CN110875340A - 图像传感器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种图像传感器。该图像传感器包括：基板，包括有源区和虚设区；在有源区上的多个单位像素；在基板的第一表面上的透明导电层；光阻挡层，在透明导电层上并且电连接到透明导电层，光阻挡层具有与光透过区相邻的网格结构；以及焊盘，在虚设区上电连接到光阻挡层。

Description

图像传感器
技术领域
本公开涉及图像传感器，具体地，涉及互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。
背景技术
图像传感器是将光学图像转换为电信号的电子器件。随着计算机和通信产业的最近发展，在诸如数码相机、便携式摄像机、个人通信***、游戏机、安保摄像头、用于医疗应用的***头和/或机器人的各种应用中对高性能图像传感器的需求增加。
图像传感器通常可以分为电荷耦合器件(CCD)和/或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。由于CMOS图像传感器具有简单的操作方法并且能以单个芯片(其中集成了信号处理电路)的形式提供，因此可以减小其产品尺寸。另外，由于CMOS图像传感器需要相对低的功耗，因此CMOS图像传感器可以用在具有有限电池容量的电子设备中。此外，CMOS图像传感器可以使用CMOS制造技术来制造，因此，可以降低其制造成本。此外，CMOS图像传感器可以提供高分辨率图像。因此，CMOS图像传感器的使用正在迅速增加。
发明内容
本发明构思的一些实施方式提供了具有改善的暗电流特性的图像传感器。
根据本发明构思的一些实施方式，一种图像传感器可以包括：基板，包括有源区和虚设区；在有源区上的多个单位像素；在基板的第一表面上的透明导电层；光阻挡层，在透明导电层上并且电连接到透明导电层，光阻挡层具有与光透过区相邻的网格结构；以及焊盘，在虚设区上电连接到光阻挡层。
根据本发明构思的一些实施方式，一种图像传感器可以包括：基板，包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；在第一表面上的第一器件隔离图案，第一器件隔离图案在基板中与多个单位像素相邻的沟槽中；以及在第一器件隔离图案上的透明导电层。沟槽的深度可以小于基板的厚度。
根据本发明构思的一些实施方式，一种图像传感器可以包括：基板，包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；沟槽，在基板中限定多个单位像素；以及在基板的第一表面上的透明导电层。透明导电层可以包括在沟槽中的垂直部分，并且垂直部分的与第一表面相邻的宽度可以大于垂直部分的与第二表面相邻的宽度。
附图说明
通过以下结合附图的简要描述，将更清楚地理解示例实施方式。附图表示如这里所述的非限制性示例实施方式。
图1是示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的框图。
图2是根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的有源像素传感器阵列的电路图。
图3是示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的俯视图。
图4A、4B和4C分别是沿图3的线I-I'、II-II'和III-III'截取的剖视图。
图5至7是沿图3的线I-I'截取的剖视图并且示出了根据本发明构思的示例实施方式的制造图像传感器的方法。
图8A、8B和图8C分别是沿图3的线I-I'、II-II'和III-III'截取的剖视图并且示出了根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器。
图9是示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的俯视图。
图10A、10B和10C分别是沿图9的线I-I'、II-II'和III-III'截取的剖视图。
图11、12、13和14A是沿图9的线I-I'截取的剖视图并且示出了根据本发明构思的示例实施方式的制造图像传感器的方法。
图14B是根据本发明构思的示例实施方式的沿图9的线III-III'截取的剖视图。
图15A和15B分别是沿图9的线I-I'和III-III'截取的剖视图并且示出了根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器。
应注意，这些图旨在说明在某些示例实施方式中使用的方法、结构和/或材料的一般特征，并补充下面提供的书面描述。然而，这些图不是按比例的，并且可以不精确地反映任何给定实施方式的精确结构或性能特征，并且不应被解释为限定或限制示例实施方式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位置可以被减小或夸大。在各个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
应注意，关于一个实施方式描述的本发明构思的方面可以并入不同的实施方式中，尽管没有相对于其具体描述。也就是，所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合进行组合。本发明构思的这些和其它目的和/或方面在下面阐述的说明书中被详细解释。当在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的一个或更多个的任何和所有组合。当在一列元素之前时，诸如“……的至少一个”的表述修饰整列元素而不修饰列中的单独元素。现在将参照附图更全面地描述本发明构思的示例实施方式，附图中示出了示例实施方式。
图1是示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的框图。
参照图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、时序发生器5、相关双采样器(CDS)6、模数转换器(ADC)7和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多个单位像素，并且可以用于将光学信号转换为电信号。有源像素传感器阵列1可以由从行驱动器3发送的多个驱动信号(例如像素选择信号、复位信号和电荷转移信号)驱动。转换的电信号可以被发送到相关双采样器6。
行驱动器3可以被配置为基于由行解码器2解码的信息生成用于驱动单位像素的驱动信号，然后将这样的驱动信号发送到有源像素传感器阵列1。当单位像素以矩阵形式(即以行和列)布置时，驱动信号可以被提供到相应行。
时序发生器5可以被配置为向行解码器2和列解码器4提供时序和控制信号。
相关双采样器6可以被配置为接收在有源像素传感器阵列1中生成的电信号，然后执行保持和采样所接收的电信号的操作。例如，相关双采样器6可以使用电信号的特定噪声电平和信号电平执行双采样操作，然后输出与噪声电平和信号电平之间的差相对应的差值电平。
模数转换器7可以被配置为将包括关于从相关双采样器6输出的差值电平的信息的模拟信号转换为数字信号。
I/O缓冲器8可以被配置为锁存数字信号，然后基于由列解码器4解码的信息将锁存的数字信号顺序输出到图像信号处理部(未示出)。
图2是根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的有源像素传感器阵列的电路图。
参照图1和2，有源像素传感器阵列1可以包括多个单位像素PX，其布置成矩阵形状。每个单位像素PX可以包括传输晶体管TX和逻辑晶体管RX、SX和DX。逻辑晶体管可以包括复位晶体管RX、选择晶体管SX和驱动晶体管DX。传输晶体管TX可以包括传输栅TG。每个单位像素PX还可以包括光电转换器件PD和浮置扩散区FD。
光电转换器件PD可以被配置为产生与外部入射光的量成比例的光电荷并且存储光电荷。光电转换器件PD可以包括光电二极管、光电晶体管、光门、钉扎光电二极管或其任何组合。传输晶体管TX可以被配置为将在光电转换器件PD中产生的电荷传输到浮置扩散区FD。浮置扩散区FD可以被配置为接收在光电转换器件PD中产生的电荷，并将它们累积地存储在其中。驱动晶体管DX可以通过将要存储在浮置扩散区FD中的光电荷的量来控制。
复位晶体管RX可以被配置为周期性地释放存储在浮置扩散区FD中的光电荷。复位晶体管RX可以包括连接到浮置扩散区FD的漏电极和连接到电源电压VDD的源电极。当复位晶体管RX导通时，电源电压VDD可以通过复位晶体管RX的源电极施加到浮置扩散区FD。因此，存储在浮置扩散区FD中的电荷可以通过在导通状态下的复位晶体管RX释放，结果，浮置扩散区FD可以处于复位状态。
驱动晶体管DX可以用作源极跟随器缓冲放大器。驱动晶体管DX可以被配置为放大浮置扩散区FD的电位变化并将放大的信号输出到输出线Vout。
选择晶体管SX可以用于选择单位像素PX的每行以进行读取操作。当选择晶体管SX导通时，电源电压VDD可以施加到驱动晶体管DX的漏电极。
图3是示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的俯视图。图4A、4B和4C分别是沿图3的线I-I'、II-II'和III-III'截取的剖视图。
参照图3和图4A至4C，根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器可以包括光电转换层10、互连层20和光学透明层30。光电转换层10可以插置在互连层20与光学透明层30之间。光电转换层10可以包括半导体基板100和提供在半导体基板100中的光电转换区110。光电转换区110可以被配置为将从外部入射的光转换成电信号。
半导体基板100可以具有第一或前表面100a和第二或后表面100b，其彼此相对。互连层20可以设置在半导体基板100的第一表面100a上，并且光学透明层30可以设置在半导体基板100的第二表面100b上。将理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各种元件，但是元件不应受这些术语限制；相反，这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件而不背离本发明构思的范围。
半导体基板100可以是第一导电类型(例如p型)的外延层形成在第一导电类型的体硅晶片上的基板。在制造图像传感器的过程中，可以去除体硅晶片，并且在这种情况下，半导体基板100可以由第一导电类型的外延层形成。作为另一示例，半导体基板100可以是体硅晶片，其中形成第一导电类型的阱。作为又一示例，半导体基板100可以包括第二导电类型(例如n型)的外延层、第二导电类型的体硅晶片、或绝缘体上硅(SOI)晶片。
半导体基板100可以包括提供在其中心区域中的有源区AR以及提供为包围有源区AR的虚设区DR。多个单位像素PX可以提供在有源区AR上。多个虚设像素DPX可以提供在虚设区DR的至少一部分上。虚设像素DPX可以具有与单位像素PX相似的结构，但是可以不用于单位像素PX的图像感测操作(即，将光学信号转换为电信号)。
有源区AR可以包括多个单位像素PX。第一器件隔离图案101可以与半导体基板100的第二表面100b相邻地提供，以限定多个单位像素PX。第一器件隔离图案101可以部分地填充沟槽TR，该沟槽TR从半导体基板100的第二表面100b朝向第一表面100a延伸。第一器件隔离图案101可以至少部分地覆盖半导体基板100的第二表面100b。换言之，第一器件隔离图案101可以包括沟槽TR中的第一部分和覆盖半导体基板100的第二表面100b的第二部分。第一器件隔离图案101可以包括其折射率低于半导体基板100(例如由硅制成)的折射率的绝缘材料。例如，第一器件隔离图案101可以包括硅氧化物层、硅氮氧化物层或硅氮化物层中的至少一种。
沟槽TR的底部TRb可以与半导体基板100的第一表面100a间隔开。换言之，沟槽TR的深度可以小于半导体基板100的厚度。沟槽TR的宽度可以在从半导体基板100的第二表面100b朝向第一表面100a的方向上逐渐减小。
单位像素PX可以在第一方向D1和第二方向D2上二维地布置，第一方向D1和第二方向D2彼此不平行。换言之，单位像素PX可以沿第一方向D1和第二方向D2布置或者布置成矩阵形状。
光电转换区110可以提供在每个单位像素PX中。光电转换区110可以是具有与半导体基板100的第一导电类型不同的第二导电类型(例如n型)的杂质区。作为示例，光电转换区110可以与半导体基板100的第二表面100b相邻，并且可以与第一表面100a垂直间隔开。光电转换区110可以在与第一表面100a相邻的第一区和与第二表面100b相邻的第二区之间具有杂质浓度差。
半导体基板100和光电转换区110可以构成光电二极管。在每个单位像素PX中，第一导电类型的半导体基板100和第二导电类型的光电转换区110可以构成p-n结光电二极管。构成光电二极管的光电转换区110可以被配置为产生和累积光电荷，并且光电荷的量可以与入射光的强度成比例。
第二器件隔离图案103可以与半导体基板100的第一表面100a相邻地提供，以限定多个有源图案。每个单位像素PX可以包括有源图案。每个有源图案可以包括例如浮置扩散区FD和杂质区IR。
第二器件隔离图案103的宽度可以在从半导体基板100的第一表面100a朝向第二表面100b的方向上逐渐减小。第二器件隔离图案103可以与第一器件隔离图案101垂直间隔开。第二器件隔离图案103可以由硅氧化物层、硅氮氧化物层或硅氮化物层中的至少一种形成或包括硅氧化物层、硅氮氧化物层或硅氮化物层中的至少一种。
先前参照图2描述的传输晶体管TX和逻辑晶体管RX、SX和DX可以提供在半导体基板100的第一表面100a上。传输晶体管TX可以提供在每个单位像素PX上。传输晶体管TX可以电连接到光电转换区110。
传输晶体管TX可以包括传输栅TG和浮置扩散区FD。传输栅TG可以包括***到半导体基板100中的下部以及连接到下部且相对于半导体基板100的第一表面100a具有向上突出的形状的上部。栅极电介质层GI可以插置在传输栅TG与半导体基板100之间。浮置扩散区FD可以具有与半导体基板100的第一导电类型不同的第二导电类型(例如n型)。
逻辑晶体管(例如图2的RX、SX和DX)可以提供在每个单位像素PX上。作为示例，逻辑晶体管可以包括复位晶体管RX。
互连层20可以包括第一互连线212和第二互连线213以及覆盖传输晶体管TX和逻辑晶体管RX、SX和DX的第一至第三层间绝缘层221、222和223。第一互连线212和第二互连线213可以通过下接触插塞BCP电连接到传输晶体管TX和逻辑晶体管RX、SX和DX。
互连层20可以被配置为对由光电转换区110转换的电信号执行信号处理操作。第一互连线212和第二互连线213可以分别提供在堆叠于半导体基板100的第一表面100a上的第二层间绝缘层222和第三层间绝缘层223中。在一些实施方式中，第一互连线212和第二互连线213可以被提供而与光电转换区110的布置无关。当在俯视图中被观察时，第一互连线212和第二互连线213可以被提供为交叉光电转换区110。
光学透明层30可以包括透明导电层TEL、光阻挡层GR、第一至第三滤色器303a、303b和303c、以及微透镜307。光学透明层30可以被配置为收集并过滤外部入射光，然后将光提供到光电转换层10。
透明导电层TEL可以提供在第一器件隔离图案101上。透明导电层TEL可以通过第一器件隔离图案101与半导体基板100电断开。光阻挡层GR可以提供在透明导电层TEL上。作为示例，透明导电层TEL可以由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)或有机透明导电材料中的至少一种形成或包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)或有机透明导电材料中的至少一种。作为示例，光阻挡层GR可以由金属性材料(诸如钨(W)、铜(Cu)、铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)、钌(Ru)、钯(Pd)、铂(Pt)、钴(Co)或镍(Ni))中的至少一种形成或者包括金属性材料(诸如钨(W)、铜(Cu)、铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)、钌(Ru)、钯(Pd)、铂(Pt)、钴(Co)或镍(Ni))中的至少一种。
光阻挡层GR可以具有网格结构。详细地，光阻挡层GR可以包括在第一方向D1上延伸的第一延伸部分GRa和在第二方向D2上延伸的第二延伸部分GRb。光透过区LPR可以由彼此交叉的第一延伸部分GRa和第二延伸部分GRb限定。光透过区LPR可以在第一方向D1和第二方向D2上二维地布置。光透过区LPR可以与单位像素PX和虚设像素DPX垂直交叠。光可以通过光透过区LPR入射到单位像素PX中。
光阻挡层GR还可以包括在虚设区DR上的光阻挡部分GRc。光阻挡部分GRc可以与虚设像素DPX相邻。光阻挡部分GRc可以防止光入射到半导体基板100中。
光阻挡层GR可以电连接到半导体基板100的***区域上(例如在虚设区DR外侧)的焊盘PAD。作为示例，光阻挡层GR和焊盘PAD可以通过从焊盘PAD延伸的导电线以及在导电线与光阻挡层GR之间的上接触插塞TCP彼此电连接。
