图像传感器制造技术

一种图像传感器可以包括：像素隔离结构，设置在半导体衬底中，用于限定第一像素区域；第一光电转换区域和第二光电转换区域，设置在第一像素区域中；以及分离结构，设置在第一像素区域中，在第一光电转换区域与第二光电转换区域之间。像素隔离结构可以包括：第一像素隔离部分，在第二方向上彼此间隔开并在第一方向上纵向延伸；以及第二像素隔离部分，在第一方向上彼此间隔开并在第二方向上纵向延伸以连接到第一像素隔离部分。分离结构可以在第一方向和第二方向上与像素隔离结构间隔开，并且在与第一方向和第二方向垂直的第三方向上至少部分地与第一光电转换区域和第二光电转换区域处于相同的水平。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器相关申请的交叉引用本专利申请要求于2019年1月30日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2019-0011793的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本公开涉及图像传感器，具体涉及具有自动聚焦(AF)功能的图像传感器。
技术介绍
图像传感器是将光学图像转换为电信号的设备。随着计算机和通信行业的不断发展，对诸如智能电话、可穿戴设备、数码相机、个人通信系统、游戏机、安全摄像机、用于医疗应用的微型摄像机和/或机器人等各种应用中的高性能图像传感器的需求不断增加。通常，图像传感器可以分类为电荷耦合器件(CCD)传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。由于CMOS图像传感器可以以简单的方式操作，并且可以作为与信号处理电路集成的单个芯片提供，因此可以减小具有CMOS图像传感器的产品的尺寸。另外，由于其相对低的功耗特性，CMOS图像传感器易于应用于具有有限电池容量的电子设备。此外，CMOS图像传感器的分辨率随着技术发展而增加，因此CMOS图像传感器的使用正在迅速增长。
技术实现思路
本专利技术构思的实施例提供了一种具有改进的光学和电学特性的图像传感器。根据本专利技术构思的实施例，一种图像传感器可以包括：像素隔离结构，设置在半导体衬底中，用于限定第一像素区域；第一光电转换区域和第二光电转换区域，设置在第一像素区域中；以及分离结构，设置在第一像素区域中，在第一光电转换区域与第二光电转换区域之间。像素隔离结构可以包括：第一像素隔离部分，在第二方向上彼此间隔开并在第一方向上纵向延伸；以及第二像素隔离部分，在第一方向上彼此间隔开并在第二方向上纵向延伸以连接到第一像素隔离部分。分离结构可以在第一方向和第二方向上与像素隔离结构间隔开，并且在与第一方向和第二方向垂直的第三方向上至少部分地与第一光电转换区域和第二光电转换区域处于相同的水平上。根据本专利技术构思的实施例，一种图像传感器可以包括：第一导电类型的半导体衬底；像素隔离结构，设置在半导体衬底中，用于限定第一像素区域和第二像素区域；第一光电转换区域和第二光电转换区域，第一光电转换区域和第二光电转换区域为第二导电类型，并且设置在第一像素区域和第二像素区域中的每一个的半导体衬底中；第一分离结构，设置在第一像素区域中并在第一像素区域的第一光电转换区域与第二光电转换区域之间；以及分离杂质区域，设置在第二像素区域中并在第二像素区域的第一光电转换区域与第二光电转换区域之间。分离杂质区域在第一方向上延伸以与第二像素区交叉，并且分离结构在第一方向上延伸并与像素隔离结构间隔开，并且至少部分地与第一像素的第一光电转换区域和第二光电转换区域处于相同的竖直水平上。根据本专利技术构思的实施例，一种图像传感器可以包括：像素隔离结构，设置在半导体衬底中，用于限定多个像素区域，当在平面图中观察时，像素隔离结构包围每个像素区域；第一光电转换区域和第二光电转换区域，设置在每个像素区域中；以及分离结构，设置在像素区域之中的第一像素区域中的第一光电转换区域与第二光电转换区域之间，并与像素隔离结构间隔开。像素隔离结构可以包括第一突出部分，第一突出部分朝向像素区域之中的第二像素区域的中心突出并且在第一方向上彼此面对。附图说明根据以下结合附图进行的简要描述，将更清楚地理解示例实施例。附图表示本文所述的非限制性示例实施例。图1是示出了根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的框图。图2是示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的示意性平面图。图3是示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的电路图。图4A和图4B是示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的滤色器阵列的平面图。图5A、图5C、图5D和图5E是各自示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的平面图。图5B是示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的一部分的放大平面图。图6A、图6B、图6C和图6D是分别沿图5A的线I-I′、II-II′和III-III′截取的截面图，示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列。图7A、图7B和图7C是分别沿图5A的线I-I′截取的截面图，示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器。图8A、图9A、图10A和图10C是各自示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的平面图。图8B、图9B和图10B是分别沿图8A、图9A和图10A的线I-I′截取截面图，示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列。图11A和图11B是示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的平面图和截面图，并且图11B是沿图11A的线I-I′截取的截面图。图12A、图12B、图12C和图12D是各自示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的平面图。图13A和图13B是各自示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的平面图。图14A和图14B是沿图13A的线I-I′和II-II′截取的截面图，示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列。图15A、图15B、图15C和图15D是各自示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的平面图。图16A、图16B、图16C和图16D是各自示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的平面图。图17A、图17B和图17C是沿图16A的线I-I′、II-II′和III-III′截取的截面图，示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列。图18A、图18B、图18C、图18D、图18E和图18F是示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列的平面图。图19A和图19B是沿图19A的线I-I′和II-II′截取的截面图，示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的有源像素传感器阵列。应当注意，这些附图旨在说明在某些示例实施例中使用的方法、结构和/或材料的一般特性，并补充下面提供的书面描述。然而，这些附图并不是按比例的并且可能不能精确地反映任何给定实施例的精确结构或性能特性，并且不应被解释为限定或限制示例实施例所包含的值或性质的范围。例如，为了清楚起见，分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和定位可被减小或夸大。在各种附图中使用相似或相同的附图标记旨在表示存在相似或相同的元件或特征。具体实施方式现在将参照示出了示例性实施例的附图来更全面地描述本专利技术构思的示例实施例。图1是示出了根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的框图。参考图1，图像传感器可以包括有源像素传感器阵列1、行解码器2、行驱动器3、列解码器4、定时发生器5、相关双采样器(CDS)6、模数转换器(ADC)7和输入/输出(I/O)缓冲器8。有源像素传感器阵列1可以包括二维布置的用于将光信号转换为电信号的多个单位像素。有源像素传感器阵列1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，包括：/n像素隔离结构，设置在半导体衬底中，用于限定第一像素区域；/n第一光电转换区域和第二光电转换区域，设置在所述第一像素区域中；以及/n分离结构，设置在所述第一像素区域中，在所述第一光电转换区域与所述第二光电转换区域之间，/n其中，所述像素隔离结构包括：第一像素隔离部分，在第二方向上彼此间隔开并在第一方向上纵向延伸；以及第二像素隔离部分，在所述第一方向上彼此间隔开并在所述第二方向上纵向延伸以连接到所述第一像素隔离部分，并且/n其中，所述分离结构在所述第一方向和所述第二方向上与所述像素隔离结构间隔开。/n

【技术特征摘要】
20190130 KR 10-2019-00117931.一种图像传感器，包括：
像素隔离结构，设置在半导体衬底中，用于限定第一像素区域；
第一光电转换区域和第二光电转换区域，设置在所述第一像素区域中；以及
分离结构，设置在所述第一像素区域中，在所述第一光电转换区域与所述第二光电转换区域之间，
其中，所述像素隔离结构包括：第一像素隔离部分，在第二方向上彼此间隔开并在第一方向上纵向延伸；以及第二像素隔离部分，在所述第一方向上彼此间隔开并在所述第二方向上纵向延伸以连接到所述第一像素隔离部分，并且
其中，所述分离结构在所述第一方向和所述第二方向上与所述像素隔离结构间隔开。


2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素隔离结构的第一像素隔离部分和第二像素隔离部分中的每一个具有第一宽度，并且
所述分离结构具有小于所述第一宽度的第二宽度。


3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素隔离结构具有距所述半导体衬底的第一表面的第一深度，并且
所述分离结构具有小于所述第一深度的第二深度。


4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述分离结构包括：第一分离部分，设置在所述第一光电转换区域与所述第二光电转换区域之间并在所述第一方向上纵向延伸；以及第二分离部分，与所述第一分离部分交叉。


5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述分离结构的第一分离部分具有平行于所述第一方向的纵轴，
所述分离结构的第二分离部分具有平行于所述第二方向的纵轴，并且
所述第一分离部分的纵轴的长度大于所述第二分离部分的纵轴的长度。


6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，当在平面图中观察时，所述分离结构的第二分离部分与所述第一光电转换区域和所述第二光电转换区域部分地重叠。


7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素隔离结构和所述分离结构由相同的绝缘材料形成。


8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述分离结构位于在所述第二方向上距所述第二像素隔离部分中的各部分不同的距离处，并且位于在所述第一方向上距所述第一像素隔离部分中的各部分不同的距离处。


9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，当在平面图中观察时，所述分离结构的中心相对于所述第一像素区域的中心偏移。


10.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括设置在所述半导体衬底的第一表面上的微透镜，
其中，当在平面图中观察时，所述微透镜的中心相对于所述第一像素区域的中心偏移。


11.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括设置在所述半导体衬底的第一表面上的微透镜，
其中，当在平面图中观察时，所述微透镜的中心和所述分离结构的中心相对于所述第一像素区域的中心偏移。


12.一种图像传感器，包括：
第一导电类型的半导体衬底；
像素隔离结构，设置在所述半导体衬底中，用于限定第一像素区域和第二像素区域；
第一光电转换区域和第二光电转换区域，所述第一光电转换区域和所述第二光电转换区域为第二导电类型，并且设置在所述第一像素区域和所述第二像素区域中的每一个的所述半导体衬底中；
第一分离结构，设置在所述第一像素区域中并在所述第一像素区域的第一光电转换区域与第二光电转换区域之间；以及
分离杂质区域，设置在所述第二像素区域中并在所述第二像素区域的第一光电转换区域与第二光电转换区域之间，
其中，所述分离杂质区域在第一方向上纵向延伸，以与所述第二像素区域交叉，并且
其中，所述第一分离结构在所述第一方向上纵向延伸，并与所述像素隔离结构间隔开。


13.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：表正炯，李景镐，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR