图像传感器制造技术

公开了一种图像传感器。该图像传感器包括在竖直方向上顺序堆叠的第一结构、第二结构和第三结构。第一结构包括第一基底和设置在第一基底上的至少一个第一晶体管。第二结构包括第二基底和设置在第二基底上的至少一个第二晶体管。第三结构包括：第三基底，包括光入射在其上的上表面以及与上表面相对的下表面；光电转换区域，设置在第三基底中；传输栅极，设置在第三基底的下表面上；以及反射结构，设置在第三基底的下表面上以及传输栅极的下表面和侧表面上。面上。面上。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
[0001]本申请要求于2021年7月30日在韩国知识产权局提交的第10
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2021
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0100683号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。


[0002]专利技术构思的实施例涉及图像传感器，具体地，涉及CMOS图像传感器。

技术介绍

[0003]图像传感器是将光学图像转换为电信号的装置，并且用于便携式电子装置(诸如智能电话或平板电脑)的照相机中。为了减少便携式电子装置的尺寸并且改善照相机的性能，图像传感器的每个像素的面积减少。然而，减小像素面积会导致图像传感器的灵敏度的降低。

技术实现思路

[0004]根据专利技术构思的实施例，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括：在竖直方向上顺序堆叠的第一结构、第二结构和第三结构。第一结构包括第一基底和设置在第一基底上的至少一个第一晶体管。第二结构包括第二基底和设置在第二基底上的至少一个第二晶体管。第三结构包括：第三基底，包括光入射在其上的上表面以及与上表面相对的下表面；光电转换区域，设置在第三基底中；传输栅极，设置在第三基底的下表面上；以及反射结构，设置在第三基底的下表面上以及传输栅极的下表面和侧表面上。反射结构包括：第一折射率层，设置在第三基底的下表面上以及传输栅极的下表面和侧表面上；以及第二折射率层，设置在第一折射率层的在第三基底的下表面上的部分的下表面上。第一折射率层的在传输栅极的下表面上的部分的下表面与第二折射率层的下表面共面。
[0005]根据专利技术构思的另一实施例，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括：在竖直方向上顺序堆叠的第一结构、第二结构和第三结构。第一结构包括第一基底和设置在第一基底上的至少一个第一晶体管。第二结构包括第二基底和设置在第二基底上的至少一个第二晶体管。第三结构包括：第三基底，包括光入射在其上的上表面以及与上表面相对的下表面；光电转换区域，设置在第三基底中；传输栅极，设置在第三基底的下表面上；以及反射结构，设置在第三基底的下表面上以及传输栅极的下表面和侧表面上。反射结构包括：第一折射率层，设置在第三基底的下表面上以及传输栅极的下表面和侧表面上；以及第二折射率层，设置在第一折射率层上。在传输栅极的下表面上的第一折射率层的部分上的第二折射率层的部分的下表面和在第三基底的下表面上的第一折射率层的部分上的第二折射率层的部分的下表面共面。
[0006]根据专利技术构思的另一实施例，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括在竖直方向上顺序堆叠的第一结构和第二结构。第一结构包括第一基底以及设置在第一基底上的复位晶体管和源极跟随器晶体管。第二结构包括：第二基底，包括光入射在其上的上表面以及与上表面相对的下表面；多个光电转换区域，设置在第二基底中；多个传输栅极，设置在
第二基底的下表面上并且分别连接到所述多个光电转换区域；多个浮置扩散区域，设置在第二基底的下表面上并且分别连接到所述多个传输栅极；以及反射结构，设置在第二基底的下表面以及传输栅极的下表面和侧表面上。所述多个浮置扩散区域分别共同连接到复位晶体管和源极跟随器晶体管。反射结构包括：第一折射率层，设置在第二基底的下表面上以及传输栅极的下表面和侧表面上；以及第二折射率层，设置在第一折射率层的在第二基底的下表面上的部分的下表面上。第一折射率层的在传输栅极的下表面上的部分的下表面与第二折射率层的下表面共面。
附图说明
[0007]图1是根据专利技术构思的实施例的图像传感器的剖视图。
[0008]图2是图1的区域A的放大视图。
[0009]图3是根据专利技术构思的实施例的图像传感器中的像素电路的电路图。
[0010]图4是根据专利技术构思的实施例的图像传感器的剖视图。
[0011]图5是根据专利技术构思的实施例的图像传感器的剖视图。
[0012]图6是根据专利技术构思的实施例的图像传感器的剖视图。
[0013]图7是根据专利技术构思的实施例的图像传感器的剖视图。
[0014]图8是图7的区域B的放大视图。
[0015]图9是根据专利技术构思的实施例的图像传感器的剖视图。
[0016]图10是根据专利技术构思的实施例的图像传感器中的共享像素电路的电路图。
[0017]图11A至图11F是示出制造根据专利技术构思的实施例的图像传感器的方法的剖视图。
[0018]图12A至图12C是示出制造根据专利技术构思的实施例的图像传感器的方法的剖视图。
具体实施方式
[0019]图1是根据专利技术构思的实施例的图像传感器1000的剖视图。图2是图1的区域A的放大视图。图3是根据专利技术构思的实施例的图像传感器1000中的像素电路PC的电路图。
[0020]参照图1至图3，在实施例中，图像传感器1000包括在竖直方向(Z方向)上堆叠的第一结构100至第三结构300。也就是说，第二结构200设置在第一结构100上，并且第三结构300设置在第二结构200上。在一些实施例中，图像传感器1000还包括在第一结构100与第二结构200之间的第一结合层610以及在第二结构200与第三结构300之间的第二结合层620。图像传感器1000还包括将第一结构100和第二结构200彼此连接的第一贯穿过孔510以及将第二结构200和第三结构300彼此连接的第二贯穿过孔520。在一些实施例中，图像传感器1000还包括设置在第三结构300上的抗反射层461、设置在抗反射层461上的栅栏463、设置在抗反射层461上的滤色器470、设置在滤色器470上的微透镜480以及设置在微透镜480上的覆盖层490。
[0021]第一结构100包括第一基底110和设置在第一基底110上的至少一个第一晶体管130。第一结构100还包括设置在第一基底110上和在第一晶体管130上的第一层间绝缘层120。第一结构100还包括设置在第一层间绝缘层120上的第一连接结构180。第一结构100还包括设置在层间绝缘层120中的第一接触件190，第一接触件190将第一连接结构180和第一晶体管130彼此电连接。
[0022]第一基底110包括半导体材料(诸如IV族半导体材料、III
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V族半导体材料或II
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VI族半导体材料)。IV族半导体材料包括例如硅(Si)、锗(Ge)或硅(Si)
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锗(Ge)。III
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V族半导体材料包括例如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)或砷化铟镓(InGaAs)。II
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VI半导体材料包括例如碲化锌(ZnTe)或硫化镉(CdS)。
[0023]第一晶体管130设置在第一基底110上。第一晶体管130可以被称为逻辑晶体管。多个第一晶体管130设置在第一基底110上，并且多个第一晶体管130形成逻辑电路。逻辑电路包括行解码器、行驱动器、列解码器、时序生成器、相关双采样器(CDS)、模数转换器和I/O缓冲器中的至少一者。
[0024]第本文档来自技高网...

【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：第一结构、第二结构和第三结构，在竖直方向上顺序堆叠，其中，第一结构包括第一基底和设置在第一基底上的至少一个第一晶体管，其中，第二结构包括第二基底和设置在第二基底上的至少一个第二晶体管，其中，第三结构包括：第三基底，包括光入射在其上的上表面以及与上表面相对的下表面；光电转换区域，设置在第三基底中；传输栅极，设置在第三基底的下表面上；以及反射结构，设置在第三基底的下表面上以及传输栅极的下表面和侧表面上，其中，反射结构包括：第一折射率层，设置在第三基底的下表面上以及传输栅极的下表面和侧表面上；以及第二折射率层，设置在第一折射率层的位于第三基底的下表面上的部分的下表面上，并且其中，第一折射率层的在传输栅极的下表面上的部分的下表面与第二折射率层的下表面共面。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，反射结构还包括设置在第二折射率层的下表面上的第三折射率层，其中，第三折射率层与第一折射率层直接接触。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，第三折射率层的厚度大于第一折射率层的厚度。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，反射结构还包括第五折射率层，第五折射率层在第一折射率层与第三基底之间以及在传输栅极与第三基底之间延伸。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，第五折射率层的厚度小于第一折射率层的厚度。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第三结构还包括在竖直方向上穿透反射结构的分隔壁。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，分隔壁的下表面与反射结构的下表面共面。8.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，构成分隔壁的材料的折射率小于构成第一折射率层的第一材料的第一折射率和构成第二折射率层的第二材料的第二折射率中的至少一者。9.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，第三结构还包括围绕光电转换区域的像素隔离结构，并且其中，分隔壁与像素隔离结构竖直地对齐。10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第三结构还包括设置在第三基底中的浮置扩散区域，其中，图像传感器还包括穿透反射结构并且接触浮置扩散区域的贯穿过孔，并且其中，贯穿过孔与反射结构直接接触。11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，传输栅极延伸到第三基底中。12.根据权利要求1所述的图像传感器，
其中，第三结构还包括设置在第三基底中的浮置扩散区域，并且其中，所述至少一个第二晶体管包括：复位晶体管，被配置为使累积在浮置扩散区域中的电荷复位；源极跟随器晶体管，被配置为使在浮置扩散区域中的电位改变放大；以及选择晶体管，被配置为选择像素电路。13.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：第一结合层，置于第一结...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋玟澔，姜正淳，金东炫，康昇国，赵寅成，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：