KR102374109B1 - 크로스토크 특성을 개선하는 이미지 센서 및 그의 제조 방법 - Google Patents
크로스토크 특성을 개선하는 이미지 센서 및 그의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102374109B1 KR102374109B1 KR1020140099137A KR20140099137A KR102374109B1 KR 102374109 B1 KR102374109 B1 KR 102374109B1 KR 1020140099137 A KR1020140099137 A KR 1020140099137A KR 20140099137 A KR20140099137 A KR 20140099137A KR 102374109 B1 KR102374109 B1 KR 102374109B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- filter
- photoelectric sensing
- layer
- color filter
- sensing element
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 44
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 37
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 16
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 25
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 7
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020776 SixNy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated 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
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N lawrencium atom Chemical compound [Lr] CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- -1 that is Inorganic materials 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
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14685—Process for coatings or optical 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
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14621—Colour filter arrangements
-
- 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
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- 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
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14629—Reflectors
-
- 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
- H01L27/14601—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
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14645—Colour imagers
-
- 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
- H01L27/14687—Wafer level processing
Abstract
본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서는, 반도체 기판, 상기 반도체 기판 표면과 이격되어 형성된 복수의 컬러 필터, 상기 컬러 필터로부터 소정 깊이로 연장되어 형성된 화소 분리막 및 상기 화소 분리막에 의해 서로 구별되는 복수의 광전 감지 소자를 포함하며, 상기 복수의 컬러 필터는 화이트 컬러 필터를 포함한다.
Description
이미지 센서에 관한 것으로, 특히, 화이트 필터를 채용하는 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지 센서(image sensor)는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 소자이다. 최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로보트 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서의 수요가 증대되고 있다.
일반적인 이미지 센서는 픽셀 어레이를 구비하고 각 픽셀은 광전 변환 기능을 갖는 포토 다이오드를 구비한다. 각 픽셀은 컬러 필터를 구비하여 특정 영역의 파장의 광을 필터링함으로써 포토 다이오드에서 광전 변환된다.
이러한 이미지 센서에서, 인접 픽셀 간의 빛의 분광(spectrum) 차이에 의해 광학적 크로스토크가 발생될 수 있다. 따라서, 이에 대한 픽셀 간 크로스토크 현상을 방지하는 대책이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 인접 픽셀 간 크로스토크 현상을 개선한 이미지 센서에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서는, 반도체 기판, 상기 반도체 기판 표면과 이격되어 형성된 복수의 컬러 필터, 상기 컬러 필터로부터 소정 깊이로 연장되어 형성된 화소 분리막 및 상기 화소 분리막에 의해 서로 구별되는 복수의 광전 감지 소자를 포함하며, 상기 복수의 컬러 필터는 화이트 컬러 필터를 포함한다.
실시예로서, 상기 복수의 컬러 필터는 그린, 레드 및 블루 필터 중 어느 하나를 더 포함한다.
실시예로서, 상기 화소 분리막은 상기 컬러 필터로부터 상기 반도체 기판까지 연장되어 형성된다.
실시예로서, 상기 화소 분리막은 절연 물질로 형성된다.
실시예로서, 상기 화소 분리막의 바닥이 상기 광전 감지 소자의 바닥면보다 높도록 형성된다.
본 발명의 다른 실시예로서 이미지 센서는, 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상에 형성된 트렌치 형태의 화소 분리막, 상기 화소 분리막에 의해 소정 영역이 물리적으로 서로 분리된 복수의 광전 감지 소자, 상기 화소 분리막 및 상기 광전 감지 소자 상에 형성된 반사 방지층, 상기 반사 방지층 상에 형성된 화이트 필터를 포함한 복수의 컬러 필터 및 상기 컬러 필터 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함한다.
실시예로서, 상기 화소 분리막은, 상기 각 컬러 필터로부터 상기 반도체 기판까지 연장됨으로써 깊은 트렌치 형태로 형성된다.
실시예로서, 상기 화소 분리막은 실리콘 산화물을 포함하는 절연 물질로 형성된다.
실시예로서, 상기 화소 분리막은 고전율의 산화물을 포함하는 절연 물질로 형성된다.
실시예로서, 상기 화소 분리막은 도전성 금속막을 둘러싸는 절연막으로 형성된다.
실시예로서, 상기 화소 분리막은 상기 컬러 필터로부터 상기 반도체 기판 방향으로 소정 깊이 연장되어, 상기 화소 분리막의 바닥이 상기 광전 감지 소자의 바닥면보다 높도록 형성된다.
실시예로서, 상기 화소 분리막의 굴절율과 상기 광전 감지 소자와의 굴절율이 서로 다르도록 형성된다.
실시예로서, 상기 복수의 컬러 필터는, 상기 화이트 필터 외에 그린, 레드 및 블루 필터 중 어느 하나를 더 포함한다.
실시예로서, 상기 복수의 컬러 필터는 상기 광전 감지 소자에 각각 대응되도록 형성된다.
실시예로서, 상기 마이크로 렌즈는 상기 복수의 컬러 필터에 각각 대응되도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은, 반도체 기판을 형성하고, 상기 반도체 기판 상에 광전 감지 소자층을 형성하고, 상기 광전 감지 소자층 내에 소정 깊이로 트렌치를 형성하고, 상기 트렌치를 절연 물질을 포함하도록 형성하고, 상기 결과물 상에, 화이트용 필터에 추가하여, 레드용 필터, 그린용 필터 및 블루용 필터 중 어느 하나를 각각 형성하고, 복수의 상기 필터 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.
실시예로서, 상기 트렌치는 상기 복수의 필터로부터 상기 반도체 기판의 방향으로 식각하여 형성한다.
실시예로서, 상기 트렌치 형성 시, 상기 광전 감지 소자층의 높이와 실질적으로 동등하도록 상기 반도체 기판의 표면이 노출되도록 식각한다.
실시예로서, 상기 트렌치 형성 시, 상기 트렌치의 바닥이 상기 광전 감지 소자층의 바닥보다 높도록 식각한다.
실시예로서, 상기 광전 감지 소자층 내의 상기 트렌치에 의해 정의된 영역을 광전 감지 소자로서 형성한다.
실시예로서, 상기 필터 형성 전에 반사 방지층을 형성하는 것을 더 포함한다.
실시예로서, 상기 트렌치 내의 상기 절연 물질은 상기 광전 소자 감지층과 굴절율이 다른 물질로 매립한다.
실시예로서, 상기 트렌치 내부에 폴리 실리콘막을 더 포함한다.
실시예로서, 상기 마이크로 렌즈는 상기 필터에 각각 대응되도록 형성한다.
실시예로서, 상기 필터는 상기 광전 감지 소자에 각각 대응되도록 형성한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는, 수광 소자가 되는 광전 감지 소자 간에 물리적으로 분리되도록 각 광전 감지 소자 간 절연막을 개재시킴으로써 광학적 크로스토크가 개선되어 고화질을 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 이미지 센서의 개념을 나타낸 블록도,
도 2a 및 도 2b는 컬러 필터 어레이의 평면도,
도 3은 도 1에 따른 단위 픽셀의 공정 단면도,
도 4는 일반적인 4T(4-transistor) 구조를 갖는 픽셀의 회로도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 조사형 이미지 센서의 공정 단면도,
도 6a 내지 도 6e는 도 5에 따른 이미지 센서의 공정 순서를 나타낸 단면도,
도7은 본 발명의 제 2 실시예의 화소 분리막이 형성된 이미지 센서의 공정 단면도,
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 화소 분리막을 포함하는 이미지 센서의 공정 단면도,
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 화소 분리막을 포함하는 이미지 센서의 공정 단면도,
도 10은 일반적인 4T-2 픽셀 공유(4T- 2 shared pixel) 구조의 픽셀 회로도,
도 11은 는 3T(3-transistor) 구조의 픽셀 회로도,
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 센서가 적용된 멀티 미디어 장치들의 예,
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 포함하는 프로세서 기반 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 컬러 필터 어레이의 평면도,
도 3은 도 1에 따른 단위 픽셀의 공정 단면도,
도 4는 일반적인 4T(4-transistor) 구조를 갖는 픽셀의 회로도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 조사형 이미지 센서의 공정 단면도,
도 6a 내지 도 6e는 도 5에 따른 이미지 센서의 공정 순서를 나타낸 단면도,
도7은 본 발명의 제 2 실시예의 화소 분리막이 형성된 이미지 센서의 공정 단면도,
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 화소 분리막을 포함하는 이미지 센서의 공정 단면도,
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 화소 분리막을 포함하는 이미지 센서의 공정 단면도,
도 10은 일반적인 4T-2 픽셀 공유(4T- 2 shared pixel) 구조의 픽셀 회로도,
도 11은 는 3T(3-transistor) 구조의 픽셀 회로도,
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 센서가 적용된 멀티 미디어 장치들의 예,
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 포함하는 프로세서 기반 시스템을 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다.
도 1은 일반적인 이미지 센서의 개념을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서(10)는 타이밍 컨트롤러(TCON; 1), 로우 드라이버(2), 픽셀 어레이(3), CDS(4), 램프 생성기(5) 및 출력 버퍼(6)를 포함한다.
우선, 타이밍 컨트롤러(1)는 픽셀 어레이(3)의 구동에 필요한 제어 신호들을 생성하여 로우 드라이버(2) 및 CDS(4)에 제공한다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(1)는 외부로부터의 영상 데이터 및 각종 제어 신호를 수신하여 로우 드라이버(2) 및 CDS(4)의 동작을 제어할 수 있다.
로우 드라이버(2)는 픽셀 어레이(3)의 구동을 제어하도록 픽셀 선택 관련 신호들을 제공한다. 로우 드라이버(2)는 로우(row)를 선택할 수 있는 제어 신호, 예컨대 어드레스 신호를 디코딩한 로우 제어 신호(미도시)를 제공한다. 로우 제어 신호(미도시)에 의해 픽셀 어레이(3)의 로우 중 적어도 어느 하나의 로우를 선택할 수 있다.
픽셀 어레이(3)는 도시된 바와 같이, 복수의 로우 및 복수의 컬럼(column)과 접속되는 매트릭스 형태의 픽셀들을 포함할 수 있다. 각각의 픽셀들은 레드(red) 스펙트럼 영역의 빛을 전기적으로 변환하기 위한 레드 픽셀, 그린(green) 스펙트럼 영역의 빛을 전기 신호로 변환하기 위한 그린 픽셀 블루(blue) 스펙트럼 영역의 빛을 전기적으로 변환하기 위한 블루 픽셀, 및 가시광 영역의 모든 스펙트럼을 전기적으로 변환할 수 있는 화이트 픽셀을 포함할 수 있다. 이와 같이, 화이트 필터를 포함하는 픽셀 어레이(3)를 채용함으로써 고감도의 디스플레이가 가능할 수 있다. 예시된 단위 픽셀(unit pixel) 은 화이트, 레드, 블루, 그린과 같이 네 개의 컬러 필터를 포함할 수 있다. 즉, 각각의 픽셀들 상부에는 특정 스펙트럼 영역의 빛을 투과시키기 위한 각각의 컬러 필터(미도시)가 배열될 수 있다. 각 픽셀에는 수광 소자(photo detector)가 포함된다. 픽셀 어레이(3)는 타이밍 컨트롤러(1) 및 로우 드라이버(2)의 제어를 받아 광 신호를 전기적으로 변환하며 디스플레이를 수행할 수 있다.
한편, 단위 픽셀(unit pixel)을 2X2의 어레이로 예시하였으나 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 어레이 형태를 포함할 수 있을 것이다. 예컨대, 4X4, 6X6의 형태 또는 그린 픽셀을 제거한 어레이 형태도 포함 가능하다. 또는 디스플레이의 감도를 높이기 위해 필터의 다양한 배치로서 도 2a 및 도 2b와 같은 배열도 가능하다. 도 2a는 컬러 필터 어레이(50)의 평면도로서, 도 2a를 참조하면 컬러 필터 어레이(50)는 복수의 컬러 필터들(R, G, W, B)을 포함한다. 컬러 필터 어레이(50)에는 기본 패턴(60)을 유지하면서 적절한 위치에 컬러 필터의 위치 및 배열을 다르게 할 수 있다. 그러나, 각 컬러 필터들(R, G, W, B)의 구현되는 단위 면적의 크기는 실질적으로 동등하다. 또는 도 2b에 도시된 바와 같이, 4X4의 배열로 하되, 그린 필터(G) 대신 화이트 필터(w)를 적절한 위치에 배치하거나, 화이트 필터(w)를 필요 위치에만 적절하게 위치시켜 배치하는 방법도 있을 수 있다. 즉, 컬러 필터 어레이의 구성은 설계자의 의도나 요구되는 패널의 사양에 따라 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.
CDS(Correlated Double Sampler; 4)는 픽셀 어레이(3)에 형성된 전기 신호를 수직 신호 라인(도시되지 않음)을 통해 수신하여 샘플링하거나 유지(hold)한다. CDS(4)는 특정 잡음 레벨과 생성된 전기적 신호에 의한 신호 레벨을 이중으로 샘플링함으로써 잡음 레벨과 신호 레벨의 차이에 해당하는 미세 전압을 출력한다.
램프 생성기(5)는 CDS(4)에서 이용되는 기준 전압, 즉 램프 전압을 생성하여 제공한다. 예를 들면, 램프 생성기(5)는 적분기로 구성될 수 있으며 시간이 경과함에 따라 레벨이 경사형 또는 계단형으로 변화되는 파형의 램프 전압을 생성할 수 있다
출력 버퍼(6)는 CDS(4)로부터 이중 샘플링된 신호가 출력된다.
도 3은 도 1에 따른 단위 픽셀의 공정 단면도이다.
도 3을 참조하면, 단위 픽셀은 광 감지 소자층(14), 반사 방지층(13), 필터층(12) 및 마이크로 렌즈층(11)을 포함한다.
여기서, 예시된 이미지 센서는, 픽셀들이 향상된 수광 효율 및 광 감도(sensitivity)를 가지도록 반도체 기판의 후면을 통하여 입사광이 조사되어 광전 변환되는 후면 조사형(backside illumination) 일 수 있다.
우선, 광 감지 소자층(14)은 광을 감지할 수 있는 물질로 형성된다. 예를 들어, N형의 불순물 이온 주입 공정을 통해 수행할 수 있다. 이러한 이미지 센서의 광 감지 소자층(14)을 형성시, 각 필터 하부가 될 영역에 이온 주입 공정의 도핑 농도를 서로 달리해서 전위 장벽(potential)이 형성되도록 한다.
반사 방지층(13)은 광 감지 소자층(14) 상에 형성된다. 예컨대, 반사 방지층(13)은 실리콘 산화물계 물질로 형성할 수 있다. 반사 방지층(13)은 SiON, SiC, SiCN, SiCO등을 사용하여 반사 방지 기능을 갖는 막으로 형성할 수 있다. 또는 반사 방지층(13)대신 하부 기판을 보호하는 보호막(caption layer)으로 형성할 수도 있다.
컬러 필터층(12)은 반사 방지층(13)상에 형성된다. 컬러 필터층(12)은 블루, 그린, 레드 및 화이트 필터의 어레이 구조를 갖는다. 컬러 필터층(12)은 컬러 필터 형성용 물질을 도포하고 이를 적절한 마스크를 이용하여 패터닝하여 형성할 수 있다. 컬러 필터 형성용 물질로는 염색된 포토 레지스트가 주로 사용될 수 있다. 이러한 컬러 필터층(12)은 레드(Red), 그린(Green), 블루(blue) 및 화이트(white)의 4가지를 포함한다. 특히, 화이트(white) 필터는 가시광 영역, 즉 레드, 그린 및 블루 영역의 파장들을 모두 통과시키도록 투명 평탄층으로 형성할 수 있다. 또는, 화이트(white) 필터는 포토 레지스트 물질에서 안료를 제거한 물질로 형성하거나, 아예 개구부를 형성하여 화이트 필터용 영역에 어떤 물질도 형성되지 않도록 할 수도 있다. 하지만, 후자(the latter)의 경우는 인접 컬러 필터들의 영역 확장을 유발할 수있으므로 주의를 요해야 한다.
마이크로 렌즈층(11)은 컬러 필터층(12)상에 형성되며 광 투과성이 우수한 포토 레지스트(photo resist)가 사용될 수 있다. 마이크로 렌즈층(11)은 컬러 필터층(12)에 대응하는 위치에 정렬하여 형성한다. 구체적으로 설명하면, 마이크로 렌즈용 포토 레지스트를 도포한 후 패터닝한다. 계속해서 열공정을 이용하여 리플로우(reflow)공정을 수행하면 반구형의 돔(dome)형태의 마이크로 렌즈층(11)을 형성할 수 있다. 여기서 도시하지 않았으나, 컬러 필터층(12)과 마이크로 렌즈층(11) 사이에 오버 코팅 레이어가 개재될 수 있다.
이러한 이미지 센서의 단위 픽셀 공정에서는 하나의 광 감지 소자층(14)을 형성하되 각 필터 하부가 될 영역에 전위 장벽(potential barrier)을 형성해서 필터간을 구별하고자 했다. 즉, 포토 다이오드 간의 소자 분리가 도핑 프로파일(dopping profile)에 의해 이루어지도록 하였으나, 화이트 필터 같은 경우, 분광 범위가 다른 필터들에 비해 상대적으로 넓기 때문에 인접 픽셀로 빛이 유입되는 경우가 발생됨으로써 인접 픽셀 간의 크로스토크 현상을 유발하였다.
도 4는 일반적인 4T(4-transistor) 구조를 갖는 픽셀의 회로도이다.
도 4를 참조하면, 단위 픽셀은 광 감지 소자(PD) 및 4개의 트랜지스터(N1, N2, N3, N4)를 포함한다.
광 감지 소자(PD)는 입사광을 광량에 대응되는 전자의 개수로 광전 변환한다. 광 감지 소자(PD)는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(pinned photo diode(PPD)), 및 이들의 조합 중 적어도 하나(at least one)를 포함할 수 있다.
전송 트랜지스터(N2)는 광 감지 소자(PD)와 플로팅 디퓨전(floating diffusion) 영역인 출력 노드(A) 사이에 전기적으로 접속된다. 전송 트랜지스터(N2)는 구동 신호(VT)가 인가되면 턴온되어 광전 변환 소자인 광 감지 소자(PD)로부터 광전 변환된 전자를 출력 노드(A)로 전송한다.
리셋 트랜지스터(N1)는 전원(VDD)과 출력 노드(A) 사이에 전기적으로 접속된다. 이러한 리셋 트랜지스터(N1)는 리셋 신호(RST)에 제어되어 출력 노드(A)의 전위를 전원(VDD)의 레벨로 리셋한다.
증폭 트랜지스터(N3)는 출력 노드(A)와 전기적으로 접속되며 이후에 언급될 선택 트랜지스터(N4)와 소스 팔로워(source follower) 구성을 이루고 있다.
선택 트랜지스터(N4)는 선택 신호(SEL)에 제어되며, CDS 회로와 증폭 트랜지스터(N3) 사이에 전기적으로 접속된다. 선택 신호(SEL)가 활성화되면 선택 트랜지스터(N4)가 턴온되고 출력 노드(A)의 전위는 증폭 트랜지스터(N3)를 통해 증폭되어 출력될 수 있다.
이러한 방식으로 픽셀 어레이내 각 화소로부터 출력된 아날로그 전압은 이후의 동작에 따라 디지털 값으로 변환되어 처리된다.
예컨대, 아날로그 전압의 디지털 변환(AD 변환)은 하나의 로우에 대해 2회의 리드 동작에 의해 수행될 수 있다.
첫번 째 리드 시에는, 픽셀의 리셋 레벨을 판독하여 AD 변환이 수행된다. 이러한 리셋 레벨은 단위 픽셀 마다 편차가 생길 수 있다.
두번 째 리드시에는, 픽셀에서 실제 광전 변환된 신호를 판독하여 AD 변환이 수행된다. 이 경우에도 단위 픽셀 마다 편차가 있을 수 있으므로 CDS를 수행하도록 할 수 있다.
이와 같이 디지털 신호로 변환된 신호가 이후의 회로부, 예를 들어 출력 버퍼부(도 1의 6 참조)를 통해 최종 출력으로서 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 조사형 이미지 센서(100)의 공정 단면도이다.
본 발명의 일 실시예의 이미지 센서는 마이크로 렌즈가 반도체 기판(101)의 후면에 형성된 후면 조사형의 이미지 센서(Backside Illuminated Image sensor; BIS)이다.
종래의 이미지 센서에서는 다층의 배선층 위에 형성된 렌즈로부터 배선층 사이를 통해 광전 변환 소자에 광을 조사하여 검출하는 구조로 되어 있다. 이러한 다층 배선의 레이아웃에 의해 장해(障害)를 받아 입사광이 광전 변환 소자에 실제 도달하는 빛의 양은 충분하지 않다. 즉, 다층 배선의 레이아웃에 의해 광전 변환 소자에 대한 개구율이 작아져서 광전 변환 소자에 입사되는 빛의 양이 현저히 줄어든다. 이로써, 감도가 저하될 수 있다.
따라서, 이를 개선하기 위하여 후면 조사형 이미지 센서(100)를 만든다. 후면 조사형 이미지 센서(100)는 반도체 기판의 후면측(배선부와 반대측)으로부터 광을 조사하여 광전 변환 소자에서 광을 수광하는 구조를 실현한다. 이로써, 다층 배선층의 레이아웃에 의해 장해를 받지 않고 실효 개구율을 높일 수 있고 감도를 대폭 높일 수 있다.
도 5를 참조하여 설명하면, 후면 조사형 이미지 센서(100)는 반도체 기판(101), 광전 감지 소자(102), 화소 분리막(103), 반사 방지층(104), 컬러 필터 (105) 및 마이크로 렌즈(106)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화이트 필터(W)를 포함하는 복수의 컬러 필터(105) 하부에 화소 분리막(103)으로 정의된 각각의 광전 감지 소자(102)가 구비됨으로써 인접 픽셀 간의 광학적 크로스토크 현상을 개선할 수 있다.
반도체 기판(101)은 실리콘 웨이퍼, SOI(Silicon On Insulator) 기판, 또는 반도체 에피택시얼층(epitaxial layer)일 수 있다. 설명의 편의상, 반도체 기판(101)으로 예시하였으나, 복수의 트랜지스터들(도 4의 전송 트랜지스터(N2), 리셋 트랜지스터(N1), 증폭 트랜지스터(N3), 선택 트랜지스터(N4) 참조)이 구비될 수 있다. 또한, 반도체 기판(101)은 전도성 물질로 이루어진 금속 배선층도 포함할 수 있다.
즉, 반도체 기판(101)은 전술한 복수의 트랜지스터들 및 금속 배선층들을 포함한 결과물이 구비된 구조로 이루어질 수 있다.
전술한 상기의 반도체 기판(101) 후면 상에 광전 감지 소자(102)가 구비된다.
각각 배치된 광전 감지 소자(102)들은 화소 분리막(103)에 의해 정의(define)될 수 있다.
광전 감지 소자(102)는 예컨대 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(pinned photo diode, PPD), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 광전 감지 소자(102)는 도 4의 광 감지 소자(PD)에 대응될 수 있다.
화소 분리막(103)은 광전 감지 소자(102)를 각각 이격 시킬 수 있도록 깊은 트렌치 소자 분리막(Deep Trench Isolation; DTI) 공정으로 형성될 수 있다. 즉, 광전 소자 감지(102)의 높이와 실질적으로 동등한 깊이로 형성된 트렌치를 매립함으로써 화소 분리막(103)이 형성될 수 있다. 이러한 화소 분리막(103)은 각각의 광전 감지 소자(102)를 타겟으로 하는 광을 격리함으로써 인접 광전 감지 소자(102)들로의 광분산을 최소화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 각각의 픽셀 영역이 될 광전 감지 소자(102)가 화소 분리막(103)에 의해 물리적으로 이격되고 구별되면서 각 픽셀 필터간의 스펙트럼 차이로 인한 광학적 및 전기적 크로스토크 현상을 개선시킬 수 있다.
반사 방지층(104)은 화소 분리막(103) 및 광전 감지 소자층(102) 상에 형성된다.
컬러 필터(105)가 각각의 광전 감지 소자(102)에 대응되도록 형성된다. 각각의 컬러 필터(105)는 예시된 대로, 레드, 화이트, 그린 및 블루 컬러 필터일 수 있다.
또한, 각각의 컬러 필터(105) 상부에 마이크로 렌즈(106)가 형성된다.
마이크로 렌즈(106)는 컬러 필터(105)에 대응되는 위치에 정렬되어 형성된다.
이후, 도 6a 내지 도 6e는 도 5에 따른 이미지 센서의 공정 순서를 나타낸 단면도이다.
도 6a 내지 도 6e를 참조하여 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기로 한다.
도 6a를 참조하면, 반도체 기판(101) 상에 광전 감지 소자층(102a)을 형성한다.
광전 감지 소자층(102a)은 반도체 기판(101)의 전면 공정이 완료된 이후, 반도체 기판(101)의 후면에 N형의 불순물 이온을 주입함으로써 형성할 수 있다.
그러나, 이에 제한되지 않고, 광전 감지 소자층(102a)은 P형 및 N형의 복수의 이온을 주입함으로써 형성할 수도 있다. 광전 감지 소자층(102a)은 광을 수광하고 감지할 수 있는 물질로 형성하면 발명의 목적 범위를 만족시킬 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기의 결과물에 소정의 깊은 트렌치(103a)를 형성한다.
즉, 광전 감지 소자층(102a)의 소정 영역을 식각하여 반도체 기판(101)의 상면을 노출시키는 깊은 트렌치(103a)를 형성한다.
깊은 트렌치(103a) 간의 이격 거리는 컬러 필터(105) 및 광전 감지 소자(102)를 통해 충분한 광을 입사할 수 있는 범위 내에서 결정할 수 있다. 또한, 깊은 트렌치(103a)의 깊이는 광전 감지 소자층(102a)의 높이와 실질적으로 동등하며, 이 깊이는 예컨대, 1 μm 이상일 수 있으며, 더 나아가서 제품에 따라 2-3 μm일 수 있다.
도 6c를 참조하면, 깊은 트렌치(도 6b의 103a 참조)를 절연 물질로 매립하여 화소 분리막(103)을 형성한다. 그리하여, 각각의 광전 감지 소자(102)가 분리되도록 할 수 있다. 또한, 완성된 광전 감지 소자(102)는 각각의 해당 스펙트럼의 빛을 수광하고 감지할 수 있다.
이 때, 절연 물질로는 광전 감지 소자(102)와 굴절률이 다른 절연 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 화소 분리막(103) 내부를 형성하는 절연 물질로는 실리콘 산화물을 포함하는 물질일 수 있다.
화소 분리막(103)은 각 광전 감지 소자(102)들을 물리적으로 이격시킬 뿐 아니라, 해당 픽셀에 입사하는 빛이 인접 픽셀이 입사되지 않도록 반사시킬 수 있다. 따라서, 화소 분리막(103)은 각각의 픽셀 영역을 분리시키고 이격시킴으로써 광학적 크로스토크 현상을 감소시킬 수 있다.
이러한 특징에 기인하여, 화소 분리막(103)은 입사되는 광을 반사시켜 크로스토크 현상을 억제한다는 측면에서 광 차단막으로도 이해할 수 있다.
도 6d를 참조하면, 상기의 결과물에 반사 방지층(104)을 형성한다.
반사 방지층(104)은 실리콘 계열의 물질, 즉, SiON, SiC, SiCN, SiCO등을 사용하여 반사 방지 기능을 갖는 막으로 형성할 수 있다. 반사 방지막(104)은 단일막으로 형성하는 것으로 예시하나 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라서는, 굴절율이 서로 다른 물질이 적층된 복합막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 산화막과 질화막이 적층된 적층막(산화막/질화막 또는 질화막/산화막), 산화막과 탄소가 함유된 막(SiC)이 적층된 적층막(산화막/SiC 또는 SiC/산화막)으로 형성할 수 있다. 이때, 산화막은 BPSG(BoroPhosphoSilicate Glass), PSG(PhosphoSilicate Glass), BSG(BoroSilicate Glass), USG(Un-doped Silicate Glass), TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate) 또는 HDP(High Density Plasma)막 중 선택된 어느 하나의 막으로 형성할 수 있다. 질화막은 실리콘 질화막(SixNy, 여기서 x, y는 자연수) 또는 실리콘 산화 질화막(SixOyNz, 여기서 x, y, z는 자연수)으로 형성될 수 있다.
도 6e를 참조하면, 상기 결과물에 컬러 필터(105)를 형성한다.
컬러 필터(105)는 복수의 필터를 포함한다.
복수의 필터는, 레드, 화이트, 그린, 블루 필터(R, W, G, B)일 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서는 디스플레이 시 화질의 감도를 높이도록 화이트 필터를 포함하는 것으로 예시한다.
레드 필터(R)를 제 1 타입의 필터라고 하면, 제 1 타입 필터는 시안(cyan) 필터, 엘로우(yellow) 필터, 및 마젠타(magenta) 필터 중에서 어느 하나로 대체될 수 있다.
그린 필터(G)를 제 2 타입의 필터라고 하면, 제 2 타입 필터는 시안(cyan) 필터, 엘로우(yellow) 필터, 및 마젠타(magenta) 필터 중에서 어느 하나로 대체될 수 있다.
블루 필터(B)를 제 3 타입의 필터라고 하면, 제 3 타입 필터는 시안(cyan) 필터, 엘로우(yellow) 필터, 및 마젠타(magenta) 필터 중에서 어느 하나로 대체될 수 있다.
한편, 화이트 필터(W)를 제 4 타입의 필터라고 하면, 제 4 타입 필터는 투명 필터 또는 적외선을 차단할 수 있는 필터로 구현될 수 있다. 여기서는, 화이트 필터(W)는 가시광 영역을 모두 통과시키도록 투명 평탄층으로 형성할 수 있는 것으로 예시하나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.
다시 도 5를 참조하면, 컬러 필터(105) 상부에 마이크로 렌즈(106)를 형성한다.
마이크로 렌즈(106)는 광 투과성이 우수한 포토 레지스트(photo resist)가 사용될 수 있다. 마이크로 렌즈층(106)은 컬러 필터(105)에 대응하는 위치에 정렬하여 형성한다. 구체적으로 설명하면, 마이크로 렌즈용 포토 레지스트를 도포한 후 패터닝한다. 계속해서 열공정을 이용하여 리플로우 공정을 수행하면 반구형의 돔 형태의 마이크로 렌즈층(106)을 형성할 수 있다.
이러한 마이크로 렌즈(106)가 반도체 기판(101)의 후면에 형성됨으로써 반도체 기판(101)의 후면에 광을 조사하여 수광부인 광전 감지 소자(102)에 광을 입사시키는 후면 조사형의 이미지 센서가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 후면 조사형의 이미지 센서를 구현함으로써 인접 픽셀간의 광학적 크로스토크 현상이 발생되는 것을 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예와 같이 화소 분리막(103)을 형성하지 않고 다른 방법으로 화소 분리막(103)을 형성하는 것도 가능하다.
다음 도7은 본 발명의 제 2 실시예의 화소 분리막(107)이 형성된 공정 단면도이다.
도 7을 참조하면, 도 5와 구조 및 기능은 유사하고, 화소 분리막(107)의 형성 공정에서 차이가 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 이미지 센서(100)는, 반도체 기판(101), 광전 감지 소자(102), 화소 분리막(107), 반사 방지층(104), 컬러 필터 (105) 및 마이크로 렌즈(106)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 분리막(107)은 광전 감지 소자(102)를 각각 이격 시킬 수 있도록 깊은 트렌치 소자 분리막(DTI) 공정으로 형성될 수 있다. 이 때, 화소 분리막(107)은 광전 소자 감지(102)의 높이와 실질적으로 동등한 깊이로 형성된 트렌치를 매립하되, 실리콘 산화물보다 유전율은 높고(high-k) 굴절율은 보다 낮은 물질, 즉 하프늄 산화물(HfO)로 형성될 수 있다.
이로써, 화소 분리막(107)의 절연 특성은 더욱 좋아지고, 광전 감지 소자(102)와의 굴절율 차이가 보다 커짐으로써 전반사(total reflection) 조건이 향상된다. 또한, 깊은 트렌치 형성 공정이 보다 용이해짐으로써 화소 분리막(107) 형성이 간단하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소 분리막(108)을 개시한다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 화소 분리막(108)을 포함하는 이미지 센서(100)를 개시한다.
도 8을 참조하면, 도 5 및 도 7과 구조 및 기능은 유사하고, 화소 분리막(108)의 형성 공정에 차이가 있다.
중복되는 설명을 피하기 위해, 도 5 및 도 7과 차이점만 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 화소 분리막(108)은 광전 감지 소자(102)를 각각 이격 시킬 수 있도록 깊은 트렌치 소자 분리막(DTI) 공정으로 형성될 수 있다. 이 때, 화소 분리막(108)은 광전 소자 감지(102)의 높이와 실질적으로 동등한 깊이로 형성된 트렌치를 매립하되, 깊은 소자 분리막(DTI)은 절연막(108a)과 그 내부에 개재된 폴리실리콘막(108b)을 포함할 수 있다. 즉, 깊은 트렌치를 형성하고 대략 50 정도의 산화물로 측벽, 즉 절연막(108a)을 형성하고, 그 내부를 폴리 실리콘막(108b)로 매립하여 화소 분리막(108)을 형성할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 화소 분리막(108)은 절연막(108a)으로 둘러싸인 도전성 금속막인 폴리 실리콘막(108b)을 개재시켜 형성할 수 있다. 이로써, 굴절율도 향상시키고 픽셀 간의 간섭도 줄일 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이미지 센서(100)이다.
도 9를 참조하면, 도 5와 구조 및 기능은 유사하고, 화소 분리막(109)의 형성 공정에 차이가 있다.
제 4 실시예에 따른 이미지 센서(100)는 반도체 기판(101), 광전 감지 소자(102), 화소 분리막(107), 반사 방지층(104), 컬러 필터 (105) 및 마이크로 렌즈(106)를 포함한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 화소 분리막(109)은 광전 감지 소자(102)를 소정 영역에서 이격 시킬 수 있도록 트렌치 소자 분리막 공정으로 형성될 수 있다. 이 때, 화소 분리막(109)은 광전 소자 감지(102)의 높이보다 낮도록 형성된다. 즉, 화소 분리막(109)은 컬러 필터(105)로부터 반도체 기판(101) 방향으로 소정 깊이 연장되어, 화소 분리막(109)의 바닥이 광전 감지 소자(102)의 바닥면보다 높도록 형성할 수 있다.
구체적으로, 광전 감지 소자층(도 6a의 102a 참조)을 소정 깊이의 트렌치로 형성하고 내부를 절연 물질로 매립하여 화소 분리막(109)을 형성할 수 있다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 광전 감지 소자(102)의 완전한 격리보다는 빛의 적절한 입사 및 반사를 유도할 수 있는 적절한 깊이로 식각함으로써 반도체 기판(101)에 대한 식각 스트레스를 줄일 수 있다.
이와 동시에, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 화소 분리막(109)은 광전 감지 소자(102)의 소정 영역, 즉 수광 관련 소자들(마이크로 렌즈, 컬러 필터)로부터 인접한 영역에서는 서로 분리시키고 물리적으로 빛을 차단시킬 수 있으므로 인접 광전 감지 소자(102)간의 광학적 크로스토크를 개선할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면 각 픽셀 영역이 될 광전 감지 소자(102)가 다양한 실시예들로 구현된 화소 분리막(103, 107, 108, 109)들에 의해 각각 물리적으로 이격되고 구별되면서 각 픽셀 필터간의 스펙트럼 차이로 인한 광학적 및 전기적 크로스토크 현상을 개선시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들은 4T 구조 외에도 다양한 구조의 픽셀 회로에도 적용될 수 있다.
도 10은 일반적인 4T-2 픽셀 공유(4T- 2 shared pixel) 구조의 픽셀 회로도이다.
4T-2픽셀 공유 구조의 픽셀 구동 회로는, 각각의 픽셀(21, 31) 내에 포토 다이오드를 각각 구비하고, 이에 따른 전송 트랜지스터를 별도로 구비하며, 나머지 트랜지스터들은 공유 구조로 배치된다.
우선, 제 1 픽셀(21)은 제 1 포토 다이오드(PD1), 제 1 전송 트랜지스터(NM1), 리셋 트랜지스터(NM2)를 포함한다.
제 2 픽셀(31)은 제 2 포토 다이오드(PD2), 제 2 전송 트랜지스터(NM5), 소스 팔로워 트랜지스터(NM3) 및 선택 트랜지스터(NM4)를 포함한다.
제 1 전송 트랜지스터(NM1)는 제 1 포토 다이오드(PD1)와 연결되고, 제 1 구동 신호(TX1)에 의해 제어된다.
리셋 트랜지스터(NM2)는 플로팅 디퓨전(FD)과 픽셀 전원(VPIX) 사이에 구비되며, 리셋 신호(RST)에 의해 제어된다.
제 2 전송 트랜지스터(NM5)는 제 2 포토 다이오드(PD2)와 연결되고, 제 2 구동 신호(TX2)에 의해 제어된다.
소스 팔로워 트랜지스터(NM3)는 플로팅 디퓨전(FD)에 의해 제어되며, 선택 트랜지스터(NM4)와 소스 팔로워 구성을 이룬다.
선택 트랜지스터(NM4)는 선택 신호(SEL)에 의해 제어되며, 소스 팔로워 트랜지스터(NM3)과 전기적으로 접속되어 출력 전압(VOUT)을 제공한다.
이와 같이, 상하 픽셀(21, 31)이 하나의 플로팅 디퓨전(FD) 영역을 공유할 수 있다. 서로 다른 행에 연결된 픽셀이지만, 각각의 포토 다이오드(PD1, PD2)로부터의 광전 변환된 신호를 각각의 전송 트랜지스터(TX1, TX2)를 이용하여 전송시킬 수 있고, 선택 트랜지스터(NM4), 소스 팔로워 트랜지스터(NM3), 리셋 트랜지스터(NM2)등은 공유시켜 공통 신호로서 제어될 수 있다. 이로써, 픽셀의 트랜지스터의 수를 감소시킴으로 픽셀의 사이즈를 줄일 수 있다.
도 11은 는 3T(3-transistor) 구조의 픽셀 회로도이다. 3T 구조의 픽셀 회로는 기존의 선택 트랜지스터(도 4의 N4 참조)를 배제시키고, 리드 전압(VRD)으로서 리셋 트랜지스터(RST)를 제어하여 선택 트랜지스터를 대신하도록 한다.
도 11을 참조하면, 3T 구조의 픽셀 회로는, 포토 다이오드(PD1), 전송 트랜지스터(N1), 리셋 트랜지스터(N2) 및 소스 팔로워 트랜지스터(N3)를 포함한다.
포토 다이오드(PD1)는 전송 트랜지스터(N1)와 전기적으로 접속된다.
전송 트랜지스터(N1)는 구동 신호(TX)에 의해 제어되어, 포토 다이오드(PD1)으로부터의 광전 변환된 신호를 플로팅 디퓨전(FD)에 전송한다.
리셋 트랜지스터(N2)는 플로팅 디퓨전(FD) 영역과 전기적으로 접속되며, 리셋 신호(RST)에 의해 제어된다. 특히, 행별(row by row)로 리셋 트랜지스터(N2)의 드레인 전압(VRD)을 제어하여 필요시마다 선택 트랜지스터의 기능을 하도록 한다.
소스 팔로워 트랜지스터(N3)는 플로팅 디퓨전(FD) 영역의 전하를 증폭하여 출력 전압(VOUT)으로서 제공한다.
이와 같이, 다양한 픽셀 회로에 본 발명의 실시예들을 적용함으로써, 픽셀 간의 광학적 크로스토크 현상을 개선시킬 수 있다.
각 실시예들에 따른 이미지 센서는 이미지 촬영 기능을 포함하는 다양한 멀티 미디어 장치들에 적용될 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 센서가 적용된 멀티 미디어 장치들의 예들을 나타낸다.
도 12a는 스마트폰을 도시하고, 도 12b는 스마트 TV를 도시한다.
스마트폰(smart-phone), 테블릿(Tablet) PC, 스마트 TV 같은 다양한 제품에는 고화질의 이미지 센서가 장착된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서가 스마트폰(150)이나 스마트 TV(200)등에 장착될 수 있다.
도 12c는 디지털 카메라(300)이다. 도 12c와 같이 이미지 센서를 장착한 디지털 카메라에 적용될 수 있다. 도 12c를 참조하면, 디지털 카메라(300)는 영상 또는 동영상을 캡쳐하기 위한 이미지 센서(image sensor) 및 촬영될 영상 또는 동영상을 디스플레이하는 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 포함하는 프로세서 기반 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 13을 참조하면, 프로세서 기반 시스템(601)은 CMOS 이미지 센서(610)의 출력 이미지를 처리하는 시스템이다. 시스템(601)은 컴퓨터 시스템, 카메라 시스템, 스캐너, 기계화된 시계 시스템, 네비게이션 시스템, 비디오폰, 감독 시스템, 자동 포커스 시스템, 추적 시스템, 동작 감시 시스템, 이미지 안정화 시스템 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
컴퓨터 시스템 등과 같은 프로세서 기반 시스템(601)은 버스(605)를 통해 입출력(I/O) 소자(630)와 커뮤니케이션할 수 있는 마이크로프로세서 등과 같은 중앙 정보 처리 장치(CPU)(620)를 포함한다. CMOS 이미지 센서 (610)는 버스(605) 또는 다른 통신 링크를 통해서 시스템과 커뮤니케이션할 수 있다. 또, 프로세서 기반 시스템(601)은 버스(605)를 통해 CPU(620)와 커뮤니케이션할 수 있는 RAM(640), 플로피디스크 드라이브(650) 및/또는 CD ROM 드라이브(655), 및 포트(660)을 더 포함할 수 있다. 포트(660)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 소자 등을 커플링하거나, 또 다른 시스템과 데이터를 통신할 수 있는 포트일 수 있다. CMOS 이미지 센서(610)는 CPU, 디지털 신호 처리 장치(DSP) 또는 마이크로프로세서 등과 함께 집적될 수 있다. 또, 메모리가 함께 집적될 수도 있다. 물론 경우에 따라서는 프로세서와 별개의 칩에 집적될 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 모바일 기기, 특히 이미지 센서 및 이를 포함하는 메모리 시스템에 적용이 가능하다.
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.
101: 반도체 기판
102: 광전 감지 소자
103: 화소 분리막
104: 반사 방지층
105: 컬러 필터
106: 마이크로 렌즈
102: 광전 감지 소자
103: 화소 분리막
104: 반사 방지층
105: 컬러 필터
106: 마이크로 렌즈
Claims (20)
- 반도체 기판;
상기 반도체 기판 표면과 이격되어 형성된 복수의 컬러 필터;
상기 컬러 필터로부터 소정 깊이로 연장되어 형성된 화소 분리막;
상기 화소 분리막에 의해 서로 구별되는 복수의 광전 감지 소자;
상기 화소 분리막 및 상기 광전 감지 소자 상에 배치되고, 산화막 및 질화막이 적층된 적층막의 반사 방지층을 포함하며,
상기 복수의 광전 감지 소자는 제1 광전 감지 소자 및 제2 광전 감지 소자를 포함하고, 상기 제1 광전 감지 소자에서 광전 변환된 신호 및 상기 제2 광전 감지 소자에서 광전 변환된 신호는 동일한 플로팅 디퓨젼으로 전송되고,
상기 복수의 컬러 필터는, 제1 필터 배열 및 제2 필터 배열 중 적어도 하나의 필터 배열이 반복적으로 배치되도록 배치되고,
상기 복수의 컬러 필터에서 상기 제1 필터 배열에 행 방향 및 열 방향으로 인접하도록 제3 필터 배열이 배치되고,
상기 제1 필터 배열은, 제1 행에 화이트 컬러 필터 및 레드 컬러 필터가 배치되고, 제2 행에 블루 컬러 필터 및 화이트 컬러 필터가 배치되도록 2X2의 어레이로 배치되고,
상기 제2 필터 배열은 제1 행에 화이트 컬러 필터 및 레드 컬러 필터가 배치되고, 제2 행에 블루 컬러 필터 및 그린 컬러 필터가 배치되도록 2X2 어레이로 배치되고,
상기 제3 필터 배열은 제1 행에 2개의 화이트 컬러 필터들이 배치되고, 제2 행에 화이트 컬러 필터 및 그린 컬러 필터가 배치되도록 2x2 어레이로 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 화소 분리막은,
상기 컬러 필터로부터 상기 반도체 기판까지 연장되어 형성된 이미지 센서. - 제 3항에 있어서,
상기 화소 분리막은 절연 물질로 형성된 이미지 센서. - 제 1항에 있어서,
상기 화소 분리막의 바닥이 상기 광전 감지 소자의 바닥면보다 높도록 형성된 이미지 센서. - 반도체 기판;
상기 반도체 기판 상에 형성된 트렌치 형태의 화소 분리막;
상기 화소 분리막에 의해 소정 영역이 물리적으로 서로 분리된 복수의 광전 감지 소자;
상기 화소 분리막 및 상기 광전 감지 소자 상에 형성되고, 산화막 및 탄소 함유막이 적층된 적층막의 반사 방지층;
상기 반사 방지층 상에 형성된 화이트 필터를 포함한 복수의 컬러 필터; 및
상기 컬러 필터 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함하고,
상기 복수의 광전 감지 소자는 제1 광전 감지 소자 및 제2 광전 감지 소자를 포함하고, 상기 제1 광전 감지 소자에서 광전 변환된 신호 및 상기 제2 광전 감지 소자에서 광전 변환된 신호는 동일한 플로팅 디퓨젼으로 전송되고,
상기 복수의 컬러 필터는, 제1 필터 배열 및 제2 필터 배열 중 적어도 하나의 필터 배열이 반복적으로 배치되도록 배치되고,
상기 복수의 컬러 필터에서 상기 제1 필터 배열에 행 방향 및 열 방향으로 인접하도록 제3 필터 배열이 배치되고,
상기 제1 필터 배열은, 제1 행에 화이트 컬러 필터 및 레드 컬러 필터가 배치되고, 제2 행에 블루 컬러 필터 및 화이트 컬러 필터가 배치되도록 2X2의 어레이로 배치되고,
상기 제2 필터 배열은 제1 행에 화이트 컬러 필터 및 레드 컬러 필터가 배치되고, 제2 행에 블루 컬러 필터 및 그린 컬러 필터가 배치되도록 2X2 어레이로 배치되고,
상기 제3 필터 배열은 제1 행에 2개의 화이트 컬러 필터들이 배치되고, 제2 행에 화이트 컬러 필터 및 그린 컬러 필터가 배치되도록 2x2 어레이로 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 제 6항에 있어서,
상기 화소 분리막은,
상기 각 컬러 필터로부터 상기 반도체 기판까지 연장됨으로써 깊은 트렌치 형태로 형성된 이미지 센서. - 제 7항에 있어서,
상기 화소 분리막은 실리콘 산화물을 포함하는 절연 물질로 형성된 이미지 센서. - 제 7항에 있어서,
상기 화소 분리막은 고유전율의 산화물을 포함하는 절연 물질로 형성된 이미지 센서. - 제 7항에 있어서,
상기 화소 분리막은 도전성 금속막을 둘러싸는 절연막으로 형성된 이미지 센서. - 제 6항에 있어서,
상기 화소 분리막은 상기 컬러 필터로부터 상기 반도체 기판 방향으로 소정 깊이 연장되어, 상기 화소 분리막의 바닥이 상기 광전 감지 소자의 바닥보다 높도록 형성된 이미지 센서. - 제 6항에 있어서,
상기 화소 분리막의 굴절율과 상기 광전 감지 소자와의 굴절율이 서로 다르도록 형성된 이미지 센서. - 삭제
- 제 6항에 있어서,
상기 복수의 컬러 필터는 상기 광전 감지 소자에 각각 대응되도록 형성된 이미지 센서. - 제 6항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 상기 복수의 컬러 필터에 각각 대응되도록 형성된 이미지 센서. - 반도체 기판을 형성하고,
상기 반도체 기판 상에 광전 감지 소자층을 형성하고,
상기 광전 감지 소자층 내에 소정 깊이로 트렌치를 형성하고,
상기 트렌치를 절연 물질을 포함하도록 형성하고,
상기 광전 감지 소자층 및 상기 절연 물질 상에, 산화막 및 질화막이 적층된 적층막의 반사 방지층을 형성하고,
상기 반사 방지층 상에, 화이트용 필터에 추가하여 레드용 필터, 그린용 필터 및 블루용 필터 중 어느 하나의 필터를 각각 형성함으로써 복수의 컬러 필터를 형성하고,
복수의 상기 필터 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 광전 감지 소자층에는 상기 절연 물질로 분리되는 제1 광전 감지 소자 및 제2 광전 감지 소자가 형성되고, 상기 제1 광전 감지 소자에서 광전 변환된 신호 및 상기 제2 광전 감지 소자에서 광전 변환된 신호는 동일한 플로팅 디퓨젼으로 전송되고,
상기 복수의 컬러 필터는, 제1 필터 배열 및 제2 필터 배열 중 적어도 하나의 필터 배열이 반복적으로 배치되도록 배치되고,
상기 복수의 컬러 필터에서 상기 제1 필터 배열에 행 방향 및 열 방향으로 인접하도록 제3 필터 배열이 배치되고,
상기 제1 필터 배열은, 제1 행에 화이트 컬러 필터 및 레드 컬러 필터가 배치되고, 제2 행에 블루 컬러 필터 및 화이트 컬러 필터가 배치되도록 2X2의 어레이로 배치되고,
상기 제2 필터 배열은 제1 행에 화이트 컬러 필터 및 레드 컬러 필터가 배치되고, 제2 행에 블루 컬러 필터 및 그린 컬러 필터가 배치되도록 2X2 어레이로 배치되고,
상기 제3 필터 배열은 제1 행에 2개의 화이트 컬러 필터들이 배치되고, 제2 행에 화이트 컬러 필터 및 그린 컬러 필터가 배치되도록 2x2 어레이로 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법. - 제 16항에 있어서,
상기 트렌치는 상기 복수의 컬러 필터로부터 상기 반도체 기판의 방향으로 식각하여 형성하는 이미지 센서의 제조 방법. - 제 17항에 있어서,
상기 트렌치 형성 시, 상기 광전 감지 소자층의 높이와 실질적으로 동등하도록 상기 반도체 기판의 표면이 노출되도록 식각하는 이미지 센서의 제조 방법. - 제 17항에 있어서,
상기 트렌치 형성 시, 상기 트렌치의 바닥이 상기 광전 감지 소자층의 바닥보다 높도록 식각하는 이미지 센서의 제조 방법. - 제 16항에 있어서,
상기 광전 감지 소자층 내의 상기 트렌치에 의해 정의된 영역을 광전 감지 소자로서 형성하는 이미지 센서의 제조 방법.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140099137A KR102374109B1 (ko) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | 크로스토크 특성을 개선하는 이미지 센서 및 그의 제조 방법 |
| US14/814,829 US9595556B2 (en) | 2014-08-01 | 2015-07-31 | Image sensor for reducing crosstalk characteristic and method of manufacturing the same |
| US15/453,410 US9837465B2 (en) | 2014-08-01 | 2017-03-08 | Method of manufacturing image sensor for reducing crosstalk characteristic |
| US16/702,835 USRE49209E1 (en) | 2014-08-01 | 2019-12-04 | Method of manufacturing image sensor for reducing crosstalk characteristic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140099137A KR102374109B1 (ko) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | 크로스토크 특성을 개선하는 이미지 센서 및 그의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160016015A KR20160016015A (ko) | 2016-02-15 |
| KR102374109B1 true KR102374109B1 (ko) | 2022-03-14 |
Family
ID=55180852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140099137A KR102374109B1 (ko) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | 크로스토크 특성을 개선하는 이미지 센서 및 그의 제조 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US9595556B2 (ko) |
| KR (1) | KR102374109B1 (ko) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014087807A1 (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-12 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、異常斜め入射光検出方法及びプログラム、並びに記録媒体 |
| JP5749409B2 (ja) * | 2012-12-07 | 2015-07-15 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、画像処理方法及びプログラム |
| JP6303803B2 (ja) | 2013-07-03 | 2018-04-04 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| KR102306670B1 (ko) * | 2014-08-29 | 2021-09-29 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| US9686457B2 (en) * | 2015-09-11 | 2017-06-20 | Semiconductor Components Industries, Llc | High efficiency image sensor pixels with deep trench isolation structures and embedded reflectors |
| KR102491504B1 (ko) * | 2015-11-17 | 2023-01-20 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치 |
| KR102618590B1 (ko) | 2016-05-12 | 2023-12-28 | 삼성전자주식회사 | 이미지의 광원을 판단하는 방법 및 이를 수행하는 전자 장치 |
| CN106847851B (zh) * | 2017-02-15 | 2021-02-26 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 多光谱图像传感器及其制作方法 |
| US11393867B2 (en) | 2017-12-06 | 2022-07-19 | Facebook Technologies, Llc | Multi-photodiode pixel cell |
| KR20190094580A (ko) * | 2018-02-05 | 2019-08-14 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 전자 장치 |
| US11233085B2 (en) | 2018-05-09 | 2022-01-25 | Facebook Technologies, Llc | Multi-photo pixel cell having vertical gate structure |
| US11089241B2 (en) | 2018-06-11 | 2021-08-10 | Facebook Technologies, Llc | Pixel cell with multiple photodiodes |
| US11463636B2 (en) | 2018-06-27 | 2022-10-04 | Facebook Technologies, Llc | Pixel sensor having multiple photodiodes |
| US11956413B2 (en) | 2018-08-27 | 2024-04-09 | Meta Platforms Technologies, Llc | Pixel sensor having multiple photodiodes and shared comparator |
| CN109411494A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-03-01 | 德淮半导体有限公司 | 图像传感器及其形成方法 |
| US11595602B2 (en) | 2018-11-05 | 2023-02-28 | Meta Platforms Technologies, Llc | Image sensor post processing |
| CN109585479A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-05 | 长江存储科技有限责任公司 | 一种半导体器件及其形成方法 |
| US11218660B1 (en) | 2019-03-26 | 2022-01-04 | Facebook Technologies, Llc | Pixel sensor having shared readout structure |
| CN110190075B (zh) * | 2019-05-23 | 2021-08-17 | Oppo广东移动通信有限公司 | 一种图像传感器 |
| KR20200141345A (ko) * | 2019-06-10 | 2020-12-18 | 삼성전자주식회사 | Af 픽셀을 포함하는 이미지 센서 |
| US20210111222A1 (en) * | 2019-10-15 | 2021-04-15 | Applied Materials, Inc. | PROCESS TO IMPROVE INTERFACE STATE DENSITY Dit ON DEEP TRENCH ISOLATION (DTI) FOR CMOS IMAGE SENSOR |
| US11469264B2 (en) | 2020-01-30 | 2022-10-11 | Omnivision Technologies, Inc. | Flare-blocking image sensor |
| US11393861B2 (en) | 2020-01-30 | 2022-07-19 | Omnivision Technologies, Inc. | Flare-suppressing image sensor |
| US11862651B2 (en) * | 2020-01-30 | 2024-01-02 | Omnivision Technologies, Inc. | Light-trapping image sensors |
| KR20210099349A (ko) | 2020-02-04 | 2021-08-12 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 이미지 센싱 장치 |
| US11910114B2 (en) | 2020-07-17 | 2024-02-20 | Meta Platforms Technologies, Llc | Multi-mode image sensor |
| CN111863851B (zh) * | 2020-09-04 | 2024-03-08 | 锐芯微电子股份有限公司 | 图形传感器及其形成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008141471A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Sony Corp | 撮像装置とその制御方法およびカメラ |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW563244B (en) | 2002-10-25 | 2003-11-21 | Vanguard Int Semiconduct Corp | Deep trench isolation structure of high voltage device and its manufacturing method |
| US7154136B2 (en) | 2004-02-20 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Isolation structures for preventing photons and carriers from reaching active areas and methods of formation |
| US20060180885A1 (en) | 2005-02-14 | 2006-08-17 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensor using deep trench isolation |
| JP2010225818A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Toshiba Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| US8390089B2 (en) | 2010-07-27 | 2013-03-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Image sensor with deep trench isolation structure |
| KR101739880B1 (ko) * | 2010-12-01 | 2017-05-26 | 삼성전자주식회사 | 컬러 필터 어레이, 이를 포함하는 이미지 센서, 및 이를 포함하는 이미지 처리 장치 |
| JP5537523B2 (ja) * | 2011-09-22 | 2014-07-02 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| KR101931658B1 (ko) * | 2012-02-27 | 2018-12-21 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서의 단위 픽셀 및 이를 포함하는 이미지 센서 |
| KR101989567B1 (ko) | 2012-05-31 | 2019-06-14 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 |
| US9136298B2 (en) * | 2013-09-03 | 2015-09-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Mechanisms for forming image-sensor device with deep-trench isolation structure |
-
2014
- 2014-08-01 KR KR1020140099137A patent/KR102374109B1/ko active IP Right Grant
-
2015
- 2015-07-31 US US14/814,829 patent/US9595556B2/en active Active
-
2017
- 2017-03-08 US US15/453,410 patent/US9837465B2/en not_active Ceased
-
2019
- 2019-12-04 US US16/702,835 patent/USRE49209E1/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008141471A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Sony Corp | 撮像装置とその制御方法およびカメラ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160035770A1 (en) | 2016-02-04 |
| KR20160016015A (ko) | 2016-02-15 |
| US9837465B2 (en) | 2017-12-05 |
| US20170179190A1 (en) | 2017-06-22 |
| US9595556B2 (en) | 2017-03-14 |
| USRE49209E1 (en) | 2022-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102374109B1 (ko) | 크로스토크 특성을 개선하는 이미지 센서 및 그의 제조 방법 | |
| KR102437162B1 (ko) | 이미지 센서 | |
| US9876044B2 (en) | Image sensor and method of manufacturing the same | |
| US8716769B2 (en) | Image sensors including color adjustment path | |
| KR102327240B1 (ko) | 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법, 및 전자 기기 | |
| KR102582122B1 (ko) | 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치 | |
| JP5207594B2 (ja) | イメージセンサ | |
| KR102312964B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR102591008B1 (ko) | 이미지 센서 | |
| 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 | |
| KR102575458B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| US10096632B2 (en) | Image sensor | |
| TWI619238B (zh) | 影像感測器及其操作方法 | |
| CN110034138B (zh) | 图像传感器 | |
| KR20110008762A (ko) | 씨모스 이미지 센서의 단위 화소 및 이를 포함하는 씨모스 이미지 센서 | |
| US11183526B2 (en) | Image sensor | |
| KR20110095696A (ko) | 씨모스 이미지 센서 | |
| KR20100018851A (ko) | 적외선 차단 필터를 구비하는 시모스 이미지 센서 및 그제조방법 | |
| JP2007294552A (ja) | 固体撮像装置 | |
| KR102219784B1 (ko) | 컬러 필터 어레이 및 이를 구비한 이미지 센서 | |
| US10446599B2 (en) | Image sensor with phase difference detection pixel | |
| CN104934454A (zh) | 具有微透镜的图像传感器 | |
| KR101776611B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서의 단위 화소 어레이 | |
| KR101302105B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법, 이를 이용한 이미지 처리 장치 및 그 신호 처리 방법 | |
| KR20210121852A (ko) | 이미지 센싱 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| E801 | Decision on dismissal of amendment | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |