TWI328964B - Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor - Google Patents

Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor Download PDF

Info

Publication number
TWI328964B
TWI328964B TW095135919A TW95135919A TWI328964B TW I328964 B TWI328964 B TW I328964B TW 095135919 A TW095135919 A TW 095135919A TW 95135919 A TW95135919 A TW 95135919A TW I328964 B TWI328964 B TW I328964B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
semiconductor layer
patterned semiconductor
image sensor
region
charge
Prior art date
Application number
TW095135919A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200721815A (en
Inventor
Jung-Chak Ahn
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of TW200721815A publication Critical patent/TW200721815A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI328964B publication Critical patent/TWI328964B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1464—Back illuminated imager structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

1328964 2l848pif 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 : 本發明是有關於一種影像感測器’且特別是有關於 . 種影像感測器的晝素。 【先前技術】 • 數位相機是目前相當流行的消費性電子產品。影像f - 巧器的百萬畫素能力與色彩感光度是目前限制數位相機， • 獲取影像品質的關鍵因素。影像感測器是用來將由光學斤 鏡聚焦在影像感測器上的（可見）光轉換成電子信號以^ 取和顯米尚品質的影像。此外，在數位影像感測器中快亲 的“快門速度，，或“膠片速度”對於高階數位相機來說是復^ 的買點ϋ且可強化影像品質（例如降低由於拍攝物或相 晃動所造成的模糊現象）。 典蜜影像感測器包括晝素陣列，其具有多個畫素。每 個畫素包括用於產生信號電荷以回應入射於其上的光子 /即光）的光電二極體，以及用以從光電二極體中轉移與 輪出信號電荷的電子元件。依據轉移與輪出信號電荷的方 法，影像感測器大略可分為兩種，也就是電荷耦合元件 jcharge_couPied devices，CCD，以下稱為 CCD 影像感測 •器）和互補金屬氧化半導體（c〇mplementary metal-〇X1de-semiconduct〇r，CM〇s)影像感測器（以下稱為 =M〇S影像感測器）。CCD影像感測器使用多個應電 容器來累積、轉移與輸出電荷。藉由施予適當的電壓至 MOS電容器的電極，每個畫素的信號電荷可成功地經由 1328964 M〇S電容器來轉移。CMOS影像感測器使用多個電晶體來 將由光電一極體所產生的信號電荷轉換成在每個畫素裡的 • 電壓並且從此輸出。 一 . CCD影像感測器一般比CMOS影像感測器具有較好 • 的雜訊與影像品質，但CMOS影像感測器一般比CCD影 - 像感測裔具有較低生產成本與低電源消耗。換句話說， ' CM〇S影像感測器藉由使用CMOS技術的標準可具有低電 φ 源/肖耗、獨特電麼與電流、與結合CMOS電路（例如整含 監視器、條碼偵測器、高晝質電視、兒童 、兒童玩具等。 圖1是傳統影像感測器
器閘極25的浮置擴散區29。 形成在重置閘極23與源極隨 在同一晶片上）之相容性、影像資料之隨機存取以及較低 生產成本等優勢。因此，CM0S影像感測器可在各式應用 中獲得市場佔有率，例如數位相機、智慧型電話、個人數 位助理（personal digital assistants，PDA)、筆記型電腦、 2l848pif 之間的第二主動區13B中的雜質區作為重置 二主動區附有;以Π與選娜^ 第二主動區削3二】33’5並二在^f極27外侧的 其閉極任一側的雜質 θ、VL=將配合圖,2描述典型晝素的垂直斷面結構。圖2 二杠的線Ι_Γ繪示晝素的剖面圖。請參照圖2，光電 厂極體包括形成在第-主動區13Α中的Ν型區17愈= 。浮置擴散區㈤一 —，fd) 29是透過局部 内内連線37來電性連接至源極隨Μ器閘極25。 / Κ專統畫素的結構中，必須在相同主動d 13中形 成光電二極體朗独分配其^體 :此僅有-部份（即主動區13的第—主動區13A)會用)於 一電極體因此，由於充填因子（灿加沉）所以在傳 ，影像感顚上衫所限制，其巾充填时是表示在晝素 中光電二極體所佔用的面積。 充填因子表示相對於整個畫素之光感測光電二極體的 大小亚且是感測光之表面的—小部分，為愈大的充填因 子會使得晶片所獲取的光愈多，最大可至1〇〇%，所以一 般希望較大的充填因子。此可幫助改善雜音比 (signal-to-noise ration，SNR)。因為在每 外奸元件（例如電晶體），所以充填因子會變 尤其是具有更多每晝素電晶體的作用晝素感測器（Active
Pixel Sensor)來說充填因子是非常小的。為了克服此限 1328964 21848pif 制，一些技術提出微透鏡陣列來置於感測器的頂端，但此 會增加生產成本。此外，在傳統影像感測器中，入射至目 標畫素的光（特別是從偏斜角度入射的光）會由目標晝素 的内連線或閘極來反射並且會到達相鄰晝素中，此會造成 交互影響或失真。 【發明内容】 本發明各種實施例提供具有包括兩圖案化半導體層之 畫素的影像感測器。上端（第二）圖案化半導體層包含具 有實質上100%充填因子之畫素的光電元件（例如光電二 極體），並且包含一個或多個電晶體。下端（第一）圖案 化半導體層包含用於偵測、重置、放大與傳送從光電元件 中接收之信號電荷的電晶體。上端與下端圖案化半導體層 是藉由層間絕緣層來彼此分隔，層間絕緣層包括金屬内連 線，其用以在形成於圖案化半導體層的裝置之間與從外部 裝置中傳導信號。 本發明範例實施例提供一種具有改良結構的晝素、具 有此晝素的影像感測器以及使用此影像感測器的影像處理 系統。 本發明的一些實施例提供一種影像感測器，其包括第 一與第二半導體圖案（即第一與第二圖案化半導體層）、 光電元件與至少一個或多個電晶體。其中層間絕緣層*** 在第一與第二半導體圖案之間，光電元件是形成在第二半 導體圖案中，一個或多個電晶體是形成在第一半導體圖案 中，其電性連接至光電元件並感測從光電元件中所產生的 1328964 21848pif 信號電荷。 二半導體圖 P型區，p 光電元件是光電二極體，其包括形成在第 案中的N型“及形成在第二半導體圖案 型區是圍繞N型區。 影像感測器更包括第—與第二電荷收集區， 成在第一與第二半導俨冃安士、， ^ 光雷亓彳φΦ❹4 目* +亚且魏電'11連接以收集在
地耦接第H ΐ電信電荷’—個❹個電晶體是操作 地耦接弟-與弟二電荷㈣區。— 以感測第一盥第-雷尸丨r 电日日虹匕括用 用：二信號電荷的第-電晶體與 體。第收集區之信號電荷的第二電晶 一包晶體是透過共用没極彼此連接，第—帝 ，體的閘極是電性連接至第—與第二電荷收錢，第 何收集區是作為第二電晶體的源極。 —影像感測器更包括在第二半導體圖案中（例如在光電 -極體下方）的轉移閘極，其用以從光電元件中轉移 電荷至第一與第二電荷收集區。 光電元件是二極體，其包括形成在第二半導體圖案中 白>! Γ型區以及形成在第二半導體圖案中的p型區並且p型 區是圍繞N型區。第二電荷收錢是形成在轉移閘極外側 的P型區中，其與N型區分隔。 办像感測益更包括形成（例如直接地）在第二半導體 圖木上的彩色濾光片。光電元件可直接地接觸第二半導體 圖案。光電元件也可插人具有彩色滤光片的緩衝層。 本發明再一實施例提供一種影像感測器，其包括第一 2l848pif 與第二半導體圖案（即第一 電元件、轉移閉極、第一電荷==導體層）、光 —源極與汲極區與重置閘極。装:，極隨耦閘極、第 與第二半導體圖案之間，光雷：：層間絕緣層***在第- 形成在第二半導體圖案中，在電二極體）是 件下方的轉移間極用以從光電元中在光電元 -半導體圖案中的第二電荷：/ 4電何至在第 成在第-半導體圖案中並且電接二電荷收集區是形 源極隨趣閘極是形成在第-半導i圖安=了電荷收集區， 第一與第二電荷收集區，第 ^木中亚且電性連接至 隨耦閘極的任一側裡的第—*、啤〃汲極區弋形成在源極 ΐ在第-_與第-電荷收 的= 形成在第二半導體圖案中 是圍繞Ν型區。第成—在電 第二半導體圖案中並且盘Ν型區二二成在轉移閉極外側的 層間絕緣層包括第一金一刀隔。 集區電性是藉由第—接觸間絕緣層’第一電荷收 插塞來連接至第二電荷收集；:二接觸 塞，第二接觸插緣層上亚且電性連接至第一接觸插 1328964 2] 848pif —局部導電圖案是與第三導電插塞電性連接，第三導 插塞疋穿透第-層間絕緣層並且電性連接至源極隨輕鬧 極0 層間絕緣層包括金屬内連線，其用以施予偏壓至轉移 與重置閉極。 影像感測器更包括第二汲極與選擇電極，第二汲極是 形成在第-半導翻案中，選擇電極是形成在第二及極與 ，-源極區之_第—半導體圖案中。層間絕緣層包括金 屬内連線，其用以施予偏壓至選擇閘極。 本發明的又一貫施例提供一種影像感測器，其包括書 素每個晝素包括光電元件與至少—個或多個電晶體，光 ，元件是形成在第二半導體圖案（即第—圖案化半導體層） 個或多個電晶體是形成在第一半導體圖案（即二 導體層）中並且操作地_至光電元件，第-ΐ 版圖木是分隔或電性絕緣所述第二半導體圖案。 