CN109860212B - 图像传感器 - Google Patents

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Abstract

一种图像传感器，该图像传感器包括：第一转移栅极，其形成在基板上方，并且包括第一突起；第二转移栅极，其形成在基板上方，与第一转移栅极邻近，并且包括第二突起；以及浮置扩散区域，其形成在基板中，并且与第一转移栅极和第二转移栅极部分地交叠，其中，第一突起和第二突起彼此面对。

Description

图像传感器
技术领域
各种实施方式总体上涉及一种半导体器件制造技术，更具体地讲，涉及一种图像传感器及其制造方法。
背景技术
图像传感器是一种从光学图像或者一个或更多个对象接收光并将所接收的光转换为形成图像的电信号的器件。近来，随着计算机行业和通信行业的发展，在各种领域或应用中对具有改进的性能的图像传感器的需求不断增加，包括例如数字相机、摄像机、诸如个人通信***的便携式装置、游戏机、安全相机、医疗微型相机和机器人。
发明内容
各种实施方式旨在提供一种具有改进的性能的图像传感器及其制造方法。
在实施方式中，一种图像传感器可包括：第一转移栅极，其形成在基板上方，并且包括第一突起；第二转移栅极，其形成在基板上方，与第一转移栅极邻近，并且包括第二突起；以及浮置扩散区域(floating diffusion)，其形成在基板中，并且与第一转移栅极和第二转移栅极部分地交叠。第一突起和第二突起可彼此面对。
该图像传感器还可包括：形成在第一转移栅极的侧壁和第二转移栅极的侧壁上的间隔物。
间隔物可填充第一突起与第二突起之间的空间。
第一突起和第二突起可与浮置扩散区域交叠。
该图像传感器还可包括：形成在第一转移栅极的侧壁和第二转移栅极的侧壁上并具有厚度的间隔物。第一转移栅极和第二转移栅极可通过间隙分离开，该间隙大于间隔物的所述厚度的两倍。
浮置扩散区域包括：第一扩散区域，其形成在基板中；以及第二扩散区域，其形成在第一扩散区域中并具有与第一扩散区域相同的导电类型以及大于第一扩散区域的杂质掺杂浓度。
第一扩散区域可环绕第二扩散区域的侧表面和底表面。
第一突起和第二突起可与第一扩散区域交叠。
该图像传感器还可包括：形成在第一转移栅极的侧壁和第二转移栅极的侧壁上的间隔物。第一扩散区域与第二扩散区域之间的界面可与间隔物的侧壁基本上对准。
在实施方式中，一种图像传感器可包括：第一转移栅极，其形成在基板上方，并且包括第一突起和第三突起；第二转移栅极，其形成在基板上方，与第一转移栅极邻近，并且包括第二突起和第四突起；以及浮置扩散区域，其形成在基板中，并且与第一转移栅极和第二转移栅极部分地交叠。第一突起和第二突起可与浮置扩散区域交叠。
该图像传感器还可包括：形成在第一转移栅极的侧壁和第二转移栅极的侧壁上的间隔物。
间隔物可填充第一突起与第二突起之间的空间以及第三突起与第四突起之间的另一空间。
该图像传感器还可包括：第一光电转换元件和第二光电转换元件，其形成在基板中并且分别包括与第一转移栅极和第二转移栅极交叠的第一区域；以及钉扎层(pinninglayer)，其形成在第一光电转换元件和第二光电转换元件的第二区域中，所述第二区域不同于第一区域。
基板可具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。第一转移栅极和第二转移栅极可形成在基板的第一表面上方。钉扎层可具有与基板的第一表面共面的表面。
第一转移栅极可包括第一侧壁，并且第一突起和第三突起分别被设置在第一侧壁的相对两端。第二转移栅极可包括面向第一转移栅极的第一侧壁的第二侧壁。第二突起和第四突起可分别被设置在第二侧壁的相对两端。
第一突起和第二突起可彼此面对，并且第三突起和第四突起可彼此面对。
图像传感器还可包括形成在第一转移栅极的侧壁和第二转移栅极的侧壁上并具有厚度的间隔物。第一转移栅极可通过间隙与第二转移栅极分离开，该间隙大于间隔物的厚度的两倍。
浮置扩散区域可包括：第一扩散区域，其形成在基板中；以及第二扩散区域，其形成在第一扩散区域中并具有与第一扩散区域相同的导电类型以及大于第一扩散区域的杂质掺杂浓度。
第一扩散区域可环绕第二扩散区域的侧表面和底表面。
第一突起和第二突起可与第一扩散区域交叠。
图像传感器还可包括形成在第一转移栅极的侧壁和第二转移栅极的侧壁上的间隔物。第一扩散区域与第二扩散区域之间的界面可与间隔物的侧壁基本上对准。
在实施方式中，一种图像传感器可包括：浮置扩散区域，其形成在基板中；第一转移栅极和第二转移栅极，其形成在基板上方以与浮置扩散区域部分地交叠；以及第一虚拟图案，其形成在基板上方以与浮置扩散区域交叠，并且被设置在第一转移栅极与第二转移栅极之间。
该图像传感器还可包括形成在第一转移栅极的侧壁、第二转移栅极的侧壁和第一虚拟图案的侧壁上的间隔物。
间隔物可填充第一转移栅极与第一虚拟图案之间的空间以及第二转移栅极与第一虚拟图案之间的空间。
该图像传感器还可包括：第二虚拟图案，其形成在基板上方并且被设置在第一转移栅极与第二转移栅极之间；间隔物，其形成在第一转移栅极的侧壁、第二转移栅极的侧壁、第一虚拟图案的侧壁和第二虚拟图案的侧壁上；第一光电转换元件和第二光电转换元件，其形成在基板中并且分别包括与第一转移栅极和第二转移栅极交叠的第一区域；以及钉扎层，其形成在第一光电转换元件和第二光电转换元件的第二区域中，所述第二区域不同于第一区域。
基板可具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面，第一转移栅极和第二转移栅极形成在基板的第一表面上方。钉扎层可具有与基板的第一表面共面的表面。
第一转移栅极和第二转移栅极可分别包括彼此面对的第一侧壁和第二侧壁。第一虚拟图案和第二虚拟图案可被设置在第一转移栅极的第一侧壁与第二转移栅极的第二侧壁之间的空间的相对两侧。
间隔物可填充第一转移栅极与第一虚拟图案之间的空间、第二转移栅极与第一虚拟图案之间的空间、第一转移栅极与第二虚拟图案之间的空间以及第二转移栅极与第二虚拟图案之间的空间。
第一转移栅极、第二转移栅极、第一虚拟图案和第二虚拟图案中的每一个可具有栅极介电层和栅极层叠的层叠结构。
该图像传感器还可包括形成在第一转移栅极的侧壁、第二转移栅极的侧壁和第一虚拟图案的侧壁上并具有厚度的间隔物。第一转移栅极可通过间隙与第二转移栅极分离开。该间隙的宽度可大于间隔物的所述厚度的两倍。
浮置扩散区域可包括：第一扩散区域，其形成在基板中；以及第二扩散区域，其形成在第一扩散区域中并具有与第一扩散区域相同的导电类型以及大于第一扩散区域的杂质掺杂浓度。
第一扩散区域可环绕第二扩散区域的侧表面和底表面。
第一虚拟图案可与第一扩散区域交叠。
该图像传感器还可包括形成在第一转移栅极的侧壁、第二转移栅极的侧壁和第一虚拟图案的侧壁上的间隔物。第一扩散区域与第二扩散区域之间的界面可与间隔物的侧壁基本上对准。
在实施方式中，一种制造图像传感器的方法可包括以下步骤：在基板上方形成包括第一突起和第三突起的第一转移栅极以及与第一转移栅极邻近并包括第二突起和第四突起的第二转移栅极；通过使用具有第一开口的第一掩模图案执行第一离子注入来形成与第一转移栅极和第二转移栅极部分地交叠的第一扩散区域；在第一转移栅极的侧壁和第二转移栅极的侧壁上形成间隔物；以及通过使用具有第一开口的第一掩模图案执行第二离子注入来在第一扩散区域中形成第二扩散区域。第一突起被形成为面对第二突起，第三突起可被形成为面对第四突起。
在形成第一转移栅极和第二转移栅极之前，该方法还可包括以下步骤：在基板中形成分别包括与第一转移栅极和第二转移栅极交叠的第一区域的第一光电转换元件和第二光电转换元件。在形成第一扩散区域之后，该方法还可包括以下步骤：通过使用具有第二开口的第二掩模图案执行第三离子注入来在第一光电转换元件和第二光电转换元件的第二区域中形成钉扎层，所述第二区域不同于第一区域。
第二开口可暴露第一光电转换元件、第二光电转换元件、第一转移栅极的一部分、第二转移栅极的一部分、第三突起、第四突起和间隔物。
第一转移栅极可包括第一侧壁，并且第一突起和第三突起分别被设置在第一侧壁的相对两端。第二转移栅极可包括面对第一转移栅极的第一侧壁的第二侧壁，并且第二突起和第四突起分别被设置在第二侧壁的相对两端。
在第一离子注入中，第一开口可暴露基板、第一转移栅极的一部分、第二转移栅极的一部分、第一突起和第二突起。
在第二离子注入中，第一开口可暴露第一扩散区域、第一转移栅极的所述部分、第二转移栅极的所述部分、第一突起、第二突起和间隔物。
间隔物可填充第一突起与第二突起之间的空间以及第三突起与第四突起之间的空间。
第一转移栅极可通过间隙与第二转移栅极分离开，该间隙大于间隔物的厚度的两倍。
第一扩散区域可环绕第二扩散区域的侧表面和底表面。
第一突起和第二突起与第一扩散区域交叠。
第一扩散区域与第二扩散区域之间的界面可与间隔物的侧壁基本上对准。
在实施方式中，一种图像传感器可包括成像像素块的阵列。各个成像像素块可包括：不同的光电转换元件，其彼此相邻地形成在基板中并被构造为响应于入射光而生成光电荷；浮置扩散区域，其与各个成像像素块内的光电转换元件相邻地形成在基板中并被构造为存储由光电转换元件生成的光电荷；不同的转移栅极，其分别形成在所述不同的光电转换元件上方，一个转移栅极用于一个光电转换元件，并且被构造为将光电荷从光电转换元件转移到浮置扩散区域。转移栅极可具有彼此面对的各个侧壁，并且包括从各个侧壁突出的突起。
该图像传感器还可包括形成在转移栅极的各个侧壁上并具有厚度的间隔物。
转移栅极的各个侧壁可通过间隙分离开，该间隙大于间隔物的厚度的两倍。
间隔物可被设置在第一突起和第二突起之间。
转移栅极还可包括从各个侧壁突出并分别与所述突起相对设置的附加突起。
浮置扩散区域可包括：第一扩散区域，其形成在基板中；以及第二扩散区域，其形成在第一扩散区域中并具有大于第一扩散区域的杂质掺杂浓度。
附图说明
图1至图3是示出根据本公开的第一实施方式的图像传感器的示例的表示的示图。
图4至图6是示出根据本公开的第二实施方式的图像传感器的示例的表示的示图。
图7至图9是示出根据本公开的第三实施方式的图像传感器的示例的表示的示图。
图10至图12是示出根据本公开的第四实施方式的图像传感器的示例的表示的示图。
图13A至图13F、图14A至图14F和图15A至图15F是示出根据本公开的实施方式的图像传感器的制造方法的示例的表示的示图。
图16是示意性地示出基于本公开的实施方式的图像传感器的示例的表示的框图。
图17是示意性地示出包括基于本公开的实施方式的图像传感器的电子装置的示例的表示的图。
具体实施方式
所公开的图像感测技术可被实现为在具有改进的性能的图像传感器装置(包括例如具有CMOS图像传感器的图像感测装置)中设置像素偏置设备或电路。提供图像传感器阵列，例如，以对在阵列上形成场景的图像的光作出响应。在一些实现方式中，图像传感器阵列包括相邻单独像素的多个像素块，并且像素块内的各个像素包括：光传感器，其进行操作以对所接收的光作出响应以生成电荷；电荷存储区域(例如，浮置扩散区域)，其存储所生成的电荷；以及电荷转移区域(例如，转移晶体管)，其将电荷转移到电荷存储区域。光传感器可被实现为包括能够生成光生电荷的光栅、光电二极管、光电晶体管、光电导体或光敏结构。电荷转移区域可被形成为连接到光传感器以将光传感器所生成的电荷转移到电荷存储区域。所公开的技术可用于通过解决像素块中的相邻电荷转移区域之间发生的干扰并增加光-电荷转换增益来改进图像传感器的性能。
