KR20080027261A - 투명 전도성 상호 연결 라인을 가진 픽셀 셀을 갖는 촬상장치 및 픽셀 셀 제조 방법 - Google Patents

투명 전도성 상호 연결 라인을 가진 픽셀 셀을 갖는 촬상장치 및 픽셀 셀 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080027261A
KR20080027261A KR1020077029589A KR20077029589A KR20080027261A KR 20080027261 A KR20080027261 A KR 20080027261A KR 1020077029589 A KR1020077029589 A KR 1020077029589A KR 20077029589 A KR20077029589 A KR 20077029589A KR 20080027261 A KR20080027261 A KR 20080027261A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transparent conductive
conductive material
pixel cell
pixel
interconnect line
Prior art date
Application number
KR1020077029589A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100970331B1 (ko
Inventor
데이빗 웰스
Original Assignee
마이크론 테크놀로지, 인크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마이크론 테크놀로지, 인크 filed Critical 마이크론 테크놀로지, 인크
Publication of KR20080027261A publication Critical patent/KR20080027261A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100970331B1 publication Critical patent/KR100970331B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14632Wafer-level processed structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627Microlenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636Interconnect structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685Process for coatings or optical elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687Wafer level processing

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)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

본 발명은 광센서로의 입사광을 초점 조절하기 위한 투명 전도성 재료 상호 연결 라인을 갖는 픽셀 셀을 가지며 픽셀 회로로의 전기적인 연결을 제공하는 촬상 장치, 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 픽셀 셀은, 광센서(12a, 12b), 전송 트랜지스터(TX), 플로팅 확산(18), 리셋 트랜지스터(RST), 소스 팔로워 트랜지스터(34), 및 로우 선택 트랜지스터(26, SEL)를 포함한다. 투명 상호 연결 라인(111)은 픽셀 회로에 사용되는 어떠한 상호 연결 라인, 예컨대, Vaa-pix 라인, 전하 전송 라인, 리셋 제어신호 라인, 로우 선택 라인 또는 공급 전압 라인일 수 있다. 투명 전도성 재료는 주석, 인듐, 아연, 및 카드뮴으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 재료의 반도체 산화물이다.

Description

투명 전도성 상호 연결 라인을 가진 픽셀 셀을 갖는 촬상 장치 및 픽셀 셀 제조 방법 {AN IMAGING DEVICE HAVING A PIXEL CELL WITH A TRANSPARENT CONDUCTIVE INTERCONNECT LINE AND THE METHOD OF MAKING THE PIXEL CELL}
본 발명은 투명 전도성 재료 상호 연결 라인을 가진 픽셀을 갖는 촬상 장치, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전하 결합 소자(CCD) 및 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS) 센서를 포함하는 촬상 장치는, 일반적으로 광-촬상 어플리케이션(application)에 사용된다. CMOS 이미저 회로는 초점 면 어레이(focal plane array)의 픽셀 셀(pixel cell)을 포함하며, 각각의 셀은, 기판의 특정 부분에 광-발생 전하를 축적하기 위하여, 광센서, 예컨대, 광게이트, 광컨덕터 또는, 광다이오드를 포함한다. 각 픽셀 셀은, 기판 상이나 기판 내에 형성되고, 판독 회로의 부분인 출력 트랜지스터의 게이트에 연결되는 전하 저장 영역을 가진다. 상기 전하 저장 영역은 플로팅(floating) 확산 영역으로서 구성될 수 있다. 일부 이미저 회로에서는, 각 픽셀이, 전하를 광센서로부터 저장 영역으로 전송하기 위한 트랜지스터와 같은 적어도 하나의 전자 소자와, 전하를 전송하기 전 저장 영역을 미리 설정된 충전 레벨로 리셋하기 위한, 또한 일반적으로 트랜지스터인, 하나의 소자를 포함할 수 있다.
CMOS 이미저에서, 픽셀 셀의 능동 요소들은, (1) 포톤(photon)에서 전하로의 변환, (2) 화상 전하의 축적, (3) 저장 영역을 알려진 상태로 리셋, (4) 전하를 저장 영역으로 전송, (5) 판독을 위한 픽셀의 선택, 및 (6) 픽셀 전하를 나타내는 신호의 출력 및 증폭의 기능을 수행한다. 광전하는 초기 전하 축적 영역으로부터 저장 영역으로 이동할 때 증폭될 수 있다. 저장 영역의 전하는 일반적으로 소스 팔로워(source follower) 출력 트랜지스터에 의해 픽셀 출력 전압으로 변환된다.
모범적인 CMOS 촬상 회로, 그 처리 공정, 및 촬상 회로의 다양한 CMOS 요소의 기능의 상세한 설명은, 예컨대, 마이크론 테크놀로지 주식회사(Micron Technology, Inc.)의 미국 특허 제6,140,630호, 미국 특허 제6,376,868호, 미국 특허 제6,310,366호, 미국 특허 제6,326,652호, 미국 특허 제6,204,524호, 미국 특허 제 6,333,205호, 및 미국 특허 제 6,852,591호에 기술되어 있다. 상기한 각각의 개시는 이 명세서에 그 전체가 참조로 통합되어 있다.
CMOS 이미저(imager)와 같은, 종래의 촬상 장치(50)는, 도 1에 예시된다. 촬상 장치(50)는 4-트랜지스터(4T) 픽셀 셀(10) 상에 형성된 전형적인 마이크로렌즈(11)를 갖는다. 결상되는 대상으로부터의 광은 포톤(1000)으로서 입사되어, 일반적으로 컬러 필터(172) 위에 형성된 전형적인 마이크로렌즈(11)를 통해서 전해진다. 각 컬러 필터는 각 특정 컬러의 주광(predominantly light)이 픽셀 셀(10)의 광센서(12)를 통해서 전해지는 것을 가능케 한다. 컬러는 특정 파장 대역을 가진 광으로 정의된다. 일반적인 컬러 필터는, 적색, 녹색, 및 청색 필터(RGB), 또는 시안(cyan), 마젠타(magenta), 및 황색(CMY) 필터를 포함한다.
광센서(12)는, p-형 기판 위에 형성될 수 있는, p-형 에피택셜(epitaxial) 층(14) 내의 p-형 영역(12a) 및 n-형 영역(12b)을 갖는다. 픽셀 셀(10)은, 핀드(pinned) 광다이오드로서 구현될 수 있는 광센서(12), 전송 트랜지스터 게이트(16), 플로팅 확산 영역(18), 리셋 트랜지스터 게이트(22), 관련된 소스/드레인 영역을 가진 소스 팔로워 트랜지스터 게이트(24), 및 관련 소스/드레인 영역을 가진 로우 선택 트랜지스터 게이트(26)를 포함한다. 광센서(12)는, 전송 트랜지스터 게이트(16)가 전송 게이트 제어 신호(TX)에 의해 능동화될 때, 전송 트랜지스터 게이트(16)에 의해 플로팅 확산 영역(18)으로 전기적으로 연결된다.
리셋 트랜지스터 게이트(22)는 플로팅 확산 영역(18)과 픽셀 공급 전압(예컨대, Vaa-Vpix) 라인(31)의 사이에 연결된다. 리셋 제어 신호(RST)는, 플로팅 확산 영역(18)을 당업계에 주지되어 있는 바와 같은 픽셀 공급 전압(Vaa-Vpix) 레벨로 리셋하는 리셋 트랜지스터(22)를 능동화하는 데 사용된다. 소스 팔로워 트랜지스터 게이트(24)는 전하 전송 라인(23)에 의해 플로팅 확산 영역(18)에 연결되며, 어레이 공급 전압 라인(31)과 로우 선택 트랜지스터 게이트(26)의 사이에 연결된다. 소스 팔로워 트랜지스터 게이트(24)는 플로팅 확산 영역(18)에 저장된 전하에 따라서 전기적인 출력 전압 신호를 생성한다. 로우 선택 트랜지스터 게이트(26)는 소스 팔로워 트랜지스터 게이트(24)와 그 출력 전압 신호를 픽셀 어레이의 칼럼(column) 라인(28)에 선택적으로 연결하기 위해 로우 선택 신호(SEL)에 의해 제어될 수 있다.
도 1의 촬상 장치(50)가 잘 동작할지라도, 촬상 장치(50)의 전반적인 크기는 픽셀 셀 밖의 광-발생 전하 판독의 처리에 포함되는 다수의 층들에 의해서 제한된다. 그러나, 하나의 실시예로서, 도 1은, 플로팅 확산 영역(18)을 소스 팔로워 트랜지스터 게이트(24)에 전기적으로 연결하는, 전하 전송 라인(23)을 포함할 수 있는 금속화 층(M1)을 포함한다.
추가적으로, 촬상 장치(50)는 칼럼 및 전압 라인(28, 31)을 포함할 수 있는 추가적인 금속화 층(M2)을 또한 포함한다. 주목해야할 것은, 고체 이미저의 M1 및 M2 층에 배열된 특정 컨덕터는 도 1에 도시된 것과 다를 수 있지만, 일반적으로 적어도 2개의 금속화 층(M1, M2)은 존재한다는 것이다. 보다 복잡한 설계에서는, 제3 금속화 층(M3)이 M2 층 위에 또한 채용될 수 있다.
재료 층(M1, M2)(그리고, 채용되었다면 M3 층)에서 복수의 상호 연결 라인은 불투명한 금속 재료로부터 제조되었기 때문에, 상기 상호 연결 라인은 광센서(12)를 타격하는 포톤(1000)에 영향을 미치지 않는 픽셀의 어레이의 위치에 배치되어야 한다. 이는 광센서(12)에 교차하지 않도록 하는 상호 연결 라인의 경로 배정을 필요로 한다.
추가적으로, 촬상 장치(50)로 입사되는 포톤(1000)은, 광센서(12)에 의해 캡쳐(capture)되는 화상을 전반적으로 감소시켜, 화상 품질 저하라는 결과를 가져오는, 불투명한 금속 재료의 M1 및 M2 층에서 반사될 수 있다. 이것은 M1 및 M2 층에서 컨덕터의 경로를 설정할 때, 매우 필수적으로 고려되어야 한다.
따라서, 광센서(12)로의 광 경로에 영향을 미치지 않는 전도성 배선을 제조하는 이미저가 이상적이다.
본 발명은 다양한 모범적인 실시예에서, 전기적인 연결을 형성하기 위해, 촬상 장치의 광 투과 부분을 담당하도록 구성 및 배열될 수 있는, 광 투과 컨덕터를 채용한 촬상 장치를 제공한다. 일부 실시예에서는 투명 전도성 재료가 마이크로렌즈로서 기능하도록 구성 및 배열되는 반면, 다른 실시예에서는 컬러 필터로서 기능하도록 구성 및 배열된다.
본 발명의 상기한 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조해서 제공되는 하기의 상세한 설명으로부터 보다 명확히 이해될 것이다.
도 1은 종래 촬상 장치의 부분 단면도,
도 2는 본 발명의 모범적인 제1 실시예에 따라 구성된 촬상 장치의 부분 단면도,
도 3 내지 6은 도 2의 촬상 장치 제조의 다른 단계들의 부분 단면도,
도 7은 본 발명의 모범적인 제2 실시예에 따라 구성된 촬상 장치의 부분 단면도,
도 8은 본 발명의 모범적인 제3 실시예에 따라 구성된 촬상 장치의 부분 단면도,
도 9는 도 2의 복수의 촬상 장치의 탑-다운(top-down) 도,
도 10은 본 발명의 모범적인 제4 실시예에 따라 구성된 촬상 장치의 부분 단면도,
도 11은 도 10의 복수의 촬상 장치의 부분 탑-다운 도,
도 12는 본 발명의 모범적인 제5 실시예에 따라 구성된 촬상 장치의 부분 단면도,
도 13은 도 2에 따라 구성된 촬상 장치를 통합한 CMOS 이미저의 블록도,
도 14는 본 발명의 모범적인 실시예에 따른 도 12의 CMOS 이미저를 통합한 프로세서 시스템의 개략도.
이 명세서에서 사용되는 바와 같은,“반도체 기판”및“기판”이라는 용어는 당연히 어떠한 반도체-기반 구조도 포함한다. 상기 반도체 구조는, 실리콘, 실리콘-온-인슐레이터(SOI) 또는, 실리콘-온-사파이어(SOS), 실리콘-게르마늄, 도핑 또는 언도핑된(undoped) 반도체, 베이스 반도체 기초에 의해 지지되는 실리콘의 에피택셜(epitaxial) 층, 및 여타 반도체 구조를 포함하는 것으로 이해해야 한다. 반도체는 실리콘-기반일 필요는 없다. 반도체는 게르마늄 또는 갈륨 비화물(gallium arsenide)일 수 있다. 하기의 상세한 설명에서 반도체 기판에 대해 언급할 때, 베이스 반도체 또는 기초의 내부 또는 상부에 영역 또는 접합을 형성하기 위해 종전의 처리 공정들이 활용될 수 있다.
이 명세서에 사용되는 바와 같은“픽셀 셀”이라는 용어는, 포톤을 전기적인 신호로 변환하기 위한, 광센서 및 관련 회로를 포함하는 광-요소 단위 셀을 말한다. 예시의 목적으로, 대표적인 단일 픽셀 및 그 형성 방식이 이 명세서의 도면 및 상세한 설명에 예시될 수 있지만, 일반적으로 복수의 동일 픽셀 제조는 동시에 진행된다. 따라서, 하기의 상세한 설명은 한정 의미를 갖지 않는다.
하기의 상술한 설명에 있어서, 본 발명은 편이를 위해 CMOS 이미저에 관하여 기술된다; 하지만, 본 발명은, 전하 결합 소자(CCD) 및 여타 상태의 이미저에 사용되는 픽셀을 포함하는, 어떠한 이미저 셀의 어느 광센서에도 더 넓게 적용될 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 모범적인 실시예에 따라 구성된 CMOS 촬상 장치(150)의 대표 부분 단면도가 예시된다. 도 2의 촬상 장치(150)는, p-형 기판 위에 마련되는 에피택셜 층(14) 내의 p-형 영역(12a) 및 n-형 영역(12b)을 포함하는 광센서(12)(광다이오드로서 구현됨), 전송 트랜지스터 게이트(16), 플로팅 확산 영역(18), 리셋 트랜지스터 게이트(22), 관련 소스/드레인 영역을 가진 소스 팔로워 트랜지스터(24), 및 관련 소스/드레인 영역을 갖는 게이트(26)를 가진 로우 선택 트랜지스터를 갖는 픽셀 셀(10)을 포함한다. 중대하게, 도 2의 촬상 장치(150)는, 컨덕터(152)(부분 개략적으로 예시됨)에 의해 로우 선택 트랜지스터 게이트(26)의 드레인 영역(26a)으로 전기적으로 연결되는 투명 전도성 재료로 형성되는 투명 칼럼 라인(111)을 또한 포함한다. 투명 칼럼 라인(111)은, 광센서(12)로의 입사광(1000)의 초점 조절을 위한 마이크로렌즈 내부에 제조된다. 투명 칼럼 라인(111)은 당업계에 주지된 칼럼 라인 픽셀 판독 회로에 또한 연결된다.
투명 칼럼 라인(111)은 투명 전도성 재료로 형성된다. 투명 전도성 재료는, 주석, 인듐, 아연, 및 카드뮴으로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료의 반도체의 산 화물로 형성될 수 있다. 투명 전도성 재료는, 따라서, SnO2, In2O3, Cd2SnO4, ZnO, Zn2SnO4, ZnSnO3, Cd2SnO4, (Zn2SnO4)4, (MgIn2O4)5, (CdSb2O6:Y)6, (ZnSnO3)7, (GaInO3)8, (Zn2In2O5)9, 및 (In4Sn3O12)10, 및 인듐-주석 산화물(ITO)로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
동작 중에, 광센서(12)의 p-형 영역(12a)의 표면을 타격하여, 광센서(12)의 n-형 영역(12b)에서 수집되는 전자를 생성하기 위해, 컬러 필터(172)를 통해 포톤(1000)이 초점 조절되도록, 포톤(1000)이 투명 칼럼 라인(111)을 통해 전해진다. 전하는 전송 트랜지스터 게이트(16)를 통해서, 소스 팔로워 트랜지스터 게이트(24)에 전기적으로 연결된 플로팅 확산 영역(18)로 전송된다. 소스 팔로워 트랜지스터 게이트(24)로부터의 출력신호는 관련된 로우 선택 트랜지스터(26)에 의해 투명 칼럼 라인으로 게이트 인가된다. 컨덕터(SEL)로부터 로우 선택 신호가 능동화되면, 소스 팔로워 트랜지스터(24)에 의해 생성되는 신호 전압은, 도 12에 관련하여 후술되는, 투명 칼럼 라인(111)에 연결되는 샘플/홀드 회로 및 다른 신호 처리 회로에 의해 추가적으로 처리되는, 투명 칼럼 라인(111)으로 게이트 인가된다.
도 2의 촬상 장치(150)는, 입사광으로부터의 포톤(1000)을 초점 조절하기 위해서, 그리고 소스 팔로워 트랜지스터(24)에 의해 처리되는 신호를 판독 회로로 안내하기 위해서, 투명 칼럼 라인(111)이 이제 이미저의 최상면으로 이동되고, 컨덕터 및 마이크로렌즈의 2중 기능을 담당함에 따라, 이들 층의 하나 이상에서 일반적 으로 존재하는 칼럼 라인(예컨대, 칼럼 라인(28)(도 1))으로서, M1 및 M2 층에서의 컨덕터 경로 배정을 단순화하는, 투명 칼럼 라인(111)을 갖는다. 투명 칼럼 라인(111)은 입사광의 초점 조절 및 신호 안내의 이중의 용도를 만족시킨다. 이는 제조를 단순화하고 제조 비용을 감소시킨다.
또한, 투명 칼럼 라인(111)을 형성하는데 사용되는 투명 전도성 재료는 픽셀 셀 마이크로렌즈(예컨대, 마이크로렌즈(11)(도 1))를 위해 사용되는 재료보다 일반적으로 저가이며, 그 결과로서 제조 비용 절감을 가져온다.
주목해야할 것은, 도 2의 촬상 장치(150)가 p-n-p 광센서 구성(즉, n-형 영역(12b)에 형성된 p-형 영역(12a)이, 또한, p-형 에피택셜 층(14))에 형성됨)을 갖는 픽셀 셀(10)을 포함하는 것으로 예시되었을지라도, 어떠한 식으로도 한정을 의도한 것은 아니라는 것이다. 예를 들어, 픽셀 셀(10)은 에피택셜 층(14)이 n-형 기판인 n-p-n 구성을 갖게 형성될 수 있고, 광센서(12)는 p-형 영역(12b) 내에 형성된 n-형 영역(12a)를 갖는다. 광게이트, 광트랜지스터, 및 광컨덕터와 같은, 다른 광센서 구조도 역시 사용될 수 있다.
투명 칼럼 라인(111)이 도 2에서 반-타원형 단면 형상을 갖는 것으로 예시되었을지라도, 이 예시는 어떠한 식으로도 한정을 의도한 것은 아니다. 예를 들어, 투명 칼럼 라인(111)은 단면 및/또는 탑 뷰(top view) 형상이 실제적으로 직사각형, 타원형, 또는 원형을 가질 수 있다.
또한 주목해야할 것은, 투명 상호 연결 라인이 투명 칼럼 라인(111)으로 예시 및 기술되었을지라도, 예컨대, Vaa-pix 라인, 전하 전송 라인, 리셋 제어 신호 라인, 로우 선택 라인, 또는 공급 전압 라인일 수 있는 픽셀 회로에 일반적으로 사용되는 어떠한 상호 연결라인도 될 수 있고, 예시된 칼럼 라인(111)로 한정되지 않는다. 투명 전도성 상호 연결 라인은 광을 픽셀 셀(10)의 광센서(12)로 초점 조절할 수 있어야 하고, 픽셀 회로로의 전기적인 연결을 제공한다.
도 3 내지 6은 도 2의 촬상 장치(150)를 제조하는 모범적인 방법을 예시한다. 도 3에 예시된 바와 같이, 평탄화 층(160), 예컨대, BPSG 층은, 광센서(12), 전송 트랜지스터 게이트(16), 플로팅 확산 영역(18), 리셋 트랜지스터 게이트(22), 소스/드레인 영역(30), 소스 팔로워 트랜지스터 게이트(24), 및 로우 선택 트랜지스터 게이트(26)가 내부 및 상부에 형성되어 있는 에피택셜 층(14)의 위에 형성된다. 평탄화 층(160)은, 실리콘 이산화물, 보로실리케이트(borosilicate) 유리(BSG), 포스포실리케이트(phosphosilicate) 유리(PSG), 및 보로-포스포-실리케이트(boro-phospho-silicate) 유리(BPSG)로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는, 어떠한 재료로도 구성될 수 있다. 도 3은, 소스 팔로워 트랜지스터의 게이트(24)를 층(160)의 비어(via)를 통해서 플로팅 확산 영역(18)으로 연결하는 평탄화 층(160) 위에 형성되는 전하 전송 라인(23)을 또한 예시한다. 패턴화된 컨덕터의 층은, 에피택셜 층과, 도 12에 관하여 후술되는 바와 같이, 또한 외부 회로로의 전기적인 연결을 제공하는 평탄화 층(160) 위에 형성되는 패턴화된 컨덕터 층의 사이에, (층(160)의 비어를 통해서) 전기적인 연결을 가능하게 하는, 평탄화 층(160) 위에 또한 형성된다.
도 4는 평탄화 층(160)의 위에 형성된 제1 및 제2 층간 절연 층(ILD 층 )(162, 164)을 예시한다. 제1 및 제2 ILD 층(162, 164)은, 예컨대, 실리콘 질화물과 같은 어떠한 절연 재료로도 형성될 수 있다. 제2 ILD 층(164)이 형성되기 전에, 제1 ILD 층(162)이 일반적으로 CMP(화학 기계적 연마) 평탄화되고, 비어를 마련하기 위해 에칭된다. 비어는 전도성 재료로 채워지고, 패턴화된 컨덕터의 제2 층은, 에피택셜 층(14) 구조와, 도 12에 관하여 후술되는 바와 같이, 또한 외부 회로로의 전기적인 연결을 제공하는 제1 ILD 층(162)의 컨덕터의 사이에, 전기적인 연결을 가능하게 하는, 제1 ILD 층(162) 위에 형성된다.
도 5는, 일반적으로 CMP 평탄화되고, 비어를 마련하기 위해 에칭되는 제1 ILD 층(162) 위에 형성된 제2 ILD 층(164)을 예시한다. 비어는 전도성 재료로 채워지고, 투명 칼럼 라인 전구체(precursor)(111a)가 제2 ILD 층(164)의 위에 형성된다. 주목해야할 것은, 컬러 필터(172)가 일반적으로, 투명 칼럼 라인 전구체(111a)가 촬상 장치 위로 침전되기 전에 형성된다는 것이다.
제1 및 제2 ILD 층(162, 164)이 동일 재료로 형성될 필요는 없다. 또한 주목해야할 것은, 평탄화 층(160), 제1 ILD 층(162), 및 ILD 재료 층(164) 내에 비어를 생성하기 위해 리세스(recess)가 화학적 에칭, 반응성 이온 에칭(RIE), 또는 비어 생성의 다른 수단에 의해 형성될 수 있다는 것이다.
도 6은 완성된 촬상 장치(150)를 예시한다. 투명 칼럼 라인 전구체(111a)(도 5)는 광센서(12) 위의 패턴 내로 에칭된다. 패턴화된 투명 칼럼 라인 전구체(111a)가 융해되어 투명 칼럼 라인(111)를 형성하는데 사용되는 재료의 표면 장력에 기초하여 반-타원형을 형성하도록, 패턴화된 투명 칼럼 라인 전구체(111a) 도 5)가 그 다음으로 가열된다.
주목해야할 것은, 접점(152) 및/또한 평탄화 층(160) 또는 제1 및 제2 ILD 층(162, 164) 위에 형성되는 어떠한 다른 패턴화된 컨덕터도 투명 전도성 재료로 형성될 수 있으며, 이들 구성 요소는 투명 칼럼 라인(111)을 포함하는 동일 재료로 형성될 수 있다.
또한 주목해야할 것은, 촬상 장치(150)는 어플리케이션에 따라서 평탄화 층(160) 또는 제1 및 제2 ILD 층(162, 164)의 위 또는 아래에 형성되는 더욱 많은 층들을 포함할 수 있다는 것이다.
도 7은 본 발명의 모범적인 제2 실시예에 따라 구성된 촬상 장치(250)를 예시한다. 도 2의 촬상 장치(150)와 마찬가지로, 도 7의 촬상 장치(250)는, 광센서(12)로의 입사광으로부터의 포톤(1000)을 초점 조절하고, 픽셀 출력 신호 전하를 로우 선택 트랜지스터 게이트(26)의 드레인 영역(26a)으로부터의 판독 회로(도시되지 않음)로 안내하기 위한 투명 칼럼 라인(111)을 갖는다. 도 7의 촬상 장치(250)는 또한, 광센서(12)로의 입사광으로부터의 포톤(1000)을 초점 조절할 수 있는 투명 전도성 재료로 형성되는 전압 공급 라인(131)(Vaa - pix)을 갖는다. 전압 공급 라인(131)은 소스/드레인 영역(30)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 컨덕터는 투명하기 때문에, 광센서(12)로의 광학 경로를 가로지를 수 있으며, 따라서 컨덕터 경로 배정을 단순화한다.
픽셀 셀을 위한 신호 라인은 일반적으로, 평탄화 층(160), 및/또는 로우 리 셋 게이트 신호 라인과 전송 게이트 신호 라인 및 로우 선택 게이트 신호 라인을 포함하는 제1 및 제2 ILD 층(162, 164)(도 6)에 포함된다. 이들 신호 라인의 어떠한 것도 또한 투명 전도성 재료로 이루어질 수 있고, 투명 칼럼 라인(111)로부터 광센서(12)까지의 광 경로를 통하는 평탄화 층(160) 및/또는 제1 및 제2 ILD 층(162, 164)(도 6) 내의 경로가 배정될 수 있다.
주목해야할 것은 전압 공급 라인(131)이 투명 칼럼 라인(111)과 동일한 투명 전도성 재료, 또는 다른 투명 전도성 재료로 형성될 수 있다는 것이다.
도 8은, 투명 전도성 재료로 형성된 전압 공급 라인(231)이 반-타원 형상을 가지도록 형성되는, 본 발명의 제3 실시예에 따라 구성된 촬상 장치(350)를 예시한다. 도 6에 관해 상술한 바와 같이, 전압 공급 라인(231)은 종래의 광리소그라피(photolithography)에 의해 패턴화될 수 있다. 전압 공급 라인(231)이 그 다음에 반-타원 형상을 형성하기 위해 가열로 처리된다. 인슐레이터(180)는 전압 공급 라인(231) 상에 형성될 수 있고, 전압 공급 라인(231)의 반-타원 형상을 취한다. 예시된 컬러 필터(172)는 인슐레이터(180) 상에 형성되고, 또한 인슐레이터(180)의 반-타원 형상을 취한다. 투명 칼럼 라인(111)은, 또한, 반-타원형 컬러 필터(172) 위에 형성될 수 있고, 컬러 필터(172)의 반-타원 형상을 취한다. 도 8은, 또한, 투명 칼럼 라인(111)과 함께 전압 공급 라인(231)을 전기적으로 절연하는, 전압 공급 라인(231) 위의 인슐레이터(180)를 예시한다. 이 모범적인 실시예d에서 투명 칼럼 라인(111)은 반-타원 형상을 갖는다. 컬러 필터(172)는 투명 칼럼 라인(111)의 아래에 형성된다. 전압 공급 라인(231)의 형상은 픽셀 셀(10)의 광센서(12) 상 으로 초점 조절되는 포톤(1000)의 양을 증가시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라서 제조되는 촬상 장치 어레이(600)의 탑-다운 도를 예시한다. 예시된 촬상 장치 어레이(600)는 본 발명의 적어도 하나의 촬상 장치(예컨대, (도 2, 7, 또는 8의) 150, 250, 350)를 포함한다. 촬상 장치 어레이(600)는 미리 설정된 개수의 칼럼(601)과 로우(602)로 배열된 복수의 촬상 장치를 포함한다. 도 9는 외부 회로로의 각 픽셀 셀의 로우 선택 트랜지스터 게이트(26)(예컨대, 도 2)의 드레인 영역을 연결하는 단일 라인으로서 형성된 칼럼 라인(111)을 예시한다. 예시된 바와 같이, 칼럼 라인(111)은 각각 반-타원 형상을 가지며 서로 공간에 걸치는 즉, 특정 칼럼(601)에서 각각의 칼럼 라인은, 각각의 칼럼 라인(111)이 칼럼에서 근접한 칼럼 라인(111)과 결합하도록 제조된다. 예시된 촬상 장치 어레이(600)는, 각각의 칼럼(601)을 전기적으로 절연하기 위해 각 칼럼(601) 사이에 형성된 인슐레이터(183)를 또한 갖는다. 동작 중에, 촬상 장치 어레이(600)에서 각 로우의 픽셀 셀은 도 12에 관해 하기에서 추가적으로 상세히 논의되는 바와 같이 연속해서 판독될 수 있다.
도 9의 촬상 장치 어레이(600)가 10 × 8 촬상 장치 어레이로 예시되었을지라도, 주목해야할 것은 촬상 장치 어레이가 일반적으로 다중 칼럼 및 로우로 배열된 수백만의 촬상 장치(각기 픽셀 셀을 가짐)를 포함한다는 것이다. 또한 주목해야할 것은 투명 칼럼 라인(111)의 형상이 변화될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 각 촬상 장치(150)의 광센서(12)(도 2) 위의 투명 칼럼 라인(111)은 광센서 위에서 실제적으로 직사각형일 수 있다. 광센서(12)(도 12) 위의 각 투명 칼럼 라인(111) 은 또한 금속 라인 또는 투명 전도성 재료에 의해 연결될 수 있다.
도 10은 투명 칼럼 라인(111) 위에 형성된 로우 선택 라인(701)과 함께 제조되는 도 9의 촬상 장치 어레이(600)에 사용되는 촬상 장치(150)의 단면도를 예시한다. 예시된 로우 선택 라인(701)은 앞서 규정된 바와 같이 투명 전도성 재료로 형성된다. 로우 선택 라인(701)은, 도 10에 예시한 바와 같이, 반-타원 형상으로 칼럼 라인(111) 위에 형성될 수 있다. 그 대신에, 로우 선택 라인(701)은 칼럼 라인(111) 위에 형성될 수 있고, 그 다음에 평탄면을 갖도록 평탄화된다. 로우 선택 라인(701)은 추가적으로 픽셀 셀(10)의 광센서(12)로의 입사광(1000)을 초점 조절할 수 있다. 주목해야할 것은, 로우 선택 라인(701)은 투명 칼럼 라인(111)과 동일한 재료로서 형성될 수 있다는 것이다. 로우 선택 라인(701)은 또한 투명 칼럼 라인(111)과는 다른 재료로 형성될 수 있다. 인슐레이터(180)는 각 컨덕터를 전기적으로 절연하기 위해 투명 칼럼 라인(111) 및 로우 선택 라인(701) 사이에 일반적으로 마련된다.
도 11은 복수의 도 10의 촬상 장치(150)의 부분 탑-다운 도를 예시한다. 예시된 로우 선택 라인(701)은 반-타원형 투명 칼럼 라인(111) 위에 형성되고, 칼럼 라인(111)의 반-타원 형상의 형태를 취한다. 로우 선택 라인(701)은 추가적으로 픽셀 셀(10)(도 10)의 광센서(12)(도 10)로의 입사광(1000)을 초점 조절할 수 있다. 주목해야할 것은, 인슐레이터(180)가 각 컨덕터를 전기적으로 절연하기 위해 투명 칼럼 라인(111) 및 로우 선택 라인(701) 사이에 일반적으로 마련된다는 것이다.
도 12는, 로우 선택 라인(701)이 투명 칼럼 라인(111) 및 광센서(12) 사이에 형성되는, 본 발명의 모범적인 제5 실시예에 따라 구성된 촬상 장치(550)의 단면도를 예시한다. 로우 선택 라인(701)이 반-타원 형상을 갖는 것으로 예시되었을지라도, 이러한 예시는 어떠한 식으로도 한정을 의도한 것은 아니다. 예컨대, 로우 선택 라인(701)은 실제적으로, 원, 반원, 또는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
도 13은 본 발명의 픽셀 어레이를 포함하는 CMOS 이미저(608)를 예시한다. 픽셀 어레이가 도 2, 8, 9, 10, 또는 12의 모범적인 실시예들 중 어느 하나로 형성될 수 있을지라도, 도 13은 도 9의 촬상 장치 어레이(600)를 예시한다. 촬상 장치 어레이(600)의 각 로우의 각 촬상 장치(150)(도 9)의 픽셀 셀(10)(도 2)은 로우 선택 라인에 의해 모두 동시에 턴온되며, 각 칼럼의 픽셀 셀은 각각의 투명 칼럼 라인(111)(도 9)에 의해 선택적으로 출력된다. 복수의 로우 및 칼럼 라인(투명 칼럼 라인(111)(도 9))은 촬상 장치 어레이(600)의 전체에 대해 마련된다. 로우 라인은 로우 어드레스 디코더(decorder)(620)에 따른 로우 구동부(610)에 의해 순서대로 선택적으로 능동화되며, 투명 칼럼 라인(111)(도 9)은 칼럼 어드레스 디코더(670)에 따른 칼럼 구동부(660)에 의해 각 로우 능동화에 대해 순서대로 선택적으로 능동화한다. 따라서, 로우 및 칼럼 어드레스는 촬상 장치(150)(도 9)의 각 픽셀(10)에 대해 마련된다. CMOS 이미저는, 픽셀 판독을 위해 적합한 로우 및 칼럼 라인을 선택하기 위해 어드레스 디코더(620, 670)를 제어하는 제어 회로(650)와, 선택된 로우 및 칼럼 라인의 구동 트랜지스터에 구동 전압을 인가하는 로우 및 칼럼 구동 회로(610, 660)에 의해 동작된다.
픽셀 출력 신호는, 일반적으로, 리셋될 때 플로팅 확산 영역으로부터 (소스 팔로워 트랜지스터를 통해서) 벗어나는 픽셀 리셋 신호(Vrst)와, 화상에 의해 생성된 전하가 전송된 후에 플로팅 확산 영역으로부터 (소스 팔로워 트랜지스터를 통해서) 벗어나는 픽셀 화상 신호(Vsig)를 포함한다. 신호(Vrst)와 신호(Vsig)는 샘플 앤 홀드 회로(661)에 의해 판독되고, 픽셀에 충돌 포집되는 광량을 나타내는, 각 픽셀 셀(10)에 대한 차분 신호(Vrst - Vsig)를 생성하는, 차동 증폭기(662)에 의해 감산된다. 이 신호 차이는 아날로그-디지털 변환기(675)에 의해 디지털화된다. 디지털화된 픽셀 신호는, 디지털 화상을 형성 및 출력하기 위해, 그 다음에 화상 프로세서(680)로 공급된다. 또한, 도 13에 묘사된 바와 같이, CMOS 이미저 장치(608)는 반도체 칩(예컨대, 웨이퍼(1500))에 포함될 수 있다.
도 14는 본 발명의 촬상 장치(608)(도 13에 예시된 촬상 장치(608)와 같은)를 포함하는 일반적인 프로세서 시스템(900)을 도시한다. 프로세서 시스템(900)은 화상 센서 장치를 포함할 수 있는 디지털 회로를 가진 시스템의 모범적인 예이다. 제한 없이, 상기 시스템은, 컴퓨터 시스템, 카메라 시스템, 스캐너, 머신 비젼(machine vision), 차량 네비게이션, 비디오 폰, 감시 시스템, 자동 초점 시스템, 천체 추적 시스템, 동작 감지 시스템, 화상 안정화 시스템, 및 이미저를 채용한 여타 시스템을 포함할 수 있다.
시스템(900), 예를 들어 카메라 시스템은, 일반적으로, 버스(904)를 통해 입출력(I/O) 장치(906)와 통신하는, 마이크로프로세서와 같은, 중앙 처리 장 치(CPU)(902)를 포함한다. 촬상 장치(608)도 또한 버스(904)를 통해 CPU(902)와 통신한다. 프로세서-기반 시스템(900)은 또한 랜덤 액세스 메모리(RAM)(910)를 포함하고, 또한 버스(904)를 통해 CPU(902)와 통신하는, 플래시 메모리와 같은 탈착가능 메모리(removable memory)(914)를 포함할 수 있다. 촬상 장치(608)는, 단일 집적 회로 또는 프로세서와는 다른 칩 상의 메모리 저장부와 함께하거나 함께하지 않는, CPU, 디지털 신호 프로세서, 또는 마이크로프로세서와 같은 프로세서와 결합될 수 있다.
다시 주목해야할 것은, 본 발명이 특정 CMOS 촬상 장치(예컨대, 도 2, 8, 9, 10, 및 12의 (150), (250), (350), (550))를 참조하여 기술되었을지라도, 본 발명은 더 넓은 적용성을 가지며, 어떠한 촬상 장치에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 전하 결합 소자(CCD) 이미저와 연합하여 사용될 수 있다. 앞서의 상세한 설명 및 도면은, 본 발명의 목적, 특징 및 장점을 달성하는 바람직한 실시예들을 예시한다. 특정 장점 및 바람직한 실시예가 앞서 기술되었을지라도, 당업자라면 본 발명의 사상 또는 권리범위를 벗어남 없이 대체, 추가, 삭제, 변형 및/또는 다른 변형도 만들 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상기한 기술에 의해 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위의 권리범위에 의해서만 한정된다.

Claims (42)

  1. 픽셀 셀로서,
    전하 축적 영역을 갖는 광센서,
    적어도 하나의 픽셀 출력 신호를 생성하도록 상기 픽셀 셀을 동작시키기 위해 상기 광센서로 연결되는 픽셀 회로, 및
    상기 광센서로의 입사광을 초점 조절하고 상기 회로로의 전기적인 연결을 제공하기 위한 투명 전도성 재료 상호 연결 라인을 포함하는, 픽셀 셀.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전도성 재료는, 주석, 인듐, 아연, 및 카드뮴으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 재료의 반도체 산화물인, 픽셀 셀.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 투명 전도성 재료는, SnO2, In2O3, Cd2SnO4, ZnO, Zn2SnO4, ZnSnO3, Cd2SnO4, (Zn2SnO4)4, (MgIn2O4)5, (CdSb2O6:Y)6, (ZnSnO3)7, (GaInO3)8, (Zn2In2O5)9, 및 (In4Sn3O12)10, 및 인듐-주석 산화물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 픽셀 셀.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전도성 재료는, 인듐-주석-산화물인, 픽셀 셀.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인이, 반-타원형인 단면 형상을 갖는, 픽셀 셀.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 실제적으로 원형, 직사각형, 및 타원형으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 탑 다운(top down) 형상을 갖는, 픽셀 셀.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 전하 저장 영역을 외부 회로로 연결하는, 픽셀 셀.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 전하 저장 영역에 관련된 게이트로 연결되는, 픽셀 셀.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 트랜지스터의 소스/드레인 영역으로 연결되며, 상기 트랜지스터의 트랜지스터 게이트는 상기 관련된 전하 저장 영역을 리셋할 수 있는, 픽셀 셀.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 트랜지 스터 게이트의 상기 소스/드레인 영역에 전압을 인가할 수 있는, 픽셀 셀.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 전하 저장 영역을 트랜지스터 게이트로 연결하는, 픽셀 셀.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 트랜지스터 게이트로 전압을 인가할 수 있고, 상기 트랜지스터 게이트는 상기 전하 수집 영역에서 수집된 전하의 출력을 게이트 제어하는, 픽셀 셀.
  13. 픽셀 셀로서,
    전하 축적 영역을 갖는 광센서,
    상기 광센서에 의해 축적되는 전하를 저장하기 위한 관련 전하 저장 영역,
    적어도 하나의 픽셀 출력 신호를 생성하도록 상기 픽셀 셀을 동작시키기 위해 상기 광센서 및 전하 저장 영역으로 연결되는 픽셀 회로, 및
    상기 광센서로의 입사광을 초점 조절하고 상기 회로로의 전기적인 연결을 제공하기 위한 투명 전도성 재료 상호 연결 라인을 포함하는, 픽셀 셀.
  14. 반도체 기판에 형성된 픽셀 셀의 어레이를 포함하는 이미저 집적 회로로서,
    상기 어레이의 각 픽셀 셀은,
    적어도 하나의 도핑된 영역을 갖는 광센서,
    상기 광센서로부터 전하를 수집하기 위해 상기 광센서에 전기적으로 연결된 관련 전하 수집 영역,
    상기 광센서로부터의 상기 수집된 전하를 픽셀 출력 신호로 변환하기 위해 상기 전하 수집 영역으로 연결되는 제1 트랜지스터 게이트, 및
    상기 픽셀 출력 신호를 제1 투명 전도성 재료 상호 연결 라인으로 출력하기 위한 제2 트랜지스터 게이트를 포함하며, 상기 제1 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은 상기 광센서로의 입사광을 초점 조절할 수 있고 상기 픽셀 출력 신호를 판독 회로로 안내하는, 이미저 집적 회로.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 어레이에 의해 획득된 화상을 나타내는 픽셀 출력 신호를 수신 및 처리하기 위해, 그리고 상기 화상을 나타내는 출력 데이터를 제공하기 위해, 상기 기판에 형성되고 상기 어레이에 전기적으로 연결되는 신호 처리 회로를 더 포함하는, 이미저 집적 회로.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 투명 전도성 재료는, 주석, 인듐, 아연, 및 카드뮴으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 재료의 반도체 산화물인, 이미저 집적 회로.
  17. 청구항 14에 있어서, 상기 투명 전도성 재료는, SnO2, In2O3, Cd2SnO4, ZnO, Zn2SnO4, ZnSnO3, Cd2SnO4, (Zn2SnO4)4, (MgIn2O4)5, (CdSb2O6:Y)6, (ZnSnO3)7, (GaInO3)8, (Zn2In2O5)9, 및 (In4Sn3O12)10, 실리콘 질화물, 및 인듐-주석 산화물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 이미저 직접 회로.
  18. 청구항 14에 있어서, 상기 투명 전도성 재료는, 인듐-주석-산화물인, 이미저 집적 회로.
  19. 청구항 14에 있어서, 제3 트랜지스터 게이트의 소스/드레인 영역으로 연결되는 제2 투명 전도성 재료 상호 연결 라인을 더 포함하며, 상기 제3 트랜지스터 게이트는 상기 관련된 전하 수집 영역을 리셋할 수 있는, 이미저 집적 회로.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 제2 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 광센서로의 입사광을 초점 조절할 수 있는, 이미저 집적 회로.
  21. 청구항 19에 있어서, 상기 제2 트랜지스터 게이트로 연결되는 로우 선택 라인을 더 포함하고, 상기 로우 선택 라인은 상기 제2 트랜지스터 게이트로 전압을 인가할 수 있는, 이미저 집적 회로.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 로우 선택 라인은 투명 전도성 재료로 구성되고, 상기 광센서로의 입사광을 초점 조절할 수 있는, 이미저 집적 회로.
  23. 전하 축적 영역을 갖는 광센서를 형성하는 단계,
    상기 광센서에 의해 축적된 전하를 저장하기 위한 관련 전하 저장 영역을 형성하는 단계,
    적어도 하나의 픽셀 출력 신호를 생성하도록 상기 픽셀 셀을 동작시키기 위해 상기 광센서 및 전하 저장 영역으로 연결되는 픽셀 회로를 형성하는 단계, 및
    상기 광센서로의 입사광을 초점 조절하고 상기 회로로의 전기적인 연결을 제공하기 위한 투명 전도성 재료 상호 연결 라인을 형성하는 단계를 포함하는, 픽셀 셀 형성 방법.
  24. 청구항 23에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 전하 저장 영역을 트랜지스터의 게이트로 연결하도록 된, 픽셀 셀 형성 방법.
  25. 청구항 23에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 외부 회로를 상기 전하 저장 영역과 관련된 게이트의 드레인 영역으로 연결하도록 형성된, 픽셀 셀 형성 방법.
  26. 청구항 23에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 전하 저장 영역을 외부 회로로 연결하도록 형성된, 픽셀 셀 형성 방법.
  27. 픽셀 셀로서,
    전하 축적 영역을 갖는 광센서,
    적어도 하나의 픽셀 출력 신호를 생성하도록 상기 픽셀 셀을 동작시키기 위해 상기 광센서로 연결되는 픽셀 회로, 및
    상기 픽셀 회로 위에 형성된 마이크로렌즈에 관련된 투명 전도성 재료 상호 연결 라인을 포함하는, 픽셀 셀.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 투명 전도성 재료는, 주석, 인듐, 아연, 및 카드뮴으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 재료의 반도체 산화물인, 픽셀 셀.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 투명 전도성 재료는, SnO2, In2O3, Cd2SnO4, ZnO, Zn2SnO4, ZnSnO3, Cd2SnO4, (Zn2SnO4)4, (MgIn2O4)5, (CdSb2O6:Y)6, (ZnSnO3)7, (GaInO3)8, (Zn2In2O5)9, 및 (In4Sn3O12)10, 및 인듐-주석 산화물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 픽셀 셀.
  30. 청구항 27에 있어서, 상기 투명 전도성 재료는, 인듐-주석-산화물인, 픽셀 셀.
  31. 청구항 27에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 반-타원형인 단면 형상을 갖는, 픽셀 셀.
  32. 청구항 27에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 실제적으로 원형, 직사각형, 및 타원형으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 탑 다운 형상을 갖는, 픽셀 셀.
  33. 청구항 27에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 전하 축적 영역을 외부 회로로 연결하는, 픽셀 셀.
  34. 청구항 33에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 전하 축적 영역에 관련된 게이트에 연결되는, 픽셀 셀.
  35. 청구항 27에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 트랜지스터의 소스/드레인 영역에 연결되며, 상기 트랜지스터의 트랜지스터 게이트는 상기 관련된 전하 저장 영역을 리셋할 수 있는, 픽셀 셀.
  36. 청구항 35에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 트랜지 스터 게이트의 상기 소스/드레인 영역으로 전압을 인가할 수 있는, 픽셀 셀.
  37. 청구항 27에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 상기 전하 축적 영역을 트랜지스터 게이트로 연결하는, 픽셀 셀.
  38. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전도성 재료 상호 연결 라인은, 트랜지스터 게이트로 전압을 인가할 수 있고, 상기 트랜지스터 게이트는 상기 전하 축적 영역에서 수집된 전하의 출력을 게이트 제어하는, 픽셀 셀.
  39. 픽셀 셀 어레이로서,
    각기 전하 축적 영역을 갖는 복수의 광센서,
    픽셀 출력 신호를 생성하도록 상기 픽셀 셀 어레이를 동작시키기 위해 상기 복수의 광센서에 각각 연결되는 복수의 픽셀 회로, 및
    상기 복수의 광센서에 각각 관련된 복수의 마이크로렌즈로서, 상기 픽셀 회로에 관련된 전기 신호를 위한 전기 신호 경로의 일부가 되는 마이크론렌즈를 포함하는, 픽셀 셀 어레이.
  40. 청구항 39에 있어서, 상기 복수의 마이크로렌즈의 적어도 하나는, 주석, 인듐, 아연, 및 카드뮴으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 재료의 반도체 산화물로 형성되는, 픽셀 셀 어레이.
  41. 청구항 39에 있어서, 상기 복수의 마이크로렌즈의 적어도 하나는, SnO2, In2O3, Cd2SnO4, ZnO, Zn2SnO4, ZnSnO3, Cd2SnO4, (Zn2SnO4)4, (MgIn2O4)5, (CdSb2O6:Y)6, (ZnSnO3)7, (GaInO3)8, (Zn2In2O5)9, 및 (In4Sn3O12)10, 및 인듐-주석 산화물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 재료로 형성되는, 픽셀 셀 어레이.
  42. 청구항 39에 있어서, 상기 복수의 마이크로렌즈의 적어도 하나는, 인듐-주석-산화물로 형성되는, 픽셀 셀 어레이.
KR1020077029589A 2005-05-19 2006-05-19 투명 전도성 상호 연결 라인을 가진 픽셀 셀을 갖는 촬상장치 및 픽셀 셀 제조 방법 KR100970331B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/132,179 US7355222B2 (en) 2005-05-19 2005-05-19 Imaging device having a pixel cell with a transparent conductive interconnect line and the method of making the pixel cell
US11/132,179 2005-05-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080027261A true KR20080027261A (ko) 2008-03-26
KR100970331B1 KR100970331B1 (ko) 2010-07-15

Family

ID=37311374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077029589A KR100970331B1 (ko) 2005-05-19 2006-05-19 투명 전도성 상호 연결 라인을 가진 픽셀 셀을 갖는 촬상장치 및 픽셀 셀 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7355222B2 (ko)
EP (1) EP1886346A2 (ko)
JP (1) JP2008541491A (ko)
KR (1) KR100970331B1 (ko)
CN (1) CN101180730B (ko)
TW (1) TWI312575B (ko)
WO (1) WO2006125192A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008021872A1 (de) 2008-03-25 2009-10-01 Kia Motors Corporation Türverriegelungsanordnung mit einem einzigen komplexen Dämpfer für ein Kraftfahrzeug
US8507906B2 (en) 2009-05-08 2013-08-13 Samsung Electronics Co., Ltd. CMOS image sensor and method of manufacturing the same

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7633106B2 (en) * 2005-11-09 2009-12-15 International Business Machines Corporation Light shield for CMOS imager
KR101176545B1 (ko) * 2006-07-26 2012-08-28 삼성전자주식회사 마이크로 렌즈의 형성방법과 마이크로 렌즈를 포함한이미지 센서 및 그의 제조방법
KR20080060484A (ko) * 2006-12-27 2008-07-02 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서 및 그 제조방법
KR100854243B1 (ko) * 2006-12-27 2008-08-25 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서 제조방법
KR100891075B1 (ko) * 2006-12-29 2009-03-31 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서의 제조방법
KR20080062825A (ko) * 2006-12-29 2008-07-03 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서 제조방법
EP1944807A1 (en) * 2007-01-12 2008-07-16 STMicroelectronics (Research & Development) Limited Electromagnetic interference shielding for image sensor
US7661077B2 (en) * 2007-09-06 2010-02-09 International Business Machines Corporation Structure for imagers having electrically active optical elements
US7935560B2 (en) * 2007-09-06 2011-05-03 International Business Machines Corporation Imagers having electrically active optical elements
US7642582B2 (en) * 2007-09-06 2010-01-05 International Business Machines Corporation Imagers having electrically active optical elements
US7531373B2 (en) 2007-09-19 2009-05-12 Micron Technology, Inc. Methods of forming a conductive interconnect in a pixel of an imager and in other integrated circuitry
US20090184638A1 (en) * 2008-01-22 2009-07-23 Micron Technology, Inc. Field emitter image sensor devices, systems, and methods
KR101046060B1 (ko) * 2008-07-29 2011-07-01 주식회사 동부하이텍 이미지센서 제조방법
US7943862B2 (en) * 2008-08-20 2011-05-17 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for optically transparent via filling
KR101124857B1 (ko) * 2008-09-30 2012-03-27 주식회사 동부하이텍 이미지센서 및 그 제조방법
US8634005B2 (en) * 2008-09-30 2014-01-21 Drs Rsta, Inc. Very small pixel pitch focal plane array and method for manufacturing thereof
JP5374110B2 (ja) * 2008-10-22 2013-12-25 キヤノン株式会社 撮像センサ及び撮像装置
KR101545636B1 (ko) * 2008-12-26 2015-08-19 주식회사 동부하이텍 후면 수광 이미지센서 및 그 제조방법
US8264377B2 (en) 2009-03-02 2012-09-11 Griffith Gregory M Aircraft collision avoidance system
US10090349B2 (en) * 2012-08-09 2018-10-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. CMOS image sensor chips with stacked scheme and methods for forming the same
JP2014112580A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Sony Corp 固体撮像素子および駆動方法
US10341592B2 (en) 2015-06-09 2019-07-02 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging element, driving method, and electronic device
US9786856B2 (en) 2015-08-20 2017-10-10 Dpix, Llc Method of manufacturing an image sensor device
US9929215B2 (en) 2016-07-12 2018-03-27 Dpix, Llc Method of optimizing an interface for processing of an organic semiconductor
TWI608600B (zh) * 2016-08-04 2017-12-11 力晶科技股份有限公司 影像感測器及其製作方法
JP7062692B2 (ja) 2018-02-20 2022-05-06 インテリジェント クリーニング イクイップメント ホールディングス カンパニー リミテッド 追跡装置、物体追跡システム、及び関連する使用方法
US11462282B2 (en) 2020-04-01 2022-10-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor memory structure
US11682313B2 (en) 2021-03-17 2023-06-20 Gregory M. Griffith Sensor assembly for use in association with aircraft collision avoidance system and method of using the same
WO2023108441A1 (en) * 2021-12-14 2023-06-22 Huawei Technologies Co., Ltd. Imaging device, electronic apparatus, and method for manufacturing an imaging device

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6140630A (en) * 1998-10-14 2000-10-31 Micron Technology, Inc. Vcc pump for CMOS imagers
US6376868B1 (en) * 1999-06-15 2002-04-23 Micron Technology, Inc. Multi-layered gate for a CMOS imager
US6310366B1 (en) * 1999-06-16 2001-10-30 Micron Technology, Inc. Retrograde well structure for a CMOS imager
US6326652B1 (en) * 1999-06-18 2001-12-04 Micron Technology, Inc., CMOS imager with a self-aligned buried contact
US6204524B1 (en) * 1999-07-14 2001-03-20 Micron Technology, Inc. CMOS imager with storage capacitor
US6333205B1 (en) * 1999-08-16 2001-12-25 Micron Technology, Inc. CMOS imager with selectively silicided gates
JP2001332711A (ja) 2000-05-18 2001-11-30 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法
KR100477784B1 (ko) * 2000-08-31 2005-03-22 매그나칩 반도체 유한회사 트렌치 내부의 공기로 이루어지는 집광층을 구비하는이미지 센서 및 그 제조 방법
FR2824664A1 (fr) * 2001-05-09 2002-11-15 St Microelectronics Sa Photodetecteur cmos comportant une photodiode en silicium amorphe
US6462365B1 (en) * 2001-11-06 2002-10-08 Omnivision Technologies, Inc. Active pixel having reduced dark current in a CMOS image sensor
JP2003229562A (ja) * 2002-02-05 2003-08-15 Sony Corp 半導体装置、その製造方法及び半導体製造装置
US6861686B2 (en) * 2003-01-16 2005-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Structure of a CMOS image sensor and method for fabricating the same
TW588463B (en) * 2003-04-04 2004-05-21 Au Optronics Corp A method for forming a low temperature polysilicon complementary metal oxide semiconductor thin film transistor
TWI251330B (en) * 2003-05-09 2006-03-11 Au Optronics Corp CMOS image sensor and method for producing the same
US7057220B2 (en) * 2003-10-09 2006-06-06 Micron Technology, Inc. Ultrashallow photodiode using indium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008021872A1 (de) 2008-03-25 2009-10-01 Kia Motors Corporation Türverriegelungsanordnung mit einem einzigen komplexen Dämpfer für ein Kraftfahrzeug
US8507906B2 (en) 2009-05-08 2013-08-13 Samsung Electronics Co., Ltd. CMOS image sensor and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20080143859A1 (en) 2008-06-19
WO2006125192A2 (en) 2006-11-23
US7355222B2 (en) 2008-04-08
KR100970331B1 (ko) 2010-07-15
JP2008541491A (ja) 2008-11-20
CN101180730B (zh) 2010-12-15
TWI312575B (en) 2009-07-21
US20060261342A1 (en) 2006-11-23
EP1886346A2 (en) 2008-02-13
WO2006125192A3 (en) 2007-02-08
CN101180730A (zh) 2008-05-14
US7829361B2 (en) 2010-11-09
TW200713572A (en) 2007-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100970331B1 (ko) 투명 전도성 상호 연결 라인을 가진 픽셀 셀을 갖는 촬상장치 및 픽셀 셀 제조 방법
US9911777B2 (en) Image sensors using different photoconversion region isolation structures for different types of pixel regions
KR102482051B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 전자 기기
JP3571909B2 (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
US7875840B2 (en) Imager device with anti-fuse pixels and recessed color filter array
KR100782463B1 (ko) 3차원 구조를 갖는 이미지 센서의 분리형 단위화소 및 그제조방법
US7662656B2 (en) Light block for pixel arrays
US8648943B2 (en) Solid-state imaging device and camera module
US7541628B2 (en) Image sensors including active pixel sensor arrays
KR101008748B1 (ko) 이미저용 매립된 컨덕터
JP2009523317A (ja) 画像器の陥凹領域内に均一な色フィルタを設ける方法及び装置
US11626438B2 (en) Image sensors
CN110571230A (zh) 图像传感器
KR20090128439A (ko) 후면 조명 이미저 및 그 제조 방법
CN110828493B (zh) 图像传感器
US20090160001A1 (en) Image sensor and method for manufacturing the sensor
US9219094B2 (en) Backside illuminated image sensor
US20230299116A1 (en) Image sensor
US20090302323A1 (en) Method and apparatus for providing a low-level interconnect section in an imager device
KR20060020852A (ko) 시모스 이미지센서 및 그의 제조방법
KR20020045868A (ko) 포토다이오드의 면적을 증가시킬 수 있는 이미지 센서 및그 제조 방법
CN116344566A (zh) 图像传感器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130626

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140626

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160629

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 10