图像传感器制造技术

一种图像传感器包括：基板，其包括多个光电二极管；滤色器阵列，其具有多个滤色器；以及水平绝缘层，其设置在基板和滤色器阵列之间，并且水平绝缘层仅由不包括硅并且介电常数高于氧化硅的介电常数的高K介电材料形成，并且水平绝缘层具有等于或大于300埃并且等于或小于1000的厚度。于1000的厚度。于1000的厚度。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求在韩国知识产权局于2021年7月6日提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0088422和于2021年9月3日提交的No.10
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2021
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0117605的优先权，其公开内容以引用方式整体并入本文。


[0003]本公开涉及一种图像传感器。

技术介绍

[0004]图像传感器是接收光以从光生成电信号的基于半导体的传感器，并且可包括具有多个像素的像素阵列、驱动像素阵列并生成图像的逻辑电路等。近来，为了改进图像传感器的性能，包括在像素阵列中的像素的数量往往会增加并且各个像素的尺寸往往会减小。因此，像素之间的串扰对图像传感器的性能的影响会增加。

技术实现思路

[0005]示例实施例提供了一种图像传感器，其可显著减少像素之间的光学串扰并且可抑制白点的生成以改进暗电平。
[0006]根据示例实施例的一方面，提供了一种图像传感器，包括：基板；像素阵列，其包括：多个光电二极管，设置在基板中并设置在限定在基板中的多个像素区域上，多个像素区域布置在平行于基板的上表面的第一方向和第二方向上；和多个滤色器，设置在基板上并设置在多个像素区域上；以及逻辑电路，其被配置为从像素阵列获得像素信号，其中，像素阵列包括设置在多个光电二极管之间的像素隔离层、设置在多个滤色器之间的过滤器隔离层以及设置在基板和多个滤色器之间的水平绝缘层，其中，水平绝缘层包括与基板和像素隔离层接触的第一绝缘层以及设置在第一绝缘层上的第二绝缘层，第二绝缘层的厚度大于第一绝缘层的厚度，并且其中，水平绝缘层的厚度等于或大于300埃并且等于或小于1000埃，并且包括在水平绝缘层中的至少一种材料中的每种材料的介电常数高于氧化硅的介电常数。
[0007]根据示例实施例的一方面，提供了一种图像传感器，包括：基板；像素阵列，其包括：多个光电二极管，其布置在平行于基板的上表面的第一方向和第二方向上；多个滤色器，其设置在基板的第一表面上；和像素电路区域，设置在基板的第二表面上；以及逻辑电路，其被配置为从像素电路区域获得像素信号，其中，像素阵列包括设置在多个光电二极管之间的像素隔离层以及设置在多个滤色器之间的过滤器隔离层，其中，像素隔离层和过滤器隔离层之间的距离等于或大于300埃并且等于或小于1000埃，并且其中，包括两种或更多种高K介电材料的水平绝缘层设置在像素隔离层和过滤器隔离层之间，并且包括在水平绝缘层中的两种或更多种高K介电材料中的每一种是无硅材料。
[0008]根据示例实施例的一方面，提供了一种图像传感器，包括：滤色器阵列，其包括布
置在第一方向和第二方向上的多个滤色器，多个滤色器通过过滤器隔离层彼此隔离；基板，其设置在滤色器阵列下方，该基板包括布置在第一方向和第二方向上的多个光电二极管，多个光电二极管通过像素隔离层彼此隔离；以及水平绝缘层，其设置在基板和滤色器阵列之间，该水平绝缘层包括被设置为与基板接触的第一绝缘层以及被设置为与多个滤色器接触的第二绝缘层，其中，第一绝缘层具有第一厚度并且包括第一高K介电材料，第二绝缘层具有第二厚度并且包括第二高K介电材料，并且其中，像素隔离层和过滤器隔离层之间的水平绝缘层的厚度不同于基板和所述多个滤色器中的至少一个之间的水平绝缘层的厚度。
附图说明
[0009]从以下结合附图对示例实施例的描述，以上和/或其它方面将变得显而易见并且更易于理解，在附图中：
[0010]图1是根据示例实施例的图像传感器的示意性框图；
[0011]图2是根据示例实施例的图像传感器的像素阵列的示意图；
[0012]图3和图4是根据示例实施例的图像传感器的像素电路的示意图；
[0013]图5和图6是示出根据示例实施例的图像传感器的像素阵列的图；
[0014]图7是图6的区域“A”的放大图；
[0015]图8是示出根据示例实施例的图像传感器的像素阵列的图；
[0016]图9A至图9C是图8的区域“B”的放大图的示例；
[0017]图10至图19是示出根据示例实施例的图像传感器的制造方法的图；
[0018]图20是图19的区域“C”的放大图。
具体实施方式
[0019]以下，将参照附图描述示例实施例。
[0020]图1是根据示例实施例的图像传感器的示意性框图。
[0021]参照图1，图像传感器1可包括像素阵列10、逻辑电路20等。
[0022]像素阵列10可包括按照多行和多列的阵列布置的多个像素PX。多个像素PX中的每一个可包括被配置为响应于光而生成电荷的至少一个光电转换元件、被配置为生成与由光电转换元件生成的电荷对应的像素信号的像素电路等。光电转换元件可包括由半导体材料形成的光电二极管和/或由有机材料形成的有机光电二极管。
