KR101053718B1 - Image sensor and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
실시예는 새로운 구조의 이미지 센서에 관한 것이다. 실시예에 따른 이미지 센서는, 픽셀 영역과 로직 영역이 형성된 투명 기판, 상기 투명 기판 상에 형성된 제 1 금속배선층, 상기 로직 영역의 상기 제 1 금속배선층 상에 형성된 유기트랜지스터, 상기 픽셀 영역에 적층된 제 1 컬러필터, 제 1 포토다이오드, 제 2 포토다이오드 및 제 2 컬러필터, 상기 제 2 컬러필터 및 상기 유기 트랜지스터를 덮는 절연막 및 상기 절연막 상에 형성된 제 2 금속배선층을 포함한다.Embodiments relate to an image sensor of a new structure. The image sensor according to the embodiment may include a transparent substrate having a pixel region and a logic region formed thereon, a first metal interconnection layer formed on the transparent substrate, an organic transistor formed on the first metal interconnection layer of the logic region, and stacked on the pixel region. And a first color filter, a first photodiode, a second photodiode and a second color filter, an insulating film covering the second color filter and the organic transistor, and a second metal wiring layer formed on the insulating film.
양방향 이미지 센서, 유기트랜지스터 Bidirectional Image Sensor, Organic Transistor
Description
실시예는 이미지 센서 및 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to an image sensor and a manufacturing method.
일반적으로, 이미지 센서(Image sensor)는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로써, 크게, 전하 결합 소자(charge coupled device: CCD)와 씨모스(CMOS; Complementary Metal Oxide Silicon) 이미지 센서(Image Sensor)로 구분된다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and is generally a charge coupled device (CCD) and CMOS metal (Complementary Metal Oxide Silicon) image. It is divided into Image Sensor.
상기 전하 결합 소자(charge coupled device: CCD)는 빛의 신호를 전기적 신호로 변환하는 복수개의 포토 다이오드(Photo diode; PD)가 매트릭스 형태로 배열되고, 상기 매트릭스 형태로 배열된 각 수직 방향의 포토 다이오드 사이에 형성되어 상기 각 포토 다이오드에서 생성된 전하를 수직방향으로 전송하는 복수개의 수직 방향 전하 전송 영역(Vertical charge coupled device; VCCD)과, 상기 각 수직 방향 전하 전송 영역에 의해 전송된 전하를 수평방향으로 전송하는 수평방향 전하전송영역(Horizontal charge coupled device; HCCD) 및 상기 수평방향으로 전송된 전하를 센싱하여 전기적인 신호를 출력하는 센스 증폭기(Sense Amplifier)를 구비 하여 구성된 것이다.In the charge coupled device (CCD), a plurality of photo diodes (PDs) for converting a signal of light into an electrical signal are arranged in a matrix form, and the photo diodes in each vertical direction arranged in the matrix form. A plurality of vertical charge coupled device (VCCD) formed between the plurality of vertical charge coupled devices (VCCD) for vertically transferring charges generated in each photodiode, and horizontally transferring charges transferred by the respective vertical charge transfer regions; A horizontal charge coupled device (HCCD) for transmitting to the sensor and a sense amplifier (Sense Amplifier) for outputting an electrical signal by sensing the charge transmitted in the horizontal direction.
그러나, 이와 같은 CCD는 구동 방식이 복잡하고, 전력 소비가 클 뿐만 아니라, 다단계의 포토 공정이 요구되므로 제조 공정이 복잡한 단점을 갖고 있다.However, such a CCD has a disadvantage in that the manufacturing method is complicated because the driving method is complicated, the power consumption is large, and the multi-step photo process is required.
또한, 상기 전하 결합 소자는 제어회로, 신호처리회로, 아날로그/디지털 변환회로(A/D converter) 등을 전하 결합 소자 칩에 집적시키기가 어려워 제품의 소형화가 곤란한 단점을 갖는다.In addition, the charge coupling device has a disadvantage in that it is difficult to integrate a control circuit, a signal processing circuit, an analog / digital converter (A / D converter), and the like into a charge coupling device chip, which makes it difficult to miniaturize a product.
최근에는 상기 전하 결합 소자의 단점을 극복하기 위한 차세대 이미지 센서로서 씨모스 이미지 센서가 주목을 받고 있다.Recently, CMOS image sensors have attracted attention as next generation image sensors for overcoming the disadvantages of the charge coupled device.
상기 씨모스 이미지 센서는 제어회로 및 신호처리회로 등을 주변회로로 사용하는 씨모스 기술을 이용하여 단위 화소의 수량에 해당하는 모스 트랜지스터들을 반도체 기판에 형성함으로써 상기 모스 트랜지스터들에 의해 각 단위 화소의 출력을 순차적으로 검출하는 스위칭 방식을 채용한 소자이다.The CMOS image sensor uses CMOS technology that uses a control circuit, a signal processing circuit, and the like as peripheral circuits to form MOS transistors corresponding to the number of unit pixels on a semiconductor substrate, thereby forming the MOS transistors of each unit pixel. The device adopts a switching method that sequentially detects output.
즉, 상기 씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.That is, the CMOS image sensor implements an image by sequentially detecting an electrical signal of each unit pixel by a switching method by forming a photodiode and a MOS transistor in the unit pixel.
상기 씨모스 이미지 센서는 씨모스 제조 기술을 이용하므로 적은 전력 소모, 적은 포토공정 스텝에 따른 단순한 제조공정 등과 같은 장점을 갖는다.The CMOS image sensor has advantages, such as a low power consumption, a simple manufacturing process according to a few photoprocess steps, by using CMOS manufacturing technology.
또한, 상기 씨모스 이미지 센서는 제어회로, 신호처리회로, 아날로그/디지털 변환회로 등을 씨모스 이미지 센서 칩에 집적시킬 수가 있으므로 제품의 소형화가 용이하다는 장점을 갖고 있다.In addition, since the CMOS image sensor can integrate a control circuit, a signal processing circuit, an analog / digital conversion circuit, and the like into the CMOS image sensor chip, the CMOS image sensor has an advantage of easy miniaturization.
따라서, 현재 상기 씨모스 이미지 센서는 현재 디지털 정지 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라 등과 같은 다양한 응용 부분에 널리 사용되고 있다.Therefore, the CMOS image sensor is currently widely used in various application parts such as a digital still camera, a digital video camera, and the like.
실시예는 새로운 구조의 이미지 센서를 제공한다.The embodiment provides a new structure of the image sensor.
실시예는 일방향 뿐 아니라 양방향으로 빛을 수광하여 이미지를 구현할 수 있는 이미지 센서를 제공한다.The embodiment provides an image sensor capable of realizing an image by receiving light in both directions as well as in both directions.
실시예는 유기박막트랜지스터를 사용하여 로직 회로를 구현할 수 있는 이미지 센서를 제공한다.The embodiment provides an image sensor that can implement a logic circuit using an organic thin film transistor.
실시예에 따른 이미지 센서는, 픽셀 영역과 로직 영역이 형성된 투명 기판, 상기 투명 기판 상에 형성된 제 1 금속배선층, 상기 로직 영역의 상기 제 1 금속배선층 상에 형성된 유기트랜지스터, 상기 픽셀 영역에 적층된 제 1 컬러필터, 제 1 포토다이오드, 제 2 포토다이오드 및 제 2 컬러필터, 상기 제 2 컬러필터 및 상기 유기 트랜지스터를 덮는 절연막 및 상기 절연막 상에 형성된 제 2 금속배선층을 포함한다.The image sensor according to the embodiment may include a transparent substrate having a pixel region and a logic region formed thereon, a first metal interconnection layer formed on the transparent substrate, an organic transistor formed on the first metal interconnection layer of the logic region, and stacked on the pixel region. And a first color filter, a first photodiode, a second photodiode and a second color filter, an insulating film covering the second color filter and the organic transistor, and a second metal wiring layer formed on the insulating film.
실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은, 투명 기판의 로직 영역에 유기트랜지스터들을 형성하는 단계, 상기 투명 기판의 유기트랜지스터들을 덮는 절연막을 형성하는 단계, 상기 투명 기판의 픽셀 영역의 각 단위픽셀에 트렌치를 형성하는 단계, 상기 트렌치 내에 제 1 컬러필터, 제 1 포토다이오드, 분리 패턴, 제 2 포토다이오드 및 제 2 컬러필터를 형성하는 단계를 포함한다.According to an embodiment, a method of manufacturing an image sensor may include forming organic transistors in a logic region of a transparent substrate, forming an insulating layer covering organic transistors of the transparent substrate, and trenches in each unit pixel of a pixel region of the transparent substrate. Forming a first color filter, a first photodiode, a separation pattern, a second photodiode, and a second color filter in the trench.
실시예는 새로운 구조의 이미지 센서를 제공하는 것으로, 양방향에서 빛을 수광하여 처리할 수 있으며, 양 방향에 대한 이미지를 하나의 로직 회로에서 처리하므로 얇은 두께의 이미지 센서를 제조할 수 있으며 제조 비용이 저렴하다.The embodiment provides a new structure of the image sensor, which can receive and process light in both directions, and can process an image in both directions in a single logic circuit, so that an image sensor having a thin thickness can be manufactured. It is cheaper.
실시예에 따른 이미지 센서 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.An image sensor and a method of manufacturing the same according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/위(on/over)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/위(on/over)는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. In the description of the embodiments, where described as being formed "on / over" of each layer, the on / over may be directly or through another layer ( indirectly) includes everything formed.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.
도 1 내지 도 7은 실시예에 따른 이미지 센서를 제조하는 방법을 보여주는 단면도들이다.1 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment.
도 7에 도시한 바와 같이, 이미지 센서는 투명 기판(100)과, 상기 투명 기판(100)의 수광 영역에 형성된 컬러필터들(171a,171b, 172a, 172b, 173a, 173b) 및 포토다이오드들(175a, 175b), 상기 투명 기판(100)의 비수광 영역에 형성된 다수의 트랜지스터들을 포함하는 로직 회로들을 포함한다.As illustrated in FIG. 7, the image sensor includes a
상기 컬러필터들(171a,171b, 172a, 172b, 173a, 173b) 및 포토다이오들(175a, 175b)은 픽셀 영역에 형성되고, 상기 로직 회로들은 로직 영역에 형성된다.The
상기 로직 영역의 상부 및 하부에는 광 차단 패턴(160)이 형성되어, 광에 의하여 트랜지스터에 누설전류가 발생되거나 오동작되는 것을 방지한다.
상기 픽셀 영역에는 상기 포토다이오드들(175a, 175b)과 연결되어 신호를 출력하기 위한 트랜지스터들이 형성되며, 이 트랜지스터의 개수에 따라 3T형, 4T형, 5T형 등으로 구분된다. 3T형은 1개의 포토다이오드와 3개의 트랜지스터로 구성되며, 4T형은 1개의 포토다이오드와 4개의 트랜지스터로 구성된다.Transistors connected to the
상기와 같은 이미지 센서를 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the method of manufacturing the image sensor as described above are as follows.
도 1에 도시한 바와 같이, 투명 기판(100) 상에 제 1 금속 배선층(101)을 형성한다.As shown in FIG. 1, the first
상기 투명 기판(100)은 유리(glass)기판일 수 있다.The
상기 제 1 금속 배선층(101)은 투명한 도전성 금속으로 형성한다.The first
상기 제 1 금속 배선층(101)은 ITO(Indium Tin Oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide)을 포함하는 투명한 도전성 금속 중 적어도 하나를 포함한다.The first
상기 제 1 금속 배선층(101) 상에 절연막(110) 형성된다.An
실시예에서 사용되는 절연막은 산화막, 질화막 및 산질화막 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 도면에서와 같이 상기 절연막들을 서로 구분하지 않고 하나 의 층으로 표현하고 지칭하고 있으나 제조 공정에 따라 다층으로 이루어질 수 있는 것이다.The insulating film used in the embodiment may include at least one of an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film, and as shown in the drawings, the insulating films are represented and referred to as one layer without being distinguished from each other, but may be formed in a multilayer according to a manufacturing process. It is.
상기 절연막(110) 상에 게이트 전극(121), 상기 게이트 전극(121) 상에 게이트 절연막(123)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(123) 상에 유기반도체로 이루어진 액티브층(125)이 형성된다. 상기 액티브층(125)의 양측에 접속된 소스 전극(127) 및 드레인 전극(129)을 형성한다. 이로써 유기트랜지스터(OTFT;Organic Thin Film Transistor)들을 형성할 수 있다.A
상기 유기트랜지스터들은 이미지 센서의 로직회로를 형성할 수 있다.The organic transistors may form a logic circuit of an image sensor.
상기 액티브층(125)으로 사용되는 유기반도체는 저온 공정에서 형성할 수 있어 저가격형의 박막 트랜지스터를 실현할 수 있다.The organic semiconductor used as the active layer 125 can be formed in a low temperature process to realize a low-cost thin film transistor.
상기 게이트 전극(121), 소스 전극(127) 및 드레인 전극(129)은 투명한 도전성 금속으로 사용될 수도 있으며, 코발트, 타이타늄, 탄탈륨, 알루미늄, 니켈 및 구리를 포함하는 금속 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
한편, 상기 게이트 전극(121)과 상기 제 1 금속 배선층(101)을 전기적으로 연결시키기 위하여 절연막(110)에 제 1 비아 금속(103)이 형성될 수 있다. Meanwhile, a
상기 제 1 금속 배선층(101)은 다층의 절연막과 다층의 금속 배선으로 이루어질 수 있다.The first
상기 제 1 금속 배선층(101)은 투명한 도전성 금속막을 절연막 상에 증착하고 상기 금속막을 포토리소그래피 등의 방법을 이용하여 패터닝함으로써 형성할 수 있다.The first
수광 영역에 형성되는 상기 제 1 금속 배선층(101)의 금속 배선들은 빛이 통과하여야 하므로 투명하여야 하나, 비수광 영역에 해당하는 로직 영역의 제 1 금속 배선층(101)은 투명한 도전성 금속으로 반드시 이루어져야 하는 것은 아니며, 불투명한 금속으로 이루어질 수도 있다.The metal wires of the first
한편, 상기 트랜지스터들을 덮도록 기판 전면에 절연막(110)을 형성한다.Meanwhile, an
이후, 상기 픽셀 영역에서 추후에 형성될 포토다이오드로부터 광전자를 트랜지스터들로 전달할 수 있도록 제 1 연결 금속(105)을 형성한다.A
따라서, 상기 제 1 연결 금속(105)은 각 포토다이오드에 대응하며, 상기 제 1 금속 배선층(101)과 연결된다.Therefore, the
상기 제 1 연결 금속(105)을 덮도록 기판 전면에 절연막(110)을 형성한다.An
상기 제 1 연결 금속(105)이 배면 수광을 위한 포토다이오드에 접속되면, 정면 수광을 위한 포토다이오드와 접속되기 위한 제 2 연결 금속(109)을 형성한다.When the
픽셀 영역에서, 상기 제 1 연결 금속(105)은 제 1 금속 배선층(101)으로부터 절연막(110) 중앙부로 형성된 비아 내에 형성되며, 상기 제 2 연결 금속(109)은 절연막 상부에서 절연막 중앙부로 형성된 비아 내에 형성된다.In the pixel region, the
상기 제 1 연결 금속(105) 및 상기 제 2 연결 금속(109)은 서로 대응하며, 하나의 포토다이오드 영역에 대하여 하나의 제 1 연결 금속(105) 및 제 2 연결 금속(109)이 형성된다.The
즉, 상기 포토 다이오드 영역은 배면 수광을 위한 제 1 포토다이오드(175a) 및 정면 수광을 위한 제 2 포토다이오드(175b)를 포함하며, 상기 제 1 포토다이오 드(175a)는 상기 제 1연결 금속(105)과 연결되고 상기 제 2 포토다이오드(175b)는 제 2 연결 금속(109)과 연결된다.That is, the photodiode region includes a
한편, 상기 유기트랜지스터의 소스 전극(127) 및 드레인 전극(129)과 전기적으로 접속하는 제 2 비아 금속(107)이 형성된다.Meanwhile, a second via
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(110) 상에 포토다이오드 형성을 위한 포토레지스트 패턴(151)을 형성한다.As shown in FIG. 2, a
상기 포토레지스트 패턴(151)은 로직 영역은 덮고 상기 픽셀 영역에서는 포토다이오드 영역만 오픈한다. The
상기 포토레지스트 패턴(151)을 식각 마스크로 절연막을 반응성이온식각하여 각 단위픽셀의 포토다이오드 영역에 트렌치(T)를 형성한다.The insulating layer is reactively etched using the
상기 트렌치(T)에 의해 상기 제 1 연결 금속(105) 및 상기 제 2 연결 금속(109)이 노출된다.The
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 트렌치(T) 내에 제 1 컬러필터(171a, 171b, 171c)를 형성한다. 상기 제 1 컬러필터(171a, 171b, 171c)는 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터가 있으며, 하나의 트렌치(T) 내에 한 색의 컬러필터를 형성한다.As shown in FIG. 3,
이후, 트렌치(T) 내의 제 1 컬러필터(171a, 171b, 171c) 상에 전도성 고분자로 이루어진 제 1 포토다이오드(175a)를 형성한다.Thereafter, a
상기 제 1 포토다이오드(175a)는 배면의 투명 기판(100)을 통해 들어오는 빛에서 광 전자를 생성한다.The
상기 제 1 포토다이오드(175a)는 상기 제 1 연결 금속(105)과 연결된다.The
이후, 트렌치(T) 내의 제 1 포토다이오드(175a) 상에 분리 패턴(180)을 형성한다.Thereafter, a
상기 분리 패턴(180)은 제 1 포토다이오드(175a)로 수광된 빛이 통과하여 제 2 포토다이오드(175b)에 영향을 주지 않도록 하기 위한 것이다.The
따라서, 상기 분리 패턴(180)은 광을 흡수하거나 차단할 수 있는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.Therefore, the
상기 분리 패턴(150)은 적색 컬러필터(180a), 녹색컬러필터(180b) 및 청색 컬러필터(180c)를 적층시켜 형성할 수 있다.The separation pattern 150 may be formed by stacking a
상기 적색 컬러필터(180a), 녹색컬러필터(180b) 및 청색 컬러필터(180c)가 중첩되면 광의 대부분 파장이 차단되어 상기 분리 패턴(180)의 아래에 있는 제 1포토다이오드(175a) 및 상기 분리 패턴(180)의 위에 있는 제 2포토다이오드(175b)는 서로 개별로 빛을 수광하여 다른 이미지를 생성할 수 있다.When the
즉, 상기 제 1 포토다이오드(175a)와 상기 제 2 포토다이오드(175b) 사이에 개재된 분리 패턴(180)은 양방향에서 빛을 받아들여 서로 다른 이미지를 생성한다.That is, the
상기와 같이, 각 트렌치(T) 내에 적색 컬러필터(180a), 녹색 컬러필터(180b) 및 청색 컬러필터(180c)를 순차적으로 적층하고 패터닝하여 상기 트렌치(T) 내의 제 1 포토다이오드(175a) 상에 분리 패턴(180)을 형성한다.As described above, the
이후, 상기 트렌치(T) 내에 분리 패턴(180) 상에 제 2 포토다이오드(175b)를 형성한다. 상기 제 2 포토다이오드(175b)는 전도성 고분자로 형성할 수 있다.Thereafter, a
상기 제 2 포토다이오드(175b)는 상기 트렌치(T) 내에서 노출된 제 2 연결 금속(109)과 접속된다.The
상기 전도성 고분자 상에 제 2 컬러필터(171b, 172b, 173b)를 형성한다.
상기 제 1 컬러필터(171a, 172a, 173a)의 색과 상기 제 2 컬러필터(171b, 172b, 173b)의 색은 일치할 수도 있으나, 일치하지 않을 수도 있다.The colors of the
이로써, 양방향 포토다이오드 영역을 형성할 수 있다.Thus, the bidirectional photodiode region can be formed.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 컬러필터(171b, 172b, 173b)를 덮는 절연막(110a)을 형성한다.As shown in FIG. 4, an insulating
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(110) 상에서 상기 제 2 연결 금속(109)과 연결되고, 상기 제 2 비아 금속(107)과 연결되는 제 2 금속 배선층(130)을 형성한다.As illustrated in FIG. 5, a second metal wiring layer 130 is formed on the insulating
상기 제 2 금속 배선층(130)은 투명한 도전성 금속으로 형성될 수 있다.The second metal wiring layer 130 may be formed of a transparent conductive metal.
상기 로직 영역의 제 2 금속 배선층(130)의 금속은 불투명한 금속으로 이루어질 수도 있다.The metal of the second metal wiring layer 130 of the logic region may be made of an opaque metal.
상기 제 2 금속 배선층(130)은 다층의 금속 배선과 다층의 절연막으로 이루어질 수도 있다.The second metal wiring layer 130 may be formed of a multilayer metal wiring and a multilayer insulating film.
상기 제2 금속 배선층(130)은 ITO 및 IZO로 이루어지는 투명한 도전성 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The second metal wiring layer 130 may include at least one of a transparent conductive metal made of ITO and IZO.
상기 제 2 금속 배선층(130)은 투명한 도전성 금속막을 절연막 상에 증착하고 포토리소그래피 등을 이용하여 패터닝함으로써 형성될 수 있다. The second metal wiring layer 130 may be formed by depositing a transparent conductive metal film on the insulating film and patterning the photolithography layer.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 금속 배선층(130) 전면에 투명한 보호막(140)을 형성할 수 있다.As illustrated in FIG. 6, a transparent
앞서 언급된 절연막(110), 보호막(140)은 산화막으로 이루어질 수 있다. The insulating
또한, 상기 절연막(110) 및 보호막(140)은 질화막, 산질화막 등을 포함할 수도 있다.In addition, the insulating
도 7에 도시한 바와 같이, 상기 로직 영역은 수광되는 빛으로부터 영향을 받지 않도록, 투명 기판(100) 및 보호막(140) 상에 광 차단 패턴(160)을 형성한다. As shown in FIG. 7, the logic region forms a
상기 광 차단 패턴(160)은 블랙 레진으로 이루어질 수도 있으며, 상기 광 차단 패턴(160)은 광을 흡수 또는 반사하는 물질로 이루어질 수도 있다.The
상기와 같이 제조된 양방향 이미지 센서는 배면 또는 전면으로 수광하여 각각 서로 다른 이미지를 생성할 수 있다. 즉, 두개의 이미지 센서를 사용하는 효과를 가질 수 있다.The bidirectional image sensor manufactured as described above may receive a rear or front surface to generate different images. That is, it can have the effect of using two image sensors.
상기 이미지 센서 로직 영역의 로직 회로 및 픽셀 영역의 트랜지스터들은 제 1 및 제 2 포토다이오드(175a,175b)와 연결되어 공용으로 사용할 수 있다.The logic circuits of the image sensor logic region and the transistors of the pixel region may be connected to the first and
즉, 상기 제 1 포토 다이오드(175a)가 동작할 때는 상기 제 1 포토 다이오드(175a)의 신호를 처리하고, 상기 제 2 포토 다이오드(175b)가 동작할 때는 상기 제 2 포토 다이오드(175b)의 신호를 처리할 수 있다. That is, the signal of the
상기 제 1 포토 다이오드(175a) 및 상기 제 2 포토 다이오드(175b)는 개별로 동작할 수도 있으며, 상기 제 1 포토 다이오드(175a) 및 제 2 포토 다이오드(175b)는 동시에 빛을 수광하고 각 신호를 상기 로직 회로에서 순차적으로 처리함으로써 동시에 동작할 수도 있다.The
이로써, 실시예는 양방향에서 빛을 수광하여 처리할 수 있는 새로운 구조의 이미지 센서를 구현할 수 있으며, 양 방향에 대한 이미지를 하나의 로직 회로에서 처리하므로 얇은 두께의 이미지 센서를 제조할 수 있으며 제조 비용이 저렴하다.As a result, the embodiment can implement an image sensor having a new structure capable of receiving and processing light in both directions, and can manufacture a thin thickness image sensor by processing images in both directions in one logic circuit. This is cheap.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 소자의 형성 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.As mentioned above, the present invention has been described in detail through specific embodiments, which are intended to specifically describe the present invention, and the method of forming a semiconductor device according to the present invention is not limited thereto. It is apparent that modifications and improvements are possible to those skilled in the art.
도 1 내지 도 7은 실시예에 따른 이미지 센서를 제조하는 방법을 보여주는 단면도들이다.1 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment.
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Families Citing this family (1)
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11186583A (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-09 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Integrated tandem-type thin-film photoelectric converting device and its manufacture |
JP2006086157A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | Photoelectric conversion film, photoelectric conversion element and imaging element, and method of applying electric field to them |
JP2007201009A (en) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Fujifilm Corp | Solid-state imaging device |
JP2008182317A (en) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Toppan Forms Co Ltd | Scanner device |
-
2008
- 2008-11-18 KR KR1020080114603A patent/KR101053718B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11186583A (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-09 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Integrated tandem-type thin-film photoelectric converting device and its manufacture |
JP2006086157A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | Photoelectric conversion film, photoelectric conversion element and imaging element, and method of applying electric field to them |
JP2007201009A (en) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Fujifilm Corp | Solid-state imaging device |
JP2008182317A (en) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Toppan Forms Co Ltd | Scanner device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10515992B2 (en) | 2018-01-23 | 2019-12-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor and method for fabricating the same |
US10861891B2 (en) | 2018-01-23 | 2020-12-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor and method for fabricating the same |
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