CN111384074B - 垂直针型电容器及包括其的图像感测装置 - Google Patents

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Abstract

公开了垂直针型电容器及包括其的图像感测装置。该图像感测装置包括：像素区和位于像素区的外部的外围区。外围区包括设置为接收来自像素区的像素信号并且被配置为处理像素信号的逻辑电路和位于邻近逻辑电路的电容器。电容器包括：有源区、凹陷结构和第一结。有源区包括第一杂质区和形成于第一杂质区上方的第二杂质区。凹陷结构包括设置于有源区中并包括导电材料的第一部分和围绕第一部分并包括绝缘材料的第二部分。第一结形成于有源区中并与凹陷结构间隔开预定距离。

Description

垂直针型电容器及包括其的图像感测装置
技术领域
本专利文档中公开的技术和实现涉及图像感测装置。
背景技术
图像传感器是被配置为将光学图像转换为电信号的装置。随着计算机产业和通信产业的飞速发展，在各种领域(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)中对高质量和高性能的图像传感器的需求正在迅速增长。
发明内容
所公开的技术的实现涉及垂直针型电容器及包括该垂直针型电容器的图像感测装置。
所公开的技术的一些实现涉及用于增加每单位面积的电容的垂直针型电容器及包括该垂直针型电容器的图像感测装置。
根据本公开的实施方式，图像感测装置可以包括：像素区，该像素区包括图像像素并且被构造为响应于在像素区中接收的光而产生像素信号；以及外围区，该外围区位于像素区的外部。外围区可以包括：逻辑电路，该逻辑电路被设置为接收来自像素区的像素信号并且被配置为处理像素信号；以及电容器，该电容器位于邻近逻辑电路。电容器可以包括：有源区、凹陷结构和第一结。有源区可以包括第一杂质区和形成于第一杂质区上方的第二杂质区。凹陷结构可以包括设置于有源区中并包括导电材料的第一部分和围绕第一部分并包括绝缘材料的第二部分。第一结可以形成于有源区中并与凹陷结构间隔开预定距离。
根据本公开的另一实施方式，垂直针型电容器可以包括形成于基板中的有源区、形成于有源区中并且在垂直方向上具有预定深度的沟槽、填充沟槽的一部分的导电层、填充沟槽的其余部分并设置在导电层外部的绝缘层、以及形成于有源区中并与绝缘层间隔开预定距离的第一结。
应当理解，本公开的前述概括描述和以下详细描述都是例示性和解释性的，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，本公开的上述和其他特征以及有益方面将变得显而易见。
图1是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器的示例的示意性平面图。
图2是例示沿图1中所示的线A-A'截取的垂直针型电容器的示例的截面图。
图3是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器的示例的示意性平面图。
图4是例示沿图3中所示的线B-B'截取的垂直针型电容器的示例的截面图。
图5是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器的示例的示意性平面图。
图6是例示沿图5中所示的线C-C'截取的垂直针型电容器的示例的截面图。
图7是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器的示例的示意性平面图。
图8至图10是例示分别沿图7中所示的线D1-D1'、D2-D2'、D3-D3'截取的垂直针型电容器的示例的截面图。
图11是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器的示例的示意性截面图。
图12是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器的示例的示意性截面图。
图13是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器的示例的示意性平面图。
图14是例示沿图13中所示的线E-E'截取的垂直针型电容器的示例的截面图。
图15是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器的示例的示意性平面图。
图16是例示沿图14中所示的线F-F'截取的垂直针型电容器的示例的截面图。
图17是例示基于所公开的技术的一个实现的包括垂直针型电容器的图像感测装置的示例的图。
具体实施方式
现在将参照一些实施方式详细进行说明，其示例在附图中例示出。尽可能地，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。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，以避免模糊主题。
图1是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器1的示例的示意性平面图。图2是例示沿图1中所示的线A-A'截取的垂直针型电容器1的截面图。
参照图1和图2，垂直针型电容器1可以包括有源区20、凹陷结构40和结52。
有源区20可以由器件隔离结构30限定。在一些实现中，有源区20可以被器件隔离结构30围绕。有源区20可以通过在基板10中注入杂质来形成。例如，有源区20可以包括层叠结构，其中具有互补导电性的杂质区22和24垂直层叠。有源区20可以通过器件隔离结构30与基板10的其他区域隔离。
在有源区20中，杂质区22可以是或可以包括N型杂质区(N-)，并且在杂质区22上方形成的杂质区24可以是或可以包括P型杂质区(P-)。因此，有源区20可以形成为包括垂直层叠的N型杂质区(N-)和P型杂质区(P-)。
当垂直针型电容器1应用于图像感测装置时，杂质区22和24可以与图像感测装置的像素区中的光电转换元件(例如，光电二极管PD)的形成同时形成。例如，可以在像素区的基板10中注入N型杂质(N-)和在像素区的基板10中注入P型杂质(P-)的同时在杂质区22中注入N型杂质(N-)以及在杂质区24中注入P型杂质(P-)。
基板10可以包括半导体基板。半导体基板可以处于单晶状态，并且可以具有含硅材料。例如，基板10可以包括单晶含硅材料。基板10可以是或可以包括通过减薄工艺形成为薄膜的薄膜基板。例如，基板10可以是通过减薄工艺形成为薄膜的体硅基板。基板10可以包括P型杂质。
器件隔离结构30可以形成为限定其中形成有垂直针型电容器1的有源区20。器件隔离结构30可以将有源区20与基板的其他区域隔离。例如，器件隔离结构30可以形成为在贯穿基板10的同时围绕有源区20。
器件隔离结构30可以包括浅沟槽隔离(STI)结构30a和深沟槽隔离(DTI)结构30b中的至少一个。例如，如图2所示，可以通过垂直层叠STI结构30a和DTI结构30b来形成器件隔离结构30。在这种情况下，DTI结构30b可以形成为其中不同的材料膜(或层)32和34水平层叠的多层结构。例如，DTI结构30b可以通过水平层叠不同的绝缘膜(或层)来形成。尽管该实现是利用材料膜来描述的，但是该实现不限于膜，并且诸如层之类的其他结构也是可以的。
在一些实现中，DTI结构30b可以形成为其中形成有导电膜且绝缘膜围绕导电膜的多层结构。例如，DTI结构30b可以包括两个不同的材料膜32和34，使得材料膜32可以由导电材料(例如，多晶硅膜)形成或包括导电材料(例如，多晶硅膜)，并且围绕材料膜32的另一材料膜34可以由绝缘膜形成或包括绝缘膜。当在DTI结构30b中形成导电膜32时，可以通过向导电膜32施加电位来防止在DTI结构30b和有源区20之间的边界区域中发生噪声。
当垂直针型电容器1应用于图像感测装置时，器件隔离结构30可以具有与像素区中用于隔离每个单位像素的器件隔离结构相同的结构。因此，与垂直针型电容器1的器件隔离结构30类似，像素区中用于隔离每个单位像素的器件隔离结构可以形成为包括STI结构和DTI结构的层叠结构。在这种情况下，器件隔离结构30可以与像素区中的器件隔离结构的形成同时形成。
凹陷结构40可以包括凹陷导电膜42和凹陷绝缘膜44。
在一些实现中，凹陷导电膜42可以形成为沿垂直方向延伸的针(pin)形状。在一些实现中，针形状意味着长棒状形状。在一些实现中，凹陷导电膜42可以包括设置或掩埋在有源区20中的至少一部分。例如，凹陷导电膜42的水平截面图可以形成为方形形状，并且凹陷导电膜42的垂直截面图可以形成为沿向下方向延伸的矩形形状。尽管图1示出了其中凹陷导电膜42的水平截面图形成为方形形状的具体实现，但是其他实现也是可以的。例如，凹陷导电膜42的水平截面图也可以形成为椭圆形状。
当垂直针型电容器1应用于图像感测装置时，凹陷导电膜42可以形成为具有与像素区中的传输晶体管的栅极(即，传输栅极)相同的结构，该传输晶体管操作以将由每个单位像素中的光电转换元件转换的光电荷传输到浮置扩散(FD)区。因此，像素区中的传输栅极可以形成为具有凹陷形状。在一些实现中，凹陷导电膜42可以与像素区中的凹陷栅极的形成同时形成。在一些实现中，凹陷导电膜42可以由与像素区的传输栅极相同的材料形成或包括与像素区的传输栅极相同的材料。
凹陷导电膜42可以通过接触件62联接到节点N1。节点N1可以操作以确定凹陷导电膜42的电位，使得预定电压可以通过节点N1施加到凹陷导电膜42。尽管图2示出了掩埋在有源区20中的凹陷导电膜42的具体实现，但是其他实现也是可以的。例如，在一些实现中，凹陷导电膜42的上部区域可以形成为从有源区20突出。
凹陷绝缘膜44可以形成在凹陷导电膜42和有源区20之间。在一些实现中，凹陷绝缘膜44与凹陷导电膜42的侧表面和底表面接触。因此，除了凹陷导电膜42的顶表面之外，凹陷绝缘膜44可以围绕凹陷导电膜42。凹陷绝缘膜44的与凹陷导电膜42的底表面接触的部分可以形成为接触杂质区22。凹陷绝缘膜44的与凹陷导电膜42的侧表面接触的部分可以形成为接触杂质区24。凹陷绝缘膜44可以包括氧化物膜。
结52可以用作杂质区以向杂质区24施加电压，并且可以形成在杂质区24的上部。结52可以具有与杂质区24相同的极性，并且可以包括P型杂质区(P+)。结52的杂质密度高于杂质区24的杂质密度。结52可以通过接触件64联接到节点N2。节点N2可以操作以确定杂质区24的电位，并且可以通过接触件64和结52向杂质区24传输预定电压。
垂直针型电容器1能够应用于诸如存储器装置和图像感测装置之类的电子装置。在一些实现中，垂直针型电容器1可以形成于位于存储器装置的单元阵列区域外部的冗余区中。在一些实现中，垂直针型电容器1可以形成于位于图像感测装置的像素区外部的冗余区中。因此，可以基于冗余空间的尺寸来调整垂直针型电容器1的X方向长度和Y方向长度。
垂直针型电容器1可以用作储存电容器，在储存电容器中基于从节点N1和N2接收的电压的量值在设置于凹陷导电膜42和杂质区24之间的绝缘膜中存储电荷。换句话说，垂直针型电容器1的电容可以变成在形成于凹陷导电膜42的侧表面中的凹陷绝缘膜44中产生的电容的总和。在垂直针型电容器1中，来自节点N2的电压可以不传输至杂质区22。因此，在绝缘膜44的设置于凹陷导电膜42和杂质区22之间的部分中可以不产生电容。垂直针型电容器的电容能够高于具有平面型栅极的金属氧化物半导体(MOS)电容器的电容。
图3是例示基于所公开的技术的另一实现的垂直针型电容器2的示意性平面图。图4是例示沿图3中所示的线B-B'截取的垂直针型电容器2的截面图。
为了便于描述，针对与图1和图2中相同的元件，在图3和图4中将使用相同的附图标记。
参照图3和图4，就凹陷结构40和结52的位置而言，垂直针型电容器2可以与垂直针型电容器1不同。
在图3和图4中所示的示例中，垂直针型电容器2形成在比垂直针型电容器1的有源区相对小的有源区中。在该示例中，凹陷结构40和结52可以形成在杂质区24的角部。参照图3和图4，凹陷结构40的一些侧表面可以形成为接触器件隔离结构30。在该示例中，凹陷结构40的包括左侧表面和下侧表面的至少两个侧表面接触器件隔离结构30。在这种情况下，有源区20与如图1和2所示的有源区20的尺寸相比可以具有减小的尺寸。
例如，在图3和图4的实现中，垂直针型电容器2的凹陷结构40和结可以在水平平面中形成在有源区20的边缘区域中，使得凹陷结构40的一些侧表面和结52与器件隔离结构30接触。
在一些实现中，凹陷结构40的与器件隔离结构30接触的一些侧表面可以形成为使得在凹陷结构40的该部分的侧表面上的凹陷绝缘膜44与器件隔离结构30交叠。在这种情况下，可以仅在凹陷绝缘膜44的与器件隔离结构30不交叠的部分中出现电容。因此，尽管垂直针型电容器2可以形成为尺寸小于垂直针型电容器1，垂直针型电容器2的电容可以小于另一垂直针型电容器1的电容。
图5是例示根据所公开的技术的另一实现的垂直针型电容器3的示意性平面图。图6是例示沿图5中所示的线C-C'截取的垂直针型电容器3的截面图。
参照图5和图6，垂直针型电容器3可以形成为使得凹陷绝缘膜44的一个侧表面接触器件隔离结构30并且凹陷绝缘膜44的另一侧表面不接触器件隔离结构30。与凹陷绝缘膜44的不接触器件隔离结构30的另一侧表面相比，凹陷绝缘膜44的接触器件隔离结构30的侧表面位于距离结52更远。在一些实现中，凹陷绝缘膜44的接触器件隔离结构30的侧表面与器件隔离结构30交叠。
