KR20110071712A - Image sensor having transparent interconnections - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An image sensor having transparent interconnections is provided to increase the intensity of radiation on a photodiode area by using a transparent connection wire and a contact plug. CONSTITUTION: In an image sensor having transparent interconnections, an n-type well region(111) is formed in a p type silicon board(110). A p-type impurity region(112) is formed in the surface of the n-type well region. The n-type well region and p-type impurity region forms a photodiode(PD). A plurality of transistors forms a circuit outputting a signal measured from the photodiode. Transparent connection wirings(128,132) are connected to a plurality of transistors and the photodiode.

Description

투명한 연결배선을 구비한 이미지 센서{Image sensor having transparent interconnections}Image sensor having transparent interconnections

투명한 연결배선을 구비한 이미지 센서에 관한 것이다. An image sensor having a transparent connection line is provided.

이미지센서는 빛을 감지하여 전기적인 신호로 변환하는 광전 변환 소자이다. 이미지센서는 반도체 기판 상에 행렬로 배열되는 복수개의 단위 화소들을 구비한다. 각각의 단위 화소는 광을 감지하는 광센서와, 광센서로부터의 광신호를 출력하는 트랜지스터들을 구비한다. The image sensor is a photoelectric conversion element that detects light and converts it into an electrical signal. The image sensor includes a plurality of unit pixels arranged in a matrix on a semiconductor substrate. Each unit pixel includes an optical sensor for sensing light and transistors for outputting an optical signal from the optical sensor.

광센서로는 포토 다이오드와 산화물 반도체 트랜지스터가 있다. Photoelectric sensors include photodiodes and oxide semiconductor transistors.

포토 다이오드를 포함하는 CMOS(상보성금속산화물반도체, Complimentary Metal Oxide Semiconductor) 이미지센서는 광 신호를 수신하여 저장할 수 있는 포토다이오드를 포함하고, 또한 광 신호를 제어 또는 처리할 수 있는 제어소자를 사용하여 이미지를 구현할 수 있다. 제어소자는 CMOS 제조 기술을 이용하여 제조할 수 있으므로, CMOS 이미지센서는 그 제조 공정이 단순하다는 장점을 갖고, 나아가 여러 신호 처리소자와 함께 하나의 칩(chip)으로 제조할 수 있다는 장점을 갖고 있다.A CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor) image sensor including a photodiode includes a photodiode capable of receiving and storing an optical signal, and an image using a control element capable of controlling or processing the optical signal. Can be implemented. Since the control device can be manufactured using a CMOS fabrication technology, the CMOS image sensor has the advantage that the manufacturing process is simple, and furthermore, the control device can be manufactured in one chip together with several signal processing devices. .

반면에, CMOS 이미지 센서는 하나의 칩 상에 포토 다이오드와 복수의 트랜지스터를 집적하기 때문에, 포토 다이오드 영역이 한정된다. 포토 다이오드 영역이 감소하면, 다이내믹 레인지가 감소하며, 따라서, 이미지 센서의 감도가 나빠질 수 있다. 트랜지스터를 투명한 재질로 하여 포토 다이오드 상에 배치하는 경우에도, 트랜지스터 및 트랜지스터들 사이의 연결배선 및 콘택트 플러그가 포토 다이오드로 입사되는 광의 양을 감소시킬 수 있다. On the other hand, since a CMOS image sensor integrates a photodiode and a plurality of transistors on one chip, the photodiode region is limited. If the photodiode area is reduced, the dynamic range is reduced, and therefore the sensitivity of the image sensor may be degraded. Even when the transistor is disposed on the photodiode with a transparent material, the connection wiring and the contact plug between the transistor and the transistors can reduce the amount of light incident on the photodiode.

산화물 반도체 트랜지스터를 광센서로 사용할 경우, 주변회로를 구성하는 트랜지스터들을 광센서 하부에 형성할 수 있으나, 주변 트랜지스터와 광센서의 신호전달을 위한 연결배선 및 콘택플러그가 광센서로 입사되는 광을 감소시킬 수 있다. When the oxide semiconductor transistor is used as an optical sensor, transistors constituting the peripheral circuit can be formed under the optical sensor, but the connection wiring and contact plug for signal transmission between the peripheral transistor and the optical sensor reduce the light incident to the optical sensor. You can.

일 실시예는 투명한 연결배선 및 콘택 플러그를 사용하여 포토다이오드 영역으로 입사되는 광량을 증가시킨 CMOS 이미지 센서를 제공한다. One embodiment provides a CMOS image sensor that increases the amount of light incident to the photodiode region using transparent connection wiring and contact plugs.

다른 실시예는 투명한 연결배선 및 콘택 플러그를 사용하여 산화물 반도체 트랜지스터인 광센서로의 광량을 증가시킨 이미지 센서를 제공한다. Another embodiment provides an image sensor which increases the amount of light to an optical sensor which is an oxide semiconductor transistor by using a transparent connection wiring and a contact plug.

일 실시예에 따른 투명한 연결배선을 구비한 이미지 센서는:According to an embodiment, an image sensor having a transparent connection line may include:

픽셀 어레이로 구성된 이미지 센서이며, 각 픽셀은, An image sensor consisting of an array of pixels, each pixel

포토 다이오드; Photo diodes;

상기 포토 다이오드에 연결되어 상기 포토 다이오드로부터 측정된 신호를 출 력하는 회로를 구성하는 복수의 트랜지스터; 및 A plurality of transistors connected to the photodiode and constituting a circuit for outputting a signal measured from the photodiode; And

상기 복수의 트랜지스터 및 상기 포토 다이오드에 연결되며, 상기 포토 다이오드 상에 형성된 투명한 물질로 된 콘택 플러그들과 연결배선들;을 구비한다. And contact plugs and connection wires connected to the plurality of transistors and the photodiode and formed of a transparent material formed on the photodiode.

상기 복수의 트랜지스터 중 적어도 하나는 상기 포토 다이오드 상에 형성된 투명한 트랜지스터이며, 상기 투명한 트랜지스터는, At least one of the plurality of transistors is a transparent transistor formed on the photodiode, the transparent transistor,

상기 포토다이오드를 덮는 제1절연층 상의 소스 전극 및 드레인 전극;A source electrode and a drain electrode on the first insulating layer covering the photodiode;

상기 제1절연층 상에서 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 덮는 산화물 반도체층;An oxide semiconductor layer covering the source electrode and the drain electrode on the first insulating layer;

상기 산화물 반도체층을 덮는 제2절연층; 및A second insulating layer covering the oxide semiconductor layer; And

상기 제2절연층 상에서 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 형성된 게이트 전극;을 구비하며, 상기 산화물 반도체층은, ZnO, SnO, InO로 이루어진 산화물 중 어느 하나로 이루어지며, A gate electrode formed between the source electrode and the drain electrode on the second insulating layer, wherein the oxide semiconductor layer is formed of any one of an oxide including ZnO, SnO, and InO,

상기 소스전극, 드레인 전극 및 게이트 전극은 각각 투명한 물질로 형성된 형성된다. The source electrode, the drain electrode, and the gate electrode are each formed of a transparent material.

상기 연결배선 및 콘택플래그와, 상기 전극들은 투명전도성 산화물층 및 투명금속층으로 복수층으로 형성된다. The connection wiring and the contact flag, and the electrodes are formed of a plurality of layers of a transparent conductive oxide layer and a transparent metal layer.

상기 연결배선 및 콘택 플러그와 상기 전극들은, The connection wiring and the contact plug and the electrodes,

금속층/투명 전도성 산화물층, 투명 전도성 산화물층/금속층, 투명 전도성 산화물층/금속층/투명 전도성 산화물층, 금속층/투명 전도성 산화물층/금속층으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 이상으로 형성된다. And at least one selected from the group consisting of a metal layer / transparent conductive oxide layer, a transparent conductive oxide layer / metal layer, a transparent conductive oxide layer / metal layer / transparent conductive oxide layer, and a metal layer / transparent conductive oxide layer / metal layer.

상기 금속층은 Au, Ag, Cu, Al 중 선택된 어느 하나의 물질일 수 있다. The metal layer may be any one material selected from Au, Ag, Cu, and Al.

상기 투명 전도성 산화물층은 InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO를 포함하는 투명 전도성 산화물 또는 이들을 포함하는 합금 중 선택된 어느 하나의 물질일 수 있다. The transparent conductive oxide layer may be any one material selected from transparent conductive oxides including InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO, or alloys containing them.

상기 연결배선은, 투명 전도성 산화물층 및 메탈도트층이 교번적으로 적층될 수 있다. In the connection wiring, the transparent conductive oxide layer and the metal dot layer may be alternately stacked.

다른 실시예에 따른 투명한 연결배선을 구비한 이미지 센서는, According to another embodiment of the present invention, an image sensor having a transparent connection line is provided.

픽셀 어레이로 구성된 이미지 센서로서, 각 픽셀은, An image sensor consisting of an array of pixels, each pixel

입사광의 에너지에 따라 전압-전류 특성이 변화하고, 상기 입사광의 에너지에 의해 결정되는 감지 전류를 생성하는 광센서;An optical sensor for changing a voltage-current characteristic according to energy of incident light and generating a sensing current determined by the energy of the incident light;

상기 광센서와 연결되어서 상기 광센서로부터의 상기 감지전류를 출력하는 회로를 구성하는 복수의 트랜지스터; 및A plurality of transistors connected to the optical sensor to configure a circuit for outputting the sensing current from the optical sensor; And

상기 복수의 트랜지스터 및 상기 광센서에 연결되며, 투명한 물질로 된 콘택 플러그들과 연결배선들;을 구비한 투명한 연결배선을 구비한다. And a plurality of contact plugs and connection wires connected to the plurality of transistors and the optical sensor, the contact plugs being made of a transparent material.

상기 광센서는 상기 입사광의 광량 또는 파장에 따라 전압-전류 특성이 변화하는 산화물 트랜지스터 또는 산화물 다이오드를 포함할 수 있다. The optical sensor may include an oxide transistor or an oxide diode whose voltage-current characteristics change according to the amount or wavelength of the incident light.

상기 산화물 트랜지스터 또는 상기 산화물 다이오드는 ZnO 또는 TiO2 금속 산화물로 이루어질 수 있다. The oxide transistor or the oxide diode may be made of ZnO or TiO 2 metal oxide.

상기 산화물 트랜지스터는, The oxide transistor,

기판 상의 게이트 전극와 상기 게이트 전극 상방의 활성층; 및A gate electrode on the substrate and an active layer above the gate electrode; And

상기 활성층의 양단 상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극; 을 구비하며, Source and drain electrodes formed on both ends of the active layer; Equipped with

상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 투명전도성 산화물층 및 투명금속층으로 이루어질 수 있다. The source electrode and the drain electrode may be formed of a transparent conductive oxide layer and a transparent metal layer.

본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는 수광영역 상의 전극, 연결배선 및 콘택 플러그의 투명도가 향상되며, 또한 수광영역이 증가되어서 이미지 센서의 감도가 향상된다. In the image sensor according to the exemplary embodiment of the present invention, transparency of the electrode, the connection wiring, and the contact plug on the light receiving area is improved, and the light receiving area is increased to improve the sensitivity of the image sensor.

또한, 연결배선 및 콘택 플러그의 저항감소로 이미지 센서의 소요 전력이 감소된다. In addition, the resistance of the connection wiring and the contact plug reduces the power consumption of the image sensor.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of layers or regions illustrated in the drawings are exaggerated for clarity.

도 1은 일 실시예에 따른 투명한 연결배선을 구비한 CMOS 이미지 센서(100)의 평면도이다. 1 is a plan view of a CMOS image sensor 100 having a transparent connection line according to an embodiment.

CMOS 이미지 센서는 2차원적으로 배열된 픽셀 어레이를 구비한다. 각 픽셀(또는 단위화소)에는 광을 하부의 포토 다이오드에 많이 보내주기 위한 집광렌즈와, 각 포토 다이오드에 일정한 파장의 광을 전달하고 다른 파장의 광은 차단하는 컬러 필터가 배치된다. 이하에서는 단위 픽셀에 대해서 설명하며, 도면에서 집광렌즈 및 컬러필터의 구성을 생략하였다. The CMOS image sensor has a two dimensional array of pixels. Each pixel (or unit pixel) is provided with a condenser lens for transmitting a lot of light to the lower photodiode, and a color filter which transmits light of a predetermined wavelength to each photodiode and blocks light of another wavelength. Hereinafter, the unit pixel will be described, and the configuration of the condenser lens and the color filter is omitted in the drawing.

도 1을 참조하면, 본 발명의 이미지 센서(100)는 포토다이오드(PD)와 4개의 게이트를 포함한다. 4개의 게이트 전극은 트랜스퍼 게이트(TG), 리셋 게이트(RG), 드라이브 게이트(DG), 선택 게이트(SG)이며, 이들은 각각 트랜스퍼 트랜지스터(transfer transistor, Tx), 리셋 트랜지스터(reset transistor, Rx), 드라이브 트랜지스터(drive transistor, Dx), 및 선택 트랜지스터(selection transistor, Sx)에 포함된다. Referring to FIG. 1, the image sensor 100 of the present invention includes a photodiode PD and four gates. The four gate electrodes are a transfer gate (TG), a reset gate (RG), a drive gate (DG), and a selection gate (SG), each of which is a transfer transistor (Tx), a reset transistor (Reset transistor, Rx), Drive transistor Dx, and selection transistor Sx.

트랜스퍼 트랜지스터(Tx) 및 리셋 트랜지스터(reset transistor)는 포토다이오(PD)의 측면에 형성되어 있다. 포토 다이오드(PD)의 일부분 상에 산화물 반도체층(OS)이 형성되어 있으며, 드라이브 트랜지스터(Dx) 및 선택 트랜지스터(Sx)는 산화물 반도체층(OS) 상에 형성된다. The transfer transistor Tx and the reset transistor are formed on the side of the photodiode PD. An oxide semiconductor layer OS is formed on a portion of the photodiode PD, and the drive transistor Dx and the selection transistor Sx are formed on the oxide semiconductor layer OS.

포토 다이오드(PD)는 광을 받아서 전자 및 정공을 생성하는 영역이다. 본 발명에서의 포토 다이오드(PD)는 드라이브 트랜지스터(Dx) 및 선택 트랜지스터(Sx) 영역에도 형성되어 그 영역이 확장되어 있다. The photodiode PD is an area that receives light and generates electrons and holes. The photodiode PD in the present invention is also formed in the drive transistor Dx and the select transistor Sx, and its area is extended.

제1콘택플러그(CT1) 및 제2콘택플러그(CT2)는 미도시된 도선에 의해 전기적으로 연결된다. The first contact plug CT1 and the second contact plug CT2 are electrically connected to each other by a conductor not shown.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 반도체 기판, 예컨대, p형 Si 기판(110)에 n형 우물영역(N-well)(111)이 형성되어 있으며, n형 우물영역(111)의 표면에는 p형 불순물 영역(112)이 형성되어 있다. p형 불순물 영역(112)은 n형 우물영역(111)에 포 위되게 형성된다. 상기 n형 우물영역(111) 및 p형 불순물 영역(112)은 포토 다이오드(PD)를 구성한다. Referring to FIG. 2, an n type well region (N-well) 111 is formed in a semiconductor substrate, for example, a p type Si substrate 110, and a p type impurity region is formed on a surface of the n type well region 111. 112 is formed. The p-type impurity region 112 is formed to be surrounded by the n-type well region 111. The n-type well region 111 and the p-type impurity region 112 constitute a photodiode PD.

포토 다이오드(PD)의 일측에는 n형 불순물로 도핑된 플로팅 확산영역(floating diffusion region)(113)과, 리셋확산영역(reset diffusion region)(114)이 형성되어 있다. 플로팅 확산영역(floating diffusion region)(113)과, 리셋확산영역(reset diffusion region)(114)은 포토 다이오드(PD) 영역 보다 낮은 포텐셜을 가지도록 도핑될 수 있다. A floating diffusion region 113 and a reset diffusion region 114 doped with n-type impurities are formed at one side of the photodiode PD. The floating diffusion region 113 and the reset diffusion region 114 may be doped to have a lower potential than the photodiode PD region.

기판(110) 상에는 제1절연층(120)이 형성되어 있다. 제1절연층(120)에서 n형 우물영역(111) 및 플로팅 확산영역(113) 사이에는 트랜스퍼 게이트(121)가 형성되어 있으며, 플로팅 확산영역(113) 및 리셋 확산영역(114) 사이에는 리셋게이트(122)가 형성되어 있다. 트랜스퍼 게이트(121)는 콘택플러그(123) 및 연결배선(124)에 의해서 로우 드라이버에 연결될 수 있다. 로우 드라이버는 트랜스퍼 게이트(121) 및 후술하는 리셋 트랜지스터(122)에 제어신호를 입력한다. The first insulating layer 120 is formed on the substrate 110. The transfer gate 121 is formed between the n-type well region 111 and the floating diffusion region 113 in the first insulating layer 120, and is reset between the floating diffusion region 113 and the reset diffusion region 114. The gate 122 is formed. The transfer gate 121 may be connected to the row driver by the contact plug 123 and the connection wiring 124. The row driver inputs a control signal to the transfer gate 121 and the reset transistor 122 described later.

포토다이오드(PD)의 n형 우물영역(111), 플로팅 확산영역(113), 및 트랜스퍼 게이트(121)는 트랜스퍼 트랜지스터를 형성한다. 플로팅 확산영역(113), 리셋 확산영역(114), 및 리셋 게이트(122)는 리셋 트랜지스터를 형성한다. 리셋 게이트(122)는 콘택플러그(125, 127) 및 연결배선(125, 128)에 의해서 로우 드라이버에 연결될 수 있다. The n-type well region 111, the floating diffusion region 113, and the transfer gate 121 of the photodiode PD form a transfer transistor. The floating diffusion region 113, the reset diffusion region 114, and the reset gate 122 form a reset transistor. The reset gate 122 may be connected to the row driver by the contact plugs 125 and 127 and the connection wirings 125 and 128.

제1절연층(120) 상에는 제2절연층(130)이 형성되어 있다. 제1절연층(120) 및 제2절연층(130)은 각각 실리콘 옥사이드로 형성될 수 있다. 플로팅 확산영역(113) 에는 제1절연층(120) 및 제2절연층(130)을 관통하는 제1콘택플러그(131)이 형성되어 있다. 제1콘택플러그(131)과 연결된 배선(132)는 후술하는 선택 트랜지스터의 선택 게이트에 연결된 제2콘택플러그(133)와의 연결을 위한 것이다.The second insulating layer 130 is formed on the first insulating layer 120. Each of the first insulating layer 120 and the second insulating layer 130 may be formed of silicon oxide. In the floating diffusion region 113, a first contact plug 131 penetrating the first insulating layer 120 and the second insulating layer 130 is formed. The wiring 132 connected to the first contact plug 131 is for connection with the second contact plug 133 connected to the selection gate of the selection transistor, which will be described later.

도 2에서 연결배선들(128, 132)은 편의상 동일한 평면에 도시되었지만, 실제는 미도시된 중간 절연층을 더 형성하여 서로 겹치지 않게 배치된다. In FIG. 2, the connection wires 128 and 132 are shown in the same plane for convenience, but are actually disposed so as not to overlap each other by further forming an intermediate insulating layer, which is not shown.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선단면도이다. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1.

도 3을 참조하면, 제1절연층(120) 상에 소스 전극(141), 공통 전극(common electrode)(142), 및 드레인 전극(143)이 형성되어 있다. 제1절연층(120) 상에는 이들 전극들(141~143)을 덮는 산화물 반도체층(140)과 제3절연층(150)이 형성되어 있다. 제3절연층(150)은 제1절연층(120) 및 제2절연층(130)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 그리고, 드레인 전극(141) 및 공통 전극(142) 사이에서 제3절연층(150) 상에는 드라이브 게이트(144)가 형성되어 있으며, 공통 전극(142) 및 소스 전극(143) 사이에서 제3절연층(150) 상에는 선택 게이트(145)가 형성되어 있다. 드레인 전극(141), 공통 전극(142) 및 드라이브 게이트(144)는 드라이브 트랜지스터를 형성한다. 드라이브 게이트(144)는 콘택 플러그(146) 및 연결배선(147)에 의해 입력전압(도 9의 Vdd)에 연결될 수 있다. Referring to FIG. 3, a source electrode 141, a common electrode 142, and a drain electrode 143 are formed on the first insulating layer 120. The oxide semiconductor layer 140 and the third insulating layer 150 covering the electrodes 141 to 143 are formed on the first insulating layer 120. The third insulating layer 150 may be formed of the same material as the first insulating layer 120 and the second insulating layer 130. In addition, a drive gate 144 is formed on the third insulating layer 150 between the drain electrode 141 and the common electrode 142, and a third insulating layer between the common electrode 142 and the source electrode 143. The select gate 145 is formed on the 150. The drain electrode 141, the common electrode 142, and the drive gate 144 form a drive transistor. The drive gate 144 may be connected to the input voltage (Vdd of FIG. 9) by the contact plug 146 and the connection wiring 147.

공통 전극(142), 드레인 전극(143) 및 선택 게이트(145)는 선택 트랜지스터를 형성한다. 선택 게이트(143)은 콘택 플러그(148) 및 연결배선(149)에 의해 측정 전류가 출력된다.  The common electrode 142, the drain electrode 143, and the selection gate 145 form a selection transistor. The selection gate 143 outputs the measurement current by the contact plug 148 and the connection wiring 149.

상기 드라이브 게이트(144) 상에는 배선(132)와 연결되는 제2 콘택플러그(133) 및 배선(134)이 형성되어 있다. The second contact plug 133 and the wiring 134 connected to the wiring 132 are formed on the drive gate 144.

도 3에서 연결배선들(147, 134, 149)은 편의상 동일한 평면에 도시되었지만, 실제는 미도시된 중간 절연층을 형성하여 서로 겹치지 않게 배치된다. In FIG. 3, the connection wires 147, 134, and 149 are shown in the same plane for convenience, but in reality, they are not overlapped with each other by forming an intermediate insulating layer, which is not shown.

상기 산화물 반도체층(140)은 트랜지스터의 전극들 사이의 전하이동채널을 형성하며, 바람직하게는 투명한 물질로 형성된다. 산화물 반도체층(140)은 ZnO, SnO, InO와 이들 산화물에 Ta, Hf, In, Ga, Sr이 포함된 산화물 등으로 형성될 수 있다. The oxide semiconductor layer 140 forms a charge transfer channel between the electrodes of the transistor, and is preferably formed of a transparent material. The oxide semiconductor layer 140 may be formed of ZnO, SnO, InO, and oxides including Ta, Hf, In, Ga, and Sr in these oxides.

상기 전극들(141~145)과 콘택플러그들(146, 133, 148), 연결배선들(147, 134, 149)은 투명전도성 산화물층(transparent conducting oxide: TCO) 및 투명금속층(transparent metal: TM)으로 이루어진 복수의 층이다. 구체적으로, 투명금속층/투명 전도성 산화물층 (TM/TCO), 투명 전도성 산화물층/투명금속층 (TCO/TM), 투명 전도성 산화물 층/투명금속층/투명 전도성 산화물 층 (TCO/TM/TCO), 투명금속층/투명 전도성 산화물 층/투명금속층 (TM/TCO/TM), 또는 이들의 조합으로 이루어진다. 투명금속층/투명 전도성 산화물층 (TM/TCO)은 투명 전도성 산화물층(TCO) 상에 투명금속층(TM)이 형성된 것을 의미한다. The electrodes 141 to 145, the contact plugs 146, 133, and 148, and the connection wires 147, 134, and 149 may include a transparent conducting oxide (TCO) and a transparent metal layer (TM). It is a plurality of layers consisting of). Specifically, transparent metal layer / transparent conductive oxide layer (TM / TCO), transparent conductive oxide layer / transparent metal layer (TCO / TM), transparent conductive oxide layer / transparent metal layer / transparent conductive oxide layer (TCO / TM / TCO), transparent Metal layer / transparent conductive oxide layer / transparent metal layer (TM / TCO / TM), or a combination thereof. The transparent metal layer / transparent conductive oxide layer (TM / TCO) means that the transparent metal layer TM is formed on the transparent conductive oxide layer TCO.

투명금속층은 Au, Ag, Cu, Al 중 선택된 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다. The transparent metal layer may be formed of any one material selected from Au, Ag, Cu, and Al.

상기 투명 전도성 산화물층은 InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO를 포함하는 투명 전도성 산화물 또는 이들을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. The transparent conductive oxide layer may be formed of a transparent conductive oxide including InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO, or an alloy containing them.

도 4a는 연결배선 및 콘택플러그의 일 예를 도시한 예시적 도면이다. 도 4a 를 참조하면, 제1연결배선(10) 상에 콘택플러그(20)가 형성되며, 콘택플러그(20) 상에 제2연결배선(30)이 연결된다. 제1연결배선(10), 제2연결배선(30) 및 콘택플러그(20)는 각각 투명금속층 및 투명전도성 산화물층의 2층 구조이다. 예컨대, 하부층(11, 21, 31)은 투명금속층으로 형성되며, 상부층(12, 22, 32)는 투명전도성 산화물층으로 형성된다. 4A is an exemplary diagram illustrating an example of a connection wiring and a contact plug. Referring to FIG. 4A, a contact plug 20 is formed on the first connection wire 10, and a second connection wire 30 is connected to the contact plug 20. The first connection wiring 10, the second connection wiring 30, and the contact plug 20 each have a two-layer structure of a transparent metal layer and a transparent conductive oxide layer. For example, the lower layers 11, 21, 31 are formed of a transparent metal layer, and the upper layers 12, 22, 32 are formed of a transparent conductive oxide layer.

도 4b는 연결배선 및 투명전극의 구조를 예시적으로 도시한 단면도이다. 도 4b를 참조하면, 4B is a cross-sectional view illustrating a structure of a connection line and a transparent electrode. Referring to FIG. 4B,

상기 연결배선들(147, 134, 149)과 상기 전극들(141~145)은 도 4b에 도시된 것처럼, 투명전도성 산화물층(41)과 메탈도트층(42)이 교번적으로 적층되어 형성될 수 있다. 메탈도트층(42)은 대략 나노크기의 메탈도트가 모여서 형성된 층이며, 상술한 투명금속층(TM)과 같은 물질로 형성될 수 있으며, 투명전도성 산화물층(41)은 상술한 투명전도성 산화물층(TCO)로 형성될 수 있으며, 상세한 설명은 생략한다. As shown in FIG. 4B, the connection wires 147, 134, and 149 and the electrodes 141 to 145 may be formed by alternately stacking the transparent conductive oxide layer 41 and the metal dot layer 42. Can be. The metal dot layer 42 is a layer formed by gathering nano-size metal dots, and may be formed of the same material as the transparent metal layer TM, and the transparent conductive oxide layer 41 may include the transparent conductive oxide layer ( TCO), and a detailed description thereof will be omitted.

도 5는 연결배선을 ITO/Ag/ITO 층으로 한 경우의 광투과도와 저항을 측정한 그래프이다. Ag 양측의 ITO 두께는 각각 40 nm 이다. 도 5를 참조하면, Ag의 두께에 따라서 광투과도 및 저항이 변하는 것을 볼 수 있다. 도 5의 광투과도는 550 nm 파장을 가진 광에 대한 것이다. 5 is a graph measuring light transmittance and resistance when the connection wiring is an ITO / Ag / ITO layer. The ITO thicknesses on both sides of Ag are 40 nm each. Referring to FIG. 5, it can be seen that light transmittance and resistance change according to the thickness of Ag. The light transmission of FIG. 5 is for light with a wavelength of 550 nm.

도 6은 연결배선을 ITO 80 nm 두께로 형성시 파장에 따른 광투과도이다. 6 is a light transmittance according to a wavelength when the connection wiring is formed to an ITO 80 nm thickness.

도 6을 참조하면, 파장 550 nm 광에 대해서 ITO 단일층의 광투과도는 대략 78%이다. 이는 도 5에서 Ag의 두께가 "0"일 때와 같은 광투과도이다. 연결배선을 복수의 층으로 함에 따라 광투과도가 증가하는 것을 보여준다. Referring to FIG. 6, the light transmittance of the ITO monolayer is approximately 78% for light of wavelength 550 nm. This is the light transmittance as in Fig. 5 when the thickness of Ag is "0". It is shown that the light transmittance increases as the connection wiring is formed into a plurality of layers.

투명 전도성 산화물은 투명 금속에 비해서 대략 저항이 1~2 오더(order) 크다. 도 5에서처럼 투명 전도성 산화물을 투명금속층과 함께 적층함으로써 저항이 1~2 오더 감소되는 것을 알 수 있다. Transparent conductive oxides are approximately one to two orders of magnitude larger than transparent metals. It can be seen that the resistance is reduced by one to two orders by laminating the transparent conductive oxide together with the transparent metal layer as shown in FIG. 5.

도 7은 소스 전극 및 드레인 전극을 ITO/Ag/ITO 층으로 한 경우의 I-V 특성곡선이며, 도 8은 소스 전극 및 드레인 전극을 ITO 로만 형성하였을 때의 I-V 특성곡선이다. 7 is an I-V characteristic curve when the source electrode and the drain electrode are made of the ITO / Ag / ITO layer, and FIG. 8 is an I-V characteristic curve when the source electrode and the drain electrode are formed only of ITO.

도 7 및 도 8의 실험을 위해서, 활성층은 GIZO를 사용하였으며, 게이트 옥사이드는 1000 Å 두께의 SiO2를 사용하였다. For the experiments of FIGS. 7 and 8, GIZO was used as the active layer, and SiO 2 having a thickness of 1000 mW was used as the gate oxide.

도 7 및 도 8을 참조하면, 소스전극 및 드레인 사이의 전류가 전극 및 드레인 전극을 ITO/Ag/ITO 층으로 한 경우가 약 1 오더 더 높게 나타나는 것을 알 수 있다. 이는 이러한 전극물질을 채용한 광센서의 다이나믹 레인지가 증가되는 것을 보여준다. Referring to FIGS. 7 and 8, it can be seen that the current between the source electrode and the drain is about 1 order higher when the electrode and the drain electrode are made of the ITO / Ag / ITO layer. This shows that the dynamic range of the optical sensor employing such an electrode material is increased.

이미지 센서(100)는 선택 트랜지스터 및 드라이브 트랜지스터가 형성되는 영역 하부를 포토다이오드(PD) 영역으로 활용함으로써, 이들 트랜지스터가 포토다이오드(PD) 영역의 일측에 형성되는 것 보다, 대략 40% 면적이 증가된다. 이러한 면적 증가는 포토다이오드(PD)에서 형성되는 전자를 수용하는 능력을 증가시키며 따라서 다이내믹 레인지가 향상된다. The image sensor 100 utilizes an area under which the selection transistor and the drive transistor are formed as a photodiode (PD) region, thereby increasing the area approximately 40% than those formed on one side of the photodiode (PD) region. do. This area increase increases the ability to accept electrons formed in the photodiode PD and thus the dynamic range is improved.

또한, 선택 트랜지스터 및 드라이브 트랜지스터를 투명한 물질로 형성함으로써 광이 조사되는 영역이 증가되어 이미지 센서의 감도가 향상될 수 있다. In addition, by forming the selection transistor and the drive transistor as a transparent material, an area to which light is irradiated may be increased, thereby improving sensitivity of the image sensor.

또한, 연결배선 및 콘택 플러그의 저항이 감소되므로, 소요되는 전력이 감소 될 수 있다. In addition, since the resistance of the connection wiring and the contact plug is reduced, the power consumption can be reduced.

도 9는 도 1~도 3에 도시된 이미지 센서(100)의 등가 회로도이다. 도 9를 참조하면, CMOS 이미지 센서는 포토 다이오드(PD), 트랜스퍼 트랜지스터(transfer transistor, Tx), 리셋 트랜지스터(reset transistor, Rx), 드라이브 트랜지스터(drive transistor, Dx), 및 선택 트랜지스터(selection transistor, Sx)를 포함한다.9 is an equivalent circuit diagram of the image sensor 100 shown in FIGS. 1 to 3. Referring to FIG. 9, a CMOS image sensor may include a photo diode (PD), a transfer transistor (Tx), a reset transistor (Rx), a drive transistor (Dx), and a selection transistor. Sx).

포토다이오드(PD)는 광 에너지를 제공받고 그에 따라 전하를 생성한다. 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)는 생성된 전하의 플로팅 확산 영역(floating diffusion region, FD)로의 운송을 트랜스퍼 게이트 라인(TG)에 의해 제어할 수 있다. 리셋 트랜지스터(Rx)는 입력 전원(Vdd)을 리셋 게이트 라인(RG)에 의해 제어하여 플로팅 확산영역(FD)의 전위를 리셋시킬 수 있다. 드라이브 트랜지스터(Dx)는 소스 팔로우어(source follower) 증폭기 역할을 수행할 수 있다. 선택 트랜지스터(Sx)는 선택 게이트 라인(SG)에 의해 단위 픽셀을 선택할 수 있는 스위칭 소자이다. 입력 전원(Vdd)은 드라이브 트랜지스터(Dx)와 선택 트랜지스터(Sx)를 거쳐서 출력 라인(OUT)으로 출력될 수 있다. 트랜스퍼 트랜지스터(Tx), 리셋 트랜지스터(Rx)와, 선택 트랜지스터(Sx)의 제어신호는 로우 드라이버로부터 출력된다. Photodiode PD receives light energy and generates charge accordingly. The transfer transistor Tx may control the transfer of the generated charges to the floating diffusion region FD by the transfer gate line TG. The reset transistor Rx may control the input power supply Vdd by the reset gate line RG to reset the potential of the floating diffusion region FD. The drive transistor Dx may serve as a source follower amplifier. The selection transistor Sx is a switching element capable of selecting a unit pixel by the selection gate line SG. The input power source Vdd may be output to the output line OUT through the drive transistor Dx and the selection transistor Sx. The control signals of the transfer transistor Tx, the reset transistor Rx, and the selection transistor Sx are output from the row driver.

상기 실시예에서는 4개의 트랜지스터를 구비한 픽셀에 대해서 기술하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 하나의 포토 다이오드에 3개의 트랜지스터(리셋 트랜지스터(reset transistor, Rx), 드라이브 트랜지스터(drive transistor, Dx), 및 선택 트랜지스터(selection transistor, Sx))가 구비된 픽셀도 구현할 수 있으며, 이는 당업계에서 잘 알려진 구조이므로 상세한 설명은 생략한다. In the above embodiment, a pixel having four transistors has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, a pixel having three transistors (reset transistor (Rx), drive transistor (Dx), and selection transistor (Sx)) in one photodiode may be implemented. Since the structure is well known in the detailed description is omitted.

도 10은 다른 실시예에 따른 투명한 연결배선을 구비한 이미지 센서(200)의 일부 단면도이다. 10 is a partial cross-sectional view of an image sensor 200 having a transparent connection line according to another embodiment.

도 10을 참조하면, 이미지 센서(200)는 입사광의 에너지에 따라 전압-전류 특성이 변화하고, 상기 입사광의 에너지에 의해 결정되는 감지 전류를 생성하는 광센서(210)와 주변 연결회로를 형성하는 복수의 트랜지스터(241-244)와, 광센서(210) 및 트랜지스터들(241-244)의 전극들(미도시)과 연결되는 콘택플러그, 연결배선 등을 구비한다. 참조번호 251 및 252는 각각 중간 절연층이다. Referring to FIG. 10, the image sensor 200 forms a peripheral connection circuit with an optical sensor 210 that changes a voltage-current characteristic according to the energy of incident light and generates a sensing current determined by the energy of the incident light. A plurality of transistors 241-244, a contact plug, a connection wiring, and the like connected to the photosensor 210 and the electrodes (not shown) of the transistors 241-244 are provided. Reference numerals 251 and 252 are intermediate insulation layers, respectively.

광센서(210)는 산화물 반도체 트랜지스터일 수 있다. 광센서(210)는 기판(202) 상에 형성된 게이트 전극(212), 게이트 전극(212) 상의 게이트 옥사이드(213), 게이트 옥사이드(213) 상의 활성층(214), 활성층(214) 양단 상의 소스 전극(215) 및 드레인 전극(216)을 구비한다. 광센서(210)는 산화물 다이오드로 구현될 수도 있다. The photosensor 210 may be an oxide semiconductor transistor. The photosensor 210 includes a gate electrode 212 formed on the substrate 202, a gate oxide 213 on the gate electrode 212, an active layer 214 on the gate oxide 213, and a source electrode on both ends of the active layer 214. 215 and the drain electrode 216 are provided. The optical sensor 210 may be implemented with an oxide diode.

게이트 전극(212)에 문턱전압이 인가되면 소스 전극(215) 및 드레인 전극(216) 사이의 활성층(214)에 전류가 흐른다. When a threshold voltage is applied to the gate electrode 212, a current flows in the active layer 214 between the source electrode 215 and the drain electrode 216.

광센서(210)는 입사광의 에너지에 따라 전압-전류 특성이 변화할 수 있다. 예를 들어, 활성층(214)은, 입사광의 에너지에 따라 전압-전류 특성이 변화하는 물질을 포함한다. 이러한 물질은 예를 들어, ZnO, TiO2 등과 같은 금속 산화물일 수 있다. 활성층(214)은 입사광의 에너지와 광파장에 따라서 전압-전류 특성이 변화하며, 이 변화를 측정하면 활성층으로 입사된 광의 파장과 광량을 알 수 있게 된다. 따라서, 광센서(210)는 컬러필터를 구성요소로 포함하지 않아도 작동할 수 있다. The optical sensor 210 may vary in voltage-current characteristics according to energy of incident light. For example, the active layer 214 includes a material whose voltage-current characteristics change according to the energy of incident light. Such materials may be, for example, metal oxides such as ZnO, TiO 2, and the like. In the active layer 214, the voltage-current characteristics change according to the energy and the light wavelength of the incident light. By measuring the change, the wavelength and the amount of light incident on the active layer can be known. Therefore, the optical sensor 210 can operate even without including the color filter as a component.

광센서(210)의 소스전극(215)은 콘택플러그(261) 및 연결배선(262)에 의해 미도시된 전원전압에 연결된다. 드레인(216)은 연결배선(264)에 의해 트랜지스터(243)과 연결된다. 트랜지스터(243)은 트랜스퍼 트랜지스터일 수 있다. 게이트전극(212)은 콘택 플러그 및 연결배선(271-274)에 의해 미도시된 로우 드라이버에 연결될 수 있다. The source electrode 215 of the optical sensor 210 is connected to a power supply voltage not shown by the contact plug 261 and the connection wiring 262. The drain 216 is connected to the transistor 243 by the connection wiring 264. The transistor 243 may be a transfer transistor. The gate electrode 212 may be connected to a row driver (not shown) by contact plugs and connection wirings 271-274.

트랜지스터들(241-244)은 콘택플러그들(263, 265, 267) 및 연결배선(264, 266, 268)에 의해서 외부 전원 및 다른 트랜지스터와 연결된다. 도 10에서는 편의상 연결배선들이 일부 겹쳐지게 도시되었지만, 실제는 미도시된 중간 절연층을 사용하여 서로 겹치지 않게 배치된다. The transistors 241-244 are connected to an external power source and other transistors by contact plugs 263, 265, and 267 and connection wirings 264, 266, and 268. In FIG. 10, some of the connection wires are overlapped for convenience, but are not disposed to overlap each other using an intermediate insulating layer, which is not shown.

트랜지스터들은 상기 실시예에서 설명한 4개의 트랜지스터일 수 있으며, 그 연결구조는 도 9에서 포토다이오드를 광센서(210)로 바꾼 구조로부터 알 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다. The transistors may be four transistors described in the above embodiments, and the connection structure thereof may be known from the structure in which the photodiode is replaced with the optical sensor 210 in FIG.

트랜지스터들(241-244)은 광센서(210) 하부에 배치됨으로써 활성층(214)의 면적을 넓힐 수 있다. 광센서(210)의 소스 전극(215) 및 드레인 전극(216)과, 연결배선들 및 콘택플러그들은 활성층(214)으로 입사되는 광을 차단할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해서, 연결배선 및 콘택플러그, 광센서(210)의 소스전극(215), 드레인 전극(216)은 투명한 물질로 형성된다. The transistors 241-244 may be disposed under the photosensor 210 to increase the area of the active layer 214. The source electrode 215 and the drain electrode 216 and the connection wires and the contact plugs of the optical sensor 210 may block the light incident to the active layer 214. In order to prevent this, the connection wiring and the contact plug, The source electrode 215 and the drain electrode 216 of the photosensor 210 are formed of a transparent material.

상기 전극들(215, 216)과 콘택플러그들, 연결배선들은 투명전도성 산화물층(transparent conducting oxide: TCO) 및 투명금속층(transparent metal: TM)으로 이루어진 복수의 층이다. 구체적으로, 투명금속층/투명 전도성 산화물층 (TM/TCO), 투명 전도성 산화물층/투명금속층 (TCO/TM), 투명 전도성 산화물 층/투명금속층/투명 전도성 산화물 층 (TCO/TM/TCO), 투명금속층/투명 전도성 산화물 층/투명금속층 (TM/TCO/TM), 또는 이들의 조합으로 이루어진다. 투명금속층/투명 전도성 산화물층 (TM/TCO)은 투명 전도성 산화물층(TCO) 상에 투명금속층(TM)이 형성된 것을 의미한다. The electrodes 215 and 216, the contact plugs, and the connection wirings are a plurality of layers including a transparent conducting oxide (TCO) and a transparent metal (TM). Specifically, transparent metal layer / transparent conductive oxide layer (TM / TCO), transparent conductive oxide layer / transparent metal layer (TCO / TM), transparent conductive oxide layer / transparent metal layer / transparent conductive oxide layer (TCO / TM / TCO), transparent Metal layer / transparent conductive oxide layer / transparent metal layer (TM / TCO / TM), or a combination thereof. The transparent metal layer / transparent conductive oxide layer (TM / TCO) means that the transparent metal layer TM is formed on the transparent conductive oxide layer TCO.

투명금속층은 Au, Ag, Cu, Al 중 선택된 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다. The transparent metal layer may be formed of any one material selected from Au, Ag, Cu, and Al.

상기 투명 전도성 산화물층은 InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO를 포함하는 투명 전도성 산화물 또는 이들을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. The transparent conductive oxide layer may be formed of a transparent conductive oxide including InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO, or an alloy containing them.

트랜지스터(241-244)는 도 10에서는 광센서(210)의 하부에 배치되어 있지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 일부 트랜지스터만 광센서의 하부에 형성되고, 나머지 일부는 광센서(210)의 측면 또는 그 상부에 형성될 수도 있다. The transistors 241-244 are disposed below the photosensor 210 in FIG. 10, but embodiments of the present invention are not limited thereto. For example, only some transistors may be formed below the photosensor, and others may be formed on the side of or above the photosensor 210.

이미지 센서(200)는 광센서의 활성층 상의 전극, 연결배선 및 콘택 플러그의 투광도를 향상되고, 따라서, 수광영역이 증가되어서 감도가 향상된다. 또한, 연결배서 및 콘택 플러그의 저항이 감소되므로 소요 전력이 감소된다. The image sensor 200 improves the light transmittance of the electrode, the connection wiring, and the contact plug on the active layer of the optical sensor, and thus, the light receiving area is increased, thereby improving the sensitivity. In addition, the power consumption is reduced because the resistance of the connection end and the contact plug is reduced.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

도 1은 일 실시예에 따른 투명한 연결배선을 구비한 CMOS 이미지 센서(100)의 평면도이다. 1 is a plan view of a CMOS image sensor 100 having a transparent connection line according to an embodiment.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선단면도이다. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1.

도 4a 및 4b는 연결배선 및 투명전극의 구조를 예시적으로 도시한 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views illustrating a structure of a connection line and a transparent electrode.

도 5는 연결배선을 ITO/Ag/ITO 층으로 한 경우의 광투과도와 저항을 측정한 그래프이다.5 is a graph measuring light transmittance and resistance when the connection wiring is an ITO / Ag / ITO layer.

도 6은 연결배선을 ITO 80 nm 두께로 형성시 파장에 따른 광투과도이다. 6 is a light transmittance according to a wavelength when the connection wiring is formed to an ITO 80 nm thickness.

도 7은 소스 전극 및 드레인 전극을 ITO/Ag/ITO 층으로 한 경우의 I-V 특성곡선이며, 도 8은 소스 전극 및 드레인 전극을 ITO 로만 형성하였을 때의 I-V 특성곡선이다.7 is an I-V characteristic curve when the source electrode and the drain electrode are made of the ITO / Ag / ITO layer, and FIG. 8 is an I-V characteristic curve when the source electrode and the drain electrode are formed only of ITO.

도 9는 도 1에 도시된 이미지 센서(100)의 등가 회로도이다.9 is an equivalent circuit diagram of the image sensor 100 shown in FIG. 1.

도 10은 다른 실시예에 따른 투명한 연결배선을 구비한 이미지 센서(200)의 일부 단면도이다. 10 is a partial cross-sectional view of an image sensor 200 having a transparent connection line according to another embodiment.

Claims (14)

