KR20180016699A - 이미지 센서 - Google Patents

이미지 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20180016699A
KR20180016699A KR1020160100033A KR20160100033A KR20180016699A KR 20180016699 A KR20180016699 A KR 20180016699A KR 1020160100033 A KR1020160100033 A KR 1020160100033A KR 20160100033 A KR20160100033 A KR 20160100033A KR 20180016699 A KR20180016699 A KR 20180016699A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
grid pattern
grid
width
substrate
pixel regions
Prior art date
Application number
KR1020160100033A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102600673B1 (ko
Inventor
장민
안정착
박준성
진영구
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020160100033A priority Critical patent/KR102600673B1/ko
Priority to US15/668,736 priority patent/US20180040656A1/en
Publication of KR20180016699A publication Critical patent/KR20180016699A/ko
Priority to US16/132,075 priority patent/US11302733B2/en
Priority to US17/686,077 priority patent/US11843015B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102600673B1 publication Critical patent/KR102600673B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14629—Reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1464—Back illuminated imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers

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)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 배치되어 픽셀 영역들을 정의하는 소자 분리막 및 상기 기판의 일면 상에 배치된 그리드 패턴들을 포함하되, 상기 그리드 패턴은 인접하는 상기 픽셀 영역들 사이의 상기 소자 분리막과 상기 일면에 대해 수직한 일 방향으로 중첩되고, 상기 그리드 패턴의 폭은 상기 소자 분리막의 폭보다 작다.

Description

이미지 센서{Image sensor}
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 씨모스 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지 센서는 광학 영상(Optical image)을 전기신호로 변환하는 반도체 소자이다. 최근 들어 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 게임기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서의 수요가 증대하고 있다. 이에 따라, 영상 촬영 장치 또는 영상 촬영 장치에 포함되는 이미지 센서의 성능에 대한 요구가 높아지고 있다.
본 발명은 감도 특성이 향상된 이미지 센서를 제공한다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 배치되어 픽셀 영역들을 정의하는 소자 분리막 및 상기 기판의 일면 상에 배치된 그리드 패턴들을 포함하되, 상기 그리드 패턴은 인접하는 상기 픽셀 영역들 사이의 상기 소자 분리막과 상기 일면에 대해 수직한 일 방향으로 중첩되고, 상기 그리드 패턴의 폭은 상기 소자 분리막의 폭보다 작다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 배치되어 픽셀 영역들을 정의하는 소자 분리막, 상기 기판 내의 상기 픽셀 영역들 각각에 배치된 광전 변환 소자들 및 상기 기판의 일면 상에 배치되어 상기 소자 분리막과 상기 일면에 대해 수직한 일 방향으로 중첩되는 그리드 패턴을 포함하되, 평면적 관점에서, 상기 그리드 패턴은 인접하는 상기 광전 변환 소자들 중 적어도 일부와 이격된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 하드 마스크막을 이용하여 식각함으로써, 그리드 패턴을 보다 미세하고 균일한 폭을 갖는 패턴으로 형성할 수 있다. 이에 따라, 그리드 패턴은 미세하고 균일한 폭을 가짐으로써, 해당 픽셀 영역 내에 입사되는 광량이 증가하여, 감도 및 SNR(Signal to noise ratio)이 향상될 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 액티브 픽셀 센서 어레이의 간략 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 액티브 픽셀 센서 어레이의 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액티브 픽셀 센서 어레이의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 픽셀 센서 어레이의 단면도로서, 도 4의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 5의 A의 확대도로서, 일 실시예에 따른 그리드 패턴을 보여준다.
도 7a 내지 도 7d는 도 4 내지 도 6을 이용하여 설명한 그리드 패턴을 제조하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
도 8은 도 5의 A의 확대도로서, 일 실시예에 따른 그리드 패턴을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 픽셀 센서 어레이의 단면도로서, 도 4의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 10은 도 9의 B의 확대도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 픽셀 센서 어레이의 단면도로서, 도 4의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서는 액티브 픽셀 센서 어레이(APS: Active Pixel Sensor array; 1), 행 디코더(row decoder; 2), 행 드라이버(row driver; 3), 열 디코더(column decoder; 4), 타이밍 발생기(timing generator; 5), 상관 이중 샘플러(CDS: Correlated Double Sampler; 6), 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter; 7) 및 입출력 버퍼(I/O buffer; 8)를 포함한다.
액티브 픽셀 센서 어레이(1)는 2차원적으로 배열된 복수의 단위 픽셀들을 포함하며, 광 신호를 전기적 신호로 변환한다. 액티브 픽셀 센서 어레이(1)는 행 드라이버(3)로부터 픽셀 선택 신호, 리셋 신호 및 전하 전송 신호와 같은 복수의 구동 신호들에 의해 구동될 수 있다. 또한, 변환된 전기적 신호는 상관 이중 샘플러(6)에 제공된다.
실시예들에 따르면, 이미지 센서는 액티브 픽셀 센서 어레이(1)로 입사되는 빛의 위상차 검출(phase difference detection)을 통해 오토 포커싱(auto focusing) 동작이 가능할 수 있다. 액티브 픽셀 센서 어레이(1)의 단위 픽셀들 각각은 한 쌍의 광전 변환 소자들로 입사되는 빛의 위상차에 대응하는 초점 신호를 출력할 수 있다. 초점 신호는 자동 초점 동작을 수행하기 위해 이미지 센서를 포함하는 영상 촬영 장치의 렌즈의 위치를 조절하는 신호로 사용될 수 있다.
행 드라이버(3)는 행 디코더(2)에서 디코딩된 결과에 따라 다수의 단위 픽셀들을 구동하기 위한 다수의 구동 신호들을 액티브 픽셀 센서 어레이(1)로 제공한다. 단위 픽셀들이 행렬 형태로 배열된 경우에는 각 행별로 구동 신호들이 제공될 수 있다.
타이밍 발생기(5)는 행 디코더(2) 및 열 디코더(4)에 타이밍(timing) 신호 및 제어 신호를 제공한다.
상관 이중 샘플러(6)는 액티브 픽셀 센서 어레이(1)에서 생성된 전기 신호를 수신하여 유지(hold) 및 샘플링한다. 상관 이중 샘플러(6)는 특정한 잡음 레벨(noise level)과 전기적 신호에 의한 신호 레벨을 이중으로 샘플링하여, 잡음 레벨과 신호 레벨의 차이에 해당하는 차이 레벨을 출력한다.
아날로그 디지털 컨버터(7)는 상관 이중 샘플러(6)에서 출력된 차이 레벨에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
입출력 버퍼(8)는 디지털 신호를 래치(latch)하고, 래치된 신호는 열 디코더(4)에서의 디코딩 결과에 따라 순차적으로 영상 신호 처리부(도면 미도시)로 디지털 신호를 출력한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 액티브 픽셀 센서 어레이(1)의 간략 회로도이다.
도 2를 참조하면, 액티브 픽셀 센서 어레이(1)는 행들 및 열들을 따라 2차원적으로 배열된 복수의 단위 픽셀 영역들(P)을 포함한다. 단위 픽셀 영역들(P) 각각에서 입사광에 의해 전기적 신호가 발생될 수 있으며, 단위 픽셀 영역들(P)에 연결되는 픽셀 선택 라인(SEL), 전하 전송 라인(Tx) 및 리셋 라인(Rx) 등을 통해 전송되는 구동 신호에 의해 단위 픽셀 영역들(P)이 구동될 수 있다. 그리고, 단위 픽셀 영역들(P)에서 변환된 전기적 신호는 출력 라인(Vout)을 통해 제어 회로로 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 액티브 픽셀 센서 어레이(1)의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 액티브 픽셀 센서 어레이(1)는 복수 개의 단위 픽셀 영역들(P)을 포함하며, 단위 픽셀 영역들(P)은 행 방향 및 열 방향을 따라 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 단위 픽셀 영역들(P)은 제 1 및 제 2 광전 변환 소자들(PD1, PD2), 트랜스퍼 트랜지스터들(TX1, TX2)과 로직 트랜지스터들(RX, SX, DX)을 포함할 수 있다. 여기서, 로직 트랜지스터들은 리셋 트랜지스터(RX; reset transistor), 선택 트랜지스터(SX; selection transistor), 및 드라이브 트랜지스터 또는 소오스 팔로워 트랜지스터(DX; Drive transistor or source follower transistor)를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 트랜스퍼 트랜지스터들(TX1, TX2), 리셋 트랜지스터(RX), 및 선택 트랜지스터(SX)의 게이트 전극들은 구동 신호라인들(TG1, TG2, RG, SG)에 각각 연결될 수 있다.
제 1 트랜스퍼 트랜지스터(TX1)은 제 1 트랜스퍼 게이트(TG1) 및 제 1 광전 변환 소자(PD1)를 포함하고, 제 2 트랜스퍼 트랜지스터(TX2)은 제 2 트랜스퍼 게이트(TG2) 및 제 2 광전 변환 소자(PD2)를 포함한다. 그리고, 제 1 및 제 2 트랜스퍼 트랜지스터들(TX1, TX2)은 전하 검출 노드(FD; 즉, 플로팅 확산 영역(Floating Diffusion region))을 공유할 수 있다.
제 1 및 제 2 광전 변환 소자들(PD1, PD2)은 외부에서 입사된 빛의 양에 비례하여 광전하들을 생성 및 축적할 수 있다. 제 1 및 제 2 광전 변환 소자들(PD1, PD2)은 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(Pinned Photo Diode; PPD) 및 이들의 조합이 사용될 수 있다.
제 1 및 제 2 트랜스퍼 게이트들(TG1, TG2)은 제 1 및 제 2 광전 변환 소자들(PD1, PD2)에 축적된 전하를 전하 검출 노드(FD, 즉, 부유 확산 영역)으로 전송한다. 제 1 및 제 2 트랜스퍼 게이트들(TG1, TG2)에는 서로 상보적인 신호가 인가될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 광전 변환 소자들(PD1, PD2) 중 어느 하나에서 전하 검출 노드(FD)로 전하들이 전송될 수 있다.
전하 검출 노드(FD)는 제 1 및 제 2 광전 변환 소자들(PD1, PD2)에서 생성된 전하를 전송 받아 누적적으로 저장한다. 전하 검출 노드(FD)에 축적된 광전하들의 양에 따라 드라이브 트랜지스터(DX)가 제어될 수 있다.
리셋 트랜지스터(RX)는 전하 검출 노드(FD)에 축적된 전하들을 주기적으로 리셋시킬 수 있다. 상세하게, 리셋 트랜지스터(RX)의 드레인 전극은 전하 검출 노드(FD)와 연결되며 소오스 전극은 전원 전압(VDD)에 연결된다. 리셋 트랜지스터(RX)가 턴 온되면, 리셋 트랜지스터(RX)의 소오스 전극과 연결된 전원 전압(VDD)이 전하 검출 노드(FD)로 전달된다. 따라서, 리셋 트랜지스터(RX)가 턴 온(turn-on)시 전하 검출 노드(FD)에 축적된 전하들이 배출되어 전하 검출 노드(FD)가 리셋될 수 있다.
드라이브 트랜지스터(DX)는 단위 픽셀 영역들(P) 외부에 위치하는 정전류원(미도시)과 조합하여 소오스 팔로워 버퍼 증폭기(source follower buffer amplifier) 역할을 하며, 전하 검출 노드(FD)에서의 전위 변화를 증폭하고 이를 출력 라인(Vout)으로 출력한다.
선택 트랜지스터(SX)는 행 단위로 읽어낼 단위 픽셀 영역들(P)을 선택할 수 있다. 선택 트랜지스터(SX)가 턴 온될 때, 드라이브 트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 전원 전압(VDD)이 선택 트랜지스터(SX)의 드레인 전극으로 전달될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 액티브 픽셀 센서 어레이(1)의 개략적인 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 픽셀 센서 어레이 (1a)의 단면도로서, 도 4의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다. 이하, 기판(100)에 대해 수직한 방향을 일 방향으로 정의한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 기판(100)은 서로 대향하는 제 1 면(100a) 및 제 2 면(100b)을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 면(100a)은 기판(100)의 전면이고, 제 2 면(100b)은 기판(100)의 후면일 수 있다. 제 1 면(100a) 상에는 회로들이 배치되고, 제 2 면(100b)으로 빛이 입사될 수 있다. 기판(100)은 제 1 도전형의 불순물, 예를 들어 n형 불순물들이 도핑된 실리콘 기판일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 게르마늄 기판, 실리콘-게르마늄 기판, Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 기판, 또는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 기판, 또는 SOI(Silicon on insulator) 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(100) 내에서 제 1 도전형의 불순물 농도는, 제 1 면(100a)에서 제 2 면(100b)으로 갈수록 감소할 수 있다.
기판(100)은 제 1 소자 분리막(102) 및 제 1 소자 분리막(102)에 의해 정의된 복수 개의 픽셀 영역들(P)을 포함한다. 제 1 소자 분리막(102)은 기판(100)의 제 1 면(100a)에서 제 2 면(100b)으로 수직적으로 연장될 수 있다. 다시 말해, 제 1 소자 분리막(102)의 수직적 두께는 기판(100)의 수직적 두께와 실질적으로 동일할 수 있다. 평면적 관점에서, 제 1 소자 분리막(102)은 격자(lattice) 형상일 수 있다. 제 1 소자 분리막(102)은 기판(100) 내에 형성된 깊은 소자 분리막(Deep Trench Isolation;DTI)으로 정의될 수 있다. 제 1 소자 분리막(102)은 기판(100; 예를 들어, 실리콘)보다 굴절률이 낮은 절연 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 제 1 소자 분리막(102)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 도 4에는 제 1 소자 분리막(102)이 일 방향을 따라 실질적으로 균일한 폭을 갖는 것을 도시하였으나, 이와 달리, 제 1 소자 분리막(102)의 폭은 기판(100)의 제 1 면(100a)에서 제 2 면(100b)으로 갈수록 점차 감소할 수 있다. 도시하지 않았으나, 제 1 소자 분리막(102)은 복수 개의 라이너 또는 절연막 등을 포함할 수도 있다.
실시예들에 따르면, 픽셀 영역들(P)로의 입사광의 세기에 비례하여 광 전하가 생성될 수 있다. 즉, 제 1 소자 분리막(102)에 의해 정의된 픽셀 영역들(P)의 전체에서 입사광의 세기에 비례하여 광전하가 생성될 수 있다. 그리고, 제 1 소자 분리막(102)은 비스듬히 입사되는 입사광(L)을 굴절시킴으로써, 픽셀 영역들(P)로 비스듬히 입사되는 입사광(L)이 인접하는 다른 픽셀 영역들로 입사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 소자 분리막(102)은 기판(100)을 관통하므로 인접하는 픽셀 영역들(P)이 완전히 분리될 수 있다. 그러므로, 입사광에 의해 각각의 픽셀 영역들(P)의 기판(100)에서 생성된 광전하들이 랜덤 드리프트(random drift)에 의해 인접하는 픽셀 영역들로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
픽셀 영역들(P) 각각의 기판(100) 내에 광전 변환 소자(PD)가 배치될 수 있다. 광전 변환 소자(PD)는 기판(100)의 제 1 면(100a)으로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 광전 변환 소자(PD)는 예를 들어, n형의 불순물이 도핑된 영역일 수 있다. 기판(100)의 픽셀 영역들(P) 내에 웰 영역(107)이 배치될 수 있다. 웰 영역(107)은 기판(100)의 제 1 면(100a)에 인접하도록 배치될 수 있다. 제 1 면(100a)으로부터 웰 영역(107)의 깊이는 제 1 면(100a)으로부터 제 1 소자 분리막(102)의 깊이보다 작을 수 있다. 웰 영역(107)은 예를 들어, p형의 불순물이 도핑된 영역일 수 있다.
