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公開番号2025072297
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2024167762
出願日2024-09-26
発明の名称接地領域を含むイメージセンサー
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H10F 39/18 20250101AFI20250430BHJP()
要約【課題】鮮明な画質を具現することができ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、複数の画素を含み、前記画素の各々が左側サブ画素と右側サブ画素を含む基板と、前記画素の各々で前記基板内に配置され、前記左側サブ画素と前記右側サブ画素を連結するウェル領域と、前記基板内に配置されて前記画素を限定する画素分離部と、前記左側サブ画素上に配置された左側伝送トランジスタ及び第1ロジックトランジスタと、前記右側サブ画素上に配置された右側伝送トランジスタ及び第2ロジックトランジスタと、前記左側サブ画素又は前記右側サブ画素で前記基板内に配置され、前記ウェル領域と接する接地領域と、を含み、前記画素分離部の一部は前記左側サブ画素と前記右側サブ画素との間に挿入され、前記接地領域は前記画素の各々の角の中の1つに隣接する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
複数の画素を含む基板であって、前記画素の各々が左側サブ画素と右側サブ画素を含む前記基板と、
前記画素の各々で前記基板内に配置されるウェル領域であって、前記左側サブ画素と前記右側サブ画素とを連結する前記ウェル領域と、
前記基板内に配置されて前記画素を限定する画素分離部と、
前記左側サブ画素上に配置された左側伝送トランジスタ及び第１ロジックトランジスタと、
前記右側サブ画素上に配置された右側伝送トランジスタ及び第２ロジックトランジスタと、
前記左側サブ画素又は前記右側サブ画素で前記基板内に配置され、前記ウェル領域と接する接地領域と、を含み、
前記画素分離部の一部は、前記左側サブ画素と前記右側サブ画素との間に挿入され、
前記接地領域は、前記画素の各々の角の中の１つに隣接することを特徴とするイメージセンサー。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記画素の各々で前記左側サブ画素及び前記右側サブ画素を同時に覆うマイクロレンズをさらに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３】
前記画素の各々の中心で前記基板内に配置された素子分離部をさらに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４】
前記左側伝送トランジスタは、前記第１ロジックトランジスタから第１方向に離隔され、
前記右側伝送トランジスタは、前記第２ロジックトランジスタから前記第１方向に離隔され、
前記接地領域は、前記第１ロジックトランジスタと第２方向に隣接し、前記第２方向は、前記第１方向と交差し、
前記第１ロジックトランジスタのゲート電極は、前記第２方向に細長く、
前記第２ロジックトランジスタのゲート電極は、第３方向に細長くて、前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向と同時に交差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５】
前記基板内に配置された素子分離部をさらに含み、
前記素子分離部は、前記左側伝送トランジスタ、前記右側伝送トランジスタ、前記第１ロジックトランジスタ、前記第２ロジックトランジスタ、及び前記接地領域のための活性領域を限定し、
前記第１ロジックトランジスタ又は前記第２ロジックトランジスタのゲート電極の一部は、前記素子分離部内に挿入され、前記基板の側面を覆う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６】
前記左側伝送トランジスタと前記右側伝送トランジスタのゲート電極の各々は、前記基板内に挿入される少なくとも１つの突出部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７】
複数の画素グループを含む基板であって、前記画素グループの各々は２ｘ２配列の画素を含み、前記画素の各々は左側サブ画素と右側サブ画素を含む前記基板と、
前記画素の各々で前記基板内に配置されるウェル領域であって、前記左側サブ画素と前記右側サブ画素を連結する前記ウェル領域と、
前記基板内に配置されて前記画素を限定する画素分離部と、
前記左側サブ画素上に配置された左側伝送トランジスタ及び左側活性領域と、
前記右側サブ画素上に配置された右側伝送トランジスタ及び右側活性領域と、
前記左側サブ画素又は前記右側サブ画素で前記基板内に配置され、前記ウェル領域と接する接地領域と、
前記画素グループの間で前記基板上を横切る接地ラインと、を含み、
前記画素分離部の一部は、前記左側サブ画素と前記右側サブ画素との間に挿入され、
前記画素の各々で前記接地領域は、前記接地ラインに隣接することを特徴とするイメージセンサー。
【請求項８】
前記画素の各々で前記左側サブ画素及び前記右側サブ画素を同時に覆うマイクロレンズと、
前記画素グループの中の１つを覆う第１カラーフィルターと、
前記画素グループの中の他の１つを覆う第２カラーフィルターと、
前記画素グループの中のその他の１つを覆う第３カラーフィルターと、をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
前記左側伝送トランジスタは、前記左側活性領域から第１方向に離隔され、
前記右側伝送トランジスタは、前記右側活性領域から前記第１方向に離隔され、
前記接地ラインは、前記第１方向に延長されていることを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサー。
【請求項１０】
前記画素グループの各々は、第１乃至第４画素を含み、
前記第１画素と前記第２画素は、第１方向に並んで配置されて、第１行を構成し、
前記第３画素と前記第４画素は、前記第１方向に並んで配置されて、第２行を構成し、
前記第１画素と前記第２画素上の左側及び右側伝送トランジスタは、前記第３画素と前記第４画素上の左側及び右側伝送トランジスタに隣接することを特徴とする請求項７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し、より詳細には接地領域を含むイメージセンサーに関する。
続きを表示（約 3,800 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）形とＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）形に分類される。ＣＭＯＳ形イメージセンサーはＣＩＳ（ＣＭＯＳｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒ）と略称される。ＣＩＳは２次元的に配列された複数の画素を具備する。画素の各々はフォトダイオードＰＤ（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第１１５９５５９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、鮮明な画質を具現することができ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、複数の画素を含む基板であって、前記画素の各々が左側サブ画素と右側サブ画素を含む前記基板と、前記画素の各々で前記基板内に配置されるウェル領域であって、前記左側サブ画素と前記右側サブ画素とを連結する前記ウェル領域と、前記基板内に配置されて前記画素を限定する画素分離部と、前記左側サブ画素上に配置された左側伝送トランジスタ及び第１ロジックトランジスタと、前記右側サブ画素上に配置された右側伝送トランジスタ及び第２ロジックトランジスタと、前記左側サブ画素又は前記右側サブ画素で前記基板内に配置され、前記ウェル領域と接する接地領域と、を含み、前記画素分離部の一部は前記左側サブ画素と前記右側サブ画素との間に挿入され、前記接地領域は前記画素の各々の角の中の１つに隣接する。
【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、複数の画素グループを含む基板であって、前記画素グループの各々は２ｘ２配列の画素を含み、前記画素の各々は左側サブ画素と右側サブ画素を含む前記基板と、前記画素の各々で前記基板内に配置されるウェル領域であって、前記左側サブ画素と前記右側サブ画素を連結する前記ウェル領域と、前記基板内に配置されて前記画素を限定する画素分離部と、前記左側サブ画素上に配置された左側伝送トランジスタ及び左側活性領域と、前記右側サブ画素上に配置された右側伝送トランジスタ及び右側活性領域と、前記左側サブ画素又は前記右側サブ画素で前記基板内に配置され、前記ウェル領域と接する接地領域と、前記画素グループの間で前記基板上を横切る接地ラインと、を含み、前記画素分離部の一部は前記左側サブ画素と前記右側サブ画素との間に挿入され、前記画素の各々で前記接地領域は前記接地ラインに隣接する。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明のさらに他の態様によるイメージセンサーは、互いに反対となる第１面と第２面を有する基板であって、複数の画素グループを含み、前記画素グループの各々が２ｘ２配列の画素を含み、前記画素の各々が左側サブ画素と右側サブ画素を含む前記基板と、前記第１面上に配置され、前記画素グループの中の１つを覆う第１カラーフィルターと、前記第１面上に配置され、前記画素グループの中の他の１つを覆う第２カラーフィルターと、前記第１面上に配置され、前記画素グループの中のその他の１つを覆う第３カラーフィルターと、前記第１乃至第３カラーフィルター上に配置され、前記画素の各々を覆うマイクロレンズと、前記画素の各々で前記基板内に配置されるウェル領域であって、前記左側サブ画素と前記右側サブ画素を連結する前記ウェル領域と、前記基板を貫通し、前記画素を限定する画素分離部と、前記第２面に隣接し、前記基板内に配置され、前記左側サブ画素に左側活性領域をそして前記右側サブ画素に右側活性領域を各々限定する素子分離部と、前記左側サブ画素の各々で前記基板内に配置された左側光電変換領域と、前記右側サブ画素の各々で前記基板内に配置された右側光電変換領域と、前記左側サブ画素の各々で前記第２面上に配置された左側伝送トランジスタと、前記右側サブ画素の各々で前記第２面上に配置された右側伝送トランジスタと、前記左側サブ画素又は前記右側サブ画素で前記基板内に配置され、前記ウェル領域と接する接地領域と、を含み、前記画素分離部の一部は前記左側サブ画素と前記右側サブ画素との間に挿入され、前記接地領域は複数で提供されて前記画素グループの各々の角に隣接するように配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるイメージセンサーは、２つのサブ画素を含む１つの画素で、接地領域が画素の角部分に配置され、画素分離部のカッティング領域に接地領域が配置されないので、これに隣接するロジックトランジスタのゲート幅が狭くなることを防止することができる。したがって、ＲＴＳ（ＲａｎｄｏｍＴｅｌｅｇｒａｍＳｉｇｎａｌ）が改善され、鮮明な画質のイメージセンサーを提供することができる。また、カッティング領域に接地領域が配置されず、ＡＦ（Ａｕｔｏ－Ｆｏｃｕｓ）分離比を向上させることができるので、優れた自動焦点機能を遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素を示す平面図である。
本発明の実施形態において図１をＡ－Ａ’線に沿って切断した断面図である。
本発明の実施形態において図１をＡ－Ａ’線に沿って切断した断面図である。
本発明の実施形態において図１をＢ－Ｂ’線に沿って切断した断面図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの画素グループを示す平面図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素グループを示す平面図である。
図５の画素グループの配置とトランジスタの連結関係を示す平面図である。
図６の‘Ｐ１’部分を拡大した図である。
図６のイメージセンサーの回路図を示す。
本発明の実施形態において図６の‘Ｐ２’部分を拡大した図である。
図９をＣ－Ｃ’線に沿って切断した断面図である。
本発明の実施形態において図６の‘Ｐ２’部分を拡大した図である。
図１１をＣ－Ｃ’線に沿って切断した断面図である。
本発明の実施形態において図６の‘Ｐ２’部分を拡大した図である。
図１３をＤ－Ｄ’線に沿って切断した断面図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素グループを示す平面図である。
図１５の画素グループの配置とトランジスタの連結関係を示す平面図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素グループを示す平面図である。
図１７の画素グループの配置とトランジスタの連結関係を示す平面図である。
図１８をＥ－Ｅ’線に沿って切断した断面図である。
図１８のイメージセンサーの回路図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素グループを示す平面図である。
図２１の画素グループの配置とトランジスタの連結関係を示す平面図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素グループを示す平面図である。
図２３の画素グループの配置とトランジスタの連結関係を示す平面図である。
図２４のイメージセンサーの回路図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素グループを示す平面図である。
図２６の画素グループの配置とトランジスタの連結関係を示す平面図である。
図２７のイメージセンサーの回路図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素グループを示す平面図である。
図２９の画素グループの配置とトランジスタの連結関係を示す平面図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素グループを示す平面図である。
図３１の画素グループの配置とトランジスタの連結関係を示す平面図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの１つの画素グループを示す平面図である。
図３３の画素グループの配置とトランジスタの連結関係を示す平面図である。
本発明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、本発明をより具体的に説明するために本発明による実施形態を図面を参照しながら、より詳細に説明する。本明細書で第１、第２等のような順序を示す用語は同一／類似の機能を有する構成を互いに区分するために使用されており、記載されている順序によってその番号が変わり得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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