KR100688589B1 - 필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법 - Google Patents

필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100688589B1
KR100688589B1 KR1020060022726A KR20060022726A KR100688589B1 KR 100688589 B1 KR100688589 B1 KR 100688589B1 KR 1020060022726 A KR1020060022726 A KR 1020060022726A KR 20060022726 A KR20060022726 A KR 20060022726A KR 100688589 B1 KR100688589 B1 KR 100688589B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
photoelectric conversion
active region
active
units
Prior art date
Application number
KR1020060022726A
Other languages
English (en)
Inventor
이석하
이덕형
신종철
이강복
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060022726A priority Critical patent/KR100688589B1/ko
Priority to US11/593,663 priority patent/US7667183B2/en
Priority to TW096104577A priority patent/TWI360223B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR100688589B1 publication Critical patent/KR100688589B1/ko
Priority to JP2007060401A priority patent/JP5154105B2/ja
Priority to DE102007012279.0A priority patent/DE102007012279B4/de
Priority to CN2007100855565A priority patent/CN101038927B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/1461—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689—MOS based technologies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

이미지 센서 및 그의 제조방법을 제공한다. 상기 이미지 센서는 기판 내에 형성된 절연소자분리영역에 의해 정의된 광전변환 활성영역, 연결 독출 활성영역 및 분리 독출 활성영역을 구비한다. 상기 광전변환 활성영역은 행렬 형태로 배열된 복수 개의 광전변환 활성영역 유니트들 및 행방향 및 열방향에 인접한 광전변환 활성영역 유니트들 사이에 위치하여 상기 인접한 광전변환 활성영역 유니트들을 전기적으로 분리하는 접합소자분리영역(junction isolation region)들을 구비한다. 상기 연결 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부로부터 연장되고 나머지 코너부들과는 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리된다. 상기 분리 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 다른 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들과 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리된다.

Description

필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법{Image sensor with improved fill factor and fabrication method thereof}
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 2-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 등가회로도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도들이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3a의 절단선 4a-4a' 및 도 3b의 절단선 4b-4b'를 따라 각각 취해진 단면도들이다.
도 5는 도 3a의 레이아웃과 마이크로 렌즈의 레이아웃을 함께 도시한 레이아웃도이다.
도 6은 도 5의 절단선 6-6'를 따라 취해진 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 등가회로도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도들이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 구비하는 프로세서 시스템을 나타낸 개략도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
단위 화소 : P_unit DIR : 절연소자분리영역
JIR : 접합소자분리영역
PA_u1, PA_u2, PA_u3, PA_u4 : 광전변환 활성영역 유니트들
C_RoA : 연결 독출 활성영역 I_RoA : 분리 독출 활성영역
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CMOS 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자이다. 최근 들어 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 게임기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서에 대한 수요가 증대하고 있다.
이러한 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device)와 CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor; CIS)로 구분될 수 있다. 이중 CMOS 이미지 센서는 단위 화소 내에 광신호를 수신하여 전기신호로 변환시키는 광전변환소자인 포토다이오드와 상기 변환된 전기신호를 증폭할 수 있는 독출소자인 모스트랜지스터를 구비하는 소자로, CCD에 비해 제조공정이 매우 단순하며 다른 여러 신호처리 소자와 더불어 하나의 칩으로 제조할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 이러한 CMOS 이미지 센서는 단위 화소마다 복수 개의 모스트랜지스터들을 필요로 한다. 따라서, 단위 화소 면적에 대한 광전변환소자 면적의 비인 필 팩터(fill factor)가 CCD에 비해 작은 단점이 있다. 더욱이, CMOS 이미지 센서의 해상도가 높아짐에 따라 단위 화소 면적은 감소되는 반면, 상기 모스트랜지스터들이 차지하는 면적의 감소는 한계가 있어, 필 팩터가 감소되는 문제가 있다. 이 경우, CMOS 이미지 센서의 감도(sensitivity) 및 포화 신호량이 떨어질 수 밖에 없다. 이를 해결하기 위해, 다수의 광전변환소자들이 독출소자를 공유하는 방식을 개발하기에 이르렀다.
그런데, 다수의 광전변환소자들이 독출소자를 공유할 경우, 상기 독출소자가 놓여지는 위치에 따라 상기 광전변환소자들의 피치가 일정하지 않을 수 있다. 예를 들어, 2개의 광전변환소자가 독출소자를 공유하는 2 셰어드 이미지 센서의 경우, 상기 2개의 광전변환소자들 및 상기 독출소자가 일방향으로 반복배열될 수 있다. 이 경우, 사이에 상기 독출소자가 없는 광전변환소자들의 피치와 상기 독출소자가 사이에 위치하는 광전변환소자들의 피치는 서로 다르다. 한편, 상기 광전변환소자들 상에 위치하는 마이크로 렌즈는 일정한 피치로 배열되는 것이 일반적이어서, 상기 광전변환소자들 중 일부의 중심은 상기 마이크로 렌즈의 포커스와 일치하지 않을 수 있다. 이는 센싱되는 화질의 저하를 초래할 수 있다.
또한, 다수의 광전변환소자들이 독출소자를 공유하는 방식의 경우에도 추가적인 필 팩터의 향상이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 센싱되는 화질의 저하를 유발하지 않으면서도 필 팩터가 효과적으로 증대된 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 센싱되는 화질의 저하를 유발하지 않으면서도 필 팩터가 효과적으로 증대된 이미지 센서의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면(aspect)은 이미지 센서를 제공한다. 상기 이미지 센서는 기판 내에 형성된 절연소자분리영역 (dielectric isolation region)에 의해 정의된 광전변환 활성영역, 연결 독출 활성영역 및 분리 독출 활성영역을 구비한다. 상기 광전변환 활성영역은 행렬 형태로 배열된 복수 개의 광전변환 활성영역 유니트들 및 행방향 및 열방향에 인접한 광전변환 활성영역 유니트들 사이에 위치하여 상기 인접한 광전변환 활성영역 유니트들을 전기적으로 분리하는 접합소자분리영역(junction isolation region)들을 구비한다. 상기 연결 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부로부터 연장되고 나머지 코너부들과는 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리된다. 상기 분리 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 다른 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들과 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리된다.
상기 광전변환 활성영역 유니트들의 열방향 피치는 일정하고, 행방향 피치도 일정할 수 있다.
상기 광전변환 활성영역 유니트는 포토다이오드 불순물 영역을 구비하고, 상기 접합소자분리영역은 상기 포토다이오드 불순물 영역과 반대 도전형을 갖는 필드 불순물 영역을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 필드 불순물 영역은 고에너지로 도우핑된 고에너지 필드 불순물 영역과 저에너지로 도우핑된 저에너지 필드 불순물 영역을 구비할 수 있다. 상기 필드 불순물 영역은 상기 독출 활성영역들 내로 연장되어 상기 독출 활성영역들 내에 웰을 형성할 수 있다.
상기 필드 불순물 영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트가 상기 절연소자분리영역에 접하는 영역으로 연장되어 채널 스톱 불순물 영역을 형성할 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 이미지 센서의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 기판 내에 절연소자분리영역을 형성하여 광전변환 활성영역, 연결 독출 활성영역 및 분리 독출 활성영역을 한정하는 것을 구비한다. 상기 광전변환 활성영역은 행렬 형태로 배열된 복수 개의 광전변환 활성영역 유니트들 및 행방향 및 열방향에 인접한 광전변환 활성영역 유니트들 사이에 위치하는 접합소자분리영역들을 구비한다. 상기 연결 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부로부터 연장되고 나머지 코너부들과는 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리된다. 상기 분리 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 다른 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들과 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리된다. 상기 접합소자분리영역의 기판 내에 필드 불순물 영역을 형성하여 상기 인접한 광전변환 활성영역 유니트들을 전기적으로 분리한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서는 액티브 픽셀 센서 어레이(Active Pixel Sensor array; 10, 이하, APS 어레이라 한다), 타이밍 발생기(timing generator; 20), 행 디코더(row decoder; 30), 행 드라이버(row driver; 40), 상관 이중 샘플러(Correlated Double Sampler, CDS; 50), 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, ADC; 60), 래치부(latch; 70) 및 열 디코더(column decoder; 80)를 포함한다.
상기 APS 어레이(10)는 행렬 형태로 배열되어 광학 영상을 전기 신호로 변환하는 복수 개의 단위 화소들을 포함한다. 상기 단위 화소는 입사된 광신호를 전기 신호로 변환시키는 광전변환소자(photoelectric conversion element)를 구비한다.
한편, 상기 타이밍 발생기(20)는 상기 행 디코더(30) 및 상기 열 디코더(80)에 타이밍(timing) 신호 및 제어 신호를 제공한다. 상기 디코더들(30, 80)은 상기 제공된 신호를 디코딩한다.
상기 행 드라이버(40)는 상기 행 디코더(30)에서 디코딩된 결과에 따라 상기 단위 화소들을 구동하기 위한 다수의 구동 신호 예를 들어, 화소 선택 신호(SEL), 리셋 신호(RX), 전송 신호(TX) 등을 APS 어레이(10)에 제공한다. 일반적으로 행렬 형태로 단위 화소들이 배열된 경우에는 행 별로 상기 구동 신호를 제공한다.
상기 APS 어레이(10)는 상기 다수의 구동 신호를 수신하여 구동되면서, 외부 의 광학 영상을 전기 신호로 변환시킨다. 상기 변환된 전기 신호는 출력 신호 라인을 통해서 상기 상관 이중 샘플러(50)에 제공된다.
상기 상관 이중 샘플러(50)는 상기 변환된 전기 신호를 수신하여 유지(hold) 및 샘플링한다. 즉, 특정한 기준 전압 레벨(잡음 레벨(noise level))과 상기 변환된 전기 신호에 의한 전압 레벨(신호 레벨)을 이중으로 샘플링하여, 잡음 레벨과 신호 레벨의 차이에 해당하는 차이 레벨을 출력한다.
