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公開番号2025084050
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2024120706
出願日2024-07-26
発明の名称イメージセンサー及びその製造方法
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 20250101AFI20250526BHJP()
要約【課題】より向上された電気的及び光学的特性を有するイメージセンサーを提供する。
【解決手段】本発明はイメージセンサーを提供することができる。本発明のイメージセンサーは互いに対向する第1面及び第2面を含み、第1導電型を有する半導体基板、前記半導体基板内に位置し、第2導電型を有する光電変換領域、及び第1方向に互いに隣接する前記光電変換領域の間の第1ピクセル分離構造体を含み、前記第1ピクセル分離構造体は前記半導体基板に隣接し、前記第1面から前記第2面に延長される形状を有する第1導電パターン、前記第1導電パターンの内側面上の内部絶縁パターン、前記内部絶縁パターン上の埋め込み絶縁パターン、及び前記内部絶縁パターンと前記埋め込み絶縁パターンとの間の蝕刻停止膜を含むことができる。
【選択図】図4A

特許請求の範囲【請求項１】
互いに対向する第１面及び第２面を含み、第１導電型を有する半導体基板と、
前記半導体基板内に位置し、第２導電型を有する光電変換領域と、
第１方向に互いに隣接する前記光電変換領域の間の第１ピクセル分離構造体と、を含み、
前記第１ピクセル分離構造体は、
前記半導体基板に隣接し、前記第１面から前記第２面に延長される形状を有する第１導電パターンと、
前記第１導電パターンの内側面上の内部絶縁パターンと、
前記内部絶縁パターン上の埋め込み絶縁パターンと、
前記内部絶縁パターンと前記埋め込み絶縁パターンとの間の蝕刻停止膜と、を含む、イメージセンサー。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記第１方向と斜線を成す第２方向に互いに隣接する前記光電変換領域の間の第２ピクセル分離構造体をさらに含み、
前記第２ピクセル分離構造体は、
前記第１導電パターンと、
前記第１導電パターンの前記内側面上の第２導電パターンと、
前記第２導電パターン上の前記埋め込み絶縁パターンと、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ピクセル分離構造体の前記第１導電パターンは、前記半導体基板の前記第１面に隣接するほど、狭くなる厚さを有する、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項４】
前記第２ピクセル分離構造体の前記第１導電パターンの上面と前記第２導電パターンの上面は、共面を成す、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
前記第２ピクセル分離構造体の前記第１導電パターンの上面は、前記第２導電パターンの上面より低いレベルに位置する、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項６】
前記第１ピクセル分離構造体の前記埋め込み絶縁パターンの下面は、前記第２ピクセル分離構造体の前記埋め込み絶縁パターンの下面と異なるレベルに位置する、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項７】
前記第１ピクセル分離構造体の前記第１方向の幅は、前記第２ピクセル分離構造体の前記第２方向に幅より小さい、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項８】
前記第１ピクセル分離構造体は、前記蝕刻停止膜と前記埋め込み絶縁パターンとの間の前記第２導電パターンの一部が位置する、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
前記第１導電パターン及び前記第２導電パターンは、ポリシリコンを含む、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項１０】
前記第１方向及び前記第２方向は、前記半導体基板の前記第１面及び前記第２面と平行である、請求項２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及びその製造方法に関し、より詳細には電気的及び光学的特性がより向上されたイメージセンサー及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 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させる。コンピュータ産業と通信産業の発達につれてデジタルカメラ、ビデオカメラ、ＰＣＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）、ゲーム機器、警備用カメラ、医療用マイクロカメラ等の様々な分野で性能が向上されたイメージセンサーの需要が増大している。イメージセンサーとしては電荷結合素子（ＣＣＤ：ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）及びＣＭＯＳイメージセンサーがある。この中で、ＣＭＯＳイメージセンサーは駆動方式が簡単であり、信号処理回路を単一チップに集積することができるので、製品の小型化が可能である。ＣＭＯＳイメージセンサーは電力消耗もまた非常に低いので、バッテリー容量が制限的である製品に適用が容易である。また、ＣＭＯＳイメージセンサーはＣＭＯＳ工程技術を互換して使用できるので、製造単価を下げることができる。したがって、ＣＭＯＳイメージセンサーは技術開発と共に高解像度が具現化可能になるにつれ、その使用が急激に増えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許１０，８４０，２８５Ｂ２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明が解決しようとする課題は、より向上された電気的及び光学的特性を有するイメージセンサーを提供することにある。
【０００５】
本願発明が解決しようとする課題は、より向上された電気的及び光学的特性を有するイメージセンサーの製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されないその他の課題は下の記載から通常の技術者に明確に理解されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記解決しようとする課題を達成するために、本発明の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面及び第２面を含み、第１導電型を有する半導体基板と；前記半導体基板内に位置し、第２導電型を有する光電変換領域と；第１方向に互いに隣接する前記光電変換領域の間の第１ピクセル分離構造体と；を含み、前記第１ピクセル分離構造体は、前記半導体基板に隣接し、前記第１面から前記第２面に延長される形状を有する第１導電パターンと；前記第１導電パターンの内側面上の内部絶縁パターンと；前記内部絶縁パターン上の埋め込み絶縁パターンと；前記内部絶縁パターンと前記埋め込み絶縁パターンとの間の蝕刻停止膜と；を含むことができる。
【０００８】
前記解決しようとする課題を達成するために、本発明の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面及び第２面を含み、第１導電型を有する半導体基板と；前記半導体基板内に位置し、第２導電型を有する光電変換領域と；前記半導体基板内に位置し、前記第１面に隣接する素子分離膜と；前記光電変換領域の中で隣接する２つの間に位置し、第１蝕刻停止膜を含む第１ピクセル分離構造体と；前記光電変換領域の中で隣接する４つの間に位置し、第２蝕刻停止膜を含む第２ピクセル分離構造体と；を含み、前記第１蝕刻停止膜及び前記第２蝕刻停止膜は、前記素子分離膜の下面と前記第２面との間に位置することができる。
【０００９】
前記解決しようとする課題を達成するために、本発明の実施形態によるイメージセンサーは、受光領域、遮光領域、及びパッド領域を含み、互いに対向する第１面及び第２面を有する半導体基板と；前記受光領域、及び前記遮光領域で、前記半導体基板内に配置され、複数のピクセル領域を定義し、第１導電パターンを含むピクセル分離構造体と；前記半導体基板の前記第１面上のトランスファーゲート電極と；前記受光領域、及び前記遮光領域で、前記半導体基板内の複数の光電変換領域と；前記半導体基板の前記第１面上のピクセル回路層と；前記半導体基板の前記第２面上の光透過層と；を含み、前記ピクセル分離構造体は、第１方向又は前記第１方向と交差する第２方向に互いに隣接する前記ピクセル領域の間の第１ピクセル分離構造体と；前記第１及び第２方向に対して斜線である第３方向に互いに隣接する前記ピクセル領域の間の第２ピクセル分離構造体と；を含み、前記第１ピクセル分離構造体は、前記第１導電パターンの内側面上の内部絶縁パターンをさらに含み、前記第２ピクセル分離構造体は、前記第１導電パターンの前記内側面上の第２導電パターンをさらに含むことができる。
【００１０】
前記解決しようとする課題を達成するために、本発明の実施形態によるイメージセンサーの製造方法は、互いに対向する第１面及び第２面を含む半導体基板を提供することと；前記半導体基板の一部を除去して第１トレンチ及び第２トレンチを形成することと；前記第１トレンチ内に蝕刻停止膜を含む第１ピクセル分離構造体を形成することと；前記第２トレンチ内に第２ピクセル分離構造体を形成することと；を含み、前記第１ピクセル分離構造体を形成することは、第１イオン注入工程を利用して前記蝕刻停止膜を形成することを含むことができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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