具有像素分隔结构的图像传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种图像传感器，包括：半导体衬底，该半导体衬底包括第一像素区域至第四像素区域，每个像素区域包括第一光电转换部至第四光电转换部；以及像素分隔结构，该像素分隔结构设置在半导体衬底中并且将第一像素区域至第四像素区域彼此分开。第二像素区域在第一方向上与第一像素区域间隔开。第四像素区域在第二方向上与第一像素区域间隔开。第二方向与第一方向相交。半导体衬底包括：设置在第一像素区域至第四像素区域的对应中心部分上的第一杂质部；以及设置在第二像素区域和第四像素区域之间的第二杂质部。掺杂在第一杂质部中的杂质的导电类型与掺杂在第二杂质部中的杂质的导电类型不同。质的导电类型不同。质的导电类型不同。

【技术实现步骤摘要】
具有像素分隔结构的图像传感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年1月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2021
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0000249号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术构思涉及一种图像传感器，更具体地涉及一种具有像素分隔结构的图像传感器。

技术介绍

[0004]图像传感器是可以将光信息转换为电信号的半导体组件。它们通常包含在电子设备中，例如，数字相机、便携式摄像机、PCS(个人通信系统)、游戏设备、安全摄像机和医疗微型摄像机。
[0005]图像传感器通常根据实现它们的技术分为两类：电荷耦合器件(CCD)图像传感器和CMOS图像传感器。CCD图像传感器使用“全局快门”，其中针对所有像素光同时被转换为电荷，而CMOS图像传感器通常使用“滚动快门”一次一个像素地捕获光。近来，对CMOS图像传感器的需求增加，因为它们具有相对简单的操作方法，并且它们的尺寸可以比CCD传感器的尺寸小，因为它们的信号处理电路集成在单个芯片中。此外,CMOS图像传感器需要相对较小的功耗，这在电池供电应用中很有用。因此，由于技术的进步和高分辨率的实现，CMOS图像传感器的使用快速增加。

技术实现思路

[0006]本专利技术构思的一些实施例提供了一种具有增强的光电性能的图像传感器。
[0007]根据本专利技术构思的一些实施例，图像传感器可以包括：半导体衬底，包括第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域，其中第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域中的每一个包括第一光电转换部、第二光电转换部、第三光电转换部和第四光电转换部；像素分隔结构，设置在半导体衬底中，其中像素分隔结构将第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域彼此分开，其中，第二像素区域在第一方向上与第一像素区域间隔开，其中，第四像素区域在第二方向上与第一像素区域间隔开，以及其中第二方向与第一方向相交。半导体衬底包括：多个第一杂质部，其中多个第一杂质部中的每个第一杂质部设置在第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域中的每个像素区域的对应中心部分上；以及第二杂质部，设置在第二像素区域和第四像素区域之间，其中，第一杂质部的导电类型与第二杂质部的导电类型不同。
[0008]根据本专利技术构思的一些实施例，图像传感器可以包括：半导体衬底，包括第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域，其中第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域中的每一个包括第一光电转换部、第二光电转换部、第三光电转换部和第四光电转换部；像素分隔结构，设置在半导体衬底中，并且将第一像素区域、第
二像素区域、第三像素区域和第四像素区域彼此分开；以及多个辅助像素分隔结构，设置在半导体衬底中，其中多个辅助像素分隔结构中的每个辅助像素分隔结构设置在第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域中的每个像素区域的对应中心部分上。第二像素区域在第一方向上与第一像素区域间隔开，第四像素区域在第二方向上与第一像素区域间隔开，其中第二方向与第一方向相交。半导体衬底包括：多个第一杂质部，其中多个第一杂质部中的每一个第一杂质部设置在第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域中的每个像素区域的对应中心部分上；以及第二杂质部，设置在第二像素区域和第四像素区域之间，其中，多个辅助像素分隔结构与像素分隔结构间隔开，以及其中，多个辅助像素分隔结构中的每个辅助像素分隔结构与第一杂质部中的每一个竖直重叠。
[0009]根据本专利技术构思的一些实施例，图像传感器可以包括：半导体衬底，包括第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域，其中第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域中的每一个包括第一光电转换部、第二光电转换部、第三光电转换部和第四光电转换部，并且其中半导体衬底具有第一表面和与第一表面相对的第二表面。图像传感器还可以包括：像素分隔结构，设置在半导体衬底中，并且将第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域彼此分开；多个栅电极，设置在第一表面上；多条布线线路，设置在第一表面上；以及第一微透镜、第二微透镜、第三微透镜和第四微透镜，设置在第二表面上并且分别设置在第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域中，其中，第二像素区域在第一方向上与第一像素区域间隔开，其中，第四像素区域在第二方向上与第一像素区域间隔开，第二方向与第一方向相交。半导体衬底包括：多个第一杂质部，位于第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域的对应中心部分上；第二杂质部，位于第二像素区域和第四像素区域之间；以及多个第三杂质部，将第一光电转换部、第二光电转换部、第三光电转换部和第四光电转换部彼此电连接，其中，像素分隔结构包括：多个第一像素分隔部分，沿第一方向延伸并且彼此间隔开；多个第二像素分隔部分，沿第二方向延伸并且彼此间隔开，第二像素分隔部分与第一像素分隔部分相交；以及多个突出部分，其中多个突出部分中的每个突出部分从第一像素分隔部分和第二像素分隔部分中的每一个的中心部分向第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域中的每一个的中心部分延伸。掺杂在第一杂质部中的杂质可以与掺杂在第二杂质部中的杂质不同。
附图说明
[0010]图1示出根据本专利技术构思的一些实施例的包含在图像传感器中的电路图。
[0011]图2示出显示了根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的简化平面图。
[0012]图3示出沿图2的线I
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I
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截取的截面图。
[0013]图4示出显示了图2的部分A的放大图。
[0014]图5示出根据本专利技术构思的一些实施例的除了图4的栅电极和微透镜之外的图像传感器的平面图。
[0015]图6示出沿图4的线II
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II
’
截取的截面图。
[0016]图7示出沿图4的线III
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III
’
截取的截面图。
[0017]图8示出图2中描绘的部分A的平面图，其显示了根据本专利技术构思的一些实施例的
图像传感器。
[0018]图9示出根据本专利技术构思的一些实施例的除了图8的栅电极和微透镜之外的图像传感器的平面图。
[0019]图10示出沿图8的线IV
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IV
’
截取的截面图。
[0020]图11示出沿图8的线V
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V
’
截取的截面图。
[0021]图12至图16示出沿图4的线II
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II
’
截取的截面图，每个截面图示出根据本专利技术构思的一些实施例的制造图像传感器的方法。
具体实施方式
[0022]下面将参照附图详细描述根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器。附图中的相同的附图标记可以表示相同的元件，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：半导体衬底，包括第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域，其中所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域中的每一个包括第一光电转换部、第二光电转换部、第三光电转换部和第四光电转换部；以及像素分隔结构，设置在所述半导体衬底中，其中所述像素分隔结构将所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域彼此分开，其中，所述第二像素区域在第一方向上与所述第一像素区域间隔开，其中，所述第四像素区域在第二方向上与所述第一像素区域间隔开，其中所述第二方向与所述第一方向相交，其中，所述半导体衬底包括：多个第一杂质部，其中所述多个第一杂质部中的每个第一杂质部设置在所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域中的每个像素区域的对应中心部分上；以及第二杂质部，设置在所述第二像素区域和所述第四像素区域之间，以及其中，所述第一杂质部的导电类型与所述第二杂质部的导电类型不同。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素分隔结构包括：多个第一像素分隔部分，所述多个第一像素分隔部分在所述第一方向上彼此间隔开，其中所述多个第一像素分隔部分中的每一个在所述第一方向上延伸；多个第二像素分隔部分，其中所述多个第二像素分隔部分中的第二像素分隔部分在所述第二方向上延伸并且彼此间隔开，并且其中所述第二像素分隔部分与所述第一像素分隔部分相交，其中，所述第二杂质部设置在两个相邻的第一像素分隔部分之间。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第二杂质部的顶表面具有X形状。4.根据权利要求2所述的图像传感器，所述像素分隔结构还包括多个突出部分，其中所述多个突出部分中的每个突出部分从所述第一像素分隔部分和所述第二像素分隔部分中的每一个的中心部分向所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域中的每一个的中心部分延伸，其中，所述第一杂质部设置在所述多个突出部分中的相对的突出部分之间。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域中的每一个的所述第一光电转换部、所述第二光电转换部、所述第三光电转换部和所述第四光电转换部由所述第一像素分隔部分、所述第二像素分隔部分和所述突出部分围绕，以及其中，所述第一杂质部中的每一个与所述第一光电转换部、所述第二光电转换部、所述第三光电转换部和所述第四光电转换部中的每一个的一部分竖直重叠。6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一杂质部中的每一个的顶表面具有X形状。7.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述半导体衬底还包括设置在所述半导体衬底中的多个第三杂质部，其中，所述第三杂质部中的每一个与所述第一杂质部中的每一个竖直重叠，以及
其中，所述第三杂质部中的每一个将所述第一光电转换部、所述第二光电转换部、所述第三光电转换部和所述第四光电转换部彼此电连接。8.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括第一微透镜、第二微透镜、第三微透镜和第四微透镜，其中所述第一微透镜、所述第二微透镜、所述第三微透镜和所述第四微透镜分别设置在所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域上，其中，所述第一微透镜、所述第二微透镜、所述第三微透镜和所述第四微透镜中的每一个与所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域中的对应像素区域的所述第一光电转换部、所述第二光电转换部、所述第三光电转换部和所述第四光电转换部竖直重叠。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述半导体衬底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中，所述第一表面与所述第一微透镜、所述第二微透镜、所述第三微透镜和所述第四微透镜相邻，以及其中，所述像素分隔结构的宽度随着所述像素分隔结构从所述第二表面延伸到所述第一表面而减小。10.一种图像传感器，包括：半导体衬底，包括第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域和第四像素区域，其中所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域中的每一个包括第一光电转换部、第二光电转换部、第三光电转换部和第四光电转换部；像素分隔结构，设置在所述半导体衬底中，并且将所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域彼此分开；以及多个辅助像素分隔结构，设置在所述半导体衬底中，其中所述多个辅助像素分隔结构中的每个辅助像素分隔结构设置在所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域中的每个像素区域的对应中心部分上，其中，所述第二像素区域在第一方向上与所述第一像素区域间隔开，其中，所述第四像素区域在第二方向上与所述第一像素区域间隔开，其中所述第二方向与所述第一方向相交，其中，所述半导体衬底包括：多个第一杂质部，其中所述多个第一杂质部中的每一个设置在所述第一像素区域、所述第二像素区域、所述第三像素区域和所述第四像素区域中的每个像素区域的对应中心部分上；以及第二杂质部，设置在所述第二像素区域和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承俊，尹浈斌，李景镐，金智勋，表正炯，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：