KR20220094866A - 이미지 센싱 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치는 픽셀 어레이 및 픽셀 어레이의 제1 면을 기준으로 외주 영역에 형성된 가드링을 포함하는 베이스 기판; 가드링의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성된 복수의 제1 도전성 타입 분리막; 가드링의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 복수의 제1 도전성 타입 분리막 사이에 형성된 적어도 하나 이상의 제2 도전성 타입 분리막; 및 가드링의 제2 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 서로 인접한 제1 도전성 타입 분리막 및 제2 도전성 타입 분리막 각각으로 연장되어 삽입되게 형성되는 제1 소자 분리막을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 이미지 센싱 장치에 관한 것이다.
CIS 픽셀(CMOS Image Sensor Pixel)은 서로 다른 정션 다이오드(junction diode)의 공핍 영역(depletion region)에 광자(photon)가 입사되면 발생되는 전자로 인한 전위차를 전기적인 신호로 변환하여 빛의 밝기를 감지하는 센서일 수 있다.
각각의 픽셀은 독립적으로 분리(isolation)되어 있고, 독립된 픽셀별로 감지되는 빛의 양을 조합하여 화상을 표현할 수 있다. 따라서, 각각의 픽셀의 분리는 CIS 픽셀에서 중요한 요소일 수 있다.
한편, CIS 픽셀은 픽셀 이외에 다른 반도체 소자 또는 구성 요소들이 함께 집적되어 있기 때문에, 픽셀 어레이와 기타 반도체 영역을 구분하는 픽셀 어레이 분리(pixel array isolation) 역시 중요한 사항일 수 있다.
본 발명의 실시 예는 픽셀 어레이로 유입되는 노이즈를 방지하기 위한 이미지 센싱 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치는, 픽셀 어레이 및 상기 픽셀 어레이의 제1 면을 기준으로 외주 영역에 형성된 가드링을 포함하는 베이스 기판; 상기 가드링의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성된 복수의 제1 도전성 타입 분리막; 상기 가드링의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 상기 복수의 제1 도전성 타입 분리막 사이에 형성된 적어도 하나 이상의 제2 도전성 타입 분리막; 및 상기 가드링의 제2 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 서로 인접한 제1 도전성 타입 분리막 및 제2 도전성 타입 분리막 각각으로 연장되어 삽입되게 형성되는 제1 소자 분리막을 포함할 수 있다.
본 실시 예들에 따르면, 정션 분리막(junction isolation)과 BDTI(back deep trench isolation)가 서로 연결되게 형성된 구조를 통해 픽셀 어레이로 유입되는 노이즈를 차단할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치의 픽셀 어레이의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 픽셀 어레이 및 가드링을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 단면도의 일 예를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 단면도의 다른 예를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 소자 분리막의 예시도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치를 이용한 촬상 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 픽셀 어레이 및 가드링을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 단면도의 일 예를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 단면도의 다른 예를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 소자 분리막의 예시도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치를 이용한 촬상 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 구성도를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치의 픽셀 어레이의 구성을 나타내는 도면이다.
이하에서는, 도 1의 픽셀 어레이 및 가드링을 상세하게 나타내는 도 2를 참고하여 설명하기로 한다. 예를 들어, 도 2는 도 1의 A 영역을 상세하게 나타내는 도면일 수 있다.
도 1 및 도 3a를 참고하면, 이미지 센싱 장치(10)는 픽셀 어레이(110) 및 가드링(120)을 포함하는 베이스 기판(101)을 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(110)는 픽셀 단위로 형성될 수 있고, 복수의 이미지 픽셀들을 포함할 수 있다. 이미지 픽셀들은 광 감지 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 감지 소자는 포토 다이오드일 수 있다.
도시하지 않았지만, 이미지 센싱 장치(10)는 가드링(120)의 외주를 둘러싸며 형성되는 주변 회로부를 더 포함할 수 있다. 상기 주변 회로부는 픽셀 어레이(110)와 전기적으로 연결된 구성으로서, 픽셀 어레이(110)를 제어하기 위한 다양한 종류의 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변 회로부는 복수의 트랜지스터를 포함할 수 있고, 복수의 트랜지스터는 픽셀 어레이(110)의 각각의 광전 변환 영역(미도시) 내에 일정한 신호를 제공하거나, 각각의 광전 변환 영역에서의 출력 신호를 제어하도록 구동할 수 있다. 예를 들어, 상기 트랜지스터는 타이밍 제너레이터(Timing Gen), 로우 디코더(row decoder), 로우 드라이버(row driver), 상관 이중 샘플링부(correlated double sampler: CDS), 아날로그 디지털 컨버터(analog to digital converter: ADC), 컬럼 디코더(column decoder) 등 다양한 종류의 로직 회로를 구성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3a를 참고하면, 베이스 기판(101)은 픽셀 어레이(110) 및 상기 픽셀 어레이(110)의 제1 면을 기준으로 외주 영역에 형성된 가드링(120)을 포함할 수 있다.
도 3a를 참고하면, 베이스 기판(101)은 포토 다이오드 영역일 수 있다. 이때, 포토 다이오드 영역은 입사광에 따라 생성되는 광전하를 축정하는 포토 다이오드를 포함하는 영역일 수 있다.
도 3a를 참고하면, 픽셀 어레이(110)는 제1 도전성 타입 다이오드 영역(111), 제2 도전성 타입 분리막(113) 및 제2 소자 분리막(137)을 포함할 수 있다.
제1 도전성 타입 다이오드 영역(111)은 픽셀 어레이(110)의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성될 수 있다. 이때, 제1 도전성 타입 다이오드 영역(111)은 복수 개 형성될 수 있다.
제2 도전성 타입 분리막(113)은 픽셀 어레이(110)의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 복수의 제1 도전성 타입 다이오드 영역(111) 사이에 형성될 수 있다. 이때, 제2 도전성 타입 분리막(113)은 복수 개 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b에서 도시하는 바와 같이, 제1 도전성 타입 다이오드 영역(111)과 제2 도전성 타입 분리막(113)이 순차적으로 번갈아 형성될 수 있는 것이다.
제2 소자 분리막(137)은 픽셀 어레이(110)의 제2 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 제2 도전성 타입 분리막(113) 각각으로 연장되어 삽입되게 형성될 수 있다. 이를 위해, 제2 소자 분리막(137)은 복수 개 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b에서 도시하는 바와 같이, 복수의 제2 소자 분리막(137) 각각이 제2 도전성 타입 분리막(113) 각각에 삽입되게 형성되어 픽셀 어레이(110)의 제1 면으로부터 제2 면까지 모두 차단하는 구조로 형성될 수 있는 것이다.
상술한 제2 소자 분리막(137)은 BDTI(back deep trench isolation)일 수 있다.
일 예로, 도 3a 및 도 3b를 참고하면, 제1 도전성 타입 다이오드 영역(111)은 N형 다이오드 영역이고, 제2 도전성 타입 분리막(113)은 P형 분리막일 수 있다. 즉, 도 3a 및 도 3b의 베이스 기판(101)은 P타입 베이스 기판에 N형 다이오드가 형성된 CIS 픽셀 구조일 수 있다.
다른 예로, 도 4a 및 도 4b를 참고하면, 제1 도전성 타입 다이오드 영역(111)은 P형 다이오드 영역이고, 제2 도전성 타입 분리막(113)은 N형 분리막일 수 있다. 즉, 도 4a 및 도 4b의 베이스 기판(101)은 N타입 베이스 기판에 P형 다이오드가 형성된 CIS 픽셀 구조일 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 도전성 타입과 제2 도전성 타입은 도전성 타입을 구분하기 위한 것으로서, 제1 도전성 타입이 상황에 따라 N형을 의미하거나, 또는 P형을 의미할 수 있고, 제2 도전성 타입 역시 상황에 따라 N형을 의미하거나, 또는 P형을 의미할 수 있다. 이러한 점은 후술하는 기술에 대해서도 동일 적용함은 당연하다 할 것이다.
도 2를 참고하면, 가드링(120)은 제1 도전성 타입 분리막(121, 125), 제2 도전성 타입 분리막(123) 및 제1 소자 분리막(130, 131, 133)을 포함할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 단면도의 일 예를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참고하면, 제1 도전성 타입 분리막(121, 125)은 가드링(120)의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성될 수 있다. 이때, 제1 도전성 타입 분리막(121, 125)은 복수 개 형성될 수 있다. 이때, 도 3a 및 도 3b의 베이스 기판(101)은 P타입 베이스 기판에 N형 다이오드가 형성된 CIS 픽셀 구조일 수 있다.
제2 도전성 타입 분리막(123)은 가드링(120)의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 상기 복수의 제1 도전성 타입 분리막(121, 125) 사이에 형성될 수 있다. 이때, 제2 도전성 타입 분리막(123)은 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
제1 소자 분리막(130, 131, 133)은 가드링(120)의 제2 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 서로 인접한 제1 도전성 타입 분리막(121, 125) 및 제2 도전성 타입 분리막(123) 각각으로 연장되어 삽입되게 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참고하면, 제1 도전성 타입 분리막(121, 125)은 P형 분리막이고, 제2 도전성 타입 분리막(123)은 N형 분리막일 수 있다.
도 3a를 참고하면, 복수의 제1 도전성 타입 분리막(121, 125) 및 적어도 하나 이상의 제2 도전성 타입 분리막(123)이 픽셀 어레이(110)에 인접한 순서로 제1 P형 분리막(121), N형 분리막(123) 및 제2 P형 분리막(125)으로 배열될 수 있다.
일 예로, 도 3a를 참고하면, 제1 소자 분리막(131, 133)은 제1 P형 분리막(121) 및 N형 분리막(123)에 각각 연장되어 삽입되게 형성될 수 있다.
도 3a에서 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 이미지 센싱 장치(10)는 하부에 형성된 제1 소자 분리막(133) 및 제1 소자 분리막(133)의 연장부분이 삽입된 형태로 상부에 형성된 N형 분리막(123)이 서로 연결되게 형성됨에 따라, 노이즈 유입을 차단하는 구조일 수 있다.
이때, 하부는 가드링(120)의 제2 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성된 부분을 의미할 수 있고, 상부는 가드링(120)의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성된 부분을 의미할 수 있다.
즉, 본 실시예는 N형 정션 분리막(N-Type Junction Isolation)인 N형 분리막(123)과 BDTI(back deep trench isolation)인 제1 소자 분리막(133)을 가드링(120)의 동일 영역에 형성하여 노이즈 유입을 차단하고 있는 것이다.
다른 예로, 도 3b를 참고하면, 제1 소자 분리막(131, 133, 135)은 제1 P형 분리막(121), N형 분리막(123) 및 제2 P형 분리막(125)에 각각 연장되어 삽입되게 형성될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 단면도의 다른 예를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참고하면, 제1 도전성 타입 분리막(141, 145)은 N 형 분리막이고, 제2 도전성 타입 분리막(143)은 P 형 분리막일 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참고하면, 복수의 제1 도전성 타입 분리막(141, 145) 및 적어도 하나 이상의 제2 도전성 타입 분리막(143)이 픽셀 어레이(110)에 인접한 순서로 제1 N형 분리막(141), P형 분리막(143) 및 제2 N형 분리막(145)으로 배열될 수 있다. 이때, 도 4a 및 도 4b의 베이스 기판(101)은 N타입 베이스 기판에 P형 다이오드가 형성된 CIS 픽셀 구조일 수 있다.
일 예로, 도 4a를 참고하면, 제1 소자 분리막(131, 133)은 제1 N형 분리막(141) 및 P형 분리막(143)에 각각 연장되어 삽입되게 형성될 수 있다.
다른 예로, 도 4b를 참고하면, 제1 소자 분리막(131, 133, 135)은 제1 N형 분리막(141), P형 분리막(143) 및 제2 N형 분리막(145)에 각각 연장되어 삽입되게 형성될 수 있다.
상술한 제1 소자 분리막(130, 131, 133, 135)은 BDTI(back deep trench isolation)일 수 있다.
제1 소자 분리막(130, 131, 133, 135)은 서로 인접한 가드링(120)과 픽셀 어레이(110) 간의 전기적 또는 광학적인 분리를 위한 구성으로서, 영역들 간의 캐리어(carrier) 교환으로 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 저하시키는 전기적 크로스토크(electric crosstalk) 현상을 방지할 수 있다.
또한, 제1 소자 분리막(130, 131, 133, 135)은 빛의 반사율이 높은 물질로 도핑(doping)되어 픽셀 어레이(110)로 입사되는 빛을 차단하여 신호 대 잡음비를 저하시키는 광학적 크로스토크(optical crosstalk) 현상 역시도 방지할 수 있다.
도 3a를 참고하면, 이미지 센싱 장치는 절연재질로 이루어진 평탄화층(103), 차광막(light shielding film)(105), 컬러 필터(color filter)(107) 및 렌즈(lens)(109)를 추가로 포함할 수 있다.
컬러 필터(107)는 베이스 기판(101)의 일면 중 픽셀 어레이(110)의 영역에 대응되게 형성될 수 있다.
도 3a에서 도시하는 바와 같이, 컬러 필터(107)는 특정 파장의 빛(예를 들어, 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue), 마젠타(Magenta), 옐로우(Yellow), 사이언(Cyan))을 선택적으로 투과시킬 수 있다.
차광막(105)은 베이스 기판(101)의 일면 중 가드링(120)의 영역에 대응되게 형성될 수 있다.
차광막(105)은 입사층을 통해 조사되는 입사광을 차단할 수 있다. 차광막(105)은 텅스텐(tungsten)으로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 입사층은 렌즈(109)로부터 베이스 기판(101)의 상부층까지를 의미할 수 있다.
렌즈(109)는 컬러 필터(107) 상부에 형성될 수 있다.
렌즈(109)는 광학 렌즈(미도시)를 통하여 조사되는 입사광(incident light)을 픽셀 어레이(110)의 중심으로 집중시키기 위한 구성일 수 있다. 이때, 렌즈(109)는 마이크로 렌즈라고 명명할 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 소자 분리막의 예시도를 나타내는 도면이다.
도 5a를 참고하면, 상술한 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에서 개시한 제1 소자 분리막(131, 133, 135) 및 제2 소자 분리막(137)을 포함하는 소자 분리막(130)은 절연 물질로 형성될 수 있다.
다른 예로, 도 5b를 참고하면, 소자 분리막(130)은 고유전체 물질을 포함하는 절연 물질로 형성될 수 있다. 도 5b에서 도시하는 바와 같이, 소자 분리막(130)은 절연 물질(130a)로 형성되되, 테두리 영역(130b)에 고유전체 물질로 이루어진 영역을 포함하도록 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치를 이용한 촬상 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 전자 장치(20)는 이미지 센싱 장치(1000), 이미지 신호 프로세서(ISP, 2000) 및 디스플레이(3000)를 포함할 수 있다. 전자 장치(20)는 디지털 카메라 또는 디지털 카메라가 부착된 휴대용 전자 장치, 예를 들어, 이동 전화기, 스마트폰 또는 태블릿 PC(tablet personal computer) 등일 수 있다.
이미지 센싱 장치(1000)는 예를 들어, CMOS 이미지 센서일 수 있으며, 이미지 신호 프로세서(2000)의 제어에 따라 광학 렌즈(4000) 통해 입사되는 광에 따라 피사체(object)를 센싱하고, 생성된 이미지 데이터를 이미지 신호 프로세서(2000)로 출력할 수 있다. 이미지 신호 프로세서(2000)는 이미지 센싱 장치(1000)에서 출력된 이미지 신호를 디지털화하고, 디지털화된 이미지 신호를 디스플레이(3000)로 전송할 수 있다.
이미지 센싱 장치(1000)와 이미지 신호 프로세서(2000)는 마더보드와 같은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB), 집적 회로(Integrated Circuit, IC), 또는 SoC(System on Chip)로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 센싱 장치(1000)와 이미지 신호 프로세서(2000)는 하나의 패키지, 예를 들어, MCP(Multi Chip Package) 또는 SiP(System in Package)로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 센싱 장치(1000)는 별개의 칩으로, 예를 들어, CMOS 이미지 센서 칩으로 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센싱 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 이미지 센싱 장치(1000)는 픽셀 어레이(pixel array; 100), 로우 드라이버(row driver; 200), 상관 이중 샘플링부(CDS; correlated double sampling) (300), 아날로그 디지털 컨버터(ADC; analog digital converter)(400), 버퍼(buffer; 500), 타이밍 제너레이터(Timing Gen; 600), 제어 레지스터(Control Register; 700) 및 램프 신호 발생기(Ramp Gen; 800)를 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(100)는 액티브 픽셀(APX)이 형성된 액티브 픽셀 영역(active pixel region) 및 광학 블랙 픽셀(OBPX)이 형성된 광학 블랙 픽셀 영역을 포함하고, 더미 영역을 더 포함할 수 있다.
복수의 단위 액티브 픽셀(APX)들은 각각 로우 라인들(row lines) 중 하나 및 컬럼 라인들(column lines) 중 하나와 연결될 수 있다. 단위 액티브 픽셀(APX)들 각각은 빛의 파장들에 상응하는 액티브 신호를 생성하여, 즉 광학적 이미지 정보를 전기적 이미지 신호로 변환하여 컬럼 라인들(column lines)을 통하여 상관 이중 샘플링부(300)로 출력할 수 있다. 복수의 액티브 픽셀들(APX) 각각은 광 감지 소자, 예를 들어 포토(photo) 다이오드, 핀드 포토 다이오드(pinned photo diode), 또는 포토 게이트(photo gate)로 구현될 수 있다.
복수의 액티브 픽셀들(APX) 각각은 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에 도시한 구조를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
광학 블랙 픽셀 영역(미도시)에 구성되는 복수의 광학 블랙 픽셀들(OBPX)은 입사된 빛을 차단시켜 다크 레벨을 가지는 광학 블랙 신호를 생성한다. 실시 예에 따라 복수의 광학 블랙 픽셀들(OBPX) 각각은 광 감지 소자를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다.
제어 레지스터(700)는 타이밍 제너레이터(600), 램프 신호 발생기(800) 및 버퍼(500) 각각의 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성할 수 있다.
로우 드라이버(200)는 픽셀 어레이(100)를 행(row) 단위로 구동할 수 있다. 즉, 로우 드라이버(200)는 픽셀 어레이(100)에 구현된 복수의 행들 중에서 어느 하나의 행을 선택하기 위한 행 선택 신호를 생성할 수 있다.
복수의 액티브 픽셀들(APX) 각각은 입사된 빛을 감지하여 액티브 신호를 CDS(300)로 출력할 수 있다. 또한, 복수의 광학 블랙 픽셀들(OBPX) 각각은 광학 블랙 신호를 CDS(300)로 출력할 수 있다.
CDS(300)는 수신된 액티브 신호 및 광학 블랙 신호 각각에 대하여 상관 이중 샘플링을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, CDS(300)는 타이밍 제너레이터(600)로부터 제공된 클럭 신호에 따라, 기준 전압 레벨과 수신된 전기적 이미지 신호의 전압 레벨을 유지(hold) 및 샘플링하여 그 차이에 해당하는 아날로그적 신호를 ADC(400)로 전송할 수 있다.
ADC(400)는 램프 신호 발생기(800)로부터 생성된 램프 신호와 CDS(300)로부터 출력되는 상관 이중 샘플링된 신호들 각각을 비교하여 복수의 비교 신호들을 출력하고, 클럭 신호에 응답하여 복수의 비교 신호들 각각이 천이되는 시간을 카운트한 값들을 버퍼(500)로 전송할 수 있다.
버퍼(500)는 ADC(400)로부터 출력된 카운트 값, 즉 복수의 디지털 액티브 신호를 임시 저장한 후 센싱 및 증폭하여 출력할 수 있다. 이 때, 버퍼(500)로 입력되는 디지털 액티브 신호들은 광전변환소자에 의해 유발되는 다크 커런트를 포함할 수 있다.
ISP(2000)는 이미지 센싱 장치(1000)의 버퍼(500)로부터 전송되는 디지털 이미지 신호에 다크 레벨 보정값 및 페데스탈의 보정계수를 반영하여 오프셋을 조절할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 8를 참조하면, 전자 장치(5000)는 이미지 처리부(5100), 통신부(5200), 오디오 처리부(5300), 디스플레이 장치(5400), 버퍼 메모리(5500), 불휘발성 메모리(5600), 사용자 인터페이스(5700) 및 메인 프로세서(5800)를 포함할 수 있다.
이미지 처리부(5100)는 렌즈(5110)를 통해 광 신호를 수신할 수 있다. 이미지 처리부(5100)에 포함되는 이미지 센싱 장치(5120) 및 이미지 신호 프로세서(5130)는 수신되는 광 신호에 기초하여, 피사체를 센싱한 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센싱 장치(5120) 및 이미지 신호 프로세서(5130)는 도 6 및 도 7에서 설명한 이미지 센싱 장치 및 이미지 신호 프로세서의 기능을 포함할 수 있다.
통신부(5200)는 안테나(5210)를 통해 외부 장치와 신호를 교환할 수 있다. 통신부(5200)의 송수신기(5220) 및 MODEM(Modulator/Demodulator, 5230)은 다양한 무선 통신 규약에 따라, 외부 장치와 교환되는 신호를 처리할 수 있다.
오디오 처리부(5300)는 오디오 신호 프로세서(5310)를 이용하여 음성 신호를 처리할 수 있다. 오디오 처리부(5300)는 마이크(5320)를 통해 음성 신호를 수신하여 디지털 처리할 수 있고, 오디오 신호를 재생하여 스피커(5330)를 통해 출력할 수 있다.
디스플레이 장치(5400)는 외부 장치(예를 들어, 메인 프로세서(5800))로부터 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 디스플레이 패널을 통해 영상을 표시할 수 있다.
버퍼 메모리(5500)는 전자 장치(5000)의 동작에 이용되는 데이터를 저장할 수 있다. 예시적으로, 버퍼 메모리(5500)는 메인 프로세서(5800)에 의해 처리된 또는 처리될 데이터를 일시적으로 저장할 수 있다. 예시적으로, 버퍼 메모리(5500)는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, 및/또는 PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magneto-resistive RAM), ReRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferro-electric RAM) 등과 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
불휘발성 메모리(5600)는 전력 공급과 무관하게 데이터를 저장할 수 있다. 예시적으로, 불휘발성 메모리(5600)는 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 다양한 불휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예시적으로, 불휘발성 메모리(5600)는 SD(Secure Digital) 카드와 같은 착탈식 메모리, 및/또는 eMMC(Embedded Multimedia Card)와 같은 내장(Embedded) 메모리를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(5700)는 사용자와 전자 장치(5000) 사이의 통신을 중재할 수 있다. 예시적으로, 사용자 인터페이스(5700)는 키패드, 버튼, 터치 스크린, 터치 패드, 자이로스코프 센서, 진동 센서, 가속 센서 등과 같은 입력 인터페이스를 포함할 수 있다. 예시적으로, 사용자 인터페이스(5700)는 모니터, LED 램프 등과 같은 출력 인터페이스를 포함할 수 있다.
메인 프로세서(5800)는 전자 장치(5000)의 구성 요소들의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 메인 프로세서(5800)는 전자 장치(5000)를 동작시키기 위해 다양한 연산을 처리할 수 있다. 예시적으로, 메인 프로세서(5800)는 범용(General-purpose) 프로세서, 전용(Special-purpose) 프로세서, 어플리케이션(Application) 프로세서, 마이크로프로세서 등과 같이, 하나 이상의 프로세서 코어를 포함하는 연산 처리 장치/회로로 구현될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101: 베이스 기판
110: 픽셀 어레이
120: 가드링
121, 125, 141, 145: 제1 도전성 타입 분리막
123, 143: 제2 도전성 타입 분리막
130, 131, 133, 135: 제1 소자 분리막
137: 제2 소자 분리막
110: 픽셀 어레이
120: 가드링
121, 125, 141, 145: 제1 도전성 타입 분리막
123, 143: 제2 도전성 타입 분리막
130, 131, 133, 135: 제1 소자 분리막
137: 제2 소자 분리막
Claims (16)
- 픽셀 어레이 및 상기 픽셀 어레이의 제1 면을 기준으로 외주 영역에 형성된 가드링을 포함하는 베이스 기판;
상기 가드링의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성된 복수의 제1 도전성 타입 분리막;
상기 가드링의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 상기 복수의 제1 도전성 타입 분리막 사이에 형성된 적어도 하나 이상의 제2 도전성 타입 분리막; 및
상기 가드링의 제2 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 서로 인접한 제1 도전성 타입 분리막 및 제2 도전성 타입 분리막 각각으로 연장되어 삽입되게 형성되는 제1 소자 분리막,
을 포함하는 이미지 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 소자 분리막은 BDTI(back deep trench isolation)인 이미지 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 소자 분리막은 절연 물질로 형성된 이미지 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 소자 분리막은 고유전체 물질을 포함하는 절연 물질로 형성된 이미지 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 도전성 타입 분리막은 P형 분리막이고, 상기 제2 도전성 타입 분리막은 N형 분리막인 이미지 센싱 장치. - 제5항에 있어서,
상기 복수의 제1 도전성 타입 분리막 및 상기 적어도 하나 이상의 제2 도전성 타입 분리막이 상기 픽셀 어레이에 인접한 순서로 제1 P형 분리막, N형 분리막 및 제2 P형 분리막으로 배열된 경우,
상기 제1 소자 분리막은 상기 제1 P형 분리막 및 상기 N형 분리막에 각각 연장되어 삽입되게 형성되는 이미지 센싱 장치. - 제5항에 있어서,
상기 복수의 제1 도전성 타입 분리막 및 상기 적어도 하나 이상의 제2 도전성 타입 분리막이 상기 픽셀 어레이에 인접한 순서로 제1 P형 분리막, N형 분리막 및 제2 P형 분리막으로 배열된 경우,
상기 제1 소자 분리막은 상기 제1 P형 분리막, 상기 N형 분리막 및 상기 제2 P형 분리막에 각각 연장되어 삽입되게 형성되는 이미지 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 도전성 타입 분리막은 N형 분리막이고, 상기 제2 도전성 타입 분리막은 P형 분리막인 이미지 센싱 장치. - 제8항에 있어서,
상기 복수의 제1 도전성 타입 분리막 및 상기 적어도 하나 이상의 제2 도전성 타입 분리막이 상기 픽셀 어레이에 인접한 순서로 제1 N형 분리막, P형 분리막 및 제2 N형 분리막으로 배열된 경우,
상기 제1 소자 분리막은 상기 제1 N형 분리막 및 상기 P형 분리막에 각각 연장되어 삽입되게 형성되는 이미지 센싱 장치. - 제8항에 있어서,
상기 복수의 제1 도전성 타입 분리막 및 상기 적어도 하나 이상의 제2 도전성 타입 분리막이 상기 픽셀 어레이에 인접한 순서로 제1 N형 분리막, P형 분리막 및 제2 N형 분리막으로 배열된 경우,
상기 제1 소자 분리막은 상기 제1 N형 분리막, 상기 P형 분리막 및 상기 제2 N형 분리막에 각각 연장되어 삽입되게 형성되는 이미지 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 픽셀 어레이는,
상기 픽셀 어레이의 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성된 복수의 제1 도전성 타입 다이오드 영역; 및
상기 제1 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 상기 복수의 제1 도전성 타입 다이오드 영역 사이에 형성된 복수의 제2 도전성 타입 분리막,
을 포함하는 이미지 센싱 장치. - 제11항에 있어서,
상기 픽셀 어레이는,
상기 픽셀 어레이의 제2 면으로부터 깊이 방향으로 삽입되게 형성되되, 제2 도전성 타입 분리막 각각으로 연장되어 삽입되게 형성되는 제2 소자 분리막을 더 포함하는 이미지 센싱 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제1 도전성 타입 다이오드 영역은 N형 다이오드 영역이고, 상기 제2 도전성 타입 분리막은 P형 분리막인 이미지 센싱 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제1 도전성 타입 다이오드 영역은 P형 다이오드 영역이고, 상기 제2 도전성 타입 분리막은 N형 분리막인 이미지 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 베이스 기판은 포토 다이오드 영역인 이미지 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 베이스 기판의 일면 중 상기 픽셀 어레이의 영역에 대응되게 형성된 컬러 필터;
상기 베이스 기판의 일면 중 상기 가드링의 영역에 대응되게 형성된 차광막; 및
상기 컬러 필터 상부에 형성된 렌즈,
를 더 포함하는 이미지 센싱 장치.
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