[發明專利]圖像傳感器和圖像傳感器系統

在審

• 申請號: 201410602284.1
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104681571A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 金成瞮;高亨守;金元住;尹湞斌;李光敏
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波;黃靜

技術領域

本公開涉及圖像傳感器，更具體地，涉及能夠實現三維圖像的圖像傳感器。

背景技術

圖像傳感器是將光學圖像轉換成電信號的裝置。在各種應用諸如例如數字照相機、攝像放像機、個人通信系統、游戲機、安全攝像機、用于醫學應用的微型照相機和/或機器人中，對于高性能圖像傳感器的需求增加。此外，近來正在開發用于實現三維和/或彩色圖像的圖像傳感器。

發明內容

本發明構思的示例實施方式可以提供一種圖像傳感器，其能夠實現具有提高的分辨率的三維圖像。

根據本發明構思的示例實施方式，一種圖像傳感器可以包括：半導體基板，具有溝槽并且具有第一導電類型；光電轉換層，形成在溝槽下面的半導體基板中，以具有與第一導電類型相反的第二導電類型；第一和第二轉移柵電極，每個至少部分地在溝槽中；柵極絕緣層，至少部分地在溝槽中并且插置在第一和第二轉移柵電極與光電轉換層之間；第一電荷檢測層，在鄰近第一轉移柵電極的半導體基板中；以及第二電荷檢測層，在鄰近第二轉移柵電極的半導體基板中。

在示例實施方式中，溝槽在半導體基板的頂表面中，第一和第二轉移柵電極的底表面可以比第一和第二電荷檢測層的底表面更靠近半導體基板的底表面。

在示例實施方式中，溝槽可以豎直地延伸到半導體基板中，第一和第二轉移柵電極可以在豎直方向上比第一和第二電荷檢測層進一步延伸到半導體基板中。

在示例實施方式中，在平面圖中看時，第一和第二轉移柵電極可以重疊光電轉換層。

在示例實施方式中，第一和第二轉移柵電極之間的間隔可以小于第一轉移柵電極的寬度。

在示例實施方式中，溝槽可以在半導體基板的頂表面中，該圖像傳感器還可以包括：互連層，在半導體基板的頂表面上，互連層包括多條線；以及光學過濾層，在半導體基板的底表面上。

根據本發明構思的示例實施方式，一種圖像傳感器可以包括：半導體基板，具有第一導電類型，該半導體基板包括顏色像素區域和深度像素區域；第一光電轉換層，在半導體基板的顏色像素區域中，該第一光電轉換層具有與第一導電類型相反的第二導電類型；顏色像素轉移柵電極，在第一光電轉換層上；第二光電轉換層，在半導體基板的深度像素區域中，該第二光電轉換層具有第二導電類型；第一和第二深度像素轉移柵電極，在第二光電轉換層上；第一電荷檢測層，在第一深度像素轉移柵電極的與第二深度像素轉移柵電極相反的一側的半導體基板中；以及第二電荷檢測層，在第二深度像素轉移柵電極的與第一深度像素轉移柵電極相反的一側。顏色像素轉移柵電極可以至少部分地在半導體基板的頂表面中的第一溝槽中。

在示例實施方式中，第一和第二深度像素轉移柵電極的至少一個至少部分地在半導體基板的頂表面中的第二溝槽中。

在示例實施方式中，第一和第二電荷檢測層的底表面可以比第一和第二深度像素轉移柵電極的底表面更靠近半導體基板的頂表面。

在示例實施方式中，顏色像素轉移柵電極可以具有與第一和第二深度像素轉移柵電極的頂表面基本上共面的頂表面。

在示例實施方式中，顏色像素轉移柵電極可以設置在第一光電轉換層的中心區域上方并且覆蓋該中心區域。

在示例實施方式中，圖像傳感器還可以包括在顏色像素轉移柵電極的一側的半導體基板中的電荷檢測層，該電荷檢測層具有第二導電類型。

在示例實施方式中，第一和第二深度像素轉移柵電極可以設置在第二光電轉換層上方并且至少部分地覆蓋該第二光電轉換層。

在示例實施方式中，第一和第二深度像素轉移柵電極之間的距離可以小于第一深度像素轉移柵電極的寬度。

在示例實施方式中，顏色像素轉移柵電極的寬度可以小于第一和第二深度像素轉移柵電極中每個的寬度。

在示例實施方式中，第一光電轉換層的第一豎直深度可以不同于第二光電轉換層的第二豎直深度。

在示例實施方式中，圖像傳感器還可以包括：在半導體基板的頂表面上設置的互連層，互連層包括多條豎直層疊的線；以及在半導體基板的底表面上設置的光學過濾層。

在示例實施方式中，光學過濾層可以包括：第一光學過濾層，在顏色像素區域上使可見光通過；以及第二光學過濾層，在深度像素區域上使紅外光通過。