在如图5和图6中所示的示例中，杂质区24具有矩形形状，并且凹陷结构40和结52沿着杂质区24的一侧布置。因此，垂直针型电容器3能够形成在比用于垂直针型电容器2的有源区更小的有源区中。由于仅在凹陷绝缘膜44中不与器件隔离结构30交叠的部分中出现电容，因此垂直针型电容器3可以比垂直针型电容器2具有更低的电容。
图7是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器4的示意性平面图。图8是例示沿图7中所示的线D1-D1'截取的垂直针型电容器4的截面图，图9是例示沿图7中所示的线D2-D2'截取的垂直针型电容器4的截面图，并且图10是例示沿图7中所示的线D3-D3'截取的垂直针型电容器4的示例的截面图。
参照图7至图10，垂直针型电容器4还可以包括垂直针型电容器1至3中不包括的结54。结54可以提供空间，通过该空间向有源区20的杂质区22施加电压。结54可以包括第一杂质区54a和第二杂质区54b。第一杂质区54a可以形成为从有源区20的顶表面垂直延伸到杂质区22。第二杂质区54b可以形成在杂质区54a的上部并且联接到接触件66。
杂质区54a可以包括N型杂质(N)，而杂质区54b可以包括N型杂质(N+)。当杂质区54a和54b包括相同极性的杂质时，杂质区54b可以具有比杂质区54a更高的杂质密度。杂质区54b可以通过至少一个接触件66联接到节点N3。节点N3可以操作以确定杂质区22的电位，并且可以允许预定电压通过接触件66和结54施加到杂质区22。
在垂直针型电容器4中，来自节点N2的电压可以通过结52传输到杂质区24，并且来自节点N3的电压可以通过结54传输到杂质区22。因此，不仅可以在绝缘膜44的设置在凹陷导电膜42和杂质区24之间的部分中出现电容，而且可以在绝缘膜44的设置在凹陷导电膜42和杂质区22之间的另一部分中出现电容。在这种情况下，在绝缘膜44的设置在凹陷导电膜42和杂质区24之间的部分中产生的电容的量值可以不同于在绝缘膜44的设置在凹陷导电膜42和杂质区22之间的另一部分中产生的电容的量值。
由于垂直针型电容器4具有用于出现电容的附加部分(例如，绝缘膜44的设置在凹陷导电膜42和杂质区22之间的部分)，所以垂直针型电容器4能够具有比图1至图6中所示的垂直针型电容器1至3更高的电容。
在垂直针型电容器4中，可以使用节点N3的电压将杂质区22的电压恒定地保持为具有固定值。通过这么做，垂直针型电容器4能够防止由于杂质区22的存在而导致的总电容的变化。
图11是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器5的示意性截面图。图12是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器6的示意性截面图。
参见图11和图12，垂直针型电容器5和垂直针型电容器6可以形成为具有分别仅形成在杂质区24'和杂质区24中的凹陷结构40。
为了仅在杂质区24'或24中形成凹陷结构40，如下所讨论地设计垂直针型电容器5或6的其他结构。
图11中所示的垂直针型电容器5可以具有在垂直方向上延伸更多的杂质区24'，而垂直针型电容器5的凹陷结构40具有与垂直针型电容器1的凹陷结构40的垂直方向长度相同的垂直方向长度。在这种情况下，可以按照延伸后的杂质区24'的增加尺寸来减小杂质区22'的尺寸(例如，杂质区22'的垂直方向长度)。
图12中所示的垂直针型电容器6可以具有与垂直针型电容器1相同尺寸的杂质区22和24。垂直针型电容器6的凹陷结构40具有比垂直针型电容器1的凹陷结构40的垂直方向长度更短的垂直方向长度。
在垂直针型电容器5和6中的每一者中，凹陷结构40可以被具有相同极性的杂质围绕。该结构不同于其中凹陷结构40被具有两种不同极性的杂质围绕的垂直针型电容器1。通过凹陷结构40被相同的杂质围绕，在整个凹陷绝缘膜44中可以出现均匀的电容。因此，即使没有图7至图10中所示的、操作以将偏置电压(参考电压)传输到杂质区22的节点N3和结54，也可以防止由于杂质区22的存在而导致的总电容的变化。
图13是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器7的示意性平面图。图14是例示沿图13中所示的线E-E'截取的垂直针型电容器7的截面图。
参见图13和图14，就有源区20'的杂质结构而言，垂直针型电容器7可以与垂直针型电容器1不同。
例如，垂直针型电容器7的有源区20'可以包括杂质区22和杂质区26的层叠结构，使得在层叠结构中杂质区22和杂质区26垂直层叠。在图13和图14所示的实现中，杂质区22和杂质区26可以具有相同极性的杂质，但具有不同的杂质密度(N-，N)。与如图13和图14中所示的实现不同，垂直针型电容器1包括P型杂质区(P-)24和N型杂质区22。在另一垂直针型电容器7中，与杂质区22具有相同极性的N型杂质区26可以形成在N型杂质区22上方。
在图13和图14所示的实现中，由于垂直针型电容器7的凹陷结构40被具有相同极性(例如，N型)的杂质区22和26围绕，所以垂直针型电容器7能够具有均匀的电容，而没有电容变化。
图15是例示基于所公开的技术的一个实现的垂直针型电容器8的示意性平面图。图16是例示沿图14中所示的线F-F'截取的垂直针型电容器8的截面图。
参照图15和图16，垂直针型电容器8还可以包括垂直针型电容器1中不包括的杂质区56和结58。
杂质区56的下部可以联接到杂质区22，并且杂质区56的上部可以联接到结58。因此，杂质区56可以围绕凹陷结构40的侧表面。杂质区56可以包括N型杂质区(N)。
结58可以联接到杂质区56，使得结58可以形成在杂质区24的上部。在一些实现中，结58可以通过接触件68联接到节点N4，使得结58可以通过杂质区56联接到杂质区22。结58可以包括N型杂质区(N+)。
垂直针型电容器8可以实现为垂直耗尽型电容器，其中形成在凹陷导电膜42的上部和下部的杂质区58和22可以通过与杂质区58和22具有相同极性的杂质的杂质区56互连。
在图15和图16所示的实现中，凹陷结构40的侧表面被与杂质区22具有相同极性的杂质的杂质区围绕，而凹陷结构的底表面被杂质区22围绕。因此，垂直针型电容器8中的凹陷结构40被具有相同极性的杂质区22和56围绕。该结构能够用于防止垂直针型电容器8中的不期望的电容变化。
在上述实施方式中，器件隔离结构30的DTI结构30b可以以以下方式形成：其绝缘膜可以形成于其中绝缘膜水平层叠的多层结构中，或者可以形成于其中至少一个导电膜和至少一个绝缘膜水平层叠的多层结构中。例如，在DTI结构30b中使用的材料膜32可以由绝缘膜或导电膜(例如，多晶硅膜)形成或包括绝缘膜或导电膜(例如，多晶硅膜)。
如果形成于DTI结构30b中的材料膜32由导电膜形成或包括导电膜并且接收偏置电压作为输入，则能够防止在DTI结构30b与有源区20和20'中的每一者之间的边界区域中发生噪声。
图17是例示基于所公开的技术的一个实现的设置有多个垂直针型电容器的图像感测装置100的图。
参照图17，图像感测装置100可以包括像素区110和外围区120。
像素区110可以包括以包括行和列的二维(2D)矩阵形状布置的单位像素(PX)。单位像素(PX)可以包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)，并且可以以拜耳(Byer)图案形状布置。单位像素(PX)可以包括至少一个滤色器、微透镜、光电转换元件(例如，光电二极管)以及开关元件(例如，传输(Tx)晶体管、复位晶体管、源极跟随器晶体管、以及选择晶体管)。滤色器可以形成为执行可见光的过滤，使得仅具有特定颜色(例如，R、G或B)的光信号能够穿过滤色器。微透镜可以形成为聚焦从外部接收的入射光，并且可以将聚焦的入射光传输到滤色器。光电转换元件(例如，光电二极管)可以形成为响应于通过滤色器接收的入射光而在其内存储光电荷。每个开关元件(例如，传输(Tx)晶体管、复位晶体管、源极跟随器晶体管和选择晶体管)可以形成为读出光电转换元件中所存储的光电荷。
外围区120可以位于像素区110的外部，并且可以包括被配置为处理从像素区110读出的信号的多个逻辑电路块122。在一些实现中，在外围区120中，垂直针型电容器1至8中的任何一个或更多个可以形成于在逻辑电路块122形成之后未使用而余下的冗余空间中。垂直针型电容器1至8中的每一个可以用作用于图像感测装置100的电压稳定的储存电容器。
可以基于冗余空间的尺寸来确定将形成垂直针型电容器1至8中的哪一个。在一些实现中，能够在图像感测装置100的外围区120中形成彼此具有相同结构的多个垂直针型电容器。在一些实现中，可以在图像感测装置100的外围区120中形成彼此具有不同结构的垂直针型电容器。
图17公开了垂直针型电容器1至8中的任何一个或更多个应用于图像感测装置的示例性情况。然而，所公开的技术不限于垂直针型电容器1-8应用于图像感测装置的实现，并且其他实现也是可以的。例如，垂直针型电容器1至8中的任何一个也可以应用于诸如需要储存电容器的半导体装置之类的电子装置。例如，垂直针型电容器1至8可以形成在位于存储数据的单元阵列区域的外部的外围区的冗余空间中。
从以上描述中显而易见的是，所公开的技术提供了垂直针型电容器和包括垂直针型电容器的图像感测装置的各种实现。根据所公开的技术，可以增加至少一个电容器的每单位面积的电容。
虽然本专利文档包含许多细节，但这些细节不应被解释为对任何发明或可要求保护的范围的限制，而是作为可以特定于特定发明的特定实现的特征的描述。本专利文档中在单独实现的上下文中描述的某些特征也能够在单个实现中组合地实现。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也能够单独地或以任何合适的子组合在多个实现中实现。此外，尽管特征可以在以上被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此声明，但是在一些情况下可以从组合中切除所要求保护的组合中的一个或更多个特征，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。此外，在本专利文档中描述的实现中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实现中都要求这种分离。
仅描述了一些实现和示例。基于所描述和示例的内容能够做出其他实现、增强和变型。
相关申请的交叉引用
本专利文档要求于2018年12月28日提交的韩国专利申请No.10-2018-0172825的优先权和权益，该申请通过引用整体并入本文中。

Claims (28)

1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
像素区，该像素区包括图像像素并且被构造为响应于在所述像素区中接收的光而产生像素信号；以及
外围区，该外围区位于所述像素区的外部，
其中，所述外围区包括：
逻辑电路，该逻辑电路被设置为接收来自所述像素区的所述像素信号并且被配置为处理所述像素信号；以及
电容器，该电容器位于邻近所述逻辑电路，
其中，所述电容器包括：
有源区，该有源区包括第一杂质区和形成于所述第一杂质区上方的第二杂质区；
凹陷结构，该凹陷结构至少部分地设置在所述有源区中，并且所述凹陷结构包括设置在所述有源区中并包括导电材料的第一部分和围绕所述第一部分并包括绝缘材料的第二部分；以及
第一结，该第一结形成于所述有源区中并与所述凹陷结构间隔开预定距离，并且
其中，所述有源区与所述逻辑电路隔离开。
2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一杂质区和所述第二杂质区具有彼此不同的极性。
3.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一杂质区包括N型杂质，并且所述第二杂质区包括P型杂质。
4.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一结包括第三杂质区，所述第三杂质区具有与所述第二杂质区相同的极性以及比所述第二杂质区的杂质密度高的杂质密度。
5.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述凹陷结构延伸以穿过所述第二杂质区。
6.根据权利要求1所述的图像感测装置，该图像感测装置还包括第二结，该第二结形成为具有与所述第一杂质区相同的极性并且被配置为延伸以穿过所述第二杂质区，所述第二结联接到所述第一杂质区。
7.根据权利要求6所述的图像感测装置，其中，所述第二结包括：
第四杂质区，该第四杂质区形成为穿过所述第二杂质区并且联接到所述第一杂质区，所述第四杂质区具有与所述第一杂质区相同的极性以及比所述第一杂质区的杂质密度高的杂质密度；以及
第五杂质区，该第五杂质区形成于所述第四杂质区上方并且具有与所述第四杂质区相同的极性以及比所述第四杂质区的杂质密度高的杂质密度。
8.根据权利要求1所述的图像感测装置，该图像感测装置还包括：
附加杂质区，该附加杂质区形成为围绕所述凹陷结构的侧表面并具有与所述第一杂质区相同的极性，所述附加杂质区与所述第一杂质区接触。
9.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述凹陷结构形成于所述第二杂质区中而不延伸到所述第一杂质区。
10.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述有源区由器件隔离结构限定，并且所述凹陷结构的所述第二部分与所述器件隔离结构接触。
11.根据权利要求10所述的图像感测装置，其中，所述凹陷结构和所述第一结与所述器件隔离结构接触。
12.根据权利要求10所述的图像感测装置，其中，所述凹陷结构的与所述器件隔离结构接触的所述第二部分包括所述凹陷结构的侧表面，该侧表面被设置为比所述凹陷结构的不与所述器件隔离结构接触的另一侧表面距离所述第一结更远。
13.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一杂质区和所述第二杂质区具有相同的极性，所述第二杂质区具有比所述第一杂质区的杂质密度高的杂质密度。
14.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一杂质区和所述第二杂质区包括N型杂质。
15.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一结形成在所述第二杂质区的上部，并且包括P型杂质。
16.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述有源区由器件隔离结构限定，所述器件隔离结构包括彼此层叠的浅沟槽隔离STI结构和深沟槽隔离DTI结构。
17.根据权利要求16所述的图像感测装置，其中，所述深沟槽隔离DTI结构包括绝缘材料，或者所述深沟槽隔离DTI结构包括导电材料和绝缘材料。
18.根据权利要求16所述的图像感测装置，其中，所述浅沟槽隔离STI结构具有与所述像素区中包括的浅沟槽隔离STI结构相同的结构，并且所述深沟槽隔离DTI结构具有与所述像素区中包括的深沟槽隔离DTI结构相同的结构。
19.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，每个所述图像像素包括被配置为将由光电转换元件所转换的光电荷传输到浮置扩散FD区并且包括凹陷栅极的传输Tx晶体管。
20.一种垂直针型电容器，该垂直针型电容器包括：
有源区，该有源区形成于基板中；
沟槽，该沟槽形成于所述有源区中并且在垂直方向上具有预定深度；
导电层，该导电层填充所述沟槽的一部分；
绝缘层，该绝缘层填充所述沟槽的其余部分并设置在所述导电层的外部；以及
第一结，该第一结形成于所述有源区中并与所述绝缘层间隔开预定距离，
其中，所述有源区位于在像素区的外部的外围区中并且所述有源区与位于所述外围区中的逻辑电路隔离开，在所述像素区中设置有图像像素以响应于在所述像素区中接收的光而产生像素信号。
21.根据权利要求20所述的垂直针型电容器，其中，所述有源区包括：
第一杂质区；以及
第二杂质区，该第二杂质区形成于所述第一杂质区上方，所述第二杂质区具有与所述第一杂质区相同的极性以及与所述第一杂质区的杂质密度不同的杂质密度，或者所述第二杂质区具有与所述第一杂质区不同的极性。
22.根据权利要求21所述的垂直针型电容器，其中，所述第一结包括第三杂质区，所述第三杂质区形成于所述第二杂质区上方并且被配置为具有与所述第二杂质区相同的极性以及比所述第二杂质区的杂质密度高的杂质密度。
23.根据权利要求21所述的垂直针型电容器，其中，所述沟槽穿过所述第二杂质区并且所述沟槽的底表面与所述第一杂质区接触。
24.根据权利要求21所述的垂直针型电容器，该垂直针型电容器还包括第二结，该第二结形成为具有与所述第一杂质区相同的极性并且被配置为延伸以穿过所述第二杂质区，所述第二结与所述第一杂质区接触。
25.根据权利要求21所述的垂直针型电容器，该垂直针型电容器还包括：
第四杂质区，该第四杂质区形成为围绕所述绝缘层的侧表面并且联接到所述第一杂质区，所述第四杂质区具有与所述第一杂质区相同的极性。
26.根据权利要求21所述的垂直针型电容器，其中，所述沟槽位于所述第二杂质区中而不延伸到所述第一杂质区。
27.根据权利要求20所述的垂直针型电容器，其中，所述有源区由器件隔离结构限定，所述器件隔离结构包括彼此层叠的浅沟槽隔离STI结构和深沟槽隔离DTI结构。
28.根据权利要求27所述的垂直针型电容器，其中，所述深沟槽隔离DTI结构包括不同的绝缘材料，或者所述深沟槽隔离DTI结构包括导电材料和绝缘材料。
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