包括噪声阻挡结构的图像感测装置制造方法及图纸

公开了一种包括噪声阻挡结构的图像感测装置。该图像感测装置包括：半导体基板，其被构造为支撑响应于所接收的入射光而产生信号的多个图像像素、被配置为处理从图像像素读出的信号的逻辑电路、以及联接到逻辑电路以减少逻辑电路所产生的噪声的噪声阻挡结构。噪声阻挡结构形成为沿第一方向以直线延伸而没有任何弯曲部分，并且沿垂直于第一方向的第二方向穿过半导体基板。

Image sensing device including noise blocking structure

【技术实现步骤摘要】
包括噪声阻挡结构的图像感测装置
本专利文档中公开的技术和实现涉及图像感测装置。
技术介绍
图像感测装置是用于使用对光起反应的半导体特性来捕获至少一个图像的装置。近来，随着计算机产业和通信产业的越来越多的发展，在例如数码相机、便携式摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、监控相机、医用微型相机、机器人等的各种领域中对高质量和高性能图像传感器的需求正在迅速增长。图像感测装置大致可以分类为基于CCD(电荷耦合器件)的图像感测装置和基于CMOS(互补金属氧化物半导体)的图像感测装置。近来，由于模拟控制电路和数字控制电路可以直接实现为单个集成电路(IC)，因此基于CMOS的图像感测装置已迅速得到广泛使用。
技术实现思路
所公开的技术的各种实施方式涉及一种包括噪声阻挡结构的图像感测装置。所公开的技术的一些实现涉及一种图像感测装置，其能够高效地防止从嵌入其内的逻辑电路块产生的噪声泄漏到逻辑电路块外部并防止对图像感测装置的其它块造成不期望的影响。根据所公开的技术的实施方式，图像感测装置可以包括：半导体基板，其被构造为支撑响应于所接收的入射光而产生信号的多个图像像素、被配置为处理从图像像素读出的信号的逻辑电路、以及联接到逻辑电路以减少由逻辑电路产生的噪声的噪声阻挡结构。噪声阻挡结构可以形成为沿第一方向以直线延伸而没有任何弯曲部分，并且沿垂直于第一方向的第二方向穿过半导体基板。根据所公开的技术的另一实施方式，图像感测装置可以包括：半导体基板，其被配置为包括在检测到入射光时产生信号的图像像素和处理由图像像素产生的信号的逻辑电路区域；以及噪声阻挡结构，其设置在半导体基板上。噪声阻挡结构可以包括：第一阻挡结构，其包括通过开口彼此分隔开并且部分地围绕逻辑电路区域的第一噪声阻挡部分，每个第一噪声阻挡部分以直线延伸；以及第二阻挡结构，其设置在开口周围，以防止噪声从第一阻挡结构泄漏出来并包括以直线延伸的第二噪声阻挡部分。根据所公开的技术的另一实施方式，图像感测装置可以包括：像素区域，其设置有在检测到入射光时产生信号的多个图像像素；以及逻辑区域，其位于像素区域的外部。逻辑区域可以包括：逻辑电路块，其被配置为处理由图像像素产生的信号；第一噪声阻挡结构，其设置在逻辑电路的外部，并且不连续地围绕逻辑电路；以及第二噪声阻挡结构，其设置在第一噪声阻挡结构的外部，并包括以迷宫状布局构造的多个离散部分。应理解，所公开的技术的前述概括描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本公开的进一步说明。附图说明当结合附图考虑时，参照以下详细描述，本公开的上述特征以及有益方面和其它特征以及有益方面将变得显而易见。图1是例示了基于所公开的技术的一些实施方式的图像感测装置的示例的平面图的示例。图2是例示了沿图1中所示的线X-X'截取的图像感测装置的示例的截面图。图3是例示了基于所公开的技术的一些实现的噪声阻挡结构的示例的平面图。图4的(a)和图4的(b)示出了基于所公开的技术的一些实现的图像感测装置的噪声阻挡膜中发生的缺陷的示例。图5至图10是例示了基于所公开的技术的一些实现的用于形成图1和图2中所示的噪声阻挡结构的方法的示例的截面图。图11是例示了基于所公开的技术的一些实现的噪声阻挡结构的示例的平面图。具体实施方式现在将参照某些实施方式详细进行说明，其示例在附图中例示出。尽可能在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。在以下描述中，将省略对本文包含的相关已知配置或功能的详细描述，以避免模糊本主题。图像感测装置可以包括：像素阵列、用于驱动像素阵列和读出像素阵列的信号的模拟块、以及用于处理从模拟块读出的信号的数字块。作为提升图像质量的一种方法，可以考虑将包括像素阵列的模拟块设计为受外部噪声影响较小。例如，高清晰度图像感测装置需要高速操作，这会引起噪声。如果将由高速操作引起的噪声施加到模拟块，则会对图像质量产生负面影响。所公开的技术能够被实现为提供包括噪声阻挡结构的图像感测装置，该噪声阻挡结构能够防止在逻辑电路块中产生的噪声对图像感测装置的其它部件产生负面影响。图1是例示了根据所公开的技术的实施方式的图像感测装置1的平面图的示例。图2是例示了沿图1中所示的线X-X'截取的图像感测装置的截面图。参照图1和图2，图像感测装置1可以包括像素区域100、逻辑区域200和焊盘区域300。像素区域100可以包括多个图像像素(PX)，每个图像像素检测入射光并输出与检测到的光对应的电信号。图像像素(PX)可以选择性地检测红光(R)、绿光(G)或蓝光(B)，并且可以以拜耳图案排列。用于限定单位像素(PX)的有源区域的至少一个器件隔离膜112可以形成在像素阵列100的半导体基板110中。由器件隔离膜112限定的有源区域可以包括形成有光电转换元件(例如，光电二极管)114的第一有源区域和形成有用于读出光电转换信号的晶体管的第二有源区域。读出光电转换信号以及控制单位像素的多个感测元件(像素晶体管)、多个层间绝缘膜124、和形成在层间绝缘膜124中的多条金属线126可以形成在像素区域100中的半导体基板110的前侧。在像素区域100中的半导体基板110的后侧，可以形成多个滤色器132、多个微透镜134和栅格结构136。多个滤色器132可以执行对可见光的过滤，使得仅可见光当中的特定颜色光R、G或B能够穿过滤色器层132的滤色器。微透镜134可以聚焦从外部接收的入射光并且可以将经聚焦的入射光透射到滤色器层132。栅格结构136可以设置在滤色器132之间，以防止在相邻单位像素之间出现串扰。逻辑区域200可以位于像素区域100的外壁，并且可以包括多个逻辑电路块210，用于处理从像素区域100读出的信号的逻辑电路以块为单位形成在逻辑电路块210中。逻辑电路块210可以形成在半导体基板110的前侧，而滤色器132和微透镜134可以形成在半导体基板100的后侧。尽管图1的逻辑区域200为了便于描述而包括一个逻辑电路块210，但是逻辑区域中包括的逻辑电路块的数量不限于一个，并且其它实现也是可以的。在半导体基板110的逻辑区域200中，可以形成噪声阻挡结构220以防止从逻辑电路块210产生的噪声进入像素区域100。在一些实现中，噪声阻挡结构220可以形成为围绕相应的逻辑电路块210。噪声阻挡结构220可以包括第一阻挡结构220a和第二阻挡结构220b，以穿过逻辑区域200的半导体基板110。在一些实现中，第一阻挡结构220a和第二阻挡结构220b具有挡板结构。噪声阻挡结构220被构造为阻挡与逻辑电路块210中的不期望噪声相关联的电荷载流子进入装置的其它部件以对装置的信号处理性能产生负面影响。第一阻挡结构220a和第二阻挡结构220b中的每一个可以包括金属膜222和气隙224。尽管它被描述为金属膜222，但是它不只限于膜，并且能够使用包含金属的任何其它结构。在这种情况下，金属膜222可以由材料(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：/n半导体基板，所述半导体基板被构造为支撑响应于所接收的入射光而产生信号的多个图像像素、被配置为处理从所述图像像素读出的信号的逻辑电路、以及联接到所述逻辑电路以减少所述逻辑电路所产生的噪声的噪声阻挡结构，/n其中，所述噪声阻挡结构形成为沿第一方向以直线延伸而没有任何弯曲部分，并且沿垂直于所述第一方向的第二方向穿过所述半导体基板。/n

【技术特征摘要】
20181212 KR 10-2018-01597931.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
半导体基板，所述半导体基板被构造为支撑响应于所接收的入射光而产生信号的多个图像像素、被配置为处理从所述图像像素读出的信号的逻辑电路、以及联接到所述逻辑电路以减少所述逻辑电路所产生的噪声的噪声阻挡结构，
其中，所述噪声阻挡结构形成为沿第一方向以直线延伸而没有任何弯曲部分，并且沿垂直于所述第一方向的第二方向穿过所述半导体基板。


2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述噪声阻挡结构包括：
第一噪声阻挡部分，所述第一噪声阻挡部分彼此间隔开预定距离并被布置成围绕所述逻辑电路；以及
第二噪声阻挡部分，所述第二噪声阻挡部分彼此间隔开预定距离并被布置在所述第一噪声阻挡部分的外壁中。


3.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，所述第一噪声阻挡部分被布置成包括开口的多边形带状，在所述开口中不存在所述第一噪声阻挡部分。


4.根据权利要求3所述的图像感测装置，其中，所述第二噪声阻挡部分被布置在所述第一噪声阻挡部分的所述开口周围。


5.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述噪声阻挡结构包括金属膜和气隙。


6.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述噪声阻挡结构形成在所述半导体基板的P阱区中。


7.根据权利要求6所述的图像感测装置，该图像感测装置还包括：
N阱区，所述N阱区形成为围绕所述P阱区的外壁。


8.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述逻辑电路形成在所述半导体基板的下部中。


9.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
半导体基板，所述半导体基板被配置为包括在检测到入射光时产生信号的图像像素和处理由所述图像像素产生的信号的逻辑电路区域；以及
噪声阻挡结构，所述噪声阻挡结构被设置在所述半导体基板上并且包括：
第一阻挡结构，所述第一阻挡结构包括通过开口彼此分隔开并且部分地围绕所述逻辑电路区域的第一噪声阻挡部分，每个所述第一噪声阻挡部分以直线延伸；以及
第二阻挡结构，所述第二阻挡结构被设置在所述开口周围以防止噪声从所述第一阻挡结构泄漏出来，并包括以直线延伸的第二噪声阻挡部分。


10.根据权利要求9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟殷，郭镐映，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR