图像传感器及其制造方法技术

一种图像传感器可以包括：衬底，所述衬底具有分别形成在多个像素上的光电转换区；以及电荷陷阱区，所述电荷陷阱区与各个光电转换区重叠，并且针对每个相应像素而具有不同的深度或厚度。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2013年9月2日提交的申请号为10-2013-0104760的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术的示例性实施例涉及半导体器件的制造，具体而言，涉及一种。
技术介绍
图像传感器是一种用于将光学图像转换成电信号的器件。图像传感器通常被分成电荷耦合器件(CXD)型和CMOS图像传感器(CIS)型。图像传感器具有以2维矩阵的形式布置的多个像素。多个像素中的每个像素输出与入射光相对应的像素信号。像素经由由光电二极管表示的光电转换元件来聚集与入射光相对应的光电荷，并且基于聚集的光电荷来输出像素信号。 暗电流因在图像传感器中设置有光电转换元件的衬底的表面上产生的电荷而引起。暗电流用作像素信号的噪声，且因而恶化图像传感器的特性。
技术实现思路
本专利技术的各种示例性实施例涉及一种，可以防止图像传感器的特性由于暗电流而恶化。 在本专利技术的一个示例性实施例中，一种图像传感器可以包括:衬底，包括分别形成在多个像素上的光电转换区；以及电荷陷阱区，与各个光电转换区重叠，并且针对每个相应像素而具有不同的深度和厚度。 在本专利技术的一个示例性实施例中，一种图像传感器可以包括:衬底，所述衬底包括第一像素和第二像素，所述第一像素适用于响应于第一波长频带的入射光而产生第一像素信号，所述第二像素适用于响应于第二波长频带的入射光而产生第二像素信号；第一光电转换区和第二光电转换区，分别与第一像素和第二像素相对应而形成衬底上；第一电荷陷阱区，其与第一光电转换区重叠；以及第二电荷陷阱区，其与第二光电转换区重叠，其中，第二波长频带的波长比第一波长频带的波长短，并且第二电荷陷阱区的深度或厚度比第一电荷陷阱区的深度或厚度小。 在本专利技术的一个示例性实施例中，一种制造图像传感器的方法可以包括以下步骤:在具有多个像素的衬底的正面上与相应像素对应地形成光电转换区；通过向衬底的背面离子注入掺杂剂来形成掺杂剂注入区；针对多个像素的每个像素，在衬底的背面上选择性地形成阻挡图案；以及利用激光退火以激活掺杂剂注入区的掺杂剂来形成针对各个像素而彼此具有不同的深度或厚度的电荷陷阱区。 根据本专利技术的以上实施例，图像传感器可以通过具有与输入至多个像素中的每个像素的入射光相对应的深度的电荷陷阱区来防止暗电流的产生。图像传感器也可以防止图像传感器的敏感性因电荷陷阱区而降低。另外，图像传感器可以防止相邻的像素之间的串扰。 更进一步，激光的反射或透射可以通过利用选择性地形成在多个像素中的每个像素中的阻挡图案来控制，这能够使得具有不同强度的激光同时照射多个相应的像素、针对多个相应的像素容易地形成具有各种深度的电荷陷阱区、因而制造工艺变得更简单且改善制造成品率。 【附图说明】 图1是说明根据本专利技术的一个实施例的图像传感器的等效电路图； 图2是说明根据本专利技术的一个实施例的图像传感器的像素阵列的平面图； 图3是说明典型的图像传感器的沿着图2中所示的线A-A’截取的截面图； 图4A是说明根据本专利技术的一个实施例的图像传感器的沿着图2中所示的线A-A’截取的截面图； 图4B是说明根据本专利技术的另一个实施例的图像传感器的沿着图2中所示的线A-A’截取的截面图； 图5A至图5G是说明一种制造根据本专利技术的一个实施例的图像传感器的方法的截面图； 图6A是说明根据本专利技术的一个实施例的激光反射相对于阻挡层(氧化物/氮化物)的厚度的曲线图； 图6B是说明根据本专利技术的一个实施例的在激光退火期间电荷陷阱区的深度相对于激光强度的曲线图； 图7是说明根据本专利技术的一个实施例的包括像素阵列的图像处理系统的框图； 图8是说明图7中所示的图像传感器的详细框图；以及 图9是说明包括根据本专利技术的一个实施例的图像传感器的图像处理系统的框图。 【具体实施方式】 下面将参照附图详细地描述本专利技术的各种示例性实施例。然而，本专利技术可以用不同的方式实施，而不应解释为局限于本文所列的实施例。确切地说，提供这些实施例使得本公开充分与完整，并向本领域技术人员充分传达本专利技术的范围。在本公开中，相同的附图标记在本专利技术的不同附图与实施例中表示相似的部分。 附图并非按比例绘制，在某些情况下，为了清楚地示出实施例的特征可能对比例做夸大处理。应当容易理解的是:本公开中的“在…上”和“在…之上”的含义应当采用最广义的方式来解释，使得“在…上”的意思不仅是“直接在某物上”，而是还包括在具有中间特征或中间层的情况下“在某物上”的意思，并且“在…之上”的意思不仅是指在某物的顶部上，还可以包括在具有中间特征或中间层的情况下在某物的顶部上的意思。也应当注意的是，“连接/耦接”不仅表示一个部件直接与另一个部件耦接，还表示一个部件经由中间部件与另一个部件间接耦接。另外，只要未在句子中特意提及，单数形式可以包括复数形式。 图像传感器通常被分成电荷耦合器件(CXD)型和CMOS图像传感器(CIS)型。CIS型图像传感器被分成前照式图像传感器(FIS)和背照式图像传感器(BIS)。相比于其他类型的图像传感器(例如，电荷耦合器件(CCD)或前照式图像传感器(FIS))，背照式图像传感器(BIS)具有好的操作特性和好的制造成品率，但是存在暗电流的频繁感生。以下阐述是关于背照式图像传感器(BIS)的实例的描述。 在描述中，第一导电类型和第二导电类型彼此互补。例如，在第一导电类型是P型时，第二导电类型是N型。在第一导电类型是N型时，第二导电类型P型。以下阐述是以第一导电类型是P型而第二导电类型是N型为例的描述。 本专利技术的示例性实施例提供了一种，可以防止由于暗电流而恶化图像传感器的特性。暗电流用作对像素信号的噪声，且因而改变图像传感器的特性，其中像素信号由包括在具有多个像素的图像传感器中的每个像素产生。例如，信噪比(SNR)被增大，这减小图像传感器的灵敏性。 根据本专利技术的示例性实施例，图像传感器可以具有电荷陷阱区，所述电荷陷阱区被形成为与多个像素中的每个像素的光电转换区相对应，并且具有与输入至多个像素中的每个像素的入射光的波段相对应的深度。 电荷陷阱区捕获引起暗电流的电荷，因而防止暗电流产生。被形成为与光电转换区相对应的电流陷阱区可以与光电转换区重叠。 电荷陷阱区和光电转换区的重叠可以表示层状设置，这意味着当俯视时电荷陷阱区与光电转换区重叠，同时电荷陷阱区和光电转换区可以以不同的层彼此分开、或者可以彼此接触作为上层和下层。 以下阐述是根据本专利技术的一个实施例和现有技术的图像传感器的基本操作的描述。 图1是说明根据本专利技术的一个实施例的图像传感器的等效电路图。 图2是说明根据本专利技术的一个实施例的图像传感器的像素阵列的平面图。 图3是说明典型的图像传感器的沿着图2中所示的线A-A’截取的截面图。 参见图1，在根据本专利技术的一个实施例的图像传感器中的多个像素中的每个像素可以包括:用作光电转换区的光电二极管H)、传输晶体管Tx、选择晶体管Sx、复位晶体管Rx以及存取晶体管Αχ。 传输晶体管Tx的传输栅可以延伸至衬底的内部。传输晶体管Tx的传输栅可以具有槽栅、鞍形鳍状栅(saddle-fin gate)和掩埋栅中之一的形式。传输晶体管Tx的漏极可以被识别为浮置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：衬底，所述衬底具有分别形成在多个像素上的光电转换区；以及电荷陷阱区，所述电荷陷阱区与各个光电转换区重叠，并且针对每个相应像素而具有不同的深度或厚度。

【技术特征摘要】
2013.09.02 KR 10-2013-01047601.一种图像传感器,包括: 衬底，所述衬底具有分别形成在多个像素上的光电转换区；以及电荷陷阱区，所述电荷陷阱区与各个光电转换区重叠，并且针对每个相应像素而具有不同的深度或厚度。2.如权利要求1所述的图像传感器，其中，针对经由所述电荷陷阱区的所述像素而输入的较长波长的入射光，所述电荷陷阱区的深度或厚度增大。3.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述光电转换区的每个包括: 第一导电类型的第一掺杂区；以及 第二导电类型的第二掺杂区，所述第二导电类型与所述第一导电类型互补，以及 其中，与所述光电转换区相对应的所述电荷陷阱区包括所述第一导电类型的掺杂剂区。4.如权利要求3所述的图像传感器，其中，所述电荷陷阱区具有与深度无关的恒定的掺杂浓度，或者具有与所述深度成反比地减小的掺杂浓度。5.如权利要求3所述的图像传感器，其中，所述第一掺杂剂区形成在所述衬底的正面的表面上，所述第二掺杂剂区被形成为与所述第一掺杂剂区接触，以及所述电荷陷阱区形成在所述衬底的背面的表面上，并且所述第一掺杂剂区、所述第二掺杂剂区以及所述电荷陷阱区彼此重叠且顺序层叠。6.如权利要求5所述的图像传感器，其中，在所述多个像素上的所述第一掺杂剂区具有一致的深度或厚度。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：金渊秀，鲁景旭，诸锺炫，金都焕，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR