图像传感器制造技术

提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括：半导体基底，具有第一表面和与第一表面相对设置的第二表面；像素分离结构，设置在半导体基底中并限定像素区域，并且限定并围绕像素区域；第一光电转换区域和第二光电转换区域，在像素区域上设置在半导体基底中；第一传输栅电极，设置在半导体基底的第一表面上并且位于第一光电转换区域与第一浮置扩散区域之间；第二传输栅电极，设置在半导体基底的第一表面上并且位于第二光电转换区域与第二浮置扩散区域之间；像素栅电极，设置在半导体基底的第一表面上并且与第一光电转换区域和第二光电转换区域中的一个叠置；以及杂质区域，设置在像素栅电极的相对侧上。素栅电极的相对侧上。素栅电极的相对侧上。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
[0001]本申请要求于2021年5月4日在韩国知识产权局提交的第10
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2021
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0057640号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。


[0002]本专利技术构思涉及一种图像传感器，更具体地，涉及一种具有增大的集成和改进的电特性的图像传感器。

技术介绍

[0003]图像传感器将光子图像转换为电信号。计算机和通信行业的最新进展已经导致对诸如数字相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏控制台、安全相机和医疗微型相机的各种消费电子装置中的高性能图像传感器的强烈需求。
[0004]图像传感器包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。CMOS图像传感器具有简单的操作方法，并且因为CMOS图像传感器的信号处理电路被集成到单个芯片中，所以CMOS图像传感器的产品的尺寸可以被最小化。此外，CMOS图像传感器需要相对小的功率，这在电池供电的应用中是有用的。另外，由于用于制造CMOS图像传感器的工艺技术与CMOS工艺技术兼容，所以可以降低制造CMOS图像传感器的成本。因此，由于技术的进步和对高分辨率的要求，CMOS图像传感器的使用已经迅速增加。

技术实现思路

[0005]本专利技术构思的至少一个实施例提供了一种具有增大的集成度和改善的电特性的图像传感器。然而，本专利技术构思不限于此，并且可以提供其它有用的特征。
[0006]根据本专利技术构思的实施例，图像传感器包括：半导体基底，包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面；像素分离结构，设置在半导体基底中并限定像素区域，像素分离结构在平面图中围绕像素区域；第一光电转换区域和第二光电转换区域，在像素区域上设置在半导体基底中；第一传输栅电极，设置在半导体基底的第一表面上并且位于第一光电转换区域与第一浮置扩散区域之间；第二传输栅电极，设置在半导体基底的第一表面上并且位于第二光电转换区域与第二浮置扩散区域之间；像素栅电极，设置在半导体基底的第一表面上并且与第一光电转换区域和第二光电转换区域中的一个叠置；以及多个杂质区域，设置在像素栅电极的相对侧上。
[0007]根据本专利技术构思的实施例，图像传感器包括：半导体基底，具有第一表面和与第一表面相对设置的第二表面；像素分离结构，设置在半导体基底中并限定像素区域，像素分离结构在平面图中围绕像素区域；第一光电转换区域和第二光电转换区域，在像素区域上设置在半导体基底中并且在第一方向上彼此间隔开；器件隔离层，设置在半导体基底的第一表面中，器件隔离层限定与第一光电转换区域叠置的第一有源部分和第二有源部分以及与第二光电转换区域叠置的第三有源部分和第四有源部分；第一传输栅电极和第二传输栅电极，分别设置在第一有源部分和第三有源部分上；以及第一像素栅电极和第二像素栅电极，
沿第一方向延伸并且分别与第二有源部分和第四有源部分交叉。
[0008]根据本专利技术构思的实施例，图像传感器包括：半导体基底，具有第一表面和与第一表面相对设置的第二表面；像素分离结构，从半导体基底的第一表面竖直延伸并围绕第一像素区域和第二像素区域中的每个；第一光电转换区域和第二光电转换区域，在第一像素区域和第二像素区域中的每个上设置在半导体基底中，第一光电转换区域和第二光电转换区域在第一方向上彼此间隔开；器件隔离层，在第一像素区域和第二像素区域中的每个上与半导体基底的第一表面相邻地设置，器件隔离层限定与第一光电转换区域叠置的第一有源部分和第二有源部分以及与第二光电转换区域叠置的第三有源部分和第四有源部分；第一传输栅电极，在第一像素区域和第二像素区域中的每个上设置在第一有源部分上；第一浮置扩散区域，在第一传输栅电极的一侧上设置在第一有源部分中；第二传输栅电极，在第一像素区域和第二像素区域中的每个上设置在第三有源部分上；第二浮置扩散区域，在第二传输栅电极的一侧上设置在第三有源部分中；第一像素晶体管，设置在第一像素区域的第二有源部分上；第二像素晶体管，设置在第一像素区域的第四有源部分上；第三像素晶体管，设置在第二像素区域的第二有源部分上；第四像素晶体管，设置在第二像素区域的第四有源部分上；多个滤色器，设置在半导体基底的第二表面上，以与第一像素区域和第二像素区域对应；网格结构，设置在滤色器之间并与像素分离结构叠置；以及多个微透镜，设置在滤色器上。
附图说明
[0009]图1A和图1B示出了示出根据本专利技术构思的一些实施例的像素阵列的单位像素的电路图。
[0010]图2示出了示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的单位像素的平面图。
[0011]图3A、图3B和图3C示出了示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的分别沿着图2的线A
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A'、线B
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B'和线C
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C'截取的剖视图。
[0012]图4、图5和图6示出了示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的沿着图2的线A
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A'截取的剖视图。
[0013]图7示出了示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的单位像素的平面图。
[0014]图8A和图8B示出了示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的分别沿着图7的线A
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A'和线B
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B'截取的剖视图。
[0015]图9示出了示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的单位像素的平面图。
[0016]图10示出了示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的沿着图9的线B
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B'截取的剖视图。
[0017]图11示出了示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的单位像素的平面图。
[0018]图12A和图12B示出了示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的沿着图11的线B
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B'截取的剖视图。
[0019]图13示出了示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的单位像素的平面图。
[0020]图14示出了示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的单位像素的平面图。
[0021]图15示出了示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的沿着图14的线B
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B'截取的剖视图。
[0022]图16示出了示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的单位像素的平面图。
[0023]图17至图24示出了部分地示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的像素阵列的放大平面图。
[0024]图25示出了示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的简化平面图。
[0025]图26和图27示出了示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的沿着图25的线I
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I'截取的剖视图。
具体实施方式
[0026]下面将结合附图详细描述根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器。
[0027]图1A和图1B示出了示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的像素阵列的单位像素的电路图。
[0028]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，所述图像传感器包括：半导体基底，包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面；像素分离结构，设置在半导体基底中并限定像素区域，像素分离结构在平面图中围绕像素区域；第一光电转换区域和第二光电转换区域，在像素区域上设置在半导体基底中；第一传输栅电极，设置在半导体基底的第一表面上并且位于第一光电转换区域与第一浮置扩散区域之间；第二传输栅电极，设置在半导体基底的第一表面上并且位于第二光电转换区域与第二浮置扩散区域之间；像素栅电极，设置在半导体基底的第一表面上并且与第一光电转换区域和第二光电转换区域中的一个叠置；以及杂质区域，设置在像素栅电极的相对侧上。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第一光电转换区域和第二光电转换区域在第一方向上彼此间隔开，并且杂质区域在与第一方向相交的第二方向上彼此间隔开。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，像素栅电极具有处于比半导体基底的第一表面的水平低的水平处的底表面。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述图像传感器还包括设置在半导体基底的第一表面上的鳍有源图案，其中，像素栅电极围绕鳍有源图案的相对侧壁和顶表面。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，像素分离结构包括：多个第一部分，沿第一方向延伸并且彼此间隔开；多个第二部分，与所述多个第一部分交叉并且沿第二方向延伸，所述多个第二部分彼此间隔开；以及多个第三部分，均在第二方向上从所述多个第一部分突出，所述多个第三部分彼此相对。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述多个第三部分在平面图中设置在第一光电转换区域与第二光电转换区域之间。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第一光电转换区域和第二光电转换区域中的每个具有在第一方向上的第一宽度和在第二方向上的第一长度，其中，第一长度大于第一宽度。8.根据权利要求1所述的图像传感器，所述图像传感器还包括设置在半导体基底的第二表面上并且与像素区域对应的微透镜，其中，微透镜与第一光电转换区域和第二光电转换区域叠置。9.一种图像传感器，所述图像传感器包括：半导体基底，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；像素分离结构，设置在半导体基底中并限定像素区域，像素分离结构在平面图中围绕像素区域；第一光电转换区域和第二光电转换区域，在像素区域上设置在半导体基底中并且在第
一方向上彼此间隔开；器件隔离层，设置在半导体基底的第一表面中，器件隔离层限定与第一光电转换区域叠置的第一有源部分和第二有源部分以及与第二光电转换区域叠置的第三有源部分和第四有源部分；第一传输栅电极和第二传输栅电极，分别设置在第一有源部分和第三有源部分上；以及第一像素栅电极和第二像素栅电极，沿第一方向延伸并且分别与第二有源部分和第四有源部分交叉。10.根据权利要求9所述的图像传感器，所述图像传感器还包括：第一杂质区域，在第一像素栅电极的相对侧上设置在第二有源部分中，第一杂质区域在第二方向上彼此间隔开，第二方向与第一方向相交；以及第二杂质区域，在第二像素栅电极的相对侧上设置在第四有源部分中，第二杂质区域在第二方向上彼此间隔开。11.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，像素分离结构包括：多个第一部分，沿第一方向延伸并且彼此间隔开；多个第二部分，与所述多个第一部分交叉并且沿第二方向延伸，所述多个第二部分彼此间隔开；以及多个第三部分，均在第二方向上从所述多个第一部分突出，所述多个第三部分彼此相对，其中，所述多个第三部分设置在第一光电转换区域与第二光电转换区域之间。12.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，第一光电转换区域和第二光电转换区域中的每个具有在第一方向上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田雅人，李景镐，薛斗植，郑泰燮，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：