CN100563016C

CN100563016C - 图像传感器及其制造方法

Info

Publication number: CN100563016C
Application number: CNB2006100714543A
Authority: CN
Inventors: 南丁铉; 郑宗完
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: KR20060103660A; JP2006279048A; JP5207594B2; CN1848443A; KR100642760B1; US7579637B2; US20060214249A1

Abstract

本发明公开了图像传感器和制造图像传感器的方法。所述图像传感器包括具有第一导电类型的半导体基底、具有第二导电类型的深阱。深阱形成于预定深度的半导体基底中以将半导体基底划分为第一导电类型的上部基底区和下部基底区。图像传感器还包括多个集聚对应于入射光的电荷并且包括第一导电类型的离子注入区的单元像素。第一导电类型离子注入区被相互分开。此外，在多个单元像素之中至少一个单元像素还包括位于包含在单元像素区内的第一导电类型离子注入区下面的第一导电类型上部基底区。此外，多个单元像素之中的至少一个单元像素延伸到所述第一导电类型离子注入区之外并且与在多个单元像素的相邻单元像素内包含的第一导电类型离子注入区电隔离。

Description

图像传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及图像传感器及其制造方法，更具体地，涉及减小像素对像素串扰的图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器将光信息转换为电信号。最近，随着计算机和通信工业的发展，在各个领域对高效图像传感器的需求也日益增加，这些领域例如数码相机、可携式摄像机、个人通信系统、游戏装置、监视相机、医用微相机、机器人等。

图像传感器内的单元像素将入射光转换为电信号，并且对应于在光电转换器处光量集聚电荷。此外，图像传感器的单元像素通过读出操作复制图像信号。然而，入射光可能形成不在单元像素的光电转换器处集聚的电荷。例如，在电荷耦合装置(CCD)内，在光电二极管的下部和侧部产生的电荷可以被注入垂直传输CCD通道，引起所谓拖影效应。另外，在CMOS图像传感器中，电荷可以被迁移和集聚在相邻像素的光电转换器处，引起所谓像素对像素串扰。

参照图1，像素对像素串扰可以被分为下列类别：(a)光串扰A，当反射光6和折射光被传输到与相关的单元像素相邻的单元像素的光电转换器2时发生，反射光6通过在金属布线M1、M2和M3的顶或侧部上的反射形成，折射光由在非均匀层或在包含具有不同折射率的层间绝缘层的多层结构的折射形成；和(b)电串扰B，当在相关的单元像素的光电转换器2的下部或侧部产生的电荷通过长波长入射光7被传递到相邻单元像素的光电传感器2时发生。

在串扰发生时，在黑白图像传感器内分辨率降低，引起图像的扭曲。此外，在使用RGB滤色器矩阵(CFA)的彩色图像传感器中，由于具有长波长的红光引起的串扰的几率高，这可能引起色调缺乏。此外，串扰可能引起散焦作用，其中相邻像素在图像上模糊。

因而，存在对于具有减小像素对像素串扰的改善的图像传感器及其制造方法的需要。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了图像传感器。所述图像传感器包括具有第一导电类型的半导体基底和具有第二导电类型的深阱。所述深阱形成在半导体基底的预定深度，以将所述半导体基底划分为第一导电类型上部基底区和下部基底区。所述图像传感器还包括集聚对应于入射光的电荷并且包括第一导电类型的离子注入区的多个单元像素。所述第一导电类型离子注入区被相互分开。此外，在所述多个单元像素中的至少一个单元像素还包括位于包含在单元像素内的第一导电类型离子注入区下面的第一导电类型上部基底区。此外，在所述多个单元像素中的至少一个单元像素延伸到第一导电类型离子注入区之外并且与包含在多个单元像素的相邻单元像素内的第一导电类型离子注入区电隔离。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种制造图像传感器的方法。所述方法包括提供具有第一导电类型的半导体基底，在所述半导体基底的预定深度形成具有第二导电类型的深阱，以将所述半导体基底划分为第一导电类型上部基底区和下部基底区，并且形成集聚对应与入射光产生的电荷并且包括第一导电类型离子注入区的多个单元像素。所述第一导电类型离子注入区被相互分开，使得在多个单元像素中的至少一个单元像素还包括位于包含在单元像素内的第一导电类型离子注入区下面的第一导电类型上部基底区。此外，在所述多个单元像素中的至少一个单元像素延伸到第一导电类型离子注入区之外并且与包含在多个单元像素的相邻单元像素内的第一导电类型离子注入区电隔离。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述和其它特征将变得更加明显，其中：

图1图示了普通图像传感器的像素矩阵；

图2是根据本发明示范性实施例的方框图；

图3是根据本发明示范性实施例的图像传感器中的单元像素的电路图；

图4是图示根据本发明示范性实施例的图像传感器中单元像素的光电转换器和第二隔离阱之间关系的布局图；

图5A是沿图4所示的A-A’线所取的图像传感器的横截面图；

图5B是沿图4所示的B-B’线所取的图像传感器的横截面图；

图6A和图6B是根据本发明示范性实施例的包含单元像素的图像传感器的横截面图；

图7是图示根据本发明示范性实施例的图像传感器中单元像素的光电转换器和第二隔离阱之间关系的布局图；

图8A是沿图7所示的A-A’线所取的图像传感器的横截面图；

图8B是沿图7所示的B-B’线所取的图像传感器的横截面图；

图9是图示根据本发明示范性实施例的图像传感器中单元像素的光电转换器和第二隔离阱之间关系的布局图；

图10A是沿图9所示的A-A’线所取的图像传感器的横截面图；

图10B是沿图9所示的B-B’线所取的图像传感器的横截面图；

图11A至图11D是根据本发明的示范性实施例的制造图像传感器方法中各阶段的横截面图；并且

图12是图示从根据本发明示范性实施例制造的彩色图像传感器测量的光谱响应特性的曲线图。

具体实施方式

根据本发明示范性实施例的图像传感器包括电荷耦合装置(CCD)图像传感器，以及互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。CCD图像传感器比CMOS图像传感器具有更小的噪声和更好的图像质量。然而，CCD图像传感器比CMOS图像传感器需要更高的电压并且制造更加昂贵。此外，CMOS图像传感器易于操作并且可以用各种扫描方法实施。此外，因为可以将信号处理电路与CMOS图像传感器集成在单个芯片上，所以可以制造较小的产品。另外，使用CMOS制造技术可以减小制造成本。另外，由于其非常低的能耗，CMOS图像传感器可以被容易地应用于具有有限的电池容量的产品。根据前述，将参照CMOS图像传感器描述本发明的示范性实施例。但是，本发明的技术要旨也可以被应用于CCD图像传感器。

现将参照附图更全面地描述本发明的示范性实施例，在附图中显示了本发明的优选实施例。

将参照图2至10B描述本发明的图像传感器的示范性实施例。

图2是根据本发明示范性实施例的图像传感器的方框图。

参照图2，图像传感器1包括像素阵列10，定时信号发生器20，行解码器30、行驱动器40，相关双取样器(CDS)50、模数转换器(ADC)60，锁存器70和列解码器80。

像素阵列10包括多个二维布置的单元像素。所述多个单元像素将光图像转换为电信号。所述像素阵列10响应多个驱动信号运行，诸如从行驱动器40接收的像素选择信号(ROW)、复位信号(RST)和第一和第二电荷传输信号(TG1和TG2)。所述像素阵列通过垂直信号线对CDS 50提供电信号。

参照图3，单元像素100包括光电转换器110、电荷探测器120、电荷传输器130、复位单元140、放大器150和选择器160。在图3中图示的示范性实施例中，单元像素100包括4个晶体管，但也可以包括但不限于3或5个晶体管。

光电转换器110吸收入射光并且集聚对应于入射光量的电荷。此外，光电转换器110可以是光电二极管、光电晶体管、光闸(photogate)、钉扎的光电二极管(PPD)或这些装置的任意组合。

电荷探测器12被实施为浮动扩散(FD)区，并且从光电转换器110接收集聚的电荷。电荷探测器120具有寄生电容并且因而累计地储存电荷。电荷探测器120电连接到放大器150的栅极并且控制放大器150。

电荷传输器130将来自光电转换器110的电荷传输到电荷探测器120。一般而言，第一电荷传输器130包括一个晶体管并且由电荷传输信号TG控制。

复位单元140周期性地复位电荷探测器120。复位单元140的源极连接到电荷探测器120，并且复位单元140的漏极连接到电源电压Vdd。复位单元140响应复位信号RST运行。

放大器150与位于单元像素外100的恒流源结合并且充当源极跟随器缓冲放大器。将变化的电压从放大器150向垂直信号线162输出，该变化的电压响应于电荷探测器120的电压。放大器150的源极连接到选择器160的漏极。此外，放大器150的漏极连接到电源电压Vdd。

选择器160选择在行单元中要被读的单元像素100。选择器160响应选择信号ROW驱动，并且具有连接到垂直信号线111的源极。

此外，各个电荷传输器130、复位单元140和选择器160的驱动信号线131、141和161在行方向(即水平方向)延伸，以便在一行上的单元像素同时运行。

回过来参照图2，时钟产生器20对行解码器30和列解码器80提供时钟信号和控制信号。

行驱动器40对像素阵列10提供多个驱动信号，以根据行解码器30的解码结果运行多个单元像素。一般地，当单元像素被布置为矩阵形式时，驱动信号被提供给各行。

CDS 50通过垂直信号线从像素阵列10接收电信号，并且进行保持和取样。即CDS50双取样参考电平(此后称为“噪声电平”)和电信号电平(此后称为“信号电平”)并且输出对应于噪声电平和信号电平之间差的差电平。

ADC 60将对应于差电平的模拟信号转换为数字信号。

锁存器70锁存数字信号。锁存的信号根据列解码器80的解码结果顺序输出到图像信号处理器。

图4是图示根据本发明示范性实施例的图像传感器中像素单元的光电转换器和第二隔离阱之间关系的布局图。图5A是沿图4所示的A-A’线所取的图像传感器的横截面图，且图5B是沿图4所示的B-B’线所取的图像传感器的横截面图。

参照图4，根据本发明的示范性实施例的图像传感器包括以矩阵形式的多个单元像素，以将光图像转换为电信号。此外，由于入射光通过微透镜和滤色镜并且随后到达光电转换器，对应于预定波长范围内的入射光的电荷被集聚。具体地，在本发明的示范性实施例中，滤色器可以被布置为Bayer型滤色器阵列(CFA)。然而，本发明并不仅限于此。优选地，由于人眼对绿色比其它颜色更敏感这个事实，Bayer滤色器阵列的一半或更多被提供为绿颜色。

参照图4至5B，图像传感器包括半导体基底、深阱102、第一隔离阱104、器件隔离区106、第二隔离阱108、光电转换器110R、110G和110B。在图4至5B中图示的示范性实施例中，各个光电转换器110R、110G和110B被实施为钉扎的光电二极管(PPD)。

所述半导体基底是第一导电类型的(例如N型)并且包括下部基底区101和上部基底区103。详细地，所述下部和上部基底区101和103由形成在半导体基底预定深度的第二导电类型(例如P型)深阱102界定。

深阱102形成势垒，以便避免在下部基底区101深处产生的电荷流进光电转换器110R、110G和110B，从而避免电荷和空穴之间的复合。结果，深阱102减少了由电荷随机漂移产生的像素对像素串扰。

例如，深阱102可以在离半导体基底的表面大约3-12μm的深度具有最大的浓度，并且可以具有大约1-5μm的厚度。这里，大约3-12μm的深度基本上与红或近红外区光的吸收波长相同。当深阱102离半导体基底表面的深度变浅时，扩散防止效应增加，并且因而串扰减小。然而，由于光电转换器110R、110G和110B也变浅，在深处具有高光电转换率的相对于具有长波长(例如红波长)的入射光的灵敏度也可能减小。因而，可以根据入射光的波长范围调整深阱102的位置。

器件隔离区106形成在上部基底区103中以界定有源区。一般，器件隔离区106可以是场氧化物(FOX)或使用局部硅氧化(LOCOS)方法形成的浅沟槽隔离区。

此外，第二导电类型(例如P⁺型)第一隔离阱104可以形成在器件隔离区106下面。第一隔离阱104使多个光电二极管112R、112G和112B相互隔离。为了减小光电二极管112R、112G和112B中的水平串扰，第一隔离阱104延伸到与光电二极管112R、112G和112B基本相同或更深的深度。

光电转换器110R、110G和110B分别包括N⁺型光电二极管112R、112G和112B；P⁺⁺⁺型钉扎层114R、114G和114B，以及位于所述光电二极管112R、112G和112B下面的上部基底区103。

光电二极管112R、112G和112B存储对应于入射光产生的电荷。所述钉扎层114R、114G和114B减少热产生在上部基底区103的电子-空穴对(EHPs)，因而避免暗电流。换言之，在热产生在上部基底区103表面的不饱和键上的EHPs之中，正电荷通过P⁺⁺⁺型钉扎层114R、114G和114B扩散到接地的基底，并且负电荷与在扩散穿过钉扎层114R、114G和114B期间与正电荷复合并且因而消失。

光电二极管112R、112G和112B与深阱102分开预定距离，并且因而位于光电二极管112R、112G和112B下面的上部基底区103可以被用于光电转换。详细地，光电转换器110R、110G和110B分别包括第一导电类型光电二极管112R、112G和112B，以及位于光电二极管112R、112G和112B下面的第一导电类型上部基底区103。还注意到上部基底区103的区根据入射光的具体波长变化。这里，在表明上部基底区103的区的变化时，这包括所述上部基底区103可以在某些其它示范性实施例中不被包括在光电转换器110R、110G和110B内的含意。

参照图5A，上部基底区103位于光电二极管112R下面，光电二极管112R包括在多个光电转换器110R、110G和110B之中的至少一个光电转换器110R内，上部基底区103延伸到光电二极管112R的范围之外并且与相邻光电转换器110G的光电二极管112G电和/或物理隔离。具体地，位于光电二极管112R下面的上部基底区103的至少一部分与第一隔离阱104重叠。位于光电二极管112R下面的上部基底区103延伸到光电二极管112R的范围之外并且可以集聚对应于入射光的电荷，所述入射光例如对光电转换器110R、110G和110B具有最长入射光波长的红波长光。

当位于光电二极管112R、112G和112B下面的上部基底103集聚对应具有长波长的入射光的电荷时，其面积S1增加。换言之，位于包括在光电转换器110R之内的光电二极管112R下面的上部基底区103，即对应具有红光波长的入射光的红光电转换器，延伸到第一隔离阱104下面的部分。相反，光电转换器110G和110B，即分别对应于绿波长光和蓝波长光的绿光电转换器和蓝光电转换器，不包括上部基底区103，而仅分别包括光电二极管112G和112B。

详细地，各自光电转换器110R、110G和110B的光电二极管112R、112G和112B被第一隔离阱104相互分开，并且位于光电二极管112R、112G和112B下面的上部基底区103被第二隔离阱108分开。当入射光具有短的波长时，第二隔离阱108的面积增加。在本发明的示范性实施例中，第二隔离阱108不形成在红光电二极管112R下面，而是形成于绿和蓝光电二极管112G和112B下面。换言之，如图4所示，在除了红光电转换器110R及其周围区域之外的区进行离子注入，由此形成第二隔离阱108。

由于在红区的长波长在硅中具有很大的穿透深度，电荷很容易产生在上部基底区103内，并且因而很可能引起串扰。具体地，既便在由于具有如在图5A中所示的预定斜率的入射光而在上部基底区103产生电荷时，由于上部基底区103宽，所述电荷也可以被集聚在红光电二极管112R内，如由箭头“c”所示。结果，增加了红光电二极管112R的灵敏度。相反，由于绿或蓝区的波长比在红区的波长在硅中具有较小的穿透深度，所以在光电二极管112G和112B下面的上部基底区103的区可以根据图像传感器的运行特性或制造条件被调整。当形成如图5A和5B所示的在光电二极管112G和112B以及第一隔离阱104下面延伸的第二隔离阱108时，避免了外部产生的电荷流入光电二极管112G和112B，并且由箭头“d”和“e”表示的绿波长光和蓝波长光产生的电荷分别被集聚在光电二极管112G和112B内。

同时，上述本发明的示范性实施例与利用高能将第一隔离阱形成得深以隔离多个光电转换器(即第一隔离阱将光电二极管相互分开并且同时划分在光电二极管下面的上部基底区)的情形相比，显著地减小了串扰的几率。详细地，当所有红、绿和蓝光电转换器由于第一隔离阱形成得深而在它们的光电二极管下面具有相同尺寸的上部基底区时，由于具有特定的斜率的入射光引起的光电转换可以在第一隔离阱内发生，并且因此，串扰的可能性仍然存在。此外，在制造方面，光致抗蚀剂的厚度增加以使第一隔离阱形成得深，并且因而难于形成微图案。当如图4所示形成光电转换器110R、110G和110B以及第二隔离阱108时，由于在光工艺中图案宽度足够宽，可以容易地进行制造。

图6A和6B是根据本发明另一个示范性实施例的包括单元像素的图像传感器的横截面图。为了简洁，具有与如图5A和5B所示的示范性实施例中所述相同功能的元件用相同的参考标记识别并且将省略重复的描述。

根据在图6A和6B中所示的示范性实施例的图像传感器包括上部基底区103，其比在根据如图4至图5B所示的示范性实施例的图像传感器中包括的上部基底区103更厚。因而，在该示范性实施例中，可以集聚更多由长波长在上部基底区103中产生的电荷，并且与先前图4至5B的示范性实施例相比，可以增加颜色灵敏度。

图7是根据本发明另一个示范性实施例的图示图像传感器中单元像素和第二隔离阱之间关系的布局图，图8A是沿图7中所示的A-A’线所取的图像传感器的横截面图，并且图8B是沿图7中所示的B-B’线所取的图像传感器的横截面图。

根据图7至8B中图示的示范性实施例的图像传感器与根据在图4至5B中图示的示范性实施例的不同之处在于第二隔离阱108形成为最小的面积以最大化光电转换器110R、110G和110B的面积。换言之，上部基底区103分别形成在光电二极管112G和112B下面的预定区S2和S3内，分别被包含在绿和蓝光电转换器110G和110B之内。具体地，由于波长以红、绿和蓝的顺序降低，在对应的光电二极管112R、112G和112B下面的上部基底区103可以被确定按红、绿和蓝的顺序减少(即S1≥S2≥S3)。因而，如图7中所示，以与在图4至5B中图示的示范性实施例中上部基底区103形成的相同的方式，将上部基底区103形成在红光电二极管112R下面。此外，在绿光电二极管112G下面的上部基底区103可以被形成在一个方向延伸，并且在蓝光电二极管112下面的上部基底区103可以被形成与在绿光电二极管112G下面的上部基底区103重叠。由于绿和蓝光电转换器110G和110B分别包括在光电二极管112G和112B下面的上部基底区103，在光电二极管112G和112B下面产生的电荷可以被集聚在光电二极管112G和112B内。