理哭實施例提供一種影像處理系統:其包括處 旦;傻=象感心’影像制11是與處㈣運作地連接。 包括多健素，每個晝素包括光電元件盘至少 第二圖;：電元件是形成在第二半導體圖案(即 -半導體層卜一個或多個電晶體是形成在第 接至光：：（Ϊ第：圖案化半導體層）中並且運作地搞 導體圖’第—半導體圖案是分隔或電性絕緣第二半 本發明的其他目的與優勢將在以下詳細描述，並且藉 11 < S ) 1328964 21848pif 由本發明的實施例習得。 ，讓本發明之上述和其他目的、特徵、 顯易1*，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖 離f其並非用以限定本發明，任何熟習此“ 者在不脱離本發明之精神和範圍内，當可 本發明之保護範圍當視後附之申;專利3 的是區;尺寸會放大以利說明。必須瞭解 不可直接在其他層之上或者透過巾纽件在其他層之上表 ^員^的是當層（或膜）被參考成另—層或基質，，之下，， 二可，在其他詹之下上或者透過中介組件在复 他層之下。此外’必須瞭解的是當層（或 、 =層’之間’，時’則其可表示在兩個層之間僅—個層 多層。在本發明所描述的圖式中相同ί 考為相_組件。必須瞭解的是儘f在此會使用】 苐一、第二寻名稱來描述各種元件，但是這些 =些名稱而受限。，名稱僅是用來區別一個元件= 為签_以。例如’在不違背本發明範圍下第-元件能稱 為弟-7〇件，且類似地第二元件能稱為第一元件。 在此财中，例如，，第-元件是運作地與第二 接表示第一元件的特定終端或節點連接至第二元見的^ ^端^點或者間接地透過導電區連接。例如，= 中弟一與/或第件不限制所實施的描述，而是用來^
12 1^28964 21848pif 雜質區或各種導電内連線。 > -撝述中。例如”電晶體運作地與光電二極體耦接，， 二:體的雜質區作為電晶體的源極或没極，光電 =的雜貝區是電性連接至電晶體的源極或汲極區，或 t 一極咖㈣區是電性連接至電晶體的閘極。 接”必與第"電晶體是運作地彼此躺 接為也予至弟一電晶體之閘極的電壓直接或間 體的=ί晶體或像金屬内連線的導體轉移至第二電晶 此」二而或即點，例如閘極、源極區或汲極區。另外，其 ΐ:ΐ:電晶體的終端或節點與第二電晶體的終端或節點 在此說明書中，，，半導體基質，,、，，半導體 ， 二木或’’基質，，將用來表示以半導體為基礎的結構。此佐二 ^體的結構可由⑪層、糾配置在 σ ; tT(sn：〇 ηΙη^ 曰曰胰生長技術形成的晶膜層或者其他半導體結構。 日在本^明實施例可應用至所有種類影像感測 il本發^本謝"⑽s f观咖_例來描 【實施方式】 圖3是根據本發明實施例繪示在影像感測界中查 透視圖。請參照圖3，根據本發明實施例畫素&1 =不的 ^極體H5、以及與光電二極體115齡—地轉t括光 置、源極隨福和選擇電晶體。根據本發明實施例、，矛夕、 畫素 13 2l848pif 113，其曰件疋排列在分隔的第一與第二半導體圖案111與 與轉移^曰彼此分開。在本發明實施例中，光電二極體115 源極隨=曰!是配置在第二半導體圖案113中，而重置、 移電晶電，是置於第〜半導體圖案111中。轉 晝素的充埴二極217疋配置在光電二極體115之下。因此 植隨輪和、堅子（fl11 factor)不會因其中轉移、重置、源 k擇電晶體的存在與大小而影響。 根墙士一 二極體=施例，當第二半導體圖案113整個用於光電 在太-時’其可達到實質上1〇〇%的充填因子。 川不^^j中’由於包括電晶體的第一半導體圖案 同於第充填因子，所以第一半導體圖案111可以相 i/f的!體圖案113的尺寸來形成。因此，可以改善 電荷光聚集效能（例如速度）。此外， 朵雨_ -1與411〜2可擴大以延伸其動態範圍。 〜導恭極體115包括形成在第二半導體圖案113的第 的第雷例如N型區）113n以及圍繞第一導電區113n 生作Ϊ信號型區）113P°在本實施例中，會產 導體圖案Γ13 J广電子_電洞對以回應光子人射在第二半 由於1^區113，θ亚且電子會累積在此Ν塑區113η中。 化在區η,η是由Ρ型區113Ρ整個圍繞，所以可最小 °° 3η外的漏電子。 轉移閘極217县如 層317之下並插 疋置在相鄰N型區113η的閘極絕緣 從圖中可以看到=極絕緣層317與Ν型區U3n之間。 τ夕电晶體包括轉移閘極217，並且第二 14 1328964 2l848pif ί荷與n型區u3n是置於轉移閘極217的 = '施予偏壓來打開轉移閘極2Π時’則累積在 &的^ 例如1子）會轉移至料為浮置擴散 &的弟一電何收集區411_2。第二電荷 轉移閘極217外側的第二半導體 =B〇 -疋 雜質。 干命圖案Π3中，其添加;^型 在第一半導體圖案111上，重 、 ^1213 215 體圖案111上。在第-半 側的雜質區會構成電晶體。例如，重置電曰體 置閉極211和在重置間極2U 3γ匕括重 〇 侧的雜質區411 1盥 __電晶體包括源極隨輕閉極犯 -款 間極213任-側的雜質區413 ▲ 415。 耦 擇間極215和在選擇問極215任 ;^電^包括選 VDn + ^ 』的雜貝 £415 與 417。 門枉2】a來未緣示的電源供應）會施予至在重置 閘極211肖源極隨朗極213之間的雜質區413。在重置 重置電晶體的雜質區411」是電性連 集區4U—2，作為浮置擴散區（類^^ = 換句話說，重置電晶體的雜質區弟 …電====== = 導電通道會形成在第 复閘極2U之下並且剩餘在第—與第二電荷吹集區 15 2l848pif 1與411__2的信號電荷會流至連接至 貝區、:3的電源(未緣示）。晝素由此來初始:，之雜 -盘ί ί_電晶體的源極隨㈣極2叫電性連接至第 集收集區…與411-2。第-與第二電： 圖宰611^與411-2和源極隨耦閘極213是藉由局部導電 ==插塞511、513與711所形成的共同節點來
第mi °因此’對應（例如，相稱）累積在第一與 合：現：调ri41U與411~2之信號電荷量的信號電壓 咖電晶體的雜質區415中。當施予偏壓至 選擇閘極215時，則信號電壓〔在雜質區化 )曰轉移至選擇電晶體的輸出終端，即雜質區417。 =選二電晶體之輸出終端417的信號會由周邊電路（未 測與處理。由周邊電路執行的信號處理運作為 白之技術並且將在之後配合圖6進行描述。
包括重置、源極隨搞和選擇電晶體的第一半導體圖宰 ♦的电晶體可藉由例如沈積與gj案化每侧極絕緣層與導 =層以及注人離子雜質形成雜質區來形成。用於閘極的導 :層並不限於本發明實闕並且可以其減料或其他結構 二形成，例如多晶矽或多層多晶矽與矽化物。當第一半導 體圖案ill SP型時，則㈣離子雜質會注入來形成電晶 體的源極/汲極區。 層間絕緣層（如圖5的911，未繪示於圖3)會***在 第一半導體圖f m與第二半導體圖案113之間，之後將 16 2l848pif 配合圖5詳細描述。 、轉移閘極217可藉由在層間絕緣詹（如圖5的911) 積導電層並且_化導電層來雜。導電層的圖案化 :由微影製程來實施。覆蓋（絕緣）轉移閘極217的閘極 、”巴、‘彖層317是由薄膜沈積技術來形成。配置在第二層間絕 、，層（如圖5的813)上的第二半導體圖案113 (其覆蓋轉 ^間極217與閘極絕緣層317)是由薄膜沈積技術的方法 乂成例如化學氣相沈積（chemical vapor deposition， D )或黾漿增強CVD或晶膜生長（epitaxjai gr〇wth )， 此些形成方法並不限制此些範例。 光電二極體115是藉由實施離子注入至第二半導體圖 ，113來形成。例如，光電二極體115可藉由注入離子雜 貝，开乂成N型區113η與注入離子雜質來形成p型區113p 來製造（其是在形成添加P型雜質的第二半導體圖案113 之後）。根據本實施例，光電二極體115構成垂直1>^1>結 構，由此避免影像延遲的影響。 作為浮置擴散區的第二電荷收集區412_2是藉由注入 #子雜貝至第二半導體圖案113並且使用轉移閘極爪作 為離子注入罩幕來形成。 、用於光電二極體115與第二電荷枚集區412—2的離子 注入步驟可在適當順序中進行。 接觸插塞川、513與517可藉由圖案化層間絕緣層（如 圖5所示81丨、813)來形賴觸洞並且之後 滿此接觸洞來形成。局部導電圖案όη是藉由沈積盘圖案 2l848pif ^電層（在層間絕緣層811之上）來形成。每個連接至 第電荷收集區411_1與源極隨輕閘極犯的接觸插夷 511與513是穿過層間絕緣層811在同一日夺間形成。土 一内連、線（未繪示）|配置在第一半導體圖案lu與第 -半V體圖案113之間以用於施予偏壓至重置閉極m、 選擇閘極215與轉移閘極217。内連線（未繪示）是在形 成局部導電圖案611的同時形成。 乂 在分別形成連接至第—電荷收集區川」與源極隨輕 ^極213的接觸減511與513的同日夺，也會形成連接至 ，擇閘極215的導電插塞（未緣示）。並且，在形成 ^基711以連接局部導電圖案6ιι與第二電荷收集區 K的同時’也會形成用以將轉移閘極217與内連線連 塞（未繪示），其中内連線用以施予偏壓至轉 用導電麵、㈣線與局部導電随的處 據不同模式而不同。根據本實施例，#用於施予偏 #夕個閘極的内連線形成在光電二極體115之下時，其 σ β仏内^線失準的餘地，提供在排列内連線時的彈性。 在本實施财，彩色濾光片是配置在光電二極 ’以便最小化其+光學與電子的干擾。此外，由於光带 是非常接近或接觸彩色濾光片並且具有大充“ 所以其不需微透鏡來聚光。 光保翻案是在無降低晝素充填因子下形成在光電二 5肢下方，並且其可更有效最小化電子干擾。 1328964 21848pif 光電二極體疋在幾乎完成所有金屬内連線之後形成。 因此，由於在光電二極體上無金屬接觸，所以可最小化其 暗度（dark level)。 圖4是圖3的影像感測益的部分晝素陣列的平面圖， 並且圖5是沿著圖4的線ΙΙ-Π，繪示晝素的剖面圖。 請參照圖4，包括重置閉極2n、源極隨輕間極213 與選擇閘極215的第一半導體圖案nl是置於第二半導體 圖案113下方並且由第二半導體圖案113整個地覆蓋。因
此，晝素的尺寸是由包括光電二極體115的第二半導體圖 案113之大小來決定。第二半導體圖案113可整個地用作 為光電二極體115。如圖4所示’閘極的寬（或主動區的 寬）可藉由沿著y軸延伸第-半導體圖案lu來擴大，藉 由擴大寬度可改善電晶體的效能。第—半導體圖案1U的 寬可延伸以便使第-半導體圖案ηι的大小相同於第二半 導體圖案113。再者，由於，第一半導體圖案⑴是配置 在包括光電二極體115之第二半導體圖案113的下方，所 以可允林不降低充填因子的情況下變動地修改第一半導 體圖案111的配置。例如，在以各種方式修改第一半導體 圖案111 W配置之後’其可在不降低充填因子的情況下設 計適合電晶體最佳效能的通道圖案。 此外， 方，所以轉 佳轉移效率 口為轉移閘極217是配置在光電二極體115下 私閘極217的閘極長度可變動地料以達到最 從圖5中可以看到圖3肖圖4的晝素的剖面圖。在圖 19 1328964 21848pif 5中’參考編號811與813表示第一與第二絕緣層並且其 共同參考為參考編號911。參考編號nil表示彩色濾、光 片。弟一與第一絶緣層811與813可以由例如添加调（b〇r〇n， B )與磷（phosphorous, P )的硼磷矽酸鹽玻璃 (borophospho-silicate glass, BPSG)、添加硼的蝴石夕酸鹽玻 璃（boro-silicate glass, BSG)、添力口石粦（phosphorous P) 的磷矽酸鹽玻璃（phospho-silicate glass，PSG)、未添加的 矽酸鹽玻璃（undoped silicate glass，USG)或氣相矽氧化物 來形成。 請參照圖.5，彩色濾光片1111是以靠近或畜接接觸氺 電二極體115的頂端來排列。在圖丨或圖2所示的傳統影 像感測器中’因為各種内連線是排列在光電二極體之上， 所以彩色渡光片必然與光電二極體分隔。並且傳統影像感 測器是使用微透鏡來提高光感測的效率。再者，由於在傳 統影像感測器中彩色濾光片與光電二極體之間的距離，所 以通過彩色濾光片的光會到達在目標晝素和相鄰晝素。在 本發明實施例中’由於彩色濾光片1111是以靠近^直接接 觸光電二極體115來配置，所以通過彩色濾光片的光合整 個入射在光電二極體115上。再者，因為在本發明範二實 施例中光電二極體是直接地配置在彩色濾光片之下，所以 微透鏡不需形成在晝素中。 圖6是包括圖3、4與5的晝素的影像感測器2_的 方塊圖。請參照圖6,晝素陣列2000包括多個以矩陣排列 的晝素。晝素陣列2_的矩陣包括晝素的列與欄。列驅動 20 1328964 21848pif 器2100會選擇在晝素陣列2000中特定的晝素列以回鹿 解碼器2200的輸出，並且攔驅動器26〇〇會選擇在書 列2000中特定的晝素攔以回應欄解碼器27〇〇的輪出$ 制器2500會控制列解碼器2200、列驅動器21〇〇、櫚躲i 器2700與欄驅動器2600。 石馬
來自於每個晝素的輸出信號包括晝素重置作卢 晝素影像錢Vsig。當畫素是在重置狀糾晝^置2 vrst會符合電荷收集區的電位。晝素影像信號Vsig會^ = 影像中所產生的信號電荷已轉移至電荷收集區之後符八= 荷收集區的電位。晝素重置信號v r s t與晝素影像信號^ sp 是由取樣/維持電路2610來讀出。放大器（咖卿打，AMj 2620會從晝素重置信號Vrst與畫素影像信號中產生 差異信號VrSt-Vsig。差異信號會由類比轉數位轉換器 (analog-digital converter，ADC) π% 轉換成數位信號。。 影像處理ϋ 2_會從已數位化的差異信號巾產生數位影 像。影像感測器2080可包括在半導體晶片中（例如晶 3000) 〇 圖7是具有圖6所示影像感測n的處理料、統4〇〇〇 的方塊圖。處理$系統4GGG可以是任何能夠使用影像處理 器4_的數位電路。處理器系統可以是（但不限於）電腦 系統、相機系統、行動電話、掃描器、視訊電話、監視系 統、機械視覺系統、車輛導航系統、自動聚焦系統、天體 追縱系統、_侧线、影像穩m 或其他與影像感測器相容的.系統。 縮糸，，·充 (s 21 1328964 21848pif 處理器系統4000包括透過匯流排4040與多個裝置或 周邊通afl的處理益（例如中央處理器（eentrai pr〇cess〇r unit, CHJ) ) 4020。耦接至匯流排4040的裝置（周邊）例如是 輸入/輪出單元4060與影像感測器4080，匯流排4040會 提供處理器系統4000輸入/輸出通訊。耦接至匯流排4〇4〇 的裝置包括至少一個周邊記憶體（例如RAM 41〇〇、硬碟 驅動器（hard disc driver, HDD) 4120、軟碟驅動器㈤附 disc driver，FDD ) 4140 與光碟（COmpact dise, CD )驅動器 4160)。影像感測器4〇8〇會隨著來自於處理器或處 理f系統侧之其他裝置的資料來接收控制錢。影像感 4_錢供處理器4G2G⑽接收控制健或資料為 土礎來疋義影像的資料信號’並且處理器術 像感測器4080中提供的信號。 疫攸〜 ，據本發明乾例實施例，因為第二半導體圖案m是 二^用於光電二極體，所以可獲得實質上1GG%的充填 在本S明的|&例實施例巾，包括電 圖案111不會影變亦按、， 干等體 圖案113的大小來形士 , 等體 盖Ι/f的雜铺餅成（圖與5)。因此，其可改 :特貝以及光感測運作的效能 發 車巳例貫施例有助於電荷收#區411 2月 伸動態範圍。 -/、η—2的彍大以延 在本卷明1&例實施例中，光二、^ ^ ΡΝΡ結構，其可i^ 电如⑴構成垂直 足免衫像延遲的影響。當先前訊框（影像） < S ) 22 2l848pif 的轨跡保留在下一訊框（全 像感測器中會發生影像延遲:素未完全重置）時在傳統影 西己置例實施例中’由於第—半導體圖案111是 ===極體115的第二半導體_之下， 導體:it: 填因子的情況下不同地修改第-半 雜二二例:可^各種方式修改第-半導 設計適合電晶體最佳效能的==低充填因子的情況下 在本發明範例實施例中，由 直接接觸光電二極體的方切㈣色/慮先片疋以*近或 的光备敫個地入❹式來所以通過彩色濾光片 曰]尤0正個地入射在目標光電二極體上。 置在ί實施例令’由於光電二極體是直接地配 =:二:之下’所以提供在軸像感測器的微透 在本發明範例實施例中，在_ 護圖案是不用降低書辛充^因一極體下方形成光保 電子干擾。民旦素充填因子，亚且其可更有效最小化 在本實施例中，光電二極體是 連線之後形成。因此，南於乂古带一成手凡成所有金屬内 所以可最小化其暗度。'極體上無金屬接觸， 雖然本發明已以較佳實施例揭露如 限定本發明，任何孰習th姑範去,……並非用以 和範圍内，當可==潤C明之精神 範圍當視後附之令請專利範圍所界定者為ί本發明之保護 23 21848pif 【圖式簡單說明】 Ώ 1疋傳統影像感測器的部分晝素陣列的平面圖。 圖2是沿著圖1的線M’繪示畫素的剖面圖。 一圖3是根據本發明實施例繪示在影像感測器中晝素的 透視圖。 圖4是圖3的影像感測器的部分晝素陣列的平面圖。 圖5是沿著圖4的線Π-ΙΓ繪示晝素的剖面圖。 圖6是包括圖3、4與5的晝素的影像感測器的方塊圖。 圖7是具有圖6所示影像感測器的系統的方塊圖。 【主要元件符號說明】 13 :主動區 13A :第一主動區 13B :第二主動區 17 = N型區 19 ·‘ P型區 21 :轉移閘極 23 .重置閘極 25 .源極隨耦器閘極 27 :選擇閘極 29 :浮置擴散區 31 :重置擴散區 33 :雜質區 35 :雜質區 37 ·局部内連線 24 1328964 21848pif 101 : 畫素 111 ： 第一半導體圖案 113 ： 第二半導體圖案 113η :第一導電區 113p :第二導電區 115 :光電二極體 211 :重置閘極 213 :源極隨耦閘極 215 :選擇閘極 217 :轉移閘極 311、313、315 :閘極絕緣層 317 :閘極絕緣層 411_1 :電荷收集區 411_2 :電荷收集區 413、415、417 :雜質區 511、513 :接觸插塞 611 :局部導電圖案 711 :接觸插塞 811、813 :圖案化層間絕緣層 911 :層間絕緣層 1111 :彩色濾光片 2000 :晝素陣列 2080 :影像感測器 '2100 :列驅動器 25 1328964 21848pif 2200 :列解竭器 2500 :控制器 2600 :搁驅動器 2610 .取樣/維持電路 2620 :放大器（ampUfier,AMp) 2700 :攔解石馬器 275〇 ·類比轉數位轉換器（anai〇g_digital converter, ADC) 2800 :影像處理器 3000 .晶圓 4000 :處理器系統 4020 ·處理态（例如中央處理器（centrai pr〇cess〇r unit, CPU))
4040 :匯流排 4060 :輸入/輸出單元 4080 :影像處理器 4100 ： RAM 4120 :硬碟驅動器（hard disc driver, HDD) 4140 :軟碟驅動器（floppy disc driver, FDD ) 4160 :光碟（compact disc, CD)驅動器 26

Claims (1)

1328964 9£ 21848pif 爲95135919號中文專利範圍無劃線修正本 參Θ %修正替換頁巧 修正日期:99年3月16日 十、申請專利範圍： 1.一種影像感測器’其包括： 第一圖案化半導體層； 第二圖案化半導體層； 層間絕緣層，***在所述第一圖案化半導體層與所述 第二圖案化半導體層之間；
光電元件，其形成在所述第二圖案化半導體層中；以 及 至少一個電晶體，其形成在所述第一圖案化半導體層 中。 2.如申請專利範圍第1項所述之影像感測器，其中形 成在所述第一圖案化半導體層的所述至少一個電晶體是電 性連接至所述光電元件並且感測在所述光電元件中所產生 的信號電荷。 …、/·如甲鲕專利範圍第1項所述之影像感測器，其中所
述光電元件是光電二極體，其包括形成在所述第二圖案化 ，導體層的區以及形成在所述第二圖案化半導體層的 P型區。. 、+、利範圍第3項所述之影像感測器，其中所 述ρ型區是圍繞所述N型區。 5第專利範圍第1項所述之影像感測11，更包括： 第-圖電荷㈣區，其是分別形成在所述第二與 電元件層巾並且彼此電性連細接受在所述光 件中所產生的電信電荷，
27 ^28964 21848pjf 其t所述至少一個電晶， 二電荷收集區。 體疋電性連接至所述第一與第 6.如申請專利範圍第5項戶+. 性連接至所述第-與第二電荷^之影像感測器，其中電 體包括： 集區的所述至少一個電晶 第一電晶體，其用以感測所 的信號電荷：以及 、弟—與第二電荷收集區 第二電晶體，其用以重置所述笛^ 的信號電荷； 罝所述第一與第二電荷收集區 其中所述第一與第二電晶濟县 性連接， 體疋透過共用汲極來彼此電 第體的閘極是電性連接至所述第-與 極 其中所述第-電荷收集區作為所述第二電晶 體的源 ^如申請專利範圍第6項所述之影像感測器，更包括： 集區 於從所ί:成在所述第二圖案化半導體層中以用 =所述先電讀巾轉顧述錢電荷至所述第二電荷收 8·如申請專利範@第5項所狀影像麵器，更包括： 轉移閘極’其形成在所述第二圖案化半導體層中 於從所述光電元件中轉移所述信號電荷至所二 電荷收集區。 $ ”弟一 9,如申請專利範圍第丨項所述之影像感測器，其中所 28 1328964 21848pif 述光電兀件是二極體，其包括形成在所 體層中的N型區以及形成在所述第二 二国案化半導 P型區並且所述P型區是圍繞所述N型區。〃導體層中的 H).如申請專利翻第9項所述之影像感 述第二電荷收集區是形成與所述^^型區分隔的所述^中〗戶^ 11.如申請專利範圍第！項所述之影像哭 彩色遽光片，其直接地形成在所述第二圖案〜^’更包括 12· —種影像感測器，其包括： 一 +導體層上。 第一圖案化半導體層； 第二圖案化半導體層； 層間絕緣層，***在所述第—圖案化 第二圖案化半導體層之間； 體層與所述 及光電元件，其形成在所述第二圖案化半導體層中以 轉移閘極，其形成在所述第二騎化半 •用於從所述光電元件中轉移信號電荷至在所二 以 半導體層中的第二電荷收集區。 κ 圖案化 如申請專纖圍第12項崎之f彡像 所述光電元件是二極體，其包括形成在所述第二圖= 導體層中的N㈣以及形成在所述第二圖案化 的P型區而所述P型區是圍繞所述汉型區， 體層中 其中第-電荷收集區更形成在所述第二圖 層中，所述第二_化半導體層是與所❹觀分H [S] 29 21848pif '4二2區1電性連接至所述第二電荷收集區。 括： °月利勒i圍第12項所述之影像感測器，更包 層中所=形，述第二圖案化半導體 Ί 運接至所述弟二電荷收集區； 並心=:述; 侧的以'=+區導=::及述源:_〜 ，置閘極，其形成在所述第 收集區之間的所述第—圖案化半導體層t戶則1荷 •如申4專利範圍第14項所述 所述層間絕緣層包括第—盘斤感測裔，其中 其中所述第-输“ 集區是藉由： 电『 生運接至所述弟二電荷收 第一接觸插塞，其穿透戶斤 連接至所述第二電荷收^斤边苐一層間絕緣層並且電性 从局部導電赌，其形成在所 電性，接至所述第一接觸插塞；以及』、、'邑緣層上迷且 第，觸插塞’其穿透所述 緣 述第-電荷收集區與所述局 二=層並且將所 】6.如申請專利範圍第電性連接。 所述局部導電難是電性連接至測器，其中 述第-層間絕緣層並且電性 ;其穿透所 免接主所述源極隨轉閑極。 [S] 30 丄兮 21848pif 17.如申請專利範圍第14 所述層間絕緣層包括金屬内連:所==至= 轉移與重置祕。 〃帛从予偏壓至所述 18.如申請專利範圍第η馆糾、+. 括： . 乐項所述之影像感測器，更包 及 第二没極，其形成在所述第—圖案化半導體層中；以
選擇閘極，其形成在所述第二祕區與所述第一源極 區之間的所述第一圖案化半導體層中。 ，如申請專利範圍第18項；述之影像感測器 ，其中 所述層間絕緣層包括金屬内連線，其用以施予偏壓至所述 選擇閘極。 20.如申請專利範圍第.12項所述之影像感測器，更包 括彩色濾光片，其直接地形成在所述第二圖案化半導體層 21. —種影像感測器，其包括：
晝素’其包括： 一第一圖案化半導體層; 一第二圖案化半導體層； 光電元件’其形成在所述第二圖案化半導體層中；以 至少一個電晶體，其形成在所述第一圖案化半導體層 中並且電性連接至所述光電元件，所述第一圖案化半導體 層是電性絕緣所述第二圖案化半導體層。 ί S] 31 1328964 21848pif 22. —種影像處理系統，其包括： 處理器；以及 影像感測器，其運作地連接至所述處理器， 其中所述影像感測器包括多個晝素， 其中每個晝素包括： 一第一圖案化半導體層； 一第二圖案化半導體層； 光電元件，其形成在所述第二圖案化半導體層中；以 及至少一個電晶體，其形成在所述第一圖案化半導體層中 並且電性連接至所述光電元件，所述第一圖案化半導體層 是與所述第二圖案化半導體層分隔。 23. 如申請專利範圍第22項所述之影像處理系統，其 中所述光電元件是二極體，其包括形成在所述第二圖案化 半導體層中的N型區以及形成在所述第二圖案化半導體層 中的P型區而所述P型區是圍繞所述N型區。 [S 32
TW095135919A 2005-09-29 2006-09-28 Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor TWI328964B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050091293A KR100775058B1 (ko) 2005-09-29 2005-09-29 픽셀 및 이를 이용한 이미지 센서, 그리고 상기 이미지센서를 포함하는 이미지 처리 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200721815A TW200721815A (en) 2007-06-01
TWI328964B true TWI328964B (en) 2010-08-11

Family

ID=37892789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW095135919A TWI328964B (en) 2005-09-29 2006-09-28 Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor

Country Status (4)

Country Link
US (8) US7671435B2 (zh)
KR (1) KR100775058B1 (zh)
CN (1) CN1941390B (zh)
TW (1) TWI328964B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI692966B (zh) * 2012-06-27 2020-05-01 日商東芝記憶體股份有限公司 半導體記憶裝置

Families Citing this family (139)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8139130B2 (en) 2005-07-28 2012-03-20 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with improved light sensitivity
US8274715B2 (en) 2005-07-28 2012-09-25 Omnivision Technologies, Inc. Processing color and panchromatic pixels
KR100775058B1 (ko) 2005-09-29 2007-11-08 삼성전자주식회사 픽셀 및 이를 이용한 이미지 센서, 그리고 상기 이미지센서를 포함하는 이미지 처리 시스템
US7916362B2 (en) * 2006-05-22 2011-03-29 Eastman Kodak Company Image sensor with improved light sensitivity
US8031258B2 (en) 2006-10-04 2011-10-04 Omnivision Technologies, Inc. Providing multiple video signals from single sensor
US8049256B2 (en) * 2006-10-05 2011-11-01 Omnivision Technologies, Inc. Active pixel sensor having a sensor wafer connected to a support circuit wafer
KR100882986B1 (ko) * 2007-09-07 2009-02-12 주식회사 동부하이텍 이미지센서 및 그 제조방법
KR100935764B1 (ko) * 2007-12-27 2010-01-06 주식회사 동부하이텍 이미지 센서 및 그 제조 방법
US7960768B2 (en) * 2008-01-17 2011-06-14 Aptina Imaging Corporation 3D backside illuminated image sensor with multiplexed pixel structure
US7999870B2 (en) * 2008-02-01 2011-08-16 Omnivision Technologies, Inc. Sampling and readout of an image sensor having a sparse color filter array pattern
US7781716B2 (en) * 2008-03-17 2010-08-24 Eastman Kodak Company Stacked image sensor with shared diffusion regions in respective dropped pixel positions of a pixel array
US7858915B2 (en) * 2008-03-31 2010-12-28 Eastman Kodak Company Active pixel sensor having two wafers
JP2009259872A (ja) * 2008-04-11 2009-11-05 Rohm Co Ltd 光電変換装置およびその製造方法、および固体撮像装置
US8471939B2 (en) * 2008-08-01 2013-06-25 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor having multiple sensing layers
KR20100030768A (ko) * 2008-09-11 2010-03-19 삼성전자주식회사 보호막 후면에 차광막을 갖는 시모스 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR101024770B1 (ko) * 2008-09-30 2011-03-24 주식회사 동부하이텍 이미지센서 및 그 제조방법
US7902618B2 (en) * 2008-11-17 2011-03-08 Omni Vision Technologies, Inc. Backside illuminated imaging sensor with improved angular response
US9543356B2 (en) * 2009-03-10 2017-01-10 Globalfoundries Inc. Pixel sensor cell including light shield
KR101648200B1 (ko) * 2009-10-22 2016-08-12 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP5489681B2 (ja) * 2009-12-02 2014-05-14 キヤノン株式会社 固体撮像装置
CN102668081B (zh) * 2009-12-26 2016-02-03 佳能株式会社 固态图像拾取装置和图像拾取***
KR101784676B1 (ko) * 2010-03-08 2017-10-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 그 제조방법
JP5709418B2 (ja) 2010-06-30 2015-04-30 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP2012015274A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Canon Inc 固体撮像装置、及び固体撮像装置の製造方法。
JP5570377B2 (ja) 2010-09-30 2014-08-13 キヤノン株式会社 固体撮像装置
US9076706B2 (en) * 2011-01-07 2015-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor based on depth pixel structure
TWI415253B (zh) 2011-05-17 2013-11-11 Novatek Microelectronics Corp 光學感測器及其製造方法
JP5963421B2 (ja) * 2011-11-17 2016-08-03 オリンパス株式会社 固体撮像装置および撮像装置
JP6018376B2 (ja) * 2011-12-05 2016-11-02 キヤノン株式会社 固体撮像装置およびカメラ
JP5987326B2 (ja) * 2012-01-23 2016-09-07 ソニー株式会社 固体撮像素子および信号処理方法、並びに電子機器
JP6044847B2 (ja) 2012-02-03 2016-12-14 ソニー株式会社 半導体装置及び電子機器
KR101323001B1 (ko) * 2012-02-29 2013-10-29 주식회사 엘지실트론 이미지 센서 및 이의 제조 방법
US8686342B2 (en) * 2012-04-09 2014-04-01 Omnivision Technologies, Inc. Double-sided image sensor formed on a single semiconductor wafer die
EP2837028B1 (en) * 2012-04-10 2018-11-07 DRS RSTA Inc. High density capacitor integrated into focal plane array processing flow
US8895343B2 (en) 2012-04-10 2014-11-25 Drs Rsta, Inc. High density capacitor integrated into focal plane array processing flow
JP6183718B2 (ja) * 2012-06-25 2017-08-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像装置
JP2014022561A (ja) 2012-07-18 2014-02-03 Sony Corp 固体撮像装置、及び、電子機器
US9153616B2 (en) * 2012-12-26 2015-10-06 Olympus Corporation Solid-state imaging device and imaging device with circuit elements distributed on multiple substrates, method of controlling solid-state imaging device, and imaging device with circuit elements distributed on multiple substrates
US8773562B1 (en) * 2013-01-31 2014-07-08 Apple Inc. Vertically stacked image sensor
US9293500B2 (en) 2013-03-01 2016-03-22 Apple Inc. Exposure control for image sensors
US9276031B2 (en) * 2013-03-04 2016-03-01 Apple Inc. Photodiode with different electric potential regions for image sensors
US9041837B2 (en) 2013-03-05 2015-05-26 Apple Inc. Image sensor with reduced blooming
US9741754B2 (en) 2013-03-06 2017-08-22 Apple Inc. Charge transfer circuit with storage nodes in image sensors
JP2014199898A (ja) * 2013-03-11 2014-10-23 ソニー株式会社 固体撮像素子および製造方法、並びに、電子機器
US9549099B2 (en) * 2013-03-12 2017-01-17 Apple Inc. Hybrid image sensor
US9319611B2 (en) 2013-03-14 2016-04-19 Apple Inc. Image sensor with flexible pixel summing
US9276030B2 (en) * 2013-03-15 2016-03-01 Sensors Unlimited, Inc. Read out integrated circuit input/output routing on permanent carrier
US9356061B2 (en) * 2013-08-05 2016-05-31 Apple Inc. Image sensor with buried light shield and vertical gate
KR101334213B1 (ko) * 2013-09-02 2013-11-29 (주)실리콘화일 칩 적층 이미지 센서
US9762890B2 (en) * 2013-11-08 2017-09-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Distance sensor and image processing system including the same
US9596423B1 (en) 2013-11-21 2017-03-14 Apple Inc. Charge summing in an image sensor
US9319613B2 (en) * 2013-12-05 2016-04-19 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor having NMOS source follower with P-type doping in polysilicon gate
US9596420B2 (en) 2013-12-05 2017-03-14 Apple Inc. Image sensor having pixels with different integration periods
US9473706B2 (en) 2013-12-09 2016-10-18 Apple Inc. Image sensor flicker detection
US10285626B1 (en) 2014-02-14 2019-05-14 Apple Inc. Activity identification using an optical heart rate monitor
US9232150B2 (en) 2014-03-12 2016-01-05 Apple Inc. System and method for estimating an ambient light condition using an image sensor
US9277144B2 (en) 2014-03-12 2016-03-01 Apple Inc. System and method for estimating an ambient light condition using an image sensor and field-of-view compensation
US9584743B1 (en) 2014-03-13 2017-02-28 Apple Inc. Image sensor with auto-focus and pixel cross-talk compensation
TWI656631B (zh) * 2014-03-28 2019-04-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 攝像裝置
US9497397B1 (en) 2014-04-08 2016-11-15 Apple Inc. Image sensor with auto-focus and color ratio cross-talk comparison
KR102380829B1 (ko) * 2014-04-23 2022-03-31 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 촬상 장치
US9538106B2 (en) 2014-04-25 2017-01-03 Apple Inc. Image sensor having a uniform digital power signature
US9686485B2 (en) 2014-05-30 2017-06-20 Apple Inc. Pixel binning in an image sensor
KR102419715B1 (ko) 2014-06-09 2022-07-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 촬상 장치
CN104795418B (zh) * 2015-04-24 2018-09-18 上海珏芯光电科技有限公司 感光成像装置及其制造方法
KR102471593B1 (ko) * 2015-06-09 2022-11-29 에스케이하이닉스 주식회사 수직 전송 게이트를 갖는 이미지 센서 및 그 제조방법
TWI701819B (zh) * 2015-06-09 2020-08-11 日商索尼半導體解決方案公司 攝像元件、驅動方法及電子機器
US10341592B2 (en) 2015-06-09 2019-07-02 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging element, driving method, and electronic device
US10574930B2 (en) * 2015-09-30 2020-02-25 Nikon Corporation Image sensor and electronic camera
CN105552096A (zh) * 2015-12-30 2016-05-04 东南大学—无锡集成电路技术研究所 一种像素内部金属层实施等离子体滤色的图像传感器芯片
US9728575B1 (en) * 2016-02-08 2017-08-08 Semiconductor Components Industries, Llc Pixel and circuit design for image sensors with hole-based photodiodes
JP6904730B2 (ja) * 2016-03-08 2021-07-21 株式会社半導体エネルギー研究所 撮像装置
CN107195645B (zh) 2016-03-14 2023-10-03 松下知识产权经营株式会社 摄像装置
US9912883B1 (en) 2016-05-10 2018-03-06 Apple Inc. Image sensor with calibrated column analog-to-digital converters
KR102564851B1 (ko) * 2016-05-16 2023-08-09 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서
KR102625444B1 (ko) * 2016-08-03 2024-01-15 삼성전자주식회사 반도체 장치
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
EP3712945A3 (en) 2016-09-23 2020-12-02 Apple Inc. Stacked backside illuminated spad array
US10917625B1 (en) 2016-10-20 2021-02-09 Facebook Technologies, Llc Time multiplexed dual-band sensor
US10075663B2 (en) * 2017-01-20 2018-09-11 Semiconductor Components Industries, Llc Phase detection pixels with high speed readout
US10656251B1 (en) 2017-01-25 2020-05-19 Apple Inc. Signal acquisition in a SPAD detector
EP3574344B1 (en) 2017-01-25 2024-06-26 Apple Inc. Spad detector having modulated sensitivity
US10962628B1 (en) 2017-01-26 2021-03-30 Apple Inc. Spatial temporal weighting in a SPAD detector
US9881964B1 (en) * 2017-02-08 2018-01-30 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with inverted source follower
JP2018190766A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体デバイス、製造方法、撮像素子、および電子機器
CN107665900B (zh) * 2017-05-31 2020-11-13 上海华力微电子有限公司 Uts图像传感器的制备方法
US10419701B2 (en) 2017-06-26 2019-09-17 Facebook Technologies, Llc Digital pixel image sensor
US10686996B2 (en) 2017-06-26 2020-06-16 Facebook Technologies, Llc Digital pixel with extended dynamic range
US10917589B2 (en) * 2017-06-26 2021-02-09 Facebook Technologies, Llc Digital pixel with extended dynamic range
US10622538B2 (en) 2017-07-18 2020-04-14 Apple Inc. Techniques for providing a haptic output and sensing a haptic input using a piezoelectric body
US11568609B1 (en) 2017-07-25 2023-01-31 Meta Platforms Technologies, Llc Image sensor having on-chip compute circuit
US10726627B2 (en) 2017-07-25 2020-07-28 Facebook Technologies, Llc Sensor system based on stacked sensor layers
US10825854B2 (en) 2017-08-16 2020-11-03 Facebook Technologies, Llc Stacked photo sensor assembly with pixel level interconnect
US10598546B2 (en) 2017-08-17 2020-03-24 Facebook Technologies, Llc Detecting high intensity light in photo sensor
US10440301B2 (en) 2017-09-08 2019-10-08 Apple Inc. Image capture device, pixel, and method providing improved phase detection auto-focus performance
US11393867B2 (en) 2017-12-06 2022-07-19 Facebook Technologies, Llc Multi-photodiode pixel cell
US11057581B2 (en) 2018-01-24 2021-07-06 Facebook Technologies, Llc Digital pixel array with multi-stage readouts
US10827142B2 (en) 2018-03-02 2020-11-03 Facebook Technologies, Llc Digital pixel array with adaptive exposure
US10969273B2 (en) 2018-03-19 2021-04-06 Facebook Technologies, Llc Analog-to-digital converter having programmable quantization resolution