상기 아날로그 디지털 컨버터(60)는 상기 차이 레벨에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 상기 래치부(70)는 상기 디지털 신호를 래치(latch)하고, 래치된 신호는 상기 열 디코더(80)에서 디코딩되어 순차적으로 영상 신호 처리부(미도시)로 출력된다.
이하, 단위 화소가 2개의 광전변환소자 및 독출소자를 구비하는 2-셰어드 이미지 센서와 단위 화소가 4개의 광전변환소자 및 독출소자를 구비하는 4-셰어드 이미지 센서를 예로 들어 설명한다. 상기 2-셰어드 이미지 센서의 경우, 2개의 광전변환소자가 독출소자를 공유하며, 상기 4-셰어드 이미지 센서의 경우, 4개의 광전변환소자가 독출소자를 공유한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 2-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 등가회로도이다.
도 2를 참조하면, 단위 화소들(P_unit)이 행렬 형태로 배열된다. 즉, 상기 단위 화소들(P_unit)은 행방향 및 열방향으로 서로 인접하여 배열된다. 상기 각 단위 화소(P_unit)는 2개의 광전변환소자들(11) 즉, 제1 광전변환소자(11a), 제2 광전변환소자(11b) 및 독출소자(15, 17, 18, 19)를 구비한다.
상기 광전변환소자들(11a, 11b)은 입사광을 흡수하여 입사광의 광량에 대응하는 전하를 발생시키는 소자로서, 도면에는 포토다이오드로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 포토트랜지스터, 포토게이트, 핀드 포토다이오드 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 제1 및 제2 광전변환소자들(11a, 11b)은 열방향으로 인접하여 배열될 수 있고, 상기 APS 어레이 전체에서 상기 광전변환소자들(11a, 11b)은 행렬 형태로 배열될 수 있다.
상기 독출소자(15, 17, 18, 19)는 상기 광전변환소자들(11a, 11b)에 공유되어, 상기 광전변환소자들(11a, 11b)에서 변환된 전기신호 즉, 상기 전하를 순차적으로 독출하는 소자로서, 도 2에 도시된 바와 같이 전송 소자(transfer element; 15), 선택 소자(select element; 19), 드라이브 소자(drive element; 17) 및 리셋 소자(reset element; 18)를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 광전변환소자들(11a, 11b)은 각각 제1 및 제2 전송 소자들(15a, 15b)의 소오스들에 접속한다. 상기 전송 소자들(15a, 15b)의 드레인들은 플로팅 노드인 플로팅 확산영역(floating diffusion region; FD)을 공유한다. 상기 플로팅 노드(FD)에 상기 리셋소자(18), 상기 선택소자(19) 및 상기 드라이브 소자(17)가 직렬 연결된다. 또한, 상기 플로팅 노드(FD)는 상기 드라이브 소자(17)의 게이트에 접속한다. 상기 리셋 소자(17)와 상기 선택 소자(19) 사이의 노드에 전원(Vdd)이 접속된다.
이러한 단위 화소(P_unit)는 다음과 같이 구동된다. 설명의 편의를 위해, i행ㅧj열에 위치한 단위 화소(P_unit(i,j))를 예로 들어 설명한다. 먼저, 리셋 소자(18)의 게이트에 리셋 신호(RX(i))가 인가되면, 상기 리셋 소자(18)는 턴 온(turn on)된다. 그 결과, 상기 플로팅 노드(FD)의 포텐셜은 전원전압으로 리셋된다. 그 후, 상기 리셋 소자(18)를 턴 오프(turn off)시킨다. 이어서, 상기 광전변환소자들(11a, 11b)에 광이 입사하고, 상기 입사된 광의 량에 비례하여 전자-홀 쌍(Electron-Hole Pair; EHP) 즉, 전하가 생성된다. 상기 생성된 신호전하는 상기 전송 소자들(15a, 15b)의 게이트 장벽에 의해 상기 광전변환소자들(11a, 11b)에 구속된다. 이어서, 상기 전송 소자들(15a, 15b) 중 하나 예를 들어, 상기 제1 전송 소자(15a)의 게이트에 전송 신호(TX(i)a)를 인가하면, 상기 제1 전송 소자(15a)는 턴 온(on)된다. 그 결과, 상기 제1 광전변환소자(11a)에 구속되어 있던 신호전하는 플로팅 노드(FD)로 전송되어 플로팅 노드(FD)의 포텐셜을 변화시킨다. 이와 동시에, 상기 드라이브 소자(17)의 게이트 바이어스가 변하고, 이에 따라 상기 드라이브 소자(17)의 전류 구동능력(current drivability)이 결정된다. 이 때, 상기 선택 소자(19)의 게이트에 선택 신호(SEL(i))가 인가되어 상기 선택 소자(19)는 턴 온된다. 그 결과, 상기 드라이브 소자(17)에 상기 플로팅 노드(FD)의 포텐셜에 상응하는 전류가 흐르고, 이 전류는 출력전압(Vout(j))으로 출력된다.
그 후, 상기 리셋 소자(18)의 게이트에 리셋 신호(RX(i))가 다시 인가되어 상기 플로팅 노드(FD)의 포텐셜을 전원전압으로 리셋시키고, 상기 리셋 소자(18)를 턴 오프(turn off)시킨다. 이어서, 상기 전송 소자들(15a, 15b) 중 나머지 하나 즉, 상기 제2 전송 소자(15b)의 게이트에 전송 신호(TX(i)b)를 인가하면, 상기 제2 전송 소자(15b)는 턴 온(on)된다. 그 결과, 상기 제2 광전변환소자(11b)에 구속되어 있던 신호전하는 플로팅 노드(FD)로 전송되어 플로팅 노드(13)의 포텐셜을 변화시킨다. 이와 동시에, 상기 드라이브 소자(17)의 게이트 바이어스가 변하고, 이 때 상기 선택 소자(19)의 게이트에 선택 신호(SEL(i))가 다시 인가되어 상기 선택 소자(19)는 턴 온된다. 그 결과, 상기 드라이브 소자(17)에 상기 플로팅 노드(FD)의 포텐셜에 상응하는 전류가 흐르고, 이 전류는 출력전압(Vout(j))으로 출력된다.
상술한 동작은 i 행에 위치한 단위 화소들(P_unit(i, j), P_unit(i, j+1), P_unit(i, j+2), P_unit(i, j+3))에서 동시에 이루어지며, 그 후 i+1 행에 위치한 단위 화소들(P_unit(i+1, j), P_unit(i+1, j+1), P_unit(i+1, j+2), P_unit(i+1, j+3))에 대해서 동일한 방식으로 독출이 행해진다.
이와 같이, 단위 화소가 2 이상의 광전변환소자들을 구비하고 상기 광전변환소자들로부터 신호를 출력하기 위한 독출소자가 공유됨으로써, 단위 화소 면적을 줄여 고집적화가 가능함과 동시에 필 펙터(fill factor)를 증가시킬 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도들이다.
도 3a를 참조하면, 기판 내에 형성된 절연소자분리영역(dielectric isolation region; DIR)에 의해 광전변환 활성영역, 연결 독출 활성영역(C_RoA) 및 분리 독출 활성영역(I_RoA)이 정의된다.
상기 광전변환 활성영역은 복수 개의 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 및 접합소자분리영역(junction isolation region; JIR)들을 구비한다. 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)은 행렬 형태로 배열되고, 상기 접합소자분리영역(JIR)은 행방향 및 열방향에 인접한 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 사이에 위치하여 상기 인접한 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)을 전기적으로 분리한다. 다시 말해서, 상기 행방향 및 열방향에 인접한 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)은 서로 활성영역으로 연결되되, 상기 활성영역 내에 형성된 상기 접합소자분리영역(JIR)에 의해 서로 전기적으로 분리된다.
상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 열방향 피치는 일정하고, 행방향 피치도 일정할 수 있다. 다시 말해서, 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 중심(Pc) 간의 열방향 간격(P1)이 일정하고, 행방향 간격(P2)도 일정할 수 있다. 이 때, 상기 중심(Pc)은 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 열방향 간격의 중심을 지나는 피치선과 행방향 간격의 중심을 지나는 피치선이 교차하여 만들어진 사각형의 대각선이 교차하는 지점으로 정의한다.
나아가, 상기 열방향으로 인접한 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 사이에 위치한 접합소자분리영역의 폭(Wc)과 행방향으로 인접한 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 사이에 위치한 접합소자분리영역의 폭(Wl)은 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 연결 독출 활성영역(C_RoA)은 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 코너부들로 둘러싸인 일 영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부로부터 연장된다. 또한, 상기 연결 독출 활성영역(C_RoA)은 나머지 코너부들과는 상기 절연소자분리영역(DIR)에 의해 전기적으로 분리된다.
또한, 상기 분리 독출 활성영역(I_RoA)은 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 코너부들로 둘러싸인 다른 영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들과 상기 절연소자분리영역(DIR)에 의해 전기적으로 분리된다.
한편, 단위 화소(P_unit)는 상기 열방향으로 인접하는 제1 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1)와 제2 광전변환 활성영역 유니트(PA_u2), 상기 연결 독출 활성영역(C_RoA) 및 상기 분리 독출 활성영역(I_RoA)을 구비한다.
구체적으로, 상기 연결 독출 활성영역(C_RoA)은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하고, 상기 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장되어 서로 만난 영역일 수 있다. 이러한 연결 독출 활성영역(C_RoA)은 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 각각에 인접하는 제1 및 제2 전송 활성영역들(TA1, TA2)과 상기 전송 활성영역들(TA1, TA2) 사이에 위치하는 플로팅 확산 활성영역(FDA)을 구비할 수 있다. 나아가, 상기 연결 독출 활성영역(C_RoA)은 상기 플로팅 확산 활성영역(FDA)으로부터 연장된 리셋 활성영역(RA)을 더 구비할 수 있다.
상기 분리 독출 활성영역(I_RoA)은 상기 제1 또는 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 다른 코너부들 예를 들어, 상기 제2 광전변환 활성영역 유 니트(PA_u2)와 다른 단위 화소에 구비된 제1 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1)의 마주보는 코너부들 사이에 위치할 수 있다. 또한, 상기 분리 독출 활성영역(I_RoA)은 그의 장축방향이 상기 열방향으로 배치되고, 상기 열방향으로 인접한 선택 활성영역 및 드라이브 활성영역을 구비할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA) 상에 제1 전송 소자(도 2의 11a)의 게이트 전극 즉, 제1 전송 게이트 전극(TG1), 제2 전송 소자(도 2의 11b)의 게이트 전극 즉, 제 2 전송 게이트 전극(TG2), 리셋 소자(도 2의 18)의 게이트 전극 즉, 리셋 게이트 전극(RG), 선택 소자(도 2의 19)의 게이트 전극 즉, 선택 게이트 전극(SG) 및 드라이브 소자(도 2의 17) 게이트 전극 즉, 드라이브 게이트 전극(SFG)이 배치된다.
상기 제 1 및 제2 전송 게이트 전극들(TG1, TG2)은 상기 제1 및 제2 전송 활성영역들(TA1, TA2) 상부를 각각 가로지르도록 배치된다. 그 결과, 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)에 인접하도록 배치되고, 상기 제 1 및 제2 전송 게이트 전극들(TG1, TG2) 사이에 상기 플로팅 확산 활성영역(FDA)이 노출된다. 상기 리셋 게이트 전극(RG)은 상기 리셋 활성영역(RA) 상부를 가로지르되, 상기 플로팅 확산 활성영역(FDA)에 인접하도록 배치된다. 또한, 상기 선택 게이트 전극(SG) 및 상기 드라이브 게이트 전극(SFG)은 상기 분리 독출 활성영역(I_RoA) 상부 즉, 상기 선택 활성영역(SA) 및 상기 드라이브 활성영역(SFA) 상부를 각각 가로지른다.
상기 독출 활성영역들은 상기 게이트 전극들(TG1, TG2, RG, SG, SFG) 하부에 상기 게이트 전극들(TG1, TG2, RG, SG, SFG)에 의해 정의되는 채널 영역들을 구비한다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 전송 활성영역들(TA1, TA2)은 제1 및 제2 전송 채널영역들을 각각 구비하고, 상기 리셋 활성영역(RA)은 리셋 채널영역을 구비하고, 상기 선택 활성영역(SA)은 선택 채널영역을 구비하며, 상기 드라이브 활성영역(SFA)은 드라이브 채널영역을 구비한다.
이 때, 상기 채널영역들의 양측 즉, 상기 채널폭 방향 양측에는 상기 절연소자분리영역(DIR)이 위치한다. 특히, 상기 제1 및 제2 전송 활성영역들(TA1, TA2)에 구비된 상기 제1 및 제2 전송 채널영역들 사이에는 접합소자분리영역이 위치하여, 상기 전송 채널영역들을 서로 전기적으로 분리시킨다.
상기 게이트 전극들(TG1, TG2, RG, SG, SFG) 상에 배선들(미도시)이 배치된다. 상기 배선들 중 하나는 상기 리셋 게이트 전극(RG)에 인접하는 리셋 활성영역(RA) 중 상기 플로팅 확산 활성영역(FDA)의 반대편에 위치하는 활성영역과 상기 선택 게이트 전극(SG)에 인접하되 상기 드라이브 게이트 전극(SFG)의 반대위치에 노출된 상기 분리 독출 활성영역(I_RoA)을 전기적으로 연결하며, 이 배선에는 전원(도 2의 Vdd)이 접속한다. 또한, 상기 배선들 중 다른 하나는 상기 플로팅 확산 활성영역(FDA)과 상기 드라이브 게이트 전극(SFG)을 전기적으로 연결한다. 상기 배선들 중 또 다른 하나 즉, 출력배선(도 2의 Vout)은 상기 드라이브 게이트 전극(SFG)에 인접하되 상기 선택 게이트 전극(SG)의 반대위치에 노출된 상기 분리 독출 활성영역(I_RoA)에 접속한다.
상술한 바와 같이, 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 사이에 접합 소자분리영역(JIR)을 배치하여 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)을 전기적으로 분리함으로써, 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 사이에 절연소자분리영역(DIR)을 배치하여 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)을 전기적으로 분리하는 경우에 비해 소자분리영역의 폭을 줄일 수 있다. 구체적으로, 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 사이에 절연소자분리영역을 배치하여 전기적으로 분리하는 경우, 상기 절연소자분리영역과 상기 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1, PA_u2) 사이의 계면에 존재하는 결정 결함은 암전류를 유발할 수 있는데, 이러한 암전류를 줄이기 위해 상기 절연소자분리영역을 감싸는 체널 스톱 불순물 영역을 형성할 수 밖에 없다. 이러한 채널 스톱 불순물 영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트의 유효 면적을 줄여, 유효 필 팩터의 감소를 초래한다. 나아가, 상기 광전변환 활성영역 유니트에 포토다이오드가 형성되는 경우, 상기 채널 스톱 불순물 영역은 상기 포토다이오드의 공핍영역을 축소시켜 포화전류의 감소를 초래할 수 있다. 그러나, 상기 접합소자분리영역(JIR)의 경우 상기 접합소자분리영역(JIR)과 상기 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1, PA_u2) 사이의 계면에 결정 결함이 존재할 위험이 전혀 없어 암전류 발생이 효과적으로 감소될 수 있다. 또한 상기 접합소자분리영역(JIR)을 감싸는 채널 스톱 불순물 영역을 필요로 하지 않으므로 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1, PA_u2)의 유효 면적은 상기 절연소자분리영역을 적용하는 경우에 비해 증가될 수 있다. 결과적으로, 유효 필 팩터를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA)과 상기 광전변환 활성영역 유니 트들(PA_u1, PA_u2) 사이에는 절연소자분리영역을 형성함으로써, 상기 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA)에 형성되는 독출소자의 특성을 저하시키지 않을 수 있다. 나아가, 상기 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA)에 구비되는 모든 채널영역들의 양측에 상기 절연소자분리영역이 위치시킴으로써, 상기 독출소자의 특성을 저하시키지 않을 수 있다.이에 더하여, 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)을 행렬 형태로 배열하고, 상기 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA)을 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)로 둘러싸인 코너부들에 각각 배치함으로써, 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)이 행방향 및 열방향으로 서로 인접하도록 배치할 수 있다. 따라서, 서로 인접한 모든 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 사이에 상기 접합소자분리영역(JIR)을 배치시킬 수 있다. 다시 말해서, 상기 접합소자분리영역(JIR)을 상기 각 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1, PA_u2)의 상하좌우에 배치시킬 수 있다. 그 결과, 상기 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1, PA_u2)가 일방향으로만 인접하여 상기 접합소자분리영역(JIR)을 상기 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1, PA_u2)의 상하 또는 좌우에만 위치시키는 경우에 비해 유효 필 팩터를 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3a의 절단선 4a-4a' 및 도 3b의 절단선 4b-4b'를 따라 각각 취해진 단면도들이다. 이하, 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, APS 어레이를 형성하는 방법을 개략적으로 설명한다.
도 3a 및 도 4a를 참조하면, 기판을 제공한다. 상기 기판은 베이스 기판 (101)과 상기 베이스 기판(101) 상에 형성된 에피층(102)을 구비하는 에피텍셜 기판일 수 있다. 상기 에피층(102)은 제1 도전형을 가질 수 있다. 이 때, 상기 제1 도전형은 P형일 수 있다. 상기 에피층(102) 내에 게더링층(미도시)을 형성할 수 있다. 상기 게더링층은 에피텍셜 기판 제조과정에서 혼입될 수 있는 철, 구리, 니켈과 같은 금속 불순물을 게더링하는 역할을 한다. 따라서, 상기 금속 불순물이 암전류(dark current), 백점 결함(white defects) 등을 유발시키는 것을 막을 수 있다. 구체적으로, 상기 게더링층은 4족 원소 예를 들어, 탄소(C), 게르마늄(Ge)또는 이들의 조합을 기판 내에 도우핑하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 에피층(102) 내에 베리어영역(103)을 더 형성할 수 있다. 상기 베리어영역(103)은 상기 기판에서 발생할 수 있는 암전류를 차단하는 역할을 하는 영역으로 APS 어레이 영역 내에 한정적으로 형성된다. 구체적으로, 상기 베리어영역(103)은 P형 불순물을 1E11 내지 1E14 ions/cm2의 도우즈 조건에서 1MeV 이상의 에너지로 도우핑하여 형성할 수 있다.
이어서, 상기 기판 자세하게는, 상기 에피층(102) 내에 절연소자분리영역(DIR)을 형성하여 활성영역들 즉, 광전변환 활성영역, 연결 독출 활성영역(C_RoA) 및 분리 독출 활성영역(I_RoA)을 한정한다. 상술한 바와 같이, 상기 광전변환 활성영역은 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)과 접합소자분리영역(JIR)을 구비한다. 상기 제1 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1)는 홀수 행(또는 짝수 행)에 위치하고, 상기 제2 광전변환 활성영역 유니트(PA_u2)는 짝수 행(또는 홀수 행)에 위치할 수 있고, 상기 접합소자분리영역(JIR)은 열방향 및 행방향으로 서로 인접하는 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 사이에 위치하여 상기 인접한 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)을 전기적으로 분리시킨다.
상기 절연소자분리영역(DIR)은 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)법 또는 STI(Shallow Trench Isolation)법을 사용한 소자분리영역일 수 있으나, 바람직하게는 STI법을 사용한 소자분리영역이다.
이어서, 상기 기판 상에 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)을 차폐시키는 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다. 이 때, 상기 포토레지스트 패턴(PR)은 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)이 상기 절연소자분리영역(DIR)과 접하는 일부 영역(s)을 노출시키도록 형성될 수 있다.
그 후, 상기 포토레지스트 패턴(PR)을 마스크로 하여 상기 연결 독출 활성영역(C_RoA), 상기 분리 독출 활성영역(I_RoA), 상기 접합소자분리영역(JIR) 및 상기 절연소자분리영역(DIR) 내에 제1 필드 불순물을 도우핑한다. 그 결과, 상기 접합소자분리영역(JIR)의 기판 내에 제1 필드 불순물 영역(104)이 형성되고, 상기 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA) 및 상기 절연소자분리영역(DIR)의 기판 내에 웰(106)이 형성된다. 상기 필드 불순물 영역(104)과 상기 웰(106)은 상기 접합소자분리영역(JIR)과 상기 절연소자분리영역(DIR)이 만나는 곳에서 서로 연결될 수 있다. 나아가, 상기 포토레지스트 패턴(PR)이 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)이 상기 절연소자분리영역(DIR)과 접하는 일부 영역(s)을 노출하도록 형성된 경우, 상기 웰(106) 또는 상기 제1 필드 불순물 영역(104)은 연장되어 상기 절연소 자분리영역(DIR)과 접하는 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 일부 영역(s)의 기판 내에 채널 스톱 불순물 영역(108)을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)과 절연소자분리영역(DIR) 사이의 계면에 존재할 수 있는 결정 결합으로 인한 암전류를 줄일 수 있다. 상기 제1 필드 불순물을 도우핑하는 것은 P형 불순물을 1E11 내지 1E14 ions/cm2의 도우즈 조건 및 100 내지 1MeV의 에너지 조건에서 도우핑하는 것일 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 필드 불순물 영역(104)을 상기 웰(106)과 같은 단계에서 동시에 형성함으로써, 추가적인 포토공정을 필요로 하지 않아 공정단가를 줄일 수 있다. 나아가, 상기 채널 스톱 불순물 영역(108)도 함께 형성할 수 있어 공정단가는 더욱 줄어들 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 상기 제1 필드 불순물 영역(104)과 상기 웰(106)은 서로 다른 단계에서 형성할 수도 있다.그 후, 상기 포토레지스트 패턴(PR)을 제거한다.
도 3b 및 도 4b를 참조하면, 상기 접합소자분리영역(JIR)을 노출시키는 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 접합소자분리영역(JIR)에 제2 필드 불순물을 도우핑하여 제2 필드 불순물 영역(105)을 형성한다. 상기 제2 필드 불순물을 도우핑하는 것은 상기 제1 필드 불순물을 도우핑하는 경우에 비해 낮은 에너지 조건에서 수행한다. 따라서, 상기 제1 필드 불순물 영역(104)은 고에너지 필드 불순물 영역(104)이 되고, 상기 제2 필드 불순물 영역(105)은 저에너지 필드 불순물 영역(105)이 된다. 구체적으로, 상기 제2 필드 불순물을 도우핑하는 것은 P형 불순물을 1E11 내지 1E14 ions/cm2의 도우즈 조건 및 10 내지 100eV의 에너지 조건에서 도우핑하는 것일 수 있다.
그 후, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하고, 상기 기판 상에 게이트 절연막(134)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(134) 상에 게이트 도전막을 형성한다. 게이트 절연막(134)은 SiO2, SiON, SiNx, GexOyNz, GexSiyOz 또는 고유전율막으로 형성할 수 있다. 상기 고유전율막은 HfO2, ZrO2, Al2O3, Ta2O5, 하프늄 실리케이트, 지르코늄 실리케이트 또는 이들의 조합막 등을 원자층 증착법을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 게이트 절연막(134)은 5 내지 100Å의 두께를 갖도록 형성할 수 있다. 한편, 상기 게이트 도전막은 도우프트 폴리실리콘, 금속막, 금속질화물막, 내화성 금속막(refractory metal), 내화성 금속 실리사이드막 또는 이들의 조합막일 수 있다. 구체적으로, 상기 금속은 W 또는 Al일 수 있으며, 상기 금속질화물은 TiN일 수 있으며, 상기 내화성 금속은 Co, Ni, Ti, Hf 또는 Pt일 수 있다.
상기 게이트 도전막 및 상기 게이트 절연막(134)을 패터닝하여 상기 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA) 상에 제1 전송 게이트 전극(TG1), 제 2 전송 게이트 전극(TG2), 리셋 게이트 전극(RG), 선택 게이트 전극(SG) 및 드라이브 게이트 전극(SFG)을 형성한다. 구체적으로, 상기 제 1 및 제2 전송 게이트 전극들(TG1, TG2)은 상기 제1 및 제2 전송 활성영역(TA1, TA2) 상부를 각각 가로지르도록 배치된다. 그 결과, 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)에 인접하도록 배치되고, 상기 제 1 및 제2 전송 게이트 전극들(TG1, TG2) 사이에 상기 플로팅 확산 활성영역(FDA)이 노출된다. 상기 리셋 게이트 전극(RG)은 상기 리셋 활성영역(RA) 상부를 가로지르되, 상기 플로팅 확산 활성영역(FDA)에 인접하도록 배치된다. 또한, 상기 선택 게이트 전극(SG) 및 상기 드라이브 게이트 전극(SFG)은 상기 분리 독출 활성영역(I_RoA) 상부 즉, 상기 선택 활성영역 및 상기 드라이브 활성영역 상부를 각각 가로지른다.
상기 게이트 전극들(TG1, TG2, RG, SG, SFG)을 형성하기 전에, 상기 제1 및 제2 전송 활성영역(TA1, TA2) 내에 P형 불순물을 도우핑하여 문턱 전압 조절 불순물 영역(112)을 형성할 수 있다. 상기 문턱 전압 조절 불순물 영역(112)은 전송 소자(도 2의 15a, 15b)의 오프 전류(off current)를 줄여 암전류를 발생을 억제할 수 있다.
이어서, 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)을 노출시키는 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 노출된 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)에 제 2 도전형 불순물 즉, n형 불순물을 고에너지로 도우핑하여 포토다이오드 불순물 영역(NPD)을 형성한다. 상기 포토다이오드 불순물 영역(NPD)을 형성하는 불순물 도우핑공정은 0 내지 15ㅀ의 경사각 조건에서 수행할 수 있다. 따라서, 상기 포토다이오드 불순물 영역(NPD)는 상기 전송 게이트 전극(TG1, TG2)과 일부 오버랩되도록 형성될 수 있다. 상기 포토다이오드 불순물 영역(NPD)의 불순물 농도는 1E15 내지 1E18 atoms/cm3일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
계속해서, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 P형 불순물을 저에너지로 도우핑하여 피닝층(PPD)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 제거한다. 상기 피닝층(PPD)은 상기 포토다이오드 불순물 영역(NPD) 내에 형성된다. 상기 피닝층(PPD)의 불순물 농도는 1E17 내지 1E20 atoms/cm3일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이로써, 상기 포토다이오드 불순물 영역(NPD) 및 상기 피닝층(PPD)을 구비하는 광전변환소자(도 2의 11a, 11b)를 형성할 수 있다.
이어서, 상기 기판 상에 스페이서 절연막을 적층한다. 상기 스페이서 절연막을 이방성 식각(anisotropic etch)하여 상기 게이트 전극들(TG1, TG2, RG, SG, SFG) 측면에 스페이서(138)를 형성한다.
상기 스페이서(138)가 형성된 기판 상에 플로팅 확산 활성영역(FDA)을 비롯한 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA)을 노출시키는 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 게이트 전극들(TG1, TG2, RG, SG, SFG)을 마스크로 하여 상기 노출된 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA)의 기판 내에 n형 불순물을 도우핑한다. 그 결과, 상기 플로팅 확산 활성영역(FDA)의 기판 내에 플로팅 확산영역(FD)이 형성되고, 다른 독출 활성영역들(C_RoA, I_RoA)의 기판 내에 소오스/드레인 영역들(116)이 형성된다. 상기 플로팅 확산 영역(FD) 내의 불순물 농도는 1E17 내지 1E20 atoms/cm3일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 5는 도 3a의 레이아웃과 마이크로 렌즈의 레이아웃을 함께 도시한 레이아 웃도이고, 도 6은 도 5의 절단선 6-6'를 따라 취해진 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도 4b에 도시된 게이트 전극들(TG1, TG2, RG, SG, SFG)이 형성된 기판 상에 배선들(145, 155)을 형성한다. 상기 배선들은 각 소자를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 상기 배선들(145, 155) 상에 차광층 패턴(160)을 형성한다. 상기 차광층 패턴(160)은 배선의 역할을 겸하도록 형성할 수도 있다. 상기 배선들(145, 155) 사이에는 플러그들(140, 150)이 위치하여, 상기 배선들(145, 155)을 전기적으로 연결한다. 상기 배선들(145, 155), 상기 플러그들(140, 150) 및 차광층 패턴(160)은 하나의 층간절연막(170) 내에 형성된 것으로 개략화하여 도시하였으나, 당업자에게 널리 알려진 다양한 방법에 의하여 각 배선층(145, 155, 160) 사이마다 적절한 층간 절연막이 적용될 수 있다.
상기 층간 절연막(170) 상에 하부 평탄화층(180)을 형성하고, 상기 하부 평탄화층(180) 상에 각 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)에 대응하는 컬러 필터(190)를 형성한다. 상기 컬러 필터(190) 상에 상부 평탄화층(195)을 형성한 후, 상기 상부 평탄화층(195) 상에 각 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)에 각각 대응하는 마이크로 렌즈들(200)을 형성한다.
