图像传感器制造技术

一种图像传感器包括多个单位像素，每个单位像素包括：基板，包括彼此相对的第一侧和第二侧；在基板中的光电转换层；以及在基板的第一侧上的布线结构。布线结构可以包括：第一电容器；与第一电容器间隔开的第二电容器；沿着单位像素的边缘布置的多个边缘通路；以及插设在第一电容器和第二电容器之间的多个中心通路。路。路。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器


[0001]本公开总体地涉及图像传感器，更具体地，涉及能够执行全局快门操作的图像传感器。

技术介绍

[0002]图像传感器是将光学信息转换成电信号的半导体器件。当今常见的图像传感器包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。
[0003]图像传感器可以配置为封装的形式。该封装可以配置为具有保护图像传感器并允许入射光到达图像传感器的光接收表面或感测区域的结构。
[0004]最近，已经提出背侧照射(BSI)图像传感器。利用BSI图像传感器，入射光通过半导体基板的背侧照射，这导致图像传感器的像素的光接收效率和灵敏度的改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术构思的各方面提供具有提高的集成度的图像传感器。
[0006]根据本公开的一方面，提供一种包括多个单位像素的图像传感器，其中每个单位像素包括：基板，包括彼此相对的第一侧和第二侧；在基板中的光电转换层；以及与基板的第一侧相邻的布线结构。该布线结构可以包括：第一电容器；与第一电容器间隔开的第二电容器；沿着单位像素的边缘布置的多个边缘通路；以及插设在第一电容器和第二电容器之间的多个中心通路。
[0007]根据本公开的另一方面，提供一种图像传感器，该图像传感器包括：基板，包括彼此相对的第一侧和第二侧；在基板中的光电转换层；在基板的第一侧上的第一层间绝缘膜；在第一层间绝缘膜上的彼此间隔开的下电极垫和中心布线；在第一层间绝缘膜上的覆盖下电极垫和中心布线的第二层间绝缘膜；在第二层间绝缘膜上的彼此间隔开的第一上电极垫和第二上电极垫；在第二层间绝缘膜中的连接到下电极垫和第一上电极垫的第一电容器；在第二层间绝缘膜中的连接到下电极垫和第二上电极垫的第二电容器；以及在第一电容器和第二电容器之间的中心通路，该中心通路穿透第二层间绝缘膜并且连接到中心布线。
[0008]根据本公开的另一方面，提供一种包括多个单位像素的图像传感器，每个单位像素包括：基板，包括彼此相对的第一侧和第二侧；在基板中的光电转换层；依次堆叠在基板的第二侧上的滤色器和微透镜；在基板的第一侧处的第一采样晶体管和第二采样晶体管；以及在基板的第一侧上的布线结构，该布线结构覆盖第一采样晶体管和第二采样晶体管并包括：电连接到第一采样晶体管的源极/漏极区域的第一电容器；电连接到第二采样晶体管的源极/漏极区域的第二电容器；沿着单位像素的边缘布置的多个边缘通路；以及插设在第一电容器和第二电容器之间的多个中心通路。
附图说明
[0009]通过参照附图详细描述本公开的示范性实施方式，本公开的以上和其它的方面和
特征将变得更加明显，附图中：
[0010]图1是根据一些实施方式的图像处理装置的示范性框图。
[0011]图2是图1的图像传感器的示范性框图。
[0012]图3是图2的图像传感器的有源像素传感器阵列的示意框图。
[0013]图4A、图4B和图4C是根据一些实施方式的图像传感器的单位像素的各种示范性电路图。
[0014]图5是根据一些实施方式的图像传感器的单位像素的示范性布局图。
[0015]图6是沿着图5的线A
‑
A截取的剖视图。
[0016]图7是图6的区域R的放大视图。
[0017]图8和图9是根据各自的实施方式的图像传感器的单位像素的剖视图。
[0018]图10和图11是根据各自的实施方式的图像传感器的单位像素的示范性布局视图。
[0019]图12是根据一些实施方式的图像传感器的单位像素的示范性布局图。
[0020]图13是沿着图12的线B
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B截取的剖视图。
[0021]图14是根据一些实施方式的图像传感器的单位像素的示范性布局图。
[0022]图15是沿着图14的线C
‑
C截取的剖视图。
[0023]图16和图17是根据一些实施方式的图像传感器的单位像素的各种示范性电路图。
具体实施方式
[0024]在以下描述中，尽管诸如第一和第二的术语在这里用于描述各种元件或部件，但是这些术语仅用于简单地将单个元件或部件与其它元件或部件区分开。
[0025]在这里，当一元件被称为“包括”一部件或材料时，在一些示例中，该部件或材料可以是该元件的一小部分，但是在另一些示例中，如果适用，该元件完全由该部件或材料组成。
[0026]在这里，当一电路元件被称为连接到电源电压或其它电压时，该电路元件被连接到存在该电压的节点或端子。
[0027]在这里，场效应晶体管(FET)的一“端”是FET的源极或漏极，而“相对端”是FET的源极和漏极中的另一个。
[0028]在这里，在一些示例中，“布线”是将第一电路元件(诸如通路(via))连接到另一电路元件的导电线。在另一些示例中，“布线”只是导电垫。在下文，将参照图1至图17说明根据一些实施方式的示范性图像传感器。
[0029]图1是根据一些实施方式的图像处理装置1000的示范性框图。图像处理装置1000可以包括图像传感器110、图像信号处理器(ISP)120、显示装置130和存储装置140。图像处理装置1000可以是获取外部图像的任何合适类型的电子设备(诸如智能电话和数码相机)的部分。
[0030]图像传感器110可以将外部提供的光学信号转换成电信号。图像传感器110可以包括多个单位像素。图像传感器110的每个单位像素可以例如接收从外部物体反射的光并将接收到的光转换成电图像信号或摄制信号。
[0031]图像信号处理器120可以对从图像传感器110提供的帧数据FR(可互换地，“图像信号”或“摄制信号”)执行信号处理，以输出校正后的图像数据IMG。例如，图像信号处理器120
可以对接收到的帧数据FR执行信号处理操作(诸如颜色插值、颜色校正、伽马校正、颜色空间转换以及边缘校正)以生成图像数据IMG。图像信号处理器120包括处理电路，该处理电路可以从存储装置140的存储器读取指令以及将数据存储到存储装置140的存储器。
[0032]显示装置130可以输出从图像信号处理器120提供的图像数据IMG，以将其显示和/或存储或传送。例如，显示装置130可以包括各种显示面板(诸如液晶显示面板、有机发光显示面板、电泳显示面板和电润湿显示面板)中的至少一种。显示装置130可以通过显示面板显示图像数据IMG。
[0033]存储装置140可以配置为存储来自图像信号处理器120的图像数据IMG。存储装置140还可以包括易失性存储元件(诸如SRAM(静态RAM)、DRAM(动态RAM)和SDRAM(同步DRAM))，或者可以包括非易失性存储元件(诸如ROM(只读存储器)、PROM(可编程ROM)、EPROM(电可编程ROM)、EEPROM(电可擦除可编程ROM)、闪存器件、PRAM(相变RAM)、MRAM(磁性RAM)、RRAM(电阻RAM)和FRAM(铁电RAM))。
[0034]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：多个单位像素，每个单位像素包括：基板，包括彼此相对的第一侧和第二侧；在所述基板中的光电转换层；以及与所述基板的所述第一侧相邻的布线结构，其中所述布线结构包括：第一电容器；与所述第一电容器间隔开的第二电容器；沿着所述单位像素的边缘布置的多个边缘通路；以及插设在所述第一电容器和所述第二电容器之间的多个中心通路。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中在延伸穿过所述图像传感器的侧面的平面中，所述多个边缘通路和所述多个中心通路围绕所述第一电容器的周边和所述第二电容器的周边。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述基板的所述第一侧具有平坦表面，并且所述第一电容器和所述第二电容器沿着平行于所述平坦表面的第一方向排布，以及所述多个中心通路沿着平行于所述平坦表面且与所述第一方向相交的第二方向排布。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一电容器和所述第二电容器的每个包括依次堆叠在所述基板的所述第一侧上的下电极、电容器电介质膜和上电极，以及所述布线结构包括连接到所述下电极的下电极垫以及连接到所述上电极的上电极垫。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述下电极垫连接所述第一电容器的所述下电极和所述第二电容器的所述下电极，所述上电极垫包括连接到所述第一电容器的所述上电极的第一上电极垫以及与所述第一上电极垫间隔开并且连接到所述第二电容器的所述上电极的第二上电极垫，以及所述多个中心通路插设在所述第一上电极垫和所述第二上电极垫之间。6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述下电极垫包括连接到所述第一电容器的所述下电极的第一下电极垫以及与所述第一下电极垫间隔开并且连接到所述第二电容器的所述下电极的第二下电极垫，所述上电极垫连接所述第一电容器的所述上电极和所述第二电容器的所述上电极，以及所述多个中心通路插设在所述第一下电极垫和所述第二下电极垫之间。7.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述布线结构还包括设置在与所述下电极垫相同的水平处且彼此间隔开的边缘布线和中心布线，每个所述边缘通路连接到所述边缘布线，以及每个所述中心通路连接到所述中心布线。8.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：在所述基板的所述第一侧处的第一晶体管和第二晶体管，其中所述第一电容器电连接到所述第一晶体管，所述第二电容器电连接到所述第二晶体管。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述多个边缘通路包括连接所述第一电容
器和所述第一晶体管的源极/漏极区域的第一边缘通路以及连接所述第二电容器和所述第二晶体管的源极/漏极区域的第二边缘通路。10.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：依次堆叠在所述基板的所述第二侧上的滤色器和微透镜。11.一种图像传感器，包括：基板，包括彼此相对的第一侧和第二侧；在所述基板中的光电转换层；在所述基板的所述第一侧上的第一层间绝缘膜；在所述第一层间绝缘膜上的彼此间隔开的下电极垫和中心布线；在所述第一层间绝缘膜上的覆盖所述下电极垫和所述中心布线的第二层间绝缘膜；在所述第二层...

【专利技术属性】
技术研发人员：林杠默，金大训，金昇埴，宋智娟，全在勋，赵东锡，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：