[0023]作为示例，像素电路可包括浮置扩散区域、传输晶体管、重置晶体管、驱动晶体管和选择晶体管。像素PX的配置可根据示例实施例而变化。作为示例，每个像素PX可包括包含有机材料的有机光电二极管，或者可被实现为数字像素。当像素PX被实现为数字像素时，每个像素PX可包括被配置为输出数字像素信号的模数转换器。
[0024]逻辑电路20可包括被配置为控制像素阵列10的电路。例如，逻辑电路20可包括行驱动器21、读出电路22、列驱动器23、控制逻辑24等。行驱动器21可以行线为单位驱动像素阵列10。例如，行驱动器21可生成用于控制像素电路的传输晶体管的传输控制信号、用于控制像素电路的重置晶体管的重置控制信号、用于控制像素电路的选择晶体管的选择控制信号等，并且可以行线为单位将生成的控制信号输入到像素阵列10。
[0025]读出电路22可包括相关双采样器(CDS)、模数转换器(ADC)等。相关双采样器可通
过列线连接到像素PX。相关双采样器可通过列线从连接到由行驱动器21的行线选择信号选择的行线的像素PX读取像素信号。模数转换器可将由相关双采样器检测的像素信号转换为数字像素信号并且可将转换后的数字信号发送至列驱动器23。
[0026]列驱动器23可包括被配置为暂时存储数字像素信号的锁存器或缓冲器电路、放大器电路等，并且可处理从读出电路22接收的数字像素信号。行驱动器21、读出电路22和列驱动器23可由控制逻辑24控制。控制逻辑24可包括控制行驱动器21、读出电路22和列驱动器23的操作定时的定时控制器。
[0027]在像素PX当中，设置在水平方向上相同位置的像素PX可共享同一列线。作为示例，设置在垂直方向上相同位置的像素PX可由行驱动器21同时选择并且可通过列线输出像素信号。在示例实施例中，读出电路22可通过列线同时从由行驱动器21选择的像素PX获得像素信号。像素信号可包括重置电压和像素电压，并且像素电压可以是每个像素PX中响应于光而生成的电荷反映在重置电压中的电压。
[0028]每个像素PX可包括具有预定颜色的滤色本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：基板；像素阵列，其包括：多个光电二极管，其设置在所述基板中并设置在限定在所述基板中的多个像素区域上，所述多个像素区域布置在平行于所述基板的上表面的第一方向和第二方向上；以及多个滤色器，其设置在所述基板上并设置所述多个像素区域上；以及逻辑电路，其被配置为从所述像素阵列获得像素信号，其中，所述像素阵列包括设置在所述多个光电二极管之间的像素隔离层、设置在所述多个滤色器之间的过滤器隔离层以及设置在所述基板和所述多个滤色器之间的水平绝缘层，其中，所述水平绝缘层包括与所述基板和所述像素隔离层接触的第一绝缘层以及设置在所述第一绝缘层上的第二绝缘层，所述第二绝缘层的厚度大于所述第一绝缘层的厚度，并且其中，所述水平绝缘层的厚度等于或大于300埃并且等于或小于1000埃，并且所述水平绝缘层中包括的至少一种材料中的每种材料的介电常数高于氧化硅的介电常数。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二绝缘层与所述过滤器隔离层直接接触。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述水平绝缘层还包括设置在所述第二绝缘层上的第三绝缘层，所述第三绝缘层的厚度小于所述第二绝缘层的厚度，并且所述第三绝缘层被设置为与所述过滤器隔离层直接接触。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述第三绝缘层包括与所述第一绝缘层相同的材料。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一绝缘层和所述第三绝缘层包括第一高K介电材料，并且所述第二绝缘层包括第二高K介电材料，所述第二高K介电材料的介电常数高于所述第一高K介电材料的介电常数。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述第一高K介电材料和所述第二高K介电材料中的每种材料包括氧化铝、氧化钽、氧化钛、氧化钇、氧化锆、氧化锆硅、氧化铪、氧化铪硅、氧化镧、氧化镧铝、氧化镧铪、氧化铪铝和氧化镨中的至少一种。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一绝缘层的厚度小于所述第二绝缘层的厚度的一半。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一绝缘层的厚度等于或大于50埃并且等于或小于150埃。9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在平行于所述基板的上表面的方向上，所述过滤器隔离层的宽度大于所述像素隔离层的宽度。10.一种图像传感器，包括：基板；像素阵列，其包括：多个光电二极管，其布置在平行于所述基板的上表面的第一方向和第二方向上；多个滤色器，其设置在所述基板的第一表面上；以及
像素电路区域，其设置在所述基板的第二表面上；以及逻辑电路，其被配置为从所述像素电路区域获得像素信号，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳在相，金度勋，金锡钟，朴性奎，郑相日，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：