图9是图示根据本发明又一实施例的图像传感器内的单元像素的光电转换器和第二隔离阱之间关系的布局图。图10A是沿如图9中所示的A-A’线所取的横截面图，并且图10B是沿如图9中所示的B-B’线所取的横截面图。

在根据图9至10B中图示的示范性实施例的图像传感器中，光电转换器110R、110G和110B在它们各自光电二极管112R、112G和112B下面的预定区内包括上部基底区103。由于波长以红、绿和蓝的顺序降低，在对应的光电二极管112R、112G和112B下面的上部基底区103可以被确定按红、绿和蓝的顺序减少(即S1≥S2≥S3)。具体地，由于光电转换在蓝波长内的短波长上进行，第二隔离阱108可以完全形成在蓝光电二极管112B下面，而不具有在蓝光电二极管112B下面的上部基底区103。

根据本发明的示范性实施例，图像传感器可以减小由于长波长引起的电串扰。因而，图像扭曲、色调缺乏、散焦作用等可以被减小，并且因而本发明的示范性实施例还改善了图像复制特性。此外，由于由长波长产生的电荷可以被集聚在光电二极管区，所以还可以增加颜色灵敏度。

此后，将参照图11A至11D，描述根据本发明的示范性实施例的图像传感器的制造方法。图11至11D是根据本发明示范性实施例的制造图像传感器方法步骤的横截面图。

参照图11A，将杂质离子注入第一导电类型半导体基底内的预定区，由此形成界定下部基底区101和上部基底区103的深阱102。例如，当使用N型半导体基底时，具有不同于半导体基底的具有第二导电类型的硼离子可以以至少约2MeV的能量和约1×10¹¹至约1×10¹⁶离子/cm²的剂量被注入以形成深阱102。深阱102可以形成在离半导体基底表面约3-12μm的深度上，并且具有约1×10¹⁵至约1×10²⁰原子/cm³的最大浓度。

参照图11B，器件隔离区106形成在上部基底区103上以界定用于形成像素和外部电路的有源区。

此后，将杂质离子注入在器件隔离区106下面，由此形成具有第二导电类型的第一隔离阱104以减小水平串扰。这里，第一隔离阱104可以具有约1×10¹⁶至1×10¹⁸原子/cm³的杂质浓度并且可以延伸到与光电二极管相同或更深的深度。

参照图11C，将杂质离子注入有源区，由此形成光电二极管112R、112G和112B和钉扎层114R、114G和114B。光电二极管112R、112G和112B和钉扎层114R、114G和114B使用两个不同的离子注入工艺形成。详细地，第一导电类型杂质离子被注入得比周围的源极和漏极更深，以形成光电二极管112R、112G和112B，并且随后第二导电类型杂质离子以较低的能量和高剂量被注入在光电二极管112R、112G和112B的顶部，以在半导体基底的表面附近形成钉扎层114R、114G和114B。光电二极管112R、112G和112B形成，与深阱102分开预定的距离。光电二极管112R、112G和112B可以具有约1×10¹⁵至约1×10¹⁸原子/cm³的杂质浓度，并且钉扎层114R、114G和114B可以具有约1×10¹⁸至1×10²²原子/cm³的杂质浓度。这里，掺杂浓度和位置可以根据制造工艺和设计而不同。

参照图11D，形成第二隔离阱108，以将光电二极管112R、112G和112B下面的上部基底区103划分为单元像素的单元，使得上部基底区103在光电二极管112R、112G和112B下面根据入射光的波长具有不同的区。通过以约1-3MeV的能量，和约1×10¹²至约1×10¹⁵离子/cm²的剂量，将第二导电类型杂质注入所得结构内，如图11C中所示，从而形成第二隔离阱108。即使当对离子注入使用高能时，也可以使用如图4中所示的简单光致抗蚀剂图案，因此促进制造。

在本发明的该示范性实施例中，深阱102、第一隔离阱104、光电二极管112R、112G和112B，以及钉扎层114R、114G和114B按顺序形成。然而，本领域技术人员公知的其它形成顺序也可以被使用在本发明的示范性实施例的实践中。

在本发明的另一个实施例中，深阱102可以被形成得更深，并且第二隔离阱108可以使用多个离子注入形成以划分在光电二极管112R、112G和112B下面的上部基底区103。例如，离子注入可以按顺序在3、2和2MeV的能量进行，以便第二隔离阱延伸得更深。

通过解释下列示范性实施例的实验，本发明的示范性实施例将被更详细地描述。可以从下列描述中推导出的技术细节将被省略。

示范性实施例实验

P型深阱被形成在N型半导体基底内，由此界定在P型深阱下面的下部基底区和在P型深阱上面的上部基底区。多个PPD被形成在上部基底区内，以与P型深阱分开预定的距离。此后，形成第二隔离阱以划分在PPD下面的上部基底区，如图4所示。此后，在不同的波长上测量彩色图像传感器的光谱响应特性。测量结果如图12中所示。

在图12中，X轴表示波长并且Y轴表示光谱响应。实线对应于本发明的示范性实施例，并且点状线对应传统技术。这里标准化的值被用于光谱响应。在传统技术中，当波长增加时串扰增加，出现相关区之外的区的光谱特性。例如，在大约至少600nm的波长上，期望仅有红像素的输出出现并且绿和蓝像素的输出几乎不出现。然而，在传统技术中，在大约至少600nm的波长上，绿和蓝像素的G2输出和B2输出非常大，尽管红像素R2的输出出现得高。结果，由于串扰，使色纯度降低。然而，在本发明的示范性实施例实验中，在大约至少600nm的波长上，主要出现红像素的输出R1并且绿和蓝像素G1和B1非常小。因此，可以推断本发明的示范性实施例减小了串扰。

如上所述，根据本发明的具体实施例，实现了一个或更多个下列效应。减小了由于长波长引起的电串扰。因而，图像扭曲、色调缺乏、和散焦作用被减小，并且因此图像再现性被提高。此外，由于长波长产生的电荷可以被集聚在光电二极管区内，所以提高了长波长的灵敏度。此外，由于采用简单的光致抗蚀剂图案形成第二隔离阱，可以使用利用高能的离子注入而不需限制。

已经描述了本发明的示范性实施例，可以进一步注意到对于本领域的普通技术人员明显的是可以作出各种修改而不脱离本发明的精神和范围，本发明的范围由权利要求的界限限定。

本申请要求于2005年3月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0025482的优先权，其公开的全部内容引入于此作为参考。

Claims

1.一种图像传感器，包括：

具有第一导电类型的半导体基底；

具有第二导电类型的深阱，所述深阱形成在半导体基底中的预定深度，以将所述半导体基底划分为第一导电类型上部基底区和下部基底区；和

多个单元像素，集聚对应于入射光的电荷并且包括第一导电类型离子注入区，所述第一导电类型离子注入区被相互分开，在多个单元像素之中至少一个单元像素还包括所述第一导电类型上部基底区，所述上部基底区位于包含在单元像素区内的第一导电类型离子注入区下面，横向延伸到所述第一导电类型离子注入区的宽度范围之外并且与所述多个单元像素的相邻单元像素内包含的第一导电类型离子注入区电隔离，

其中，该至少一个单元像素中包括的该第一导电类型上部基底区比所述多个单元像素中除该至少一个单元像素之外的每个单元像素中包括的该第一导电类型上部基底区宽。

2.根据权利要求1的图像传感器，其中所述至少一个单元像素集聚对应于入射光的电荷，所述入射光具有进入多个单元像素的入射光的最长波长。

3.根据权利要求1的图像传感器，其中所述第一导电类型离子注入区由第二导电类型第一隔离阱界定。

4.根据权利要求1的图像传感器，其中在所述多个单元像素中除该至少一个单元像素外的单元像素中，不包括该第一导电类型上部基底区。

5.根据权利要求1的图像传感器，其中所述多个单元像素包括红单元像素、绿单元像素、和蓝单元像素，所述红单元像素、所述绿单元像素、和所述蓝单元像素集聚对应于具有在红区波长的入射光、在绿区波长的入射光和具有在蓝区波长的入射光的电荷，并且其中所述至少一个单元像素是所述红单元像素。

6.根据权利要求5的图像传感器，其中各个所述绿和蓝单元像素仅包括第一导电类型离子注入区。

7.根据权利要求5的图像传感器，其中包含在所述绿单元像素内的第一导电类型上部基底区比包含在所述蓝单元像素内的第一导电类型上部基底区宽。

8.根据权利要求5的图像传感器，其中所述红、绿、和蓝单元像素按Bayer型滤色阵列布置。

9.根据权利要求1的图像传感器，其中所述第一导电类型离子注入区由具有第二导电类型的第二隔离阱隔离为单元像素的单元。

10.根据权利要求9的图像传感器，其中所述具有第二导电类型的第二隔离阱与所述第一导电类型离子注入区具有相同或更深的深度。

11.根据权利要求9的图像传感器，其中所述第一导电类型上部基底区至少与所述第二隔离阱部分重叠。

12.一种制造图像传感器的方法，包括：

提供具有第一导电类型的半导体基底；

在半导体基底的预定深度形成具有第二导电类型的深阱，以将所述半导体基底划分为第一导电类型上部基底区和下部基底区；和

形成集聚对应于入射光的电荷并且包括第一导电类型离子注入区的多个单元像素，所述第一导电类型离子注入区被相互分开，使得所述多个单元像素中的至少一个单元像素还包括第一导电类型上部基底区，所述第一导电类型上部基底区位于包含在单元像素内的第一导电类型离子注入区下面，横向延伸到第一导电类型离子注入区的宽度范围之外并且与所述多个单元像素的相邻单元像素内包含的第一导电类型离子注入区电隔离，

13.根据权利要求12的图像传感器的制造方法，其中所述至少一个单元像素集聚对应于入射光的电荷，所述入射光具有进入多个单元像素的入射光的最长波长。

14.根据权利要求12的图像传感器的制造方法，其中所述第一导电类型离子注入区由第二导电类型第一隔离阱界定。

15.根据权利要求12的图像传感器的制造方法，其中在所述多个单元像素中除该至少一个单元像素外的单元像素中，不包括该第一导电类型上部基底区。

16.根据权利要求12的图像传感器的制造方法，其中所述多个单元像素包括红单元像素、绿单元像素、和蓝单元像素，所述红单元像素、所述绿单元像素、和所述蓝单元像素集聚对应于具有在红区波长的入射光、具有在绿区波长的入射光和具有在蓝区波长的入射光的电荷，并且其中所述至少一个单元像素是所述红单元像素。

17.根据权利要求16的图像传感器的制造方法，其中各个绿和蓝单元像素仅包括第一导电类型离子注入区。

18.根据权利要求16的图像传感器的制造方法，其中包含在所述绿单元像素内的第一导电类型上部基底区比包含在蓝单元像素内的第一导电类型上部基底区宽。

19.根据权利要求16的图像传感器的制造方法，其中所述红、绿、和蓝单元像素按Bayer型滤色阵列布置。

20.根据权利要求12的图像传感器的制造方法，其中所述第一导电类型离子注入区由具有所述第二导电类型的第二隔离阱隔离为单元像素的单元。

21.根据权利要求20的图像传感器的制造方法，其中所述具有第二导电类型的第二隔离阱与所述第一导电类型离子注入区具有相同或更深的深度。

22.根据权利要求20的图像传感器的制造方法，其中所述第一导电类型上部基底区至少与所述第二隔离阱部分重叠。