나아가, 일 실시예에 따르면, 제 1 활성부(ACT1) 및 제 2 활성부(ACT2)를 정의하는 제 2 소자 분리막(105)이 기판(100)의 제 1 면(100a)에 인접하게 형성될 수 있다. 제 2 소자 분리막(105)은 웰 영역(107) 내에 형성될 수 있으며, 픽셀 영역들(P) 각각에 제 1 및 제 2 활성부들(ACT1, ACT2)을 정의한다. 제 1 및 제 2 활성부들(ACT1, ACT2)은 웰 영역(107)의 일 부분들일 수 있으며, 제 1 및 제 2 활성부들(ACT1, ACT2)은 픽셀 영역들(P) 각각에서 서로 이격되어 배치되며, 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 평면적 관점에서, 인접하는 픽셀 영역들(P)의 제 2 활성부들(ACT2)은 픽셀 영역들(P)의 제 1 활성부들(ACT1) 사이에 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 픽셀 영역들(P) 각각의 기판(100) 내에, 예를 들어, 제 1 활성부(ACT1)에 트랜스퍼 게이트(TG) 및 부유 확산 영역(FD)이 배치될 수 있다. 부유 확산 영역(FD)은 기판(100)의 제 1 면(100a)에 인접하도록 가깝게 배치될 수 있다. 부유 확산 영역(FD)은 웰 영역(107)에 도핑된 불순물과 반대되는 도전형의 불순물을 도핑한 영역일 수 있다. 부유 확산 영역(FD)은 예를 들어, n형의 불순물이 도핑된 영역일 수 있다. 기판(100)의 제 1 면(100a) 상에 트랜스퍼 게이트(TG)가 배치될 수 있다. 트랜스퍼 게이트(TG)는 픽셀 영역들(P) 각각에 배치될 수 있다. 트랜스퍼 게이트(TG)는 부유 확산 영역(FD)과 이웃하게 배치될 수 있다.
픽셀 영역들(P)의 제 2 활성부들(ACT2)에 로직 트랜지스터들이 형성될 수 있다. 로직 트랜지스터들은 리셋 트랜지스터(도 2a의 RX 참조), 소스 팔로워 트랜지스터(도 2a의 DX 참조) 및 선택 트랜지스터가(도 2a의 SX 참조) 중의 어느 하나일 수 있다. 그리고, 인접하는 2개의 픽셀 영역들(P)은 로직 트랜지스터들을 공유할 수 있다.
기판(100)의 제 1 면(100a) 상에 배선 구조체(110)가 배치될 수 있다. 배선 구조체(110)는 로직 트랜지스터들, 이와 연결되는 배선들(113) 및 콘택 플러그들(115)을 포함한다. 기판(100)의 제 1 면(100a) 상에 층간 절연막들(111a,111b,111c)이 적층되어 배치될 수 있으며, 층간 절연막들(111a,111b,111c)은 트랜스퍼 게이트(TG)를 덮을 수 있다. 그리고, 층간 절연막들(111a,111b,111c) 내에 복수 개의 콘택 플러그들(115) 및 복수 개의 배선들(113)이 배치될 수 있다. 콘택 플러그들(115)을 통해, 로직 트랜지스터들은 부유 확산 영역(FD)과 전기적으로 연결될 수 있다.
기판(100)의 제 2 면(100b) 상에 컬러 필터들(C/F) 및 마이크로 렌즈들(140)이 배치될 수 있다. 그리고, 기판(100)의 제 2 면(100b)과 컬러 필터들(C/F) 사이에 반사 방지막(120)이 배치될 수 있다. 반사 방지막(120)은 제 2 소자 분리막(105)을 완전히 덮을 수 있다. 반사 방지막(120)은 기판(100)의 제 2 면(100b)으로 입사되는 광이 광전 변환 소자(PD)에 원활히 도달될 수 있도록 광의 반사를 방지할 수 있다.
컬러 필터들(C/F) 및 마이크로 렌즈들(140)은 픽셀 영역들(P) 각각에 대응되도록 형성될 수 있다. 컬러 필터들(C/F)은 단위 픽셀에 따라 적색, 녹색 또는 청색의 컬러 필터를 포함한다. 컬러 필터들(C/F)은 2차원적으로 배열될 수 있으며, 옐로우 필터, 마젠타 필터 및 시안 필터를 포함할 수도 있다. 또한, 컬러 필터들(C/F)은 화이트 필터를 더 포함할 수도 있다.
마이크로 렌즈(140)는 볼록한 형태를 가지며 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 마이크로 렌즈(140)는 광투과성 수지로 형성될 수 있으며, 각각의 픽셀 영역들(P)로 입사광을 집광시킬 수 있다.
반사 방지막(120) 상에 그리드 패턴(130)이 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 그리드 패턴들(130)은 기판(100)의 제 2 면(100b) 상에 배치되고, 인접하는 컬러 필터들(C/F) 사이에 배치될 수 있다. 그리드 패턴(130)은 인접하는 픽셀 영역들(P) 사이의 제 1 소자 분리막(102)과 일 방향으로 중첩될 수 있다. 평면적 관점에서, 그리드 패턴(130)은 격자(lattice) 형상일 수 있다. 평면적 관점에서, 그리드 패턴(130)은 인접하는 광전 변환 소자들(PD) 중 적어도 일부와 이격될 수 있다. 평면적 관점에서, 이격되는 광전 변환 소자들(PD) 중 일부와 그리드 패턴(130) 사이에 제 1 소자 분리막(102)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 그리드 패턴(130)은 기판(100)의 제 2 면(100b)에 비스듬히 입사되는 광(L)을 반사시켜 해당 픽셀 영역(P) 내에 입사시킬 수 있다.
도 6은 도 5의 A의 확대도로서, 일 실시예에 따른 그리드 패턴(130a)을 보여준다. 도 6을 참조하면, 그리드 패턴(130a)은 순차적으로 적층된 하부 그리드(132a) 및 상부 그리드(134a)를 포함한다. 상부 그리드(134a)는 그리드 패턴(130a)의 상부 부분이고, 하부 그리드(132a)는 그리드 패턴(130a)의 하부 부분일 수 있다. 상부 및 하부 그리드들(132a,134a)은 서로 다른 종류의 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 그리드(134a)는 텅스텐(W)을 포함하고, 하부 그리드(132a)는 티타늄 나이트라이드(TiN)을 포함할 수 있으나, 이들의 종류는 이에 제한되지 않는다. 하부 그리드(132a)는 상부 그리드(134a)를 반사 방지막(120)에 접촉시킬 수 있다.
그리드 패턴(130a)은 일 방향을 따라 실질적으로 균일한 폭을 갖는다. 일 예로, 하부 그리드(132a) 및 상부 그리드(134a)는 서로 다른 폭을 가질 수 있다. 상부 그리드(134a)는 제 1 폭(Wg1)을 갖고, 하부 그리드(132a)는 제 2 폭(Wg2)을 가질 수 있다. 제 1 폭(Wg1)은 일 방향을 따라 실질적으로 균일할 수 있다. 제 2 폭(Wg2)은 제 1 폭(Wg1)보다 크거나 같을 수 있다. 일 예로, 하부 그리드(132a)는 상부 그리드(134a)로부터 기판(100)을 향해 점점 증가되는 폭을 가질 수 있다. 하부 그리드(132a)의 제 2 폭(Wg2)은 하부 그리드(132a)의 최대 폭일 수 있다. 그리드 패턴(130a)의 폭(Wg)은, 그리드 패턴(130a)의 최대 폭(일 예로, 제 2 폭(Wg2))과 대응될 수 있다. 도 6에서는 제 2 폭(Wg2)이 제 1 폭(Wg1)보다 큰 것을 도시하였으나, 이와 달리, 제 2 폭(Wg2)은 제 1 폭(Wg1)과 실질적으로 동일할 수 있다.
그리드 패턴(130a)은 폭(Wg)은 제 1 소자 분리막(102)의 폭(Wd)보다 작다. 일 예로, 그리드 패턴(130a)의 폭(Wg)은 약 100 nm 이하일 수 있다. 이에 따라, 평면적 관점에서, 제 1 소자 분리막(102)은 그리드 패턴(130a)의 양측을 둘러쌀 수 있다. 도 6에서는 제 1 소자 분리막(102)이 일 방향을 따라 균일한 폭(Wd)을 갖는 것을 도시하였으나, 제 1 소자 분리막(102)은 일 방향을 따라 상이한 폭을 가질 수 있고, 이러한 경우, 제 1 소자 분리막(102)의 폭(Wd)은 일 방향을 따른 폭들 중 최소 폭일 수 있다.
그리드 패턴(130a)의 높이(Hg)는 컬러 필터들(C/F) 각각의 높이(Hc)보다 작을 수 있다. 일 예로, 그리드 패턴(130a)의 높이(Hg)는 컬러 필터들(C/F) 각각의 높이(Hc)의 반보다 작거나 같을 수 있다. 상부 그리드(134a)의 높이는 하부 그리드(132a)의 높이보다 클 수 있다. 일 예로, 상부 그리드(134a)의 높이는 하부 그리드(132a)의 높이의 약 1 배 내지 5 배일 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 그리드 패턴(130a)은 비스듬히 입사하는 입사광(L1)을 반사시켜, 반사광(L1')을 해당 픽셀 영역(P) 내에 입사시킬 수 있다. 그리드 패턴(130a)의 폭(Wg)이 작고 높이(Hg)가 낮을수록 해당 픽셀 영역(P) 내에 입사되는 광량이 증가하여, 감도 및 SNR(Signal to noise ratio)이 향상될 수 있다. 이와 달리, 그리드 패턴의 폭이 제 1 소자 분리막의 폭보다 크거나 또는 평면적 관점에서 제 1 소자 분리막과 이격되는 경우, 그리드 패턴과 일 방향으로 중첩되는 기판(100) 내에 광학적 데드존(optical deadzone)이 형성되어 입사되는 광량이 감소될 수 있다. 또한, 그리드 패턴의 높이가 컬러 필터들의 높이의 반보다 높은 경우, 그리드 패턴으로 입사되는 입사광이 증가하여 입사광의 일부가 손실될 수 있다. 예를 들어, 그리드 패턴에 입사되는 입사광의 일부는 반사되어 해당 픽셀 영역(P) 내로 입사되나, 다른 일부는 그리드 패턴을 투과하여 손실될 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 도 4 내지 도 6을 이용하여 설명한 그리드 패턴(130)을 제조하는 과정을 보여주는 단면도들이다. 도면의 간이화를 위해, 기판(100) 및 배선 구조체(110)의 내부 구조물들 및 반사 방지막(도 5의 120)의 도시는 생략한다.
도 7a를 참조하면, 기판(100)의 제 2 면(100b) 상에 순차적으로 제 1 금속막(131), 제 2 금속막(133), 하드 마스크막(150), 그리고 포토 마스크 패턴(162)을 형성한다. 이 때, 기판(100) 및 배선 구조체(110)의 상술한 내부 구조체들은 기형성된 상태일 수 있다.
보다 구체적으로, 기판(100)의 제 2 면(100b) 상에 순차적으로 제 1 금속막(131), 제 2 금속막(133)을 형성한다. 제 1 금속막(131)과 제 2 금속막(133)은 서로 다른 금속 및/또는 합금을 포함할 수 있다. 일 예로, 제 1 금속막(131)은 티타늄 나이트라이드(TiN)를 포함할 수 있고, 제 2 금속막(133)은 텅스텐(W)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제 2 금속막(133)은 제 1 금속막(131)을 기판(100)에 접착시킬 수 있다.
이어서, 제 2 금속막(133) 상에 하드 마스크막(150)이 형성될 수 있다. 일 예로, 하드 마스크막(150)은 SOH(Spin on hardmask) 막일 수 있다. 이어서, 하드 마스크막(150) 상에 포토 마스크 패턴(162)이 형성될 수 있다. 포토 마스크 패턴(162)은, 포토 마스크막(미도시)을 도포한 후에 패터닝하여 형성할 수 있다. 도시하지 않았으나, 하드 마스크막(150)과 포토 마스크 패턴(160) 사이에는 추가적인 절연막, 예를 들어, 저온 산화막 등이 형성될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 포토 마스크 패턴(160)을 식각 마스크로, 하드 마스크막(150)을 식각하여 하드 마스크 패턴(152)을 형성할 수 있다. 일 예로, 하드 마스크막(150)은 건식 식각될 수 있다. 이후, 애싱/스트립 공정을 이용하여 포토 마스크 패턴(162)을 제거할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 하드 마스크 패턴(152)을 식각 마스크로, 제 1 및 제 2 금속막들(131,133)을 식각하여 상술한 그리드 패턴(130)을 형성할 수 있다. 제 1 및 제 2 금속막들(131,133)은 일 예로, 건식 식각될 수 있다. 이후, 애싱/스트립 공정을 이용하여 하드 마스크 패턴(152)을 제거할 수 있다.
도 7d를 참조하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 픽셀 영역들(P) 각각의 기판(100) 및 그리드 패턴(130) 상에 컬러 필터들(C/F) 및 마이크로 렌즈(140)가 형성될 수 있다.
이와 같은 이미지 센서의 제조 방법에 따르면, 하드 마스크막(150)을 이용하여 식각함으로써, 그리드 패턴(130)을 보다 미세하고 일 방향을 따라 균일한 폭을 갖는 패턴으로 형성할 수 있다. 일 예로, 그리드 패턴(130)의 폭은 약 100 nm 이하일 수 있다.
도 8은 도 5의 A의 확대도로서, 일 실시예에 따른 그리드 패턴(130b)을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 그리드 패턴(130b)은 단일의 그리드(132b)로 제공될 수 있다. 그리드(132b)는 단일의 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 일 예로, 그리드(132b)는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 나이트라이드(TiN)으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 그리드 패턴(130b)은 일 방향을 따라 실질적으로 균일하고 제 1 소자 분리막(102)의 폭(Wd)보다 작은 폭(Wg)을 가질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 픽셀 센서 어레이(1b)의 단면도로서, 도 4의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다. 도 10은 도 9의 B의 확대도이다. 액티브 픽셀 센서 어레이(1b)는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 액티브 픽셀 센서 어레이(1a)와 실질적으로 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호가 제공되고, 설명의 간소화를 위하여 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
액티브 픽셀 센서 어레이(1b)는 굴절 펜스(150)를 더 포함할 수 있다. 굴절 펜스(150)는 그리드 패턴(130c) 상에 배치될 수 있다. 다시 말해서, 컬러 필터들(C/F)의 각각은 서로 적층된 그리드 패턴(130c)과 굴절 펜스(150) 사이에 매립된 형태를 가질 수 있다. 굴절 펜스(150)는 그리드 패턴(130c)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 일 예로, 굴절 펜스(150)의 굴절률은 약 1.3 이하일 수 있다. 일 예로, 굴절 펜스(150)는 옥사이드를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
굴절 펜스(150)의 높이(Hf)는 그리드 패턴(130c)의 높이(Hg)보다 크거나 같을 수 있다. 일 예로, 굴절 펜스(150)의 높이(Hf)는 컬러 필터들(C/F) 각각의 높이(Hc)의 반 이상일 수 있다. 굴절 펜스(150)의 폭(Wf)은 그리드 패턴(130c)의 폭(Wg)보다 크거나 같을 수 있다. 굴절 펜스(150)의 폭(Wf)은 제 1 소자 분리막(102)의 폭(Wd)보다 작거나 같을 수 있다. 굴절 펜스(150)는 비스듬히 입사되는 입사광(L2)을 전반사시켜, 전반사광(L2')을 해당 픽셀 영역(P) 내에 입사시킬 수 있다. 이에 따라, 해당 픽셀 영역(P)으로 입사되는 광량이 증가하므로, 이미지 센서의 감도가 증가할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 픽셀 센서 어레이(1c)의 단면도로서, 도 4의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다. 액티브 픽셀 센서 어레이 (1c)는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 액티브 픽셀 센서 어레이(1a)와 실질적으로 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호가 제공되고, 설명의 간소화를 위하여 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
액티브 픽셀 센서 어레이(1c)는 기판(100)의 제 2 면(100b)과 컬러 필터들(C/F) 사이에 보호 평탄막(170)을 더 포함할 수 있다. 보호 평탄막(170)은 고농도의 불순물층일 수 있으며, 보론(B)과 같은 p형 불순물로 이루어질 수 있다. 그리드 패턴(130)은 보호 평탄막(170) 내에 배치될 수 있다. 이미지 센서(1c) 내의 그리드 패턴(130)은, 상술한 그리드 패턴들(130a,130b,130c) 중 어느 하나일 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

Claims (10)

  1. 기판 내에 배치되어 픽셀 영역들을 정의하는 소자 분리막; 및
    상기 기판의 일면 상에 배치된 그리드 패턴을 포함하되,
    상기 그리드 패턴은 인접하는 상기 픽셀 영역들 사이의 상기 소자 분리막과 상기 일면에 대해 수직한 일 방향으로 중첩되고, 상기 그리드 패턴의 폭은 상기 소자 분리막의 폭보다 작은 이미지 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드 패턴은 상기 일 방향을 따라 실질적으로 균일한 폭을 갖는 이미지 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 내의 상기 픽셀 영역들 각각에 배치된 광전 변환 소자들을 더 포함하되,
    평면적 관점에서, 상기 그리드 패턴은 인접하는 상기 광전 변환 소자들 중 적어도 일부와 서로 이격되는 이미지 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    평면적 관점에서, 상기 일부의 광전 변환 소자들과 상기 그리드 패턴 사이에 상기 소자 분리막의 적어도 일부가 노출되는 이미지 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 일면 상에 배치되고, 상기 픽셀 영역들 각각에 제공되는 컬러 필터들을 더 포함하되,
    상기 그리드 패턴은 서로 인접하는 상기 컬러 필터들 사이에 배치되고, 상기 그리드 패턴의 높이는 상기 컬러 필터들 각각의 높이의 반보다 작거나 같은 이미지 센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드 패턴은:
    하부 그리드; 및
    상기 하부 그리드 상의 상부 그리드를 포함하되,
    상기 상부 그리드는 상기 일 방향을 따라 실질적으로 균일한 폭을 갖는 이미지 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하부 그리드의 폭은 상기 상부 그리드의 폭보다 크거나 같은 이미지 센서.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드 패턴 상에 배치된 굴절 펜스를 더 포함하되,
    상기 굴절 펜스의 굴절율은 상기 그리드 패턴의 굴절율보다 낮은 이미지 센서.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 굴절 펜스의 높이는 상기 그리드 패턴의 높이보다 크거나 같은 이미지 센서.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 굴절 펜스의 폭은 상기 그리드 패턴의 폭보다 크거나 같은 이미지 센서.
KR1020160100033A 2016-08-05 2016-08-05 이미지 센서 KR102600673B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160100033A KR102600673B1 (ko) 2016-08-05 2016-08-05 이미지 센서
US15/668,736 US20180040656A1 (en) 2016-08-05 2017-08-04 Image sensors
US16/132,075 US11302733B2 (en) 2016-08-05 2018-09-14 Image sensors
US17/686,077 US11843015B2 (en) 2016-08-05 2022-03-03 Image sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160100033A KR102600673B1 (ko) 2016-08-05 2016-08-05 이미지 센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180016699A true KR20180016699A (ko) 2018-02-19
KR102600673B1 KR102600673B1 (ko) 2023-11-13

Family

ID=61071835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160100033A KR102600673B1 (ko) 2016-08-05 2016-08-05 이미지 센서

Country Status (2)

Country Link
US (3) US20180040656A1 (ko)
KR (1) KR102600673B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190118814A (ko) * 2018-04-11 2019-10-21 에스케이하이닉스 주식회사 낮은 굴절률을 갖는 패싱 필터를 포함하는 이미지 센서
KR20200087909A (ko) * 2019-01-11 2020-07-22 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR20220020181A (ko) * 2020-08-11 2022-02-18 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 저 굴절률 그리드 구조체 및 그 형성 방법
US11688752B2 (en) 2020-03-04 2023-06-27 SK Hynix Inc. Image sensor

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10269844B2 (en) * 2017-06-27 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Structure and formation method of light sensing device
KR102524415B1 (ko) * 2018-03-21 2023-04-24 에스케이하이닉스 주식회사 Pd 바이어스 패턴들을 갖는 이미지 센서
KR102558828B1 (ko) * 2018-10-10 2023-07-24 삼성전자주식회사 차광 패턴을 포함하는 이미지 센서
WO2020100607A1 (ja) * 2018-11-16 2020-05-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
KR102651721B1 (ko) * 2019-01-09 2024-03-26 삼성전자주식회사 이미지 센서
JP2020167249A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 センサチップおよび測距装置
US11348958B2 (en) * 2019-05-16 2022-05-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Image sensing device with grid structure and fabrication method thereof
KR20210045872A (ko) * 2019-10-17 2021-04-27 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서
KR20210055418A (ko) * 2019-11-07 2021-05-17 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
KR20210157029A (ko) * 2020-06-19 2021-12-28 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
KR20220020587A (ko) * 2020-08-12 2022-02-21 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
CN111863851B (zh) * 2020-09-04 2024-03-08 锐芯微电子股份有限公司 图形传感器及其形成方法
US11756970B2 (en) * 2021-03-05 2023-09-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Metal grid structure to improve image sensor performance
US20230223482A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-13 Nanya Technology Corporation Optical semiconductor device with cascade vias
US20230375759A1 (en) * 2022-05-18 2023-11-23 GE Precision Healthcare LLC Aligned and stacked high-aspect ratio metallized structures

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110016078A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR20160071566A (ko) * 2014-12-11 2016-06-22 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR20160087427A (ko) * 2015-01-13 2016-07-22 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 형성 방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7315014B2 (en) 2005-08-30 2008-01-01 Micron Technology, Inc. Image sensors with optical trench
US20070187787A1 (en) 2006-02-16 2007-08-16 Ackerson Kristin M Pixel sensor structure including light pipe and method for fabrication thereof
JP2010034141A (ja) 2008-07-25 2010-02-12 Panasonic Corp 固体撮像装置とその製造方法
JP5538813B2 (ja) 2008-12-26 2014-07-02 キヤノン株式会社 光学素子、及びこれを用いたイメージセンサ、撮像装置
US8269264B2 (en) 2009-11-09 2012-09-18 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor having waveguides formed in color filters
JP5468133B2 (ja) 2010-05-14 2014-04-09 パナソニック株式会社 固体撮像装置
JP4872024B1 (ja) * 2011-04-22 2012-02-08 パナソニック株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US9219092B2 (en) 2012-02-14 2015-12-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Grids in backside illumination image sensor chips and methods for forming the same
US8946849B2 (en) 2012-05-15 2015-02-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. BSI image sensor chips with separated color filters and methods for forming the same
KR20140083748A (ko) 2012-12-26 2014-07-04 에스케이하이닉스 주식회사 이미지센서 및 그 제조 방법
US9224782B2 (en) * 2013-04-19 2015-12-29 Semiconductor Components Industries, Llc Imaging systems with reference pixels for image flare mitigation
US9543343B2 (en) * 2013-11-29 2017-01-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Mechanisms for forming image sensor device
US9130072B1 (en) * 2014-04-15 2015-09-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Backside illuminated image sensor and method of manufacturing the same
US9853076B2 (en) * 2015-04-16 2017-12-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Stacked grid for more uniform optical input
US10002899B2 (en) * 2015-09-16 2018-06-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Microlens for a phase detection auto focus (PDAF) pixel of a composite grid structure
KR102591546B1 (ko) * 2016-09-02 2023-10-24 에스케이하이닉스 주식회사 가드 댐들을 갖는 이미지 센서
US10121809B2 (en) * 2016-09-13 2018-11-06 Omnivision Technologies, Inc. Backside-illuminated color image sensors with crosstalk-suppressing color filter array
US9991302B1 (en) * 2016-11-17 2018-06-05 Visera Technologies Company Limited Optical sensor with color filters having inclined sidewalls

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110016078A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR20160071566A (ko) * 2014-12-11 2016-06-22 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR20160087427A (ko) * 2015-01-13 2016-07-22 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 형성 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190118814A (ko) * 2018-04-11 2019-10-21 에스케이하이닉스 주식회사 낮은 굴절률을 갖는 패싱 필터를 포함하는 이미지 센서
KR20200087909A (ko) * 2019-01-11 2020-07-22 삼성전자주식회사 이미지 센서
US11784202B2 (en) 2019-01-11 2023-10-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor
US11688752B2 (en) 2020-03-04 2023-06-27 SK Hynix Inc. Image sensor
KR20220020181A (ko) * 2020-08-11 2022-02-18 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 저 굴절률 그리드 구조체 및 그 형성 방법
US11728364B2 (en) 2020-08-11 2023-08-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Low-refractivity grid structure and method forming same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102600673B1 (ko) 2023-11-13
US20220190022A1 (en) 2022-06-16
US20180040656A1 (en) 2018-02-08
US11302733B2 (en) 2022-04-12
US11843015B2 (en) 2023-12-12
US20190088704A1 (en) 2019-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11843015B2 (en) Image sensors
CN106783898B (zh) 图像传感器
US11031428B2 (en) Image sensor
US7683407B2 (en) Structure and method for building a light tunnel for use with imaging devices
US10608031B2 (en) Image sensor
KR101776955B1 (ko) 고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 및 전자 기기
US20080150057A1 (en) Image sensor and method of manufacturing the same
US11322536B2 (en) Image sensor and method of fabricating the same
KR102653348B1 (ko) 이미지 센서
US11631710B2 (en) Image sensors
US20130314576A1 (en) Solid-state image sensor
US20120077301A1 (en) Image sensor and method of fabricating the same
KR20090128439A (ko) 후면 조명 이미저 및 그 제조 방법
US11183526B2 (en) Image sensor
US20230299096A1 (en) Image sensor and manufacturing method of the same
US20240170522A1 (en) Image sensors
US20220115422A1 (en) Image sensor and method of fabricating the same
KR20100045239A (ko) 굴절률이 다른 혼색 방지 절연막 구조를 갖는 이미지 센서및 그 제조 방법
JP2024072796A (ja) イメージセンサ及びその製造方法
KR20240071975A (ko) 이미지 센서 및 그 제조방법
JP2023091754A (ja) イメージセンサおよびその製造方法
KR20230033963A (ko) 이미지 센서 및 그 제조 방법
CN118053885A (zh) 图像传感器和制造图像传感器的方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant