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公開番号2024180266
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2024011727
出願日2024-01-30
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.
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類H01L 27/146 20060101AFI20241219BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】浮遊拡散領域間の効率的な連結手段を有するイメージセンサーを提供する。
【解決手段】本発明のイメージセンサーは、第1面及び第1面に反対になる第2面を有し、第1面に複数の活性領域を有する画素アレイ領域を含む第1基板と、第1面側の第1基板内に配置されて第1面の活性領域を分離する素子分離部と、第1基板の複数の活性領域内に位置する複数の浮遊拡散領域と、少なくとも一部が素子分離部内に埋め込まれて複数の浮遊拡散領域の中の少なくとも二つの間を連結する浮遊拡散領域連結部と、を備える。
【選択図】図6A

特許請求の範囲【請求項１】
第１面及び前記第１面に対向する第２面を有し、前記第１面に複数の活性領域を有する画素アレイ領域を含む第１基板と、
前記第１面側の前記第１基板内に配置されて前記第１面の複数の活性領域の各々を分離する素子分離部と、
前記第１基板の前記複数の活性領域内に位置する複数の浮遊拡散領域と、
少なくとも一部が前記素子分離部内に埋め込まれて前記複数の浮遊拡散領域の中の少なくとも二つの間を連結する浮遊拡散領域連結部と、を備えることを特徴とするイメージセンサー。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１基板の第１面の上に位置するソースフォロワゲート電極を含むソースフォロワトランジスタを更に含み、
前記ソースフォロワゲート電極は、前記浮遊拡散領域連結部に連結されることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項３】
前記浮遊拡散領域連結部は、
第１方向に延びる幹部と、
前記幹部から第２方向に延びて前記ソースフォロワゲート電極に連結される第１枝部と
前記幹部から前記第２方向に延びて前記複数の浮遊拡散領域の中の対応する浮遊拡散領域に連結される第２枝部と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項４】
前記複数の浮遊拡散領域は、第１浮遊拡散領域グループ及び第２浮遊拡散領域グループを含み、
前記第１浮遊拡散領域グループは、前記第２浮遊拡散領域グループから前記第２方向に離隔され、
前記第１浮遊拡散領域グループと前記第２浮遊拡散領域グループとの間に前記素子分離部の一部が配置され、
前記幹部は、平面上から見る時、前記第１浮遊拡散領域グループと前記第２浮遊拡散領域グループとの間の空間に配置されることを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
一つの前記浮遊拡散領域連結部は、８個の前記浮遊拡散領域を互いに連結することを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項６】
単位画素内に複数のトランジスタを更に含み、
前記複数のトランジスタは、複数の伝送トランジスタ、ソースフォロワトランジスタ、リセットトランジスタ、及び選択トランジスタを含み、
前記単位画素は、複数の光電変換部、並びに前記複数の活性領域の中に複数の第１活性領域及び複数の第２活性領域を含み、
前記第１活性領域には、前記ソースフォロワトランジスタ、前記リセットトランジスタ、及び前記選択トランジスタの中の少なくとも一つが位置し、
前記第２活性領域には、前記複数の伝送トランジスタが位置し、
前記複数の伝送トランジスタの各々は、前記複数の光電変換部の中の対応する光電変換部を前記複数の浮遊拡散領域の中の対応する浮遊拡散領域に選択的に連結することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項７】
前記ソースフォロワトランジスタのソースフォロワゲート電極は、前記複数の第１活性領域の中の隣り合う２個の第１活性領域に亘って位置することを特徴とする請求項６に記載のイメージセンサー。
【請求項８】
前記複数の浮遊拡散領域の各々は、前記複数の第２活性領域の中の対応する第２活性領域に位置することを特徴とする請求項６に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
前記浮遊拡散領域連結部は、Ｎ型不純物がドープされたポリシリコン又はシリコンゲルマニウムを含むことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項１０】
前記浮遊拡散領域連結部は、金属を含むことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサーに関する。
続きを表示（約 3,100 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）型及び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次元的に配列された複数の画素を備える。画素のそれぞれは、入射した光を電気信号に変換するフォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）、フォトダイオードが光電変換して作り出した電気信号を一時格納する浮遊拡散領域などを含む。複数の浮遊拡散領域は、一つのソースフォロワゲートに連結され、ソースフォロワゲートを介して電気信号を外部に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７２４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、浮遊拡散領域間の効率的な連結手段を有するイメージセンサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるイメージセンサーは、第１面及び前記第１面に対向する第２面を有し、前記第１面に複数の活性領域を有する画素アレイ領域を含む第１基板と、前記第１面側の前記第１基板内に配置されて前記第１面の複数の活性領域の各々を分離する素子分離部と、前記第１基板の前記複数の活性領域内に位置する複数の浮遊拡散領域と、少なくとも一部が前記素子分離部内に埋め込まれて前記複数の浮遊拡散領域の中の少なくとも二つの間を連結する浮遊拡散領域連結部と、を備える。
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様によるイメージセンサーは、第１面及び前記第１面に対向する第２面を有し、複数のサブ単位画素を含む画素アレイ領域及び周縁領域を含む第１基板と、前記第２面上に配置された反射防止構造体と、前記第１基板に配置されて前記複数のサブ単位画素を互いに分離する画素分離部と、前記反射防止構造体上に配置されたカラーフィルターと、前記第１基板の第１面上に配置された第１層間絶縁膜と、前記第１層間絶縁膜内に配置された第１配線と、前記第１層間絶縁膜の下に配置された第２層間絶縁膜と、前記第２層間絶縁膜内に配置された第２配線と、前記第２層間絶縁膜の下に配置された第２基板と、を備え、前記第１基板は、前記第１基板内に位置し、前記第１面から前記第２面に向かって延びて前記第１面の複数の活性領域の各々を分離する素子分離部と、前記第１基板の前記複数の活性領域内に形成された複数の浮遊拡散領域と、前記素子分離部内に埋め込まれて前記複数の浮遊拡散領域の中の少なくとも二つの間を連結する浮遊拡散領域連結部と、前記浮遊拡散領域連結部の上面に形成されて前記浮遊拡散領域連結部の上面を露出するコンタクトホールを有するカバー絶縁膜と、を含み、前記第１配線の一部は、ソースフォロワトランジスタのソースフォロワゲート電極に対応し、前記ソースフォロワゲート電極は、前記コンタクトホールを通じて前記浮遊拡散領域連結部に連結される。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の更に他の態様によるイメージセンサーは、第１面及び前記第１面に対向する第２面を有し、複数のサブ単位画素を含む複数の画素アレイ領域及び周縁領域を含む第１基板と、前記第２面上に配置された反射防止構造体と、前記第１基板に配置されて前記複数のサブ単位画素を互いに分離する画素分離部と、前記反射防止構造体上に配置されたカラーフィルターと、前記第１基板の第１面上に配置された第１層間絶縁膜と、前記第１層間絶縁膜内に配置された第１配線と、前記第１層間絶縁膜の下に配置された第２基板と。前記第２基板の下に配置された第２層間絶縁膜と、前記第２層間絶縁膜内に配置された第２配線と、前記第２層間絶縁膜の下に配置された第３層間絶縁膜と、前記第３層間絶縁膜内に配置された第３配線と、前記第３層間絶縁膜の下に配置された第３基板ｔ、を備え、前記第１基板は、前記第１基板内に位置し、前記第１面から前記第２面に向かって延びて前記第１面の複数の活性領域の各々を分離する素子分離部と、前記第１基板の前記複数の活性領域内に形成された複数の浮遊拡散領域と、前記素子分離部内に埋め込まれて前記複数の浮遊拡散領域の中の少なくとも二つの間を連結する浮遊拡散領域連結部と、を含み、前記第２配線の一部は、ソースフォロワトランジスタのソースフォロワゲート電極に対応し、前記ソースフォロワゲート電極は、前記第２基板を貫く貫通ビアを通じて前記浮遊拡散領域連結部に連結される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のイメージセンサーによれば、浮遊拡散領域の間を連結する浮遊拡散領域連結部を素子分離部内に配置することにより、配線間のカップリングを低減させることができ、配線配置の自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態によるイメージセンサーを説明するためのブロック図である。
一実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの回路図である。
一実施形態によるイメージセンサーの平面図である。
図３のＡ－Ａ‘線に沿って切断した断面図である。
一実施形態によるイメージセンサーにおける伝送ゲート、浮遊拡散領域、浮遊拡散領域連結部、ソースフォロワゲートなどの配置を示す拡大平面図である。
図５のＡ－Ａ‘線に沿って切断した断面図であって、図４のＰ１領域に対応する断面図である。
図５のＢ－Ｂ‘線に沿って切断した断面図である。
図５のＣ－Ｃ‘線に沿って切断した断面図である。
一実施形態によるイメージセンサーの浮遊拡散領域連結部を形成する方法を示す断面図である。
一実施形態によるイメージセンサーの浮遊拡散領域連結部を形成する方法を示す断面図である。
一実施形態によるイメージセンサーの浮遊拡散領域連結部を形成する方法を示す断面図である。
一実施形態によるイメージセンサーの浮遊拡散領域連結部を形成する方法を示す断面図である。
他の実施形態によるイメージセンサーの浮遊拡散領域連結部を形成する方法を示す断面図である。
他の実施形態によるイメージセンサーの浮遊拡散領域連結部を形成する方法を示す断面図である。
他の実施形態によるイメージセンサーの浮遊拡散領域連結部を形成する方法を示す断面図である。
他の実施形態によるイメージセンサーの浮遊拡散領域連結部を形成する方法を示す断面図である。
他の実施形態によるイメージセンサーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態で実施することができ、ここで説明する実施形態に限られない。
（【００１１】以降は省略されています）

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