，所述传输门在所述第一表面上并且与所述光电转换区域和所述氧化物半导体图案相邻。

image sensor

【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，涉及包括氧化物半导体图案的图像传感器。
技术介绍
图像传感器是将光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)类型和互补金属氧化物半导体(CMOS)类型。将CMOS类型的图像传感器缩写为CIS(CMOS图像传感器)。CIS具有多个二维布置的像素。每一个像素包括光电二极管。光电二极管用于将入射光转换成电信号。
技术实现思路
一个方面是提供一种图像传感器，其具有改善的集成度并能够执行全局快门操作。方面不限于以上提及的目的，并且根据以下描述，本领域技术人员将清楚地理解以上未提及的其他方面。根据一些示例实施例的一方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型；光电转换区域，所述光电转换区域在所述半导体衬底中并具有第二导电类型；氧化物半导体图案，所述氧化物半导体图案与所述半导体衬底的第一表面相邻；以及传输门，所述传输门在所述第一表面上并且与所述光电转换区域和所述氧化物半导体图案相邻。根据一些示例实施例的另一方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一表面和与所述第一表面面对的第二表面；第一器件隔离图案，所述第一器件隔离图案在所述第一表面和所述第二表面之间，所述第一器件隔离图案限定像素；氧化物半导体图案，所述氧化物半导体图案在所述像素中并且与所述第一表面相邻；以及传输门，所述传输门在所述氧化物半导体图案和所述第一器件隔离图案之间。>根据一些示例实施例的另一方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有彼此面对的第一表面和第二表面；光电转换区域，所述光电转换区域在所述半导体衬底中；氧化物半导体图案，所述氧化物半导体图案在凹部中，所述凹部从所述第一表面向所述第二表面凹进；以及传输门，所述传输门在所述第一表面上并且与所述氧化物半导体图案相邻。根据一些示例实施例的另一方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一表面；光电转换区域，所述光电转换区域在所述半导体衬底中；铟-镓-锌氧化物(IGZO)半导体图案，所述IGZO半导体图案在所述半导体衬底中，所述IGZO半导体图案的顶表面与所述第一表面共面，并且所述IGZO半导体图案与所述光电转换区域间隔开以形成部分地限定沟道区域的第一空间；传输门，所述传输门在所述第一表面上，其中所述IGZO半导体图案通过所述沟道区域从所述光电转换区域接收电荷。附图说明图1示出了根据一些示例实施例的图像传感器的框图；图2示出了根据一些示例实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的电路图；图3示出了根据一些示例实施例的图像传感器的平面图；图4A和4B分别示出了沿图3的线I-I′和II-II′截取的横截面图；图5A示出了图4A中所示的部分AA的放大图。图5B、图5C和图5D示出了与图4A的部分AA对应的横截面图，其图示了根据一些示例实施例的图像传感器；图6示出了沿图3的线I-I′截取的横截面图，其图示了根据一些示例实施例的图像传感器；图7A、图7B和图7C示出了图6中所示的部分BB的放大图。图8示出了图示根据一些示例实施例的像素的操作的时序图；图9A、10A和11A示出了沿图3的线I-I′截取的截面图，其图示了根据一些示例实施例的制造图像传感器的方法；以及图9B、10B和11B示出了沿图3的线II-II′截取的截面图，其图示了根据一些示例实施例的制造图像传感器的方法。具体实施方式图1示出了图示根据一些示例实施例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、时序发生器5、相关双采样器(CDS)6、模数转换器(ADC)7和输入/输出缓冲器8。有源像素传感器阵列1可以包括多个二维布置的单位像素。有源像素传感器阵列1可以接收外部光并将外部光转换成电信号。有源像素传感器阵列1可以由多个驱动信号驱动，比如来自行驱动器3的像素选择信号、复位信号和电荷传输信号。可以向相关双采样器6提供经转换的电信号。行驱动器3可以根据从行解码器2获得的解码结果向有源像素传感器阵列1提供用于驱动若干单位像素的若干驱动信号。在单位像素以矩阵形状来布置的情况下，可以为各行提供驱动信号。时序发生器5可以向行解码器2和列解码器4提供时序和控制信号。相关双采样器(CDS)6可以接收从有源像素传感器阵列1生成的电信号，并且对接收到的电信号进行保持和采样。相关双采样器6可以执行双采样操作以对特定噪声电平和电信号的信号电平进行采样，然后输出与噪声电平和信号电平之间的差相对应的差分电平。模数转换器(ADC)7可以将对应于从相关双采样器6接收的差分电平的模拟信号转换为数字信号，然后输出经转换的数字信号。输入/输出缓冲器8可以锁存数字信号，然后响应于从列解码器4获得的解码结果将锁存的数字信号顺序输出到图像信号处理器(未示出)。参考图1和图2，有源像素传感器阵列1可以包括多个单位像素PX，所述单位像素PX可以以矩阵形状来布置。每一个单位像素PX可以包括传输晶体管TX和逻辑晶体管RX、SX和SFX。逻辑晶体管RX、SX和SFX可以包括复位晶体管RX、选择晶体管SX和源极跟随器晶体管SFX。传输晶体管TX可以包括传输门TG。每一个单位像素PX还可以包括光电转换器件PD和电荷存储节点FD。光电转换器件PD可以产生与外部入射光量成比例的光电荷。光电转换器件PD可以包括光电二极管、光电晶体管、光电门、钉扎光电二极管或其组合。传输晶体管TX可以将从光电转换器件PD生成的电荷传输到电荷存储节点FD。电荷存储节点FD可以累积地存储从光电转换器件PD生成和传输的电荷。源极跟随器晶体管SFX可以由电荷存储节点FD中积累的光电荷量来控制。复位晶体管RX可以周期性地复位在电荷存储节点FD中积累的电荷。复位晶体管RX可以具有连接到电荷存储节点FD的漏电极和连接到电源电压VDD的源电极。当导通复位晶体管RX时，可以向电荷存储节点FD供给与复位晶体管RX的源电极连接的电源电压VDD。因此，当通导复位晶体管RX时，电荷存储节点FD中积累的电荷可以被排空，然后电荷存储节点FD可以被复位。源极跟随器晶体管SFX可以充当源极跟随器缓冲放大器。源极跟随器晶体管SFX可以放大电荷存储节点FD的电势变化，并将放大的电势输出到输出线VOUT。选择晶体管SX可以选择要读出的每一行单位像素P。当通导选择晶体管SX时，输出线VOUT可以输出从源极跟随器晶体管SFX的漏电极输出的电信号。图3示出了图示根据一些示例实施例的图像传感器的平面图。图4A和4B分别示出了沿图3的线I-I′和II-II′截取的横截面图；图5A示出了图4A中所示的部分AA的放大图。参考图3、图4A、图4B和图5A，根据一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，包括：/n半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型；/n光电转换区域，所述光电转换区域在所述半导体衬底中并且具有第二导电类型；/n氧化物半导体图案，所述氧化物半导体图案与所述半导体衬底的第一表面相邻；以及/n传输门，所述传输门在所述第一表面上并且与所述光电转换区域和所述氧化物半导体图案相邻。/n

【技术特征摘要】
20181116 KR 10-2018-01415261.一种图像传感器，包括：
半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型；
光电转换区域，所述光电转换区域在所述半导体衬底中并且具有第二导电类型；
氧化物半导体图案，所述氧化物半导体图案与所述半导体衬底的第一表面相邻；以及
传输门，所述传输门在所述第一表面上并且与所述光电转换区域和所述氧化物半导体图案相邻。


2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述传输门被配置为响应于施加到所述传输门的信号，向所述氧化物半导体图案提供所述光电转换区域中的电荷。


3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述氧化物半导体图案设置在所述半导体衬底中的凹部中，所述凹部从所述半导体衬底的所述第一表面凹进。


4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述氧化物半导体图案包括铟In、镓Ga和锌Zn。


5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述氧化物半导体图案的顶表面与所述半导体衬底的所述第一表面共面。


6.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：复位门，所述复位门在所述氧化物半导体图案的顶表面上。


7.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：
第一接触插塞，所述第一接触插塞耦接到所述氧化物半导体图案的一端；以及
第二接触插塞，所述第二接触插塞耦接到所述氧化物半导体图案的另一端。


8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中
所述传输门的下部被埋入所述半导体衬底内，并且
所述氧化物半导体图案沿所述传输门的下部并朝所述光电转换区域延伸。


9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述氧化物半导体图案包括：
第一部分，接触插头耦接到所述第一部分；以及
第二部分，所述第二部分从所述第一部分延伸并且在所述传输门的底表面下方向下延伸，
其中所述第二部分的第二最下表面位于比所述第一部分的第一最下表面的高度低的高度。


10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述氧化物半导体图案延伸到所述光电转换区域中。


11.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：
第一器件隔离图案，所述第一器件隔离图案在所述第一表面和所述半导体衬底的第二表面之间，所述第一器件隔离图案限定像素；以及
第二器件隔离图案，所述第二器件隔离图案设置在所述像素中，并且所述第二器件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵德，李泰渊，朴相千，
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