픽셀 어레이로 구성된 이미지 센서에서, 각 픽셀은, In an image sensor consisting of an array of pixels, each pixel is 포토 다이오드; Photo diodes; 상기 포토 다이오드에 연결되어 상기 포토 다이오드로부터 측정된 신호를 출력하는 회로를 구성하는 복수의 트랜지스터; 및 A plurality of transistors connected to the photodiode and configured to output a signal measured from the photodiode; And 상기 복수의 트랜지스터 및 상기 포토 다이오드에 연결되며, 상기 포토 다이오드 상에 형성된 투명한 물질로 된 연결배선들;을 구비하며, And connection wires connected to the plurality of transistors and the photodiode and formed of a transparent material formed on the photodiode. 상기 투명한 연결배선은 투명전도성 산화물층 및 투명금속층으로 이루어진 복수의 층인 투명한 연결배선을 구비한 이미지 센서.The transparent connection line is an image sensor having a transparent connection line is a plurality of layers consisting of a transparent conductive oxide layer and a transparent metal layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 트랜지스터 중 적어도 하나는 상기 포토 다이오드 상에 형성된 투명한 트랜지스터이며, 상기 투명한 트랜지스터는, At least one of the plurality of transistors is a transparent transistor formed on the photodiode, the transparent transistor, 상기 포토다이오드를 덮는 제1절연층 상의 소스 전극 및 드레인 전극;A source electrode and a drain electrode on the first insulating layer covering the photodiode; 상기 제1절연층 상에서 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 덮는 산화물 반도체층;An oxide semiconductor layer covering the source electrode and the drain electrode on the first insulating layer; 상기 산화물 반도체층을 덮는 제2절연층; 및A second insulating layer covering the oxide semiconductor layer; And 상기 제2절연층 상에서 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 형성된 게이트 전극;을 구비하며, 상기 산화물 반도체층은, ZnO, SnO, InO로 이루어진 산화물 중 어느 하나로 이루어지며, A gate electrode formed between the source electrode and the drain electrode on the second insulating layer, wherein the oxide semiconductor layer is formed of any one of an oxide including ZnO, SnO, and InO, 상기 소스전극, 드레인 전극 및 게이트 전극은 각각 투명한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서.And the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode are each formed of a transparent material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연결배선은, The connection wiring, 금속층/투명 전도성 산화물층, 투명 전도성 산화물층/금속층, 투명 전도성 산화물층/금속층/투명 전도성 산화물층, 금속층/투명 전도성 산화물층/금속층으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 이상으로 이루어진 이미지 센서. An image sensor comprising at least one selected from the group consisting of a metal layer / transparent conductive oxide layer, a transparent conductive oxide layer / metal layer, a transparent conductive oxide layer / metal layer / transparent conductive oxide layer, and a metal layer / transparent conductive oxide layer / metal layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속층은 Au, Ag, Cu, Al 중 선택된 어느 하나의 물질인 이미지 센서. The metal layer is an image sensor of any one selected from Au, Ag, Cu, Al. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투명 전도성 산화물층은 InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO를 포함하는 투명 전도성 산화물 또는 이들을 포함하는 합금 중 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 이미지 센서. The transparent conductive oxide layer is an image sensor made of any one material selected from transparent conductive oxides including InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO or alloys containing them. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투명금속층은 메탈도트층이며, The transparent metal layer is a metal dot layer, 상기 연결배선은, 상기 투명한 투명전도성 산화물층 및 메탈도트층이 교번적으로 적층된 이미지 센서. The connection wiring is an image sensor in which the transparent transparent conductive oxide layer and the metal dot layer are alternately stacked. 픽셀 어레이로 구성된 이미지 센서에서, 각 픽셀은, In an image sensor consisting of an array of pixels, each pixel is 입사광의 에너지에 따라 전압-전류 특성이 변화하고, 상기 입사광의 에너지에 의해 결정되는 감지 전류를 생성하는 광센서;An optical sensor for changing a voltage-current characteristic according to energy of incident light and generating a sensing current determined by the energy of the incident light; 상기 광센서와 연결되어서 상기 광센서로부터의 상기 감지전류를 출력하는 회로를 구성하는 복수의 트랜지스터;A plurality of transistors connected to the optical sensor to configure a circuit for outputting the sensing current from the optical sensor; 상기 복수의 트랜지스터 및 상기 광센서에 연결되며, 투명한 물질로 된 연결배선들;을 구비하며, And connection wires connected to the plurality of transistors and the optical sensor and made of a transparent material. 상기 연결배선은 투명전도성 산화물층 및 투명금속층으로 이루어진 복수의 층인 투명한 연결배선을 구비한 이미지 센서. The connection wiring is an image sensor having a transparent connection wiring is a plurality of layers consisting of a transparent conductive oxide layer and a transparent metal layer. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 연결배선은, The connection wiring, 금속층/투명 전도성 산화물층, 투명 전도성 산화물층/금속층, 투명 전도성 산화물층/금속층/투명 전도성 산화물층, 금속층/투명 전도성 산화물층/금속층으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 이상으로 이루어진 이미지 센서. An image sensor comprising at least one selected from the group consisting of a metal layer / transparent conductive oxide layer, a transparent conductive oxide layer / metal layer, a transparent conductive oxide layer / metal layer / transparent conductive oxide layer, and a metal layer / transparent conductive oxide layer / metal layer. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 금속층은 Au, Ag, Cu, Al 중 선택된 어느 하나의 물질인 이미지 센서. The metal layer is an image sensor of any one selected from Au, Ag, Cu, Al. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 투명 전도성 산화물층은 InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO를 포함하는 투명 전도성 산화물 또는 이들을 포함하는 합금 중 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 이미지 센서. The transparent conductive oxide layer is an image sensor made of any one material selected from transparent conductive oxides including InO, SnO, GaO, CdO, ZnO, CaO, ZnO, NiO or alloys containing them. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 투명금속층은 메탈도트층이며, The transparent metal layer is a metal dot layer, 상기 연결배선은, 상기 투명한 투명전도성 산화물층 및 메탈도트층이 교번적으로 적층된 이미지 센서. The connection wiring is an image sensor in which the transparent transparent conductive oxide layer and the metal dot layer are alternately stacked. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광센서는 상기 입사광의 광량 또는 파장에 따라 전압-전류 특성이 변화하는 산화물 트랜지스터 또는 산화물 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.The optical sensor may include an oxide transistor or an oxide diode whose voltage-current characteristics change according to the amount or wavelength of the incident light. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 산화물 트랜지스터 또는 상기 산화물 다이오드는 ZnO 또는 TiO2 금속 산화물로 이루어진 이미지 센서.The oxide transistor or the oxide diode is an image sensor consisting of ZnO or TiO 2 metal oxide. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 산화물 트랜지스터는, The oxide transistor, 기판 상의 게이트 전극와 상기 게이트 전극 상방의 활성층; 및A gate electrode on the substrate and an active layer above the gate electrode; And 상기 활성층의 양단 상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극; 을 구비하며, Source and drain electrodes formed on both ends of the active layer; Equipped with 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 투명전도성 산화물층 및 투명금속층으로 이루어진 복수의 층인 이미지 센서.The source electrode and the drain electrode are a plurality of layers consisting of a transparent conductive oxide layer and a transparent metal layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101437779B1 (en) * 2013-05-09 2014-09-12 한양대학교 산학협력단 Thin Film Transistor Having Oxide Semiconductor and Method for Fabricating the Same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007067194A (en) * 2005-08-31 2007-03-15 Fujifilm Corp Organic photoelectric conversion device and stacked photoelectric conversion device
KR20080094772A (en) * 2006-08-31 2008-10-24 마이크론 테크놀로지, 인크 Transparent-channel thin-film transistor-based pixels for high-performance image sensors
KR20090023740A (en) * 2001-10-03 2009-03-05 소니 가부시끼 가이샤 Solid-state imaging device and method for manufacturing solid-state imaging device
KR20090040158A (en) * 2007-10-19 2009-04-23 삼성전자주식회사 Cmos image sensor having transparent transistors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090023740A (en) * 2001-10-03 2009-03-05 소니 가부시끼 가이샤 Solid-state imaging device and method for manufacturing solid-state imaging device
JP2007067194A (en) * 2005-08-31 2007-03-15 Fujifilm Corp Organic photoelectric conversion device and stacked photoelectric conversion device
KR20080094772A (en) * 2006-08-31 2008-10-24 마이크론 테크놀로지, 인크 Transparent-channel thin-film transistor-based pixels for high-performance image sensors
KR20090040158A (en) * 2007-10-19 2009-04-23 삼성전자주식회사 Cmos image sensor having transparent transistors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101437779B1 (en) * 2013-05-09 2014-09-12 한양대학교 산학협력단 Thin Film Transistor Having Oxide Semiconductor and Method for Fabricating the Same

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