KR102406820B1 - 감광 픽셀, 이미지 센서, 및 그 제조 방법 - Google Patents

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젱-시얀 린
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Abstract

감광 픽셀은 기판, 감광 영역, 부유 확산 영역, 전송 게이트 및 제어 전극을 포함한다. 감광 영역은 기판 내에 위치한다. 부유 확산 영역은 기판 내에서 감광 영역 옆에 위치한다. 전송 게이트는 기판 상에 배치되며 감광 영역 내로 연장된다. 제어 전극은 기판 상에 배치되며 부유 확산 영역 내로 연장된다.

Description

감광 픽셀, 이미지 센서, 및 그 제조 방법{PHOTOSENSING PIXEL, IMAGE SENSOR AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
<관련 출원과의 상호 참조>
본원은 2019년 12월 24일에 출원한 미국 가출원 번호 제62/953,472호의 이익을 주장한다. 전술한 특허 출원의 전체는 여기에 참조로 병합되어 본 명세서의 일부를 구성한다.
상보형 금속 산화물 반도체(CMOS, Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서(CIS)는 예컨대 디지털 카메라를 포함하는 수많은 애플리케이션에 사용되고 있다. 이미지 센서는 광학 이미지를, 디지털 이미지로서 표현될 수 있는 디지털 데이터로 변환한다. 이미지 센서는 광을 검출하고 검출된 광의 세기(휘도)를 기록하기 위한 픽셀 어레이(또는 그리드)를 포함한다. 픽셀 어레이는 전하를 축적함으로써 광에 반응한다. 그런 다음 축적된 전하는 디지털 카메라와 같은 적절한 애플리케이션에 사용할 컬러 및 휘도 신호를 제공하는 데에 (예컨대, 다른 회로에 의해) 사용된다.
본 개시내용의 양태들은 첨부 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 해당 산업계의 표준 관행에 따라, 다양한 피처를 비율에 따라 도시하지는 않는다. 사실상, 다양한 피처의 임계 치수는 설명의 편의상 임의대로 확대 또는 축소될 수 있다.
도 1a 내지 도 1e는 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태에 따른 이미지 센서를 제조하는 방법에 있어서의 다양한 스테이지의 개략 단면도이다.
도 2는 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태에 따른 픽셀의 개략 상면도이다.
도 3은 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태에 따른 이미지 센서의 등가의 회로도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시내용의 일부 대조적인 실시형태에 따른 이미지 센서에서 감광 영역으로부터 부유 확산 영역으로의 전하 이동을 보여주는 퍼텐셜 우물 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태에 따른 이미지 센서에서 감광 영역으로부터 부유 확산 영역으로의 전하 이동을 보여주는 퍼텐셜 우물 도면이다.
이하의 설명에서는 제공하는 청구 대상의 상이한 특징을 구현하기 위해 다수의 상이한 실시형태 또는 예를 제공한다. 본 개시내용을 단순화하기 위해 컴포넌트 및 구성의 특정 실시예에 대해 후술한다. 물론 이들은 예시일 뿐이며, 한정되는 것을 목적으로 하지 않는다. 예를 들어, 이어지는 설명에 있어서 제1 피처 위(over) 또는 상(on)의 제2 피처의 형성은 제2 및 제1 피처가 직접 접촉으로 형성되는 실시형태를 포함할 수도 있고, 제2 및 제1 피처가 직접 접촉하지 않도록 제1 및 제1 피처 사이에 추가 피처가 형성될 수 있는 실시형태도 또한 포함할 수 있다. 또한, 본 개시내용은 다양한 실시예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이 반복은 단순화 및 명확화를 위한 것이며, 그 자체가 설명하는 다양한 실시형태 및/또는 구성 사이의 관계를 지시하지 않는다.
또한, "아래에(beneath)", "밑에(below)", "하위의(lower)", "상에(on)", "위에(over)", "상부의(overlying)", "위에(above)". "상위의(upper)" 등의 공간 관련 용어는 도면에 나타내는 바와 같이 한 엘리먼트 또는 피처와 다른 엘리먼트 또는 피처와의 관계를 설명함에 있어서 설명의 용이성을 위해 본 명세서에 이용될 수 있다. 공간 관련 용어는 도면에 나타내는 방향 외에, 사용 또는 동작 시의 디바이스의 상이한 방향도 포함하는 것을 의도한다. 장치는 다른 식으로 지향(90도 또는 다른 방향으로 회전)될 수 있으며 본 명세서에 사용한 공간 관련 기술자(descriptor)는 그에 따라 마찬가지로 해석될 수 있다.
도 1a 내지 도 1e는 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태에 따른 이미지 센서를 제조하는 방법에 있어서의 다양한 스테이지의 개략 단면도이다. 도 1a를 참조하면, 전면(frontside)(102FT)과 후면(backside)(102BK)을 구비한 기판(102)이 제공된다. 일부 실시형태에 있어서, 기판(102)은 반도체 웨이퍼 또는 웨이퍼 상의 하나 이상의 다이 등의 임의 유형의 반도체 바디부(예컨대, 실리콘/CMOS 벌크, SiGe, SOI 등)와 함께, 그 위에 형성된/형성되거나 다른 식으로 그것과 연관된 임의의 다른 유형의 반도체 및/또는 에피택셜층을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 기판(102)은 제1 전도성 타입을 갖는 제1 도펀트로 도핑된다. 또한, 제1 전도성 타입의 복수의 제1 도핑웰(doped well)(A1, A2, A3, A4 및 A5)이 기판(102)에 형성된다. 일부 실시형태에서, 제1 도핑웰(A1, A2, A3, A4 및 A5) 각각은 동일하거나 상이한 도핑 농도를 가질 수 있으며, 이것은 설계 요건에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 제1 도핑웰(A1, A2, A3, A4 및 A5)은 약 1014 /cm3 내지 약 1019 /cm3의 범위의 도핑 농도를 가질 수 있다. 5개의 제1 도핑웰(A1, A2, A3, A4 및 A5)이 도 1a에 도시되지만, 기판(102) 내의 제1 도핑웰의 수는 이것에 한정되지 않음을 알아야 할 것이다. 일부 대안적 실시형태에서는, 설계 요건에 따라 제1 도핑웰의 수와 도핑웰의 영역이 적절히 조정될 수 있다.
