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公開番号2024166092
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2024069553
出願日2024-04-23
発明の名称イメージセンサーおよびイメージセンサーの製造方法
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人個人,個人
主分類H01L 27/146 20060101AFI20241121BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】トレンチのアスペクト比が大きくなっても集積度を高める。
【解決手段】イメージセンサー100は、互いに対向する第1面及び第2面を有し、第1方向DR1及び第2方向DR2に沿って隣接して配置される複数のピクセル領域P1～P4を含む基板と、基板の第1面から深さ方向に沿って基板の一部分内に位置する複数の接地領域GD1～GD4と、基板の第1面から第2面まで延在し、基板内に複数のピクセル領域を定義する深いトレンチDTと、基板の第1面から深さ方向に沿って基板の一部分内に延在し、深いトレンチの少なくとも一部分の外郭に位置する浅いトレンチSTと、を含み、第1方向と第2方向が交差する一つの平面上で、複数の接地領域のうちの第1方向に沿って隣接して位置する二つの接地領域の間には深いトレンチと浅いトレンチが位置し、第2方向に沿って隣接して位置する二つの接地領域の間には深いトレンチが配置できる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
互いに対向する第１面および第２面を有し、第１方向および前記第１方向と異なる第２方向に沿って隣接して配置される複数のピクセル領域を含む基板と、
前記基板の前記第１面から前記第１方向および前記第２方向と垂直をなす深さ方向に沿って前記基板の一部分内に位置する複数の接地領域と、
前記基板の前記第１面から前記第２面まで延在され前記基板内に前記複数のピクセル領域を定義する深いトレンチと、
前記基板の前記第１面から前記深さ方向に沿って前記基板の一部分内に延在され前記深いトレンチの少なくとも一部分の外郭に位置する浅いトレンチとを含み、
前記第１方向と前記第２方向が交差する一つの平面上で、前記複数の接地領域のうちの前記第１方向に沿って隣接して位置する二つの前記接地領域の間には前記深いトレンチと前記浅いトレンチが位置し、前記第２方向に沿って隣接して位置する二つの前記接地領域の間には前記深いトレンチが位置する、イメージセンサー。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記一つの平面上で、前記第１方向に沿って隣接して位置する前記二つの前記接地領域の間の第１間隔は、前記第２方向に沿って隣接して位置する前記二つの前記接地領域の間の第２間隔より広い、請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項３】
前記深いトレンチ内に位置するピクセル分離構造体と、
前記浅いトレンチ内に位置する素子分離膜とをさらに含み、
前記第１方向に沿って隣接して位置する前記二つの前記接地領域の前記第２方向と平行な第１縁は前記素子分離膜と接触し、
前記第２方向に沿って隣接して位置する前記二つの前記接地領域の前記第１方向と平行な第２縁は前記ピクセル分離構造体と接触する、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項４】
前記深さ方向に沿って、前記第１縁の第１深さより前記第２縁の第２深さが大きい、請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
前記複数の接地領域は、前記複数のピクセル領域が位置する領域の中心部分に位置する、請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項６】
互いに対向する第１面および第２面を有する基板の前記第１面から深さ方向に沿って前記基板の一部分内に延在される浅いトレンチを形成し、
前記基板の前記第１面から前記深さ方向に沿って前記基板の一部分内に延在され前記浅いトレンチによって区分される第１予備領域と第２予備領域を形成し、そして
前記浅いトレンチと重畳する第１部分、前記第１部分と交差し前記第１予備領域と前記第２予備領域を横切る第２部分を含み、前記基板の前記第１面から前記第２面まで延在される深いトレンチを形成する、イメージセンサー製造方法。
【請求項７】
前記基板は第１方向および前記第１方向と異なる第２方向に沿って隣接して配置される複数のピクセル領域を含み、
前記浅いトレンチは前記第２方向と平行な方向に延び、
前記深いトレンチの前記第２部分は前記第１方向と平行な方向に延びる、請求項６に記載のイメージセンサー製造方法。
【請求項８】
前記深いトレンチによって、前記第１予備領域は前記第２方向に沿って互いに隣接する第１接地領域と第３接地領域に区分され、前記第２予備領域は前記第２方向に沿って互いに隣接する第２接地領域と第４接地領域に区分される、請求項７に記載のイメージセンサー製造方法。
【請求項９】
前記複数のピクセル領域は前記第１方向に沿って互いに隣接する第１ピクセルおよび第２ピクセル、前記第１方向に沿って互いに隣接する第３ピクセルおよび第４ピクセルを含み、
前記第２方向に沿って前記第１ピクセルおよび前記第３ピクセルは互いに隣接し、前記第２方向に沿って前記第２ピクセルおよび前記第４ピクセルは互いに隣接し、
前記第１接地領域は前記第１ピクセルに位置し、前記第２接地領域は前記第２ピクセルに位置し、前記第３接地領域は前記第３ピクセルに位置し、前記第４接地領域は前記第４ピクセルに位置するように形成され、
前記第１接地領域と前記第２接地領域の間、そして前記第３接地領域と前記第４接地領域の間に、前記第２方向と平行な前記深いトレンチと前記浅いトレンチが形成され、
前記第１接地領域と前記第３接地領域の間、そして前記第２接地領域と前記第４接地領域の間に、前記第１方向と平行な前記深いトレンチが形成される、請求項８に記載のイメージセンサー製造方法。
【請求項１０】
前記浅いトレンチ内に素子分離膜をさらに形成し、
前記深いトレンチ内にピクセル分離構造体をさらに形成し、そして
前記第１接地領域と前記第２接地領域の前記第２方向と平行な第１縁は前記素子分離膜と接触し、
前記第１接地領域と前記第３接地領域の前記第１方向と平行な第２縁は前記ピクセル分離構造体と接触する、請求項９に記載のイメージセンサー製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示はイメージセンサーおよびイメージセンサーの製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳイメージセンサーは相補型金属酸化膜半導体（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ－ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＣＭＯＳ）を用いた固体撮像素子である。ＣＭＯＳイメージセンサーは高電圧アナログ回路を有するＣＣＤイメージセンサーと比較して製造単価が低く素子の大きさが小さくて消費電力が少ないという長所があって、スマートフォン、デジタルカメラなどの携帯用機器をはじめとする家電製品に主にＣＭＯＳイメージセンサーが搭載されている。
【０００３】
ＣＭＯＳイメージセンサーを構成するピクセルアレイ（ｐｉｘｅｌａｒｒａｙ）は各ピクセルごとにフォトダイオードのような光電変換素子を含む。前記光電変換素子は入射される光の量によって可変する電気信号を生成し、ＣＭＯＳイメージセンサーは前記電気信号を処理して映像を合成することができる。
【０００４】
最近、高解像度イメージに対する要求によりＣＭＯＳイメージセンサーを構成するピクセルはより小型化されることが要求されている。
【０００５】
イメージセンサーのピクセルの小型化により集積度が大きくなって、素子の間に位置するトレンチの広さに対する深さの比であるアスペクト比（ａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏ）が大きくなり、これによってトレンチ内部にボイド（ｖｏｉｄ）などの問題が発生することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施形態は、トレンチのアスペクト比が大きくなってもボイドなどが発生することなく集積度を高めることができるイメージセンサーおよびイメージセンサーの製造方法を提供するためのものである。
【０００７】
しかし、実施形態が解決しようとする課題は上述の課題に限定されず実施形態に含まれている技術的思想の範囲で多様に拡張できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によるイメージセンサーは、互いに対向する第１面および第２面を有し、第１方向および前記第１方向と異なる第２方向に沿って隣接して配置される複数のピクセル領域を含む基板と、前記基板の前記第１面から前記第１方向および前記第２方向と垂直をなす深さ方向に沿って前記基板の一部分内に位置する複数の接地領域と、前記基板の前記第１面から前記第２面まで延在され前記基板内に前記複数のピクセル領域を定義する深いトレンチと、前記基板の前記第１面から前記深さ方向に沿って前記基板の一部分内に延在され前記深いトレンチの少なくとも一部分の外郭に位置する浅いトレンチとを含み、前記第１方向と前記第２方向が交差する一つの平面上で、前記複数の接地領域のうちの前記第１方向に沿って隣接して位置する二つの前記接地領域の間には前記深いトレンチと前記浅いトレンチが位置し、前記第２方向に沿って隣接して位置する二つの前記接地領域の間には前記深いトレンチが配置できる。
【０００９】
前記一つの平面上で、前記第１方向に沿って隣接して位置する前記二つの前記接地領域の間の第１間隔は、前記第２方向に沿って隣接して位置する前記二つの前記接地領域の間の第２間隔より広くてもよい。
【００１０】
前記イメージセンサーは、前記深いトレンチ内に位置するピクセル分離構造体と、前記浅いトレンチ内に位置する素子分離膜とをさらに含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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