提供所公开的技术的以下实施方式和示例以描述具有改进的性能的图像传感器及其制造方法的各种特征。基于所公开的技术的具有改进的性能的图像传感器可按照能够防止相邻转移栅极之间发生干扰并且增加转换增益的一种或更多种器件配置来实现。为此，以下实施方式可提供一种包括各自具有至少一个突起的转移栅极的图像传感器及其制造方法。此外，以下实施方式可提供一种图像传感器及其制造方法，其包括使用具有突起的转移栅极以及形成在其侧壁上的间隔物通过自对准工艺形成的浮置扩散区域。
图1至图3是示出根据所公开的技术的第一实施方式的图像传感器的示例的表示的示图。图1是示出像素块的俯视图，图2是沿着图1的线I-I’截取的截面图。图3是沿着图1的线II-II’和III-III’截取的截面图。
图1至图3示出根据用于实现所公开的技术的第一实施方式的图像传感器内的像素块的示例，其包括像素阵列100(参见图16)，并且像素阵列100包括按照包括行和列的矩阵结构布置的多个像素块110。多个像素块110中的每一个可包括具有共享像素结构的多个单独或单元像素211至214。例如，各个像素块110可具有被构造成4共享像素结构的4个单元像素，其中4个单元像素共享特定一个或更多个电路结构。详细地讲，多个像素块110中的每一个可具有这样的形式：四个单元像素211至214按照2×2矩阵结构布置成两行和两列，并且共享相对于四个单元像素211至214在中心位置的一个浮置扩散区域FD作为公共电荷存储区域，以使得共享的浮置扩散区域FD从四个单元像素211至214接收电荷并充当用于像素块110的存储器。因此，像素块110可包括共享浮置扩散区域FD的第一单元像素211至第四单元像素214。各个像素块110内的单元像素211至214共享浮置扩散区域FD是共享结构的一个示例，其它共享结构或附加共享可用于提供图像传感器的期望的性能。
在根据第一实施方式的图像传感器的像素块110中，多个单元像素211至214中的每一个可包括：光电转换元件PD，其响应于入射光而生成光电荷；浮置扩散区域FD，其暂时地存储光电转换元件PD中生成的光电荷；以及转移晶体管，其响应于从驱动器电路(例如，行驱动器(参见图16的标号150)传送来的转移信号将光电转换元件PD中生成的光电荷转移到浮置扩散区域FD。转移晶体管可包括形成在基板200上的转移栅极。转移栅极具有分别位于光电转换元件PD的一部分和浮置扩散区域FD的一部分上方的侧壁。例如，转移栅极的两端分别与光电转换元件PD的一部分和浮置扩散区域FD的一部分交叠。转移信号可被施加到转移栅极，并且光电转换元件PD和浮置扩散区域FD可分别用作转移晶体管的源极和漏极。
在根据第一实施方式的图像传感器中，像素块110可包括：基板200，其具有第一表面S1以及背离第一表面S1或与第一表面S1相对的第二表面S2；光电转换元件PD，其形成在基板200中以分别与多个单元像素211至214对应；钉扎层210，其形成在光电转换元件PD中；隔离结构202，其形成在基板200中并将相邻光电转换元件PD隔离；阱204，其形成在基板200中；以及浮置扩散区域FD，其形成在阱204中。
基板200可包括半导体基板。半导体基板200可以是或者可以具有单晶态并且包括包含硅的材料。例如，基板200可包括包含单晶硅的材料。基板200可以是通过减薄工艺减薄的基板或者包括通过外延生长形成的外延层的基板。例如，基板200可以是通过减薄工艺减薄的块状硅基板。在基板200中，第一表面S1可以是正面，第二表面S2可以是背面。
光电转换元件PD可包括光电二极管、光电晶体管、光栅或其组合。例如，光电二极管可用作光电转换元件PD。在一些实现方式中，光电转换元件PD可具有形成在基板200中并具有彼此互补的导电类型的第一杂质区域216和第二杂质区域218在与基板200的表面S1和S2垂直的垂直方向上层叠的形式。第一杂质区域216可以是P型杂质区域，第二杂质区域218可以是N型杂质区域。第一杂质区域216的顶表面可与基板200的第一表面S1共面。第二杂质区域218可具有大于第一杂质区域216的厚度。在垂直方向上，第二杂质区域218可具有均匀掺杂分布或者杂质掺杂浓度在背离转移栅极的方向上逐渐减小的掺杂分布。后一种情况是为了确保电荷容易地在第二杂质区域218中在面向转移栅极的方向上从具有较低杂质掺杂浓度的区域移动到具有较高杂质掺杂浓度的区域。此外，在改型中，光电转换元件PD可具有多个第一杂质区域216和多个第二杂质区域218在垂直方向或水平方向上交替地层叠的形式。作为参考，垂直方向可指与基板200的表面S1和S2垂直的方向，水平方向可指与基板200的表面S1和S2平行的方向。
隔离结构202可起到将相邻像素块110和相邻单元像素211至214电隔离的作用。隔离结构202可包括STI(浅沟槽隔离)、DTI(深沟槽隔离)、势垒或其组合。势垒可包括通过将杂质注入到基板200中而形成的杂质区域。例如，势垒可以是通过将硼作为P型杂质注入到基板200中而形成的P型杂质区域。第一实施方式示出隔离结构202是势垒(例如，P型杂质区域)的情况。
钉扎层210可形成在基板200中并布置在光电转换元件PD中。在一些实现方式中，钉扎层210可形成在隔离结构202的一侧。钉扎层210可被构造为具有杂质浓度比阱204更高的P型杂质以防止在基板200的边界表面处生成暗电流。钉扎层210可形成在光电转换元件PD的第一杂质区域216中，并且可具有与基板200的第一表面S1共面的顶表面。钉扎层210的厚度可小于光电转换元件PD的第一杂质区域216的厚度。光电转换元件PD的第一杂质区域216和钉扎层210可具有彼此相同的导电类型，并且钉扎层210的杂质掺杂浓度可大于第一杂质区域216的杂质掺杂浓度。这是为了有效地防止生成暗电流。此外，尽管图中未示出，在隔离结构202是势垒(例如，P型杂质区域)的情况下，钉扎层210可甚至延伸到与光电转换元件PD相邻的隔离结构202。
阱204用于为浮置扩散区域FD提供空间并且用作转移晶体管的沟道。阱204可具有P型导电性。在隔离结构202被实现为势垒(例如，P型杂质区域)的情况下，阱204可具有与隔离结构202相同类型的导电性，但是可具有比隔离结构202的杂质掺杂浓度大的杂质掺杂浓度。阱204可被设置在像素块110中的中心处，并且可与光电转换元件PD部分地交叠。
浮置扩散区域FD可被设置在像素块110的中心处，并且可形成在阱204中。浮置扩散区域FD可具有与阱204互补的导电类型，并且可包括具有彼此不同的杂质掺杂浓度的多个扩散区域206和208。例如，浮置扩散区域FD可具有N型导电性，并且可包括形成在阱204中的第一扩散区域206以及形成在第一扩散区域206中的第二扩散区域208。将浮置扩散区域FD配置为包括两个扩散区域206和208可有助于改进图像传感器的光学灵敏度，因为第一扩散区域206可起到改进并补充第二扩散区域208的电特性的作用(如下面进一步讨论的)。第一扩散区域206和第二扩散区域208可具有彼此相同的导电类型，并且第二扩散区域208的杂质掺杂浓度可大于第一扩散区域206的杂质掺杂浓度。第一扩散区域206可具有环绕第二扩散区域208的侧表面和底表面的形式。第一扩散区域206的面积可大于第二扩散区域208的面积。第一扩散区域206和第二扩散区域208中的每一个可沿着水平方向具有两个边缘。第一扩散区域206和第二扩散区域208的相邻边缘之间的距离可均匀。第二扩散区域208的侧壁(即，第一扩散区域206与第二扩散区域208之间的界面)可与形成在多个转移栅极TG1至TG4的侧壁上的间隔物220对准。
具有第一扩散区域206和第二扩散区域208的浮置扩散区域FD可防止其中发生结泄漏，并且可防止转换增益由于浮置扩散区域FD的电容的变化而减小。此外，由于浮置扩散区域FD包括环绕第二扩散区域208的第一扩散区域206，所以可防止相邻单元像素211至214之间的晕染。作为参考，当生成超过光电转换元件PD的电容的过量光电荷时，在光电转换元件PD与浮置扩散区域FD之间的势垒低于相邻光电转换元件PD之间的势垒的情况下，由于过量光电荷流到浮置扩散区域FD(而非相邻光电转换元件PD)，不会发生晕染。然而，在光电转换元件PD与浮置扩散区域FD之间的势垒高于相邻光电转换元件PD之间的势垒的情况下，可导致这样的问题：由于过量光电荷溢出到相邻光电转换元件PD，发生晕染。如果光电转换元件PD与浮置扩散区域FD之间的势垒被降低以防止晕染，则可导致另一问题：光电转换元件PD的线性阱电容(LWC)减小。然而，在根据第一实施方式的浮置扩散区域FD中，由于第一扩散区域206在光电转换元件PD与第二扩散区域208之间提供泄漏路径，所以可通过允许过量光电荷流到浮置扩散区域FD来防止晕染。由于不需要降低光电转换元件PD与浮置扩散区域FD之间的势垒，所以还可防止或减小光电转换元件PD的线性阱电容的减小。鉴于相对于光电转换元件PD的大小的第一扩散区域206的大小，由第一扩散区域206提供的泄漏路径可显著小。
在根据第一实施方式的图像传感器中，像素块110可包括：颜色分离元件230，其形成在基板200的第二表面S2上以与多个单元像素211至214对应；以及光聚焦元件240，其形成在颜色分离元件230上。颜色分离元件230可包括滤色器。光聚焦元件240可包括数字透镜或半球形透镜。
在根据第一实施方式的图像传感器中，像素块110可包括多个转移栅极TG1至TG4，多个转移栅极TG1至TG4形成在基板200上以分别与多个单元像素211至214对应。转移栅极TG1至TG4中的每一个可包括形成在转移栅极TG1至TG4的侧壁的一个或更多个部分上的一个或更多个突起。示例性图像传感器还可包括形成在多个转移栅极TG1至TG4的侧壁的不同部分上的间隔物220。还可在形成在转移栅极TG1至TG4的侧壁上的突起的侧面形成间隔物220。
间隔物220可形成在多个转移栅极TG1至TG4的侧壁以及形成在多个转移栅极TG1至TG4中的每一个处的一个或更多个突起的侧壁上。间隔物220可在多个转移栅极TG1至TG4的侧壁上具有均匀的厚度(或线宽)W4。间隔物220可包括氧化物、氮化物、氮氧化物或其组合。间隔物220可在形成浮置扩散区域FD的工艺中用作自对准掩模图案。
多个转移栅极TG1至TG4可包括第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4可位于浮置扩散区域FD的不同侧。在一些实现方式中，第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4具有在像素块110中在顺时针方向上环绕浮置扩散区域FD的形式。换言之，在像素块110中，第一转移栅极TG1、第二转移栅极TG2、第三转移栅极TG3和第四转移栅极TG4可分别被设置在左上端、右上端、右下端和左下端。多个转移栅极TG1至TG4中的每一个可以是或者可以包括栅极介电层222和栅极224依次层叠的层叠结构。栅极介电层222可包括氧化物、氮化物、氮氧化物或其组合。栅极224可包括导电半导体材料、包括金属的导电材料或其组合。
多个转移栅极TG1至TG4中的每一个可具有多个侧壁SW1和SW2。多个转移栅极TG1至TG4中的每一个可包括位于多个侧壁SW1和SW2中的每一个上或联接到多个侧壁SW1和SW2中的每一个的至少一个突起。参照图3，突起P1和P2形成在转移栅极TG1的侧壁SW1和转移栅极TG2的侧壁SW2上。在一些实现方式中，突起P1和P2形成在第一扩散区域206上方。当至少两个突起位于各个侧壁上或联接到各个侧壁时，至少一个任何突起可与浮置扩散区域FD交叠。因此，突起P1和P2可填充位于第一扩散区域206上方并介于两个相邻转移栅极TG1至TG4之间的空间。突起P1和P2可与位于突起P1和P2之间的间隔物220一起形成自对准掩模图案(将稍后更详细地讨论)。包括突起P1和P2的自对准掩模图案可帮助通过自对准工艺形成浮置扩散区域FD。通过自对准工艺形成的浮置扩散区域FD可在第二扩散区域208与多个单元像素211至214中的每一个中的光电转换元件PD之间提供均匀的距离。即，可提供转移晶体管的均匀沟道长度。另外，可防止在形成浮置扩散区域FD的工艺中在相邻光电转换元件PD之间注入不必要的杂质离子。通过此，可改进图像传感器的操作特性。具体地讲，可改进各个单元像素211至214之间的均匀性。
第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个可具有第一侧壁SW1和第二侧壁SW2。在如图1所示的示例性平面图中，转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1和第二侧壁SW2在彼此不同的方向上延伸。例如，第一转移栅极TG1的第一侧壁SW1沿着第一方向延伸，第一转移栅极TG1的第二侧壁SW2沿着与第一方向垂直的第二方向延伸。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4的第一侧壁SW1和第二侧壁SW2可被布置为使得转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1与转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2分离开第一间隙W1。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个可包括位于第一侧壁SW1上或联接到第一侧壁SW1的第一突起P1以及位于第二侧壁SW2上或联接到第二侧壁SW2的第二突起P2。第一突起P1和第二突起P2可与浮置扩散区域FD交叠。第一突起P1和第二突起P2可与浮置扩散区域FD的第一扩散区域206交叠。因此，在第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个中，第一突起P1和第二突起P2可用作掩模图案，并且可用于形成浮置扩散区域FD的第二扩散区域208。在第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个中，第一突起P1和第二突起P2可在形成转移栅极的工艺中一起形成。因此，第一突起P1和第二突起P2中的每一个也可以是栅极介电层222和栅极224依次层叠的层叠结构。第一突起P1和第二突起P2的平面形状可为各种各样(包括四边形)，并且可具有满足相关设计规则的最小线宽。当第一突起P1和第二突起P2位于转移栅极TG1至TG4之间时，第一突起P1和第二突起P2的最小线宽有助于防止在彼此相邻的多个转移栅极TG1至TG4之间发生干扰。
多个转移栅极TG1至TG4可位于浮置扩散区域FD的不同侧并且以第一间隙W1彼此邻近。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的任一个可具有通过第一间隙W1与第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2分离开的第一侧壁SW1。通过第一间隙W1分离开的第一侧壁SW1和第二侧壁SW2可被布置为彼此面对。例如，第一转移栅极TG1的第一侧壁SW1和第二转移栅极TG2的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第二转移栅极TG2的第一侧壁SW1和第三转移栅极TG3的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第三转移栅极TG3的第一侧壁SW1和第四转移栅极TG4的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第四转移栅极TG4的第一侧壁SW1和第一转移栅极TG1的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第一间隙W1是在未形成第一突起P1和第二突起P2的区域中第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间的距离。第一间隙W1可具有能够防止第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间发生干扰的大小。例如，第一间隙W1可大于间隔物220的厚度W4的两倍(W1>2×W4)。
转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一突起P1与转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二突起P2可通过第二间隙W2彼此面对或彼此分离。换言之，在第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间，第一突起P1和第二突起P2可通过第二间隙W2彼此面对或彼此分离。例如，第一转移栅极TG1的第一突起P1与第二转移栅极TG2的第二突起P2可通过第二间隙W2彼此面对或彼此分离。第二转移栅极TG2的第一突起P1与第三转移栅极TG3的第二突起P2可通过第二间隙W2彼此面对或彼此分离。第三转移栅极TG3的第一突起P1与第四转移栅极TG4的第二突起P2可通过第二间隙W2彼此面对或彼此分离。第四转移栅极TG4的第一突起P1与第一转移栅极TG1的第二突起P2可通过第二间隙W2彼此面对或彼此分离。第二间隙W2可小于第一间隙W1(W2<W1)。形成在转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一突起P1的侧壁以及转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二突起P2的侧壁上的间隔物220可具有填充第二间隙W2的形式。第一突起P1、第二突起P2和填充第二间隙W2的间隔物220可在形成浮置扩散区域FD的工艺中用作自对准掩模图案。
此外，作为改型，间隔物220可被设计为部分地填充第二间隙W2。形成在转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一突起P1的侧壁上的间隔物220可能显著靠近形成在转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二突起P2的侧壁上的间隔物220，并且可能没有完全地填充第二间隙W2。在这种情况下，间隔物220之间的距离(即，位于突起P1和P2之间并且未被间隔物220填充的部分的宽度)可显著窄。由于形成在转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一突起P1的侧壁上的间隔物220与形成在转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二突起P2的侧壁上的间隔物220之间的距离显著短，所以第一突起P1、第二突起P2和基本上填充第二间隙W2的间隔物220仍可在形成浮置扩散区域FD的工艺中用作自对准掩模图案。
如上所述，在根据第一实施方式的图像传感器中，由于浮置扩散区域FD包括具有不同杂质掺杂浓度的第一扩散区域206和第二扩散区域208并且第一扩散区域206具有环绕第二扩散区域208的侧表面和底表面的形式，所以可防止浮置扩散区域FD中发生结泄漏，防止转换增益由于浮置扩散区域FD的电容的变化而减小，并且防止晕染。
另外，由于多个转移栅极TG1至TG4中的每一个具有一个或更多个突起，所以可通过自对准工艺来提供浮置扩散区域FD。通过自对准工艺形成的浮置扩散区域FD可防止在形成浮置扩散区域FD的工艺中在光电转换元件PD之间注入不必要的杂质，由此可改进各个单元像素211至214之间的均匀性。
图4至图6是示出根据所公开的技术的第二实施方式的图像传感器的示例的表示的示图。图4是示出像素块的俯视图，图5是沿着图4的线I-I’截取的截面图。图6是沿着图4的线II-II’和III-III’截取的截面图。在下文中，为了说明方便，针对与第一实施方式相同的组件将使用相同的标号，并且本文中将省略其详细描述。
如图4至图6所示，根据第二实施方式的图像传感器可包括第一突起P1和第二突起P2，并且还包括联接到转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1的第三突起P3以及联接到转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2的第四突起P4。
第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个可具有第一侧壁SW1和第二侧壁SW2。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个可包括联接到第一侧壁SW1的第一突起P1和第三突起P3以及联接到第二侧壁SW2的第二突起P2和第四突起P4。第一突起P1和第三突起P3可分别被设置在第一侧壁SW1的相对两端，并且第一突起P1可与浮置扩散区域FD交叠。第二突起P2和第四突起P4可分别被设置在第二侧壁SW2的相对两端，并且第二突起P2可与浮置扩散区域FD交叠。详细地讲，第一突起P1和第二突起P2可形成在浮置扩散区域FD的第一扩散区域206上方或与第一扩散区域206交叠。因此，在第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个中，第一突起P1和第二突起P2可用作掩模图案并且用于形成浮置扩散区域FD的第二扩散区域208的工艺。第三突起P3和第四突起P4可形成在光电转换元件PD之间的隔离结构202上方或与隔离结构202交叠。在第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个中，第三突起P3和第四突起P4可用作掩模图案并且用于形成钉扎层210的工艺。
在第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个中，第一突起P1至第四突起P4可在形成转移栅极的工艺中一起形成。因此，第一突起P1至第四突起P4中的每一个也可包括栅极介电层222和栅极224依次层叠的层叠结构。第一突起P1至第四突起P4的平面形状可为各种各样(包括四边形)，并且可具有满足相关设计规则的最小线宽。当第一突起P1至第四突起P4位于转移栅极TG1至TG4之间时，第一突起P1至第四突起P4的最小线宽有助于防止彼此相邻的多个转移栅极TG1至TG4之间发生干扰。
多个转移栅极TG1至TG4可按照第一间隙W1布置。转移栅极TG1至TG4位于浮置扩散区域FD的不同侧并且以第一间隙W1彼此邻近。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的任一个可具有通过第一间隙W1彼此分离开并且彼此面对的第一侧壁SW1和第二侧壁SW2。例如，第一转移栅极TG1的第一侧壁SW1与第二转移栅极TG2的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第二转移栅极TG2的第一侧壁SW1与第三转移栅极TG3的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第三转移栅极TG3的第一侧壁SW1与第四转移栅极TG4的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第四转移栅极TG4的第一侧壁SW1与第一转移栅极TG1的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第一间隙W1是在未形成第一突起P1至第四突起P4的区域中第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间的距离。第一间隙W1可具有能够防止第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间发生干扰的大小。例如，第一间隙W1可大于间隔物220的厚度W4的两倍(W1>2×W4)。
转移栅极TG1至TG4中的任一个的第三突起P3与转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第四突起P4可通过第三间隙W3彼此面对或彼此分离。换言之，在第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间，第三突起P3和第四突起P4可通过第三间隙W3彼此面对或彼此分离。例如，第一转移栅极TG1的第三突起P3与第二转移栅极TG2的第四突起P4可通过第三间隙W3彼此面对或彼此分离。第二转移栅极TG2的第三突起P3与第三转移栅极TG3的第四突起P4可通过第三间隙W3彼此面对或彼此分离。第三转移栅极TG3的第三突起P3与第四转移栅极TG4的第四突起P4可通过第三间隙W3彼此面对或彼此分离。第四转移栅极TG4的第三突起P3与第一转移栅极TG1的第四突起P4可通过第三间隙W3彼此面对或彼此分离。第三间隙W3可小于第一间隙W1(W3<W1)。第三间隙W3可具有与第二间隙W2基本上相同的大小(W3＝W2)。形成在转移栅极TG1至TG4中的任一个的第三突起P3的侧壁以及转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第四突起P4的侧壁上的间隔物220具有填充第三间隙W3的形式。第三突起P3、第四突起P4和填充第三间隙W3的间隔物220可在形成钉扎层210的工艺中用作自对准掩模图案。
此外，作为改型，间隔物220可被设计为部分地填充第三间隙W3。形成在转移栅极TG1至TG4中的任一个的第三突起P3的侧壁上的间隔物220可能显著靠近形成在转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第四突起P4的侧壁上的间隔物220并且可能没有完全填充第三间隙W3。在这种情况下，间隔物220之间的距离(即，位于突起P1和P2之间并且未被间隔物220填充的部分的宽度)可显著窄。由于形成在转移栅极TG1至TG4中的任一个的第三突起P3的侧壁上的间隔物220与形成在转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第四突起P4的侧壁上的间隔物220之间的距离显著短，所以第三突起P3、第四突起P4和基本上填充第三间隙W3的间隔物220仍可在形成钉扎层210的工艺中用作自对准掩模图案。
在根据第二实施方式的图像传感器中，由于浮置扩散区域FD包括具有不同杂质掺杂浓度的第一扩散区域206和第二扩散区域208并且第一扩散区域206具有环绕第二扩散区域208的侧表面和底表面的形式，所以可防止浮置扩散区域FD中发生结泄漏，防止转换增益由于浮置扩散区域FD的电容的变化而减小，并且防止晕染。
另外，由于多个转移栅极TG1至TG4中的每一个具有一个或更多个突起，所以可通过自对准工艺来提供浮置扩散区域FD和钉扎层210。通过自对准工艺形成的浮置扩散区域FD和钉扎层210可防止在形成浮置扩散区域FD和钉扎层210的工艺中在光电转换元件PD之间注入不必要的杂质，由此可改进各个单元像素211至214之间的均匀性。
图7至图9是示出根据所公开的技术的第三实施方式的图像传感器的示例的表示的示图。图7是示出像素块的俯视图，图8是沿着图7的线I-I’截取的截面图。图9是沿着图7的线II-II’和III-III’截取的截面图。
如图7至图9所示，根据第三实施方式的图像传感器可包括像素阵列(参见图16的标号100)，并且该像素阵列可包括按照包括列和行的矩阵结构布置的多个像素块110。多个像素块110中的每一个可包括具有共享像素结构的多个单元像素211至214。例如，多个像素块110中的每一个可具有4共享像素结构。在一些实现方式中，多个像素块110中的每一个可具有四个单元像素211至214按照2×2矩阵结构布置并共享一个浮置扩散区域FD的形式。因此，像素块110可包括共享浮置扩散区域FD的第一单元像素211至第四单元像素214。
在根据第三实施方式的图像传感器的像素块110中，多个单元像素211至214中的每一个可包括：光电转换元件PD，其响应于入射光生成光电荷；浮置扩散区域FD，其暂时地存储光电转换元件PD中生成的光电荷；以及转移晶体管，其响应于从行驱动器(参见图16的标号150)传送来的转移信号将光电转换元件PD中生成的光电荷转移到浮置扩散区域FD。转移晶体管可包括形成在基板200上的转移栅极，并且转移栅极的两端可分别形成在浮置扩散区域FD和光电转换元件PD的部分上方。在一些实现方式中，转移栅极的端部可分别与光电转换元件PD的一部分和浮置扩散区域FD的一部分交叠。转移信号可被施加到转移栅极，并且光电转换元件PD和浮置扩散区域FD可分别用作转移晶体管的源极和漏极。
在根据第三实施方式的图像传感器中，像素块110可包括：基板200，其具有第一表面S1以及背离第一表面S1或与第一表面S1相对的第二表面S2；光电转换元件PD，其形成在基板200中以分别与多个单元像素211至214对应；钉扎层210，其形成在光电转换元件PD中；隔离结构202，其形成在基板200中并将相邻光电转换元件PD隔离；阱204，其形成在基板200中；以及浮置扩散区域FD，其形成在阱204中。
基板200可包括半导体基板。半导体基板200可以是或者可以具有单晶态并且包括包含硅的材料。在一些实现方式中，基板200可包括包含单晶硅的材料。基板200可以是通过减薄工艺减薄的基板或者包括通过外延生长形成的外延层的基板。例如，基板200可以是通过减薄工艺减薄的块状硅基板。在基板200中，第一表面S1可以是正面，第二表面S2可以是背面。
光电转换元件PD可包括光电二极管、光电晶体管、光栅或其组合。例如，光电二极管可用作光电转换元件PD。在一些实现方式中，光电转换元件PD可具有形成在基板200中并具有彼此互补的导电类型的第一杂质区域216和第二杂质区域218在与基板的表面S1和S2垂直的垂直方向上层叠的形式。第一杂质区域216可以是P型杂质区域，第二杂质区域218可以是N型杂质区域。第一杂质区域216的顶表面可与基板200的第一表面S1共面。第二杂质区域218可具有大于第一杂质区域216的厚度。在垂直方向上，第二杂质区域218可具有均匀掺杂分布或者杂质掺杂浓度在背离转移栅极的方向上逐渐减小的掺杂分布。后一种情况是为了确保电荷容易地在第二杂质区域218中在面向转移栅极的方向上从具有较低杂质掺杂浓度的区域移动到具有较高杂质掺杂浓度的区域。此外，在改型中，光电转换元件PD可具有多个第一杂质区域216和多个第二杂质区域218在垂直方向或水平方向上交替地层叠的形式。作为参考，垂直方向可指与基板200的表面S1和S2垂直的方向，水平方向可指与基板200的表面S1和S2平行的方向。
隔离结构202可起到将相邻像素块110和相邻单元像素211至214电隔离的作用。隔离结构202可包括STI(浅沟槽隔离)、DTI(深沟槽隔离)、势垒或其组合。势垒可包括通过将杂质注入到基板200中而形成的杂质区域。例如，势垒可以是通过将硼作为P型杂质注入到基板200中而形成的P型杂质区域。第三实施方式示出隔离结构202是势垒(例如，P型杂质区域)的情况。
钉扎层210可形成在基板200中并布置在光电转换元件PD中。在一些实现方式中，钉扎层210可形成在隔离结构202的一侧。钉扎层210可被构造为具有杂质浓度比阱204更高的P型杂质以防止在基板200的边界表面处生成暗电流。钉扎层210可形成在光电转换元件PD的第一杂质区域216中，并且可具有与基板200的第一表面S1共面的顶表面。钉扎层210的厚度可小于光电转换元件PD的第一杂质区域216的厚度。光电转换元件PD的第一杂质区域216和钉扎层210可具有彼此相同的导电类型，并且钉扎层210的杂质掺杂浓度可大于第一杂质区域216的杂质掺杂浓度。这是为了有效地防止生成暗电流。此外，尽管图中未示出，在隔离结构202是势垒(例如，P型杂质区域)的情况下，钉扎层210可甚至延伸到与光电转换元件PD相邻的隔离结构202。
阱204用于提供要形成浮置扩散区域FD的空间并且用作转移晶体管的沟道。阱204可具有P型导电性。在隔离结构202被实现为势垒(例如，P型杂质区域)的情况下，阱204可具有与隔离结构202相同类型的导电性，但是可具有比隔离结构202的杂质掺杂浓度大的杂质掺杂浓度。阱204可被设置在像素块110中的中心处，并且可与光电转换元件PD部分地交叠。
浮置扩散区域FD可被设置在像素块110的中心处，并且可形成在阱204中。浮置扩散区域FD可具有与阱204互补的导电类型，并且可包括具有彼此不同的杂质掺杂浓度的多个扩散区域206和208。例如，浮置扩散区域FD可具有N型导电性，并且可包括形成在阱204中的第一扩散区域206以及形成在第一扩散区域206中的第二扩散区域208。将浮置扩散区域FD配置为包括两个扩散区域206和208可有助于改进图像传感器的光学灵敏度，因为第一扩散区域206可起到改进并补充第二扩散区域208的电特性的作用。第一扩散区域206和第二扩散区域208可具有彼此相同的导电类型，并且第二扩散区域208的杂质掺杂浓度可大于第一扩散区域206的杂质掺杂浓度。第一扩散区域206可具有环绕第二扩散区域208的侧表面和底表面的形式。第一扩散区域206的面积可大于第二扩散区域208的面积。第一扩散区域206和第二扩散区域208中的每一个可沿着水平方向具有两个边缘。第一扩散区域206和第二扩散区域208的相邻边缘之间的距离可均匀。第二扩散区域208的侧壁(即，第一扩散区域206与第二扩散区域208之间的界面)可与形成在多个转移栅极TG1至TG4的侧壁上的间隔物220对准。
具有第一扩散区域206和第二扩散区域208的浮置扩散区域FD可防止其中发生结泄漏，并且可防止转换增益由于浮置扩散区域FD的电容的变化而减小。此外，由于浮置扩散区域FD包括环绕第二扩散区域208的第一扩散区域206，所以可防止相邻单元像素211至214之间的晕染。作为参考，当生成超过光电转换元件PD的电容的过量光电荷时，在光电转换元件PD与浮置扩散区域FD之间的势垒低于相邻光电转换元件PD之间的势垒的情况下，由于过量光电荷流到浮置扩散区域FD而非相邻光电转换元件PD，不会发生晕染。然而，在光电转换元件PD与浮置扩散区域FD之间的势垒高于相邻光电转换元件PD之间的势垒的情况下，可导致这样的问题：由于过量光电荷溢出到相邻光电转换元件PD，发生晕染。如果光电转换元件PD与浮置扩散区域FD之间的势垒被降低以防止晕染，则可导致另一问题：光电转换元件PD的线性阱电容(LWC)减小。然而，在根据第三实施方式的浮置扩散区域FD中，由于第一扩散区域206在光电转换元件PD与第二扩散区域208之间提供泄漏路径，所以可通过允许过量光电荷流到浮置扩散区域FD来防止晕染。由于不需要降低光电转换元件PD与浮置扩散区域FD之间的势垒，所以还可防止或减小光电转换元件PD的线性阱电容的减小。鉴于相对于光电转换元件PD的大小的第一扩散区域206的大小，由第一扩散区域206提供的泄漏路径可显著小。
在根据第三实施方式的图像传感器中，像素块110可包括：颜色分离元件230，其形成在基板200的第二表面S2上以与多个单元像素211至214对应；以及光聚焦元件240，其形成在颜色分离元件230上。颜色分离元件230可包括滤色器。光聚焦元件240可包括数字透镜或半球形透镜。
在参照图7、图8和图9根据第三实施方式的图像传感器中，像素块110可包括：多个转移栅极TG1至TG4，其形成在基板200上以分别与多个单元像素211至214对应；多个虚拟图案D1，其形成在多个转移栅极TG1至TG4当中的两个相邻转移栅极之间(图7和图9)；以及间隔物220，其形成在多个虚拟图案D1和多个转移栅极TG1至TG4的侧壁上。
间隔物220可形成在多个转移栅极TG1至TG4的侧壁和多个虚拟图案D1的侧壁上。间隔物220可在多个转移栅极TG1至TG4的侧壁上具有均匀的厚度(或线宽)W4。间隔物220可包括氧化物、氮化物、氮氧化物或其组合。间隔物220可在形成浮置扩散区域FD的工艺中用作自对准掩模图案。
多个转移栅极TG1至TG4可包括第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4可位于浮置扩散区域FD的不同侧。在一些实现方式中，第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4具有在像素块110中在顺时针方向上环绕浮置扩散区域FD的形式。换言之，在像素块110中，第一转移栅极TG1、第二转移栅极TG2、第三转移栅极TG3和第四转移栅极TG4可分别被设置在左上端、右上端、右下端和左下端。多个转移栅极TG1至TG4中的每一个可以是或者可以包括栅极介电层222和栅极224依次层叠的层叠结构。栅极介电层222可包括氧化物、氮化物、氮氧化物或其组合。栅极224可包括导电半导体材料、包括金属的导电材料或其组合。
多个转移栅极TG1至TG4中的每一个可具有多个侧壁SW1和SW2。至少一个虚拟图案D1可被设置在多个转移栅极TG1至TG4中的两个相邻转移栅极之间。在一些实现方式中，至少两个虚拟图案D1可被设置在多个转移栅极TG1至TG4中的两个相邻转移栅极之间。在示例性图像传感器中，至少一个虚拟图案可形成在浮置扩散区域FD上方或与浮置扩散区域FD交叠。这是为了使用至少一个虚拟图案通过自对准工艺形成浮置扩散区域FD。通过自对准工艺形成的浮置扩散区域FD可在第二扩散区域208与多个单元像素211至214中的每一个中的光电转换元件PD之间提供均匀的距离。即，可提供转移晶体管的均匀沟道长度。另外，可防止在形成浮置扩散区域FD的工艺中在相邻光电转换元件PD之间注入不必要的杂质离子。通过此，可改进图像传感器的操作特性。具体地讲，可改进各个单元像素211至214之间的均匀性。
第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个可具有第一侧壁SW1和第二侧壁SW2。在如图7所示的示例性平面图中，转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1和第二侧壁SW2在彼此不同的方向上延伸。例如，第一转移栅极TG1的第一侧壁SW1沿着第一方向延伸，第一转移栅极TG2的第二侧壁SW2沿着与第一方向垂直的第二方向延伸。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4的第一侧壁SW1和第二侧壁SW2可被布置为使得转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1和转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2在顺时针方向上交替地设置。第一虚拟图案D1可被设置在转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1与转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2之间。例如，第一虚拟图案D1可被设置在第一转移栅极TG1的第一侧壁SW1与第二转移栅极TG2的第二侧壁SW2之间、第二转移栅极TG2的第一侧壁SW1与第三转移栅极TG3的第二侧壁SW2之间、第三转移栅极TG3的第一侧壁SW1与第四转移栅极TG4的第二侧壁SW2之间以及第四转移栅极TG4的第一侧壁SW1与第一转移栅极TG1的第二侧壁SW2之间。第一虚拟图案D1可位于浮置扩散区域FD上方或与浮置扩散区域FD交叠。第一虚拟图案D1可位于浮置扩散区域FD的第一扩散区域206上方或与第一扩散区域206交叠。因此，第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4和第一虚拟图案D1可用作掩模图案并且可用于形成浮置扩散区域FD的第二扩散区域208。
第一虚拟图案D1可在形成转移栅极的工艺中一起形成。因此，各个第一虚拟图案D1可以是或者可以包括栅极介电层222和栅极224依次层叠的层叠结构。第一虚拟图案D1的平面形状可为各种形状或几何形状(包括四边形)，并且可具有满足相关设计规则的最小线宽。第一虚拟图案D1的最小线宽可确保第一虚拟图案D1形成在多个转移栅极TG1至TG4之间。
多个转移栅极TG1至TG4可位于浮置扩散区域FD的不同侧并且以第一间隙W1彼此邻近。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的任一个可具有通过第一间隙W1与第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2分离开的第一侧壁SW1。通过第一间隙W1分离开的第一侧壁和第二侧壁可被布置为彼此面对。例如，第一转移栅极TG1的第一侧壁SW1和第二转移栅极TG2的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第二转移栅极TG2的第一侧壁SW1和第三转移栅极TG3的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第三转移栅极TG3的第一侧壁SW1和第四转移栅极TG4的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第四转移栅极TG4的第一侧壁SW1和第一转移栅极TG1的第二侧壁SW2可利用第一间隙W1彼此面对。第一间隙W1是在未形成第一虚拟图案D1的区域中第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间的距离。第一间隙W1可具有能够防止第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间发生干扰的大小。例如，第一间隙W1可大于间隔物220的厚度W4的两倍(W1>2×W4)。
各个第一虚拟图案D1可位于转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1与转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2之间。当第一虚拟图案D1位于两个相邻转移栅极之间时，第一虚拟图案D1分别通过第二间隙W5和第三间隙W6与两个相邻转移栅极分离开。例如，一个第一虚拟图案D1可位于第一转移栅极TG1和第二转移栅极TG2之间并且分别通过第二间隙W5和第三间隙W6与第一转移栅极TG1和第二转移栅极TG2分离开。第二间隙W5和第三间隙W6可小于第一间隙W1，并且可具有彼此基本上相同的大小。形成在第一转移栅极TG1的第一侧壁SW1、第二转移栅极TG2的第二侧壁SW2以及第一转移栅极TG1与第二转移栅极TG2之间的第一虚拟图案D1的侧壁上的间隔物220可具有填充第二间隙W5和第三间隙W6的形式。因此，填充第二间隙W5和第三间隙W6的间隔物220和第一虚拟图案D1可在形成浮置扩散区域FD的工艺中用作自对准掩模图案。
在根据第三实施方式的图像传感器中，由于浮置扩散区域FD包括具有不同杂质掺杂浓度的第一扩散区域206和第二扩散区域208并且第一扩散区域206具有环绕第二扩散区域208的侧表面和底表面的形式，所以可防止浮置扩散区域FD中发生结泄漏，防止转换增益由于浮置扩散区域FD的电容的变化而减小，并且防止晕染。
另外，由于第一虚拟图案D1被设置在多个转移栅极TG1至TG4之间，所以可通过自对准工艺来提供浮置扩散区域FD。通过自对准工艺形成的浮置扩散区域FD可防止在形成浮置扩散区域FD的工艺中在光电转换元件PD之间注入不必要的杂质，由此可改进各个单元像素211至214之间的均匀性。
图10至图12是示出根据用于实现所公开的技术的第四实施方式的图像传感器的示例的表示的示图。图10是示出像素块的俯视图，图11是沿着图10的线I-I’截取的截面图。图12是沿着图10的线II-II’和III-III’截取的截面图。在下文中，为了说明方便，针对与第三实施方式相同的组件将使用相同的标号，并且本文中将省略其详细描述。
如图10至图12所示，根据第四实施方式的图像传感器可包括如上面所说明的第一虚拟图案D1，并且还包括第二虚拟图案D2(图10和图12)。第二虚拟图案D2可被设置在多个转移栅极TG1至TG4中的两个相邻转移栅极之间。
第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个可具有第一侧壁SW1和第二侧壁SW2。第一虚拟图案D1和第二虚拟图案D2可分别被设置在第一转移栅极TG1的第一侧壁SW1与第二转移栅极TG2的第二侧壁SW2之间、第二转移栅极TG2的第一侧壁SW1与第三转移栅极TG3的第二侧壁SW2之间、第三转移栅极TG3的第一侧壁SW1与第四转移栅极TG4的第二侧壁SW2之间以及第四转移栅极TG4的第一侧壁SW1与第一转移栅极TG1的第二侧壁SW2之间。在转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1与转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2之间的空间中，第一虚拟图案D1和第二虚拟图案D2可分别被设置在第一侧壁SW1和第二侧壁SW2之间的空间的相对两端。形成在两个相邻转移栅极的第一侧壁SW1和第二侧壁SW2之间的空间的侧面的第一虚拟图案D1可位于浮置扩散区域FD上方或与浮置扩散区域FD交叠。详细地讲，第一虚拟图案D1可与浮置扩散区域FD的第一扩散区域206交叠。因此，第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4和第一虚拟图案D1可用作掩模图案并且用于形成浮置扩散区域FD的第二扩散区域208的工艺。第二虚拟图案D2可形成在光电转换元件PD之间的隔离结构202上方或与隔离结构202交叠。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4和第二虚拟图案D2可用作掩模图案并用于形成钉扎层210的工艺。
第一虚拟图案D1和第二虚拟图案D2可在形成转移栅极的工艺中一起形成。因此，第一虚拟图案D1和第二虚拟图案D2中的每一个也可以是或者可以包括栅极介电层222和栅极224依次层叠的层叠结构。第一虚拟图案D1和第二虚拟图案D2的平面形状可为各种形状或几何形状(包括四边形)，并且可具有满足相关设计规则的最小线宽。第一虚拟图案D1和第二虚拟图案D2的最小线宽确保第一虚拟图案D1和第二虚拟图案D2形成在多个转移栅极TG1至TG4之间。
各个第二虚拟图案D2可位于多个转移栅极TG1至TG4当中的两个相邻转移栅极之间。在这种情况下，各个第二虚拟图案D2可通过第四间隙W7和第五间隙W8与两个相邻转移栅极分离开。例如，一个第二虚拟图案D2可邻近第一转移栅极TG1和第二转移栅极TG2并且分别通过第四间隙W7和第五间隙W8与第一转移栅极TG1和第二转移栅极TG2分离开。第四间隙W7和第五间隙W8可小于第一间隙W1，并且可具有彼此基本上相同的大小。形成在第一转移栅极TG1的第一侧壁SW1、第二转移栅极TG2的第二侧壁SW2以及介于第一转移栅极TG1和第二转移栅极TG2之间的第二虚拟图案D2的侧壁上的间隔物220可具有填充第四间隙W7和第五间隙W8的形式。因此，填充第四间隙W7和第五间隙W8的间隔物220和第二虚拟图案D2可在形成钉扎层210的工艺中用作自对准掩模图案。
在根据第四实施方式的图像传感器中，由于浮置扩散区域FD包括具有不同杂质掺杂浓度的第一扩散区域206和第二扩散区域208并且第一扩散区域206具有环绕第二扩散区域208的侧表面和底表面的形式，所以可防止浮置扩散区域FD中发生结泄漏，防止转换增益由于浮置扩散区域FD的电容的变化而减小，并且防止晕染。
另外，由于第一虚拟图案D1和第二虚拟图案D2被设置在多个转移栅极TG1至TG4之间，所以可通过自对准工艺来提供浮置扩散区域FD和钉扎层210。通过自对准工艺形成的浮置扩散区域FD和钉扎层210可防止在形成浮置扩散区域FD和钉扎层210的工艺中在光电转换元件PD之间注入不必要的杂质，由此可改进各个单元像素211至214之间的均匀性。
以下，将参照附图详细描述根据图4至图6所示的第二实施方式的图像传感器的制造方法的示例。为了说明方便，将针对一些组件使用图4至图6中所使用的相同标号。
图13A至图13F、图14A至图14F和图15A至图15F是示出根据本公开的实施方式的图像传感器的制造方法的示例的表示的示图。图13A至图13F是示出像素块的俯视图，图14A至图14F是沿着图13A至图13F的线I-I’截取的截面图。图15A至图15F是沿着图13A至图13F的线II-II’和III-III’截取的截面图。
如图13A、图14A和图15A所示，在具有第一表面S1以及背离第一表面S1或与第一表面S1相对的第二表面S2的基板10中形成与各个单元像素211至214对应的光电转换元件PD以及将相邻光电转换元件PD彼此电隔离的隔离结构12。然后，形成阱18以用于提供要形成浮置扩散区域FD的空间和转移晶体管的沟道。
基板10可包括包含单晶硅的材料。隔离结构12可形成为势垒。势垒可包括通过将例如硼的P型杂质注入到基板10中而形成的P型杂质区域。光电转换元件PD可形成为使得具有不同导电类型的第一杂质区域14和第二杂质区域16在与基板10的第一表面或第二表面垂直的垂直方向上层叠。第一杂质区域14可以是或者可以包括P型杂质区域，第二杂质区域16可以是或者可以包括N型杂质区域。第一杂质区域14可具有与基板10的第一表面S1共面的表面，并且可具有比第二杂质区域16薄的厚度。阱18可形成为具有与隔离结构12相同的导电类型，但是具有比隔离结构12的杂质掺杂浓度大的杂质掺杂浓度。阱18可被设置在像素块110中的中心处，并且可与光电转换元件PD部分地交叠。
接下来，在基板10上，形成多个转移栅极TG1至TG4。同时形成多个突起P1至P4。多个转移栅极TG1至TG4和多个突起P1至P4可通过一系列工艺来形成，这些工艺包括形成介电层和导电层依次层叠的层叠层以及选择性地蚀刻层叠层。因此，多个转移栅极TG1至TG4和多个突起P1至P4可形成为栅极介电层20和栅极22层叠的层叠结构。
多个转移栅极TG1至TG4可包括第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4。多个突起P1至P4可包括形成为联接到多个转移栅极TG1至TG4的第一突起P1至第四突起P4。在各个转移栅极中，第一突起P1和第三突起P3形成在转移栅极的第一侧壁SW1上，第二突起和第四突起形成在转移栅极的第二侧壁SW2上。转移栅极TG1和TG4被布置为使得转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1通过第一间隙W1与转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2分离开。第一突起P1至第四突起P4的平面形状可为四边形，但其它实现方式也是可能的。各个突起可具有满足相关设计规则的最小线宽。由于第一突起P1至第四突起P4的存在，第一突起P1至第四突起P4的最小线宽有助于防止彼此相邻的多个转移栅极TG1至TG4之间发生干扰。
第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个可具有第一侧壁SW1和第二侧壁SW2。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个可包括联接到第一侧壁SW1的第一突起P1和第三突起P3以及联接到第二侧壁SW2的第二突起P2和第四突起P4。第一突起P1和第三突起P3可分别被设置在第一侧壁SW1的相对两端，第二突起P2和第四突起P4可分别被设置在第二侧壁SW2的相对两端。第一突起P1和第二突起P2可形成在阱18上方或与阱18交叠，并且用作形成浮置扩散区域FD的后续工艺的掩模图案。第三突起P3和第四突起P4可形成在光电转换元件PD之间的隔离结构12上方或与隔离结构12交叠，并且可用作形成钉扎层34的后续工艺的掩模图案。第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4中的每一个可具有第一侧壁SW1和第二侧壁SW2。转移栅极TG1至TG4中的任一个的第一侧壁SW1通过第一间隙W1与转移栅极TG1至TG4中的相邻另一个的第二侧壁SW2分离开。第一间隙W1可意指能够防止第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间发生干扰的距离。在第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间，第一突起P1和第二突起P2可彼此面对或通过第二间隙W2彼此分离开。第二间隙W2可小于第一间隙W1。在第一转移栅极TG1至第四转移栅极TG4当中的两个相邻转移栅极之间，第三突起P3和第四突起P4可彼此面对或通过第三间隙W3分离开。第三间隙W3可小于第一间隙W1，并且可具有与第二间隙W2基本上相同的大小。
如图13B、图14B和图15B所示，在形成有多个转移栅极TG1至TG4的基板10上形成具有第一开口24A的第一掩模图案24。形成浮置扩散区域FD的第一扩散区域26的第一掩模图案24可例如利用光致防蚀剂层来形成。通过第一开口24A，形成在多个转移栅极TG1至TG4中的两个相邻转移栅极之间的空间下方的基板10、多个转移栅极TG1至TG4的部分以及多个转移栅极TG1至TG4的第一突起P1和第二突起P2可暴露。
通过使用第一掩模图案24作为离子注入屏障依次执行杂质离子注入工艺和退火工艺，形成第一扩散区域26。第一扩散区域26可用作浮置扩散区域FD。杂质离子注入工艺可使用N型杂质，例如砷(As)或磷(P)。随着退火工艺进行并且注入的杂质在退火工艺中扩散，第一扩散区域26可延伸以与多个转移栅极TG1至TG4的部分、第一突起P1和第二突起P2交叠。
然后，去除第一掩模图案24。
如图13C、图14C和图15C所示，在多个转移栅极TG1至TG4的侧壁和多个突起P1至P4的侧壁上形成间隔物28。间隔物28可形成为具有均匀的厚度(或线宽)W4。间隔物28可包括氧化物、氮化物、氮氧化物或其组合。间隔物28可这样形成：在形成有多个转移栅极TG1至TG4和多个突起P1至P4的基板10的表面上形成具有均匀厚度的介电层，然后对介电层执行毯覆式蚀刻工艺(例如，回蚀)。
间隔物28可形成为填充两个相邻转移栅极的第一突起P1与第二突起P2之间的空间，各个空间具有与第二间隙W2对应的大小。这是为了利用多个转移栅极TG1至TG4、第一突起P1、第二突起P2和间隔物28限定在形成浮置扩散区域FD的后续工艺中要形成浮置扩散区域FD的第二扩散区域30的空间。换言之，这是为了通过自对准工艺形成浮置扩散区域FD的第二扩散区域30。
另外，间隔物28被形成为填充两个相邻转移栅极的第三突起P3与第四突起P4之间的空间，各个空间具有与第三间隙W3对应的大小。这是为了利用多个转移栅极TG1至TG4、第三突起P3、第四突起P4和间隔物28限定在形成钉扎层34的后续工艺中要形成钉扎层34的空间。换言之，这是为了通过自对准工艺形成钉扎层34。
此外，间隔物28没有完全填充第一间隙W1。这是因为第一间隙W1具有能够防止相邻转移栅极TG1至TG4之间发生干扰的大小。例如，第一间隙W1可大于间隔物28的厚度W4的两倍。
如图13D、图14D和图15D所示，在形成有间隔物28的基板10上形成具有第一开口24A的第一掩模图案24。用于形成浮置扩散区域FD的第二扩散区域30的第一掩模图案24可例如利用光致防蚀剂层来形成。通过第一开口24A，第一扩散区域26、多个转移栅极TG1至TG4的部分以及多个转移栅极TG1至TG4的第一突起P1和第二突起P2可暴露。此外，填充位于两个相邻转移栅极的第一突起P1和第二突起P2之间并具有第二间隙W2的大小的空间的间隔物28可暴露。
通过使用第一掩模图案24和预制结构作为离子注入屏障依次执行杂质离子注入工艺和退火工艺，形成第二扩散区域30。预制结构可包括多个转移栅极TG1至TG4、第一突起P1、第二突起P2和间隔物28。利用预制结构，可按照自对准方式形成第二扩散区域30。因此，第二扩散区域30的侧壁可与间隔物28基本上对准。第二扩散区域30可用作浮置扩散区域FD。杂质离子注入工艺可使用N型杂质。
这样，可形成包括第一扩散区域26和第二扩散区域30的浮置扩散区域FD。第一扩散区域26和第二扩散区域30可具有彼此相同的导电类型，并且第二扩散区域30的杂质掺杂浓度可大于第一扩散区域26的杂质掺杂浓度。第一扩散区域26可具有环绕第二扩散区域30的侧表面和底表面的形式。第一扩散区域26的面积可大于第二扩散区域30的面积。在与基板10的表面S1和S2平行的水平方向上，第一扩散区域26的端部与第二扩散区域30的端部之间的距离可均匀。第一扩散区域26可起到改进和补充第二扩散区域30的电特性的作用。
在实施方式中，通过利用多个转移栅极TG1至TG4、第一突起P1、第二突起P2和间隔物28限定要形成第二扩散区域30的空间，可按照自对准方式形成第二扩散区域30，并且不需要用于限定第二扩散区域30的单独的掩模图案。换言之，限定第一扩散区域26的第一掩模图案24可在形成第二扩散区域30的工艺中重复使用，因此，可防止由于掩模未对准引起的特性劣化。通过此，浮置扩散区域FD可防止其中发生结泄漏并且可防止转换增益由于浮置扩散区域FD的电容的变化而减小。另外，可防止晕染。作为参考，可由于浮置扩散区域FD的大小(具体地讲，第二扩散区域30的大小或面积)的变化而导致浮置扩散区域FD的电容的变化。在实施方式中，由于使用预制结构通过自对准工艺形成第二扩散区域30，可根本上防止浮置扩散区域FD的电容的变化。然后，去除第一掩模图案24。
如图13E、图14E和图15E所示，在形成有浮置扩散区域FD的基板10上形成具有第二开口32A的第二掩模图案32。用于形成钉扎层34的第二掩模图案32可例如利用光致防蚀剂层来形成。通过第二开口32A，光电转换元件PD的未与转移栅极TG1至TG4交叠的部分可暴露。
通过使用第二掩模图案32作为离子注入屏障依次执行杂质离子注入工艺和退火工艺，形成钉扎层34。杂质离子注入工艺可使用例如硼的P型杂质。形成在光电转换元件PD中的钉扎层34用于防止生成暗电流。钉扎层34可形成在光电转换元件PD的第一杂质区域14中，并且可与基板10的第一表面S1共面。钉扎层34的厚度可小于光电转换元件PD的第一杂质区域14的厚度。为了有效地防止生成暗电流，光电转换元件PD的第一杂质区域14和钉扎层34可具有彼此相同的导电类型，并且钉扎层34的杂质掺杂浓度可大于第一杂质区域14的杂质掺杂浓度。
在实施方式中，通过多个转移栅极TG1至TG4、第三突起P3、第四突起P4和间隔物28与第二掩模图案32一起限定要形成钉扎层34的空间使得可防止由于掩模未对准引起的特性劣化。在一些实现方式中，在形成钉扎层34的工艺中，可有效地防止不必要的杂质注入到相邻光电转换元件PD之间或相邻转移栅极TG1至TG4之间的基板10中。然后，去除第二掩模图案32。
如图13F、图14F和图15F所示，在基板10的第二表面S2上形成颜色分离元件36和光聚焦元件38以与各个单元像素211至214对应。颜色分离元件36可包括滤色器，光聚焦元件38可包括半球形透镜。此后，可进一步执行本领域已知的合适工艺以完成图像传感器的制造。
从以上描述显而易见的是，在根据实施方式的图像传感器中，由于使用预制结构来形成浮置扩散区域FD和钉扎层34而无需用于形成浮置扩散区域FD和钉扎层34的单独掩模图案，所以可改进浮置扩散区域FD和钉扎层34的特性。由于没有形成用于形成浮置扩散区域FD和钉扎层34的单独掩模图案，所以可根本上防止由于掩模未对准引起的特性劣化。此外，制造成本可降低而无需用于形成浮置扩散区域FD和钉扎层34的单独掩模图案。
图16是示意性地示出基于本公开的实施方式的图像传感器的示例的表示的框图。
如图16所示，图像传感器可包括像素阵列100、相关双采样(CDS)120、模数转换器(ADC)130、缓冲器140、行驱动器150、定时生成器160、控制寄存器170和斜坡信号生成器180。多个像素110可按照矩阵结构布置。
定时生成器160生成一个或更多个控制信号以用于控制行驱动器150、相关双采样(CDS)120、模数转换器(ADC)130和斜坡信号生成器180的相应操作。控制寄存器170生成一个或更多个控制信号以用于控制斜坡信号生成器180、定时生成器160和缓冲器140的相应操作。
行驱动器150通过行线联接到像素阵列100。行驱动器150利用行线驱动像素阵列100。例如，行驱动器150可生成选择信号以用于从多条行线当中选择特定行线。多条行线分别与多个像素110联接。一条行线联接到多个像素110中的每一个。
相关双采样120通过列线联接到像素阵列150。多个像素110中的每一个感测入射光，并通过列线将图像重置信号和图像信号输出到相关双采样120。相关双采样120对从像素阵列100接收的图像重置信号和图像信号中的每一个执行采样。多个像素110分别联接到多条列线。一条列线联接到多个像素110中的每一个。模数转换器130与相关双采样120和斜坡信号生成器180联接。模数转换器130被配置为分别从相关双采样120和斜坡信号生成器180接收采样信号和斜坡信号，对从斜坡信号生成器180输出的斜坡信号与从相关双采样120输出的采样信号进行比较，并输出比较信号。在一些实现方式中，模数转换器130联接到定时生成器160，定时生成器160向模数转换器130提供时钟信号。模数转换器130使用从定时生成器160提供的时钟信号来对比较信号的电平转变时间进行计数，并向缓冲器140输出计数值。在一些实现方式中，定时生成器160还联接到斜坡信号生成器180并且斜坡信号生成器180可在定时生成器160的控制下操作。
缓冲器140联接到模数转换器130以从模数转换器130接收数字信号。在一些实现方式中，缓冲器140可包括存储器(未示出)和感测放大器(未示出)。缓冲器140存储从模数转换器130输出的数字信号。在一些实现方式中，缓冲器140的存储器存储由模数转换器130计数并提供的计数值。计数值可与从多个像素110输出的信号关联。缓冲器140还被配置为感测并放大所存储的数字信号，并输出放大的结果信号。缓冲器140的感测放大器被构造为感测并放大从存储器输出的相应计数值。
根据上述实施方式的图像传感器可用在各种电子装置或***中。以下，将参照图17描述根据实施方式的图像传感器被应用于相机的情况。
图17是示意性地示出包括基于所公开的技术的实施方式的图像传感器的电子装置的示例的表示的图。
参照图17，包括基于所公开的技术的实施方式的图像传感器的电子装置可以是能够拍摄静止图像或运动画面的相机。电子装置可包括光学***(或光学透镜)910、快门单元911、图像传感器900、用于控制/驱动图像传感器900和快门单元911的驱动单元913以及信号处理单元912。
光学***910将来自对象的图像光(入射光)引导到图像传感器900的像素阵列(参见图16的标号100)。光学***910可由多个光学透镜构造而成。快门单元911控制图像传感器900的光照射周期和光遮蔽周期。驱动单元913控制图像传感器900的传输操作和快门单元911的快门操作。信号处理单元912对从图像传感器900输出的信号执行各种类型的信号处理。信号处理后的图像信号Dout可被存储在诸如存储器的存储介质中，或者被输出到监视器等。
基于上述解决方案的本公开形成光阻挡层以被嵌入在相差检测像素(第一像素)的光电转换元件与成像像素(第二像素)的光电转换元件之间的沟槽中，由此可防止由光学串扰导致的特性劣化。另外，仅在相差检测像素与成像像素之间的部分区域中形成用于光阻挡层的沟槽，由此可防止归因于沟槽的特性劣化。
尽管本专利文献包含许多细节，但是这些不应被解释为对任何发明的范围或可要求保护的范围的限制，而应被解释为可能特定发明的特定实施方式所特定的特征的描述。在本专利文献中在单独实施方式的上下文中描述的特定特征也可在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可在多个实施方式中单独地实现或者以任何合适的子组合实现。此外，尽管特征在上面可描述为按照特定组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可从组合被删除，并且要求保护的组合可涉及子组合或子组合的变型。
类似地，尽管在附图中按照特定次序描绘了操作，这不应被理解为要求按照所示的特定次序或顺序次序执行这些操作或者要执行所有示出的操作，以实现所描述的结果。此外，在本专利文献中描述的实施方式中的各种***组件的分离不应被理解为在所有实施方式中均要求这种分离。仅描述了几个实现方式和示例。可基于本专利文献中描述和示出的内容进行其它实现、增强和变化。
相关申请的交叉引用
本专利文献要求2017年11月30日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2017-0163392的优先权和权益，其公开通过引用整体并入本文。

Claims (24)

1.一种图像传感器，该图像传感器包括：
第一转移栅极、第二转移栅极、第三转移栅极和第四转移栅极，所述第一转移栅极、所述第二转移栅极、所述第三转移栅极和所述第四转移栅极形成在基板上方，其中，所述第一转移栅极至所述第四转移栅极中的每一个具有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁具有第一突起并且所述第二侧壁具有第二突起；以及
浮置扩散区域，该浮置扩散区域形成在所述基板中，并且与所述第一转移栅极至所述第四转移栅极部分地交叠，
其中，
所述第一转移栅极的第一侧壁被布置为面对所述第二转移栅极的第二侧壁，
所述第二转移栅极的第一侧壁被布置为面对所述第三转移栅极的第二侧壁，
所述第三转移栅极的第一侧壁被布置为面对所述第四转移栅极的第二侧壁，并且
所述第四转移栅极的第一侧壁被布置为面对所述第一转移栅极的第二侧壁，
其中，所述第一侧壁上的所述第一突起与所述第二侧壁上的所述第二突起彼此面对，
其中，所述第一突起和所述第二突起与所述浮置扩散区域交叠。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，该图像传感器还包括：
形成在所述第一转移栅极的侧壁和所述第二转移栅极的侧壁上的间隔物，
其中，所述间隔物填充所述第一突起与所述第二突起之间的空间。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，该图像传感器还包括：
形成在所述第一转移栅极的侧壁和所述第二转移栅极的侧壁上并具有厚度的间隔物，并且
其中，所述第一转移栅极和所述第二转移栅极通过间隙分离开，所述间隙大于所述间隔物的所述厚度的两倍。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述浮置扩散区域包括：
第一扩散区域，该第一扩散区域形成在所述基板中；以及
第二扩散区域，该第二扩散区域形成在所述第一扩散区域中并具有与所述第一扩散区域相同的导电类型以及大于所述第一扩散区域的杂质掺杂浓度。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一扩散区域环绕所述第二扩散区域的侧表面和底表面。
6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一突起和所述第二突起与所述第一扩散区域交叠。
7.根据权利要求4所述的图像传感器，该图像传感器还包括：
形成在所述第一转移栅极的侧壁和所述第二转移栅极的侧壁上的间隔物，并且
其中，所述第一扩散区域与所述第二扩散区域之间的界面与所述间隔物的侧壁对准。
8.一种图像传感器，该图像传感器包括：
第一转移栅极、第二转移栅极、第三转移栅极和第四转移栅极，所述第一转移栅极、所述第二转移栅极、所述第三转移栅极和所述第四转移栅极形成在基板上方，
其中，所述第一转移栅极至所述第四转移栅极中的每一个具有第一侧壁，所述第一侧壁具有彼此面对的第一突起和第三突起，
其中，所述第一转移栅极至所述第四转移栅极中的每一个具有第二侧壁，所述第二侧壁具有彼此面对的第二突起和第四突起；以及
浮置扩散区域，该浮置扩散区域形成在所述基板中，并且与所述第一转移栅极和所述第二转移栅极部分地交叠，
其中，
所述第一转移栅极的第一侧壁被布置为面对所述第二转移栅极的第二侧壁，
所述第二转移栅极的第一侧壁被布置为面对所述第三转移栅极的第二侧壁，
所述第三转移栅极的第一侧壁被布置为面对所述第四转移栅极的第二侧壁，并且
所述第四转移栅极的第一侧壁被布置为面对所述第一转移栅极的第二侧壁，
其中，所述第一侧壁上的所述第三突起与所述第二侧壁上的所述第四突起彼此面对。
9.根据权利要求8所述的图像传感器，该图像传感器还包括：
形成在所述第一转移栅极的侧壁和所述第二转移栅极的侧壁上的间隔物，
其中，所述间隔物填充所述第一突起与所述第二突起之间的空间以及所述第三突起与所述第四突起之间的另一空间。
10.根据权利要求8所述的图像传感器，该图像传感器还包括：
形成在所述基板中并且分别包括与所述第一转移栅极和所述第二转移栅极交叠的第一区域的第一光电转换元件和第二光电转换元件；以及
形成在所述第一光电转换元件的第二区域和所述第二光电转换元件的第二区域中的钉扎层，所述第二区域不同于所述第一区域。
11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，所述基板具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一转移栅极和所述第二转移栅极形成在所述基板的所述第一表面上方，并且所述钉扎层具有与所述基板的所述第一表面共面的表面。
12.一种图像传感器，该图像传感器包括：
浮置扩散区域，该浮置扩散区域形成在基板中；
第一转移栅极、第二转移栅极、第三转移栅极和第四转移栅极，所述第一转移栅极、所述第二转移栅极、所述第三转移栅极和所述第四转移栅极形成在所述基板上方以与所述浮置扩散区域部分地交叠；以及
第一虚拟图案，所述第一虚拟图案形成在所述基板上方以与所述浮置扩散区域交叠，并且分别被设置在所述第一转移栅极与所述第二转移栅极之间、所述第二转移栅极与所述第三转移栅极之间、所述第三转移栅极与所述第四转移栅极之间、以及所述第四转移栅极与所述第一转移栅极之间。
13.根据权利要求12所述的图像传感器，该图像传感器还包括：
形成在所述第一转移栅极至所述第四转移栅极的侧壁和所述第一虚拟图案的侧壁上的间隔物。
14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述间隔物填充所述第一转移栅极与设置在所述第一转移栅极和所述第二转移栅极之间的第一虚拟图案之间的空间以及所述第二转移栅极与所述第一虚拟图案之间的空间。
15.根据权利要求12所述的图像传感器，该图像传感器还包括：
第二虚拟图案，该第二虚拟图案形成在所述基板上方以不与所述浮置扩散区域交叠，并且被设置在所述第一转移栅极与所述第二转移栅极之间；
间隔物，所述间隔物形成在所述第一转移栅极的侧壁、所述第二转移栅极的侧壁、设置在所述第一转移栅极和所述第二转移栅极之间的第一虚拟图案的侧壁和所述第二虚拟图案的侧壁上；
第一光电转换元件和第二光电转换元件，所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件形成在所述基板中并且分别包括与所述第一转移栅极和所述第二转移栅极交叠的第一区域；以及
钉扎层，该钉扎层形成在所述第一光电转换元件的第二区域和所述第二光电转换元件的第二区域中，所述第二区域不同于所述第一区域。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述基板具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一转移栅极和所述第二转移栅极形成在所述基板的所述第一表面上方，并且所述钉扎层具有与所述基板的所述第一表面共面的表面。
17.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述第一转移栅极和所述第二转移栅极分别包括彼此面对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一虚拟图案和所述第二虚拟图案被设置在所述第一转移栅极的所述第一侧壁与所述第二转移栅极的所述第二侧壁之间的空间的相对两侧。
18.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述间隔物填充所述第一转移栅极与所述第一虚拟图案之间的空间、所述第二转移栅极与所述第一虚拟图案之间的空间、所述第一转移栅极与所述第二虚拟图案之间的空间以及所述第二转移栅极与所述第二虚拟图案之间的空间。
19.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述第一转移栅极、所述第二转移栅极、所述第一虚拟图案和所述第二虚拟图案中的每一个具有栅极介电层和栅极层叠的层叠结构。
20.根据权利要求12所述的图像传感器，该图像传感器还包括：
形成在所述第一转移栅极的侧壁、所述第二转移栅极的侧壁和设置在所述第一转移栅极和所述第二转移栅极之间的第一虚拟图案的侧壁上并具有厚度的间隔物，并且
其中，所述第一转移栅极通过间隙与所述第二转移栅极分离开，并且所述间隙的宽度大于所述间隔物的所述厚度的两倍。
21.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，所述浮置扩散区域包括：
第一扩散区域，该第一扩散区域形成在所述基板中；以及
第二扩散区域，该第二扩散区域形成在所述第一扩散区域中并具有与所述第一扩散区域相同的导电类型以及大于所述第一扩散区域的杂质掺杂浓度。
22.根据权利要求21所述的图像传感器，其中，所述第一扩散区域环绕所述第二扩散区域的侧表面和底表面。
23.根据权利要求21所述的图像传感器，其中，所述第一虚拟图案与所述第一扩散区域交叠。
24.根据权利要求21所述的图像传感器，该图像传感器还包括：
形成在所述第一转移栅极至所述第四转移栅极的侧壁和所述第一虚拟图案的侧壁上的间隔物，并且
其中，所述第一扩散区域与所述第二扩散区域之间的界面与所述间隔物的侧壁对准。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102549400B1 (ko) * 2018-03-21 2023-06-30 에스케이하이닉스 주식회사 Pd 바이어스 패턴들을 갖는 이미지 센서
KR20210010017A (ko) 2019-07-19 2021-01-27 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서
KR20210017459A (ko) * 2019-08-08 2021-02-17 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서
KR20210125744A (ko) * 2020-04-09 2021-10-19 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
KR20210133739A (ko) * 2020-04-29 2021-11-08 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서
US20220320154A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Photodiode structure for image sensor

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2685770B2 (ja) * 1987-12-28 1997-12-03 株式会社東芝 不揮発性半導体記憶装置
KR20050011947A (ko) * 2003-07-24 2005-01-31 매그나칩 반도체 유한회사 시모스 이미지센서의 플로팅 확산영역 제조방법
JP4578792B2 (ja) * 2003-09-26 2010-11-10 富士通セミコンダクター株式会社 固体撮像装置
JP4647404B2 (ja) 2004-07-07 2011-03-09 三星電子株式会社 転送ゲート電極に重畳しながら自己整列されたフォトダイオードを有するイメージセンサの製造方法
TWI310987B (en) * 2005-07-09 2009-06-11 Samsung Electronics Co Ltd Image sensors including active pixel sensor arrays
KR20070006982A (ko) * 2005-07-09 2007-01-12 삼성전자주식회사 수광 효율이 향상된 독출 소자 공유 이미지 센서
JP4752447B2 (ja) * 2005-10-21 2011-08-17 ソニー株式会社 固体撮像装置およびカメラ
JP4764243B2 (ja) * 2006-04-20 2011-08-31 株式会社東芝 固体撮像装置
US7924333B2 (en) * 2007-08-17 2011-04-12 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus providing shared pixel straight gate architecture
JP5292787B2 (ja) * 2007-11-30 2013-09-18 ソニー株式会社 固体撮像装置及びカメラ
JP2010199450A (ja) 2009-02-27 2010-09-09 Sony Corp 固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置および電子機器
JP5428395B2 (ja) * 2009-03-04 2014-02-26 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、および撮像装置
US8237207B2 (en) * 2010-01-12 2012-08-07 Himax Imaging, Inc. Back side illumination image sensor and a process thereof
JP5537523B2 (ja) * 2011-09-22 2014-07-02 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2016058635A (ja) * 2014-09-11 2016-04-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP2018046088A (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 セイコーエプソン株式会社 固体撮像装置及び電子機器
KR102617389B1 (ko) * 2016-10-06 2023-12-26 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서
CN212625579U (zh) * 2020-04-24 2021-02-26 格科微电子（上海）有限公司 图像传感器的像素结构

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