實施方式涉及圖像傳感器和制造圖像傳感器的方法，更具體地，涉及背照式圖像傳感器和制造背照式圖像傳感器的方法。

背景技術：

圖像傳感器可以將光學圖像信號轉換成電信號。圖像傳感器不僅可以被用于典型消費電子設備，諸如數碼相機、用于移動電話的攝像頭和便攜式攝像機，而且還可以被用于安裝在汽車、安保設備和機器人上的攝像頭。然而，圖像傳感器中串擾的出現可以使通過使用圖像傳感器獲得的圖像的分辨率下降，而且使圖像傳感器的自動聚焦(af)性能下降。

技術實現要素：

一種或更多實施方式提供一種圖像傳感器，該圖像傳感器包括：半導體層，其包括彼此對立的第一表面和第二表面；多個單元像素，其位于半導體層中，每個單元像素包括第一光電轉換器和第二光電轉換器；第一隔離層，其被配置為使相鄰的單元像素彼此隔離；以及第二隔離層，其位于第一光電轉換器和第二光電轉換器之間。第一隔離層具有與第二隔離層不同的形狀。

一種或更多實施方式提供一種圖像傳感器，其包括：包含彼此對立的第一表面和第二表面的襯底，例如硅襯底，該硅襯底包括其中布置多個單元像素的像素陣列區(qū)域；像素隔離區(qū)域，其通過用絕緣材料填充隔離溝槽形成，像素隔離區(qū)域被配置為使相鄰的單元像素彼此隔離；互連層，其在硅襯底的第一表面上；以及顏色濾光器層和ml層，其在硅襯底的第二表面上。單元像素中的每一個包括至少兩個光電轉換器和形成在硅襯底的第一表面和第二表面之間的器件隔離區(qū)域，并且像素隔離區(qū)域具有與器件隔離區(qū)域不同的寬度和/或深度。

一種或更多實施方式提供一種圖像傳感器，包括：半導體層，其包括彼此對立的第一表面和第二表面；多個單元像素，其在半導體層中于第一表面和第二表面之間，每個單元像素包括第一光電轉換器和第二光電轉換器；第一隔離層，其使相鄰的單元像素彼此隔離，第一隔離層在第一表面和第二表面之間延伸；以及第二隔離層，其在第一光電轉換器和第二光電轉換器之間，第二隔離層在第一表面和第二表面之間延伸。第一隔離層具有與第二隔離層不同的形狀因子。

附圖說明

通過參考附圖詳細描述示例性實施方式，對于本領域技術人員來說特征將變得明顯，其中：

圖1示出根據一實施方式的圖像傳感器的俯視圖；

圖2示出根據一實施方式的圖像傳感器的剖視圖；

圖3示出根據一實施方式的圖像傳感器的示意框圖；

圖4示出根據一實施方式的單元像素的一部分的電路圖；

圖5示出根據一實施方式的形成在半導體襯底上的圖4的單元像素的該部分的俯視圖；

圖6a到6c示出用來解釋用于根據一實施方式的圖像傳感器的光探測方法的示意圖；

圖7示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的剖視圖；

圖8示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的俯視圖；

圖9示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的剖視圖；

圖10示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的剖視圖；

圖11示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的剖視圖；

圖12示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的剖視圖；

圖13示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的剖視圖；

圖14示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的剖視圖；

圖15示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的俯視圖；

圖16示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的俯視圖；

圖17示出根據一實施方式的圖像傳感器的基本構件的俯視圖；

圖18到21示出根據一實施方式的制造圖像傳感器的方法中的多個階段的剖視圖；以及

圖22和23示出根據一實施方式的制造圖像傳感器的方法中的多個階段的剖視圖。

具體實施方式

以下將被描述的圖像傳感器可以具有各種不同的配置。這里，圖像傳感器的僅必需的元件的示例將被描述，且實施方式不限于此。

圖1是根據一實施方式的圖像傳感器100的俯視圖。具體地，圖像傳感器100可以包括形成在半導體襯底110上的像素陣列區(qū)域sar(或傳感器陣列區(qū)域)、邏輯區(qū)域lr和焊盤區(qū)域pr。

半導體襯底110可以包括例如硅(si)?；蛘?，半導體襯底110可以包括諸如鍺(ge)的半導體元素，或諸如硅碳化物(sic)、鎵砷化物(gaas)、銦砷化物(inas)和銦磷化物(inp)的化合物半導體。

半導體襯底110可以具有絕緣體上硅(soi)或掩埋氧化物(box)層。半導體襯底110可以包括例如摻雜阱或摻雜結構的導電層。圖像傳感器100可以是例如互補金屬氧化物半導體(cmos)圖像傳感器(cis)。

像素陣列區(qū)域sar可以包括排列成矩陣的多個單元像素125。邏輯區(qū)域lr可以沿像素陣列區(qū)域sar的邊緣布置。盡管邏輯區(qū)域lr被示出為沿像素陣列區(qū)域sar的全部四個邊緣布置，但是本發(fā)明構思不限于此。例如，邏輯區(qū)域lr可以沿像素陣列區(qū)域sar的兩個邊緣或三個邊緣布置。

邏輯區(qū)域lr可以包括包含多個晶體管的電子器件。邏輯區(qū)域lr可以向像素陣列區(qū)域sar的單元像素125的每一個提供預定的信號或者可以控制像素陣列區(qū)域sar的輸出信號。邏輯區(qū)域lr可以包括例如定時發(fā)生器、行解碼器、行驅動器、相關雙采樣器(cds)、模數轉換器(adc)、鎖存器和/或列解碼器。

像素陣列區(qū)域sar中包括的所述多個單元像素125可以響應來自行驅動器的多個驅動信號(例如行選擇信號、復位信號和電荷傳輸信號)被驅動。此外，由于借助于所述多個單元像素125的光電轉換操作產生的電輸出信號可以被提供給cds。定時發(fā)生器可以向行解碼器和列解碼器提供定時信號和控制信號。

行驅動器可以基于行解碼器的解碼結果提供用于驅動所述多個單元像素125的多個驅動信號。當所述多個單元像素125被排列成矩陣時，行解碼器可以向矩陣的每一行提供驅動信號。cds可以從所述多個單元像素125中的每一個接收輸出信號，并維持和采樣該輸出信號。就是說，cds可以雙重采樣該輸出信號的特定噪聲電平和信號電平，并輸出對應于噪聲電平和信號電平之差的差額電平。

adc可以將對應于差額電平的模擬信號轉換為數字信號，并且輸出該數字信號。鎖存器可以鎖存該數字信號，并且鎖存的信號可以基于列解碼器的解碼結果被順序地輸出。

單元像素125可以是例如無源像素傳感器或有源像素傳感器。單元像素125可以包括例如被配置為感應光的光電轉換器、用來傳輸由光電轉換器產生的電荷的傳輸晶體管、用來周期性地重置被配置為存儲被傳輸的電荷的浮置擴散區(qū)域的復位晶體管、以及用來緩沖對應于浮置擴散區(qū)域中存儲的電荷的信號的源極跟隨器。

單元像素125中的每一個可以包括至少兩個彼此獨立的光電轉換器。圖像傳感器100可以包括像素隔離層來增加單元像素125之間的隔離程度。圖像傳感器100可以包括器件隔離層來增加單元像素125中的每一個中包括的光電轉換器之間的隔離程度。

焊盤區(qū)域pr可以包括用于與外部設備或封裝基座基板交換電信號的多個焊盤130。焊盤區(qū)域pr可以位于像素陣列區(qū)域sar周圍。在焊盤區(qū)域pr中形成的所述多個焊盤130可以被電連接到單元像素125并且沿像素陣列區(qū)域sar的周界布置。所述多個焊盤130可以包括例如金屬、金屬氮化物或其組合。導電互連和導電插塞可以形成在半導體襯底110上以將所述多個焊盤130與邏輯區(qū)域lr中包括的電子器件和像素陣列區(qū)域sar中包括的所述多個單元像素125電連接。導電互連和導電插塞可以包括例如金屬、金屬氮化物或其組合。

當與像素陣列區(qū)域sar對比時，邏輯區(qū)域lr和焊盤區(qū)域pr可以一起被稱為外圍電路區(qū)域pcr。外圍電路區(qū)域pcr可以指圖像傳感器100中包括的半導體襯底110中除像素陣列區(qū)域sar之外的區(qū)域。

圖2是根據一實施方式的圖像傳感器100的剖視圖。

具體地，圖像傳感器100可以包括形成在半導體襯底110上的像素陣列區(qū)域sar(或傳感器陣列區(qū)域)、邏輯區(qū)域lr和焊盤區(qū)域pr。半導體襯底110可以具有沿第一方向彼此對立的第一表面110a和第二表面110b。半導體襯底110的第一表面110a可以是半導體襯底110的底面或頂面。半導體襯底110的第二表面110b可以是半導體襯底110的頂面或底面。

像素陣列區(qū)域sar可以包括被排列成矩陣型的多個單元像素125。所述多個單元像素125可以通過像素隔離層彼此隔開。所述多個單元像素125和多個焊盤130可以被形成在半導體襯底110的第一表面110a上。多個顏色濾光器層127和多個微透鏡(ml)層150可以被順序形成在所述多個單元像素125上。

在這種情況下，單元像素125的每一個都可以包括至少兩個光電轉換器。所述至少兩個光電轉換器可以通過器件隔離層彼此隔開。

所述多個顏色濾光器層127可以包括例如紅色(r)濾光器、藍色(b)濾光器和綠色(g)濾光器?；蛘?，所述多個顏色濾光器層127可以包括青色(c)濾光器、黃色(y)濾光器和品紅色(m)濾光器?？梢栽趩卧袼?25的每一個上形成r、b和g濾光器中的一種顏色濾光器層127或者c、y和m中的一種顏色濾光器層127，使得單元像素125的每一個都可以檢測入射光的成分并且識別一種顏色。

