CN115207010A - 图像传感器和包括该图像传感器的图像感测系统 - Google Patents

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Abstract

一种图像传感器，包括：半导体衬底，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；光电二极管层，位于半导体衬底里；传输栅极，位于光电二极管层上，传输栅极位于半导体衬底的第一表面上；第一沟槽，从在传输栅极的一侧的半导体衬底的第一表面凹进；第一杂质注入区，位于第一沟槽的底表面的至少一部分上，第一杂质注入区不在第一沟槽的侧壁上；以及透镜，位于半导体衬底的第二表面上。

Description

图像传感器和包括该图像传感器的图像感测系统
技术领域
本公开涉及一种图像传感器及包括该图像传感器的图像感测系统。
背景技术
图像感测设备是将光学信息转换成电信号的半导体元件。例如，图像感测设备可以包括电荷耦合器件(CCD)图像感测设备和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像感测设备。
CMOS图像传感器可以缩写为CIS(CMOS图像传感器)。CIS可以包括二维布置的多个像素。每个像素可以包括例如光电二极管(PD)层。光电二极管层可以用于将入射光转换成电信号。
发明内容
根据一些实施例，一种图像传感器，可以包括：半导体衬底，具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；光电二极管层，在所述半导体衬底里；传输栅极，设置在所述光电二极管层上且设置在所述半导体衬底的第一表面上；第一沟槽，在所述传输栅一侧从所述半导体衬底的第一表面处凹进；第一杂质注入区，在所述第一沟槽的底表面的至少一部分上形成，并且不在所述第一沟槽的侧壁上形成；以及透镜，设置在所述半导体衬底的第二表面上。
根据一些实施例，一种图像传感器也包括：半导体衬底，具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；光电二极管层，在所述半导体衬底里；第一沟槽，设置在所述光电二极管层上，并且从所述半导体衬底的第一表面处凹进；传输栅极，填充所述第一沟槽；第二沟槽，和所述第一沟槽间隔开，并且从所述半导体衬底的第一表面处凹进，在所述传输栅的一侧；第一杂质注入区，在所述第二沟槽的底表面的至少一部分上形成；以及透镜，设置在所述半导体衬底的第二表面上；其中，所述第一沟槽的深度大于所述第二沟槽的深度。
根据一些实施例，一种图像感测系统，可以包括：图像传感器，输出图像信号；以及连接到所述图像传感器的图像信号处理器，处理由所述图像传感器提供的图像信号，其中所述图像传感器包括：半导体衬底，具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；光电二极管层，在所述半导体衬底里；第一沟槽，设置在所述光电二极管层上，并且从所述半导体衬底的第一表面处凹进；传输栅极，填充所述第一沟槽；第二沟槽，和所述第一沟槽间隔开，并且从所述第一表面处凹进，在所述传输栅的一侧；第一杂质注入区，在所述第二沟槽的底表面的至少一部分上形成，并且不在所述第二沟槽的侧壁上形成；以及透镜，设置在所述半导体衬底的第二表面上；其中，所述第一沟槽的深度大于所述第二沟槽的深度。
附图说明
通过参考附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得清楚，在附图中：
图1是根据本公开的一些实施例的图像感测系统的框图；
图2是图1的图像传感器的概念性布局图；
图3是图2的图像传感器布局的平面图；
图4是根据本公开的一些实施例的传感器阵列区的视图；
图5是根据一些实施例的像素阵列区的布局；
图6是根据一些实施例的像素阵列区的布局；
图7是沿图3中的线A-A、B-B、C-C和D-D截取的截面图；
图8是图7的区R的放大图；
图9是根据本公开的一些实施例的图像传感器的像素的示例性电路；
图10是根据本公开的一些其他实施例的图像传感器的视图；
图11是根据本公开的另外一些其他实施例的图像传感器的视图；
图12是根据本公开的又一些其他实施例的图像传感器的视图；
图13是根据本公开的另外一些其他实施例的图像传感器的视图；
图14是根据本公开的又一些其他实施例的图像传感器的视图；
图15是根据本公开的一些实施例的图像传感器的效果图；
图16是根据本公开的一些实施例的包括多个相机模块的电子设备的框图；以及
图17是图16的相机模块的详细框图。
具体实施例
图1是根据本公开的一些实施例的图像感测系统的框图。
参考图1，图像感测系统1可以包括图像传感器100和图像信号处理器900。
图像传感器100可以通过使用光来感测感测目标的图像以产生图像信号IMS。在一些实施例中，生成的图像信号IMS可以是数字信号，但实施例不限于此。图像信号IMS可以被提供给图像信号处理器900，然后由图像信号处理器900处理。图像信号处理器900可以接收从图像传感器100的缓冲器170输出的图像信号IMS，并且处理接收到的图像信号IMS以容易地显示。
在一些实施例中，图像信号处理器900可以对从图像传感器100输出的图像信号IMS执行数字合并。此时，从图像传感器100输出的图像信号IMS可以是来自像素阵列140的未经模拟合并的原始图像信号，或者可以是已经对其执行了模拟合并的图像信号IMS。
在一些实施例中，图像传感器100和图像信号处理器900可以被布置为如所示彼此分离。例如，图像传感器100可以嵌入在第一芯片中，并且图像信号处理器900可以嵌入在第二芯片中，由此图像传感器100和图像信号处理器900可以通过预定的接口彼此进行通信。然而，实施例不限于该示例，并且图像传感器100和图像信号处理器900可以在一个封装中实现，例如多芯片封装(MCP)。
图像传感器100可以包括控制块111、时序发生器120、行驱动器113、像素阵列140、读出电路150、斜坡信号发生器160和缓冲器170。
控制块111，即控制寄存器块，可以控制图像传感器100的整体操作。特别地，控制块111可以直接向时序发生器120、斜坡信号发生器160和缓冲器170发送操作信号。
时序发生器120可以产生参考信号，该参考信号变为对图像传感器100的各种元件的操作时序的参考。由时序发生器120产生的操作时序参考信号可以传送到行驱动器113、读出电路150、斜坡信号发生器160等。
斜坡信号发生器160可以产生并传输斜坡信号，该斜坡信号在读出电路150中使用。例如，读出电路150可以包括相关双采样器(CDS)、比较器等。斜坡信号发生器160可以产生并发送斜坡信号，该斜坡信号在相关双采样器(CDS)、比较器等中使用。
缓冲器170可以包括例如锁存器。缓冲器170可以临时存储将提供给外部的图像信号IMS，并且可以将图像信号IMS发送到外部存储器或外部设备。
像素阵列140可以感测外部图像。像素阵列140可以包括多个像素(或单位像素)。行驱动器113可以选择性地启用像素阵列140的行。
读出电路150可以对从像素阵列140提供的像素信号进行采样，将采样的像素信号与斜坡信号进行比较，然后基于比较结果将模拟图像信号(数据)转换为数据图像信号(数据)。
图2是图1的图像传感器100的概念性布局的分解图，并且图3是图2的图像传感器100的俯视图。
图3示出了图像传感器100的第一区域S1的详细俯视图。
参考图2和图3，图像传感器100可以包括第一区域S1和第二区域S2，它们在第三方向Z上沉积，例如被布置为重叠。第一区域S1和第二区域S2可以沿与第三方向Z交叉的第一方向X和第二方向Y延伸，并且图1所示的块可以设置在第一区域S1和第二区域S2中。
尽管未示出，设置有存储器的第三区域可以布置在第二区域S2的下方。此时，设置在第三区域中的存储器可以存储或处理从第一区域S1和第二区域S2传输的图像数据，并且可以将图像数据重新传输到第一区域S1和第二区域S2。在这种情况下，存储器可以包括存储设备，例如动态随机存取存储器(DRAM)设备、静态随机存取存储器(SRAM)设备、自旋转移扭矩磁性随机存取存储器(STT-MRAM)设备和闪存设备。当存储器包括例如DRAM设备时，存储器可以以相对高速来接收图像数据并处理接收到的图像数据。而且，在一些实施例中，存储器可以设置在第二区域S2中。
如图3所示，第一区域S1可以包括传感器阵列区SAR和第一外围区PH1，并且第二区域S2可以包括逻辑电路区LC和第二外围区PH2。第一区域S1和第二区域S2可以被设置为按照恰当的顺序上下沉积。
在第一区域S1中，传感器阵列区SAR可以包括有源像素传感器阵列，即像素阵列区PA。像素阵列区PA可以对应于图1的像素阵列140。例如，可以在传感器阵列区SAR的像素阵列区PA中二维地(例如，以矩阵的形式在X和Y方向上)布置多个像素。
传感器阵列区SAR可以包括光接收区，即像素阵列区PA和遮光区OB。用于通过接收光来产生有源信号的像素阵列区PA可以布置在光接收区中。用于通过遮蔽光产生光学黑信号的光学黑像素可以布置在遮光区OB中。例如，遮光区OB可以沿着光接收区——例如像素阵列区PA——的外围例如沿着整个周界而形成，但这仅是示例性的。在一些实施例中，虚设像素可以形成在与遮光区OB相邻的光接收区(例如像素阵列区PA)中。
第一外围区PH1可以包括连接区CR和焊盘区PR。连接区CR可以形成在传感器阵列区SAR的外围。连接区CR可以形成在传感器阵列区SAR的一侧，但这只是示例性的。线可以形成在连接区CR中，并且被配置为发送和接收传感器阵列区SAR的电信号。
焊盘区PR可以形成在传感器阵列区SAR的外围。根据一些实施例，焊盘区PR可以形成为与图像传感器100的边缘相邻，但这只是示例性的。焊盘区PR可以与外部设备等连接，并且可以被配置为在图像传感器100和外部设备之间发送和接收电信号。
在第二区域S2中，逻辑电路区LC可以包括包括多个晶体管的电子器件。包括在逻辑电路区LC中的电子器件可以与传感器阵列区SAR中的像素阵列区PA电连接，以向有源像素传感器阵列的每个像素提供特定信号，或控制输出信号。
在逻辑电路区LC中，可设置参考图1描述的例如控制块111、时序发生器120、行驱动器113、读出电路150、斜坡信号发生器160、缓冲器170等。在逻辑电路区LC中，可设置例如在图1的块中除像素阵列140(有源像素传感器阵列)之外的块。尽管与第一区域S1的第一外围区PH1对应的第二外围区PH2也可以设置在第二区域S2中，但是实施例不限于此。
图4是根据本公开的一些实施例的传感器阵列区SAR的局部视图。
参考图4，像素阵列区PA可以包括多个像素PX。在这种情况下，像素阵列区PA可以包括在图像传感器100中。例如，像素阵列区PA可以是图3的像素阵列区PA，例如图1的像素阵列140。而且，一个像素PX可以是包括在像素阵列区PA中的单位像素，例如，像素PX和单位像素可以在下文中互换使用。例如，多个像素PX可以沿着第一方向X和第二方向Y以特定间隔设置。然而，实施例不限于这个示例。
图4以俯视图的视角(例如，第三方向Z的相反方向)示出了图3的像素阵列区PA的一部分。图4示出了像素阵列区PA中沿图3的线A-A的四个像素PX的示意性布局。在图3的传感器阵列区SAR中的多个像素PX可以沿第一方向X和第二方向Y有规律地排列。
图5是图4的像素阵列区PA的详细布局，并且图6是像素阵列区PA中的单个像素的详细布局。图7示出了沿图3的线A-A、B-B、C-C和D-D的截面图，并且图8是图7的区域R的放大图。要注意的是，图8中的区域R相对于图7被反转了。
参考图5至图8，根据一些实施例的图像传感器可以包括第一半导体衬底110、第一线结构IS1、第二半导体衬底220、第二线结构IS2、表面绝缘层210、网格图案250、滤色器CF和微透镜ML。
第一半导体衬底110可以是体硅或绝缘体上硅(SOI)。第一半导体衬底110可以是硅衬底，或者可以包括另一种材料，例如硅锗、锑化铟、碲化铅、砷化铟、铟化合物、砷化镓和/或锑化镓。第一半导体衬底110可以是形成在基部衬底上的外延层。
第一半导体衬底110可以包括彼此相对的第一表面110a和第二表面100b。在一些实施例中，第一半导体衬底110的第一表面110a可以是与第二半导体基板220的第三表面SF1相对的表面。
可以在第一半导体衬底110上形成多个上电子器件。例如，第一电子器件TR1可以形成在第一半导体衬底110的第一表面110a上。第一电子器件TR1可以与传感器阵列区SAR电连接，以向传感器阵列区SAR的每个像素发送电信号、以及从传感器阵列区SAR的每个像素接收电信号。例如，第一电子器件TR1可以包括构成图1的控制块111、时序发生器112、行驱动器113、像素阵列140、读出电路150、斜坡信号发生器160和缓冲器170的电子器件。
第一线结构IS1可以形成在第一半导体衬底110上。例如，第一线结构IS1可以覆盖第一半导体衬底110的第一表面110a。第一半导体衬底110和第一线结构IS1可以构成第一衬底结构101。
第一线结构IS1可以附接到第二线结构IS2。例如，如图7所示，第一线结构IS1的上表面可以附接到第二线结构IS2的底表面。例如，第一线结构IS1的底表面可以附接到第一半导体衬底110的第一表面110a。
第一线结构IS1可以包括一条或多条线。例如，第一线结构IS1可以包括第一线间绝缘膜130、和在第一线间绝缘膜130中的多条线ML1、ML2和ML3。构成第一线结构IS1的线的层数及其排列在图7中的仅是示例性的，而并不限于此。第一线间绝缘膜130可以包括，例如，氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或介电常数低于氧化硅的低介电(low-k)材料中的至少一种，但不限于此。在一些实施例中，第一线结构IS1可以包括与第二线结构IS2相同的材料。
第一线结构IS1的线ML1、ML2和ML3的至少一部分可以与第一电子器件TR1连接。在一些实施例中，第一线结构IS1可以包括在传感器阵列区SAR中的第一线ML1、在连接区CR中的第二线ML2以及在焊盘区PR中的第三线ML3。在一些实施例中，第二线ML2可以是在连接区CR中的多条线中的最上的线，并且第三线ML3可以是焊盘区PR中的多条线中的最上的线。第一线ML1、第二线ML2和第三线ML3可以包括，例如，钨、铜、铝、金、银或其合金中的至少一种，但不限于此。