US10553180B1 (en) 2018-03-21 2020-02-04 Facebook Technologies, Llc Dynamically structured protective film for maximum display resolution
US11054632B1 (en) 2018-03-21 2021-07-06 Facebook Technologies, Llc Liquid filled pixelated film
US11004881B2 (en) 2018-04-03 2021-05-11 Facebook Technologies, Llc Global shutter image sensor
US10923523B2 (en) 2018-04-16 2021-02-16 Facebook Technologies, Llc Multi-photodiode pixel cell
US10848681B2 (en) 2018-04-17 2020-11-24 Facebook Technologies, Llc Image reconstruction from image sensor output
US10560646B2 (en) * 2018-04-19 2020-02-11 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Global-shutter vertically integrated pixel with high dynamic range
US10685594B2 (en) 2018-05-08 2020-06-16 Facebook Technologies, Llc Calibrating brightness variation in a display
US11233085B2 (en) 2018-05-09 2022-01-25 Facebook Technologies, Llc Multi-photo pixel cell having vertical gate structure
US10804926B2 (en) 2018-06-08 2020-10-13 Facebook Technologies, Llc Charge leakage compensation in analog-to-digital converter
US11089241B2 (en) 2018-06-11 2021-08-10 Facebook Technologies, Llc Pixel cell with multiple photodiodes
US11906353B2 (en) 2018-06-11 2024-02-20 Meta Platforms Technologies, Llc Digital pixel with extended dynamic range
US11089210B2 (en) 2018-06-11 2021-08-10 Facebook Technologies, Llc Configurable image sensor
US11463636B2 (en) 2018-06-27 2022-10-04 Facebook Technologies, Llc Pixel sensor having multiple photodiodes
US10897586B2 (en) 2018-06-28 2021-01-19 Facebook Technologies, Llc Global shutter image sensor
US11019294B2 (en) 2018-07-18 2021-05-25 Apple Inc. Seamless readout mode transitions in image sensors
US10848693B2 (en) 2018-07-18 2020-11-24 Apple Inc. Image flare detection using asymmetric pixels
US10931884B2 (en) 2018-08-20 2021-02-23 Facebook Technologies, Llc Pixel sensor having adaptive exposure time
US11956413B2 (en) 2018-08-27 2024-04-09 Meta Platforms Technologies, Llc Pixel sensor having multiple photodiodes and shared comparator
US11595602B2 (en) 2018-11-05 2023-02-28 Meta Platforms Technologies, Llc Image sensor post processing
EP3882973B1 (en) * 2018-11-13 2024-07-03 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
CN109560097A (zh) * 2018-11-21 2019-04-02 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
US11233966B1 (en) 2018-11-29 2022-01-25 Apple Inc. Breakdown voltage monitoring for avalanche diodes
US11102430B2 (en) 2018-12-10 2021-08-24 Facebook Technologies, Llc Pixel sensor having multiple photodiodes
US11962928B2 (en) 2018-12-17 2024-04-16 Meta Platforms Technologies, Llc Programmable pixel array
US11888002B2 (en) 2018-12-17 2024-01-30 Meta Platforms Technologies, Llc Dynamically programmable image sensor
KR20200085983A (ko) * 2019-01-07 2020-07-16 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 제조 방법
US11218660B1 (en) 2019-03-26 2022-01-04 Facebook Technologies, Llc Pixel sensor having shared readout structure
US11943561B2 (en) 2019-06-13 2024-03-26 Meta Platforms Technologies, Llc Non-linear quantization at pixel sensor
WO2020262323A1 (ja) * 2019-06-26 2020-12-30 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
US11936998B1 (en) 2019-10-17 2024-03-19 Meta Platforms Technologies, Llc Digital pixel sensor having extended dynamic range
US11935291B2 (en) 2019-10-30 2024-03-19 Meta Platforms Technologies, Llc Distributed sensor system
US11948089B2 (en) 2019-11-07 2024-04-02 Meta Platforms Technologies, Llc Sparse image sensing and processing
US11902685B1 (en) 2020-04-28 2024-02-13 Meta Platforms Technologies, Llc Pixel sensor having hierarchical memory
US11825228B2 (en) 2020-05-20 2023-11-21 Meta Platforms Technologies, Llc Programmable pixel array having multiple power domains
US11910114B2 (en) 2020-07-17 2024-02-20 Meta Platforms Technologies, Llc Multi-mode image sensor
US11563910B2 (en) 2020-08-04 2023-01-24 Apple Inc. Image capture devices having phase detection auto-focus pixels
US11956560B2 (en) 2020-10-09 2024-04-09 Meta Platforms Technologies, Llc Digital pixel sensor having reduced quantization operation
US11935575B1 (en) 2020-12-23 2024-03-19 Meta Platforms Technologies, Llc Heterogeneous memory system
US12022218B2 (en) 2020-12-29 2024-06-25 Meta Platforms Technologies, Llc Digital image sensor using a single-input comparator based quantizer
US11546532B1 (en) 2021-03-16 2023-01-03 Apple Inc. Dynamic correlated double sampling for noise rejection in image sensors

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910265A (ja) 1982-07-09 1984-01-19 Hitachi Ltd 光センサアレイ装置
JPH0680759B2 (ja) 1985-10-17 1994-10-12 田中貴金属工業株式会社 チツプオンボ−ドのリ−ドピン
JPS6292365A (ja) 1985-10-18 1987-04-27 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JPH03225868A (ja) * 1990-01-30 1991-10-04 Hitachi Ltd 固体撮像素子とそれを用いた撮像装置
JPH0548825A (ja) 1991-08-16 1993-02-26 Fuji Xerox Co Ltd カラ−画像読取用イメ−ジセンサ
JP3406935B2 (ja) * 1994-01-31 2003-05-19 キヤノン株式会社 撮像装置
US5936261A (en) 1998-11-18 1999-08-10 Hewlett-Packard Company Elevated image sensor array which includes isolation between the image sensors and a unique interconnection
JP2002538707A (ja) * 1999-03-04 2002-11-12 ボーム，マルクス 映像センサ
JP3759435B2 (ja) * 2001-07-11 2006-03-22 ソニー株式会社 Ｘ−ｙアドレス型固体撮像素子
JP2003215255A (ja) 2002-01-25 2003-07-30 Toshiba Corp Ｘ線検出器
KR20030096659A (ko) * 2002-06-17 2003-12-31 삼성전자주식회사 이미지 센서의 화소 어레이 영역, 그 구조체 및 그 제조방법
KR100534214B1 (ko) 2003-04-30 2005-12-08 (주)에스티비 휴대용 단말기의 2차 전지 충,방전 상태 표시 방법 및 그장치
KR20040093908A (ko) 2003-04-30 2004-11-09 매그나칩 반도체 유한회사 씨모스 이미지 센서의 단위화소
US6847051B2 (en) * 2003-05-23 2005-01-25 Micron Technology, Inc. Elevated photodiode in an image sensor
US7279729B2 (en) * 2003-05-26 2007-10-09 Stmicroelectronics S.A. Photodetector array
US7102184B2 (en) * 2003-06-16 2006-09-05 Micron Technology, Inc. Image device and photodiode structure
JP4046067B2 (ja) 2003-11-04 2008-02-13 ソニー株式会社 固体撮像素子の製造方法
KR100614793B1 (ko) * 2004-09-23 2006-08-22 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 제조 방법.
US7205823B2 (en) 2005-02-23 2007-04-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Oscillating buffer with single gate oxide devices
KR100782463B1 (ko) * 2005-04-13 2007-12-05 (주)실리콘화일 3차원 구조를 갖는 이미지 센서의 분리형 단위화소 및 그제조방법
TW201101476A (en) * 2005-06-02 2011-01-01 Sony Corp Semiconductor image sensor module and method of manufacturing the same
FR2888989B1 (fr) * 2005-07-21 2008-06-06 St Microelectronics Sa Capteur d'images
KR100775058B1 (ko) 2005-09-29 2007-11-08 삼성전자주식회사 픽셀 및 이를 이용한 이미지 센서, 그리고 상기 이미지센서를 포함하는 이미지 처리 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI692966B (zh) * 2012-06-27 2020-05-01 日商東芝記憶體股份有限公司 半導體記憶裝置
TWI791147B (zh) * 2012-06-27 2023-02-01 日商鎧俠股份有限公司 半導體記憶裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190393260A1 (en) 2019-12-26
US20100097490A1 (en) 2010-04-22
US20190198555A1 (en) 2019-06-27
US11152419B2 (en) 2021-10-19
US9954025B2 (en) 2018-04-24
US9293501B2 (en) 2016-03-22
US7671435B2 (en) 2010-03-02
CN1941390B (zh) 2010-09-01
US10249677B2 (en) 2019-04-02
US8508012B2 (en) 2013-08-13
US20160163759A1 (en) 2016-06-09
KR20070036356A (ko) 2007-04-03
CN1941390A (zh) 2007-04-04
US20210296390A1 (en) 2021-09-23
US20070069258A1 (en) 2007-03-29
TW200721815A (en) 2007-06-01
US20130207219A1 (en) 2013-08-15
US11094732B2 (en) 2021-08-17
KR100775058B1 (ko) 2007-11-08
US11862660B2 (en) 2024-01-02
US20180219042A1 (en) 2018-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI328964B (en) Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor
TWI312575B (en) Imaging device having a pixel cell with a transparent conductive interconnect line for focusing light and the method of making the pixel cell
TWI310987B (en) Image sensors including active pixel sensor arrays
US6376868B1 (en) Multi-layered gate for a CMOS imager
US8848080B2 (en) Active pixel sensor with a diagonal active area
JP4935354B2 (ja) Ｃｍｏｓ撮像素子
US6908839B2 (en) Method of producing an imaging device
TWI240411B (en) An imager photo diode capacitor structure with reduced process variation sensitivity
TWI390974B (zh) 嵌壁式傳輸閘之成像器元件，裝置及系統
US20050017277A1 (en) Pixel cell with high storage capacitance for a COMS imager
US20100079645A1 (en) Cmos imager and system with selectively silicided gates
US6414342B1 (en) Photogate with improved short wavelength response for a CMOS imager
US20040195600A1 (en) Trench photosensor for a CMOS imager
TW200939462A (en) Solid-state imaging device and camera
KR100820520B1 (ko) 고체촬상장치
TW200935888A (en) Solid-state imaging device, camera, and electronic device
KR20130134506A (ko) 유기 이미지 센서 및 그 제조방법
JP6008669B2 (ja) 固体撮像素子およびその製造方法ならびにカメラ
TWI390669B (zh) 成像器之像素及其他整合電路中形成導電互連之方法
JP2010182789A (ja) 固体撮像素子、撮像装置、固体撮像素子の製造方法
US7791116B1 (en) CMOS imager having a nitride dielectric
KR101154389B1 (ko) 픽셀 및 이를 이용한 이미지 센서, 그리고 상기 이미지센서를 포함하는 이미지 처리 시스템
JP2010182790A (ja) 固体撮像素子、撮像装置、固体撮像素子の製造方法
JP2010171042A (ja) 半導体装置及びその製造方法