또한, 일부 실시형태에서는, 제2 전도성 타입을 갖는 제2 도펀트로 기판(102)을 도핑함으로써 기판(102) 내에 감광 영역(PD)이 형성될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 제2 도펀트는 제1 도펀트와는 상이하다. 예를 들어, 일 예시적인 실시형태에서, 제1 도펀트는 P타입 도펀트이고 제2 도펀트는 N타입 도펀트이다. 그러나, 본 개시내용은 이에 한정되지 않는다. 일부 다른 실시형태에서는, 제1 도펀트가 N타입 도펀트이고 제2 도펀트가 P타입 도펀트이다. 도 1a에 도시하는 바와 같이, 일부 실시형태에서, 기판(102) 내에 복수의 제2 도핑웰(B1, B2 및 B3)을 형성함으로써 감광 영역(PD)이 형성된다. 일부 실시형태에서, 제2 도핑웰(B1, B2 및 B3)은 약 1014 /cm3 내지 약 1019 /cm3의 범위의 도핑 농도를 가질 수 있다. 일 예시적인 실시형태에서, 제2 도핑웰(B1, B2 및 B3)의 도핑 농도는 기판(102)의 전면(102FT)로부터 기판의 후면(102BK)까지 증가한다. 다시 말해, 제2 도핑웰(B2)은 제2 도핑웰(B1)보다 더 높은 도핑 농도를 가질 수 있고, 제2 도핑웰(B3)은 제2 도핑웰(B2)보다 더 높은 도핑 농도를 가질 수 있다. 그러나 이것은 본 개시내용에서 제한으로 해석되지 않는다. 일부 실시형태에서, 제2 도핑웰(B1, B2 및 B3) 각각은 동일하거나 상이한 도핑 농도를 가질 수 있으며, 이것은 설계 요건에 따라 조정될 수 있다. 마찬가지로, 설계 요건에 따라 제2 도핑웰의 수와 도핑웰의 영역이 적절히 조정될 수 있다.
도 1a에서 추가로 도시되는 바와 같이, 감광 영역(PD)은 기판(102) 내에 매립되고 제1 도핑웰(A1, A2, A3, A4 및 A5)에 의해 둘러싸인다. 소정의 실시형태에서, 입사광의 조사 시에, 감광 영역(PD)은 입사광에 반응하여 이미지 전하를 축적할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 감광 영역(PD) 및 기판(102)은 서로 접촉하여 복사선을 전기 신호로 변환하도록 구성되는 P-N 정션 포토다이오드를 형성한다.
일부 실시형태에서, 기판(102) 내에서 감광 영역(PD) 옆에 부유 확산 영역(FD)이 배치된다. 예를 들어, 부유 확산 영역(FD)은 기판(102)의 전면(102FT)로부터 기판(102) 내의 위치까지 배치된다. 소정의 실시형태에서, 부유 확산 영역(FD)은 기판(102)의 제1 도핑웰(A2) 상에 위치한다. 또한, 부유 확산 영역(FD)은 제2 전도성 타입의 저농도 도핑웰(lightly doped well)(130A)과 제2 전도성 타입의 고농도 도핑웰(heavily doped well)(130B)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 저농도 도핑웰(130A)은 기판(102)의 제1 도핑웰(A2) 상에 위치하고, 고농도 도핑웰(130B)은 저농도 도핑웰(130A) 상에 위치한다. 일 예시적인 실시형태에서, 감광 영역(PD)이 N타입 도펀트로 도핑되고 기판(102)이 P타입 도펀트로 도핑되면, 부유 확산 도핑 영역(FD)은 저농도 도핑 n웰(130A)과 고농도 도핑 n웰(130B)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 부유 확산 영역(FD)은 이미지 전하를 저장하기 위한 커패시터로서 기능할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 다양한 도핑 영역을 형성하기 위해 기판(102)을 도핑한 후에, 기판(102)은 개구부(OP1, OP2)를 형성하도록 패터닝될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 패터닝 공정은 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 감광 영역(PD) 내로 연장되는 개구부(OP1)가 기판(102)에 형성되고, 부유 확산 영역(FD) 내로 연장되는 다른 개구부(OP2)가 기판(102)에 형성된다. 예시적인 실시형태에서, 개구부(OP1)는 제2 도핑웰(B3)을 통과하여 연장되고 감광 영역(PD)의 제2 도핑웰(B1) 쪽으로 연장된다. 또한, 일부 실시형태에서, 개구부(OP2)는 부유 확산 영역(FD)을 통과하여 연장되고 기판(102)의 제1 도핑웰(A2) 쪽으로 연장된다. 일부 실시형태에 있어서, 개구부(OP1)의 깊이는 개구부(OP2)의 깊이와 실질적으로 동일하다. 소정의 실시형태에서, 개구부(OP1 및 OP2)는 동일한 단계에서 패터닝된다.
일부 실시형태에서, 개구부(OP1 및 OP2)를 형성한 후에, 게이트 유전체(104A)가 개구부(OP1)에 형성될 수 있고, 유전체층(104B)이 개구부(OP2)에 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 게이트 유전체(104A)는 감광 영역(PD)을 덮도록 개구부(OP1)의 측벽 상에 등각으로 형성된다. 일부 실시형태에서, 유전체층(104B)은 부유 확산 영역(FD)을 덮도록 개구부(OP2)의 측벽 상에 등각으로 형성된다. 일부 실시형태에 있어서, 게이트 유전체(104A)와 유전체층(104B)은 동일한 재료로 형성된다. 그러나, 본 개시내용은 이에 한정되지 않는다. 대안적 실시형태에서는, 게이트 유전체(104A)와 유전체층(104B)이 상이한 재료로 형성될 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 게이트 유전체(104A)와 유전체층(104B)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 또는 하이-k 유전체 재료와 같은 재료로 형성된다. 하이-k 유전체 재료는 일반적으로 4보다 큰 유전 상수를 가진 유전체 재료이다. 일부 실시형태에서, 하이-k 유전체 재료는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 하이-k 유전체에 사용되는 금속 산화물의 예는 Li, Be, Mg, Ca, Sr, Sc, Y, Zr, Hf, Al, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, 및/또는 이들의 혼합물의 산화물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 게이트 유전체(104A)와 유전체층(104B)은 원자층 퇴적(ALD), 화학적 기상 퇴적(CVD), 물리적 기상 퇴적(PVD), 열 산화, UV-오존 산화, 또는 이들의 조합 등의 적절한 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 게이트 유전체(104A)와 유전체층(104B)은 이들 재료의 선택에 따라, 동일한 단계에서 형성될 수도 상이한 단계에서 형성될 수도 있다.
도 1c를 참조하면, 일부 실시형태에서, 게이트 유전체(104A)와 유전체층(104B)을 형성한 후에, 전송 게이트(Tx)(예컨대, 수직 전송 게이트) 및 제어 전극(Va)이 게이트 유전체(104A)와 유전체층(104B) 위에 그리고 개구부(OP1 및 OP2) 내에 각각 형성된다. 일부 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)는 기판(102)의 전면(102FT) 상에 위치하고 감광 영역(PD) 내로 연장된다. 일부 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)는 게이트 유전체(104A)에 의해 둘러싸이고, 게이트 유전체(104A)에 의해 감광 영역(PD)으로부터 분리된다. 소정의 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)는 제2 도핑웰(B3)을 통과하여 기판(102) 내로 연장되고 감광 영역(PD)의 제2 도핑웰(B1) 쪽으로 연장된다. 일부 실시형태에서, 제어 전극(Va)은 기판(102)의 전면(102FT) 상에 위치하고 부유 확산 영역(FD) 내로 연장된다. 일부 실시형태에서, 제어 전극(Va)은 유전체층(104B)에 의해 둘러싸이고, 유전체층(104B)에 의해 부유 확산 영역(FD)으로부터 분리된다. 소정의 실시형태에서, 제어 전극(Va)은 제1 도핑웰(A2), 저농도 도핑웰(130A) 및 고농도 도핑웰(130B)에 의해 둘러싸이도록 부유 확산 영역(FD) 내로 그리고 기판(102) 내로 연장된다.
또한, 예시적인 실시형태에서, 감광 영역(PD) 내로 연장되는 전송 게이트(Tx)의 깊이는 부유 확산 영역(FD) 내로 연장되는 제어 전극(Va)의 깊이와 실질적으로 동일하다. 일 예시적인 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)의 깊이와 제어 전극(Va)의 깊이는 0.05 μm 이상이다. 전송 게이트(Tx)의 깊이와 제어 전극(Va)의 깊이가 실질적으로 동일한 것으로 도시되지만, 본 개시내용은 이것에 한정되지 않는다. 일부 다른 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)의 깊이는 제어 전극(Va)의 깊이와 상이하다. 예를 들어, 전송 게이트(Tx)의 깊이는 제어 전극(Va)의 깊이보다 클 수도 있다. 한편, 전송 게이트(Tx)의 깊이는 제어 전극(Va)의 깊이보다 작을 수도 있다.
일부 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)와 제어 전극(Va)은 동일한 단계에서 형성될 수 있고 동일한 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 본 개시내용은 이에 한정되지 않는다. 일부 실시형태에서는, 전송 게이트(Tx)와 제어 전극(Va)이 상이한 단계에서 형성될 수도 있고 상이한 재료로 형성될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)와 제어 전극(Va)은 폴리실리콘 또는 금속과 같은 재료로 제조될 수 있다. 또한, 전송 게이트(Tx)와 제어 전극(Va)은 원자층 퇴적(ALD), 화학적 기상 퇴적(CVD), 물리적 기상 퇴적(PVD), 도금, 또는 이들의 조합 등의 적절한 공정을 사용하여 형성될 수 있다.
예시적 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)와 제어 전극(Va)은 기판(102)에 제1 도핑웰(A1, A2, A3, A4 및 A5)과 제2 도핑웰(B1, B2 및 B3)을 형성한 후에 형성된다. 그러나, 본 개시내용은 이에 한정되지 않는다. 일부 대안적 실시형태에서, 제1 도핑웰(A1, A2, A3, A4 및 A5)과 제2 도핑웰(B1, B2 및 B3)은 전송 게이트(Tx)와 제어 전극(Va)을 형성한 후에 형성될 수 있다. 다시 말해, 기판(102)의 도핑은 전송 게이트(Tx)와 제어 전극(Va)을 형성한 후에 다양한 도핑 영역을 형성하기 위해 행해질 수 있다.
도 1d를 참조하면, 전송 게이트(Tx)와 제어 전극(Va)을 덮기 위해 전송 게이트(Tx)와 제어 전극(Va) 위에 하나 이상의 레벨간 유전체층(106)이 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 레벨간 유전체층(106)은 하나 이상의 로우-k 유전체층(즉, 유전 상수가 약 3.9 미만인 유전체), 울트라 로우-k 유전체층, 또는 산화물(예컨대, 실리콘 산화물) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 전송 게이트(Tx), 제어 전극(Va)에 전기적으로 접속되도록 복수의 컨택(도시 생략)이 레벨간 유전체층(106) 내에 배열될 수 있고, 부유 확산 영역(FD) 쪽으로 연장될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 또한 레벨간 유전체층(106)을 통해 캐리어 기판(108)이 기판(102)의 전면(102FT)에 부착 또는 본딩될 수 있다. 캐리어 기판(108)은 핸들링 웨이퍼, 주문형 반도체(ASIC), 다른 감지 회로일 수도, 또는 이미지 센서 회로와 함께 지원, 보조 또는 공동으로 기능하는 임의의 적용 가능한 구조일 수도 있다.
도 1e를 참조하면, 일부 실시형태에서, 반사 방지층(110)이 기판(102)의 후면(102BK) 위에 배치된다. 일부 실시형태에서, 반사 방지층(110)은 산화물, 질화물, 알루미늄 산화물(AlO), 탄탈 산화물(TaO), 하프늄 산화물(HfO), 하프늄 실리콘 산화물(HfSiO), 하프늄 알루미늄 산화물(HfAlO), 또는 하프늄 탄탈 산화물(HfTaO)과 같은 하이-k 유전체 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 도 1e에 추가로 도시하는 바와 같이, 복수의 컬러 필터(112)가 기판(102)의 후면(102BK) 위에서 반사 방지층(110) 위에 배열된다. 예를 들어, 반사 방지층(110)은 컬러 필터(112)와 기판(102) 사이에 개재된다. 복수의 컬러 필터(112)는 입사 복사선 또는 입사광의 특정 파장을 투과시키도록 각각 구성되어 있다. 예를 들어, 제1 컬러 필터(예컨대, 적색 필터)는 제1 범위 내에 파장을 갖는 광을 투과시킬 수 있고, 제2 컬러 필터(예컨대, 녹색 필터)는 제1 범위와는 상이한 제2 범위 내에 파장을 갖는 광을 투과시킬 수 있다. 일부 실시여태에서, 복수의 컬러 필터(112)는 기판(102) 상부의 그리드 구조 내에 배열될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 그리드 구조는 유전체 재료를 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시형태에서 복수의 마이크로렌즈(114)가 기판(102)의 후면(102BK) 위에서 복수의 컬러 필터(112) 위에 배열될 수 있다. 일부 실시형태에서, 마이크로렌즈(114)는 복수의 컬러 필터(112)에 접한 실질적으로 평편한 하부면과, 곡면의 상부면을 갖는다. 소정의 실시형태에서, 곡면의 상부면은 입사 복사선 또는 입사광을 포커싱하도록 구성된다. 이미지 센서의 동작 동안, 입사 복사선 또는 입사광은 마이크로렌즈(114)에 의해 하부의 감광 영역(PD)에 포커싱되는데, 여기서 전자-정공 쌍이 생성되어 광전류를 생성할 수 있다. 여기까지, 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태에 따른 이미지 센서의 서브픽셀(Sb)이 달성될 수 있다.
도 2는 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태에 따른 픽셀의 개략 상면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 4개의 서브픽셀(Sb1, Sb2, Sb3, Sb4)을 가진 픽셀(PXL)을 포함하는 이미지 센서에 대해 기술한다. 그러나, 본 개시내용은 이에 한정되지 않는다. 일부 대안적 실시형태에서는, 픽셀(PXL)이 설계 요건에 따라 3개의 서브픽셀, 3개보다 더 많은 수의 서브픽셀을 가질 수 있다. 여기에 기술하는 서브픽셀(Sb1, Sb2, Sb3, Sb4)은 도 1a 내지 도 1e에서 설명한 서브픽셀(Sb)과 동일하다. 따라서, 동일하거나 유사한 부분을 설명하는데 유사한 참조 번호가 사용될 수 있다. 또한, 설명의 편의상 도 2에는 복수의 도핑웰(제1 및 제2 도핑웰)이 생략되어 있다.
도 2를 참조하면, 일부 실시형태에서, 픽셀(PXL)은 나란히 배열된 4개의 서브픽셀(Sb1, Sb2, Sb3, Sb4)을 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 제1 서브픽셀(Sb1)은 기판(102) 내에 위치한 제1 감광 영역(PD1)과, 제1 감광 영역(PD1) 내로 연장되는 제1 전송 게이트(Tx1)를 포함한다. 제2 서브픽셀(Sb2)은 기판(102) 내에 위치한 제2 감광 영역(PD2)과, 제2 감광 영역(PD2) 내로 연장되는 제2 전송 게이트(Tx2)를 포함한다. 제3 서브픽셀(Sb3)은 기판(102) 내에 위치한 제3 감광 영역(PD3)과, 제3 감광 영역(PD3) 내로 연장되는 제3 전송 게이트(Tx3)를 포함한다. 마찬가지로, 제4 서브픽셀(Sb4)은 기판(102) 내에 위치한 제4 감광 영역(PD4)과, 제4 감광 영역(PD4) 내로 연장되는 제4 전송 게이트(Tx4)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 서브픽셀(Sb1, Sb2, Sb3 및 Sb4) 각각의 감광 영역(PD1, PD2, PD3, PD4)은 동일한 단계에서 형성될 수 있다. 또한, 서브픽셀(Sb1, Sb2, Sb3 및 Sb4) 각각의 전송 게이트(Tx1, Tx2, Tx3, Tx4)는 동일한 단계에서 형성될 수 있다.
예시적인 실시형태에서, 부유 확산 영역(FD)은 제1 감광 영역(PD1), 제2 감광 영역(PD2), 제3 감광 영역(PD3), 및 제4 감광 영역(PD4) 사이에 공유된다. 다시 말해, 감광 영역(PD1, PD2, PD3 및 PD4) 각각에 축적된 이미지 전하는 판독(readout)을 위해 동일한 부유 확산 영역(FD)으로 이동할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 부유 확산 영역(FD)은 제1 감광 영역(PD1), 제2 감광 영역(PD2), 제3 감광 영역(PD3), 및 제4 감광 영역(PD4)와 오버랩될 수 있다. 또한, 일부 실시형태에서, 제어 전극(Va)은 부유 확산 영역(FD) 내로 그리고 기판(102) 내로 연장되고, 제어 전극(Va)은 부휴 확산 영역(FD)에 용량성으로 결합된다.
일부 실시형태에서, 이미지 센서의 픽셀(PXL)은 기판(102) 상에서 전송 게이트(Tx1, Tx2, Tx3, Tx4)에 인접하여 위치한 복수의 소스 팔로워 트랜지스터(SF), 복수의 셀렉션 트랜지스터(SEL), 및 복수의 리셋 트랜지스터(RST)를 더 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에서, 리셋 트랜지스터(RST), 셀렉션 트랜지스터(SEL), 및 복수의 소스 팔로워 트랜지스터(SF)는 기판(102)의 전면(102FT) 상에서 전송 게이트(Tx1, Tx2, Tx3, Tx4) 옆에 위치한다. 일부 실시형태에서, 리셋 트랜지스터(RST), 셀렉션 트랜지스터(SEL), 및 복수의 소스 팔로워 트랜지스터(SF) 각각은 기판(102) 위에 배치된 게이트 전극(도시 생략)과, 기판(102) 내에 배치된 소스/드레인(S/D) 영역 쌍(도시 생략)을 포함할 수 있다. 이미지 센서의 동작 동안, 전송 게이트(Tx1, Tx2, Tx3, Tx4)는 감광 영역(PD1, PD2, PD3 및 PD4)으로부터 부유 확산 영역(FD)으로의 전하 이동을 제어한다. 부유 확산 영역(FD) 내에서 전하 레벨이 충분히 높으면, 소스 팔로워 트랜지스터(SF)은 활성화되고, 어드레싱에 사용되는 셀렉션 트랜지스터(SEL)의 동작에 따라 전하가 선택적으로 출력된다.
도 3은 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태에 따른 이미지 센서의 등가의 회로도이다. 예시적인 실시형태에서, 입사광(충분한 에너지의 광자를 포함함)이 감광 영역(PD)(전술한 감광 영역(PD1, PD2, PD3, PD4) 중 임의의 것일 수 있음)에 충돌할 때에, 전자-홀 쌍이 생성되고, 광전류(또는 전하)도 생성된다. 일부 실시형태에서, 전송 게이트 트랜지스터(TxT)(전술한 전송 게이트(Tx1, Tx2, Tx3, Tx4) 중 임의의 것을 포함할 수 있음)는 전하 또는 광전류를 부유 확산층(FD)에 선택적으로 이동시키는 기능을 제공한다.
예를 들어, 예시적인 실시형태에서, 바이어스가 전송 게이트 트랜지스터(TxT)에 인가되어 전하 이동 채널을 생성하도록 전기장을 생성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 전기장의 생성으로, 감광 영역(PD)에 저장된 전하가 빠져나가 전송 게이트 트랜지스터(TxT)의 채널에 진입한다. 이후, 이들 전하는 전송 게이트 트랜지스터(TxT)의 채널을 통과하여 부유 확산 영역(FD)에 도달할 수 있다.
또한 도 3에 도시하는 바와 같이, 리셋 트랜지스터(RST)는 부유 확산 영역(FD)에서 선택적으로 전하를 제거하기 위해 DC 전원 단자(VDD)와 부유 확산 영역(FD) 사이에 전기적으로 접속된다. 예를 들어, 리셋 트랜지스터(RST)는 리셋 신호에 응답하여 부유 확산 영역(FD)을 프리세트 전압으로 방전 또는 충전할 수 있다. 일부 실시형태에서, 바이어스가 제어 전극(Va)에 인가될 수 있고, 제어 전극(Va)이 부유 확산 영역(FD)에 전기적으로 결합되어 커패시터를 형성함으로써, 부유 확산 영역(FD)에 축적되는 전하량이 증가할 수 있다. 소스 팔로워 트랜지스터(SF)가 VDD와 출력(Vout) 사이에 전기적으로 접속되고 부유 확산 영역(FD)에 의해 게이팅되어, 부유 확산 영역(FD)에서의 전하 레벨이 전하 제거 없이 관찰될 수 있다. 일부 실시형태에서, 소스 팔로워 트랜지스터(SF)는 고임피던스 출력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 소스 팔로워 트랜지스터(SF)는 판독 동작을 위해 부유 확산 영역(FD)의 신호를 증폭시키는 증폭기 트랜지스터일 수도 있다. 셀렉션 트랜지스터(SEL)(또는 로우 셀렉트 트랜지스터)는 소스 팔로워 트랜지스터(SF)와 출력(Vout) 사이에 전기적으로 접속되어 부유 확산 영역(FD)에서 전하에 비례한 전압을 선택적으로 출력한다. 또한, 셀렉션 트랜지스터(SEL)와 출력(Vout) 사이에 전류원이 접속될 수 있다.
동작 동안, 미리 정해진 통합 기간에 이미지 센서가 광학 이미지에 노출된다. 이 기간의 시간 동안, 이미지 센서는 광 세기에 비례한 전하를 축적함으로써 감광 영역(PD) 상에 입사광의 세기를 기록한다. 미리 정해진 통합 기간 후에, 축적된 전하량이 판독된다. 일부 실시형태에서, 감광 영역(PD)의 축적 전하량은 부유 확산 영역(FD)에 저장된 전하를 제거하는 리셋 트랜지스터(130)를 순간적으로 활성화시킴으로써 판독된다. 그후에, 셀렉션 트랜지스터(SEL)이 활성화되고 감광 영역(PD)의 축적된 전하는 미리 정해진 전송 기간 동안 전송 게이트 트랜지스터(TxT)를 활성화시킴으로써 부유 확산 영역(FD)으로 이동하게 된다. 미리 정해진 전송 기간 동안, 출력(Vout)의 전압이 모니터링된다. 전하가 이동함에 따라, 출력(Vout)의 전압은 변한다. 미리 정해진 전송 기간 후에, 출력(Vout)에서 관찰되는 전압의 변화는 감광 영역에 기록된 광의 세기에 비례한다.
예시적인 실시형태에서, 도 3에 도시하는 이미진 센서의 회로도는 판독 기능을 수행하기 위한 구동 회로일 수 있다. 그러나, 도 3에 도시한 이미지 센서의 회로도는 일례일 뿐이며, 개시내용이 이에 한정되지 않는다. 일부 대안적 실시형에서, 이미지 센서는 상이한 회로 설계를 가질 수 있다. 예를 들어, 구동 회로는 도 3에서 4개의 트랜지스터(4T)로서 묘사되고 있다. 그러나, 일부 대안적 실시형태에서는, 구동 회로(DC)가 3T 회로, 5T 회로, 또는 기타 적절한 회로일 수도 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시내용의 일부 대조적인 실시형태에 따른 이미지 센서에서 감광 영역으로부터 부유 확산 영역으로의 전하 이동을 보여주는 퍼텐셜 우물 도면이다. 도 4a 내지 도 4c에 도시하는 대조적인 실시형태에서, 제어 전극(Va)을 제외한 도 1e에 도시하는 서브픽셀(Sb)의 엘리먼트를 모두 포함하는 이미지 센서의 동작이 기술된다. 도 4a를 참조하면, 이미지 센서의 동작 동안, 이미지 전하가 감광 영역(PD)에 축적된다. 일부 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)(또는 전송 게이트 트랜지스터(TxT))에 의해 수집되는 최소 퍼텐셜 또는 배리어 퍼텐셜이 감광 영역(PD)과 부유 확산 영역(FD) 사이에 위치한다. 도 4b를 참조하면, 바이어스가 전송 게이트(Tx)에 인가될 때(전송 게이트 트랜지스터(TxT)가 턴온될 때), 배리어 퍼텐셜이 저하되고, 그래서 감광 영역(PD)에 축적된 전하가 부유 확산 영역(FD)으로 이동할 수 있다. 도 4c를 참조하면, 전송 게이트(Tx)를 폐쇄한 후에, 부유 확산 영역(FD)에 저장된 전하가 이미지 데이터를 선택적으로 출력하도록 판독된다. 일부 실시형태에서, 전하를 저장할 수 있는 부유 확산 영역(FD)의 특성에 따라, 감광 영역(PD) 내의 축적된 전하는 완전히 공핍되거나 이동할 수 없다. 예를 들어, 대조적 실시형태에서, 부유 확산 영역(FD)의 최대(full) 우물 용량에 도달할 수 있다(도 4b 참조). 이와 같이, 축적된 전하 중 일부가 감광 영역(PD)으로 다시 오버플로잉될 수 있다. 결과적으로, 블루밍(blooming) 발생하여 출력 이미지의 품질에 영향을 줄 수도 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태에 따른 이미지 센서에서 감광 영역으로부터 부유 확산 영역으로의 전하 이동을 보여주는 퍼텐셜 우물 도면이다. 도 5a 내지 도 5c에 도시하는 예시적인 실시형태에서, 도 1e에 도시하는 서브픽셀(Sb)의 엘리먼트를 모두 포함하는(제어 전극(Va)을 포함함) 이미지 센서의 동작이 기술된다. 도 5a를 참조하면, 이미지 센서의 동작 동안, 이미지 전하가 감광 영역(PD)에 축적된다. 일부 실시형태에서, 전송 게이트(Tx)(또는 전송 게이트 트랜지스터(TxT))에 의해 수집되는 최소 퍼텐셜 또는 배리어 퍼텐셜은 도 4a에서 설명한 바와 동일하다. 그러나, 판독 동안 부유 확산 영역(FD)에 용량성으로 결합되는 제어 전극(Va)이 존재하여, 부유 확산 영역(FD)에 축적된 전하량(전압)이 상승하거나 증가할 수 있다. 이와 같이, 도 5b를 참조하면, 바이어스가 전송 게이트(Tx)에 인가될 때(전송 게이트 트랜지스터(TxT)가 턴온될 때), 배리어 퍼텐셜이 저하되고, 그래서 오버플로우 없이 감광 영역(PD)에 축적된 전하가 부유 확산 영역(FD)으로 이동할 수 있다. 이후, 도 5c를 참조하면, 전송 게이트(Tx)를 폐쇄한 후에, 부유 확산 영역(FD)에 저장된 전하가 이미지 데이터를 선택적으로 출력하도록 판독된다. 예시적인 실시형태에서, 제어 전극(Va)은 부유 확산 영역(FD)의 최대 우물 용량을 상승시키는데 사용되고, 블루밍 현상이 완화될 수 있다.
전술한 실시형태에서, 이미지 센서는 부유 확산 영역에 용량성으로 결합되는 제어 전극을 갖는 픽셀을 포함한다. 이와 같이, 이미지 센서의 동작 동안, 부유 확산 영역(FD)의 최대 우물 용량이 상승할 수 있고, 부유 확산 영역(FD)에 저장되는 전하량이 증가할 수 있다. 전체적으로, 블루밍 현상이 완화될 수 있고, 이미지 센서의 성능이 개선될 수 있다. 이미지 센서는 이중 변환 이득 애플리케이션에서도 유용할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시형태에 따르면, 감광 픽셀은 기판, 감광 영역, 부유 확산 영역, 전송 게이트 및 제어 전극을 포함한다. 감광 영역은 기판 내에 위치한다. 부유 확산 영역은 기판 내에서 감광 영역 옆에 위치한다. 전송 게이트는 기판 상에 배치되며 감광 영역 내로 연장된다. 제어 전극은 기판 상에 배치되며 부유 확산 영역 내로 연장된다.
본 개시내용의 일부 다른 실시형태에 따르면, 이미지 센서는 복수의 픽셀을 포함한다. 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀은 제1 감광 영역, 제1 전송 게이트, 제2 감광 영역, 제2 전송 게이트, 부유 확산 영역, 및 제어 전극을 포함한다. 제1 감광 영역은 기판 내에 위치한다. 제1 전송 게이트는 기판의 전면 상에 배치되며 제1 감광 영역 내로 연장된다. 제2 감광 영역은 기판 내에 위치한다. 제2 전송 게이트는 기판의 전면 상에 배치되며 제2 감광 영역 내로 연장된다. 부유 확산 영역은 기판의 전면으로부터 기판 내의 위치까지 배치되며, 부유 확산 영역은 제1 감광 영역과 제2 감광 영역 사이에 공유된다. 제어 전극은 기판의 전면 상에 배치되며 부유 확산 영역 내로 연장된다.
본 개시내용의 또 다른 실시형태에 따르면, 이미지 센서를 제조하는 방법이 기술된다. 방법은 다음의 단계를 포함한다. 기판이 제1 도펀트로 도핑된다. 기판을 제1 도펀트와는 상이한 제2 도펀트로 도핑함으로써 기판 내에 제1 감광 영역이 형성된다. 부유 확산 영역이 기판 내에서 제1 감광 영역 옆에 위치한다. 제1 전송 게이트가 기판의 전면 상에 배치되며 제1 감광 영역 내로 연장된다. 제어 전극이 기판의 전면 상에 배치되며 부유 확산 영역 내로 연장된다.
이상은 당업자가 본 개시내용의 양태를 더 잘 이해할 수 있도록 여러 실시형태의 특징을 개관한 것이다. 당업자라면 동일한 목적을 달성하기 위한 다른 공정 및 구조를 설계 또는 변형하고/하거나 본 명세서에 소개하는 실시형태들의 동일한 효과를 달성하기 위한 기본으로서 본 개시내용을 용이하게 이용할 수 있다고 생각할 것이다. 또한 당업자라면 그러한 등가의 구조가 본 개시내용의 사상 및 범주에서 벗어나지 않는다는 것과, 본 개시내용의 사상 및 범주에서 일탈하는 일없이 다양한 변화, 대체 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다.
<부기>
1. 감광 픽셀(photosensing pixel)에 있어서,
기판과,
상기 기판 내에 위치한 감광 영역과,
상기 기판 내에서 상기 감광 영역 옆에 위치한 부유 확산 영역과,
상기 기판 상에 배치되며 상기 감광 영역 내로 연장되는 전송 게이트와,
상기 기판 상에 배치되며 상기 부유 확산 영역 내로 연장되는 제어 전극을 포함하는, 감광 픽셀.
2. 제1항에 있어서, 상기 부유 확산 영역은 제1 전도성 타입을 갖는 상기 기판의 제1 도핑웰(doped well) 상에 위치하고, 상기 부유 확산 영역은 상기 제1 도핑웰 상에 위치한 제2 전도성 타입의 저농도 도핑웰(lightly doped well)과, 상기 저농도 도핑웰 상에 위치한 상기 제2 전도성 타입의 고농도 도핑웰(heavily doped well)을 포함하는 것인, 감광 픽셀.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어 전극은 상기 제1 도핑웰, 상기 저농도 도핑웰 및 상기 고농도 도핑웰에 의해 둘러싸이도록 상기 부유 확산 영역 내로 그리고 상기 기판 내로 연장되는 것인, 감광 픽셀.
4. 제2항에 있어서, 상기 기판 내에 위치하며 상기 제어 전극을 상기 부유 확산 영역으로부터 분리시키는 유전체층을 더 포함하고, 상기 제어 전극은 상기 부유 확산 영역에 용량성으로 결합되는 것인, 감광 픽셀.
5. 제1항에 있어서, 상기 기판 내에 위치하고 상기 전송 게이트를 상기 기판의 감광 영역으로부터 분리시키는 게이트 유전체를 더 포함하는, 감광 픽셀.
6. 제1항에 있어서, 상기 감광 영역 내로 연장되는 상기 전송 게이트의 깊이는 상기 부유 확산 영역 내로 연장되는 상기 제어 전극의 깊이와 실질적으로 동일한 것인, 감광 픽셀.
7. 제1항에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 전송 게이트에 인접하여 위치하는 소스 팔로워 트랜지스터, 셀렉션 트랜지스터 및 리셋 트랜지스터를 더 포함하는, 감광 픽셀.
8. 복수의 픽셀을 포함하는 이미지 센서에 있어서, 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀은,
기판 내에 위치한 제1 감광 영역과,
상기 기판의 전면(frontside) 상에 배치되며 상기 제1 감광 영역 내로 연장되는 제1 전송 게이트와,
상기 기판 내에 위치한 제2 감광 영역과,
상기 기판의 전면 상에 배치되며 상기 제2 감광 영역 내로 연장되는 제2 전송 게이트와,
상기 기판의 전면으로부터 상기 기판 내의 위치까지 배치되며, 상기 제1 감광 영역과 상기 제2 감광 영역 사이에 공유되는 부유 확산 영역과,
상기 기판의 전면 상에 배치되며 상기 부유 확산 영역 내로 연장되는 제어 전극을 포함하는 것인, 이미지 센서.
9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀은,
상기 기판 내에 위치한 제3 감광 영역과,
상기 기판 상에 배치되며 상기 제3 감광 영역 내로 연장되는 제3 전송 게이트와,
상기 기판 내에 위치한 제4 감광 영역과,
상기 기판 상에 배치되며 상기 제3 감광 영역 내로 연장되는 제4 전송 게이트를 더 포함하고,
상기 부유 확산 영역은 상기 제1 감광 영역, 상기 제2 감광 영역, 상기 제3 감광 영역, 및 상기 제4 감광 영역 사이에 공유되는 것인, 이미지 센서.
10. 제8항에 있어서,
상기 기판 내에 위치하며 상기 제1 전송 게이트를 상기 제1 감광 영역으로부터 분리시키는 제1 게이트 유전체와,
상기 기판 내에 위치하며 상기 제2 전송 게이트를 상기 제2 감광 영역으로부터 분리시키는 제2 게이트 유전체를 더 포함하는, 이미지 센서.
11. 제8항에 있어서, 상기 부유 확산 영역은 제1 전도성 타입을 갖는 상기 기판의 제1 도핑웰 상에 위치하고, 상기 부유 확산 영역은 상기 제1 도핑웰 상에 위치한 제2 전도성 타입의 저농도 도핑웰과, 상기 저농도 도핑웰 상에 위치한 상기 제2 전도성 타입의 고농도 도핑웰을 포함하는 것인, 이미지 센서.
12. 제11항에 있어서, 상기 제어 전극은 상기 제1 도핑웰, 상기 저농도 도핑웰 및 상기 고농도 도핑웰에 의해 둘러싸이도록 상기 부유 확산 영역 내로 그리고 상기 기판 내로 연장되는 것인, 이미지 센서.
13. 제11항에 있어서, 상기 기판 내에 위치하며 상기 제어 전극을 상기 부유 확산 영역으로부터 분리시키는 유전체층을 더 포함하고, 상기 제어 전극은 상기 부유 확산 영역에 용량성으로 결합되는 것인, 이미지 센서.
14. 제8항에 있어서, 상기 전면의 반대편인 상기 기판의 후면 상에 위치한 컬러 필터와 마이크로렌즈를 더 포함하는, 이미지 센서.
15. 이미지 센서를 제조하는 방법에 있어서,
제1 도펀트로 기판을 도핑하는 단계와,
상기 제1 도펀트와는 상이한 제2 도펀트로 기판을 도핑함으로써 상기 기판 내에 제1 감광 영역을 형성하는 단계와,
상기 기판 내에서 상기 제1 감광 영역 옆에 부유 확산 영역을 형성하는 단계와,
상기 기판의 전면 상에 배치되며 상기 제1 감광 영역 내로 연장되는 제1 전송 게이트를 형성하는 단계와,
상기 기판의 전면 상에 배치되며 상기 부유 확산 영역 내로 연장되는 제어 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 이미지 센서 제조 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1 전송 게이트를 형성하는 단계는,
상기 기판의 제1 감광 영역 내로 연장되는 개구부를 형성하는 단계와,
상기 제1 감광 영역을 덮기 위해 상기 개구부의 측벽 상에 위치하는 제2 게이트 유전체를 형성하는 단계와,
상기 개구부 내에 그리고 상기 기판 위에 상기 제1 전송 게이트를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전송 게이트는 상기 제1 게이트 유전체에 의해 둘러싸이는 것인, 이미지 센서 제조 방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 제어 전극을 형성하는 단계는,
상기 기판의 부유 확산 영역 내로 연장되는 개구부를 형성하는 단계와,
상기 부유 확산 영역을 덮기 위해 상기 개구부의 측벽 상에 위치하는 유전체층을 형성하는 단계와,
상기 개구부 내에 그리고 상기 기판 위에 상기 제어 전극를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제어 게이트는 상기 유전체층에 의해 둘러싸이는 것인, 이미지 센서 제조 방법.
18. 제15항에 있어서, 상기 부유 확산 영역을 형성하는 단계는,
제1 전도성 타입을 갖는 상기 기판의 제1 도핑웰 상에 제2 전도성 타입의 저농도 도핑웰을 형성하는 단계와,
상기 저농도 도핑웰 상에 위치하는 상기 제2 전도성 타입의 고농도 도핑웰을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제어 전극은 상기 제1 도핑웰, 상기 저농도 도핑웰 및 상기 고농도 도핑웰에 의해 둘러싸이도록 상기 부유 확산 영역 내로 그리고 상기 기판 내로 연장되는 것인, 이미지 센서 제조 방법.
19. 제15항에 있어서,
상기 제2 도펀트로 기판을 도핑함으로써 상기 기판 내에 제2 감광 영역을 형성하는 단계와,
상기 기판의 전면 상에 배치되며 상기 제2 감광 영역 내로 연장되는 제2 전송 게이트를 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 부유 확산 영역은 상기 제1 감광 영역과 상기 제2 감광 영역 사이에 공유되는 것인, 이미지 센서 제조 방법.
20. 제15항에 있어서,
상기 전면의 반대편인 상기 기판의 후면 상에 위치하는 컬러 필터와 마이크로렌즈를 제공하는 단계를 더 포함하는, 이미지 센서 제조 방법.

Claims (10)

  1. 감광 픽셀(photosensing pixel)에 있어서,
    기판과,
    상기 기판 내에 위치한 감광 영역과,
    상기 기판 내에서 상기 감광 영역 옆에 위치한 부유 확산 영역과,
    상기 기판 상에 배치되며 상기 감광 영역 내로 연장되는 전송 게이트와,
    상기 기판 상에 위치하며 상기 부유 확산 영역 내로 연장되며 상기 부유 확산 영역에 의해 둘러싸이는 제어 전극
    을 포함하는, 감광 픽셀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부유 확산 영역은 제1 전도성 타입을 갖는 상기 기판의 제1 도핑웰(doped well) 상에 위치하고, 상기 부유 확산 영역은 상기 제1 도핑웰 상에 위치한 제2 전도성 타입의 저농도 도핑웰(lightly doped well)과, 상기 저농도 도핑웰 상에 위치한 상기 제2 전도성 타입의 고농도 도핑웰(heavily doped well)을 포함하는 것인, 감광 픽셀.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 전극은 상기 제1 도핑웰, 상기 저농도 도핑웰 및 상기 고농도 도핑웰에 의해 둘러싸이도록 상기 부유 확산 영역 내로 그리고 상기 기판 내로 연장되는 것인, 감광 픽셀.
  4. 제2항에 있어서, 상기 기판 내에 위치하며 상기 제어 전극을 상기 부유 확산 영역으로부터 분리시키는 유전체층을 더 포함하고, 상기 제어 전극은 상기 부유 확산 영역에 용량성으로 결합되는 것인, 감광 픽셀.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판 내에 위치하고 상기 전송 게이트를 상기 기판의 감광 영역으로부터 분리시키는 게이트 유전체를 더 포함하는, 감광 픽셀.
  6. 제1항에 있어서, 상기 감광 영역 내로 연장되는 상기 전송 게이트의 깊이는 상기 부유 확산 영역 내로 연장되는 상기 제어 전극의 깊이와 동일한 것인, 감광 픽셀.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 전송 게이트에 인접하여 위치하는 소스 팔로워 트랜지스터, 셀렉션 트랜지스터 및 리셋 트랜지스터를 더 포함하는, 감광 픽셀.
  8. 복수의 픽셀을 포함하는 이미지 센서에 있어서, 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀은,
    기판 내에 위치한 제1 감광 영역과,
    상기 기판의 전면(frontside) 상에 배치되며 상기 제1 감광 영역 내로 연장되는 제1 전송 게이트와,
    상기 기판 내에 위치한 제2 감광 영역과,
    상기 기판의 전면 상에 배치되며 상기 제2 감광 영역 내로 연장되는 제2 전송 게이트와,
    상기 기판의 전면으로부터 상기 기판 내의 위치까지 배치되며, 상기 제1 감광 영역과 상기 제2 감광 영역 사이에 공유되는 부유 확산 영역과,
    상기 기판의 전면 상에 위치하며 상기 부유 확산 영역 내로 연장되며 상기 부유 확산 영역에 의해 둘러싸이는 제어 전극
    을 포함하는 것인, 이미지 센서.
  9. 제8항에 있어서, 상기 부유 확산 영역은 제1 전도성 타입을 갖는 상기 기판의 제1 도핑웰 상에 위치하고, 상기 부유 확산 영역은 상기 제1 도핑웰 상에 위치한 제2 전도성 타입의 저농도 도핑웰과, 상기 저농도 도핑웰 상에 위치한 상기 제2 전도성 타입의 고농도 도핑웰을 포함하는 것인, 이미지 센서.
  10. 이미지 센서를 제조하는 방법에 있어서,
    제1 도펀트로 기판을 도핑하는 단계와,
    상기 제1 도펀트와는 상이한 제2 도펀트로 기판을 도핑함으로써 상기 기판 내에 제1 감광 영역을 형성하는 단계와,
    상기 기판 내에서 상기 제1 감광 영역 옆에 부유 확산 영역을 형성하는 단계와,
    상기 기판의 전면 상에 배치되며 상기 제1 감광 영역 내로 연장되는 제1 전송 게이트를 형성하는 단계와,
    상기 기판의 전면 상에 있고 상기 부유 확산 영역 내로 연장되며 상기 부유 확산 영역에 의해 둘러싸이는 제어 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는, 이미지 센서 제조 방법.
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