KR101867488B1 - 이미지 센서 - Google Patents

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Abstract

칼라 조정 경로 영역을 가지는 이미지 센서를 개시한다. 이미지 센서는 기판의 활성 영역 내에서 기판의 깊이 방향을 따라 연장되는 수직 게이트부를 포함하는 트랜스퍼 트랜지스터와, 활성 영역 내에서 기판의 상면으로부터의 깊이가 서로 다른 위치에 형성되어 있는 복수의 포토다이오드 영역과, 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에 연장되어 전자 이동 경로를 제공하는 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역을 포함한다.

Description

이미지 센서 {Image sensor}
본 발명의 기술적 사상은 광학 이미지를 전기 신호로 변환시키는 이미지 센서에 관한 것으로, 특히 단위 픽셀 내에 복수의 포토다이오드 영역을 가지는 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지 센서의 픽셀 밀도가 높아짐에 따라 픽셀 사이즈가 작아지고 있다. 이미지 센서의 단위 픽셀들은 광전 변환 소자인 포토다이오드를 포함한다. CMOS 이미지 센서의 고집적화로 인해 포토다이오드의 수평 면적이 감소됨에 따라, 포토다이오드에서 전하를 수용할 수 있는 용량인 FWC (full well capacity)가 감소된다. 이와 같이 감소된 FWC를 가지는 포토다이오드에서, R (red), G (green), 및 B (blue) 칼라 마다 각각 FWC가 달라져서 원하는 감도 및 색 품질 (color quality)을 얻기 어렵다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 감소된 수평 면적을 가지는 포토다이오드에서, 칼라 마다 FWC를 증가시켜 감도 및 색 품질을 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 이미지 센서는 기판의 단위 픽셀 내에 활성 영역을 정의하는 소자분리 영역을 포함한다. 상기 이미지 센서는 상기 활성 영역 내에서 상기 기판의 상면으로부터 상기 기판의 깊이 방향을 따라 연장되는 수직 게이트부와, 상기 활성 영역에서 상기 수직 게이트부의 측벽을 따라 수직 방향으로 연장되는 채널 영역을 포함하는 트랜스퍼 트랜지스터를 포함한다. 상기 활성 영역 내에는 복수의 포토다이오드 영역이 상기 기판의 상면으로부터의 깊이가 서로 다른 위치에 형성되어 있다. 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역 (color adjustment path area)이 상기 채널 영역으로부터 이격된 위치에서 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에 연장되어 있다. 상기 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역은 상기 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에서의 전자 이동 경로를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 이미지 센서는 상면 및 저면을 가지고 활성 영역을 포함하는 기판과, 상기 활성 영역 내에서 상기 기판의 상면으로부터 상기 기판의 깊이 방향을 따라 연장되는 수직 게이트부를 포함하는 트랜스퍼 트랜지스터와, 상기 활성 영역 내에서 상기 기판의 상면으로부터의 깊이가 서로 다른 위치에 형성되어 있는 복수의 포토다이오드 영역과, 상기 활성 영역 내에서 상기 수직 게이트부와 이격되어 있고, 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에 연장되어 상기 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에서의 전자 이동 경로를 제공하는 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역 (color adjustment path area)과, 상기 기판 위에 형성되어 있는 칼라 필터 (color filter)와, 상기 칼라 필터 위에 형성되어 있는 마이크로렌즈 (microlens)를 포함한다. 상기 이미지 센서는 배면 조사형 (backside illumination type) 이미지 센서를 구성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 이미지 센서에 따르면, 미세화된 단위 픽셀 내에서 포토다이오드 영역에서의 FWC를 증가시킬 수 있으며, 우수한 감도 및 색 품질을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예에 따른 이미지 센서의 구성도이다.
도 2는 도 1의 이미지 센서에 포함되는 단위 픽셀의 등가회로도이다.
도 3a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 픽셀의 레이아웃이다.
도 3b는 도 3a의 3B - 3B' 선 단면도이다.
도 3c는 도 3b의 이미지 센서의 변형예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.
도 5a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 픽셀의 레이아웃이고, 도 5b는 도 5a의 5B - 5B' 선 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 픽셀의 레이아웃이고, 도 6b는 도 6a의 6B - 6B' 선 단면도이고, 도 6c는 도 6a의 6C - 6C' 선 단면도이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 픽셀의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 픽셀의 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 픽셀의 레이아웃이고, 도 9b는 도 9a의 9B - 9B' 선 단면도이고, 도 9c는 도 9a의 9C - 9C' 선 단면도이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 배면 조사형 (backside illumination type) 이미지 센서의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 이미지 센서를 포함하는 이미징 시스템 (imaging system)의 블록도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예에 따른 이미지 센서(10)의 구성도이다. 도 1에서는 CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) 이미지 센서 (이하 "CIS"라 함)의 구성도를 예시한다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서(10)는 회로 기판상에 형성된 픽셀 어레이 영역(20) 및 CMOS 제어 회로(30)를 포함한다. 픽셀 어레이 영역(20)은 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 복수의 단위 픽셀(22)을 포함한다. 상기 픽셀 어레이 영역(20)의 주위에 배치되어 있는 상기 CMOS 제어 회로(30)는 복수의 CMOS 트랜지스터(도시 생략)로 구성되며, 상기 픽셀 어레이 영역(20)의 각 단위 픽셀(22)에 일정한 신호를 제공하거나 출력 신호를 제어한다.
상기 단위 픽셀(22)의 구조는 픽셀을 구성하는 요소에 따라 다양하다. 일부 실시예에서, 1 ∼ 5개의 트랜지스터를 구비한 구조를 채용할 수 있다.
도 2는 상기 단위 픽셀(22)의 등가회로도이다.
도 2를 참조하면, 상기 단위 픽셀(22)은 광을 인가받아 광전 변환에 의해 광 전하를 생성하고 생성된 전하를 축적하기 위한 포토다이오드(PD), 상기 포토다이오드(PD)에서 생성된 전하를 플로팅 확산 영역(FD: floating diffusion region)에 운송하는 트랜스퍼 트랜지스터(Tx), 상기 플로팅 확산 영역(FD)에 저장되어 있는 전하를 주기적으로 리셋(reset)시키는 리셋 트랜지스터(Rx), 소스 팔로워 버퍼 증폭기(source follower buffer amplifier) 역할을 하며 상기 플로팅 확산 영역(FD)에 충전된 전하에 따른 신호를 버퍼링(buffering)하는 드라이브 트랜지스터(Dx), 및 상기 단위 픽셀(22)을 선택하기 위한 스위칭(switching) 및 어드레싱(addressing) 역할을 하는 셀렉트 트렌지스터(Sx)를 포함한다. 도 2에 있어서, "RS"는 리셋 트랜지스터(Rx)의 게이트에 인가되는 신호이고, "TG"는 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 게이트에 인가되는 신호이고, "SEL"은 셀렉트 트렌지스터(Sx)의 게이트에 인가되는 신호이다.
도 2에는 1개의 포토다이오드(PD)와 4개의 MOS 트랜지스터(Tx, Rx, Dx, Sx)로 구성된 단위 픽셀의 회로 구성을 예시하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서(100)를 설명하기 위한 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 3a는 이미지 센서(100)의 단위 픽셀(104)의 레이아웃이고, 도 3b는 도 3a의 3B - 3B' 선 단면도이다. 상기 단위 픽셀(104)은 도 1에 예시한 복수의 단위 픽셀(22)중 적어도 하나를 구성할 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 있어서, 도 1 및 도 2에서와 동일 또는 유사한 부재들에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 기판(102)의 단위 픽셀(104) 내에 활성 영역(106)을 정의하는 소자분리 영역(108)이 형성되어 있다. 상기 소자분리 영역(108)은 기판(102)에 형성된 트렌치(102C) 내에 형성되어 있다.
일부 실시예에서, 상기 기판(102)은 P 형 반도체 기판이다. 예를 들면, 상기 기판(102)은 P형 실리콘 기판으로 이루어질 수 있다. 상기 기판(102) 내에 딥웰(110)이 형성되어 있다. 일부 실시예에서, 상기 딥 웰(110)은 P 형 웰이다. 일부 실시예에서, 상기 딥 웰(110)에서의 도핑 농도는 상기 기판(102)에서의 도핑 농도보다 더 높다.
상기 기판(102)에서 상기 소자분리 영역(108)에 의해 단위 픽셀(104)이 분리된다. 상기 소자분리 영역(108)은 절연 물질로 이루어진다. 상기 기판(102)에는 상기 소자분리 영역(108)의 측벽 및 저면을 포위하는 불순물 영역(112)이 형성되어 있다. 일부 실시예에서, 상기 불순물 영역(112)은 P 형 웰이다. 일부 실시예에서, 상기 불순물 영역(112)에서의 도핑 농도는 상기 기판(102)에서의 도핑 농도보다 더 높다. 상기 불순물 영역(112)은 크로스토크 (cross-talk)를 방지하는 역할을 할 수 있다.
상기 활성 영역(106)에서 상기 기판(102)에는 리세스 영역(102R)이 형성되어 있다. 상기 리세스 영역(102R) 근방에는 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)가 형성되어 있다. 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 게이트 전극(120)은 상기 기판(102)의 상면(102T)으로부터 상기 기판(102)의 깊이 방향을 따라 연장되는 수직 게이트부(120V)와, 상기 수직 게이트부(120V)의 상부로부터 상기 기판(102)의 상면(102T) 위에 연장되는 수평 게이트부(120H)를 포함한다. 상기 수직 게이트부(120V)는 상기 리세스 영역(102R) 내에 형성된다. 상기 수평 게이트부(120H)의 상면은 절연 캡핑층(122)에 의해 덮여 있고, 상기 수평 게이트부(120H)의 측벽들은 절연 스페이서(124)에 의해 덮여 있다.
상기 게이트 전극(120)과 상기 기판(102)과의 사이에는 게이트 절연막(126)이 형성되어 있다. 상기 기판(102)의 리세스 영역(102R) 주위에는 채널 불순물 영역(128)이 제공된다. 상기 채널 불순물 영역(128)은 상기 게이트 절연막(126)을 사이에 두고 상기 수직 게이트부(120V)를 포위하도록 형성된다. 일부 실시예에서, 상기 채널 불순물 영역(128)에 의하여 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 문턱 전압이 조절된다. 일부 실시예에서, 상기 채널 불순물 영역(128)은 기판(102)에서보다 더 높은 도핑 농도를 가지는 P형 불순물 영역으로 이루어진다.
상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)는 상기 활성 영역(106)에서 상기 수직 게이트부(120V)의 측벽들을 따라 수직 방향으로 연장되는 제1 채널 영역(CH1)과, 상기 수직 게이트부(120V)의 저면 근방에 위치되는 제2 채널 영역(CH2)과, 상기 수평 게이트부(120H)의 저면 근방에 위치되는 제3 채널 영역(CH3)을 포함한다.
상기 활성 영역(106) 내에서 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 일측에는 상기 기판(102)의 표면(102T)으로부터 기판(102)의 깊이 방향으로 소정 두께를 가지는 HAD (hole accumulated device) 영역(130)이 형성되어 있다. 상기 HAD 영역(130)은 P+ 형 반도체 영역으로 이루어질 수 있다.
상기 활성 영역(106) 내에는 포토다이오드(PD)가 형성되어 있다. 상기 포토다이오드(PD)는 기판(102)의 상면으로부터의 깊이가 서로 다른 위치에 각각 형성된 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2)을 포함한다. 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2)은 서로 수직적으로 오버랩되어 있다.
상기 기판(102)은 그 깊이 방향에 따라 광 흡수 특성이 다르다. 따라서, 기판(102)에서 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2)은 외부로부터 입사되는 다양한 파장의 빛을 광전 변환하여 전하를 축적하기 위하여 상기 입사되는 빛의 파장 길이에 따라 상기 기판(102) 내에 다양한 깊이로 형성될 수 있다.
도 3b에는 포토다이오드(PD)가 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2)으로 이루어지는 2 개의 포토다이오드 영역으로 구성되는 경우를 예시하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며, 3 개 또는 그 이상의 포토다이오드 영역이 수직적으로 오버랩되어 있는 포토다이오드를 형성할 수도 있다.
상기 포토다이오드(PD)는 제1 도전형을 가지는 제1 반도체 영역(132)과, 상기 제1 반도체 영역(132)을 사이에 두고 서로 이격되어 있고 상기 제1 도전형과 다른 제2 도전형을 가지는 복수의 제2 반도체 영역(142, 144)을 포함한다. 상기 제1 반도체 영역(132)은 P- 형 불순물 영역으로 이루어지고, 상기 제2 반도체 영역(142, 144)은 N 형 불순물 영역으로 이루어진다. 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1)은 제2 반도체 영역(142)과 상기 HAD 영역(130)과의 접합면 (junction)을 포함한다. 상기 제2 포토다이오드 영역(PD2)은 제2 반도체 영역(144)과 상기 제1 반도체 영역(132)과의 접합면을 포함한다.
상기 이미지 센서(100)는 칼라 조정 경로 영역 (color adjustment path area)(150)을 포함한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2) 사이에서의 전자 이동 경로를 제공한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 포토다이오드(PD)의 제2 반도체 영역(142, 144)과 동일한 도전형을 가지는 반도체 영역으로 이루어진다.
상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 기판(102)의 표면, 예를 들면 기판(102)의 리세스 영역(102R)에서의 기판(102)의 표면, 및 트렌치(102C)에서의 기판(102)의 표면으로부터 이격된 위치에 형성된다. 기판(102)의 리세스 영역(102R) 및 트렌치(102C)와 같이 식각 분위기에 노출된 기판(102)의 표면에는 기판(102)의 손상에 의해 결함 (defect)이 존재할 수 있다. 상기 칼라 조정 경로 영역(150)에 결함이 존재하는 경우에는 전하 전송 불량이 발생되거나 암전류 (dark current)를 발생시킬 수 있으므로, 상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 리세스 영역(102R) 및 트렌치(102C)와 같은 기판(102)의 표면으로부터 이격된 위치에 형성된다.
상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 포토다이오드(PD)의 일부를 사이에 두고 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)와 이격되어 있다. 상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 제1 내지 제3 채널 영역(CH1, CH2, CH3)과 이격된 위치에서 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1)와 상기 제2 포토다이오드 영역(PD2)와의 사이에 연장되어 있다. 또한, 상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 소자분리 영역(108) 및 상기 소자분리 영역(108)을 포위하는 불순물 영역(112)과 이격된 위치에 형성되어 있다.
상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 기판(102)의 내부 중 상기 게이트 전극(120)의 수평 게이트부(120H)와 수직적으로 오버랩되지 않는 위치에 형성되어 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 일부 실시예에서, 상기 게이트 전극(120)의 수평 게이트부(120H)가 상기 기판(102)의 상면(102T) 위에서 포토다이오드(PD)가 형성되어 있는 방향으로 더 연장될 수 있다. 그리고, 상기 칼라 조정 경로 영역(150)의 적어도 일부가 상기 게이트 전극(120)의 수평 게이트부(120H)와 수직적으로 오버랩되도록 형성될 수도 있다.
상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 포토다이오드(PD)의 수평 방향에서의 에지(PD_E) (도 3a 참조)로부터 상기 포토다이오드(PD)의 내측 방향으로 이격된 위치에 형성된다. 따라서, 상기 칼라 조정 경로 영역(150)이 그 측벽 주위에서 상기 포토다이오드(PD)에 의해 포위된다.
상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 복수의 제2 반도체 영역(142, 144) 중 기판(102)의 상면(102T)에 더 가까운 제2 반도체 영역(142)으로부터, 상기 제1 반도체 영역(132)을 관통하여, 기판(102)의 저면(102B)에 더 가까운 제2 반도체 영역(144)까지 연장되는 기둥 형상을 가진다.
상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 제1 반도체 영역(132)을 그 깊이 방향을 따라 완전히 관통하고, 상기 제2 반도체 영역(142, 144)을 그 깊이 방향을 따라 일부만 관통하도록 형성된다. 일부 실시예에서, 상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 제1 반도체 영역(132) 및 제2 반도체 영역(142, 144)을 완전히 관통하도록 형성될 수 있다.
상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 그 일부가 상기 수직 게이트부(120V)와 수평적으로 오버랩되는 위치에서 상기 수직 게이트부(120V)와 수직 방향으로 평행하게 연장된다. 상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 대략 일자형 기둥 형상을 가진다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 일자형과 다른 형상을 가질 수 있다.
상기 칼라 조정 경로 영역(150)은 상기 포토다이오드(PD)에 신호 전하를 축적할 때 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2) 중 어느 하나의 포토다이오드 영역의 FWC (full well capacity)를 초과하는 전하량 (charge amount)을 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2) 중 다른 하나의 포토다이오드 영역측으로 유동(flow)시키기 위한 전자 이동 경로로서 사용된다. 따라서, 각각 서로 다른 파장을 가지는 빛의 전자들이, 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2)의 공간적 한계에 영향을 받지 않고, 상기 칼라 조정 경로 영역(150)에 의해 증가된 FWC를 가지는 포토다이오드(PD)에 축적될 수 있다. 상기 칼라 조정 경로 영역(150)을 이용함으로써, 이미지 센서의 다양한 동작 환경하에서, 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2)의 공간적 한계에 영향을 받지 않고, 서로 다른 칼라들에 대응하는 서로 다른 파장의 빛으로부터 얻어지는 전자들 각각에 대한 FWC를 가변적으로 조정하는 것이 가능하다.
상기 활성 영역(106)에서 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 중심으로 상기 포토다이오드(PD)가 형성된 측의 반대측에는 상기 기판(102)의 상면(102T)으로부터 기판(102)의 깊이 방향으로 소정 두께를 가지는 플로팅 확산 영역(160)이 형성되어 있다.
상기 기판(102)의 상면(102T) 또는 저면(102B)으로부터 포토다이오드(PD)에 입사한 빛은 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2)에서 광전 변환되고, 신호 전하가 생성된다. 생성된 신호 전하는 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1)을 구성하는 제2 반도체 영역(142), 또는 상기 제2 포토다이오드 영역(PD2)을 구성하는 제2 반도체 영역(144)에 축적된다. 상기 제2 반도체 영역(142, 144) 중 어느 하나의 영역에서 FWC를 초과하면, 상기 FWC를 초과하는 전하들은 상기 칼라 조정 경로 영역(150)을 통해 상기 제2 반도체 영역(142, 144) 중 다른 하나의 영역측으로 유동될 수 있다.
상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 게이트 전극(120)에 인가되는 전압에 따라 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 제1 내지 제3 채널 영역(CH1, CH2, CH3)의 포텐셜이 변화될 수 있다. 상기 제2 반도체 영역(142, 144)에 신호 전하가 축적된 후, 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 게이트 전극(120)에 소정의 전압을 인가하면, 상기 제2 반도체 영역(142, 144) 및 칼라 조정 경로 영역(150)에 있는 신호 전하들이 상기 제1 내지 제3 채널 영역(CH1, CH2, CH3)을 통해 상기 플로팅 확산 영역(160)으로 전송될 수 있다.
상기 이미지 센서(100)는 기판(102)의 깊이 방향을 따라 수직적으로 오버랩되어 있는 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2)과, 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2) 사이에서 전자 이동 경로를 제공하는 칼라 조정 경로 영역(150)을 포함함으로써, 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2)에서의 FWC를 증가시킬 수 있다. 따라서, 이미지 센서(100)의 단위 픽셀 사이즈가 미세화되어도 포토다이오드 영역에서의 FWC를 증가시킬 수 있으며, 우수한 감도 및 색 품질을 제공할 수 있다.
도 3c는 도 3b의 이미지 센서(100)의 변형예에 따른 이미지 센서(100A)를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3c에 있어서, 도 3b에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3c를 참조하면, 이미지 센서(100A)는 칼라 조정 경로 영역(150A)을 포함한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(150A)에 대한 상세한 구성은 도 3b를 참조하여 상기 칼라 조정 경로 영역(150)에 대하여 설명한 바와 같다. 단, 상기 칼라 조정 경로 영역(150A)은 상기 복수의 제2 반도체 영역(142, 144) 중 기판(102)의 상면(102T)에 더 가까운 제2 반도체 영역(142)으로부터, 상기 제1 반도체 영역(132) 및 제2 반도체 영역(144)을 그 깊이 방향을 따라 완전히 관통하도록 형성된다. 일부 실시예에서, 상기 칼라 조정 경로 영역(150A)은 상기 제2 반도체 영역(142)을 완전히 관통하도록 형성될 수도 있다.
도 4a 내지 도 4i는 이미지 센서(100)의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 도 4a 내지 도 4i에 있어서, 도 1, 도 2, 도 3a, 및 도 3b에서와 동일 또는 유사한 부재들에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 4a를 참조하면, P 형 기판(102)을 준비한다. 상기 기판(102)에 P+ 형의 딥 웰(110)을 형성한다. 상기 기판(102)에 트렌치(102C)를 형성한 후, 상기 트렌치(102C)의 내벽을 통해 기판(102)에 불순물 이온을 주입하여 상기 트렌치(102C) 주위에 P+ 형의 불순물 영역(112)을 형성한다. 그 후, 상기 트렌치(102C) 내에 소자분리 영역(108)을 형성하여 기판(102)에 활성 영역(106)을 정의한다.
상기 기판(102)상에 제1 마스크(412)를 형성한다. 일부 실시예에서, 상기 제1 마스크(412)는 포토레지스트로 이루어진다. 그 후, 상기 제1 마스크(412)를 이온주입 마스크로 이용하여 상기 기판(102)의 활성 영역(106)에 불순물 이온을 주입하여 P- 형의 제1 반도체 영역(132)을 형성한다.
도 4b를 참조하면, 도 4a의 공정에서 사용된 제1 마스크(412)를 제거한 후, 상기 기판(102)상에 제2 마스크(414)를 형성한다. 일부 실시예에서, 상기 제2 마스크(414)는 포토레지스트로 이루어진다. 상기 제2 마스크(414)를 이온주입 마스크로 이용하여 상기 기판(102)의 활성 영역(106)에 불순물 이온을 주입하여 상기 제1 반도체 영역(132)의 상부에 N 형의 제2 반도체 영역(142)을 형성한다.
도 4c를 참조하면, 도 4b의 공정에서 사용된 제2 마스크(414)를 제거한 후, 상기 기판(102)상에 제3 마스크(416)를 형성한다. 일부 실시예에서, 상기 제3 마스크(416)는 포토레지스트로 이루어진다. 상기 제3 마스크(416)를 이온주입 마스크로 이용하여 상기 기판(102)의 활성 영역(106)에 불순물 이온을 주입하여 상기 제1 반도체 영역(132)의 하부에서 상기 제1 반도체 영역(132)과의 접합면을 가지는 N 형의 제2 반도체 영역(144)을 형성한다.
본 예에서는 복수의 제2 반도체 영역(142, 144) 중 상측의 제2 반도체 영역(142)을 먼저 형성한 후, 하측의 제2 반도체 영역(144)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 도 4c의 공정에 따라 하측의 제2 반도체 영역(144)을 먼저 형성한 후, 도 4b의 공정에 따라 상측의 제2 반도체 영역(142)을 형성하는 것도 가능하다.
도 4d를 참조하면, 도 4c의 공정에서 사용된 제3 마스크(416)를 제거한 후, 상기 기판(102)상에 제4 마스크(418)를 형성한다. 일부 실시예에서, 상기 제4 마스크(418)는 포토레지스트로 이루어진다. 상기 제4 마스크(418)를 이온주입 마스크로 이용하여 상기 기판(102)의 활성 영역(106)에 불순물 이온을 주입하여, 상기 제2 반도체 영역(142, 144) 사이에 연결되고 상기 제1 반도체 영역(132)을 관통하는 N 형의 칼라 조정 경로 영역(150)을 형성한다.
도 4e를 참조하면, 도 4d의 공정에서 사용된 제4 마스크(418)를 제거한 후, 상기 기판(102)상에 제5 마스크(420)를 형성한다. 일부 실시예에서, 상기 제5 마스크(420)는 포토레지스트로 이루어진다. 상기 제5 마스크(420)를 이온주입 마스크로 이용하여 상기 기판(102)의 활성 영역(106)에 불순물 이온을 주입하여, 상기 기판(102)의 상면(102T)으로부터 기판(102)의 깊이 방향을 따라 상기 제2 반도체 영역(142)의 상면까지 연장되는 P+ 형의 HAD 영역(130)을 형성한다. 상기 P+ 형의 HAD 영역(130)은 상기 제2 반도체 영역(142)의 상면과의 접합면을 가지도록 형성된다. 그 결과, 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2)을 포함하는 포토다이오드(PD)가 형성된다.
도 4f를 참조하면, 도 4e의 공정에서 사용된 제5 마스크(420)를 제거한 후, 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)가 형성될 영역에 불순물 이온을 주입하여 채널 불순물 영역(128)을 형성한다. 상기 채널 불순물 영역(128)에는 P형 불순물이 도핑될 수 있다. 그 후, 상기 기판(102)의 일부를 식각하여 리세스 영역(102R)를 형성한다.
일부 실시예에서, 저면 및 상부에서 각각 라운딩된 코너를 가지는 리세스 영역(102R)을 형성하기 위하여, 상기 리세스 영역(120R)을 형성하기 전에, 상기 채널 불순물 영역(128)에서 상기 기판(102)을 일부 식각하여 게이트용 트렌치(도시 생략)를 형성한 후, 열산화 공정을 행하여 상기 게이트용 트렌치의 측벽 및 저면에 열산화막(도시 생략)을 형성하고, 상기 열산화막을 습식 식각 공정에 의해 제거하는 일련의 공정들을 수행할 수 있다. 그 결과, 도 4f에 도시한 바와 같이, 저면 및 상부에서 각각 라운딩된 코너를 가지는 리세스 영역(102R)을 형성할 수 있다.
도 4g를 참조하면, 상기 기판(102)상에 게이트 절연막(126)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(126) 위에 게이트 전극(120) 형성을 위한 도전층(120L)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(126)은 기판(102)상에서 상기 리세스된 영역(102R)의 측벽 및 저면의 프로파일을 따라 컨포멀하게 형성된다.
상기 도전층(120L)은 상기 리세스 영역(102R) 내부를 채우도록 형성된다. 상기 도전층(120L)은 도핑된 폴리실리콘, 금속, 금속 질화물, 또는 금속 실리사이드 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
도 4h를 참조하면, 도전층(120L) 위에 절연 캡핑층(122)을 형성하고, 상기 절연 캡핑층(122)을 식각 마스크로 이용하여 상기 도전층(120L)을 식각하여, 수직 게이트부(120V) 및 수평 게이트부(120H)를 포함하는 게이트 전극(120)을 형성한다. 그 후, 상기 게이트 전극(120)의 측벽들을 덮는 절연 스페이서(124)를 형성한다.
도 4i를 참조하면, 상기 게이트 전극(120) 및 포토다이오드(PD) 위에서 상기 기판(102)을 덮는 제6 마스크(도시 생략)를 형성한 후, 상기 제6 마스크를 이온주입 마스크로 이용하여 상기 기판(102)의 활성 영역(106)에 불순물 이온을 주입하여, 상기 기판(102)의 상면(102T)으로부터 기판(102)의 깊이 방향을 따라 소정의 두께를 가지는 플로팅 확산 영역(160)을 형성한다. 그 후, 상기 제6 마스크를 제거한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서(200)를 설명하기 위한 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 5a는 이미지 센서(200)의 단위 픽셀(204)의 레이아웃이고, 도 5b는 도 5a의 5B - 5B' 선 단면도이다. 상기 단위 픽셀(204)은 도 1에 예시한 복수의 단위 픽셀(22)중 적어도 하나를 구성할 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 있어서, 도 1, 도 2, 도 3a, 및 도 3b에서와 동일 또는 유사한 부재들에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 이미지 센서(200)는 칼라 조정 경로 영역(250)을 포함한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2) 사이에서의 전자 이동 경로를 제공한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 상기 포토다이오드(PD)의 제2 반도체 영역(142, 144)과 동일한 도전형을 가지는 반도체 영역으로 이루어진다.
상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 기판(102)의 표면, 예들 들면 기판(102)의 리세스 영역(102R)에서의 기판(102)의 표면, 및 트렌치(102T)에서의 기판(102)의 표면으로부터 이격된 위치에 형성된다.
상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 상기 포토다이오드(PD)의 수평 방향에서의 에지(PD_E) (도 5a 참조)에 접하는 위치에 형성되어 있으며, 포토다이오드(PD)에 의해 부분적으로 포위되어 있다. 상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 상기 에지(PD_E) 중 수직 게이트부(120V)로부터 가장 먼 위치에 있는 에지 부분과 접해 있다.
상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 소자분리 영역(108)과 이격되어 있으며, 상기 칼라 조정 경로 영역(250)의 일부가 소자분리 영역(108)을 포위하는 불순물 영역(112)에 접촉한다. 일부 실시예에서, 상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 상기 포토다이오드(PD)의 수평 방향에서의 에지(PD_E) 근방에서 상기 불순물 영역(112)에 접촉되지 않는 위치에 형성될 수 있다.
상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 상기 포토다이오드(PD)를 사이에 두고 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)와 이격되어 있다. 상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 제1 포토다이오드 영역(PD1)과 상기 제2 포토다이오드 영역(PD2)과의 사이에서 수직 방향으로 연장되어 있다.
상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 제1 반도체 영역(132) 및 복수의 제2 반도체 영역(142, 144) 각각의 수평 방향에서의 에지에서 상기 제1 반도체 영역(132) 및 복수의 제2 반도체 영역(142, 144)과 각각 접촉한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 그 일부가 수직 게이트부(120V)와 수평적으로 오버랩되는 위치에서 상기 수직 게이트부(120V)와 수직 방향으로 평행하게 연장된다. 도 5b에는 대략 일자형 기둥 형상을 가지는 칼라 조정 경로 영역(250)을 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 일자형과 다른 형상을 가질 수 있다.
상기 칼라 조정 경로 영역(250)은 상기 포토다이오드(PD)에 신호 전하를 축적할 때 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2) 중 어느 하나의 포토다이오드 영역의 FWC를 초과하는 전하량을 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2) 중 다른 하나의 포토다이오드 영역측으로 유동시키기 위한 전자 이동 경로로서 사용된다.
상기 기판(102)의 상면(102T) 또는 저면(102B)으로부터 포토다이오드(PD)에 입사한 빛은 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2)에서 광전 변환되고, 신호 전하가 생성된다. 생성된 신호 전하는 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1)을 구성하는 제2 반도체 영역(142), 또는 상기 제2 포토다이오드 영역(PD2)을 구성하는 제2 반도체 영역(144)에 축적된다. 상기 제2 반도체 영역(142, 144) 중 어느 하나의 영역에서 FWC를 초과하면, 상기 FWC를 초과하는 전하들은 상기 칼라 조정 경로 영역(250)을 통해 상기 제2 반도체 영역(142, 144) 중 다른 하나의 영역측으로 유동한다. 상기 제2 반도체 영역(142, 144)에 신호 전하가 축적된 후, 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 게이트 전극(120)에 소정의 전압을 인가하면, 상기 제2 반도체 영역(142, 144) 및 칼라 조정 경로 영역(250)에 있는 신호 전하들이 상기 제1 내지 제3 채널 영역(CH1, CH2, CH3)을 통해 상기 플로팅 확산 영역(160)으로 전송될 수 있다.
상기 이미지 센서(200)는 기판(102)의 깊이 방향을 따라 수직적으로 오버랩되어 있는 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2)와, 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2) 사이에서 전자 이동 경로를 제공하는 칼라 조정 경로 영역(250)을 포함함으로써, 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2)에서의 FWC를 증가시킬 수 있다. 따라서, 이미지 센서(200)의 단위 픽셀 사이즈가 미세화되어도 포토다이오드 영역에서의 FWC를 증가시킬 수 있으며, 우수한 감도 및 색 품질을 제공할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서(300)를 설명하기 위한 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 6a는 이미지 센서(300)의 단위 픽셀(304)의 레이아웃이고, 도 6b는 도 6a의 6B - 6B' 선 단면도이고, 도 6c는 도 6a의 6C - 6C' 선 단면도이다. 상기 단위 픽셀(304)은 도 1에 예시한 복수의 단위 픽셀(22)중 적어도 하나를 구성할 수 있다. 도 6a 내지 도 6c에 있어서, 도 1, 도 2, 도 3a, 및 도 3b에서와 동일 또는 유사한 부재들에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 이미지 센서(300)는 복수의 칼라 조정 경로 영역(350)을 포함한다. 상기 복수의 칼라 조정 경로 영역(350)은 소정 거리를 사이에 두고 서로 이격되어 있는 제1 칼라 조정 경로 영역(350A) 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350B)을 포함한다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2) 사이에서의 전자 이동 경로를 제공한다. 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 상기 포토다이오드(PD)의 제2 반도체 영역(142, 144)과 동일한 도전형을 가지는 반도체 영역으로 이루어진다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 기판(102)의 표면, 예들 들면 기판(102)의 리세스 영역(102R)에서의 기판(102)의 표면, 및 트렌치(102C)에서의 기판(102)의 표면으로부터 이격된 위치에 형성된다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 상기 포토다이오드(PD)의 수평 방향에서의 에지에 접하는 위치에 형성되어 있으며, 포토다이오드(PD)에 의해 부분적으로 포위되어 있다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 그 일부가 불순물 영역(112)에 접촉한다. 일부 실시예에서, 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B) 중 적어도 하나는 상기 포토다이오드(PD)의 수평 방향에서의 에지(PD_E)에 접하고, 상기 불순물 영역(112)에는 접하지 않는 위치에 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 상기 포토다이오드(PD)를 사이에 두고 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)와 이격되어 있다. 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 제1 포토다이오드 영역(PD1)과 제2 포토다이오드 영역(PD2)과의 사이에서 수직 방향으로 연장되어 있다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 제1 반도체 영역(132) 및 복수의 제2 반도체 영역(142, 144) 각각의 수평 방향에서의 에지측에서 상기 제1 반도체 영역(132) 및 복수의 제2 반도체 영역(142, 144)과 접촉한다. 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 그 일부가 수직 게이트부(120V)와 수평적으로 오버랩되는 위치에서 상기 수직 게이트부(120V)와 수직 방향으로 평행하게 연장되는 기둥 형상을 가진다. 도 6c에는 각각 대략 일자형 기둥 형상을 가지는 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)을 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 일자형과 다른 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 서로 다른 형상을 가질 수 있다.
도 6c에는 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)이 서로 동일한 레벨에서 동일한 깊이를 가지도록 형성된 경우를 예시하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 서로 다른 레벨에 형성될 수 있다. 다른 일부 실시예에서, 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 기판(102)의 깊이 방향에서 서로 다른 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)은 각각 상기 포토다이오드(PD)에 신호 전하를 축적할 때 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2) 중 어느 하나의 포토다이오드 영역의 FWC를 초과하는 전하량을 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2) 중 다른 하나의 포토다이오드 영역측으로 유동시키기 위한 전자 이동 경로로서 사용된다.
상기 기판(102)의 상면(102T) 또는 저면(102B)으로부터 포토다이오드(PD)에 입사한 빛은 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1) 및 제2 포토다이오드 영역(PD2)에서 광전 변환되고, 신호 전하가 생성된다. 생성된 신호 전하는 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1)을 구성하는 제2 반도체 영역(142), 또는 상기 제2 포토다이오드 영역(PD2)을 구성하는 제2 반도체 영역(144)에 축적된다. 상기 제2 반도체 영역(142, 144) 중 어느 하나의 영역에서 FWC를 초과하면, 상기 FWC를 초과하는 전하들은 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B) 중 적어도 하나를 통해 상기 제2 반도체 영역(142, 144) 중 다른 하나의 영역측으로 유동한다. 상기 제2 반도체 영역(142, 144)에 신호 전하가 축적된 후, 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 게이트 전극(120)에 소정의 전압을 인가하면, 상기 제2 반도체 영역(142, 144)과 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)에 있는 신호 전하들이 상기 제1 내지 제3 채널 영역(CH1, CH2, CH3)을 통해 상기 플로팅 확산 영역(160)으로 전송될 수 있다.
상기 이미지 센서(300)는 기판(102)의 깊이 방향을 따라 수직적으로 오버랩되어 있는 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2)과, 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2) 사이에서 전자 이동 경로를 제공하는 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)을 포함함으로써, 상기 제1 및 제2 포토다이오드 영역(PD1, PD2)에서의 FWC를 증가시킬 수 있다. 따라서, 이미지 센서(300)의 단위 픽셀 사이즈가 미세화되어도 포토다이오드 영역에서의 FWC를 증가시킬 수 있으며, 우수한 감도 및 색 품질을 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서(400)의 단위 픽셀(404)의 단면도이다. 상기 단위 픽셀(404)은 도 1에 예시한 복수의 단위 픽셀(22)중 적어도 하나를 구성할 수 있다. 도 7에 있어서, 도 1, 도 2, 도 3a, 및 도 3b에서와 동일 또는 유사한 부재들에 대하여는 동일 또는 유사한 부호를 부여한다. 예를 들면, 도 7에서 "4xx"로 표시한 부재는 도 3a 및 도 3b에서 "1xx"로 표시한 부재와 동일 또는 유사한 부재이다. 따라서, 여기서는 중복을 피하기 위하여 이들에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 7을 참조하면, 상기 이미지 센서(400)의 단위 픽셀(404)에서, 기판(402)의 활성 영역(406)에는 기판(402)의 상면(402T)으로부터 상기 기판(402)의 깊이 방향을 따라 차례로 형성된 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4)을 가지는 포토다이오드(PD)가 형성되어 있다.
상기 포토다이오드(PD)는 수직 방향을 따라 서로 1 개씩 교대로 배치되어 있는 3 개의 제1 반도체 영역(432, 434, 436) 및 4 개의 제2 반도체 영역(442, 444, 446, 448)을 포함한다. 상기 제1 반도체 영역(432, 434, 436)은 P- 형 불순물 영역으로 이루어지고, 상기 제2 반도체 영역(442, 444, 446, 448)은 N 형 불순물 영역으로 이루어진다.
상기 제1 포토다이오드 영역(PD1)은 제2 반도체 영역(442)과 HAD 영역(130)과의 접합면을 포함한다. 상기 제2 포토다이오드 영역(PD2)은 제2 반도체 영역(444)과 제1 반도체 영역(432)과의 접합면을 포함한다. 상기 제3 포토다이오드 영역(PD3)은 제2 반도체 영역(446)과 제1 반도체 영역(434)과의 접합면을 포함한다. 상기 제4 포토다이오드 영역(PD4)은 제2 반도체 영역(448)과 제1 반도체 영역(436)과의 접합면을 포함한다.
상기 제4 포토다이오드 영역(PD4)을 구성하는 제2 반도체 영역(448)은 제2 채널 영역(CH2)을 사이에 두고 수직 게이트부(420V)의 저면과 대향하도록 형성된다.
상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4)은 서로 수직적으로 오버랩되어 있다.
상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 각각의 깊이는 기판(102)에 입사되는 빛의 파장들의 투과 깊이, 즉 상기 기판(102) 내에서 특정 파장의 빛의 강도가 제일 강한 깊이에 대응될 수 있다. 예를 들면, 기판(102)의 상면(102T)으로부터 기판(102) 내에 빛이 입사되는 표면 조사형 (front side illumination type) 이미지 센서인 경우, 상기 제1 포토다이오드 영역(PD1)은 파장이 비교적 짧은 청색 (B) 빛의 투과 깊이에 대응되도록 배치될 수 있다. 상기 제2 포토다이오드 영역(PD2)은 녹색 (G) 빛의 투과 깊이에 대응되도록 배치될 수 있다. 상기 제3 포토다이오드 영역(PD3)은 적색 (R) 빛의 투과 깊이에 대응되도록 배치될 수 있다. 상기 제4 포토다이오드 영역(PD4)은 적외선의 투과 깊이에 대응되도록 배치될 수 있다. 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4)을 상기와 같이 기판(102) 내부의 서로 다른 깊이에 형성함으로써, 기판(102)의 깊이에 따라 색 분리가 가능하며, 3 차원 영상의 이미지 센서를 구현할 수 있다. 다른 예로서, 기판(102)의 저면(102B)으로부터 기판(102) 내에 빛이 입사되는 배면 조사형 (backside illumination type) 이미지 센서의 경우에도 상기 표면 조사형 이미지 센서와 유사한 구성을 가질 수 있다. 단, 배면 조사형 이미지 센서의 경우, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4)에서 분리되는 칼라의 종류는 기판(102)의 저면(102B)으로부터의 투과 깊이에 따라 결정된다.
상기 이미지 센서(400)는 칼라 조정 경로 영역(450)을 포함한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(450)은 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 사이에서의 전자 이동 경로를 제공한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(450)은 상기 포토다이오드(PD)의 제2 반도체 영역(442, 444, 446, 448)과 동일한 도전형을 가지는 반도체 영역으로 이루어진다.
상기 칼라 조정 경로 영역(450)은 상기 포토다이오드(PD)에 신호 전하를 축적할 때 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 일부의 포토다이오드 영역에서의 FWC를 초과하는 전하량을 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 다른 일부의 포토다이오드 영역측으로 유동시키기 위한 전자 이동 경로로서 사용된다.
상기 칼라 조정 경로 영역(450)에 대한 보다 상세한 구성은 도 3a 및 도 3b를 참조하여 칼라 조정 경로 영역(150)에 대하여 설명한 바를 참조한다.
도 7에 예시한 이미지 센서(400)를 형성하기 위하여 도 4a 내지 도 4i를 참조하여 설명한 공정들과 유사한 공정들을 수행할 수 있다. 단, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4)을 포함하는 포토다이오드(PD)를 형성하기 위하여, 먼저 도 4a를 참조하여 제1 반도체 영역(132)의 형성 공정에 대하여 설명한 바와 유사한 방법으로, 상기 3 개의 제1 반도체 영역(432, 434, 436)을 순차적으로 형성한다. 상기 3 개의 제1 반도체 영역(432, 434, 436)을 형성하기 위한 각각의 이온주입 공정은 동일한 이온주입 마스크를 사용하여 수행될 수 있다. 그리고, 도 4b 및 도 4c를 참조하여 제2 반도체 영역(142, 144)의 형성 공정에 대하여 설명한 바와 유사한 방법으로, 상기 4 개의 제2 반도체 영역(442, 444, 446, 448)을 순차적으로 형성한다. 일부 실시예에서, 상기 제2 반도체 영역(442, 444, 446, 448) 중 일부의 제2 반도체 영역, 예를 들면 3 개의 제2 반도체 영역(442, 444, 446)을 형성하기 위한 각각의 이온주입 공정은 동일한 이온주입 마스크를 사용하여 수행될 수 있다. 그 후, 도 4d를 참조하여 칼라 조정 경로 영역(150)의 형성 공정에 대하여 설명한 바와 유사한 방법으로, 상기 칼라 조정 경로 영역(450)을 형성한다.
도 7에는 상기 칼라 조정 경로 영역(450)이 상기 4 개의 제2 반도체 영역(442, 444, 446, 448) 중 기판(402)의 상면(402T)에 더 가까운 제2 반도체 영역(442)으로부터, 기판(402)의 저면(402B)에 더 가까운 제2 반도체 영역(448)까지 대략 일자형 기둥 형상으로 연장되어 있는 경우를 예시하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 칼라 조정 경로 영역(450)은 일자형과 다른 다양한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 이미지 센서(400)는 도 7에 예시한 바와 같은 1 개의 불순물 영역으로 이루어지는 상기 칼라 조정 경로 영역(450) 대신, 기판(402)의 상면(402T)으로부터 서로 다른 깊이에 형성되는 복수의 불순물 영역으로 이루어지는 복수의 칼라 조정 경로 영역(도시 생략)을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서(500)의 단위 픽셀(504)의 단면도이다. 상기 단위 픽셀(504)은 도 1에 예시한 복수의 단위 픽셀(22)중 적어도 하나를 구성할 수 있다. 도 8에 있어서, 도 1 내지 도 7에서와 동일 또는 유사한 부재들에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 상기 이미지 센서(500)는 기판(402)의 상면(402T)으로부터 상기 기판(402)의 깊이 방향을 따라 차례로 형성된 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4)을 가지는 포토다이오드(PD)를 포함한다. 상기 이미지 센서(500)는 칼라 조정 경로 영역(550)을 포함한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(550)은 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 사이에서의 전자 이동 경로를 제공한다. 상기 칼라 조정 경로 영역(550)은 상기 포토다이오드(PD)의 제2 반도체 영역(442, 444, 446, 448)과 동일한 도전형을 가지는 반도체 영역으로 이루어진다.
상기 칼라 조정 경로 영역(550)은 상기 포토다이오드(PD)에 신호 전하를 축적할 때 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 일부의 포토다이오드 영역에서의 FWC를 초과하는 전하량을 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 다른 일부의 포토다이오드 영역측으로 유동시키기 위한 전자 이동 경로로서 사용된다.
상기 칼라 조정 경로 영역(550)에 대한 보다 상세한 구성은 도 5a 및 도 5b를 참조하여 칼라 조정 경로 영역(250)에 대하여 설명한 바를 참조한다.
도 8에는 상기 칼라 조정 경로 영역(550)이 포토다이오드(PD)의 수평 방향에서의 에지 중 수직 게이트부(420V)로부터 가장 먼 위치에 있는 에지 부분과 접하면서, 기판(402)의 상면(402T)에 더 가까운 제2 반도체 영역(442)으로부터, 기판(402)의 저면(402B)에 더 가까운 제2 반도체 영역(448)까지 대략 일자형 기둥 형상으로 연장되어 있는 경우를 예시하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 칼라 조정 경로 영역(550)은 일자형과 다른 다양한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 이미지 센서(500)는 도 8에 예시한 바와 같은 1 개의 불순물 영역으로 이루어지는 상기 칼라 조정 경로 영역(550) 대신, 기판(402)의 상면(402T)으로부터 서로 다른 깊이에 형성되는 복수의 불순물 영역으로 이루어지는 복수의 칼라 조정 경로 영역(도시 생략)을 포함할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 이미지 센서(600)를 설명하기 위한 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 9a는 이미지 센서(600)의 단위 픽셀(604)의 레이아웃이고, 도 9b는 도 9a의 9B - 9B' 선 단면도이고, 도 9c는 도 9a의 9C - 9C' 선 단면도이다. 상기 단위 픽셀(604)은 도 1에 예시한 복수의 단위 픽셀(22)중 적어도 하나를 구성할 수 있다. 도 9a 내지 도 9c에 있어서, 도 1 내지 도 8에서와 동일 또는 유사한 부재들에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 상기 이미지 센서(600)는 기판(402)의 상면(402T)으로부터 상기 기판(402)의 깊이 방향을 따라 차례로 형성된 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4)을 가지는 포토다이오드(PD)를 포함한다. 상기 이미지 센서(600)는 복수의 칼라 조정 경로 영역(650)을 포함한다. 상기 복수의 칼라 조정 경로 영역(650)은 소정 거리를 사이에 두고 서로 이격되어 있는 제1 칼라 조정 경로 영역(650A) 및 제2 칼라 조정 경로 영역(650B)을 포함한다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(650A, 650B)은 각각 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 사이에서의 전자 이동 경로를 제공한다. 상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(650A, 650B)은 상기 포토다이오드(PD)의 제2 반도체 영역(442, 444, 446, 448)과 동일한 도전형을 가지는 반도체 영역으로 이루어진다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(650A, 650B)은 상기 포토다이오드(PD)에 신호 전하를 축적할 때 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 일부의 포토다이오드 영역에서의 FWC를 초과하는 전하량을 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포토다이오드 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 다른 일부의 포토다이오드 영역측으로 유동시키기 위한 전자 이동 경로로서 사용된다.
상기 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(650A, 650B)에 대한 보다 상세한 구성은 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 제1 및 제2 칼라 조정 경로 영역(350A, 350B)에 대하여 설명한 바를 참조한다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 배면 조사형 (backside illumination type) 이미지 센서(700)의 단면도이다. 도 10에 있어서, 도 3b에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 중복을 피하기 위하여 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 이미지 센서(700)는 기판(102)의 상면(102T)측에서 상기 기판(102) 및 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 덮는 층간절연막(180)을 포함한다. 상기 층간절연막(180) 내에는 복수의 배선층(182)이 형성되어 있다. 상기 복수의 배선층(182)은 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 게이트 전극(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 층간절연막(180)은 복수의 절연막들이 적층된 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 이미지 센서(700)는 기판(102)의 저면(102B)측에서 상기 기판(102)을 덮는 칼라 필터(186)와, 상기 칼라 필터(186) 위에 형성되어 있는 마이크로렌즈(190)를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 칼라 필터(186)는 R, G, 및 B 칼라 중 어느 하나이다. 일부 실시예에서, 상기 기판(102)의 저면(102B)과 상기 칼라 필터(186)와의 사이에는 평탄화층(도시 생략), 반사 방지층(도시 생략), 또는 패시베이션층(도시 생략) 중에서 선택되는 적어도 하나의 층이 더 구비될 수 있다.
도 10에서는 빛이 기판(102)의 저면(102B)으로부터 기판(102)의 내부로 입사되는 배면 조사형 이미지 센서를 예시하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 도시하지는 않았으나, 기판(102)의 상면(102T)측에 칼라 필터 및 마이크로렌즈가 제공되고, 빛이 기판(102)의 상면(102T)으로부터 기판(102)의 내부로 입사되는 표면 조사형 (front side illumination type) 이미지 센서인 경우에도 도 10에 예시한 바와 유사하게 본 발명의 기술적 사상에 따른 칼라 조정 경로 영역(150)을 가지는 이미지 센서를 구비할 수 있다.
도 10에는 도 3b에 예시한 칼라 조정 경로 영역(150)을 포함하는 이미지 센서(100)의 구조를 채용하는 배면 조사형 이미지 센서(700)를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 일부 실시예에서, 상기 이미지 센서(700)는 도 3c, 및 도 5a 내지 도 9c를 참조하여 설명한 칼라 조정 경로 영역(150A, 250, 350, 450, 550, 650) 중 적어도 하나의 칼라 조정 경로 영역을 포함하는 이미지 센서(100A, 200, 300, 400, 500, 600) 중 적어도 하나의 구조를 채용할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 이미지 센서를 포함하는 이미징 시스템 (imaging system)(800)의 블록도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예의 이미징 시스템(800)은 CMOS 이미지 센서 (810)의 출력 이미지를 처리하기 위한 시스템이다.
상기 이미징 시스템(800)은 버스(820)를 통해 입출력 (I/O) 소자(830)와의 사이에 데이터 전송이 가능한 프로세서(840)를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 프로세서(840)는 마이크로프로세서 또는 중앙처리장치(CPU)로 이루어진다. 상기 이미징 시스템(800)에서, 프로세서(840)는 버스(820)를 통해 플로피 디스크 드라이브(850), CD ROM 드라이브(860), 포트(870), 및 RAM(880)과의 사이에서 데이터 송수신이 가능하며, 이에 따라 CMOS 이미지 센서(810)의 데이터에 대한 출력 이미지를 재생할 수 있다.
상기 포트(870)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 소자 등을 커플링하거나, 또 다른 시스템과 데이터를 통신할 수 있는 포트일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 CMOS 이미지 센서(810)는 상기 프로세서(840)와 함께 집적될 수 있다. 다른 일부 실시예에서, 상기 CMOS 이미지 센서(810)는 상기 RAM(880)과 함께 집적될 수 있다. 또 다른 일부 실시예에서, 상기 CMOS 이미지 센서(810)는 프로세서(840)와는 별개의 칩으로서 상기 프로세서(840)와 집적될 수 있다.
상기 이미징 시스템(800)은, 도 1 내지 도 9c를 참조하여 설명한 이미지 센서(100, 100A, 200, 300, 400, 500, 600)중 적어도 하나의 이미지 센서를 포함한다.
상기 이미징 시스템(800)은 디지털 카메라, 캠코더, PCS (Personal Communication System), 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로보트 등과 같은 다양한 기기에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100, 100A, 200, 300, 400, 500, 600, 700: 이미지 센서, 102: 기판, 104: 단위 픽셀, 106: 활성 영역, 120: 게이트 전극, 120V: 수직 게이트부, 120H: 수평 게이트부, 130: HAD 영역, 132: 제1 반도체 영역, 142, 144: 제2 반도체 영역, 150: 칼라 조정 경로 영역, 160: 플로팅 확산 영역, PD: 포토다이오드, PD1: 제1 포토다이오드 영역, PD2: 제2 포토다이오드 영역, Tx: 트랜스퍼 트랜지스터.

Claims (10)

  1. 기판의 단위 픽셀 내에 활성 영역을 정의하는 소자분리 영역과,
    상기 활성 영역 내에서 상기 기판의 상면으로부터 상기 기판의 깊이 방향을 따라 연장되는 수직 게이트부와, 상기 활성 영역에서 상기 수직 게이트부의 측벽을 따라 수직 방향으로 연장되는 채널 영역을 포함하는 트랜스퍼 트랜지스터와,
    상기 활성 영역 내에서 상기 기판의 상면으로부터의 깊이가 서로 다른 위치에 형성되어 있는 복수의 포토다이오드 영역과,
    상기 채널 영역 및 상기 기판의 상면으로부터 이격된 위치에서 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에 연장되어 상기 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에서의 전자 이동 경로를 제공하는 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역 (color adjustment area)을 포함하고,
    상기 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역은 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 하나의 포토다이오드 영역의 수평 방향에서의 에지(edge)로부터 이격된 위치에서 상기 복수의 포토다이오드 영역에 의해 포위되어 있는 내측 칼라 조정 경로 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역은 상기 소자분리 영역으로부터 이격된 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  3. 삭제
  4. 기판의 단위 픽셀 내에 활성 영역을 정의하는 소자분리 영역과,
    상기 활성 영역 내에서 상기 기판의 상면으로부터 상기 기판의 깊이 방향을 따라 연장되는 수직 게이트부와, 상기 활성 영역에서 상기 수직 게이트부의 측벽을 따라 수직 방향으로 연장되는 채널 영역을 포함하는 트랜스퍼 트랜지스터와,
    상기 활성 영역 내에서 상기 기판의 상면으로부터의 깊이가 서로 다른 위치에 형성되어 있는 복수의 포토다이오드 영역과,
    상기 채널 영역 및 상기 기판의 상면으로부터 이격된 위치에서 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에 연장되어 상기 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에서의 전자 이동 경로를 제공하는 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역 (color adjustment area)을 포함하고,
    상기 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역은 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 하나의 포토다이오드 영역의 수평 방향에서의 에지(edge)에 접하는 위치에서 상기 복수의 포토다이오드 영역에 의해 부분적으로 포위되어 있는 적어도 1 개의 에지측 칼라 조정 경로 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 1 개의 에지측 칼라 조정 경로 영역은 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 하나의 포토다이오드 영역의 수평 방향에서의 에지(edge) 중 상기 수직 게이트부로부터 가장 먼 위치에 있는 에지 부분과 접하는 칼라 조정 경로 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 1 개의 에지측 칼라 조정 경로 영역은 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 하나의 포토다이오드 영역의 수평 방향에서의 에지(edge)에서 선택되는 복수의 에지 부분과 접하는 복수의 칼라 조정 경로 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 소자분리 영역의 측벽 및 저면을 포위하도록 상기 기판 내에 형성되고, 상기 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역의 일부에 접촉하는 불순물 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소자분리 영역의 측벽 및 저면을 포위하도록 상기 기판 내에 형성되고, 상기 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역과 이격되어 있는 불순물 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  9. 상면 및 저면을 가지고 활성 영역을 포함하는 기판과,
    상기 활성 영역 내에서 상기 기판의 상면으로부터 상기 기판의 깊이 방향을 따라 연장되는 수직 게이트부를 포함하는 트랜스퍼 트랜지스터와,
    상기 활성 영역 내에서 상기 기판의 상면으로부터의 깊이가 서로 다른 위치에 형성되어 있는 복수의 포토다이오드 영역과,
    상기 활성 영역 내에서 상기 수직 게이트부 및 상기 기판의 상면으로부터 이격되어 있고, 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에 연장되어 상기 적어도 2 개의 포토다이오드 영역 사이에서의 전자 이동 경로를 제공하는 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역 (color adjustment path area)과,
    상기 기판의 저면 위에 형성되어 있는 칼라 필터 (color filter)와,
    상기 기판의 저면 위에서 상기 칼라 필터 위에 형성되어 있는 마이크로렌즈 (microlens)를 포함하고,
    상기 적어도 1 개의 칼라 조정 경로 영역은 상기 복수의 포토다이오드 영역 중 적어도 하나의 포토다이오드 영역의 수평 방향에서의 에지(edge)로부터 이격된 위치에서 상기 복수의 포토다이오드 영역에 의해 포위되어 있는 내측 칼라 조정 경로 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 배면 조사형 (backside illumination type) 이미지 센서이고, 상기 칼라 필터는 상기 기판의 저면을 덮는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
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