负电压可以被施加到焊盘PAD。作为示例，焊盘PAD可以连接到电荷泵，并且可以施加有从电荷泵提供的负电压。在一些实施方式中，恒定的负电压可以被施加到焊盘PAD。
透明导电层TEL可以包括水平部分HP和垂直部分VP。在一些实施方式中，水平部分HP可以被提供以完全覆盖半导体基板100的第二表面100b。水平部分HP可以基本上平行于半导体基板100的第二表面100b。水平部分HP可以插置在光阻挡层GR与第一器件隔离图案101之间。水平部分HP可以插置在第一至第三滤色器303a、303b和303c与第一器件隔离图案101之间。水平部分HP可以与单位像素PX和虚设像素DPX垂直交叠。
垂直部分VP可以从半导体基板100的第二表面100b朝向第一表面100a垂直延伸。当在俯视图中被观察时，垂直部分VP可以与光阻挡层GR的第一延伸部分GRa和第二延伸部分GRb交叠。换言之，垂直部分VP可以具有网格结构。垂直部分VP可以至少部分地填充提供有第一器件隔离图案101的沟槽TR。垂直部分VP可以插置在每对相邻的单位像素PX之间。当在俯视图中被观察时，垂直部分VP可以被提供为围绕每个单位像素PX。垂直部分VP的宽度可以在从半导体基板100的第二表面100b朝向第一表面100a的方向上逐渐减小。作为示例，与第二表面100b相邻的垂直部分VP的宽度W1可以大于与第一表面100a相邻的垂直部分VP的宽度W2。
光阻挡层GR和透明导电层TEL可以彼此直接接触并且可以彼此电连接。负电压可以通过焊盘PAD和光阻挡层GR施加到透明导电层TEL。在单位像素PX中产生的正电荷可以通过围绕单位像素PX的透明导电层TEL释放。因此，可以改善图像传感器的暗电流特性。
第一至第三滤色器303a、303b和303c可以提供在透明导电层TEL和光阻挡层GR上。第一至第三滤色器303a、303b和303c可以分别提供在单位像素PX上。微透镜307可以分别提供在第一至第三滤色器303a、303b和303c上。平坦化层305可以插置在第一至第三滤色器303a、303b和303c与微透镜307之间。
第一至第三滤色器303a、303b和303c可以是原色滤色器。作为示例，第一滤色器303a可以是绿色滤色器，第二滤色器303b可以是蓝色滤色器，第三滤色器303c可以是红色滤色器。在一些实施方式中，第一至第三滤色器303a、303b和303c可以布置成拜耳图案。
图5至7是沿图3的线I-I'截取的剖视图并且示出了根据本发明构思的示例实施方式的制造图像传感器的方法。
参照图3和5，具有彼此相对的第一表面100a和第二表面100b的半导体基板100可以被提供。半导体基板100可以包括有源区AR和虚设区DR。半导体基板100可以被掺杂以具有第一导电类型(例如p型)。
第二器件隔离图案103可以形成在半导体基板100的第一表面100a上。第二器件隔离图案103的形成可以包括在半导体基板100的第一表面100a中形成浅沟槽以及用绝缘层至少部分地填充浅沟槽。绝缘层可以由硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物中的至少一种形成或包括硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物中的至少一种。
第二器件隔离图案103可以被形成以限定有源图案。浮置扩散区FD和杂质区IR可以通过用杂质掺杂每个有源图案来形成。先前参照图2描述的传输晶体管TX和逻辑晶体管RX、SX和DX可以形成在有源图案上。
第一层间绝缘层221可以形成在半导体基板100的第一表面100a上。第一层间绝缘层221可以形成为覆盖形成在半导体基板100的第一表面100a上的传输晶体管TX和逻辑晶体管RX、SX和DX。
第二层间绝缘层222和第三层间绝缘层223可以形成在第一层间绝缘层221上。第一互连线212和第二互连线213可以分别形成在第二层间绝缘层222和第三层间绝缘层223中。下接触插塞BCP可以形成为将第一互连线212和第二互连线213电连接到传输晶体管TX和逻辑晶体管RX、SX和DX。
参照图3和6，可以在半导体基板100的第二表面100b上执行蚀刻工艺以形成沟槽TR。沟槽TR可以被形成为具有小于半导体基板100的厚度的深度。沟槽TR可以被形成为具有在从半导体基板100的第二表面100b朝向第一表面100a的方向上逐渐减小的宽度。当在俯视图中被观察时，沟槽TR可以形成为具有网格结构。多个单位像素PX可以通过沟槽TR限定在有源区AR中。单位像素PX可以在两个不同的方向(例如第一方向D1和第二方向D2)上二维地布置。
参照图3和7，第一器件隔离图案101和透明导电层TEL可以被顺序地形成以至少部分地填充沟槽TR。第一器件隔离图案101可以被共形地形成以部分地填充沟槽TR。第一器件隔离图案101可以覆盖半导体基板100的第二表面100b。在一些实施方式中，第一器件隔离图案101可以包括硅氧化物层、硅氮氧化物层或硅氮化物层中的至少一种。
透明导电层TEL可以形成为完全填充提供有第一器件隔离图案101的沟槽TR。透明导电层TEL可以包括提供在半导体基板100的第二表面100b上的水平部分HP和提供为至少部分地填充沟槽TR的垂直部分VP。作为示例，透明导电层TEL可以由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)或有机透明导电材料中的至少一种形成或包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)或有机透明导电材料中的至少一种。
光电转换区110可以通过用杂质掺杂有源区AR而形成在单位像素PX中。光电转换区110可以具有不同于第一导电类型(例如p型)的第二导电类型(例如n型)。
返回参照图3和图4A至4C，可以在半导体基板100的第二表面100b上执行平坦化工艺，以允许透明导电层TEL具有平坦的顶表面。光阻挡层GR可以形成在透明导电层TEL上。光阻挡层GR可以形成为具有网格结构。第一至第三滤色器303a、303b和303c可以形成在光阻挡层GR上。第一至第三滤色器303a、303b和303c可以分别形成在单位像素PX上。微透镜307可以形成在第一至第三滤色器303a、303b和303c上。
图8A、8B和图8C分别是沿图3的线I-I'、II-II'和III-III'截取的剖视图并且示出了根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器。在以下描述中，先前参照图3和图4A至4C描述的元件可以通过相同的附图标记标识，而不重复其重复描述。
参照图3和图8A至8C，第一器件隔离图案101可以被提供以完全填充沟槽TR。换言之，参照图4A至4C描述的透明导电层TEL的垂直部分VP可以被省略。透明导电层TEL可以覆盖第一器件隔离图案101的顶表面。透明导电层TEL可以平行于半导体基板100的第二表面100b。
图9是示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的俯视图。图10A、10B和10C分别是沿图9的线I-I'、II-II'和III-III'截取的剖视图。在以下描述中，先前参照图3和图4A至4C描述的元件可以通过相同的附图标记标识，而不重复其重复描述。
参照图9和图10A至10C，第一器件隔离图案101和导电图案105可以提供在穿透半导体基板100的沟槽TR中。沟槽TR的深度可以基本上等于半导体基板100的厚度。沟槽TR可以具有在从半导体基板100的第二表面100b朝向第一表面100a的方向上逐渐增加的宽度。
第一器件隔离图案101可以被提供为共形地且部分地填充沟槽TR。除了第一器件隔离图案101之外，导电图案105可以填充沟槽TR的整个部分。导电图案105的顶表面和第一器件隔离图案101的顶表面可以与半导体基板100的第二表面100b共面。导电图案105的底表面和第一器件隔离图案101的底表面可以与半导体基板100的第一表面100a共面。
当在俯视图中被观察时，导电图案105可以被提供为具有网格结构。导电图案105可以与光阻挡层GR的第一延伸部分GRa和第二延伸部分GRb交叠。导电图案105可以插置在一对相邻的单位像素PX之间。导电图案105可以具有在从半导体基板100的第二表面100b朝向第一表面100a的方向上逐渐增加的宽度。导电图案105可以由导电材料中的至少一种形成或包括导电材料中的至少一种。作为示例，导电图案105可以包括n型或p型多晶硅。
第一平坦化层301可以提供在半导体基板100的第二表面100b上。第一平坦化层301可以包括硅氧化物层。透明导电层TEL可以提供在第一平坦化层301上。参照图4A至4C描述的透明导电层TEL的垂直部分VP可以被省略。
返回参照图9和10C，透明导电层TEL可以包括虚设区DR上的接触部分CNT。当在俯视图中被观察时，接触部分CNT可以提供在一对相邻的虚设像素DPX之间。接触部分CNT可以提供为穿透第一平坦化层301并与导电图案105接触。透明导电层TEL可以通过接触部分CNT电连接到导电图案105。在有源区AR上，透明导电层TEL可以与导电图案105间隔开，并且第一平坦化层301插置其间。换言之，接触部分CNT可以不提供在有源区AR上。
图11、12、13和14A是沿图9的线I-I'截取的剖视图并且示出了根据本发明构思的示例实施方式的制造图像传感器的方法。图14B是沿图9的线III-III'截取的剖视图。
参照图9和11，具有彼此相对的第一表面100a和第二表面100b的半导体基板100可以被提供。第二器件隔离图案103可以形成在半导体基板100的第一表面100a上。第二器件隔离图案103可以形成为限定有源图案。
参照图9和12，可以在半导体基板100的第一表面100a上执行蚀刻工艺以形成沟槽TR。沟槽TR可以形成为具有在从半导体基板100的第一表面100a朝向第二表面100b的方向上逐渐减小的宽度。当在俯视图中被观察时，沟槽TR可以形成为具有网格结构。多个单位像素PX可以通过沟槽TR限定在有源区AR中。
第一器件隔离图案101和导电图案105可以形成为至少部分地填充沟槽TR。第一器件隔离图案101和导电图案105的形成可以包括共形地形成器件隔离层以部分地填充沟槽TR、在器件隔离层上形成导电层以至少部分地填充沟槽TR、以及平坦化器件隔离层和导电层从而暴露半导体基板100的第一表面100a。作为示例，第一器件隔离图案101可以由硅氧化物、硅氮氧化物或硅氮化物中的至少一种形成或包括硅氧化物、硅氮氧化物或硅氮化物中的至少一种。导电图案105可以由n型或p型多晶硅层形成或包括n型或p型多晶硅层。
参照图9和13，浮置扩散区FD和杂质区IR可以通过用杂质掺杂每个有源图案来形成。先前参照图2描述的传输晶体管TX和逻辑晶体管RX、SX和DX可以形成在有源图案上。
第一至第三层间绝缘层221、222和223可以形成在半导体基板100的第一表面100a上。第一互连线212和第二互连线213可以分别形成在第二层间绝缘层222和第三层间绝缘层223中。下接触插塞BCP可以被形成。
参照图9、14A和14B，可以在半导体基板100的第二表面100b上执行平坦化工艺以暴露导电图案105。第一平坦化层301可以形成在半导体基板100的第二表面100b上。第一平坦化层301可以被形成为覆盖导电图案105的暴露的顶表面。
虚设区DR上的第一平坦化层301可以被图案化以形成暴露导电图案105的顶表面的孔HO。当在俯视图中被观察时，孔HO可以形成在一对相邻的虚设像素DPX之间。
返回参照图9和10A至10C，透明导电层TEL可以形成在第一平坦化层301上。透明导电层TEL可以包括填充孔HO的接触部分CNT。光阻挡层GR可以形成在透明导电层TEL上。光阻挡层GR可以形成为具有网格结构。第一至第三滤色器303a、303b和303c可以形成在光阻挡层GR上。第一至第三滤色器303a、303b和303c可以分别形成在单位像素PX上。微透镜307可以形成在第一至第三滤色器303a、303b和303c上。
图15A和15B分别是沿图9的线I-I'和III-III'截取的剖视图并且示出了根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器。在以下描述中，先前参照图9和图10A至10C描述的元件可以通过相同的附图标记标识，而不重复其重复描述。
参照图9、15A和15B，导电图案105可以由透明导电材料形成或包括透明导电材料。例如，导电图案105可以由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)或有机透明导电材料中的至少一种形成或包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)或有机透明导电材料中的至少一种。在一些实施方式中，导电图案105可以包括与透明导电层TEL相同的材料。
在根据本发明构思的一些实施方式的图像传感器中，负电压被施加到提供在单位像素上的透明导电层，并且在这种情况下，单位像素中产生的正电荷能通过透明导电层有效地去除。这可以改善图像传感器的暗电流特性。
虽然已经具体示出和描述了本发明构思的示例实施方式，但是本领域普通技术人员将理解，可以在此进行在形式和细节上的变化而不背离所附权利要求的精神和范围。
本申请要求享有2018年8月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0101918号的优先权，其全部内容通过引用在此合并。

Claims (20)

1.一种图像传感器，包括：
包括有源区和虚设区的基板；
在所述有源区上的多个单位像素；
在所述基板的第一表面上的透明导电层；
在所述透明导电层上并且电连接到所述透明导电层的光阻挡层，所述光阻挡层具有与光透过区相邻的网格结构；以及
电连接到所述光阻挡层的焊盘，其中所述焊盘在所述虚设区上。
2.如权利要求1所述的图像传感器，还包括：
器件隔离图案，在与所述多个单位像素中的至少一个相邻的沟槽中。
3.如权利要求2所述的图像传感器，其中所述透明导电层包括：
基本平行于所述第一表面的水平部分；以及
在所述沟槽中的垂直部分。
4.如权利要求3所述的图像传感器，其中所述垂直部分与所述光阻挡层的所述网格结构垂直交叠。
5.如权利要求2所述的图像传感器，其中所述器件隔离图案插置在所述第一表面与所述透明导电层之间。
6.如权利要求2所述的图像传感器，其中所述沟槽的深度小于所述基板的厚度。
7.如权利要求2所述的图像传感器，还包括：
在所述沟槽中的导电图案；和
在所述第一表面与所述透明导电层之间的平坦化层，
其中所述透明导电层包括接触部分，所述接触部分穿透所述虚设区上的所述平坦化层，并且
其中所述接触部分电连接到所述导电图案。
8.如权利要求1所述的图像传感器，还包括：
在所述光阻挡层上的滤色器；以及
在所述滤色器中的相应滤色器上的微透镜。
9.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述多个单位像素中的每个包括光电转换区。
10.如权利要求1所述的图像传感器，还包括：
在所述基板的第二表面上的传输晶体管和逻辑晶体管；以及
在所述第二表面上的层间绝缘层中的互连线，
其中所述互连线电连接到所述传输晶体管和所述逻辑晶体管。
11.一种图像传感器，包括：
基板，包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
在所述第一表面上的第一器件隔离图案，所述第一器件隔离图案在所述基板中与多个单位像素相邻的沟槽中；以及
在所述第一器件隔离图案上的透明导电层，
其中所述沟槽的深度小于所述基板的厚度。
12.如权利要求11所述的图像传感器，还包括：
光阻挡层，提供在所述透明导电层上并且电连接到所述透明导电层，
其中所述光阻挡层具有与光透过区相邻的网格结构，并且
其中所述光透过区分别与所述多个单位像素垂直交叠。
13.如权利要求12所述的图像传感器，还包括：
在所述光阻挡层上的滤色器；以及
在所述滤色器中的相应滤色器上的微透镜。
14.如权利要求11所述的图像传感器，其中所述透明导电层包括：
基本平行于所述第一表面的水平部分；以及
在所述沟槽中的垂直部分。
15.如权利要求11所述的图像传感器，还包括，
第二器件隔离图案，在所述第二表面上以限定多个有源图案；以及
互连线，提供在所述第二表面上的层间绝缘层中并且电连接到所述有源图案。
16.一种图像传感器，包括：
基板，包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
沟槽，在所述基板中限定多个单位像素；和
在所述基板的所述第一表面上的透明导电层，
其中所述透明导电层包括在所述沟槽中的垂直部分，以及
其中所述垂直部分的与所述第一表面相邻的宽度大于所述垂直部分的与所述第二表面相邻的宽度。
17.如权利要求16所述的图像传感器，还包括：
光阻挡层，在所述透明导电层上并且电连接到所述透明导电层，
其中所述光阻挡层具有与光透过区相邻的网格结构，所述光透过区分别与所述多个单位像素垂直交叠，并且
其中所述垂直部分与所述光阻挡层的所述网格结构垂直交叠。
18.如权利要求17所述的图像传感器，还包括：
焊盘，提供在所述基板的***区域上并且电连接到所述光阻挡层。
19.如权利要求16所述的图像传感器，其中所述透明导电层还包括：
平行于所述第一表面的水平部分。
20.如权利要求16所述的图像传感器，还包括：
在所述基板与所述透明导电层之间的器件隔离图案，
其中所述器件隔离图案至少部分地填充所述沟槽。
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