KR20170006520A - 광전 변환 소자 내에 위치하는 변환 소자 분리막을 포함하는 이미지 센서 - Google Patents
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Abstract
이미지 센서가 제공된다. 상기 이미지 센서는 화소 분리막에 의해 둘러싸이는 제 1 도전형의 제 1 불순물 영역; 제 1 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르고, 제 1 측면 및 상기 제 1 측면과 대향하는 제 2 측면을 포함하는 제 1 변환 소자 분리막; 상기 제 1 불순물 영역 내에 위치하고, 상기 제 1 변환 소자 분리막의 상기 제 1 측면 상에 위치하는 제 2 도전형의 제 2 불순물 영역; 상기 제 1 불순물 영역 내에 위치하고, 상기 제 1 변환 소자 분리막의 상기 제 2 측면 상에 위치하는 제 2 도전형의 제 3 불순물 영역; 및 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르는 제 2 변환 소자 분리막을 포함한다.
Description
본 발명은 광전 변환 소자들을 가로지르는 변환 소자 분리막을 포함하는 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지 센서는 픽셀 영역들과 수직 중첩하는 광전 변환 소자들 및 상기 광전 변환 소자들 상에 위치하는 마이크로 렌즈들을 포함한다. 오토 포커싱 등을 위하여 상기 이미지 센서는 상기 광전 변환 소자들을 가로지르는 변환 소자 분리막을 더 포함할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들에 의해 집광된 빛은 상기 변환 소자 분리막에 의해 난반사될 수 있다. 상기 변환 소자 분리막에 의해 난반사된 빛은 인접한 픽셀 영역들의 크로스 토크를 유발할 수 있다. 상기 이미지 센서에서는 변환 소자 분리막에 의한 크로스 토크가 인접한 픽셀 영역들에서 균일하게 발생되도록 다양한 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 변환 소자 분리막에 의한 크로스 토크가 인접한 픽셀 영역들에서 균일하게 발생하는 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 변환 소자 분리막에 의해 난반사된 빛이 인접한 픽셀 영역들에 균일하게 조사되는 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 앞서 언급한 과제들로 한정되지 않는다. 여기서 언급되지 않은 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자들에게 명확하게 이해될 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서는 화소 분리막에 의해 둘러싸이는 제 1 도전형의 제 1 불순물 영역; 제 1 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르고, 제 1 측면 및 상기 제 1 측면과 대향하는 제 2 측면을 포함하는 제 1 변환 소자 분리막; 상기 제 1 불순물 영역 내에 위치하고, 상기 제 1 변환 소자 분리막의 상기 제 1 측면 상에 위치하는 제 2 도전형의 제 2 불순물 영역; 상기 제 1 불순물 영역 내에 위치하고, 상기 제 1 변환 소자 분리막의 상기 제 2 측면 상에 위치하는 제 2 도전형의 제 3 불순물 영역; 및 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르는 제 2 변환 소자 분리막을 포함한다.
상기 제 1 변환 소자 분리막은 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 이등분할 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막은 상기 제 1 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 이등분할 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막 및 상기 제 2 변환 소자 분리막은 절연성 물질을 포함할 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막의 수평 폭은 상기 제 1 변환 소자 분리막의 수평 폭과 동일할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서는 픽셀 영역을 포함하는 기판; 상기 기판 상에 위치하고, 상기 픽셀 영역과 수직 중첩하는 제 1 도전형의 제 1 불순물 영역; 상기 제 1 불순물 영역 내에서 제 1 방향으로 연장되는 제 2 도전형의 제 2 불순물 영역; 상기 제 1 불순물 영역 내에서 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 2 불순물 영역과 이격되는 제 2 도전형의 제 3 불순물 영역; 상기 제 2 불순물 영역과 상기 제 3 불순물 영역 사이에서 상기 제 1 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르는 제 1 변환 소자 분리막; 및 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르는 제 2 변환 소자 분리막을 포함한다.
상기 제 2 변환 소자 분리막의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역의 최상단보다 높을 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막의 최하단은 상기 제 2 변환 소자 분리막의 최하단보다 낮을 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 기판 상에 위치하고, 상기 픽셀 영역의 경계와 수직 중첩하는 화소 분리막을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막의 수평 폭은 상기 화소 분리막의 수평 폭보다 작을 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막의 수평 폭은 상기 화소 분리막의 수평 폭과 동일할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서는 픽셀 영역들을 포함하는 기판; 상기 기판의 상기 픽셀 영역들 상에 위치하는 광전 변환 소자들; 및 상기 광전 변환 소자들을 십자 형상(cross-type)으로 가로지르는 변환 소자 분리막을 포함한다. 상기 변환 소자 분리막은 절연성 물질을 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서는 광전 변환 소자를 가로지르는 변환 소자 분리막에 의해 난반사되는 빛이 인접한 픽셀 영역들로 균일하게 조사될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서에서는 변환 소자 분리막에 의한 크로스 토크가 인접한 픽셀 영역들에서 균일하게 발생될 수 있다. 따라서 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서에서는 색 재현성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 영역들의 배치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 U 영역을 확대한 도면이다.
도 3a는 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 도면이다.
도 3b는 도 2의 II-II'선을 따라 절단한 도면이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면이다.
도 6a는 도 5의 III-III'선을 따라 절단한 도면이다.
도 6b는 도 5의 IV-IV'선을 따라 절단한 도면이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면이다.
도 12a는 도 11의 V-V'선을 따라 절단한 도면이다.
도 12b는 도 11의 VI-VI'선을 따라 절단한 도면이다.
도 13a 및 13b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 15a 및 15b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 16a 내지 20a 및 16b 내지 20b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 21a, 21b, 22a, 및 22b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 23a 내지 25a 및 23b 내지 25b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 26은 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 27은 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서를 포함하는 모바일 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 U 영역을 확대한 도면이다.
도 3a는 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 도면이다.
도 3b는 도 2의 II-II'선을 따라 절단한 도면이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면이다.
도 6a는 도 5의 III-III'선을 따라 절단한 도면이다.
도 6b는 도 5의 IV-IV'선을 따라 절단한 도면이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면이다.
도 12a는 도 11의 V-V'선을 따라 절단한 도면이다.
도 12b는 도 11의 VI-VI'선을 따라 절단한 도면이다.
도 13a 및 13b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 15a 및 15b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면들이다.
도 16a 내지 20a 및 16b 내지 20b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 21a, 21b, 22a, 및 22b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 23a 내지 25a 및 23b 내지 25b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 26은 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 27은 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서를 포함하는 모바일 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 이에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다. 여기서, 본 발명의 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이므로, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않도록 다른 형태로 구체화될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호로 표시된 부분들은 동일한 구성 요소들을 의미하며, 도면들에 있어서 층 또는 영역의 길이와 두께는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 덧붙여, 제 1 구성 요소가 제 2 구성 요소 "상"에 있다고 기재되는 경우, 상기 제 1 구성 요소가 상기 제 2 구성 요소와 직접 접촉하는 상측에 위치하는 것뿐만 아니라, 상기 제 1 구성 요소와 상기 제 2 구성 요소 사이에 제 3 구성 요소가 위치하는 경우도 포함한다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위한 것으로, 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 다만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 제 1 구성 요소와 제 2 구성 요소는 당업자의 편의에 따라 임의로 명명될 수 있다.
본 발명의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
덧붙여, 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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
(실시 예)
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 픽셀 영역들의 배치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 그린 픽셀 영역(PG)과 블루 픽셀 영역(PB)이 교차 배열되는 제 1 행(P1) 및 레드 픽셀 영역(PR)과 그린 픽셀 영역(PG)이 교차 배열되는 제 2 행(P2)이 반복될 수 있다. 상기 제 1 행(P1)의 그린 픽셀 영역들(PG)은 상기 제 2 행(P2)의 그린 픽셀 영역들(PG)과 엇갈리게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 그린 픽셀 영역들(PG)은 지그재그 형상으로 배치될 수 있다. 상기 제 1 행(P1)의 블루 픽셀 영역들(PB)은 상기 제 2 행(P2)의 레드 픽셀 영역들(PR)과 어긋나게 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 그린 픽셀 영역들(PG)이 지그재그 형상으로 배치되고, 행에 따라 상기 그린 픽셀 영역들(PG) 사이에 블루 픽셀 영역들(PB) 또는 레드 픽셀 영역들(PR)이 배치되는 것으로 설명된다. 그러나 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 화이트 픽셀 영역(PW)과 블루 픽셀 영역(PB)이 교차 배열되는 제 1 행(P1) 및 레드 픽셀 영역(PR)과 화이트 픽셀 영역(PW)이 교차 배열되는 제 2 행(P2)이 반복될 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 레드 픽셀 영역(PR), 화이트 픽셀 영역(PW) 및 블루 픽셀 영역(PB)이 반복되는 행들이 열 방향으로 동일 색상의 픽셀 영역이 연속되지 않도록 배치될 수 있다.
상기 그린 픽셀 영역들(PG) 각각의 면적은 상기 블루 픽셀 영역들(PB) 각각의 면적과 동일할 수 있다. 상기 블루 픽셀 영역들(PB) 각각의 면적은 상기 레드 픽셀 영역들(PR) 각각의 면적과 동일할 수 있다. 인접하게 위치하는 제 1 행(P1)의 그린 픽셀 영역(PG)과 블루 픽셀 영역(PB) 및 제 2 행(P2)의 레드 픽셀 영역(PR)과 그린 픽셀 영역(PG)은 단위 픽셀(unit pixel; U)을 구성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 단위 픽셀(U)을 나타낸 도면이다. 도 3a는 도 2의 I-I'선을 따라 도면이다. 도 3b는 도 2의 II-II'선을 따라 절단한 도면이다.
도 2, 3a 및 3b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 기판(110), 배선층(120), 광전 변환 소자들(130), 화소 분리막(140), 변환 소자 분리막(210), 버퍼막(300), 금속 그리드(400), 하부 평탄화막(510), 컬러 필터들(600) 및 마이크로 렌즈들(700)을 포함할 수 있다.
상기 기판(110)은 반도체 기판, 글라스 기판 및 금속 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판(110)은 그린 픽셀 영역들(PG), 블루 픽셀 영역들(PB) 및 레드 픽셀 영역들(PR)을 포함할 수 있다.
상기 배선층(120)은 상기 기판(110) 상에 위치할 수 있다. 상기 기판(110)은 상기 배선층(120)에 부착될 수 있다. 상기 배선층(120)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 배선층(120)은 실리콘 산화물 및/또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
상기 배선층(120) 내에는 내부 회로 배선들(125)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 배선층(120)은 다층 구조일 수 있다.
상기 광전 변환 소자들(130)은 입사되는 빛을 흡수하여 광량에 대응하는 전하를 생성/축적할 수 있다. 상기 광전 변환 소자들(130)은 상기 배선층(120) 상에 위치할 수 있다. 상기 광전 변환 소자들(130)은 상기 기판(110)의 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR)과 수직 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 광전 변환 소자들(130)은 상기 그린 픽셀 영역들(PG)과 수직 중첩하는 그린 광전 변환 소자들, 상기 블루 픽셀 영역들(PB)과 수직 중첩하는 블루 광전 변환 소자들 및 상기 레드 픽셀 영역들(PR)과 수직 중첩하는 레드 광전 변환 소자들을 포함할 수 있다.
상기 광전 변환 소자들(130)은 각각 제 1 불순물 영역(131), 제 2 불순물 영역(132a) 및 제 3 불순물 영역(132b)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 불순물 영역(131)은 제 1 도전형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 제 2 불순물 영역(132a) 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 제 2 도전형 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 불순물 영역(131)은 P형 도펀트를 포함하고, 상기 제 2 불순물 영역(132a) 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 N형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 제 2 불순물 영역(132a) 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 상기 제 1 불순물 영역(131) 내에 위치할 수 있다. 상기 제 1 불순물 영역(131)은 상기 제 2 불순물 영역(132a) 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 상기 광전 변환 소자들(130)은 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 제 2 불순물 영역(132a)은 상기 제 1 불순물 영역(131) 내에서 제 1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 상기 제 1 불순물 영역(131) 내에서 상기 제 1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 상기 제 1 방향(X)과 수직한 제 2 방향(Y)으로 상기 제 2 불순물 영역(132a)과 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 상기 제 2 불순물 영역(132a)과 평행할 수 있다.
