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公開番号2024174822
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2024084135
出願日2024-05-23
発明の名称イメージセンサー
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 20060101AFI20241210BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】フローティングディフュージョン領域と配線との間のカップリングを減少させて、向上した効率を有するイメージセンサーおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】イメージセンサーは、互いに対向する第1面400a第2面400bを含み、光電変換領域410を含む第1基板400、第1基板の第1面に位置する伝送トランジスタTX、互いに対向する第1面500a及び第2面500bを含む第2基板500、第2基板の第1面に位置し、伝送トランジスタと連結された複数のトランジスタ、第2基板の第2面に位置する複数の配線及び第2基板を貫くディップノードDNを含み、第1基板の第1面と第2基板の第1面が、互いに向き合い、第2基板の第1面に位置する複数のトランジスタと第2基板の第2面に位置する複数の配線のうち一つ以上は、ディップノードを介して連結される。
【選択図】図4
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面を含み、光電変換領域を含む第１基板；
前記第１基板の第１面に位置する伝送トランジスタ；
互いに対向する第１面および第２面を含む第２基板；
前記第２基板の第１面に位置し、前記伝送トランジスタと連結された複数のトランジスタ；
前記第２基板の第２面に位置する複数の配線；
前記第２基板を貫くディップノードを含み、
前記第１基板の第１面と前記第２基板の第１面が互いに向き合い、
前記第２基板の第１面に位置する複数のトランジスタと前記第２基板の第２面に位置する複数の配線のうち一つ以上は、前記ディップノードを介して連結された、イメージセンサー。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１基板に位置し、前記伝送トランジスタと前記複数のトランジスタとの間を連結するフローティングディフュージョン領域をさらに含み、
前記第２基板に位置する複数のトランジスタは、
前記フローティングディフュージョン領域を初期化するリセットトランジスタ；
ゲートが前記フローティングディフュージョン領域と連結された増幅トランジスタ；
前記増幅トランジスタの一端と連結された選択トランジスタを含む、請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項３】
前記複数の配線は、前記選択トランジスタの一端に連結される出力配線を含み、
前記出力配線と前記選択トランジスタは、前記ディップノードを介して連結された、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項４】
前記複数の配線は、前記リセットトランジスタの一端と連結された電源電圧伝達配線を含み、
前記電源電圧伝達配線と前記リセットトランジスタは、前記ディップノードを介して連結された、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
前記複数の配線は、前記増幅トランジスタの一端に連結された電源電圧伝達配線を含み、
前記電源電圧伝達配線と前記増幅トランジスタは、前記ディップノードを介して連結された、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項６】
前記複数の配線は、前記リセットトランジスタのゲートと連結された配線を含み、
前記リセットトランジスタのゲートと前記配線は、前記ディップノードを介して連結された、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項７】
前記複数の配線は、前記選択トランジスタのゲートと連結された配線を含み、
前記選択トランジスタのゲートと前記配線は、前記ディップノードを介して連結された、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項８】
前記リセットトランジスタと前記フローティングディフュージョン領域を連結するデュアルコンバージョントランジスタをさらに含み、
前記複数の配線は、前記デュアルコンバージョントランジスタのゲートと連結された配線を含み、
前記デュアルコンバージョントランジスタと前記配線は、前記ディップノードを介して連結された、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
前記ディップノードの一端は、前記第２基板の第１面で突出して位置し、
前記ディップノードの他端は、前記第２基板の第２面で突出して位置する、請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項１０】
前記第１基板に位置する第１フローティングディフュージョン領域連結ノードを含み、
前記イメージセンサーは、複数の画素を含み、
前記一つの画素は、８個の光電変換領域および８個の伝送トランジスタを含み、
前記８個の伝送トランジスタが同じ第１フローティングディフュージョン領域連結ノードと連結された、請求項１に記載のイメージセンサー。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサーおよびイメージセンサー製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
イメージセンサーは、光学映像（Ｏｐｔｉｃａｌｉｍａｇｅ）を電気信号に変換する半導体素子である。イメージセンサーは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）型およびＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型に分類される。ＣＭＯＳ型イメージセンサーはＣＩＳ（ＣＭＯＳｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒ）と略される。ＣＩＳは、２次元的で配列された複数の画素を備える。画素のそれぞれは、フォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ，ＰＤ）を含む。フォトダイオードは、入射される光を電気信号に変換する役割を果たす。
【０００３】
近年、複数の画素を備えた半導体ウエハーと電荷蓄積部の信号電荷を読み取るトランジスタを含む半導体ウエハーが積層されたイメージセンサーが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、フローティングディフュージョン領域と配線との間のカップリングを減少させて、向上した効率を有するイメージセンサーおよびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施例に係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面を含み、光電変換領域を含む第１基板、前記第１基板の第１面に位置する伝送トランジスタ、互いに対向する第１面および第２面を含む第２基板、前記第２基板の第１面に位置し、前記伝送トランジスタと連結された複数のトランジスタ、前記第２基板の第２面に位置する複数の配線、前記第２基板を貫くディップノードを含み、前記第１基板の第１面と前記第２基板の第１面が互いに向き合い、前記第２基板の第１面に位置する複数のトランジスタと前記第２基板の第２面に位置する複数の配線のうち一つ以上は、前記ディップノードを介して連結される。
【０００６】
他の一実施例に係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面を含み、光電変換領域を含む第１基板、前記第１基板の第２面に位置する光透過層、前記第１基板の第１面に位置する伝送トランジスタ、前記第１基板の第１面に位置する第１配線領域、互いに対向する第１面および第２面を含む第２基板、前記第２基板の第１面に位置し、前記伝送トランジスタと連結された複数のトランジスタ、前記第２基板の第１面に位置する第２配線領域、前記第２基板の第２面に位置する第３配線領域および前記第２基板を貫くディップノードを含み、前記第１基板の第１面と前記第２基板の第１面が互いに向き合い、前記第２配線領域に位置する配線と前記第３配線領域に位置する配線のうち少なくとも一部が前記ディップノードを介して連結される。
【０００７】
一実施例に係るイメージセンサーの製造方法は、互いに対向する第１面および第２面を含み、前記第１面に位置する伝送トランジスタおよび第１配線領域を含む第１基板を準備するステップ、互いに対向する第１面および第２面を含み、前記第１面に位置する複数のトランジスタおよび第２配線領域を含む第２基板を準備するステップ、前記第１基板の第１面と前記第２基板の第１面が向き合うように前記第１基板と前記第２基板を合着するステップ、前記第２基板の第２面で前記第２基板の第１面に向かう方向に前記第２基板を貫くディップノードを形成するステップ、前記第２基板の第２面に第３配線領域を形成するステップを含み、前記ディップノードを介して前記第２配線領域に位置する配線と前記第３配線領域に位置する配線のうち少なくとも一部が連結される。
【発明の効果】
【０００８】
実施例によれば、フローティングディフュージョン領域と配線との間のカップリングを低減して向上した効率を有するイメージセンサーおよびその製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施例に係るイメージセンサーの例示ブロック図である。
本発明の実施例に係るイメージセンサーに含まれる一つの画素を示す回路図である。
本発明の実施例係るイメージセンサーを示す平面図である。
本実施例に係るイメージセンサーの一つの画素（ＰＸ）の断面一部を図示したものである。
第１基板で一つの画素の平面上配置を図示したものである。
第１基板で一つの画素の平面上配置を図示したものである。
第１基板で一つの画素の平面上配置を図示したものである。
一つの画素で、第２基板の第１面および第２面の平面上配置を図示したものである。
一つの画素で、第２基板の第１面および第２面の平面上配置を図示したものである。
一つの画素で、第２基板の第１面および第２面の平面上配置を図示したものである。
一つの画素で、第２基板の第１面および第２面の平面上配置を図示したものである。
本実施例に係るイメージセンサーの製造工程を示したものである。
本実施例に係るイメージセンサーの製造工程を示したものである。
本実施例に係るイメージセンサーの製造工程を示したものである。
本実施例に係るイメージセンサーの製造工程を示したものである。
本実施例に係るイメージセンサーの製造工程を示したものである。
本実施例に係るイメージセンサーの製造工程を示したものである。
本実施例に係るイメージセンサーの製造工程を示したものである。
他の実施例に係るイメージセンサーを図示したものである。
他の実施例に係るイメージセンサーに対して図２と同様の回路図を図示したものである。
他の実施例に対して図４と同様の断面を図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付した図面を参考にして、本発明の様々な実施例について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は様々な異なる形態で具現でき、説明する実施例に限られない。
（【００１１】以降は省略されています）

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