KR102087112B1 - 이미지 센서 - Google Patents
이미지 센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102087112B1 KR102087112B1 KR1020130045027A KR20130045027A KR102087112B1 KR 102087112 B1 KR102087112 B1 KR 102087112B1 KR 1020130045027 A KR1020130045027 A KR 1020130045027A KR 20130045027 A KR20130045027 A KR 20130045027A KR 102087112 B1 KR102087112 B1 KR 102087112B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sub gate
- region
- device isolation
- substrate
- image sensor
- Prior art date
Links
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 88
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 53
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 40
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 14
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
- H01L27/14614—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor having a special gate structure
-
- 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
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14645—Colour imagers
- H01L27/14647—Multicolour imagers having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW elements
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 센서가 제공된다. 상기 이미지 센서는 기판 내에 리세스된 영역에 형성된 제1 서브 게이트, 상기 제1 서브 게이트 상에, 상기 기판의 상면과 접촉하여 형성된 제2 서브 게이트, 및 상기 기판 내에, 상기 제1 서브 게이트와 이격되어 형성된 소자 분리 영역을 포함하고, 상기 제2 서브 게이트의 하면은 상기 제1 서브 게이트의 상면보다 넓고, 상기 소자 분리 영역의 일부는, 상기 제2 서브 게이트가 있는 영역으로부터 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격된다.
Description
본 발명은 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지 센서는 광학 영상(Optical image)을 전기 신호로 변환하는 반도체 소자이다. 즉, 이미지 센서는 빛에 의해 생성된 전하를 픽셀 내에서 전압 신호로 변환하여 이미지에 대한 정보를 읽는 반도체 소자이다. 이미지 센서는 CCD(Charge coupled device)형 또는 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor)형으로 구분된다.
컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로보트 등 다양한 분야에서 CMOS 이미지 센서(CMOS image sensor)가 이용되고 있다. CMOS 이미지 센서가 고집적화, 초소형화 됨에 따라 이미지 정보를 읽어내는 단위인 픽셀의 크기가 점점 작아지고 있다.
CMOS 이미지 센서의 단위 화소는, 광전 변환부와 상기 광전 변환부에서 입사광을 광전 변환하여 생성된 전하를 전하 검출부로 전송하는 전하 전송부를 포함한다. 한편, CMOS 이미지 센서는 액티브 픽셀(active pixel) 영역 및 옵티컬 블랙(optical black) 영역을 포함한다. 액티브 픽셀 영역은 입사되는 빛을 수광하여 전기 신호로 변환하는 영역이며, 옵티컬 블랙 영역은 빛의 유입을 차단하여 액티브 픽셀 영역에 블랙 신호의 기준을 제공하는 영역이다.
한국공개특허 제2011-0070075호에는 CMOS 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관하여 개시되어 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, CMOS 이미지 센서에서 정전위(electrostatic potential)를 증가시키기 위하여, 소자 분리 영역을 게이트로부터 쉬프팅(shifting)하여 형성한 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이미지 센서의 일 태양은, 기판 내에 리세스된 영역에 형성된 제1 서브 게이트, 상기 제1 서브 게이트 상에, 상기 기판의 상면과 접촉하여 형성된 제2 서브 게이트, 및 상기 기판 내에, 상기 제1 서브 게이트와 이격되어 형성된 소자 분리 영역을 포함하고, 상기 제2 서브 게이트의 하면은 상기 제1 서브 게이트의 상면보다 넓고, 상기 소자 분리 영역의 일부는, 상기 제2 서브 게이트가 있는 영역으로부터 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격된다.
상기 제1 거리는 0.02㎛ 이상 0.4㎛ 이하일 수 있다.
상기 소자 분리 영역의 일부는, 픽셀 영역의 중앙 위치 또는 광전 변환 소자 영역의 중앙 위치까지 이격될 수 있다.
상기 소자 분리 영역의 일부는, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제2 거리만큼 더 이격될 수 있다.
상기 제1 서브 게이트와 상기 소자 분리 영역 사이에 형성된 플로팅 확산 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 기판 내에 형성된 광전 변환 소자를 더 포함하고, 상기 광전 변환 소자와 상기 플로팅 확산 영역은 이격될 수 있다.
상기 광전 변환 소자는 제1 광전 변환 소자와 제2 광전 변환 소자로 구성되고, 상기 제2 광전 변환 소자는 상기 제1 광전 변환 소자보다 깊은 영역에 형성될 수 있다.
상기 소자 분리 영역은, 소자 분리 불순물 영역과 소자 분리막을 포함하고, 상기 소자 분리 불순물 영역은 상기 기판 내에 형성되고, 상기 소자 분리막은 상기 기판 내 또는 상기 기판 상에 형성될 수 있다.
상기 소자 분리 영역은, 상기 소자 분리 불순물 영역을 포함하고, 상기 소자 분리막은 포함하지 않을 수 있다.
상기 소자 분리 영역은, STI 또는 DTI 구조로 형성될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이미지 센서의 다른 태양은, 기판 내에 리세스된 영역에 형성된 제1 서브 게이트, 상기 제1 서브 게이트 상에, 상기 기판의 상면과 접촉하여 형성된 제2 서브 게이트, 및 상기 기판 내에, 상기 제1 서브 게이트와 이격되어 형성된 소자 분리 불순물 영역과 소자 분리막을 포함하고, 상기 제2 서브 게이트의 하면은 상기 제1 서브 게이트의 상면보다 넓고, 상기 소자 분리 불순물 영역의 일부는, 상기 제2 서브 게이트가 있는 영역으로부터 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격되고, 상기 소자 분리막의 일부는, 상기 제2 서브 게이트가 있는 영역으로부터 상기 제1 방향으로 제2 거리만큼 이격되고, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 길다.
상기 제1 거리는 0.4㎛ 이고, 상기 제2 거리는 0.02㎛ 일 수 있다.
상기 제1 서브 게이트와 상기 소자 분리막 사이에 형성된 플로팅 확산 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 기판 내에 형성된 광전 변환 소자를 더 포함하고, 상기 광전 변환 소자와 상기 플로팅 확산 영역은 이격될 수 있다.
상기 광전 변환 소자는 제1 광전 변환 소자와 제2 광전 변환 소자로 구성되고, 상기 제2 광전 변환 소자는 상기 제1 광전 변환 소자보다 깊은 영역에 형성될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 블록도이다.
도 2는 도 1의 센서 어레이의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 종래의 이미지 센서의 레이 아웃도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 레이 아웃도이다.
도 6은 도 4의 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다.
도 7은 도 5의 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다.
도 8은 도 6의 A-A'를 따라서 절단한 단면도이다.
도 9는 도 7의 A-A'를 따라서 절단한 단면도이다.
도 10은 도 7의 B-B'를 따라서 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 16은 컴퓨터 장치를 도시한 것이다.
도 17a 및 17b는 카메라 장치를 도시한 것이다.
도 18은 휴대폰 장치를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 센서 어레이의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 종래의 이미지 센서의 레이 아웃도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 레이 아웃도이다.
도 6은 도 4의 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다.
도 7은 도 5의 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다.
도 8은 도 6의 A-A'를 따라서 절단한 단면도이다.
도 9는 도 7의 A-A'를 따라서 절단한 단면도이다.
도 10은 도 7의 B-B'를 따라서 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 16은 컴퓨터 장치를 도시한 것이다.
도 17a 및 17b는 카메라 장치를 도시한 것이다.
도 18은 휴대폰 장치를 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 블록도이다. 도 2는 도 1의 센서 어레이의 등가 회로도이다. 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서는 광전 변환 소자를 포함하는 픽셀들이 이차원적으로 배열되어 이루어진 센서 어레이(sensor array)(10), 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), 열 디코더(column decoder)(80) 등을 포함한다.
센서 어레이(10)는 2차원적으로 배열된 다수의 단위 픽셀들을 포함한다. 다수의 단위 픽셀들은 광학 영상을 전기적인 출력 신호로 변환하는 역할을 한다. 센서 어레이(10)는 행 드라이버(40)로부터 행 선택 신호, 리셋 신호, 전하 전송 신호 등 다수의 구동 신호를 수신하여 구동된다. 또한, 변환된 전기적인 출력 신호는 수직 신호 라인을 통해서 상관 이중 샘플러(50)에 제공된다.
타이밍 발생기(20)는 행 디코더(30) 및 열 디코더(80)에 타이밍(timing) 신호 및 제어 신호를 제공한다.
행 드라이버(40)는 행 디코더(30)에서 디코딩된 결과에 따라 다수의 단위 픽셀들을 구동하기 위한 다수의 구동 신호를 센서 어레이(10)에 제공한다. 일반적으로 행렬 형태로 단위 픽셀이 배열된 경우에는 각 행별로 구동 신호를 제공한다.
상관 이중 샘플러(50)는 센서 어레이(10)에서 생성된 출력 신호를 수직 신호 라인을 통해 수신하여 유지(hold) 및 샘플링한다. 즉, 특정한 잡음 레벨(noise level)과, 상기 출력 신호에 의한 신호 레벨을 이중으로 샘플링하여, 잡음 레벨과 신호 레벨의 차이에 해당하는 차이 레벨을 출력한다.
아날로그 디지털 컨버터(60)는 차이 레벨에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
래치부(70)는 디지털 신호를 래치(latch)하고, 래치된 신호는 컬럼 디코더(80)에서 디코딩 결과에 따라 순차적으로 영상 신호 처리부(미도시)로 출력된다.
도 2를 참조하면, 픽셀(P)이 행렬 형태로 배열되어 센서 어레이(10)를 구성한다. 각 픽셀(P)은 광전 변환 소자(11), 플로팅 확산 영역(13), 전하 전송 소자(15), 드라이브 소자(17), 리셋 소자(18), 선택 소자(19)를 포함한다. 이들의 기능에 대해서는 i행 픽셀(P(i, j), P(i, j+1), P(i, j+2), P(i, j+3), … )을 예로 들어 설명한다.
광전 변환 소자(11)는 입사광을 흡수하여 광량에 대응하는 전하를 축적한다. 광전 변환 소자(11)로 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, 포토 게이트, 또는 핀형(pinned) 포토 다이오드이거나 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 2에는 포토 다이오드가 예시되어 있다.
광전 변환 소자(11)는 축적된 전하를 플로팅 확산 영역(13)으로 전송하는 전하 전송 소자(15)와 커플링된다. 플로팅 확산 영역(Floating Diffusion region)(FD)(13)은 전하를 전압으로 전환하는 영역으로, 기생 커패시턴스를 갖고 있기 때문에, 전하가 누적적으로 저장된다.
소오스 팔로워 증폭기로 예시되어 있는 드라이브 소자(17)는 광전 변환 소자(11)로부터 축적된 전하를 전달받은 플로팅 확산 영역(13)의 전기적 포텐셜의 변화를 증폭하고, 이를 출력 라인(Vout)으로 출력한다.
리셋 소자(18)는 플로팅 확산 영역(13)을 주기적으로 리셋시킨다. 리셋 소자(18)는 소정의 바이어스(즉, 리셋 신호)를 인가하는 리셋 라인(RX(i))에 의해 제공되는 바이어스에 의해 구동되는 MOS 트랜지스터로 이루어질 수 있다. 리셋 라인(RX(i))에 의해 제공되는 바이어스에 의해 리셋 소자(18)가 턴 온되면 리셋 소자(18)의 드레인에 제공되는 소정의 전기적 포텐셜, 예컨대 전원 전압(VDD)이 플로팅 확산 영역(13)으로 전달된다.
선택 소자(19)는 행 단위로 읽어낼 픽셀(P)을 선택하는 역할을 한다. 선택 소자(19)는 행 선택 라인(SEL(i))에 의해 제공되는 바이어스(즉, 행 선택 신호)에 의해 구동되는 MOS 트랜지스터로 이루어질 수 있다. 행 선택 라인(SEL(i))에 의해 제공되는 바이어스에 의해 선택 소자(19)가 턴 온되면 선택 소자(19)의 드레인에 제공되는 소정의 전기적 포텐셜, 예컨대 전원 전압(VDD)이 드라이브 소자(17)의 드레인 영역으로 전달된다.
전하 전송 소자(15)에 바이어스를 인가하는 전송 라인(TX(i)), 리셋 소자(18)에 바이어스를 인가하는 리셋 라인(RX(i)), 선택 소자(19)에 바이어스를 인가하는 행 선택 라인(SEL(i))은 행 방향으로 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 배열될 수 있다.
도 3을 참조하면, 주변 회로 영역(II)은, 예를 들어, 도 1의 상관 이중 샘플러(50), 아날로그 디지털 컨버터(60), 래치부(70) 등이 형성되는 영역일 수 있다. 센서 어레이 영역(I)은, 예를 들어, 도 1의 센서 어레이(10)가 형성되는 영역일 수 있다. 또한, 도시된 것과 같이, 주변 회로 영역(II)은 센서 어레이 영역(I)을 둘러싸도록 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 종래의 이미지 센서의 레이 아웃도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 레이 아웃도이다. 도 6은 도 4의 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다. 도 7은 도 5의 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다. 도 8은 도 6의 A-A'를 따라서 절단한 단면도이다. 도 9는 도 7의 A-A'를 따라서 절단한 단면도이다. 도 10은 도 7의 B-B'를 따라서 절단한 단면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는 제1 액티브 영역(100)을 포함한다.
제1 액티브 영역(100)은 기판(310) 상에 L자형으로 형성될 수 있다. 제1 액티브 영역(100)에는 적어도 하나의 구동 트랜지스터가 형성될 수 있다. 구동 트랜지스터는, 예를 들어, 드라이브 소자(17), 리셋 소자(18), 또는 선택 소자(19) 등일 수 있다(도 2 참조).
도 4 내지 도 7에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는 제1 액티브 영역(100) 외에 다른 액티브 영역(미도시)을 더 포함할 수 있다. 다른 액티브 영역에는 적어도 하나의 구동 트랜지스터가 더 형성될 수 있다. 구동 트랜지스터는, 예를 들어, 드라이브 소자(17), 리셋 소자(18), 또는 선택 소자(19) 등일 수 있다(도 2 참조).
도 4 및 도 5를 비교하면, 종래의 이미지 센서와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는, 제1 액티브 영역(100)의 일부가 확장될 수 있다. 즉, 소자 분리 영역에 의해 정의된 제1 액티브 영역(100)이 확장되고, 트랜스퍼 게이트(TG) 주위에 형성된 소자 분리 영역이 쉬프팅(shifting)된다. 이에 따라, 이미지 센서의 일렉트로스태틱 포텐셜(electrostatic potential) 특성이 개선되고, 이미지 래그(lag)가 감소될 수 있다. 예를 들어, 종래의 구조에 따른 이미지 센서의 경우, 일렉트로스태틱 포텐셜의 값이 약 1.6eV이었으나, 본 발명의 일 실시예의 구조에 따른 이미지 센서의 경우, 일렉트로스태틱 포텐셜의 값이 약 2.7eV로서, 약 1.1eV만큼 증가된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 구체적으로, 제1 액티브 영역(100)은 X1 방향으로 확장될 수 있다. 종래의 구조에 따른 이미지 센서는, 제1 서브 게이트(330)와 제1 액티브 영역(100) 사이의 위측 폭이 W1이고, 본 발명의 일 실시예의 구조에 따른 이미지 센서는, 제1 서브 게이트(330)와 제1 액티브 영역(100) 사이의 위측 폭이 W1'일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예의 구조에 따른 이미지 센서는, 소자 분리 영역(S)의 일부가 제2 서브 게이트(340)가 있는 영역으로부터 D1의 폭이 되도록 이격될 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는, 기판(310), 딥웰(311), 광전 변환 소자(320), 제1 서브 게이트(330), 제2 서브 게이트(340), 플로팅 확산 영역(370), 소자 분리 불순물 영역(380), 소자 분리막(390) 등을 포함할 수 있다.
기판(310)은, 예를 들어, 제1 도전형(예를 들어, p형) 기판을 이용할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 기판(310) 상에 에피층(epitaxial layer)이 형성될 수 있다. 기판(310)은 하부 실리콘 기판과, 하부 실리콘 기판 상에 형성된 매립 절연층과, 매립 절연층 상에 형성된 실리콘 반도체층을 포함하는 SOI(Silicon On Insulator) 기판일 수 있다. 기판(310) 내에는 소자 분리 영역(S)이 형성되어 있고, 소자 분리 영역(S)에 의해 액티브 영역이 정의될 수 있다. 소자 분리 영역(S)에는, 일반적으로 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon) 방법을 이용한 FOX(Field OXide) 또는 STI(Shallow Trench Isolation)가 형성될 수 있다. 소자 분리 영역(S)은 단위 화소들을 구획하는 역할을 할 수 있다. 기판(310)내에 딥웰(311)이 형성될 수 있다. 딥웰(311)은 기판(310)보다 고농도의 제1 도전형(예를 들어, p형) 불순물이 도핑될 수 있다.
광전 변환 소자(320)는 기판(310) 내에 형성된다. 광전 변환 소자(320)는, 예를 들어, 포토 트랜지스터, 포토 게이트, 포토 다이오드, 또는 핀형(pinned) 포토 다이오드이거나 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 8 내지 도 10에 도시한 것과 같이, 광전 변환 소자(320)가 포토 다이오드인 경우를 예시적으로 설명한다. 광전 변환 소자(320)는 제2 도전형(예를 들어, n형) 불순물 영역(321)을 포함할 수 있다. 제2 도전형(예를 들어, n형) 불순물 영역(321)은, 제1 도전형(예를 들어, p형) 기판과 접하여 PN 접합을 형성하고, 포토 다이오드를 구성할 수 있다. 또한, 광전 변환 소자(320)는 제2 도전형(예를 들어, n형) 불순물 영역(321)과 접하는 제1 도전형(예를 들어, p형) 불순물 영역(322)을 더 포함할 수 있다. 제1 도전형(예를 들어, p형) 불순물 영역(322)은 제1 도전형(예를 들어, p형) 기판(310)보다, 고농도의 p형 불순물이 도핑될 수 있다.
트랜스퍼 게이트(TG)는 제1 서브 게이트(330)와 제2 서브 게이트(340)로 구성된다.
제1 서브 게이트(330)는 기판(310) 내에 리세스된 영역을 채워서 형성된다. 리세스된 부분은 경사진 측벽을 가질 수 있다. 상기 측벽의 경사도는, 예를 들어, 82도 내지 88도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 리세스된 부분의 측벽과 바닥이 이루는 모서리 부분은 곡선형일 수 있다. 또한, 상기 리세스된 부분의 상부도 곡선형일 수 있다. 곡선형의 구조에 의하여, 전계가 뾰족한 모서리 부분에 집중하여, 게이트 절연막(350)이 열화되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서의 신뢰성이 향상될 수 있다. 게이트 절연막(350)은 제1 서브 게이트(330)와 기판(310) 사이에 형성될 수 있다.
제1 서브 게이트(330)의 리세스된 부분에 인접한 기판(310) 내에 채널 불순물 영역(360)이 형성된다. 채널 불순물 영역(360)은 제1 서브 게이트(330)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 채널 불순물 영역(360)에 의하여, 트랜스퍼 트랜지스터의 문턱 전압이 조절될 수 있다. 채널 불순물 영역(360)은 기판(310)보다 고농도의 제1 도전형(예를 들어, p형) 불순물이 도핑될 수 있다.
제2 서브 게이트(340)는 제1 서브 게이트(330) 상에, 기판(310)의 상면과 접촉하여 형성된다. 즉, 제2 서브 게이트(340)는 기판(310)에 돌출되어 형성된다. 제2 서브 게이트(340)는 제1 서브 게이트(330)와 서로 다른 폭을 가질 수 있다. 특히, 제2 서브 게이트(340)의 하면은 제1 서브 게이트(330)의 상면보다 넓을 수 있다.
플로팅 확산 영역(370)은 제1 액티브 영역(100)에 형성된다. 구체적으로, 플로팅 확산 영역(370)은 광전 변환 소자(320)와 이격되어, 기판(310)의 제1 액티브 영역(100)에 형성될 수 있다. 플로팅 확산 영역(370)에는 제2 도전형(예를 들어, n형) 불순물이 도핑될 수 있다.
소자 분리 영역(S)은 기판(310) 내에, 제1 서브 게이트(330)와 이격되어 형성된다. 소자 분리 영역(S)의 일부는 제2 서브 게이트(340)가 있는 영역으로부터 제1 방향(X1 방향)으로 제1 거리(D1)만큼 이격되어 형성된다. 제1 거리는 0.02㎛ 이상 0.4㎛ 이하일 수 있다. 소자 분리 영역(S)은 절연 물질로 형성된 소자 분리막(390)과 소자 분리막(390)의 적어도 일부를 감싸는 소자 분리 불순물 영역(380)으로 구성된다. 소자 분리 불순물 영역(380)과 소자 분리막(390)은 기판(310) 내에 형성될 수 있다. 즉, 소자 분리 영역(S)은 소자 분리 불순물 영역(380)과 소자 분리 불순물 영역(380) 내에 임베디드(embedded)된 소자 분리막(390)으로 형성될 수 있다. 다만, 도시된 것과 달리, 암점의 발생을 최소화하기 위하여 소자 분리 영역(S)은 소자 분리막(390)을 포함하지 않을 수 있다. 또는, 도시된 것과 달리, 소자 분리 불순물 영역(380)은 기판(310) 내에 형성되고, 소자 분리막(390)은 기판(310) 상에 형성될 수도 있다.
소자 분리 불순물 영역(380)은 기판(310) 보다 고농도의 제1 도전형(예를 들어, p형) 불순물 도핑 농도를 가질 수 있다. 소자 분리 불순물 영역(380)의 측벽은 경사질 수 있다. 소자 분리 불순물 영역(380)의 측벽의 경사도는 약 82 내지 88도 일 수 있다.
소자 분리막(390)은, 예를 들어, STI(Shallow Trench Isolation) 방법으로 형성된 트렌치 내에 절연 물질이 채워져 형성될 수 있다. 소자 분리막(390)의 측벽은 경사질 수 있다. 소자 분리막(390)의 측벽의 경사도는 약 82 내지 88도 일 수 있다. 소자 분리 불순물 영역(380)은 상기 트렌치를 형성한 후, 상기 트렌치의 내벽에 고농도의 제1 도전형(예를 들어, p형) 불순물 이온을 도핑하여 형성할 수 있다. 또한, 이와 달리, 상기 트렌치 및 소자 분리막(390)의 형성 없이, 기판(310)에 고농도의 제1 도전형(예를 들어, p형) 불순물 이온을 도핑하여 형성할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서와 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서는, 소자 분리 영역(S)의 일부가 픽셀 영역의 중앙 위치(C) 또는 광전 변환 소자(320)가 있는 영역의 중앙 위치(미도시)까지 이격될 수 있다. 즉, 제1 액티브 영역(100)의 일부가 제1 방향(X1 방향)으로 확장되고, 트랜스퍼 게이트(TG) 주위에 형성된 소자 분리 영역(S)이 픽셀 영역의 중앙 위치(C) 또는 광전 변환 소자(320)가 있는 영역의 중앙 위치까지 이격될 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서의 일렉트로스태틱 포텐셜(electrostatic potential) 특성이 개선되고, 이미지 래그(lag)가 감소될 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 일부를 도시한 것이다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서와 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서는, 소자 분리 영역(S)의 일부가 제1 방향(X1 방향)과 다른 제2 방향(예를 들어, X1 방향에 수직인 Y1 방향)으로 제2 거리만큼 더 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 액티브 영역(100)이 계단형으로 형성될 수 있다. 즉, 트랜스퍼 게이트(TG) 주위에 형성된 소자 분리 영역이 다른 방향(Y1)으로 더 쉬프팅(shifting)될 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 구조에 따른 이미지 센서는, 제1 서브 게이트(330)와 제1 액티브 영역(100) 사이의 우측 폭이 W2이고, 본 발명의 또 다른 실시예의 구조에 따른 이미지 센서는, 제1 서브 게이트(330)와 제1 액티브 영역(100) 사이의 우측 일부의 폭이 W2'일 수 있다. 즉, 소자 분리 영역의 우측 윗부분이 Y1 방향으로 W2'만큼 제1 서브 게이트(330)로부터 이격될 수 있다. 예를 들어, W2와 W2'의 차이는 0.5 ㎛일 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서의 일렉트로스태틱 포텐셜(electrostatic potential) 특성이 개선되고, 이미지 래그(lag)가 감소될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예의 구조에 따른 이미지 센서의 경우, 일렉트로스태틱 포텐셜의 값이 약 1.29eV이었으나, 본 발명의 또 다른 실시예의 구조에 따른 이미지 센서의 경우, 일렉트로스태틱 포텐셜의 값이 약 1.44eV로서, 약 0.15eV만큼 증가된다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서와 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서는, 제1 액티브 영역(100) 주위에 소자 분리 영역(S)이 형성되고, 소자 분리 영역(S)은 DTI(Deep Trench Isolation) 방법으로 형성된 트렌치 내에 절연 물질이 채워져 형성될 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서와 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서는, 광전 변환 소자(325, 328)는 제1 광전 변환 소자(325)와 제2 광전 변환 소자(328)로 구성되고, 제1 광전 변환 소자(325)는 제2 광전 변환 소자(328)보다 깊은 영역에 형성될 수 있다. 광전 변환 소자(325, 328)로 입사된 빛은 광전 변환 소자(325, 328)의 특정 깊이에 머무르지 않는다. 입사된 깊이에 따라 빛의 강도는 다르더라도, 상기 빛의 일부는 기판(310) 내로 계속하여 진행한다. 예를 들어, 약 470nm의 파장을 갖는 파란색 빛은, 주로 기판(310)의 표면에 인접한 부분(예를 들어, 제2 광전 변환 소자(328))에서 강도가 가장 높을 수 있다. 즉, 기판(310)의 표면에 인접한 부분(예를 들어, 제2 광전 변환 소자(328))에서 전하의 생성이 가장 원활할 것이다. 상기 파란색 빛의 일부는 기판(310) 내로 계속하여 진행하고, 제2 광전 변환 소자(328)보다 깊은 영역에 있는 제1 광전 변환 소자(325)에 입사될 수 있다. 제1 광전 변환 소자(325)에서는 제2 광전 변환 소자(328)에서 보다는 적은 양의 전하들이 생성될 수 있다. 이와 같은 이미지 센서에서는, 빠른 전기적 신호 전달이 가능하고, 이미지 래그(lag) 또는 데드 존(dead zone)을 감소시키는데 효과적이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서와 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서는, 소자 분리 불순물 영역(380)의 일부는 제2 서브 게이트(340)가 있는 영역으로부터 제1 방향(X1 방향)으로 제1 거리만큼 이격되고, 소자 분리막(390)의 일부는 제2 서브 게이트(340)가 있는 영역으로부터 제1 방향(X1 방향)으로 제2 거리만큼 이격되어 형성된다. 제1 거리는 제2 거리보다 길 수 있다. 예를 들어, 제1 거리는 0.4㎛ 이고, 상기 제2 거리는 0.02㎛ 일 수 있다.
이하에서는, 도 16 내지 도 18을 이용하여 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 포함하는 프로세서 기반 장치를 설명한다. 도 16는 컴퓨터 장치를 도시한 것이다. 도 17a 및 17b는 카메라 장치를 도시한 것이다. 도 18은 휴대폰 장치를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서는 전술한 장치 이외에 다른 장치(예를 들어, 스캐너, 기계화된 시계 장치, 네비게이션 장치, 비디오폰, 감독 장치, 자동 포커스 장치, 추적 장치, 동작 감시 장치, 이미지 안정화 장치 등)에도 사용될 수 있음은 자명하다.
도 16을 참조하면, 컴퓨터 장치(400)은 버스(405)를 통해 입출력(I/O) 소자(430)와 커뮤니케이션할 수 있는 마이크로프로세서 등과 같은 중앙 정보 처리 장치(CPU)(420)를 포함한다. 이미지 센서(410)는 버스(405) 또는 다른 통신 링크를 통해서 장치와 커뮤니케이션할 수 있다. 또한, 컴퓨터 장치(400)는 버스(405)를 통해 CPU(420)와 커뮤니케이션할 수 있는 RAM(440) 및/또는 포트(450)를 더 포함할 수 있다. 포트(450)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 소자 등을 커플링하거나, 또 다른 장치와 데이터를 통신할 수 있는 포트일 수 있다. 이미지 센서(410)는 CPU(420), 디지털 신호 처리 장치(DSP) 또는 마이크로프로세서 등과 함께 집적될 수 있다. 또한, 메모리가 함께 집적될 수도 있다. 물론 경우에 따라서는 프로세서와 별개의 칩에 집적될 수도 있다.
도 17a를 참조하면, 카메라 장치(500)는, 이미지 센서(512)가 회로 기판(511) 상에 본딩 와이어를 통하여 실장되어 있는, 이미지 센서 패키지(510)를 포함한다. 또한, 회로 기판(511) 상에는 하우징(520)이 부착되고, 하우징(520)은 회로 기판(511) 및 이미지 센서(512)를 외부 환경으로부터 보호한다.
하우징(520)에는 촬영하고자 하는 영상이 통과하는 경통부(521)가 형성되고, 경통부(521)의 외부를 향하는 외측 단부에는 보호 커버(522)가 설치되고, 경통부(521)의 내측 단부에는 적외선 차단 및 반사 방지 필터(523)가 장착될 수 있다. 또한, 경통부(521)의 내부에는 렌즈(524)가 장착되고, 경통부(521)의 나사선을 따라서 렌즈(524)가 이동될 수 있다.
도 17b를 참조하면, 카메라 장치(600)는 관통 비아(through via)(672)를 이용한 이미지 센서 패키지(601)를 이용한다. 관통 비아(672)를 이용하면, 와이어 본딩을 이용하지 않고도 이미지 센서(670)와 회로 기판(660)이 전기적으로 접속될 수 있다.
카메라 장치(600)는 제1 렌즈(620), 제2 렌즈(640), 렌즈 컴포넌트(lens component)(626, 627)를 포함한다. 또한, 카메라 장치(600)는 지지부(support member)(605, 625), 어퍼쳐(aperture)(645), 투명 기판(610, 630), 유리(650)를 더 포함한다.
도 18을 참조하면, 휴대폰 장치(700)의 소정 위치에 이미지 센서(701)가 부착되어 있다. 도 18에 도시된 위치와 다른 부분에 이미지 센서(701)가 부착될 수도 있음은 당업자에게 자명하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 센서 어레이 20: 타이밍 발생기
30: 행 디코더 40: 행 드라이버
50: 상관 이중 샘플러 60: 아날로그 디지털 컨버터
70: 래치부 80: 열 디코더
100: 제1 액티브 영역 310: 기판
311: 딥웰 320: 광전 변환 소자
330: 제1 서브 게이트 340: 제2 서브 게이트
350: 게이트 절연막 360: 채널 불순물 영역
370: 플로팅 확산 영역 380: 소자 분리 불순물 영역
390: 소자 분리막 400: 컴퓨터 장치
500, 600: 카메라 장치 700: 휴대폰 장치
30: 행 디코더 40: 행 드라이버
50: 상관 이중 샘플러 60: 아날로그 디지털 컨버터
70: 래치부 80: 열 디코더
100: 제1 액티브 영역 310: 기판
311: 딥웰 320: 광전 변환 소자
330: 제1 서브 게이트 340: 제2 서브 게이트
350: 게이트 절연막 360: 채널 불순물 영역
370: 플로팅 확산 영역 380: 소자 분리 불순물 영역
390: 소자 분리막 400: 컴퓨터 장치
500, 600: 카메라 장치 700: 휴대폰 장치
Claims (10)
- 기판 내에 리세스된 영역에 형성된 제1 서브 게이트;
상기 제1 서브 게이트 상에, 상기 기판의 상면과 접촉하여 형성된 제2 서브 게이트;
상기 기판 내에, 상기 제1 서브 게이트와 이격되어 형성된 소자 분리 영역; 및
상기 제2 서브 게이트의 제1측에서 제2 방향으로, 상기 제1 서브 게이트와 상기 소자 분리 영역 사이에 형성된 플로팅 확산 영역을 포함하고,
상기 제2 서브 게이트의 하면은 상기 제1 서브 게이트의 상면보다 넓고,
상기 소자 분리 영역의 일부는 상기 제2 서브 게이트의 제2측에서 상기 제2 서브 게이트와 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격되고,
상기 플로팅 확산 영역은 상기 제2 서브 게이트의 상기 제1측에서 상기 제1 서브 게이트와 상기 제2 방향으로 이격되고,
상기 기판과 평행인 면에서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직이고, 상기 제2 서브 게이트의 상기 제2측은 상기 제2 서브 게이트의 상기 제1측과 수직이고,
상기 기판과 평행인 면에서, 상기 제2 방향으로 연장되는 상기 소자 분리 영역의 일부의 폭은 상기 제2 방향으로 상기 제2 서브 게이트의 폭과 상기 제2 방향으로 상기 제1 서브 게이트의 폭 사이에 있는 이미지 센서. - 제 1항에 있어서,
상기 제1 거리는 0.02㎛ 이상 0.4㎛ 이하인 이미지 센서. - 제 1항에 있어서,
상기 소자 분리 영역의 일부는, 픽셀 영역의 중앙 위치 또는 광전 변환 소자 영역의 중앙 위치까지 이격된 이미지 센서. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 기판 내에 형성된 광전 변환 소자를 더 포함하고, 상기 광전 변환 소자와 상기 플로팅 확산 영역은 이격된 이미지 센서. - 제 5항에 있어서,
상기 광전 변환 소자는 제1 광전 변환 소자와 제2 광전 변환 소자로 구성되고,
상기 제2 광전 변환 소자는 상기 제1 광전 변환 소자보다 깊은 영역에 형성된 이미지 센서. - 제 1항에 있어서,
상기 소자 분리 영역은, 소자 분리 불순물 영역과 소자 분리막을 포함하고,
상기 소자 분리 불순물 영역은 상기 기판 내에 형성되고,
상기 소자 분리막은 상기 기판 내 또는 상기 기판 상에 형성되는 이미지 센서. - 제 7항에 있어서,
상기 소자 분리 영역은, 상기 소자 분리 불순물 영역을 포함하고, 상기 소자 분리막은 포함하지 않는 이미지 센서. - 기판 내에 리세스된 영역에 형성된 제1 서브 게이트;
상기 제1 서브 게이트 상에, 상기 기판의 상면과 접촉하여 형성된 제2 서브 게이트;
상기 기판 내에, 상기 제1 서브 게이트와 이격되어 형성된 소자 분리 불순물 영역과 소자 분리막; 및
상기 제1 서브 게이트의 제1측에서 제2 방향으로, 상기 제1 서브 게이트와 상기 소자 분리막 사이에 형성된 플로팅 확산 영역을 포함하고,
상기 제2 서브 게이트의 하면은 상기 제1 서브 게이트의 상면보다 넓고, 상기 소자 분리 불순물 영역의 일부는 상기 제2 서브 게이트의 제2측에서 상기 제2 서브 게이트와 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격되고,상기 소자 분리막의 일부는 상기 제2 서브 게이트의 상기 제2측에서 상기 제2 서브 게이트와 상기 제1 방향으로 제2 거리만큼 이격되고,
상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 길고,
상기 플로팅 확산 영역은 상기 제2 서브 게이트의 상기 제1측에서 상기 제1 서브 게이트와 상기 제2 방향으로 이격되고,
상기 기판과 평행인 면에서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직이고, 상기 제2 서브 게이트의 상기 제2측은 상기 제2 서브 게이트의 상기 제1측과 수직이고,
상기 기판과 평행인 면에서, 상기 제2 방향으로 연장되는 상기 소자 분리 불순물 영역의 일부의 폭은 상기 제2 방향으로 상기 제2 서브 게이트의 폭과 상기 제2 방향으로 상기 제1 서브 게이트의 폭 사이에 있는 이미지 센서. - 제 9항에 있어서,
상기 제1 거리는 0.4㎛ 이고, 상기 제2 거리는 0.02㎛ 인 이미지 센서.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130045027A KR102087112B1 (ko) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | 이미지 센서 |
| US14/222,915 US9318521B2 (en) | 2013-04-23 | 2014-03-24 | Image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130045027A KR102087112B1 (ko) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | 이미지 센서 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140126622A KR20140126622A (ko) | 2014-10-31 |
| KR102087112B1 true KR102087112B1 (ko) | 2020-03-10 |
Family
ID=51728373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130045027A KR102087112B1 (ko) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | 이미지 센서 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9318521B2 (ko) |
| KR (1) | KR102087112B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101867337B1 (ko) * | 2012-01-30 | 2018-06-15 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| US11527563B2 (en) * | 2020-04-20 | 2022-12-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Photodetector using a buried gate electrode for a transfer transistor and methods of manufacturing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100701768B1 (ko) * | 2005-12-08 | 2007-03-30 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 시모스 이미지 센서 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6897082B2 (en) * | 2003-06-16 | 2005-05-24 | Micron Technology, Inc. | Method of forming well for CMOS imager |
| US7217968B2 (en) * | 2004-12-15 | 2007-05-15 | International Business Machines Corporation | Recessed gate for an image sensor |
| KR100672669B1 (ko) | 2004-12-29 | 2007-01-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Ｃｍｏｓ 이미지 센서 및 그의 제조 방법 |
| US7800146B2 (en) * | 2005-08-26 | 2010-09-21 | Aptina Imaging Corporation | Implanted isolation region for imager pixels |
| US7633134B2 (en) * | 2005-12-29 | 2009-12-15 | Jaroslav Hynecek | Stratified photodiode for high resolution CMOS image sensor implemented with STI technology |
| KR100815941B1 (ko) | 2006-11-27 | 2008-03-21 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서 및 그 형성 방법 |
| KR100905230B1 (ko) | 2007-11-08 | 2009-07-01 | (주)실리콘화일 | 이미지 센서 |
| US20090166684A1 (en) * | 2007-12-26 | 2009-07-02 | 3Dv Systems Ltd. | Photogate cmos pixel for 3d cameras having reduced intra-pixel cross talk |
| EP2133918B1 (en) | 2008-06-09 | 2015-01-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, drive method thereof and electronic apparatus |
| KR101484172B1 (ko) | 2008-08-20 | 2015-01-21 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 이를 포함하는 이미지 센싱 시스템 |
| KR101016552B1 (ko) | 2008-09-30 | 2011-02-24 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법 |
| US8247854B2 (en) | 2009-10-08 | 2012-08-21 | Electronics And Telecommunications Research Institute | CMOS image sensor |
| US8658956B2 (en) | 2009-10-20 | 2014-02-25 | Omnivision Technologies, Inc. | Trench transfer gate for increased pixel fill factor |
| KR101727270B1 (ko) * | 2009-11-06 | 2017-04-17 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 |
| US8637910B2 (en) * | 2009-11-06 | 2014-01-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor |
| KR20110070075A (ko) | 2009-12-18 | 2011-06-24 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| JP2011159757A (ja) | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Sony Corp | 固体撮像装置とその製造方法、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 |
| US8487350B2 (en) * | 2010-08-20 | 2013-07-16 | Omnivision Technologies, Inc. | Entrenched transfer gate |
-
2013
- 2013-04-23 KR KR1020130045027A patent/KR102087112B1/ko active IP Right Grant
-
2014
- 2014-03-24 US US14/222,915 patent/US9318521B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100701768B1 (ko) * | 2005-12-08 | 2007-03-30 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 시모스 이미지 센서 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9318521B2 (en) | 2016-04-19 |
| KR20140126622A (ko) | 2014-10-31 |
| US20140312391A1 (en) | 2014-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10854655B2 (en) | Image sensors and methods of forming the same | |
| US9911777B2 (en) | Image sensors using different photoconversion region isolation structures for different types of pixel regions | |
| US20190088704A1 (en) | Image sensors | |
| US7687837B2 (en) | Image sensor and fabrication method thereof | |
| US10707253B2 (en) | Image sensor | |
| KR102519343B1 (ko) | 이미지 센서 | |
| US10367029B2 (en) | Image sensors having a separation impurity layer | |
| US10411057B2 (en) | Image sensor | |
| KR20120001895A (ko) | 이미지 센서 및 이를 포함하는 패키지 | |
| US20170207263A1 (en) | Image sensor | |
| KR20130131730A (ko) | 이미지 센서 및 그 구동 방법 | |
| KR20210010017A (ko) | 이미지 센서 | |
| US11183526B2 (en) | Image sensor | |
| KR102087112B1 (ko) | 이미지 센서 | |
| CN113766151A (zh) | 图像感测装置 | |
| KR20230063115A (ko) | 이미지 센싱 장치 | |
| CN114979517A (zh) | 图像感测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |