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公開番号2025073991
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2024143954
出願日2024-08-26
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ITOH
主分類H10F 39/18 20250101AFI20250502BHJP()
要約【課題】構造を改善したイメージセンサーを提供する。
【解決手段】イメージセンサー100は、互いに隣接する第1ピクセル領域PX1及び第2ピクセル領域PX2を含む複数のピクセル領域PXを含む基板と、基板に位置する光電変換部120と、第1ピクセル領域と第2ピクセル領域との間で、基板の少なくとも一部を貫通して第1ピクセル領域と第2ピクセル領域を区分するピクセル分離部を含む。ピクセル分離部は、第1、第2ピクセル領域にそれぞれ隣接する絶縁部分202と、絶縁部分の間に位置し、互いに異なる物質を含む導電層204及び内部層を含む。ピクセル分離部は、ピクセル分離部と交差する交差方向において、絶縁部分の間に導電層が満たされる部分を含む第1部分210と、交差方向において、第1、第2絶縁部分の間に位置する導電層および内部層を含む第2部分220を含む。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
互いに隣接する第１ピクセル領域および第２ピクセル領域を含む複数のピクセル領域を含む基板；
前記基板に位置する光電変換部；および
前記第１ピクセル領域と前記第２ピクセル領域との間で、前記基板の少なくとも一部を貫通して前記第１ピクセル領域と前記第２ピクセル領域を区分するピクセル分離部
を含み、
前記ピクセル分離部は、前記第１および第２ピクセル領域にそれぞれ隣接する第１および第２絶縁部分と、前記第１および第２絶縁部分の間に位置し、互いに異なる物質を含む導電層および内部層を含み、
前記ピクセル分離部は、前記ピクセル分離部と交差する交差方向において、前記第１および第２絶縁部分の間に前記導電層が満たされる部分を含む第１部分と、前記交差方向において、前記第１および第２絶縁部分の間に位置する前記導電層および前記内部層を含む第２部分を含むイメージセンサー。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記内部層が、前記導電層より小さい屈折率を有し、
前記内部層が、絶縁物質を含む内部絶縁層、および前記交差方向において互いに対向する前記導電層の両側面の間に位置する内部空間を有する空間部を定義する内部面のうち少なくとも一つを含む請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項３】
前記第２部分において、前記導電層は、前記第１および第２絶縁部分の上にそれぞれ位置する第１および第２導電部分を含み、前記内部層が、前記交差方向において、前記第１導電部分と前記第２導電部分との間に位置する請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項４】
前記第２部分において、前記内部層は、前記第１および第２導電部分の上にそれぞれ位置する第１および第２内部絶縁部分と、前記交差方向において、前記第１および第２内部絶縁部分の間に位置する空間部の少なくとも一部を定義する一つ以上の内部面を含む請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
前記第２部分において、前記内部層は、前記空間部の一端部の少なくとも一部を定義する端部絶縁部分を含む請求項４に記載のイメージセンサー。
【請求項６】
前記第２部分において、前記内部層は、前記第１および第２導電部分の上にそれぞれ位置する第１および第２内部絶縁部分と、前記第１および第２内部絶縁部分の間に位置する追加の内部絶縁層を含む請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項７】
前記第２部分において、前記内部層は、前記交差方向において、前記第１および第２導電部分の間を満たす埋込絶縁部分を含む請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項８】
前記第１または第２導電部分の厚さが、前記第１または第２絶縁部分の厚さより小さいか、または
前記第１または第２導電部分の厚さが、前記内部層の厚さより小さい請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
前記第２部分の幅が、前記第１部分の幅より大きい請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項１０】
平面視において、前記第２部分の全長が前記第１部分の全長より長いか；または
平面視において、前記ピクセル分離部の長さに対する前記第２部分の全長の比率が５０％以上である請求項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】
本開示は、イメージセンサーに関し、より具体的には、構造を改善したイメージセンサーに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
イメージセンサーは、光学映像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、シリコン半導体をベースにした電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）型イメージセンサーと、相補型金属酸化物半導体（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＣＭＯＳ）型イメージセンサー（ＣＩＳ）に分類することができる。
【０００３】
このうち、ＣＭＯＳ型イメージセンサーは、駆動方式が単純で、信号処理回路を単一チップに集積することができるため、小型化が可能で、電力消費が低く、バッテリー容量が限られた製品にも適用できる。電子産業の発展に伴い、ＣＭＯＳ型イメージセンサーの性能を向上するための様々な研究が続けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施例は、優れた性能を有するイメージセンサーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施例によるイメージセンサーは、互いに隣接する第１ピクセル領域および第２ピクセル領域を含む複数のピクセル領域を含む基板と、基板に位置する光電変換部と、第１ピクセル領域と第２ピクセル領域との間で基板の少なくとも一部を貫通し、第１ピクセル領域と第２ピクセル領域を区分するピクセル分離部を含む。ピクセル分離部は、第１および第２ピクセル領域にそれぞれ隣接する第１および第２絶縁部分と、第１および第２絶縁部分の間に位置し、互いに異なる物質を含む導電層および内部層を含む。ピクセル分離部は、ピクセル分離部と交差する交差方向において、第１および第２絶縁部分の間に導電層が満たされる部分を含む第１部分と、交差方向において、第１および第２絶縁部分の間に位置する導電層および内部層を含む第２部分を含む。
【０００６】
実施例によるイメージセンサーは、複数のピクセル領域を含む基板と、基板に位置する光電変換部と、基板の一面に隣接する部分に位置する光散乱パターンと、第１ピクセル領域と第２ピクセル領域との間で基板の少なくとも一部を貫通して第１ピクセル領域と第２ピクセル領域を区分するピクセル分離部を含む。ピクセル分離部は、第１部分と、ピクセル分離部と交差する交差方向において、第１部分より大きい幅を有する第２部分を含む。第２部分は、ピクセル領域に隣接する絶縁層と、絶縁層上に位置する導電層と、導電層の内部に位置し、導電層より低い屈折率を有する内部層を含む。
【０００７】
実施例によるイメージセンサーは、互いに隣接する第１ピクセル領域および第２ピクセル領域を含む複数のピクセル領域を含む基板と、基板に位置する光電変換部と、第１ピクセル領域と第２ピクセル領域との間で基板の少なくとも一部を貫通して第１ピクセル領域と第２ピクセル領域を区分するピクセル分離部を含む。ピクセル分離部は、第１および第２ピクセル領域にそれぞれ隣接する第１および第２絶縁部分、そしてピクセル分離部と交差する交差方向において、第１および第２絶縁部分の間を満たす導電層を含む第１部分と、第１部分より大きい幅および第１部分と異なる積層構造を有し、電気的絶縁構造を有する第２部分を含む。
【発明の効果】
【０００８】
実施例によれば、ピクセル分離部で相対的に光が多く吸収される可能性がある導電層の厚さを減らし、導電層で吸収される光量を減らすことができる。これにより、光電変換部に到達する光量を増加させ、量子効率を向上させ、イメージセンサーの効率を向上させることができる。ピクセル分離部の一部が負電圧を印加できる電気的接続構造を有する部分であり、ピクセル分離部の他の一部が導電層より低い屈折率を有する内部層によって全反射が誘導される部分であることができる。これにより、暗電流およびクロストークを減らすことができる。したがって、イメージセンサーの性能を向上させることができる。
【０００９】
実施例によれば、別の工程を追加することなく、幅の差によって互いに異なる積層構造を有するピクセル分離部を形成することができる。優れた性能を有するイメージセンサーを簡単な製造工程で形成することができる。これにより、製造費用および／または製造工程の複雑性を減らし、イメージセンサーで工程欠陥が発生する可能性を減らすことができる。したがって、イメージセンサーの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
イメージセンサーの一例を概略的に示したブロック図である。
実施例によるイメージセンサーを概略的に示した平面図である。
図２のＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線およびＣ－Ｃ’線に沿って切断して見た断面図である。
図２に示したイメージセンサーに含まれるピクセル分離部の第１部分、第２部分および第３部分を示した断面図である。
図３のＤ－Ｄ’線による平面図である。
図３のＥ－Ｅ’線による平面図である。
図４に示したピクセル分離部の第２部分または第３部分に含まれる内部層の一例を概略的に示した斜視図である。
図８ａ～図８ｈは、実施例によるイメージセンサーの製造方法を示した断面図である。
図８ａ～図８ｈは、実施例によるイメージセンサーの製造方法を示した断面図である。
図８ａ～図８ｈは、実施例によるイメージセンサーの製造方法を示した断面図である。
図８ａ～図８ｈは、実施例によるイメージセンサーの製造方法を示した断面図である。
図８ａ～図８ｈは、実施例によるイメージセンサーの製造方法を示した断面図である。
図８ａ～図８ｈは、実施例によるイメージセンサーの製造方法を示した断面図である。
図８ａ～図８ｈは、実施例によるイメージセンサーの製造方法を示した断面図である。
図８ａ～図８ｈは、実施例によるイメージセンサーの製造方法を示した断面図である。
他の実施例によるイメージセンサーの断面図である。
他の実施例によるイメージセンサーに含まれるピクセル分離部を示した断面図である。
他の実施例によるイメージセンサーに含まれるピクセル分離部を示した断面図である。
他の実施例によるイメージセンサーに含まれるピクセル分離部を示した断面図である。
他の実施例によるイメージセンサーの平面図である。
他の実施例によるイメージセンサーの平面図である。
他の実施例によるイメージセンサーの平面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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