이러한 마이크로 렌즈들(200)을 형성함에 있어서, 상기 마이크로 렌즈(200)들 간 피치 구체적으로, 열방향 피치 및 행방향 피치는 각각 일정하게 형성하는 것이 일반적이다. 따라서, 상술한 바와 같이 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 열방향 피치와 행방향 피치를 각각 일정하게 형성한 경우, 상기 마이크로 렌즈(200)의 포커스(F_200)와 상기 각 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1, PA_u2)의 중심(PC)은 APS 어레이 전체에 걸쳐 실질적으로 합치(coherent)될 수 있다. 따라서, 센싱되는 화질을 향상시킬 수 있다. 실질적으로 합치란, 완전 동일한 경우뿐만 아니라 원하는 명세(specification) 범위내에서 허용되는 마진 정도의 차이를 가지는 경우도 포함하는 것을 의미한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다. 본 실시예에 있어서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 실시예와 비슷한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 전송 활성영역(TA1, TA2)에 구비된 전송 채널영역의 일측에는 절연소자분리영역(DIR)이 위치하고, 상기 전송 채널영역의 나머지 일측에는 접합소자분리영역(JIR)이 위치한다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 전송활성영역들(TA1, TA2)은 제1 및 제2 전송 채널영역들을 각각 구비하고, 상기 제1 및 제2 전송 채널영역들 사이에는 접합소자분리영역(JIR)이 위치하여, 상기 전송 채널영역들을 서로 전기적으로 분리시킨다. 또한, 나머지 채널영역들의 양측에는 상기 절연소자분리영역(DIR)이 위치한다.
상기 전송활성영역(TA1, TA2)에 형성되는 전송소자의 경우, 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1, PA_u2) 내에 형성된 광전변환소자(도 2의 11a, 11b)에 구속되어 있던 신호전하를 플로팅 확산 활성영역(FDA) 내에 형성된 플로팅 확산영역(FD)으로 전송하는 역할을 하는 소자이어서, 상기 전송소자의 채널영역에 인접하여 상기 접 합소자분리영역(JIR)이 형성되는 경우에도 소자특성이 저하되는 것은 아니다. 오히려, 접합소자분리영역(JIR)과 상기 전송활성영역(TA1, TA2) 사이의 계면에서 결정결함이 존재하지 않아, 이로 인한 오프 전류(off current)가 생성되지 않아 암전류 발생을 억제할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다. 본 실시예에 있어서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 실시예와 비슷한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 APS 어레이는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 APS 어레이와는 달리, 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장된 제1 및 제2 연결 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2)을 구비한다. 상기 제1 및 제2 연결 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2) 사이에는 절연소자분리영역(DIR)이 위치하여 상기 제1 및 제2 연결 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2)을 서로 전기적으로 분리한다.
상기 제1 연결 독출 활성영역(C_RoA1)은 상기 제1 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1)에 인접하는 제1 전송 활성영역(TA1), 상기 전송 활성영역(TA1)으로부터 연장된 제1 플로팅 확산 활성영역(FDA1) 및 상기 제1 플로팅 확산 활성영역(FDA1)으로부터 연장된 제1 리셋 활성영역(RA1)을 구비할 수 있고, 상기 제2 연결 독출 활성영역(C_RoA2)은 상기 제2 광전변환 활성영역 유니트(PA_u2)에 인접하는 제2 전송 활성영역(TA2), 상기 전송 활성영역(TA2)으로부터 연장된 제2 플로팅 확산 활성영역(FDA2) 및 상기 제2 플로팅 확산 활성영역(FDA2)으로부터 연장된 제2 리셋 활성영역(RA2)을 구비할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 등가회로도이다.
도 9를 참조하면, 단위 화소들(P_unit)이 행렬 형태로 배열된다. 즉, 상기 단위 화소들(P_unit)은 행방향 및 열방향으로 서로 인접하여 배열된다. 상기 각 단위 화소(P_unit)는 네 개의 광전변환소자들(11) 즉, 제1 내지 제4 광전변환소자들(11a, 11b, 11c, 11d) 및 독출소자(15, 17, 18, 19)를 구비한다.
상기 광전변환소자들(11a, 11b, 11c, 11d)은 입사광을 흡수하여 입사광의 광량에 대응하는 전하를 발생시키는 소자로서, 도면에는 포토다이오드로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 포토트랜지스터, 포토게이트, 핀드 포토다이오드 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 제1 및 제2 광전변환소자들(11a, 11b, 11c, 11d)은 열방향으로 인접하여 배열될 수 있고, 상기 APS 어레이 전체에서 상기 광전변환소자들(11a, 11b, 11c, 11d)은 행렬 형태로 배열될 수 있다.
상기 독출소자(15, 17, 18, 19)는 상기 광전변환소자들(11a, 11b, 11c, 11d)에 공유되어, 상기 광전변환소자들(11a, 11b, 11c, 11d)에서 변환된 전기신호 즉, 상기 전하를 순차적으로 독출하는 소자로서, 도 8에 도시된 바와 같이 전송 소자(transfer element; 15), 선택 소자(select element; 19), 드라이브 소자(drive element; 17) 및 리셋 소자(reset element; 18)를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 광전변환소자들(11a, 11b, 11c, 11d)은 각각 제1 내지 제4 전송 소자들(15a, 15b, 15c, 15d)의 소오스들에 접속한다. 상기 전송 소자들(15a, 15b, 15c, 15d)의 드레인들은 플로팅 노드인 플로팅 확산영역(floating diffusion region; FD)을 공유한다. 상기 플로팅 노드(FD)에 상기 리셋소자(18), 상기 선택소자(19) 및 상기 드라이브 소자(17)가 직렬 연결된다. 또한, 상기 플로팅 노드(FD)는 상기 드라이브 소자(17)의 게이트에 접속한다. 상기 리셋 소자(17)와 상기 선택 소자(19) 사이의 노드에 전원(Vdd)이 접속된다.
이러한 단위 화소(P_unit)는 다음과 같이 구동된다. 설명의 편의를 위해, i행ㅧj열에 위치한 단위 화소(P_unit(i,j))를 예로 들어 설명한다. 먼저, 리셋 소자(18)의 게이트에 리셋 신호(RX(i))가 인가되면, 상기 리셋 소자(18)는 턴 온(turn on)된다. 그 결과, 상기 플로팅 노드(FD)의 포텐셜은 전원전압으로 리셋된다. 그 후, 상기 리셋 소자(18)를 턴 오프(turn off)시킨다. 이어서, 상기 광전변환소자들(11a, 11b, 11c, 11d)에 광이 입사하고, 상기 입사된 광의 량에 비례하여 전자-홀 쌍(Electron-Hole Pair; EHP) 즉, 전하가 생성되어 축적된다. 상기 생성된 신호전하는 상기 전송 소자들(15a, 15b, 15c, 15d)의 게이트 장벽에 의해 상기 광전변환소자들(11a, 11b, 11c, 11d)에 구속된다. 이어서, 상기 전송 소자들(15a, 15b, 15c, 15d) 중 하나 예를 들어, 상기 제1 전송 소자(15a)의 게이트에 전송 신호(TX(i)a)를 인가하면, 상기 제1 전송 소자(15a)는 턴 온(on)된다. 그 결과, 상기 제1 광전변환소자(11a)에 구속되어 있던 신호전하는 플로팅 노드(FD)로 전송되어 플로팅 노드(FD)의 포텐셜을 변화시킨다. 이와 동시에, 상기 드라이브 소자(17)의 게이트 바이어스가 변하고, 이에 따라 상기 드라이브 소자(17)의 전류 구동능력(current drivability)이 결정된다. 이 때, 상기 선택 소자(19)의 게이트에 선택 신호(SEL(i))가 인가되어 상기 선택 소자(19)는 턴 온된다. 그 결과, 상기 드라이브 소자(17)에 상기 플로팅 노드(FD)의 포텐셜에 상응하는 전류가 흐르고, 이 전류는 출력전압(Vout(j))으로 출력된다.
그 후, 상기 리셋 소자(18)의 게이트에 리셋 신호(RX(i))가 다시 인가되어 상기 플로팅 노드(FD)의 포텐셜을 전원전압으로 리셋시키고, 상기 리셋 소자(18)를 턴 오프(turn off)시킨다. 이어서, 상기 전송 소자들(15a, 15b, 15c, 15d) 중 다른 하나 즉, 상기 제2 전송 소자(15b)의 게이트에 전송 신호(TX(i)b)를 인가하면, 상기 제2 전송 소자(15b)는 턴 온(on)된다. 그 결과, 상기 제2 광전변환소자(11b)에 구속되어 있던 신호전하는 플로팅 노드(FD)로 전송되어 플로팅 노드(FD)의 포텐셜을 변화시킨다. 이와 동시에, 상기 드라이브 소자(17)의 게이트 바이어스가 변하고, 이 때 상기 선택 소자(19)의 게이트에 선택 신호(SEL(i))가 다시 인가되어 상기 선택 소자(19)는 턴 온된다. 그 결과, 상기 드라이브 소자(17)에 상기 플로팅 노드(FD)의 포텐셜에 상응하는 전류가 흐르고, 이 전류는 출력전압(Vout(j))으로 출력된다. 그 후, 이와 같은 과정을 반복하여 상기 제3 및 제4 광전변환소자(11c, 11d)에 구속되어 있던 신호전하에 상응하는 전류를 출력전압(Vout(j))으로 출력시킨다.
상술한 동작은 i 행에 위치한 단위 화소들(P_unit(i, j), P_unit(i, j+1), P_unit(i, j+2), P_unit(i, j+3))에서 동시에 이루어지며, 그 후 i+1 행에 위치한 단위 화소들(P_unit(i+1, j), P_unit(i+1, j+1), P_unit(i+1, j+2), P_unit(i+1, j+3))에 대해서 동일한 방식으로 독출이 행해진다.
이와 같이, 단위 화소가 4개의 광전변환소자들을 구비하고 상기 4개의 광전변환소자들로부터 신호를 출력하기 위한 독출소자가 공유됨으로써, 도 2를 참조하여 설명한 2개의 광전변환소자들을 하나의 단위 화소에 구비하는 APS 어레이에 비해 단위 화소 면적을 더 줄일 수 있다. 그 결과, 초고집적화가 가능함과 동시에 필 펙터(fill factor)를 더욱 증가시킬 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도들이다. 본 실시예에 있어서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 실시예와 비슷한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 10a를 참조하면, 본 실시예에 따른 APS 어레이는 도 3a를 참조하여 설명한 APS 어레이와는 달리, 단위 화소(P_unit)는 서로 열방향으로 인접하는 제1 내지 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2, PA_u3, PA_u4)을 구비한다. 또한, 상기 단위 화소(P_unit)는 2개의 연결 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2)과 2개의 분리 독출 활성영역들(I_RoA1, I_RoA2)을 구비한다.
상기 연결 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2)은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하는 제1 연 결 독출 활성영역(C_RoA1) 및 상기 제3 및 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u3, PA_u4)의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하는 제2 연결 독출 활성영역(C_RoA2)을 구비한다.
상기 제1 연결 독출 활성영역(C_RoA1)은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장되어 서로 만난 영역으로, 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 각각에 인접하는 제1 및 제2 전송 활성영역들(TA1, TA2), 상기 전송 활성영역들(TA1, TA2) 사이에 위치하는 제1 플로팅 확산 활성영역(FDA1) 및 상기 제1 플로팅 확산 활성영역(FDA1)으로부터 연장된 리셋 활성영역(RA)을 구비한다. 또한, 상기 제2 연결 독출 활성영역(C_RoA2)은 상기 제3 및 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u3, PA_u4)의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장되어 서로 만난 영역으로, 상기 제3 및 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u3, PA_u4) 각각에 인접하는 제3 및 제4 전송 활성영역들(TA3, TA4) 및 상기 전송 활성영역들(TA3, TA4) 사이에 위치하는 제2 플로팅 확산 활성영역(FDA2)을 구비한다.
한편, 상기 분리 독출 활성영역들(I_RoA1, I_RoA2)은 상기 제2 및 상기 제3 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u2, PA_u3)의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하는 제1 분리 독출 활성영역(I_RoA1); 및 상기 제4 및 다른 단위 화소의 제1 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u4, PA_u1)의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하는 제2 분리 독출 활성영역(I_RoA2)을 구비한다.
상기 제1 및 제2 분리 독출 활성영역들(I_RoA1, I_RoA2) 중 하나는 선택 활 성영역이고, 나머지 하나는 드라이브 활성영역이다.
도 10b를 참조하면, 상기 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2, I_RoA1, I_RoA2) 상에 제1 내지 제4 전송 게이트 전극들(TG1, TG2, TG3, TG4), 리셋 게이트 전극(RG), 선택 게이트 전극(SG) 및 드라이브 게이트 전극(SFG)이 배치된다.
상기 제 1 내지 제4 전송 게이트 전극들(TG1, TG2, TG3, TG4)은 상기 제1 내지 제4 전송 활성영역들(TA1, TA2, TA3, TA4) 상부를 각각 가로지르도록 배치된다. 그 결과, 상기 제1 내지 제4 전송 게이트 전극들(TG1, TG2, TG3, TG4)은 상기 제1 내지 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2, PA_u3, PA_u4)에 인접하도록 배치되고, 상기 제1 및 제2 전송 게이트 전극들(TG1, TG2) 사이에 상기 제1 플로팅 확산 활성영역(FDA1)이 노출되고, 상기 제3 및 제4 전송 게이트 전극들(TG3, TG4) 사이에 상기 제2 플로팅 확산 활성영역(FDA2)이 노출된다. 상기 리셋 게이트 전극(RG)은 상기 리셋 활성영역(RA) 상부를 가로지르되, 상기 제1 플로팅 확산 활성영역(FDA1)에 인접하도록 배치된다. 한편, 상기 제3 및 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u3, PA_u4)의 마주보는 일측 코너부들 사이의 절연소자분리영역(DIR) 상에 상기 제2 연결 독출 활성영역(C_RoA2), 구체적으로 상기 제2 플로팅 확산 활성영역(FDA2)에 인접하는 더미 게이트 전극(DG)이 배치된다. 상기 더미 게이트 전극(DG)은 상기 리셋 게이트 전극(RG)과 대응되는 위치에 배치되어, 게이트 전극 패턴 배열의 반복성을 구현할 수 있다.
한편, 상기 선택 게이트 전극(SG)은 상기 제1 및 제2 분리 독출 활성영역들(I_RoA1, I_RoA2) 중 하나를 가로지르도록 배치되고, 상기 드라이브 게이트 전극 (SFG)은 상기 제1 및 제2 분리 독출 활성영역들(I_RoA1, I_RoA2) 중 나머지 하나를 가로지르도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 선택 게이트 전극(SG)은 상기 제1 분리 독출 활성영역들(I_RoA1)을 가로지르도록 배치되고, 상기 드라이브 게이트 전극(SFG)은 상기 제2 분리 독출 활성영역들(I_RoA2)을 가로지르도록 배치된다.
상기 게이트 전극들(TG1, TG2, TG3, TG4, RG, SG, SFG) 상에 배선들(미도시)이 배치된다. 상기 배선들 중 하나는 상기 제1 및 제2 플로팅 확산 활성영역(FDA1, FDA2)에 동시에 접속하며, 하나의 배선에 의해 접속된 플로팅 확상 활성영역들(FDA1, FDA2)은 또 다른 배선에 의해 상기 드라이브 게이트 전극(SFG)에 전기적으로 연결된다. 상기 배선들 중 다른 하나는 상기 리셋 게이트 전극(RG)에 인접하는 리셋 활성영역(RA) 중 상기 제1 플로팅 확산 활성영역(FDA1)의 반대편에 위치하는 활성영역과 상기 선택 게이트 전극(SG)에 인접하는 상기 제1 분리 독출 활성영역(I_RoA1)을 전기적으로 연결하며, 이 배선에는 전원(도 1의 Vdd)이 접속한다. 상기 배선들 중 또 다른 하나는 상기 선택 게이트 전극(SG)에 인접하는 상기 제1 분리 독출 활성영역(I_RoA1) 중 상기 리셋 활성영역(RA)에 연결된 활성영역의 반대편에 위치한 활성영역과 상기 드라이브 게이트 전극(SFG)에 인접하는 상기 제2 분리 독출 활성영역(I_RoA)에 전기적으로 접속한다. 상기 배선들 중 또 다른 하나 즉, 출력배선(도 2의 Vout)은 상기 드라이브 게이트 전극(SFG)에 인접하되 상기 선택 게이트 전극(SG)의 반대위치에 노출된 상기 제2 분리 독출 활성영역(I_RoA)에 접속한다.
한편, 마이크로 렌즈의 배열 등에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한 APS 어레이와 동일하게 적용될 수 있으므로 이에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다. 본 실시예에 있어서는 도 3a, 도 3b, 도 10a 도 10b를 참조하여 설명한 실시예와 비슷한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 APS 어레이는 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명한 APS 어레이와는 달리, 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장된 제1 및 제2 연결 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2);및 제3 및 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u3, PA_u4)의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장된 제3 및 제4 연결 독출 활성영역들(C_RoA3, C_RoA4)을 구비한다. 상기 제1 및 제2 연결 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2) 사이 및 제3 및 제4 연결 독출 활성영역들(C_RoA3, C_RoA4) 사이에는 절연소자분리영역들이 각각 위치하여 상기 제1 및 제2 연결 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2) 서로 간 및 제3 및 제4 연결 독출 활성영역들(C_RoA3, C_RoA4) 서로 간을 전기적으로 분리한다.
상기 각 연결 독출 활성영역들(C_RoA1, C_RoA2, C_RoA3, C_RoA4)은 상기 각 광전변환 활성영역 유니트(PA_u1, PA_u2, PA_u3, PA_u4)에 인접하는 전송 활성영역(TA1, TA2, TA3, TA4), 상기 각 전송 활성영역들(TA1, TA2, TA3, TA4)로부터 연장 된 플로팅 확산 활성영역(FDA1, FDA2, FDA3, FDA4) 및 상기 각 플로팅 확산 활성영역(FDA1, FDA2, FDA3, FDA4)으로부터 연장된 리셋 활성영역(RA1, RA2, RA3, RA4)을 구비할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다. 본 실시예에 있어서는 도 3a, 도 3b, 도 10a 도 10b를 참조하여 설명한 실시예와 비슷한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 APS 어레이는 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명한 APS 어레이와는 달리, 제1 연결 독출 활성영역(C_RoA1)은 제2 연결 독출 활성영역(C_RoA2)과 마찬가지로 전송 활성영역들(TA1, TA2), 상기 전송 활성영역들(TA1, TA2) 사이에 위치하는 제1 플로팅 확산 활성영역(FDA1)을 구비할 뿐, 상기 제1 플로팅 확산 활성영역(FDA1)으로부터 연장된 리셋 활성영역을 구비하지 않는다. 이에 대응하여, 상기 제1 및 제2 분리 독출 활성영역들(I_RoA1, I_RoA2) 중 하나는 리셋 활성영역을 구비하고, 나머지 하나는 선택 활성영역과 드라이브 활성영역을 구비한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4-셰어드 이미지 센서의 APS 어레이 중 일부를 나타낸 레이아웃도이다. 본 실시예에 있어서는 도 3a, 도 3b, 도 10a 도 10b를 참조하여 설명한 실시예와 비슷한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부 호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 APS 어레이는 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명한 APS 어레이와는 달리, 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2)은 행방향으로 인접하고, 제3 및 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u3, PA_u4)은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2) 각각에 열방향으로 인접한다.
연결 독출 활성영역(C_RoA)은 상기 제1 내지 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2, PA_u3, PA_u4)의 서로 마주보는 코너부들로부터 각각 연장되어 서로 만나는 영역이다. 나아가, 상기 연결 독출 활성영역(C_RoA)은 상기 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2, PA_u3, PA_u4) 각각에 인접하는 전송 활성영역들(TA1, TA2, TA3, TA4) 및 상기 전송 활성영역들(TA1, TA2, TA3, TA4) 사이에 위치하는 플로팅 확산 활성영역(FDA)을 구비한다.
분리 독출 활성영역(I_RoA1, I_RoA2, I_RoA3)은 상기 제1 내지 제4 광전변환 활성영역 유니트들(PA_u1, PA_u2, PA_u3, PA_u4)의 다른 코너부들 중 일 코너부에 위치하는 리셋 활성영역(I_RoA3), 다른 일 코너부에 위치하는 선택 활성영역(I_RoA2) 및 또 다른 일 코너부에 위치하는 드라이브 활성영역(I_RoA1)을 구비한다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 구비하는 프로세서 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 14를 참조하면, 프로세서 시스템(200)은 CMOS 이미지 센서(210)의 출력 이미지를 처리하는 시스템으로, 컴퓨터 시스템, 카메라 시스템, 스캐너, 기계화된 시계 시스템, 네비게이션 시스템, 비디오폰, 감독 시스템, 자동 포커스 시스템, 추적 시스템, 동작 감시 시스템 또는 이미지 안정화 시스템일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 프로세서 시스템(200)은 버스(205)를 통해 입출력(I/O) 소자(230)와 통신할 수 있는 중앙정보처리장치(CPU; 220)를 포함한다. 나아가, 버스(205)를 통해 중앙정보처리장치(220)와 통신할 수 있는 램(240), 플로피디스크 드라이브(250), CD 롬 드라이브(255) 및 포트(260) 중 적어도 하나의 장치가 더 배치될 수 있다.
상기 CMOS 이미지 센서(210)는 도 1에 도시된 이미지 센서일 수 있으며, 상기 이미지 센서 내에 포함된 APS 어레이는 도 2 내지 도 13를 참조하여 설명한 CMOS 이미지 센서들 중 하나일 수 있다. 이러한 CMOS 이미지 센서(210)은 상기 버스(205)를 통해서 다른 장치와 통신할 수 있다.
한편, 상기 중앙정보처리장치(220), 상기 CMOS 이미지 센서(210) 및 상기 램(350)은 시스텝 온 칩(System on Chip; SoC) 내에 구비될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 첫째, 단위 화소가 2 이상의 광전변환소자들을 구비하고 상기 광전변환소자들로부터 신호를 출력하기 위한 독출소자가 공유됨으로써, 단위 화소 면적을 줄여 고집적화가 가능함과 동시에 필 펙터(fill factor)를 증가시킬 수 있다.
둘째, 광전변환 활성영역 유니트들 사이에 접합소자분리영역을 배치하여 상기 광전변환 활성영역 유니트들을 전기적으로 분리함으로써, 소자분리영역의 폭을 효과적으로 줄일 수 있다. 독출 활성영역들과 상기 광전변환 활성영역 유니트들 사이에는 절연소자분리영역을 형성함으로써, 상기 독출 활성영역들에 형성되는 독출소자의 특성을 저하시키지 않을 수 있다. 나아가, 상기 광전변환 활성영역 유니트들을 행렬 형태로 배열하고, 상기 독출 활성영역들을 상기 광전변환 활성영역 유니트들로 둘러싸인 코너부들에 각각 배치함으로써, 상기 광전변환 활성영역 유니트들이 행방향 및 열방향으로 서로 인접하도록 배치할 수 있다. 따라서, 서로 인접한 모든 광전변환 활성영역 유니트들 사이에 상기 접합소자분리영역(JIR)을 배치시킬 수 있어 유효 필 팩터를 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.
셋째, 광전변환 활성영역 유니트들의 열방향 피치와 행방향 피치를 각각 일정하게 형성함으로써, 마이크로 렌즈의 포커스와 상기 각 광전변환 활성영역 유니트의 중심을 APS 어레이 전체에 걸쳐 실질적으로 합치시킬 수 있다. 따라서, 센싱되는 화질을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (35)

  1. 기판 내에 형성된 절연소자분리영역(dielectric isolation region)에 의해 정의된 광전변환 활성영역, 연결 독출 활성영역 및 분리 독출 활성영역을 포함하되,
    상기 광전변환 활성영역은 행렬 형태로 배열된 복수 개의 광전변환 활성영역 유니트들 및 행방향 및 열방향에 인접한 광전변환 활성영역 유니트들 사이에 위치하여 상기 인접한 광전변환 활성영역 유니트들을 전기적으로 분리하는 접합소자분리영역(junction isolation region)들을 구비하고,
    상기 연결 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부로부터 연장되고 나머지 코너부들과는 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리되고,
    상기 분리 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 다른 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들과 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리된 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전변환 활성영역 유니트들의 열방향 피치는 일정하고, 행방향 피치도 일정한 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    열방향으로 인접한 상기 광전변환 활성영역 유니트들 사이에 위치한 접합소자분리영역의 폭과 행방향으로 인접한 상기 광전변환 활성영역 유니트들 사이에 위치한 접합소자분리영역의 폭은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 독출 활성영역들은 채널 영역들을 구비하고,
    상기 채널 영역들의 양측에는 상기 절연소자분리영역이 위치하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 독출 활성영역들은 전송 채널 영역, 리셋 채널 영역, 선택 채널 영역 및 드라이브 채널 영역을 구비하고,
    상기 전송 채널 영역의 일측에는 접합소자분리영역이 위치하고, 상기 전송 채널 영역의 나머지 일측 및 나머지 채널 영역들의 양측에는 상기 절연소자분리영역이 위치하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    단위 화소는 상기 광전변환 활성영역 유니트들 중 적어도 두 개의 광전변환 활성영역 유니트들, 적어도 하나의 연결 독출 활성영역 및 적어도 하나의 분리 독출 활성영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단위 화소에 구비된 상기 광전변환 활성영역 유니트들은 열방향으로 인접하는 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들이고,
    상기 연결 독출 활성영역은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하고,
    상기 분리 독출 활성영역은 상기 제1 또는 제2 광전변환 활성영역 유니트들의 다른 코너부들 중 하나에 위치하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연결 독출 활성영역은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장되어 서로 만난 영역인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들 각각에 인접하는 제1 및 제2 전송 활성영역들과 상기 전송 활성영역들 사이에 위치하는 플로팅 확산 활성영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전송 활성영역들은 제1 및 제2 전송 채널영역들을 각각 구비하고,
    상기 제1 및 제2 전송 채널영역들 사이에 절연소자분리영역이 위치하여, 상기 절연소자분리영역은 상기 전송 채널영역들을 서로 전기적으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전송 활성영역들은 제1 및 제2 전송 채널영역들을 각각 구비하고,
    상기 제1 및 제2 전송 채널영역들 사이에 접합소자분리영역이 위치하여, 상기 접합소자분리영역은 상기 전송 채널영역들을 서로 전기적으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 연결 독출 활성영역은 상기 플로팅 확산 활성영역으로부터 연장된 리셋 활성영역을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 분리 독출 활성영역은 선택 활성영역 및 드라이브 활성영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 연결 독출 활성영역은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장되고 상기 절연소자분리영역에 의해 서로 분리된 제1 및 제2 연결 독출 활성영역들을 구비하고,
    상기 각 연결 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트에 인접하는 전송 활성영역, 상기 전송 활성영역으로부터 연장된 플로팅 확산 활성영역 및 상기 플로팅 확산 활성영역으로부터 연장된 리셋 활성영역을 구비하고,
    상기 분리 독출 활성영역은 선택 활성영역 및 드라이브 활성영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 단위 화소에 구비된 상기 광전변환 활성영역 유니트들은 서로 인접하는 제1 내지 제4 광전변환 활성영역 유니트들인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  16. 제 15 항에 있어서,
    제1 내지 제4 광전변환 활성영역 유니트들은 열방향으로 인접하고,
    상기 연결 독출 활성영역은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하는 제1 연결 독출 활성영역; 및 상기 제3 및 제4 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하는 제2 연결 독출 활성영역을 구비하고,
    상기 분리 독출 활성영역은 상기 제2 및 상기 제3 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하는 제1 분리 독출 활성영역; 및 상기 제4 및 다른 단위 화소의 제1 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들 사이에 위치하는 제2 분리 독출 활성영역들을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장되어 서로 만난 영역인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 각 연결 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들 각각에 인접하는 전송 활성영역들 및 상기 전송 활성영역들 사이에 위치하는 플로팅 확산 활성영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결 독출 활성영역들 중 하나는 상기 플로팅 확산 활성영역으로부터 연장된 리셋 활성영역을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결 독출 활성영역들 중 나머지 하나에 인접하는 더미 게이트 전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분리 독출 활성영역들 중 하나는 선택 활성영역이고, 나머지 하나는 드라이브 활성영역인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분리 독출 활성영역들 중 하나는 리셋 활성영역을 구비하고, 나머지 하나는 선택 활성영역과 드라이브 활성영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 연결 독출 활성영역은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장되어 상기 절연소자분리영역에 의해 서로 분리된 연결 독출 활성영역들을 구비하고,
    상기 제2 연결 독출 활성영역은 상기 제3 및 제4 광전변환 활성영역 유니트들의 마주보는 일측 코너부들로부터 각각 연장되어 상기 절연소자분리영역에 의해 서로 분리된 연결 독출 활성영역들을 구비하고,
    상기 연결 독출 활성영역들은 상기 제1 내지 제4 광전변환 활성영역 유니트들에 각각 인접하는 제1 내지 제4 전송 활성영역들, 상기 전송 활성영역들로부터 각각 연장된 플로팅 확산 활성영역들 및 상기 플로팅 확산 활성영역들로부터 각각 연장된 리셋 활성영역들을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 분리 독출 활성영역들 중 하나는 선택 활성영역이고, 나머지 하나는 드라이브 활성영역인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들은 행방향으로 인접하고, 상기 제3 및 제4 광전변환 활성영역 유니트들은 상기 제1 및 제2 광전변환 활성영역 유니트들 각각에 열방향으로 인접하고,
    상기 연결 독출 활성영역은 상기 제1 내지 제4 광전변환 활성영역 유니트들의 서로 마주보는 코너부들로부터 각각 연장되어 서로 만나는 영역이되, 상기 광전변환 활성영역 유니트들에 각각 인접하는 전송 활성영역들 및 상기 전송 활성영역들 사이에 위치하는 플로팅 확산 활성영역을 구비하고,
    상기 분리 독출 활성영역은 상기 제1 내지 제4 광전변환 활성영역 유니트들 의 다른 코너부들 중 일 코너부에 위치하는 리셋 활성영역, 다른 일 코너부에 위치하는 선택 활성영역 및 또 다른 일 코너부에 위치하는 드라이브 활성영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전변환 활성영역 유니트는 포토다이오드 불순물 영역을 구비하고,
    상기 접합소자분리영역은 상기 포토다이오드 불순물 영역과 반대 도전형을 갖는 필드 불순물 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 필드 불순물 영역은 고에너지로 도우핑된 고에너지 필드 불순물 영역과 저에너지로 도우핑된 저에너지 필드 불순물 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 필드 불순물 영역은 상기 독출 활성영역들 내로 연장되어 상기 독출 활성영역들 내에 웰을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 필드 불순물 영역은 고에너지로 도우핑된 고에너지 필드 불순물 영역과 저에너지로 도우핑된 저에너지 필드 불순물 영역을 구비하고,
    상기 고에너지 필드 불순물 영역은 상기 독출 활성영역들 내로 연장되어, 상기 독출 활성영역들의 기판 내에 웰을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 필드 불순물 영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트가 상기 절연소자분리영역에 접하는 영역으로 연장되어 채널 스톱 불순물 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  30. 기판 내에 절연소자분리영역을 형성하여 광전변환 활성영역, 연결 독출 활성영역 및 분리 독출 활성영역을 한정하되, 상기 광전변환 활성영역은 행렬 형태로 배열된 복수 개의 광전변환 활성영역 유니트들 및 행방향 및 열방향에 인접한 광전변환 활성영역 유니트들 사이에 위치하는 접합소자분리영역들을 구비하고, 상기 연결 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부로부터 연장되고 나머지 코너부들과는 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리되고, 상기 분리 독출 활성영역은 상기 광전변환 활성영역 유니트들의 코너부들로 둘러싸인 다른 일영역에 위치하여 상기 둘러싸는 코너부들과 상기 절연소자분리영역에 의해 전기적으로 분리되고,
    상기 접합소자분리영역의 기판 내에 필드 불순물 영역을 형성하여 상기 인접 한 광전변환 활성영역 유니트들을 전기적으로 분리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 광전변환 활성영역 유니트의 기판 내에 포토다이오드 불순물 영역을 형성하는 것을 더 포함하고, 상기 필드 불순물 영역은 상기 포토다이오드 불순물 영역과 반대 도전형을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 필드 불순물 영역을 형성하는 것은 고에너지로 불순물을 도우핑하여 고에너지 필드 불순물 영역을 형성하는 것과 저에너지로 불순물을 도우핑하여 저에너지 필드 불순물 영역을 형성하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조방법.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 필드 불순물 영역을 형성함과 동시에 상기 독출 활성영역의 기판 내에 웰을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조방법.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 필드 불순물 영역을 형성함과 동시에 상기 광전변환 활성영역 유니트가 상기 절연소자분리영역에 접하는 영역의 기판 내에 채널 스톱 불순물 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조방법.
  35. 제 30 항에 있어서,
    상기 광전변환 활성영역 유니트들의 열방향 피치는 일정하고, 행방향 피치도 일정하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조방법.
KR1020060022726A 2006-03-10 2006-03-10 필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법 KR100688589B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060022726A KR100688589B1 (ko) 2006-03-10 2006-03-10 필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법
US11/593,663 US7667183B2 (en) 2006-03-10 2006-11-07 Image sensor with high fill factor pixels and method for forming an image sensor
TW096104577A TWI360223B (en) 2006-03-10 2007-02-08 Image sensor with high fill factor pixels and meth
JP2007060401A JP5154105B2 (ja) 2006-03-10 2007-03-09 高いフィルファクターを持つ画素を備えるイメージセンサー及びイメージセンサーの形成方法
DE102007012279.0A DE102007012279B4 (de) 2006-03-10 2007-03-09 Bildsensor, Sensorarray, Sensorsystem und Herstellungsverfahren
CN2007100855565A CN101038927B (zh) 2006-03-10 2007-03-12 具有高填充系数像素的图像传感器及形成图像传感器的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060022726A KR100688589B1 (ko) 2006-03-10 2006-03-10 필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100688589B1 true KR100688589B1 (ko) 2007-03-02

Family

ID=38102180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060022726A KR100688589B1 (ko) 2006-03-10 2006-03-10 필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100688589B1 (ko)
CN (1) CN101038927B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100822310B1 (ko) * 2006-09-15 2008-04-16 (사)한국전자산업진흥회 씨모스 이미지 센서
KR20140009802A (ko) * 2012-07-13 2014-01-23 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 형성 방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5671789B2 (ja) * 2009-08-10 2015-02-18 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法および撮像装置
JP2012238648A (ja) * 2011-05-10 2012-12-06 Sony Corp 固体撮像装置及び電子機器
KR102286111B1 (ko) * 2014-08-21 2021-08-04 삼성전자주식회사 단위 픽셀, 상기 단위 픽셀을 포함하는 이미지 센서, 및 상기 단위 픽셀을 포함하는 이미지 처리 시스템
KR102437162B1 (ko) * 2015-10-12 2022-08-29 삼성전자주식회사 이미지 센서
CN109979930B (zh) * 2017-12-28 2020-12-04 南京大学 基于复合介质栅光敏探测器的2×2阵列布局及工作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040080337A (ko) * 2003-03-07 2004-09-18 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 고체 촬상 장치
KR20050100466A (ko) * 2004-04-14 2005-10-19 엠텍비젼 주식회사 Cmos 이미지 센서
JP2005317581A (ja) 2004-04-27 2005-11-10 Fujitsu Ltd 固体撮像装置
KR20060000321A (ko) * 2004-06-28 2006-01-06 (주)그래픽테크노재팬 Ｃｍｏｓ 이미지센서
KR20060131265A (ko) * 2005-06-15 2006-12-20 매그나칩 반도체 유한회사 콤팩트 픽셀 레이아웃을 갖는 ｃｍｏｓ 이미지 센서

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4686554A (en) * 1983-07-02 1987-08-11 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric converter
US6657665B1 (en) * 1998-12-31 2003-12-02 Eastman Kodak Company Active Pixel Sensor with wired floating diffusions and shared amplifier

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040080337A (ko) * 2003-03-07 2004-09-18 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 고체 촬상 장치
KR20050100466A (ko) * 2004-04-14 2005-10-19 엠텍비젼 주식회사 Cmos 이미지 센서
JP2005317581A (ja) 2004-04-27 2005-11-10 Fujitsu Ltd 固体撮像装置
KR20060000321A (ko) * 2004-06-28 2006-01-06 (주)그래픽테크노재팬 Ｃｍｏｓ 이미지센서
KR20060131265A (ko) * 2005-06-15 2006-12-20 매그나칩 반도체 유한회사 콤팩트 픽셀 레이아웃을 갖는 ｃｍｏｓ 이미지 센서

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100822310B1 (ko) * 2006-09-15 2008-04-16 (사)한국전자산업진흥회 씨모스 이미지 센서
KR20140009802A (ko) * 2012-07-13 2014-01-23 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 형성 방법
KR102033610B1 (ko) * 2012-07-13 2019-10-17 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 형성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN101038927B (zh) 2012-05-09
CN101038927A (zh) 2007-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11843015B2 (en) Image sensors
JP4224036B2 (ja) フォトダイオード領域を埋め込んだイメージセンサ及びその製造方法
JP5110831B2 (ja) 光電変換装置及び撮像システム
US10367029B2 (en) Image sensors having a separation impurity layer
KR101458052B1 (ko) 혼색 방지 구조를 갖는 시모스 이미지 센서 및 그 제조방법
KR100703987B1 (ko) 이미지 센서의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 이미지 센서
TWI497702B (zh) Solid state camera device
KR101152389B1 (ko) 이미지 센서와 그 제조 방법
US7667183B2 (en) Image sensor with high fill factor pixels and method for forming an image sensor
JP2007020194A (ja) アクティブセンサーアレイを含むイメージセンサー
KR100688589B1 (ko) 필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법
US8946783B2 (en) Image sensors having reduced dark level differences
EP2112690A1 (en) Solid-state imaging device and method of manufacturing the same and electronic apparatus
JP2006279048A (ja) イメージセンサ及びその製造方法
WO2008065952A1 (fr) Dispositif d'imagerie semi-conducteur, son procédé de fabrication, et dispositif d'informations électroniques
KR20070006982A (ko) 수광 효율이 향상된 독출 소자 공유 이미지 센서
JP2009259934A (ja) 固体撮像素子
JP2006191108A (ja) Ｃｍｏｓイメージセンサー及びその製造方法
JP2008172005A (ja) 固体撮像装置、電子モジュール及び電子機器
JP2007115787A (ja) 固体撮像素子
KR20100025880A (ko) 불순물 거름막을 갖는 시모스 이미지 센서 및 그 제조 방법
US7884400B2 (en) Image device and method of fabricating the same
JP4815769B2 (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
US20230411418A1 (en) Imaging sensing device and method of manufacturing the same
JP2010056245A (ja) 半導体撮像素子及びその製造方法、電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130131

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150202

Year of fee payment: 9