상기 제 3 불순물 영역(132b)의 형상은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 형상과 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 상기 제 1 방향 길이는 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 상기 제 1 방향 길이와 동일할 수 있다. 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 상기 제 2 방향 길이는 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 상기 제 2 방향 길이와 동일할 수 있다. 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최하단의 레벨은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최하단의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단의 레벨은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단의 레벨과 동일할 수 있다.
상기 화소 분리막(140)은 상기 기판(110) 상에 위치할 수 있다. 상기 화소 분리막(140)은 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이의 경계들과 수직 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 광전 변환 소자들(130)은 상기 화소 분리막(140)에 의해 둘러싸일 수 있다.
상기 화소 분리막(140)의 상부면의 레벨은 상기 광전 변환 소자들(130)의 상부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 화소 분리막(140)의 상부면의 레벨은 상기 제 1 불순물 영역(131)의 상부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 화소 분리막(140)의 최상단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 높을 수 있다.
상기 화소 분리막(140)의 수직 길이는 상기 광전 변환 소자들(130)의 수직 길이보다 작을 수 있다. 상기 화소 분리막(140)의 최하단은 상기 제 1 불순물 영역(131)의 최하단보다 높을 수 있다. 상기 화소 분리막(140)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 화소 분리막(140)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최하단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최하단보다 높을 수 있다.
상기 화소 분리막(140)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 화소 분리막(140)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 각각의 픽셀 영역(PG, PB, PR) 내에 위치하는 트랜스퍼 게이트들(180)을 더 포함할 수 있다. 각각의 트랜스퍼 게이트(180)는 상기 배선층(120)과 해당 광전 변환 소자(130) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 각각의 트랜스퍼 게이트(180)는 상기 배선층(120) 내에 위치하는 제 1 영역(181) 및 상기 제 1 불순물 영역(131) 내에 위치하는 제 2 영역(182)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 트랜스퍼 게이트들(180)이 해당 광전 변환 소자(130)로 돌출된 영역을 포함하는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 트랜스퍼 게이트들(180)이 다른 형상으로 형성될 수 있다.
상기 트랜스퍼 게이트들(180)은 각각 제 1 트랜스퍼 게이트(180a) 및 제 2 트랜스퍼 게이트(180b)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 트랜스퍼 게이트(180a)는 상기 제 2 불순물 영역(132a)과 상기 화소 분리막(140) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제 2 트랜스퍼 게이트(180b)는 상기 제 3 불순물 영역(132b)과 상기 화소 분리막(140) 사이에 위치할 수 있다.
상기 변환 소자 분리막(210)은 상기 광전 변환 소자들(130) 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 변환 소자 분리막(210)은 상기 광전 변환 소자들(130) 각각의 상기 제 1 불순물 영역(131) 내에 위치할 수 있다.
상기 변환 소자 분리막(210)의 상부면은 십자 형상(cross-type)일 수 있다. 상기 변환 소자 분리막(210)은 상기 제 1 방향(X) 및 상기 제 2 방향(Y)으로 상기 제 1 불순물 영역(131)을 가로지를 수 있다.
인접한 광전 변환 소자(130)를 가로지르는 변환 소자 분리막(210)은 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 변환 소자 분리막(210)은 상기 화소 분리막(140)을 가로지를 수 있다.
상기 변환 소자 분리막(210)은 제 1 변환 소자 분리막(211) 및 제 2 변환 소자 분리막(212)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(211)은 상기 제 1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 각각의 광전 변환 소자(130)는 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)에 의해 상기 제 2 불순물 영역(132a) 상에 위치하는 상기 제 1 불순물 영역(131)과 상기 제 3 불순물 영역(132b) 상에 위치하는 제 1 불순물 영역(131)이 분리될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)은 상기 제 2 불순물 영역(132a)과 상기 제 3 불순물 영역(132b) 사이에서 상기 제 1 방향(X)으로 상기 제 1 불순물 영역(131)을 가로지를 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(211)은 제 1 측면(211S1) 및 제 2 측면(211S2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 상기 제 2 측면(211S2)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 상기 제 1 측면(211S1)과 대향할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 불순물 영역(132a)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 상기 제 1 측면(211S1) 상에 위치하고, 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 상기 제 2 측면(211S2) 상에 위치할 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(211)은 상기 제 2 방향(Y)으로 상기 제 1 불순물 영역(131)을 이등분할 수 있다. 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)을 기준으로 상기 제 2 불순물 영역(132a)과 대칭될 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 상부면의 레벨은 상기 화소 분리막의 상부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 상부면의 레벨은 상기 제 1 불순물 영역(131)의 상부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 최상단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 높을 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 수직 길이는 상기 화소 분리막(140)의 수직 길이보다 작을 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 최하단은 상기 화소 분리막(140)의 최하단보다 높을 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 높을 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 수평 폭은 상기 제 2 불순물 영역(132a)과 상기 제 3 불순물 영역(132b) 사이의 상기 제 2 방향 거리보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 수평 폭은 상기 화소 분리막(140)의 수평 폭과 동일할 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(211)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 2 방향(Y)으로 연장될 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 2 방향(Y)으로 상기 제 1 불순물 영역(131)을 가로지를 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)과 수직 교차할 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(212)의 상부면의 레벨은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 상부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)의 상부면의 레벨은 상기 제 1 불순물 영역(131)의 상부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)의 최상단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 높을 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(212)의 수직 길이는 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 수직 길이와 동일할 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)의 최하단은 상기 화소 분리막(140)의 최하단보다 높을 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 높을 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 2 불순물 영역(132a) 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)과 수직 교차할 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 2 불순물 영역(132a) 및 상기 제 3 불순물 영역(132b) 상에서 상기 제 2 방향(X)으로 상기 제 1 불순물 영역(131)을 가로지를 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 1 방향(X)으로 상기 제 1 불순물 영역(131)을 이등분할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 불순물 영역(132a)은 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)을 기준으로 대칭되는 형상일 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 1 방향(X)으로 상기 제 3 불순물 영역(132b)을 이등분하는 영역과 수직 중첩할 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(212)의 수평 폭은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)의 수평 폭과 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)의 수평 폭은 상기 화소 분리막(140)의 수평 폭과 동일할 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)과 물질적으로 연속될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 광전 변환 소자들(130)을 가로지르는 변환 소자 분리막(210)이 제 1 방향(X)으로 연장되는 제 1 변환 소자 분리막(211) 및 제 2 방향(Y)으로 연장되는 제 2 변환 소자 분리막(212)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)에 의해 난반사된 빛은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)에 의해 난반사된 빛의 방향성을 상쇄할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 상기 변환 소자 분리막(210)에 의해 난반사된 빛이 인접한 픽셀 영역들에 균일하게 조사될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 상기 제 1 방향(X)으로 인접한 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이의 크로스 토크가 상기 제 2 방향(Y)으로 인접한 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이의 크로스 토크와 동일할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 제 1 변환 소자 분리막(211)이 제 1 방향(X)으로 제 1 불순물 영역(131)을 이등분하고, 제 2 변환 소자 분리막(212)이 제 2 방향(Y)으로 상기 제 1 불순물 영역(131)을 이등분할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 상기 제 2 방향(Y)으로 인접한 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이에서 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)에 의한 크로스 토크 및 상기 제 1 방향(X)으로 인접한 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이에서 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)에 의한 크로스 토크가 균일할 수 있다.
상기 버퍼막(300)은 상기 광전 변환 소자들(130) 상에 위치할 수 있다. 상기 버퍼막(300)은 상기 화소 분리막(140) 및 상기 변환 소자 분리막(210) 상에 위치할 수 있다. 상기 광전 변환 소자들(130)의 상부면은 상기 버퍼막(300)에 의해 덮힐 수 있다. 각 광전 변환 소자(130)의 상기 제 1 불순물 영역(131)은 상기 버퍼막(300)과 직접 접촉할 수 있다.
상기 버퍼막(300)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼막(300)은 하프늄 산화물(HfO)을 포함할 수 있다.
상기 금속 그리드(400)는 상기 버퍼막(300) 상에 위치할 수 있다. 상기 금속 그리드(400)는 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이의 경계들과 수직 중첩할 수 있다. 상기 금속 그리드(400)는 상기 화소 분리막(140) 상에 위치할 수 있다.
상기 금속 그리드(400)는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 그리드(400)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 또는 텅스텐(W)을 포함할 수 있다.
상기 하부 평탄화막(510)은 상기 버퍼막(300) 상에 위치할 수 있다. 상기 하부 평탄화막(510)은 상기 금속 그리드(400) 상에 위치할 수 있다. 상기 금속 그리드(400)는 상기 하부 평탄화막(510)에 의해 완전히 덮힐 수 있다. 상기 하부 평탄화막(510)의 상부면은 상기 금속 그리드(400)의 최상단보다 높을 수 있다.
상기 하부 평탄화막(510)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 평탄화막(510)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
상기 컬러 필터들(600)은 상기 하부 평탄화막(510) 상에 위치할 수 있다. 상기 컬러 필터들(600)은 상기 광전 변환 소자들(130)과 수직 중첩할 수 있다. 상기 컬러 필터들(600) 사이의 경계들은 상기 화소 분리막(140)과 수직 중첩할 수 있다. 상기 컬러 필터들(600)은 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR)과 수직 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러 필터들(600) 사이의 경계들은 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이의 경계들과 수직 정렬될 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러 필터들(600)은 상기 그린 픽셀 영역들(PG)과 수직 중첩하는 그린 컬러 필터들, 상기 블루 픽셀 영역들(PB)과 수직 중첩하는 블루 컬러 필터들 및 상기 레드 픽셀 영역들(PR)과 수직 중첩하는 레드 컬러 필터들을 포함할 수 있다.
상기 마이크로 렌즈들(700)은 상기 컬러 필터들(600) 상에 위치할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(700)은 상기 컬러 필터들(600)과 수직 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 마이크로 렌즈들(700) 사이의 경계들은 상기 컬러 필터들(600) 사이의 경계들과 수직 정렬될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(700)은 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR)과 수직 중첩할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 상기 컬러 필터들(600)과 상기 마이크로 렌즈들(700) 사이에 위치하는 상부 평탄화막(520)을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 평탄화막(520)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 평탄화막(520)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 광전 변환 소자들(130)을 십자 형상으로 가로지르는 변환 소자 분리막(210)을 포함할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 변환 소자 분리막(210)에 의해 난반사된 빛이 인접한 픽셀 영역들(PG, PB, PR)에 균일하게 조사될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 인접한 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이에서 변환 소자 분리막(210)에 의한 크로스 토크가 균일하게 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 색 재현성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 변환 소자 분리막(210)의 수평 폭이 화소 분리막(140)의 수평 폭과 동일한 것으로 설명된다. 그러나, 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서는 변환 소자 분리막(210)의 수평 폭이 화소 분리막(140)의 수평 폭보다 작을 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면이다. 도 6a는 도 5의 III-III'선을 따라 절단한 도면이다. 도 6b는 도 5의 IV-IV'선을 따라 절단한 도면이다.
도 5, 6a 및 6b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 픽셀 영역들(PG, PB, PR)을 포함하는 기판(110), 배선층(120), 광전 변환 소자들(130), 화소 분리막(140), 변환 소자 분리막(220), 버퍼막(300), 금속 그리드(400), 하부 평탄화막(510), 컬러 필터들(600), 상부 평탄화막(520) 및 마이크로 렌즈들(700)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 트랜스퍼 게이트들(180)을 더 포함할 수 있다.
상기 광전 변환 소자들(130)은 각각 제 1 도전형의 제 1 불순물 영역(131), 제 2 도전형의 제 2 불순물 영역(132a) 및 제 2 도전형의 제 3 불순물 영역(132b)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 불순물 영역(132a) 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 제 1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 상기 제 3 불순물 영역(132b)은 상기 제 1 방향(X)과 수직한 제 2 방향(Y)으로 상기 제 2 불순물 영역(132a)과 이격될 수 있다.
상기 변환 소자 분리막(220)은 제 1 변환 소자 분리막(221) 및 제 2 변환 소자 분리막(222)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)은 상기 제 1 방향(X)으로 상기 광전 변환 소자들(130)을 가로지를 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)은 상기 제 2 방향(Y)으로 상기 광전 변환 소자들(130)을 가로지를 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 높을 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(222)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)을 가로지를 수 있다. 예를 들어, 각 픽셀 영역(PG, PB, PR) 내에서 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)은 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)에 의해 이등분될 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭은 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭과 동일할 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭은 상기 화소 분리막(140)의 수평 폭과 동일할 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수직 길이는 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수직 길이보다 클 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 최하단은 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 최하단보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 낮을 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수직 길이는 상기 화소 분리막(140)의 수직 길이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 최하단은 상기 화소 분리막(140)의 최하단보다 높을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭이 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭과 동일한 것으로 설명된다. 그러나, 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭이 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수직 길이가 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수직 길이보다 길고, 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭이 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭과 동일한 것으로 설명된다. 그러나, 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수직 길이가 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수직 길이와 동일하고, 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭이 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭보다 작을 수 있다. 또는 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수직 길이가 제 2 변환 소주 분리막(222)의 수직 길이보다 길고, 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭이 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭 및 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭이 화소 분리막(140)의 수평 폭과 동일한 것으로 설명된다. 그러나, 도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서에서는 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭 및 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭이 화소 분리막(140)의 수평 폭보다 작을 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 나타낸 도면이다. 도 12a는 도 11의 V-V'선을 따라 절단한 도면이다. 도 12b는 도 11의 VI-VI'선을 따라 절단한 도면이다.
도 11, 12a 및 12b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 픽셀 영역들(PG, PB, PR)을 포함하는 기판(110), 배선층(120), 광전 변환 소자들(130), 화소 분리막(140), X축 변환 소자 분리막(145), 트랜스퍼 게이트들(180), Y축 변환 소자 분리막(230), 버퍼막(300), 금속 그리드(400), 하부 평탄화막(510), 컬러 필터들(600), 상부 평탄화막(520) 및 마이크로 렌즈들(700)을 포함할 수 있다.
상기 광전 변환 소자들(130)은 각각 제 1 도전형의 제 1 불순물 영역(131), 제 2 도전형의 제 2 불순물 영역(132a) 및 제 2 도전형의 제 2 불순물 영역(132b)을 포함할 수 있다.
상기 X축 변환 소자 분리막(145)은 제 1 방향(X)으로 상기 광전 변환 소자들(130)을 가로지를 수 있다. 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 상부면의 레벨은 상기 제 1 불순물 영역(131)의 상부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 수직 길이는 상기 화소 분리막(140)의 수직 길이와 동일할 수 있다. 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 최하단은 상기 화소 분리막(140)의 최하단과 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 측면 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 측면 상에 위치할 수 있다.
상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 수평 폭은 상기 화소 분리막(140)의 수평 폭과 동일할 수 있다. 상기 X축 변환 소자 분리막(145)은 상기 화소 분리막(140)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 X축 변환 소자 분리막(145)은 상기 화소 분리막(140)과 물질적으로 연속될 수 있다.
상기 Y축 변환 소자 분리막(230)은 상기 제 1 방향(X)과 수직한 제 2 방향(Y)으로 상기 광전 변환 소자들(130)을 가로지를 수 있다. 예를 들어, 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)은 상기 화소 분리막(140) 및 상기 X축 변환 소자 분리막(145)을 가로지를 수 있다.
상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 상부면의 레벨은 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 상부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 수직 길이는 상기 화소 분리막(140)의 수직 길이보다 작을 수 있다. 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 수직 길이는 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 수직 길이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 최하단은 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 최하단보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 높을 수 있다.
상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 수평 폭은 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 수평 폭과 동일할 수 있다. 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 수평 폭은 상기 화소 분리막(140)의 수평 폭과 동일할 수 있다.
상기 Y축 변환 소자 분리막(230)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)은 상기 X축 변환 소자 분리막(145)과 다른 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)은 상기 화소 분리막(140)과 다른 절연성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 Y축 변환 소자 분리막(230)의 수평 폭이 X축 변환 소자 분리막(145)의 수평 폭과 동일한 것으로 설명된다. 그러나, 도 13a 및 13b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서는 Y축 변환 소자 분리막(230)의 수평 폭이 X축 변환 소자 분리막(145)의 수평 폭보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 화소 분리막(140)의 수직 길이 및 X축 변환 소자 분리막(145)의 수직 길이가 제 1 불순물 영역(131)의 수직 길이보다 작은 것으로 설명된다. 그러나, 도 14a 및 14b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서는 화소 분리막(140)의 수직 길이 및 X축 변환 소자 분리막(145)의 수직 길이가 제 1 불순물 영역(131)의 수직 길이와 동일할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 Y축 변환 소자 분리막(230)과 동일한 수평 폭을 갖는 X축 변환 소자 분리막(145)이 제 1 불순물 영역(131)보다 작은 수직 길이를 갖는 것으로 설명된다. 그러나, 도 15a 및 15b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서는 Y축 변환 소자 분리막(230)의 수평 폭이 제 1 불순물 영역(131)과 동일한 수직 길이를 갖는 X축 변환 소자 분리막(145)의 수평 폭보다 작을 수 있다.
도 16a 내지 20a 및 16b 내지 20b는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 1, 2, 3a, 3b, 16a 내지 20a 및 16b 내지 20b를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 설명한다. 먼저, 도 1, 16a 및 16b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 배선층(120) 및 광전 변환 소자들(130)을 형성된 기판(110)을 준비하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 기판(110)을 준비하는 공정은 광전 변환 소자들(130)을 형성하는 공정, 상기 광전 변환 소자들(130)의 하부면 상에 배선층(120)을 형성하는 공정 및 상기 배선층(120)의 하부면 상에 픽셀 영역들(PG, PB, PR)을 포함하는 기판(110)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR)은 그린 픽셀 영역들(PG), 블루 픽셀 영역들(PB) 및 레드 픽셀 영역들(PR)을 포함할 수 있다. 상기 기판(110)을 준비하는 공정은 상기 광전 변환 소자들(130)의 상부면을 에치백하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 광전 변환 소자들(130)을 형성하는 공정은 제 1 도전형의 제 1 불순물 영역(131) 내에 제 2 도전형의 제 2 불순물 영역들(132a) 및 제 2 도전형의 제 3 불순물 영역들(132b)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 상기 제 2 불순물 영역들(132a) 및 상기 제 3 불순물 영역들(132b)을 형성하는 공정은 상기 제 1 불순물 영역(131) 내에 제 2 도전형 도펀트를 이온 주입하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 배선층(120)을 형성하는 공정은 상기 광전 변환 소자들(130)의 하부면 상에 내부 회로 배선들(125)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 상기 배선층(120)을 형성하는 공정은 상기 광전 변환 소자들(130)의 하부면 상에 트랜스퍼 게이트들(180)을 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 기판(110)을 형성하는 공정은 상기 배선층(120)의 하부면에 픽셀 영역들(PG, PB, PR)을 포함하는 기판(110)을 부착하는 공정을 포함할 수 있다. 상기 기판(110)의 각 픽셀 영역(PG, PB, PR) 내에는 하나의 제 2 불순물 영역(132a) 및 하나의 제 3 불순물 영역(132b)이 위치할 수 있다.
도 2, 17a 및 17b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 광전 변환 소자들(130) 사이에 화소 분리막(140)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 화소 분리막(140)을 형성하는 공정은 상기 광전 변환 소자들(130) 내에 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이의 경계들과 수직 중첩하는 트랜치들을 형성하는 공정 및 상기 트랜치들을 절연성 물질로 채우는 공정을 포함할 수 있다.
상기 광전 변환 소자들(130)은 상기 화소 분리막(140)에 의해 둘러싸일 수 있다. 상기 화소 분리막(140)은 상기 제 1 불순물 영역(131) 내에 형성될 수 있다. 상기 화소 분리막(140)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 측면 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 측면 상에 위치할 수 있다.
도 2, 18a 및 18b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 광전 변환 소자들(130) 내에 변환 소자 분리막(210)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 변환 소자 분리막(210)을 형성하는 공정은 각 광전 변환 소자(130)를 십자 형상(cross-type)으로 가로지르는 트랜치를 형성하는 공정 및 상기 트랜치를 절연성 물질로 채우는 공정을 포함할 수 있다.
상기 변환 소자 분리막(210)은 제 1 방향(X)으로 연장되는 제 1 변환 소자 분리막(211) 및 상기 제 1 방향(X)과 수직한 제 2 방향(Y)으로 연장되는 제 2 변환 소자 분리막(212)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)과 동시에 형성될 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(212)은 상기 제 1 변환 소자 분리막(211)과 물질적으로 연속될 수 있다.
도 19a 및 19b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 변환 소자 분리막(210)이 형성된 상기 기판(110) 상에 버퍼막(300), 금속 그리드(400) 및 하부 평탄화막(510)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 버퍼막(300), 상기 금속 그리드(400) 및 상기 하부 평탄화막(510)을 형성하는 공정은 상기 광전 변환 소자들(130), 상기 화소 분리막(140) 및 상기 변환 소자 분리막(210) 상에 상기 버퍼막(300)을 형성하는 공정, 상기 버퍼막(300) 상에 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이의 경계들과 수직 중첩하는 상기 금속 그리드(400)를 형성하는 공정 및 상기 금속 그리드(400)를 덮는 하부 평탄화막(510)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
도 2, 20a 및 20b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 하부 평탄화막(510) 상에 컬러 필터들(600)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 컬러 필터들(600)은 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR)과 수직 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러 필터들(600)을 형성하는 공정은 상기 그린 픽셀 영역들(PG)과 수직 중첩하는 그린 컬러 필터들을 형성하는 공정, 상기 블루 픽셀 영역들(PB)과 수직 중첩하는 블루 컬러 필터들을 형성하는 공정 및 상기 레드 픽셀 영역들(PR)과 수직 중첩하는 레드 컬러 필터들을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 컬러 필터들(600) 상에 상부 평탄화막(520) 및 마이크로 렌즈들(700)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 마이크로 렌즈들(700)은 상기 컬러 필터들(600)과 수직 중첩할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(700)은 상기 광전 변환 소자들(130)과 수직 중첩할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(700)은 상기 기판(110)의 상기 픽셀 영역들(PG, PB, PR)과 수직 중첩할 수 있다.
도 21a, 21b, 22a 및 22b는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 1, 5, 7a, 7b, 21a, 21b, 22a 및 22b를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 설명한다. 먼저, 도 1, 21a 및 21b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 배선층(120) 및 광전 변환 소자들(130)을 형성된 기판(110)을 준비하는 공정, 상기 광전 변환 소자들(130)의 제 1 불순물 영역(131) 내에 상기 기판(110)의 픽셀 영역들(PG, PB, PR) 사이의 경계들과 수직 중첩하는 화소 분리막(140)을 형성하는 공정 및 상기 광전 변환 소자들(130)의 제 2 불순물 영역(132a)과 제 3 불순물 영역(132b) 사이에서 상기 제 1 불순물 영역(131)을 제 1 방향(X)으로 가로지르는 제 1 변환 소자 분리막(221)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(221)을 형성하는 공정은 상기 제 2 불순물 영역(132a)과 상기 제 3 불순물 영역(132b) 사이의 상기 제 1 불순물 영역(131)을 상기 제 1 방향(X)으로 가로지르는 트랜치를 형성하는 공정 및 상기 트랜치를 절연성 물질로 채우는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수직 길이는 상기 화소 분리막(140)의 수직 길이보다 작을 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 최하단은 상기 화소 분리막(140)의 최하단보다 높을 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역(132a)의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역(132b)의 최상단보다 낮을 수 있다. 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭은 상기 화소 분리막(140)의 수평 폭과 동일할 수 있다.
도 5, 22a 및 22b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 화소 분리막(140) 및 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)을 상기 제 1 방향(X)과 수직한 제 2 방향(Y)으로 가로지르는 제 2 변환 소자 분리막(222)을 형성하는 공정, 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)이 형성된 상기 기판(110) 상에 버퍼막(300)을 형성하는 공정, 상기 버퍼막(300) 상에 금속 그리드(400)를 형성하는 공정, 상기 금속 그리드(400)를 덮는 하부 평탄화막(510)을 형성하는 공정 및 상기 하부 평탄화막(510) 상에 컬러 필터들(600)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(222)을 형성하는 공정은 상기 제 1 불순물 영역(131)을 상기 제 2 방향(Y)으로 가로지르는 트랜치를 형성하는 공정 및 상기 트랜치를 절연성 물질로 채우는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수직 길이는 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수직 길이보다 작을 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 최하단은 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 최하단보다 높을 수 있다.
상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭은 상기 제 1 변환 소자 분리막(221)의 수평 폭보다 작을 수 있다. 상기 제 2 변환 소자 분리막(222)의 수평 폭은 상기 화소 분리막(140)의 수평 폭보다 작을 수 있다.
도 7a 및 7b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 컬러 필터들(600) 상에 상부 평탄화막(520)을 형성하는 공정 및 상기 상부 평탄화막(520) 상에 마이크로 렌즈들(700)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
도 23a 내지 25a 및 23b 내지 25b는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 1, 11, 12a, 12b, 23a 내지 25a 및 23b 내지 25b를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법을 설명한다. 먼저, 도 1, 23a 및 23b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 광전 변환 소자들(130)을 형성하는 공정, 화소 분리막(140)을 형성하는 공정, X축 변환 소자 분리막(145)을 형성하는 공정, 배선층(120)을 형성하는 공정 및 기판(110)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 X축 변환 소자 분리막(145)을 형성하는 공정은 상기 광전 변환 소자들(130)의 제 2 불순물 영역(132a)과 제 3 불순물 영역(132b) 사이에서 제 1 방향(X)으로 연장되는 트랜치를 형성하는 공정 및 상기 트랜치를 절연성 물질로 채우는 공정을 포함할 수 있다.
상기 화소 분리막(140)의 하부면의 레벨 및 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 하부면의 레벨은 상기 광전 변환 소자들(130)의 하부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 화소 분리막(140)의 최상단 및 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 최상단은 상기 광전 변환 소자들(130)의 상부면보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 화소 분리막(140)을 형성하는 공정 및 상기 X축 변환 소자 분리막(145)을 형성하는 공정은 상기 광전 변환 소자들(130)의 하부면 상에서 트랜치를 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 수직 길이는 상기 화소 분리막(140)의 수직 길이와 동일할 수 있다. 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 수평 폭은 상기 화소 분리막(140)의 수평 폭과 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 X축 변환 소자 분리막(145)은 상기 화소 분리막(140)과 동시에 형성될 수 있다.
도 24a 및 24b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 화소 분리막(140)의 최상단 및 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 최상단을 노출하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 화소 분리막(140)의 최상단 및 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 최상단을 노출하는 공정은 상기 광전 변환 소자들(130)의 두께를 낮추는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 화소 분리막(140)의 최상단 및 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 최상단을 노출하는 공정은 상기 광전 변환 소자들(130)의 상부면을 그라인딩하는 공정을 포함할 수 있다.
도 11, 25a 및 25b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 화소 분리막(140) 및 상기 X축 변환 소자 분리막(145)을 상기 제 1 방향(X)과 수직한 제 2 방향(Y)으로 가로지르는 Y축 변환 소자 분리막(230)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 상부면의 레벨은 상기 광전 변환 소자들(130)의 상부면의 레벨과 동일할 수 있다. 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 수직 길이는 상기 광전 변환 소자들(130)의 수직 길이보다 작을 수 있다. 상기 Y축 변환 소자 분리막(230)의 수평 폭은 상기 X축 변환 소자 분리막(145)의 수평 폭과 동일할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 버퍼막(300)을 형성하는 공정, 금속 그리드(400)를 형성하는 공정, 하부 평탄화막(510)을 형성하는 공정 및 컬러 필터들(600)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
도 12a 및 12b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 형성 방법은 상기 컬러 필터들(600) 상에 상부 평탄화막(520)을 형성하는 공정 및 상기 상부 평탄화막(520) 상에 마이크로 렌즈들(700)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
도 26은 본 발명의 기술적 사상에 따른 전자 장치를 포함하는 카메라 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 26을 참조하면, 상기 카메라 모듈(1000)은 몸체(1100), 외부 단자들(1200) 및 인쇄회로기판(1300)을 포함할 수 있다. 상기 몸체(1100)는 이미지 프로세서(Image Processor, 1110) 및 렌즈부(1120)를 포함할 수 있다. 상기 이미지 프로세서(1110)는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 이미지 프로세서(1110)는 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서 및 디스플레이 소자를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 카메라 모듈(1000)에서는 색 재현성이 향상될 수 있다.
도 27은 본 발명의 기술적 사상에 따른 전자 장치를 포함하는 모바일 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 27을 참조하면, 상기 모바일 시스템(2000)은 디스플레이(Display, 2100), 바디 유닛(Body unit, 2200), 외부 장치(external apparatus, 2300) 및 카메라 모듈(camera module, 2400)을 포함할 수 있다. 상기 바디 유닛(2200)은 마이크로 프로세서(Micro Processor, 2210), 전원 공급부(Power Supply, 2220), 기능부(Function Unit, 2230) 및 디스플레이 컨트롤러(Display Controller, 2240)를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이(2100)는 상기 디스플레이 컨트롤러(2240)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 디스플레이(2100)는 상기 디스플레이 컨트롤러(2240)에 의해 프로세싱된 이미지를 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이(2100)는 액정 디스플레이 소자를 포함할 수 있다.
상기 바디 유닛(2200)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)을 포함하는 시스템 보드 또는 마더 보드(Mother Board)일 수 있다. 상기 마이크로 프로세서(2210), 상기 전원 공급부(2220), 상기 기능부(2230) 및 상기 디스플레이 컨트롤러(2240)는 상기 바디 유닛(2200) 상에 실장 또는 장착될 수 있다.
상기 마이크로 프로세서(2210)는 상기 전원 공급부(2220)으로부터 전압을 공급받아 상기 기능부(2230) 및 상기 디스플레이 컨트롤러(2240)를 제어할 수 있다. 상기 전원 공급부(2220)는 외부의 전원 등으로부터 일정 전압을 공급받아 이를 다양한 전압 레벨로 분기하여 상기 마이크로 프로세서(2210), 상기 기능부(2230) 및 상기 디스플레이 컨트롤러(2240) 등으로 공급할 수 있다.
상기 전원 공급부(2220)는 전원 관리 IC (Power Management IC; PMIC)를 포함할 수 있다. 상기 전원 관리 IC는 상기 마이크로 프로세서(2210), 상기 기능부(2230) 및 상기 디스플레이 컨트롤러(2240) 등에 전압을 효율적으로 공급할 수 있다.
상기 기능부(2230)는 상기 모바일 시스템(2000)의 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 기능부(2230)는 다이얼링 또는 상기 외부 장치(2300)와의 교신으로 상기 디스플레이(2100)으로의 영상 출력, 스피커로의 음성 출력 등과 같은 무선 통신 기능을 수행할 수 있는 여러 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기능부(2230)는 상기 카메라 모듈(2400)의 이미지 프로세서(Image Processor) 역할을 할 수 있다.
상기 기능부(2230)는 상기 모바일 시스템(2000)이 용량 확장을 위해 메모리 카드 등과 연결되는 경우, 메모리 카드 컨트롤러 역할을 할 수 있다. 상기 기능부(2230)는 상기 모바일 시스템(2000)이 기능 확장을 위해 USB (Universal Serial Bus) 등을 더 포함하는 경우, 인터페이스 컨트롤러(Interface Controller) 역할을 할 수 있다.
상기 디스플레이(2100) 및 상기 카메라 모듈(2400)은 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 모바일 시스템(2000)에서는 색 재현성이 향상될 수 있다.
도 28은 본 발명의 기술적 사상에 따른 전자 장치를 포함하는 전자 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 28을 참조하면, 상기 전자 시스템(3000)은 이미지 센싱 유닛(image sensor unit, 3100), 마이크로 프로세서(microprocessor, 3200), 입/출력부(Input/output unit; I/O unit, 3300), 메모리(memory, 3400) 및 버스(bus, 3700)를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센싱 유닛(3100)은 입사광에 따른 신호를 생성하여 상기 마이크로 프로세서(3200)로 전달할 수 있다. 상기 마이크로프로세서(3200)는 상기 전자 시스템(3000)을 프로그램 및 컨트롤할 수 있다. 상기 입/출력부(3300)는 버스(3700)를 사용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다. 상기 입/출력부(3300)는 상기 전자 시스템(3000)으로 데이터를 입력하거나 또는 상기 전자 시스템(3000)으로부터 출력하는데 사용될 수 있다. 상기 메모리(3400)는 상기 마이크로프로세서(3200) 부팅용 코드들, 상기 마이크로프로세서(3200)에 의해 처리된 데이터, 또는 외부 입력 데이터를 저장할 수 있다. 상기 메모리 시스템(3400)은 컨트롤러 및 메모리를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센싱부(3100), 상기 마이크로 프로세서(3200), 상기 입/출력부(3300) 및 메모리(3400)는 상기 버스(3700)를 통해 통신할 수 있다.
상기 전자 시스템(3000)은 광학 디스크 드라이브(3500, ODD: optical disk drive) 및 외부 통신부(external communicaltion uint, 3600)를 더 포함할 수 있다. 상기 광학적 디스크 드라이브(3500)은 예를 들어, CD-ROM 드라이브, DVD 드라이브 등을 포함할 수 있다. 상기 외부 통신부(3600)는 모뎀, 랜 카드, 또는 USB(universal serial bus)등을 포함하며, 외장형 메모리, 와이브로 통신장치, 적외선 통신 장치 등을 포함할 수 있다.
상기 이미지 센싱 유닛(3100)은 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 전자 시스템(3000)에서는 색 재현성이 향상될 수 있다.
110 : 기판
120 : 배선층
130 : 광전 변환 소자 140 : 화소 분리막
210/220/230 : 변환 소자 분리막 600 : 칼라필터
700 : 마이크로 렌즈
130 : 광전 변환 소자 140 : 화소 분리막
210/220/230 : 변환 소자 분리막 600 : 칼라필터
700 : 마이크로 렌즈
Claims (10)
- 화소 분리막에 의해 둘러싸이는 제 1 도전형의 제 1 불순물 영역;
제 1 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르고, 제 1 측면 및 상기 제 1 측면과 대향하는 제 2 측면을 포함하는 제 1 변환 소자 분리막;
상기 제 1 불순물 영역 내에 위치하고, 상기 제 1 변환 소자 분리막의 상기 제 1 측면 상에 위치하는 제 2 도전형의 제 2 불순물 영역;
상기 제 1 불순물 영역 내에 위치하고, 상기 제 1 변환 소자 분리막의 상기 제 2 측면 상에 위치하는 제 2 도전형의 제 3 불순물 영역; 및
상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르는 제 2 변환 소자 분리막을 포함하는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 변환 소자 분리막은 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 이등분하고, 상기 제 2 변환 소자 분리막은 상기 제 1 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 이등분하는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 변환 소자 분리막 및 상기 제 2 변환 소자 분리막은 절연성 물질을 포함하는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 변환 소자 분리막의 수평 폭은 상기 제 1 변환 소자 분리막의 수평 폭과 동일한 이미지 센서. - 픽셀 영역을 포함하는 기판;
상기 기판 상에 위치하고, 상기 픽셀 영역과 수직 중첩하는 제 1 도전형의 제 1 불순물 영역;
상기 제 1 불순물 영역 내에서 제 1 방향으로 연장되는 제 2 도전형의 제 2 불순물 영역;
상기 제 1 불순물 영역 내에서 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 2 불순물 영역과 이격되는 제 2 도전형의 제 3 불순물 영역;
상기 제 2 불순물 영역과 상기 제 3 불순물 영역 사이에서 상기 제 1 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르는 제 1 변환 소자 분리막; 및
상기 제 2 방향으로 상기 제 1 불순물 영역을 가로지르는 제 2 변환 소자 분리막을 포함하는 이미지 센서. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 변환 소자 분리막의 최하단은 상기 제 2 불순물 영역의 최상단 및 상기 제 3 불순물 영역의 최상단보다 높은 이미지 센서. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 변환 소자 분리막의 최하단은 상기 제 2 변환 소자 분리막의 최하단보다 낮은 이미지 센서. - 제 5 항에 있어서,
상기 기판 상에 위치하고, 상기 픽셀 영역의 경계와 수직 중첩하는 화소 분리막을 더 포함하되,
상기 제 2 변환 소자 분리막의 수평 폭은 상기 화소 분리막의 수평 폭보다 작은 이미지 센서. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 변환 소자 분리막의 수평 폭은 상기 화소 분리막의 수평 폭과 동일한 이미지 센서. - 픽셀 영역들을 포함하는 기판;
상기 기판의 상기 픽셀 영역들 상에 위치하는 광전 변환 소자들; 및
상기 광전 변환 소자들을 십자 형상(cross-type)으로 가로지르는 변환 소자 분리막을 포함하되,
상기 변환 소자 분리막은 절연성 물질을 포함하는 이미지 센서.
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