第二半导体衬底220可以是半导体衬底。例如，第二半导体衬底220可以是体硅或绝缘体上硅(SOI)。第二半导体衬底220可以是硅衬底，或者可以包括另一种材料，例如包括硅锗、锑化铟、碲化铅、砷化铟、铟化合物、砷化镓和/或锑化镓的半导体材料。第二半导体衬底220可以是形成在基部衬底上的外延层。
第二半导体衬底220可以包括彼此相对的第三表面SF1和第四表面SF2。在下文将描述的实施例中，第三表面SF1可以被称为第二半导体衬底220的正面，第四表面SF2可以被称为第二半导体衬底220的背面。在一些实施例中，第二半导体衬底220的第四表面SF2可以是光接收表面，光由该表面进入。即，根据一些实施例的图像传感器可以是背面照射(BSI)图像传感器。
多个像素PX可以形成在传感器阵列区SAR的第二半导体衬底220上。微透镜ML和滤色器CF可以设置在多个像素PX的每一个上。尽管示出了普通像素的微透镜，但是实施例不限于此，例如，可以在多个像素PX上设置超PD透镜。
例如，一个像素PX可以包括第二半导体衬底220的一部分、光电二极管层PD、第二晶体管TR2和像素分离图案225。在一些实施例中，第二晶体管TR2可以设置在第二半导体衬底220的第三表面SF1上。
第二晶体管TR2可以包括，例如构成图像传感器的像素PX的各种晶体管(例如传输晶体管、复位晶体管、源极跟随器晶体管、选择晶体管等)的至少一部分。例如，在本公开中，将基于第二晶体管TR2是图像传感器100的传输晶体管来给出描述。
详细地，参考图8，第二晶体管TR2(以下称为“第二晶体管TR2a”)可以包括第一杂质注入区222a、传输栅结构223a和第二杂质注入区224a。第一杂质注入区222a形成在传输栅结构223a的一侧，并形成在沿着第三表面SF1凹进的第一沟槽T1的底表面的至少一部分上。例如，如图8所示，第一杂质注入区222a可以形成在第一沟槽T1的底表面，例如第一沟槽T1的底部可以与第一杂质注入区222a的顶部完全重叠。
第一杂质注入区222a设置在基于——例如相对于——第三表面SF1的最上表面的第一深度h1处，并且第一沟槽T1的第一深度h1的范围从约0.1μm到约0.2μm。第一杂质注入区222a不形成在第一沟槽T1的侧壁处。因此，未掺杂杂质的半导体材料设置在第一杂质注入区222a与传输栅结构223a的例如底部之间。
例如，P型杂质可以通过第一杂质注入区222a掺杂在第二半导体衬底220中。
P型杂质包括III族元素，例如硼(B)。当图像传感器100操作时，第一杂质注入区222a可以与接地端子连接进而接地。
通过第一沟槽T1和第一杂质注入区222a的上述布置，例如由于第一杂质注入区222a位于相对于传输栅结构223的底部的预定深度，第一杂质注入区222a与传输栅结构223a之间的距离可以增加。因此，第一杂质注入区222a和传输栅结构223a之间的电场(E场)的大小由其增加的距离而减小。减小的电场可以防止由第一杂质注入区222a和传输栅结构223a之间的高电场引起的白点的发生。因此，即使像素的间距例如相邻像素之间的距离减小，电场(E场)的大小也可以减小，从而防止或基本上最小化劣化，例如出现白点。
传输栅结构223a可以包括传输栅极绝缘膜223a_1、传输栅电极223a_2和传输栅间隔物223a_3。传输栅极绝缘膜223a_1可以沿着第二半导体衬底220的第三表面SF1的最上表面形成为平坦形状。传输栅电极223a_2可以设置在传输栅极绝缘膜223a_1上，并且设置在传输栅间隔物223a_3之间定义的空间内。在这种情况下，传输栅电极223a_2可以用作第二晶体管TR2a的栅极，并且当图像传感器100操作时，可以在第一杂质注入区222a接地的同时向传输栅电极223a_2施加高电压。
第二杂质注入区224a可以形成在第三表面SF1的最上表面上，并且可以在第二半导体衬底220中掺杂n型杂质。n型杂质包括V族元素，例如砷(As)和磷(P)。第二杂质注入区224a可以用作第二晶体管TR2a的源极/漏极。例如，第二杂质注入区224a可以对应于浮动扩散。
像素分离图案225可以设置在第二半导体衬底220中。像素分离图案225可以定义多个像素PX。在俯视图中，像素PX可以被设置为二维的。例如，像素分离图案225在俯视图中可以形成为网格图案，因此像素PX可以通过像素分离图案225的网格图案在两个方向上彼此间隔开。可以通过将绝缘材料掩埋在随着第二半导体衬底220被图案化而形成的深沟槽中的方式，来形成像素分离图案225。
在一些实施例中，像素分离图案225可以包括绝缘间隔膜226和导电填充图案227。绝缘间隔膜226可以延伸以与沿着第二半导体衬底220中的沟槽的一侧共形。
像素PX可以包括光电二极管层PD。光电二极管层PD可以形成在第二半导体衬底220中。光电二极管层PD可以产生与外部入射光的量成比例的电荷。光电二极管层PD可以通过将杂质掺杂到第二半导体衬底220中来形成。例如，当第二半导体衬底220掺杂有P型杂质时，光电二极管层PD可以掺杂有N型杂质。即，掺杂在第二半导体衬底220中的杂质的类型可以与掺杂在光电二极管层PD中的杂质的类型不同。
在一些实施例中，像素PX可以包括表面绝缘层210、网格图案250、第一衬层253、滤色器CF、微透镜ML和第二衬层254。
表面绝缘层210可以沉积在第二半导体衬底220的第四表面SF2上。网格图案250、第一衬层253、滤色器CF、微透镜ML和第二衬层254可以设置在由表面绝缘层210定义的区域中。
滤色器CF可以形成在表面绝缘层210上。滤色器CF可以被布置为对应于每个像素PX，例如一一对应。在俯视图中，每个滤色器CF可以被布置为二维的。微透镜ML可以形成在滤色器CF上。微透镜ML可以被布置为对应于每个像素PX，例如一一对应。微透镜ML可以具有凸出形状，并且可以具有预定的曲率半径。因此，微透镜ML可以汇聚进入光电二极管层PD的光。例如，微透镜ML可以包括透光树脂。在这种情况下，每个像素PX的微透镜ML可以覆盖每个像素的一个表面。
网格图案250可以形成在滤色器CF之间。网格图案250可以形成在表面绝缘层210上。网格图案250可以包括例如金属图案251和低折射率图案252。金属图案251和低折射率图案252可以按恰当的顺序而沉积在表面绝缘层210上。
第一衬层253可以形成在表面绝缘层210和网格图案250上。第一衬层253可以沿着表面绝缘层210和网格图案250的表面延伸。第一衬层253可以包括例如氧化铝。
第二衬层254可以沿着微线ML的表面延伸。例如，第二衬层254可以包括无机氧化物膜，例如氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铪和它们的组合。
在一些实施例中，像素PX可以包括第二线间绝缘膜230和连接结构。连接结构可以形成在第二线间绝缘膜230中。在这种情况下，连接结构可以包括传感器阵列区SAR中的第四线ML4和多个接触部MC。像素PX的元件可以通过连接结构与图像传感器100的元件电连接。
在一些实施例中，在像素PX中，可以在第二半导体衬底220中形成P型势垒PB。P型势垒PB可以设置为例如以沿x方向的预定间隔与光电二极管层PD间隔开。例如，P型势垒PB可以设置在光电二极管层PD的外围，或者可以，例如完全地，围绕光电二极管层PD。例如，P型势垒PB可以形成为在第一方向X和第二方向Y上与光电二极管层PD间隔开。而且，P型势垒PB可以在第三方向Z上沿着光电二极管层PD延伸。即，P型势垒PB可以形成为在第二半导体衬底220中竖直。与掺杂有N型杂质的光电二极管层PD不同，P型势垒PB可以掺杂有P型杂质。
而且，像素阵列区PA的像素PX可以包括设置为与光电二极管层PD相邻的存储二极管、存储栅极等。此外，如图5所示，像素PX可以包括读出电路RC和绝缘层ISL。读出电路RC可以通过线层和接触点MC，与晶体管TR1和TR2、杂质注入区和存储栅极连接。读出电路RC可以设置在与形成光电二极管层PD、晶体管TR1和TR2、存储二极管和存储栅极的区域不同的区域中。即，读出电路RC可以仅形成在像素PX的没有设置其他器件的其他区域中。在这种情况下，读出电路RC可以通过绝缘层ISL与其他器件间隔开。
详细地，参考图6，像素PX可以包括读出电路RC。例如，读出电路RC可以包括浮动扩散FD、双转换门DCG、第一源/漏极至第三源/漏极S/D1、S/D2和S/D3、复位栅极RG、源极跟随器晶体管SF和选择晶体管SEL。读出电路RC可以形成在像素PX的没有形成存储二极管和存储栅极的部分中。而且，读出电路RC可以通过绝缘层ISL与像素PX的其他器件绝缘。在这种情况下，浮动扩散FD可以连接到像素PX的传输栅极TG，并且从光电二极管层PD形成的电荷可以传输到读出电路RC。结果是，输出电压VOUT可以被输出。
再次参考图7，根据一些实施例的图像传感器还可以包括第一连接结构350、第二连接结构450和第三连接结构550。
第一连接结构350可以在遮光区OB中形成。第一连接结构350的一部分可以形成在遮光区OB的表面绝缘层210上。第一连接结构350可以与像素分离图案225接触。例如，可以在第二半导体衬底220和遮光区OB的表面绝缘层210中形成用于暴露像素分离图案225的第一沟槽355t，并且第一连接结构350可以，例如共形地，形成于第一沟槽355t中，然后与遮光区OB的像素分离图案225接触。在一些实施例中，第一连接结构350可以沿着第一沟槽355t的侧表面和下表面的轮廓延伸。
在一些实施例中，第一连接结构350可以与像素分离图案225电连接，以向导电填充图案227施加地电压或负电压。因此，例如由静电放电(ESD)产生的电荷，可以通过像素分离图案225发射到第一连接结构350，并且可以有效地防止ESD擦伤缺陷的发生。第一连接结构350可以包括顺序地沉积在第一沟槽355t中的钛(Ti)膜、氮化钛(TiN)膜和钨(W)膜。
在一些实施例中，填充第一沟槽355t的第一焊盘355可以形成在第一连接结构350上。第一焊盘355可以包括例如钨、铜、铝、金、银或其合金中的至少一种。
在一些实施例中，第一衬层253可以覆盖第一连接结构350和第一焊盘355。例如，第一衬层253可以沿着第一连接结构350和第一焊盘355的轮廓延伸。
第二连接结构450可以形成在连接区CR中。第二连接结构450的一部分可以形成在连接区CR的表面绝缘层210上。第二连接结构450可以将第一衬底结构101与第二衬底结构200电连接。例如，可以在连接区CR的第一衬底结构101和第二衬底结构200中形成用于暴露第二线ML2和第五线ML5的第二沟槽455t。第二连接结构450可以形成在第二沟槽455t中，以将第二线ML2与第五线ML5连接。在一些实施例中，第二连接结构450可以沿着第二沟槽455t的侧面和下表面的轮廓延伸。在一些实施例中，第二连接结构450可以包括顺序地沉积在第二沟槽455t中的钛(Ti)膜、氮化钛(TiN)膜和钨(W)膜。
在一些实施例中，第一衬层253可以覆盖第二连接结构450。例如，第一衬层253可以沿着第二连接结构450的轮廓延伸。
在一些实施例中，填充第二沟槽455t的第一填充绝缘膜460可以在第二连接结构450上形成。第一填充绝缘膜460可以包括例如氧化硅、氧化铝、氧化钽或它们的组合中的至少一种。
第三连接结构550可以形成在焊盘区PR中。第三连接结构550可以形成在焊盘区PR的表面绝缘层210上。第三连接结构550可以将第一衬底结构101与外部器件等电连接。
例如，可以在焊盘区PR的第一衬底结构101和第二衬底结构200中形成用于暴露第三线ML3的第三沟槽550t。第三连接结构550可以形成在第三沟槽550t中，以与第三线ML3接触。
而且，第四沟槽555t可以形成在焊盘区PR的第二半导体衬底220中。第三连接结构550可以形成在第四沟槽555t中，然后被暴露。在一些实施例中，第三连接结构550可以沿着第三沟槽550t和第四沟槽555t的侧面和下表面的轮廓延伸。在一些实施例中，第三连接结构550可以包括顺序地沉积在第三沟槽550t中的钛(Ti)膜、氮化钛(TiN)膜和钨(W)膜。
在一些实施例中，可以在第三连接结构550上形成填充第三沟槽550t的第二填充绝缘膜560。第二填充绝缘膜560可以包括例如氧化硅、氧化铝、氧化钽或它们的组合中的至少一种。
在一些实施例中，填充第四沟槽555t的第二焊盘555可以在第三连接结构550上形成。第二焊盘555可以包括例如钨、铜、铝、金、银或其合金中的至少一种。
在一些实施例中，第一衬层253可以覆盖第三连接结构550。例如，第一衬层253可以沿着第三连接结构550的轮廓延伸。在一些实施例中，第一衬层253可以暴露第二焊盘555。
在一些实施例中，器件分离图案115可以形成在第二半导体衬底220中。例如，第五沟槽115t可以形成在第二半导体衬底220中。器件分离图案115可以形成在第五沟槽115t中。
图7示出了仅在焊盘区PR的第三连接结构550的外围中形成器件分离图案115，但这仅是示例性的。例如，甚至可以在遮光区OB的第一连接结构350的外围，或在连接区CR的第二连接结构450的外围中形成器件分离图案115。
器件分离图案115可以包括例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪或它们的组合中的至少一种，但不限于此。在一些实施例中，器件分离图案115可以形成在与表面绝缘层210相同的水平上。
在一些实施例中，附加滤色器370C可以形成在第一连接结构350和第二连接结构450上。例如，附加滤色器370C可以形成为覆盖第一衬层253在遮光区OB和连接区CR中的部分。附加滤色器370C可以包括例如蓝色滤色器，但不限于此。
在一些实施例中，可以在附加滤色器370C上形成第三钝化膜380。例如，钝化膜380可以形成为覆盖第一衬层253在遮光区OB、连接区CR和焊盘区PR中的部分。在一些实施例中，第二衬层254可以沿着第三钝化膜380的表面延伸。第三钝化膜380可以包括例如透光树脂。在一些实施例中，钝化膜380可以包括与微透镜ML相同的材料。
在一些实施例中，第二衬层254和钝化膜380可以暴露第二焊盘555。例如，用于暴露第二焊盘555的暴露开口ER可以形成在第二衬层254和钝化膜380中。因此，根据一些实施例，第二焊盘555可以与外部设备连接，并且被配置为在图像传感器100和外部设备之间发送和接收电信号。
图9是示出根据本公开的一些实施例的图像传感器100的像素PX的示例性电路图。在下文中，将参考图5至图9描述像素阵列区PA的像素PX的操作。
参考图9，光电二极管层PD可以连接到第二晶体管TR2a。第二晶体管TR2a(图8)的传输栅电极223a_2可以对应于图9中的传输栅TG。而且，第二杂质注入区224a(图8)可以对应于图9中的浮动扩散FD。即，光电二极管层PD可以与浮动扩散FD电连接。
通过微透镜ML透射的光入射到例如进入到光电二极管层PD上，并且光电二极管层PD将入射光转换为电荷。转换后的电荷存储在光电二极管层PD中。在光电二极管层PD中产生的电荷通过传输栅极TG传输到作为浮动扩散FD的第二杂质注入区224a。即，通过使用传输栅极TG，光电二极管层PD中产生的电荷传输到浮动扩散FD，即，光电二极管层PD中产生的电荷可以通过浮动扩散FD读出。
转移到浮动扩散FD的电荷由源极跟随器晶体管SF和选择晶体管SEL使用。结果是，选择晶体管SEL将输出电压VOUT输出到连接到像素阵列PA的列线。而且，像素PX可以包括连接到浮动扩散FD的电容器C′。电容器C’可以通过双转换门DCG连接到浮动扩散FD。电容器C’可以辅助存储转移到浮动扩散FD的电荷。即，电容器C’、存储二极管和存储栅极可以彼此不同并且彼此区分。
图10是根据本公开其他实施例的图像传感器的视图。
在下文中，将参考图10描述根据本公开其他实施例的像素PX中的第二晶体管Tr2b。将主要基于相对于图8的像素PX中的第二晶体管Tr2a的差异来描述图10的第二晶体管Tr2b。
参考图10，传输栅极结构223b被形成为填充第二沟槽T2，该第二沟槽T2与第一沟槽T1间隔开并设置为与第一沟槽T1相邻的。第二沟槽T2形成为从第二半导体衬底220的第三表面SF1处凹进。第二沟槽T2的第二深度h2的范围为0.4μm至0.5μm。第二沟槽T2的第二深度h2大于第一沟槽T1的第一深度h1。
传输栅结构223b的传输栅极绝缘膜223b1沿着第二沟槽T2的底表面和侧壁形成，并且传输栅电极223b_2设置在传输栅极绝缘膜223b_1上，并设置在传输栅间隔物223b_3之间限定的空间中。传输栅极结构223b具有垂直传输栅极(VTG)结构。例如与平坦栅结构相比，传输栅结构223b需要额外的工艺，但是由于当传输栅结构操作时小幅值的高电压施加到传输栅电极223b_2，传输栅结构223b可以减小第一杂质注入区222b和传输栅结构223b之间的电场的幅值。减小的电场可以防止出现白点。
图11是根据本公开的另外其他实施例的图像传感器的视图。
在下文中，将参照图11描述根据本公开的另外其他实施例的在像素PX中的第二晶体管Tr2c。将基于相对于图10所示的像素PX中的第二晶体管Tr2b的差异来描述图11的第二晶体管Tr2c。
参考图11，第二杂质注入区224c形成在第三沟槽T3的底表面的至少一部分上，该第三沟槽T3形成在传输栅结构223c的一侧并沿第三表面SF1凹进。第三沟槽T3设置为与第一沟槽T1和第二沟槽T2间隔开。第二杂质注入区224c设置在基于第三表面SF1的最上表面的第三高度h3处，并且第三沟槽T3的第三高度h3可以等于第一沟槽T1的第一高度h1。传输栅结构223c也具有垂直传输栅(VTG)结构，由此可以防止白点的发生。
图12是根据本公开的另外其他实施例的图像传感器的视图。
在下文中，将参照图12描述根据本公开的另外其他实施例的图像传感器。将基于相对于图7示出的图像传感器的差异来描述图12的图像传感器。
参考图12，与图7的像素分离图案225相比，像素分离图案225’的宽度从第二半导体衬底220的第三表面SF1向第二半导体衬底220的第四表面SF2减小。这可以是由用于形成像素分离图案225’的蚀刻过程的特性所引起的。例如，可以对第二半导体衬底220的第三表面SF1执行：蚀刻第二半导体衬底220的工艺，以形成像素分离图案225’。
图13是根据本公开的还有其他实施例的图像传感器的视图。
以下将参照图13描述根据本公开的还有其他实施例的图像传感器。将基于相对于图12示出的图像传感器的差异来描述图13的图像传感器。
参考图13，与图12的像素分离图案225’相比，像素分离图案225″的宽度从第二半导体衬底220的第四表面SF2向第二半导体衬底220的第三表面SF1减小。这可以是由用于形成像素分离图案225″的蚀刻工艺的特性所引起的。例如，可以对第二半导体衬底220的第四表面SF2执行：蚀刻第二半导体衬底220的工艺，以形成像素分离图案225″。
在一些实施例中，像素分离图案225″可以不完全穿过第二半导体衬底220。例如，像素分离图案225″从第二半导体衬底220的第四表面SF2延伸，但可以不延伸至第二半导体衬底220的第三表面SF1。即，像素分离图案225″的最低表面可以与第二半导体衬底220的第三表面SF1间隔开。
图14是根据本公开的另外其他实施例的图像传感器的视图。
在下文中，将参照图14描述根据本公开的另外其他实施例的图像传感器。将基于相对于图7示出的图像传感器的差异来描述图14的图像传感器。
参考图14，根据一些实施例的图像传感器可以包括在连接区CR中的连接图案451，代替第二连接结构450。连接图案451可以包括第一连接图案451_1、第二连接图案451_2和第三连接图案451_3。
第一连接图案451_1可以在第三方向Z上穿过表面绝缘层210、第二半导体衬底220和第二线间绝缘膜230，并且可以在连接区CR中与第五线ML5连接。第二连接图案451_2可以在第三方向Z上穿过表面绝缘层210、第二半导体衬底220、第二线间绝缘膜230和第一线间绝缘膜130，并且可以与连接区CR中的第二线ML2相连接。第二连接图案451_2可以与第一连接图案451_1间隔开。表面绝缘层210、第二半导体衬底220和第二线间绝缘膜230可以设置在第一连接图案451_1和第二连接图案451_2之间。第三连接图案451_3可以设置在表面绝缘层210的上表面上。第三连接图案451_3可以连接第一连接图案451_1和第二连接图案451_2。
图15是根据本公开的一些实施例的图像传感器的曲线图。图15示出了根据第一沟槽T1的第一高度h1的变化的第一杂质注入区222和传输栅结构223之间的电场。
参考图15，当不形成第一沟槽T1而在第二半导体衬底220的第三表面SF1的最上表面形成第一杂质注入区222时，在第一杂质注入区222和传输栅结构223之间形成了具有大小为860kV*cm^-1的电场。当第一沟槽T1的第一高度h1为0.1μm，并且在第一沟槽T1的至少一部分底表面上形成第一杂质注入区222时，在第一杂质注入区222和传输栅结构223之间形成了具有大小为670kV*cm^-1的电场。当第一沟槽T1的第一高度h1为0.15μm，并且在第一沟槽T1的至少一部分底表面上形成第一杂质注入区222时，在第一杂质注入区222和传输栅结构223之间形成了具有大小为为670kV*cm^-1的电场。
参考图15，当在第一沟槽T1的至少一部分底表面上形成第一杂质注入区222时，第一杂质注入区222与传输栅结构223之间的电场大小减小，并且根据减小的电场强度，减少了第一杂质注入区222和传输栅结构223之间的隧穿的发生，由此也减少了白点的发生。而且，参考图15，当第一高度h1的范围为从0.1μm到0.2μm时，可以有效地避免图像传感器的性能劣化。
图16是包括多相机模块的电子器件的框图，并且图17是图16的相机模块的详细框图。
在下文中，将参考图16和图17来描述根据一些实施例的电子设备1000。为了便于描述，与图1至图15的描述重复的部分将仅简要地描述或省略。
参考图16，电子设备1000可以包括相机模块组1100、应用处理器1200、电源管理集成电路(PMIC)1300和外部存储器1400。
相机模块组1100可以包括多个相机模块1100a、1100b和1100c。尽管附图示出了其中设置三个相机模块1100a、1100b和1100c的实施例，但是实施例不限于此示例。例如，相机模块组1100可以通过被修改为仅包括两个相机模块来实现。在另一示例中，相机模块组1100可以通过被修改为包括n个相机模块(n是4或更大的自然数)来实现。在这种情况下，三个相机模块1100a、1100b和1100c中的一个可以包括参照图1至图15描述的图像传感器100。
在下文中，将参考图17描述相机模块1100b的详细配置，但是下面的描述可以同样适用于根据实施例的其他相机模块1100a和1100c。
参考图17，相机模块1100b可以包括棱镜1105、光路折叠元件(以下称为″OPFE″)1110、致动器1130、图像感测设备1140和存储装置1150。
棱镜1105可以包括光反射材料的反射表面1107，以使外部入射光L的路径变形。
在一些实施例中，棱镜1105可以将入射光L沿第一方向X的路径改变为垂直于第一方向X的第二方向Y。而且，棱镜1105可以基于中心轴1106沿方向A旋转反光材料的反射面1107，或者通过沿方向B旋转中心轴1106将入射光L沿第一方向X的路径改变为第二方向Y。此时，OPFE 1110也可以向与第一方向X和第二方向Y垂直的第三方向Z移动。
在一些实施例中，如图所示，棱镜1105在正(+)A方向的最大旋转角度为15度或更小，棱镜1105在负(-)A方向的最大旋转角度可以大于15度，但实施例不限于此。
在一些实施例中，棱镜1105可以在正(+)或负(-)B的方向上以20度左右、10度与20度之间或15度与20度之间移动。在这种情况下，移动角度可以在正(+)或负(-)B的方向上相等，或者可以在1度左右的范围内几乎相似。
在一些实施例中，棱镜1105可以使反光材料的反射面1107向平行于中心轴1106的延伸方向的第三方向Z移动。
OPFE 1110可以包括具有例如m个组(m是自然数)的光学透镜。m个透镜可以在第二方向Y上移动，并且改变相机模块1100b的光学变焦比率。例如，假设相机模块1100b的基本光学变焦比率为z，当包括在OPFE 1110中的m个光学透镜移动时，相机模块1100b的光学变焦比率可以改变为3Z、5Z或更多的光学变焦比率。
致动器1130可以将OPFE 1110或光学透镜(以下，统称为光学透镜)移动到特定位置。例如，致动器1130可以调整光学透镜的位置，使得图像传感器1142可以定位在光学透镜的焦距处，以用于精确感测。
图像感测设备1140可以包括图像传感器1142、控制逻辑1144和存储器1146。图像传感器1142可以通过使用通过光学透镜提供的光L来感测感测目标的图像。控制逻辑1144可以控制相机模块1100b的整体操作。例如，控制逻辑1144可以根据通过控制信号线CSLb提供的控制信号来控制相机模块1100b的操作。
存储器1146可以存储相机模块1100b的操作所需的信息，例如校准数据1147。校准数据1147可以包括相机模块1100b所需的信息，以通过使用从外部提供的光L生成图像数据。校准数据1147可以包括例如关于上述旋转度的信息、关于焦距的信息和关于光轴的信息。当相机模块1100b以焦距根据光学透镜的位置而变化的多状态相机的形式实现时，校准数据1147可以包括光学透镜的每个位置(或每个状态)的焦距值、以及有关自动对焦的信息。
存储装置1150可以存储通过图像传感器1142感测到的图像数据。存储装置1150可以设置在图像感测设备1140的外部，并且可以实现为与构成图像感测设备1140的传感器芯片堆叠。在一些实施例中，存储装置1150可以实现为电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，但实施例不限于此。
共同参考图16和17，在一些实施例中，多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个可以包括致动器1130。因此，多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个可以包括基于其中包括的致动器1130的操作而彼此相同或不同的校准数据1147。
在一些实施例中，多个相机模块1100a、1100b和1100c中的其中一个(例如，相机模块1100b)可以是包括上述棱镜1105和OPFE 1110的折叠透镜型相机模块，并且其他相机模块(例如，相机模块1100a和1100c)可以是不包括棱镜1105和OPFE 1110的竖直型相机模块，但实施例不限于此。
在一些实施例中，多个相机模块1100a、1100b和1100c中的一个(例如，相机模块1100c)可以是通过使用例如红外线(IR)提取深度信息的竖直型深度相机模块。在这种情况下，应用处理器1200可以通过将从深度相机模块提供的图像数据与从其他相机模块(例如相机模块1100a或1100b)提供的图像数据合并来生成3D深度图像。
在一些实施例中，多个相机模块1100a、1100b和1100c中的至少两个(例如相机模块1100a和1100b)可以具有彼此不同的各自的视场(视角)。在这种情况下，多个相机模块1100a、1100b和1100c中的至少两个(例如相机模块1100a和1100b)具有彼此不同的各自的光学透镜，但不限于此。
而且，在一些实施例中，多个相机模块1100a、1100b和1100c的视角可以彼此不同。在这种情况下，分别包括在多个相机模块1100a、1100b和1100c中的光学透镜可以彼此不同，但不限于此。
在一些实施例中，多个相机模块1100a、1100b和1100c可以被布置为彼此物理间隔开。即，图像传感器1142可以独立地布置在多个相机模块1100a、1100b和1100c的每一个中，而不是通过划分图像传感器1142的感测区使得多个相机模块1100a、1100b和1100c共同使用一个图像传感器1142。
再次参考图16，应用处理器1200可以包括图像处理器件1210、存储器控制器1220和内部存储器1230。应用处理器1200可以被实现为与多个相机模块1100a、1100b和1100c间隔开。例如，应用处理器1200以及多个相机模块1100a、1100b和1100c可以被实现为通过单独的半导体芯片而彼此间隔开。
图像处理器件1210可以包括多个子图像处理器1212a、1212b和1212c、图像生成器1214和相机模块控制器1216。图像处理器件1210可以包括与多个相机模块1100a、1100b和1100c的数量对应数量的多个子图像处理器1212a、1212b和1212c。
分别从相机模块1100a、1100b和1100c产生的图像数据可以通过彼此间隔开的图像信号线ISLa、ISLb和ISLc提供给它们相应的子图像处理器1212a、1212b和1212c。例如，从相机模块1100a产生的图像数据可以通过图像信号线ISLa提供给子图像处理器1212a，从相机模块1100b产生的图像数据可以通过图像信号线ISLb提供给子图像处理器1212b，并且从相机模块1100c产生的图像数据可以通过图像信号线ISLc提供给子图像处理器1212c。可以使用例如基于移动工业处理器接口(MIPI)的相机串行接口(CSI)来执行该图像数据传输，但是实施例不限于此。
同时，在一些实施例中，可以布置一个子图像处理器来对应于多个相机模块。例如，子图像处理器1212a和子图像处理器1212c可以被实现为组合为一个子图像处理器，而不如图示中的彼此间隔开，并且从相机模块1100a和相机模块1100c提供的图像数据可以通过选择元件(例如多路复用器)等来选择，然后可以提供给该组合子图像处理器。
提供给每个子图像处理器1212a、1212b和1212c的图像数据可以提供给图像生成器1214。图像生成器1214可以根据图像生成信息或模式信号，通过使用从每个子图像处理器1212a、1212b和1212c提供的图像数据来生成输出图像。
详细地，图像生成器1214可根据图像生成信息或模式信号，通过将从具有彼此不同的各自视角的相机模块1100a、1100b和1100c产生的图像数据的至少一部分进行合并，来产生输出图像。而且，图像生成器1214可根据图像生成信息或模式信号，从具有彼此不同的各自视角的相机模块1100a、1100b和1100c产生的图像数据中，选择任何一个以产生输出图像。
在一些实施例中，图像生成信息可以包括变焦信号或变焦系数。而且，在一些实施例中，模式信号可以是例如基于从用户选择的模式的信号。
当图像生成信息是变焦信号(变焦系数)并且相机模块1100a、1100b和1100c具有彼此不同的各自视场(视角)时，图像生成器1214可以根据变焦信号的类型来执行不同的操作。例如，当变焦信号是第一信号时，从相机模块1100a输出的图像数据和从相机模块1100c输出的图像数据可以彼此合并，然后可以使用合并的图像信号以及从相机模块1100b输出的不用于合并的图像数据来生成输出图像。当变焦信号是不同于第一信号的第二信号时，图像生成器1214可以选择从相机模块1100a、1100b和1100c输出的图像数据中的任何一个来输出输出图像，而不执行该图像数据合并。
然而，实施例不限于这种情况，可以根据需要随时修改图像数据的处理方法。
在一些实施例中，图像生成器1214可以从多个子图像处理器1212a、1212b和1212c中的至少一个接收曝光时序彼此不同的多个图像数据，并且可以对该多个图像数据执行高动态范围(HDR)处理，以生成具有增加的动态范围的合并图像数据。
相机模块控制器1216可以向相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个提供控制信号。从相机模块控制器1216产生的控制信号可以通过彼此间隔开的控制信号线CSLa、CSLb和CSLc提供给它们对应的相机模块1100a、1100b和1100c。
根据包括变焦信号或模式信号在内的图像生成信息，多个相机模块1100a、1100b和1100c中的任何一个可以被指定为主相机(例如相机模块1100b)，而其他相机模块(例如，相机模块1100a和1100c)可以被指定为从相机。该信息可以被包括在控制信号中，然后通过彼此间隔开的控制信号线CSLa、CSLb和CSLc提供给相应的相机模块1100a、1100b和1100c。
可以根据变焦系数或操作模式信号来改变用作主相机或从相机的相机模块。例如，当相机模块1100a的视角比相机模块1100b的视角宽、并且其变焦系数指示低变焦比时，相机模块1100b可以作为主相机工作，而相机模块1100a可以作为从相机。相反，当其变焦系数指示高变焦比时，相机模块1100a可以作为主相机操作且相机模块1100b可以作为从相机操作。
在一些实施例中，从相机模块控制器1216提供给相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个的控制信号可以包括同步使能信号。例如，当相机模块1100b是主相机并且相机模块1100a和1100c是从相机时，相机模块控制器1216可以向相机模块1100b发送同步使能信号。已经接收到同步使能信号的相机模块1100b可以基于该同步使能信号产生同步信号，并且通过同步信号线SSL将产生的同步信号提供给相机模块1100a和1100c。相机模块1100b以及相机模块1100a和1100c可以与同步信号同步，并将图像数据发送到应用处理器1200。
在一些实施例中，从相机模块控制器1216提供给多个相机模块1100a、1100b和1100c的控制信号可以包括基于模式信号的模式信息。基于模式信息，多个相机模块1100a、1100b和1100c可以在关于感测速度的第一操作模式和第二操作模式下操作。
在第一操作模式下，多个相机模块1100a、1100b和1100c可以以第一速度产生图像信号(例如，产生第一帧率的图像信号)，以高于第一速度的第二速度对产生的图像信号进行编码(例如，对高于第一帧率的第二帧率的图像信号进行编码)，并将编码后的图像信号发送到应用处理器1200。此时，第二速度可以是第一速度的30倍或更少。
应用处理器1200可以将接收到的图像信号，即编码后的图像信号，存储在内部存储器1230或应用处理器1200外部的存储装置1400中。然后，应用处理器1200可以从存储器1230或存储装置1400中读出和解码编码后的图像信号，并显示基于解码后的图像信号所生成的图像数据。例如，图像处理器件1210的多个子图像处理器1212a、1212b和1212c中的对应的一个可以进行解码，也可以对解码后的图像信号进行图像处理。
在第二操作模式下，多个相机模块1100a、1100b和1100c可以以低于第一速度的第三速度产生图像信号(例如，产生低于第一帧率的第三帧率的图像信号)，并且将生成的图像信号发送到应用处理器1200。提供给应用处理器1200的图像信号可以是未被编码的信号。应用处理器1200可以对接收的图像信号执行图像处理，或将图像信号存储在存储器1230或存储装置1400中。
PMIC 1300可以向多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个供电，例如电源电压。例如，在应用处理器1200的控制下，PMIC 1300可以通过功率信号线PSLa向相机模块1100a提供第一功率，通过功率信号线PSLb向相机模块1100b提供第二功率，并通过功率信号线PSLc向相机模块1100c提供第三功率。
PMIC 1300可以响应于来自应用处理器1200的功率控制信号PCON来产生与多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个相对应的功率或者调整功率电平。功率控制信号PCON可以包括多个相机模块1100a、1100b和1100c的每个操作模式的功率调整信号。例如，操作模式可以包括低功率模式。此时，功率控制信号PCON可以包括关于在低功率模式下操作的相机模块和设置的功率电平的信息。分别提供给多个相机模块1100a、1100b和1100c的功率电平可以彼此相同或不同。而且，可以动态地改变功率电平。
综上所述，随着计算机和通信行业的发展，对像素间距小型化的需求不断增加。然而，像素的小型化可增加像素中元件之间的电场(E场)的大小，从而降低产品性能。
因此，实施例提供了一种图像传感器，该图像传感器减小了传输栅极和杂质注入区之间的电场以避免退化，例如避免白点的发生。实施例还提供了一种图像感测系统，该系统减小了传输栅极和杂质注入区之间的电场以避免诸如发生白点的退化。
本文已经公开了示例实施例，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅用于且应被解释为一般的描述性意义，而不是为了限制的目的。在一些情况下，如提交本申请的本领域普通技术人员应认识到，除非另有明确说明，否则结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或与其他实施例描述的特征、特性和/或元件相结合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围的前提下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种图像传感器，包括：
半导体衬底，包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
光电二极管层，在所述半导体基板中；
传输栅极，位于所述光电二极管层上，所述传输栅位于所述半导体衬底的第一表面上；
第一沟槽，在所述传输栅的一侧从所述半导体衬底的第一表面凹进；
第一杂质注入区，在所述第一沟槽的底表面的至少一部分上，所述第一杂质注入区不位于所述第一沟槽的侧壁上；以及
透镜，位于所述半导体衬底的所述第二表面上。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一杂质注入区掺杂有p型杂质。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，将所述第一杂质注入区接地，并且将高电压施加到所述传输栅极。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括与所述第一沟槽间隔开的第二沟槽，所述第二沟槽从所述半导体衬底的所述第一表面凹进，并且所述传输栅极位于所述第二沟槽的底表面的至少一部分上。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第二沟槽的第二深度大于所述第一沟槽的第一深度。
6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述第一沟槽的第一深度是0.1μm到0.2μm。
7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述第二沟槽的第二深度是0.4μm到0.5μm。
8.根据权利要求4所述的图像传感器，还包括：
第三沟槽，与所述第一沟槽和所述第二沟槽间隔开，并从所述半导体基板的所述第一表面凹进；以及
第二杂质注入区，位于所述第三沟槽的底表面的至少一部分上。
9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述第二杂质注入区掺杂有n型杂质。
10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述传输栅沿所述第一表面的最上表面延伸。
11.一种图像传感器，包括：
半导体衬底，包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
光电二极管层，在所述半导体基板中；
第一沟槽，位于所述光电二极管层上，并从所述半导体衬底的所述第一表面凹进；
传输栅极，填充所述第一沟槽；
第二沟槽，与所述第一沟槽间隔开，并且从所述半导体衬底的所述第一表面凹进，所述第二沟槽位于所述传输栅的一侧，并且所述第一沟槽的第一深度大于所述第二沟槽的第二深度；
第一杂质注入区，位于所述第二沟槽的底表面的至少一部分上；以及
透镜，位于所述半导体衬底的所述第二表面上。
12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一杂质注入区掺杂有p型杂质。
13.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，将所述第一杂质注入区接地，并且将高电压施加到所述传输栅极。
14.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一杂质注入区不在所述第二沟槽的侧壁上。
15.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第二沟槽的第二深度是0.1μm到0.2μm。
16.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一沟槽的第一深度是0.4μm到0.5μm。
17.一种图像感测系统，包括：
图像传感器，被配置为输出图像信号；以及
图像信号处理器，与所述图像传感器连接，所述图像信号处理器被配置为处理来自所述图像传感器的图像信号，
其中，所述图像传感器包括：
半导体衬底，具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，
光电二极管层，位于所述半导体衬底中，
第一沟槽，位于所述光电二极管层上，并且从所述半导体衬底的所述第一表面凹进，
传输栅极，填充所述第一沟槽，
第二沟槽，与所述第一沟槽间隔开并且从所述第一表面凹进，所述第二沟槽位于所述传输栅的一侧，并且所述第一沟槽的第一深度大于所述第二沟槽的第二深度，
第一杂质注入区，位于所述第二沟槽的底表面的至少一部分上，所述第一杂质注入区不在所述第二沟槽的侧壁上，以及
透镜，位于所述半导体衬底的所述第二表面上。
18.根据权利要求17所述的图像感测系统，其中，所述第二沟槽的第二深度是0.1μm到0.2μm。
19.根据权利要求17所述的图像感测系统，其中，所述第一杂质注入区掺杂有p型杂质。
20.根据权利要求19所述的图像感测系统，其中，将所述第一杂质注入区接地，并且将高电压施加到所述传输栅极。
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