所述多個ml層150可以將像素陣列區(qū)域sar的入射光朝向單元像素125聚集，即集中。當單元像素125包括光電轉換器(例如光電二極管)時，所述多個ml層150可以將像素陣列區(qū)域sar的入射光朝向單元像素125的光電轉換器聚集。

圖3是根據一實施方式的圖像傳感器100的示意框圖。

圖像傳感器100可以包括像素陣列區(qū)域sar和cmos控制電路120和122。像素陣列區(qū)域sar可以包括被排列成矩陣的多個單元像素。cmos控制電路120和122可以位于像素陣列區(qū)域sar周圍并且包括多個cmos晶體管。

單元像素125的每一個可以包括至少兩個光電轉換器。cmos控制電路120和122可以向光電轉換器中的每一個提供預定的信號，或者可以控制光電轉換器的輸出信號。

例如，cmos控制電路120可以包括行驅動器，并且cmos控制電路122可以包括相關雙采樣器(cds)、比較器和adc。在這里，單元像素125的結構可以根據單元像素125中包括的元件而變化，并且包括1到5個晶體管的單元像素可以被廣泛應用。

圖4是根據一實施方式的單元像素125的一部分的電路圖。圖5是根據一實施方式的形成在半導體襯底上的圖4的單元像素的所述部分的俯視圖。

具體地，如圖4所示，單元像素125可以包括：感測光的光電轉換器132；傳輸由光電轉換器132產生的電荷的傳輸晶體管tx(或134)；周期性地重置存儲接收到的電荷的浮置擴散區(qū)域fd的復位晶體管rx(或136)；以及緩沖對應于浮置擴散區(qū)域fd中存儲的電荷的信號的源極跟隨器138。單元像素125中的每個可以包括多個光電轉換器132，并且傳輸晶體管134、復位晶體管136和源極跟隨器138可以按與所述多個光電轉換器132相等的數量被提供。

源極跟隨器138可以包括串聯(lián)連接的兩個mos晶體管m1和r1。復位晶體管136的一端和mos晶體管m1的一端可以被連接到電源電壓vdd。mos晶體管r1的柵電極可以被連接到行選擇信號線rsel，并且mos晶體管r1的一端可以被連接到列選擇線sel。

如圖5所示，單元像素125可以被集成在半導體襯底上。就是說，有源區(qū)115可以被形成在半導體襯底上。有源區(qū)115可以包括光電轉換器區(qū)域115a和晶體管區(qū)域115b。例如，光電轉換器區(qū)域115a可以被形成為正方形板類型以占用由單元像素125限定的半導體襯底110的預定部分。

晶體管區(qū)域115b可以與光電轉換器區(qū)域115a的一個表面接觸，并且可以有具有至少一個彎曲部分的線條形。傳輸晶體管134的柵電極134a、復位晶體管136的柵電極136a、源極跟隨器138的柵電極138a和139a可以被形成在晶體管區(qū)域115b中。

單元像素125中的每一個可以包括至少兩個通過器件隔離層彼此隔離的光電轉換器區(qū)域115a、以及至少兩個晶體管區(qū)域115b。所述至少兩個光電轉換器區(qū)域115a可以被分別連接到不同的晶體管區(qū)域115b。

具有上述結構和電路的圖像傳感器可以被安裝在諸如照相機和攝像機的圖像捕獲設備上，并且被用來獲得目標的圖像或被用作自動聚焦傳感器。例如，圖像傳感器可以比較由單元像素125中的每一個中包括的至少兩個光電轉換器產生的至少兩個信號，并且使用相位差檢測方法形成自動聚焦(af)圖像。當af圖像不被形成時，圖像傳感器可以通過使用由單元像素125中的每一個獲得的至少兩個信號來獲得圖像信息。

圖6a到6c示出用于解釋用于根據一實施方式的圖像傳感器的相位檢測方法的示意圖。參考圖6a到圖6c，從物體140入射的光可以經過透鏡142入射到圖像傳感器的光電轉換器(例如第一和第二光電轉換器144l和144r)。在相位檢測方法中，自物體140入射的光可以被分為兩束光，并且被分開的光束的相位可以被相互比較以形成af圖像。

例如，第一和第二光電轉換器144l和144r可以彼此獨立。在af操作過程中，光入射到其上的第一光電轉換器144l和第二光電轉換器144r可以輸出第一信號sigl和第二信號sigr。

如圖6a所示，從物體140入射的光束l1和l2的焦點可以被形成在第一和第二光電轉換器144l和144r前面。af操作可以通過借助使用透鏡142移動的距離向第一和第二光電轉換器144l和144r移動透鏡142來被執(zhí)行，并且所述距離可以通過將第一信號sigl與第二信號sigr比較來計算。結果，如圖6b所示，當由于從物體140入射的光束l1和l2由第一光電轉換器144l和第二光電轉換器144r輸出的第一信號sigl和第二信號sigr相同時，af圖像可以被形成。

相反，如圖6c所示，從物體140入射的光束l1和l2的焦點可以被形成在第一和第二光電轉換器144l和144r之后。af操作可以通過借助使用透鏡142移動的距離向物體140移動透鏡142來被執(zhí)行，并且所述距離可以通過將第一信號sigl與第二信號sigr比較來被計算。結果，如圖6b所示，當由于從物體140入射的光束l1和l2由第一光電轉換器144l和第二光電轉換器144r輸出的第一信號sigl和第二信號sigr相同時，af圖像可以被形成。

當如圖6b所示，由于從物體140入射的光束l1和l2由第一光電轉換器144l和第二光電轉換器144r輸出的第一信號sigl和第二信號sigr相同時，可以不需要af操作。

圖7是根據一實施方式的圖像傳感器200a的基本構件的剖視圖。圖8是根據該實施方式的圖像傳感器200a的基本構件的俯視圖。

參考圖7，圖像傳感器200a可以包括半導體層210、像素隔離層240、器件隔離層250、顏色濾光器層260、ml層270、互連層280和載體基板290。載體基板290可以是硅襯底。

半導體層210可以包括第一表面211和位于第一表面211對面的第二表面212。半導體層210可以包括硅襯底。第一表面211可以是硅襯底的前表面，第二表面212可以是硅襯底的后表面。半導體層210可以是形成在硅襯底上的外延層。

多個單元像素220可以被布置在半導體層210中。單元像素220中的每一個可以包括至少兩個光電轉換器。例如，單元像素220中的每一個可以包括第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r。第一和第二光電轉換器230l和230r可以響應外部入射光產生光電子。第一和第二光電轉換器230l和230r中的每一個可以由光電二極管、光電晶體管、光電柵、釘扎光電二極管等等來實現。

像素隔離層240可以在相鄰的單元像素220之間以使單元像素220彼此隔離。像素隔離層240可以通過用絕緣材料層填充形成在半導體層210中的像素隔離溝槽240t被形成。像素隔離層240可以是填充像素隔離溝槽240t的絕緣材料層(例如氧化物)。像素隔離層240可以包括相比半導體層210中包括的材料具有更低的折射率的材料。

像素隔離溝槽240t可以從第二表面212向第一表面211形成，或從第一表面211向第二表面212形成。像素隔離溝槽240t可以在第二表面212和第一表面211之間垂直地延伸，例如沿第一方向。

如圖7所示，像素隔離溝槽240t可以是垂直穿透第二表面212和第一表面211之間的半導體層210的貫通隔離溝槽，并且像素隔離層240可以是填充貫通隔離溝槽的絕緣材料層?；蛘?，像素隔離溝槽240t可以是局部隔離溝槽，其可以沿第一方向從第二表面212向第一表面211形成并且與第一表面211間隔開預定的距離?；蛘?，像素隔離溝槽240t可以是局部隔離溝槽，其可以沿第一方向從第一表面211向第二表面212形成并且沿第一方向與第二表面212間隔開預定距離。換言之，在第二表面212和第一表面211之間延伸以隔離單元像素220的像素隔離層240可以與第二表面212和第一表面211之一或兩者共面。

因為像素隔離溝槽240t在第一表面211和第二表面212之間被形成至大的深度，所以像素隔離溝槽240t可以被稱為深溝槽。通過將像素隔離層240形成為深溝槽類型，光學串擾和電學串擾可以被減小。光學串擾指的是透過顏色濾光器層260行進的入射光被傳輸到相鄰的光電轉換器的現象，而電學串擾指的是在耗盡區(qū)中產生的電子空穴對被傳輸到相鄰到光電轉換器的現象。

器件隔離層250可以通過用絕緣材料層填充在半導體層210中形成的器件隔離溝槽250t被形成。器件隔離層250可以是填充器件隔離溝槽250t的絕緣材料層(例如氧化物)。器件隔離層250可以包括相比半導體層210中包括的材料具有更低的折射率的材料。

器件隔離溝槽250t可以從第二表面212向第一表面211延伸或從第一表面211向第二表面212延伸。器件隔離溝槽250t可以在第二表面212和第一表面211之間垂直地例如沿第一方向延伸。

器件隔離溝槽250t可以是深溝槽，其在第一表面211和第二表面212之間被形成至大的深度。器件隔離層250可以被形成為深溝槽類型并且可以提高第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r之間的隔離程度。

如圖7所示，器件隔離溝槽250t可以是可以垂直穿透第二表面212和第一表面211之間的半導體層210的貫通隔離溝槽，并且器件隔離層250可以是填充該貫通隔離溝槽的絕緣材料層?；蛘?，器件隔離溝槽250t可以是局部隔離溝槽，其可以沿第一方向從第二表面212向第一表面211形成并且沿第一方向與第一表面211間隔開預定的距離?；蛘?，器件隔離溝槽250t可以是局部隔離溝槽，其可以沿第一方向從第一表面211向第二表面212形成并且沿第一方向與第二表面212間隔開預定的距離。換言之，在第二表面212和第一表面211之間延伸以隔離光電轉換器230l、230r的器件隔離層250可以與第二表面212和第一表面211之一或兩者共面。

在一些實施方式中，像素隔離層240可以具有與器件隔離層250不同的寬度。例如，像素隔離層240和器件隔離層250可以例如沿第二方向分別具有第一寬度w1和第二寬度w2。如圖7所示，像素隔離層240的第一寬度w1可以大于器件隔離層250的第二寬度w2?；蛘撸袼馗綦x層240的第一寬度w1可以小于器件隔離層250的第二寬度w2。

互連層280可以被形成在半導體層210的第一表面211上?；ミB層280可以包括金屬間電介質(imd)282和多層金屬互連284。imd282可以包括氧化物層或氧化物層和氮化物層的復合層。氧化物層可以是硅氧化物層。多層金屬互連284可以是形成在半導體層210中的第一和第二光電轉換器230l和230r或上述晶體管的感應操作所需的電互連。此外，多層金屬互連284可以被用來將穿過第一和第二光電轉換器230l和230r行進的入射光向第一和第二轉換器230l和230r反射。多層金屬互連284可以包括銅、鈦或鈦氮化物。

顏色濾光器層260和ml層270可以被形成在半導體層210的第二表面212上。顏色濾光器層260可以傳輸具有可見波長的光。例如，在每個單元像素220中，顏色濾光器層260可以是紅色濾光器、綠色濾光器或藍色濾光器。紅色濾光器可以透過具有可見波長的光之中具有紅色波長的光。綠色濾光器可以透過具有可見波長的光之中具有綠色波長的光。藍色濾光器可以透過具有可見波長的光之中具有藍色波長的光。

在一些實施方式中，顏色濾光器層260可以是青色濾光器、品紅色濾光器或黃色濾光器。青色濾光器可以透過具有可見波長的光之中具有約450nm到約550nm的波長范圍的光。品紅色濾光器可以透過具有可見波長的光之中具有約510nm到約480nm的波長范圍的光。黃色濾光器可以透過具有可見波長的光之中具有約500nm到約600nm的波長的光。ml層270可以聚集例如聚焦外部入射光。然而，在一些實施方式中，圖像傳感器200a可以不包括ml層270。

圖像傳感器200a的單元像素可以通過像素隔離區(qū)域202彼此分開。此外，單元像素220中的每一個中包括的第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r可以通過器件隔離區(qū)域205彼此分開。就是說，單元像素220可以位于由像素隔離區(qū)域202限定的單元像素區(qū)域201中。第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r可以分別位于第一區(qū)域203和第二區(qū)域204中，第一區(qū)域203和第二區(qū)域204通過單元像素區(qū)域201中的器件隔離區(qū)域205彼此分開。

同時，如圖8所示，器件隔離層250可以與像素隔離層240接觸。就是說，器件隔離層250的一端可以與像素隔離層240的第一邊緣接觸，并且器件隔離層250的另一端可以與像素隔離層240的第二邊緣接觸，第二邊緣與第一邊緣對立。因此，如可在圖8中看到那樣，在俯視圖中，器件隔離層250和像素隔離層240可以具有不同的形狀。例如，如圖8所示，像素隔離層240可以是矩形環(huán)，器件隔離層250可以是矩形。此外，如可在圖8中看到那樣，在平行于第一和第二表面的平面中，像素隔離層240可以沿第一和第二光電轉換器230l和230r的三邊延伸，同時器件隔離層250沿第一和第二光電轉換器230l和230r的第四邊延伸。

或者，器件隔離層250可以沿第三方向在一個或更多邊緣處與像素隔離層240隔開預定的距離。就是說，器件隔離層250的一端可以沿第三方向與像素隔離層240的第一邊緣隔開和/或器件隔離層250的另一端可以沿第三方向與像素隔離層240的第二邊緣隔開，第二邊緣在第一邊緣的對面。

圖9是根據一實施方式的圖像傳感器200a的基本構件的剖視圖。參考圖9，如上所述，圖像傳感器200a可以包括多個單元像素220。單元像素220的每一個可以包括至少兩個光電轉換器(例如第一和第二光電轉換器230l和230r)。

當兩個相鄰的單元像素220被稱為第一單元像素220_1和第二單元像素220_2時，第一單元像素220_1和第二單元像素220_2可以通過提供在其間的像素隔離層240彼此隔離。如圖9所示，由于像素隔離層240，從提供在第一單元像素220_1和第二單元像素220_2之間的像素隔離層240的右側入射到第二單元像素220_2的光l3可以不傳播到第一單元像素220_1。

此外，第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r可以通過提供在其間的器件隔離層250彼此隔離。如圖9所示，由于器件隔離層250，從提供在第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r之間的器件隔離層250的右側入射到第二光電轉換器230r的光l4可以不傳播到第一光電轉換器230l。

盡管已經參考圖9主要描述了光學串擾，但是包括像素隔離層240的像素隔離區(qū)域202也可以改善單元像素220之間的電學串擾。此外，包括器件隔離層250的器件隔離區(qū)域205可以改善單元像素220的每一個中包括的第一和第二光電轉換器230l和230r之間的電學串擾。

圖10是根據一實施方式的圖像傳感器200b的基本構件的剖視圖。參考圖10，除器件隔離層251和器件隔離溝槽251t之外，圖像傳感器200b可以基本上具有與圖像傳感器200a相同的結構。為了簡潔，與圖7中相同的描述將被省略或被簡化。

在一些實施方式中，像素隔離層240可以與半導體層210的第一表面211和第二表面212接觸，而器件隔離層251可以從第二表面212向第一表面211延伸并且與第一表面211隔開預定的距離。就是說，像素隔離層240可以通過用絕緣材料層填充垂直穿透第二表面212和第一表面211之間的半導體層210的貫通隔離溝槽來形成。此外，器件隔離層251可以通過用絕緣材料層填充沿第一方向從第二表面212向第一表面211形成并且與第一表面211隔開的局部隔離溝槽來形成。

或者，器件隔離層251可以被形成來填充可以垂直穿透第一表面211和第二表面212的貫通隔離溝槽，例如可以與圖7的層250相同；而像素隔離層240可以被形成來填充可以從第二表面212向第一表面211延伸并且被形成為沿第一方向與第一表面211隔開預定的距離的局部隔離溝槽。

圖11是根據一實施方式的圖像傳感器200c的基本構件的剖視圖。參考圖11，除像素隔離層241、像素隔離溝槽241t、器件隔離層251和器件隔離溝槽251t之外，圖像傳感器200c可以基本上具有與圖像傳感器200a相同的結構。為了簡潔，與圖7中相同的描述將被省略或被簡化。

像素隔離溝槽241t可以是可以從半導體層210的第二表面212向半導體層210的第一表面211形成并且與第一表面211隔開距離s1的局部隔離溝槽。就是說，在像素隔離溝槽241t中形成的像素隔離層241可以與第一表面211隔開距離s1。

器件隔離溝槽251t可以是可以從半導體層210的第二表面212向半導體層210的第一表面211形成并且與第一表面211隔開距離s2的局部隔離溝槽。就是說，在器件隔離溝槽251t中形成的器件隔離層251可以與第一表面211隔開距離s2。

同時，像素隔離層241和器件隔離層251可以例如沿第一方向從第二表面212延伸至不同的深度。如圖11所示，器件隔離層251和第一表面211之間沿第一方向的距離s2可以大于像素隔離層241和第一表面211之間沿第一方向的距離s1?；蛘?，器件隔離層251可以比像素隔離層241更靠近第一表面211。

圖12是根據一實施方式的圖像傳感器200d的基本構件的剖視圖。參考圖12，除器件隔離層252和器件隔離溝槽252t之外，圖像傳感器200d可以基本上具有與圖7的圖像傳感器200a相同的結構。為了簡潔，與圖7中相同的描述將被省略或被簡化。

在一些實施方式中，像素隔離層240可以與半導體層210的第一表面211和第二表面212接觸，而器件隔離層252可以從第一表面211向第二表面212延伸并且與第二表面212隔開預定的距離。就是說，像素隔離層240可以通過用絕緣材料層填充垂直穿透第二表面212和第一表面211之間的半導體層210的貫通隔離溝槽來形成。器件隔離層252可以通過用絕緣材料層填充從第一表面211向第二表面212形成并且與第二表面212隔開的局部隔離溝槽來形成。

或者，器件隔離層252可以被形成來填充可以垂直穿透第一表面211和第二表面212的貫通隔離溝槽，并且像素隔離層240可以被形成來填充可以沿第一方向從第一表面211向第二表面212延伸且可以沿第一方向與第二表面212隔開預定的距離的局部隔離溝槽。

圖13是根據一實施方式的圖像傳感器200e的基本構件的剖視圖。參考圖13，除像素隔離層242、像素隔離溝槽242t、器件隔離層252以及器件隔離溝槽252t之外，圖像傳感器200e可以基本上具有與圖7的圖像傳感器200a相同的結構。為了簡潔，與圖7中相同的描述將被省略或被簡化。

像素隔離溝槽242t可以是可以從半導體層210的第一表面211向半導體層210的第二表面212形成并且與第二表面212隔開距離s3的局部隔離溝槽。就是說，像素隔離溝槽242t中形成的像素隔離層242可以與第二表面212隔開距離s3。

器件隔離溝槽252t可以是可以從半導體層210的第一表面211向半導體層210的第二表面212形成并且與第二表面212隔開距離s4的局部隔離溝槽。就是說，器件隔離溝槽252t中形成的器件隔離層252可以與第二表面212隔開距離s4。

像素隔離層242和器件隔離層252可以沿第一方向從第一表面211延伸至不同的深度。如圖13所示，沿第一方向，器件隔離層252和第二表面212之間的距離s4可以大于像素隔離層242和第二表面212之間的距離s3?；蛘?，沿第一方向，器件隔離層252可以比像素隔離層242更靠近第二表面212。

圖14是根據一實施方式的圖像傳感器200f的基本構件的剖視圖。參考圖14，除器件隔離區(qū)域由于離子注入層254而非圖7的器件隔離層250而被形成之外，圖像傳感器200f可以基本上具有與圖7的圖像傳感器200a相同的結構。為了簡潔，與圖7中相同的描述將被省略或被簡化。

單元像素220中包括的第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r可以通過其間形成的離子注入層254彼此隔離。離子注入層254可以包括與第一和第二光電轉換器230l和230r不同的導電類型的材料。例如，第一和第二光電轉換器230l和230r可以通過使用n型摻雜工藝形成，并且離子注入層254可以通過使用p型摻雜工藝形成。

圖15是根據一實施方式的圖像傳感器200g的基本構件的俯視圖。參考圖15，除器件隔離層250a的位置之外，圖像傳感器200g可以基本上具有與圖像傳感器200a相同的結構。為了簡潔，與圖8中相同的描述將被省略或被簡化。

包圍單元像素220的像素隔離層240可以具有兩對被放置為彼此對立的邊緣。器件隔離層250a可以與像素隔離層240的彼此對立的第一邊緣240e1和第二邊緣240e2接觸。器件隔離層250a可以在像素隔離層240的可以彼此對立的第三邊緣240e3和第四邊緣240e4之間面對第三邊緣240e3和第四邊緣240e4。

在這種情況下，器件隔離層250a可以被形成在由像素隔離層240限定的單元像素220中，并且被放置為靠近其沿第三方向的一邊緣與單元像素220的中心隔開預定的距離。就是說，器件隔離層250a和第三邊緣240e3之間的距離可以大于器件隔離層250a和第四邊緣240e4之間的距離。因此，其中形成第一光電轉換器230l的第一區(qū)域的面積可以不同于其中形成第二光電轉換器230r的第二區(qū)域的面積。

圖16是根據一實施方式的圖像傳感器200h的基本構件的俯視圖。參考圖16，除圖像傳感器200h包括第一器件隔離層250和第二器件隔離層255之外，圖像傳感器200h可以基本上具有與圖8中相同的結構。為了簡潔，與圖8中相同的描述將被省略或被簡化。

具體地，單元像素220可以包括被配置為使第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r彼此隔離的第一器件隔離層250和被提供在第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r的每一個中的第二器件隔離層255。

例如，第二器件隔離層255可以通過用絕緣材料層填充可以從第二表面(參考圖7中的212)向第一表面(參考圖7中的211)形成并且與第一表面211間隔開的局部隔離溝槽來形成。

第一器件隔離層250可以交叉第二器件隔離層255，例如從而形成十字。第一器件隔離層250交叉第二器件隔離層255處的互連區(qū)域257可以位于單元像素220的中心。

例如，包圍單元像素220的像素隔離層240可以具有兩對彼此對立布置的邊緣。像素隔離層240的彼此對立的第一邊緣240e1和第二邊緣240e2可以與第一器件隔離層250接觸。像素隔離層240的彼此對立的第三邊緣240e3和第四邊緣240e4可以與第二器件隔離層255接觸。

在一些實施方式中，從互連區(qū)域257到第三邊緣240e3的距離可以基本等于從互連區(qū)域257到第四邊緣240e4的距離。因此，其中形成第一光電轉換器230l的第一區(qū)域的面積可以基本等于其中形成第二光電轉換器230r的第二區(qū)域的面積。

此外，在一些實施方式中，從互連區(qū)域257到第一邊緣240e1的距離可以基本等于從互連區(qū)域257到第二邊緣240e2的距離。因此，第一光電轉換器230l的通過第二器件隔離層255彼此隔離的兩個區(qū)域可以基本上具有相同的面積。此外，第二光電轉換器230r的通過第二器件隔離層255彼此隔離的兩個區(qū)域可以基本上具有相同的面積。或者，第一器件隔離層250和第二器件隔離層255可以被形成為與像素隔離層240隔開預定的距離。

圖17是根據一實施方式的圖像傳感器200i的基本構件的俯視圖。參考圖17，除第一器件隔離層250和第二器件隔離層255之外，圖像傳感器200i可以基本上具有與圖像傳感器200h相同的結構。為了簡潔，與圖16中相同的描述將被省略或被簡化。

具體地，第一器件隔離層250b可以交叉第二器件隔離層255b，并且第一器件隔離層250b交叉第二器件隔離層255b處的互連區(qū)域257b可以靠近單元像素220的一邊緣與單元像素220的中心間隔開預定的距離。

在一些實施方式中，沿第二方向，從互連區(qū)域257b到第三邊緣240e3的距離可以大于從互連區(qū)域257b到第四邊緣240e4的距離。因此，其中形成第一光電轉換器230la和230lb的第一區(qū)域的面積可以大于其中形成第二光電轉換器230ra和230rb的第二區(qū)域的面積。

此外，在一些實施方式中，沿第三方向，從互連區(qū)域257b到第一邊緣240e1的距離可以大于從互連區(qū)域257b到第二邊緣240e2的距離。因此，彼此被第二器件隔離層255b分開的第一光電轉換器230la和230lb可以具有不同的面積，并且彼此被第二器件隔離層255b分開的第二光電轉換器230ra和230rb可以具有不同面積。

圖18到21是示出根據一實施方式的制造圖像傳感器的方法中的多個階段的剖視圖。

參考圖18，包括第一表面211和第二表面212的半導體層210可以被準備。半導體層210可以包括硅襯底。第一表面211可以是硅襯底的前表面，并且第二表面212可以是硅襯底的后表面。半導體層210的第二表面212可以是硅襯底的后表面，其還未被研磨。

第一掩模圖案ma1可以被形成在半導體層210的第二表面212上。半導體層210可以通過使用第一掩模圖案ma1作為蝕刻掩模被從第二表面212向第一表面211蝕刻，從而形成像素隔離溝槽240t和器件隔離溝槽250t。像素隔離溝槽240t可以被形成在半導體層210的對應于形成在第一掩模圖案ma1中并且具有寬度d1的貫通區(qū)域的部分中。器件隔離溝槽250t可以被形成在半導體層210的對應于形成在第一掩模圖案ma1中并且具有寬度d2的貫通區(qū)域的部分中。在這里，d2可以小于d1。因為像素隔離溝槽240t在第一掩模圖案ma1的被暴露于相對大的寬度(即d1)的部分中被蝕刻，所以相比于在第一掩模圖案ma1的被暴露于相對小的寬度(即d2)的部分中被蝕刻的器件隔離溝槽250t，像素隔離溝槽240t可以具有更大的寬度和深度。例如，像素隔離溝槽240t可以穿透半導體層210，而器件隔離溝槽250t可以從半導體層210的第二表面212向半導體層210的第一表面211延伸并且與第一表面211隔開預定的距離。

參考圖19，像素隔離溝槽240t和器件隔離溝槽250t可以用絕緣材料層填充從而形成像素隔離層240和器件隔離層250。此后，第一光電轉換器230l和第二光電轉換器230r可以被形成在半導體層210的第一表面211側。在第一和第二光電轉換器230l和230r被形成之前或之后，半導體層210的第二表面212可以被研磨。或者，在像素隔離層240和器件隔離層250被形成之后，半導體層210的第二表面212可以被研磨。

參考圖20，互連層280可以被形成在半導體層210的第一表面211上。如上所述，互連層280可以包括imd282和多層金屬互連284。imd282可以包括氧化物層或氧化物層與氮化物層的復合層。

參考圖21，載體基板290可以被制備在互連層280上。此后，如圖7所示，顏色濾光器層260和ml層270可以被形成在第二表面212上。

圖22和23是基本構件的剖視圖，其示出根據一實施方式的制造圖像傳感器的方法。

參考圖22，包括第一表面211和第二表面212的半導體層210可以被準備。半導體層210可以是硅襯底。第一表面211可以是硅襯底的前表面，并且第二表面212可以是硅襯底的后表面。半導體層210的第二表面212可以是硅襯底的后表面，其還沒有被研磨。

第二掩模圖案ma2可以被形成在半導體層210的第二表面212上。半導體層210可以通過使用第二掩模圖案ma2作為蝕刻掩模被從第二表面212向第一表面211蝕刻，從而形成像素隔離溝槽240t。像素隔離溝槽240t可以被形成在半導體層210的對應于形成在第二掩模圖案ma2中并且具有寬度d1的貫通區(qū)域的部分中。像素隔離溝槽240t可以穿透半導體層210。

此后，像素隔離溝槽240t可以用絕緣材料層填充從而形成像素隔離層240。第二掩模圖案ma2可以被去除以進行隨后的工序。

參考圖23，第三掩模圖案ma3可以被形成在半導體層210的第二表面212上。半導體層210可以通過使用第三掩模圖案ma3作為蝕刻掩模被從第二表面212向第一表面211蝕刻從而形成器件隔離溝槽250t。器件隔離溝槽250t可以被形成在半導體層210的對應于形成在第三掩模圖案ma3中并且具有寬度d2的貫通區(qū)域的部分中。器件隔離溝槽250t可以被形成在半導體層210中并且具有與像素隔離溝槽240t的深度和寬度不同的深度和寬度。

此后，器件隔離溝槽250t可以用絕緣材料層填充從而形成器件隔離層250。隨后，可以進行參考圖19到圖21描述的工序來完成圖像傳感器的制造。

一種或更多種實施方式可以提供圖像傳感器，所述圖像傳感器能夠通過在單元像素內的光電轉換器之間包括器件隔離結構來提高單元像素內的光電轉換器之間的隔離程度。相比于被提供在單元像素之間的像素隔離結構，器件隔離結構可以具有不同的形狀因子(formfactor)，例如形狀、寬度、深度等等。

示例實施方式已經在此被公開，雖然特定術語被使用，但是它們僅在一般的和描述性的意義上被使用和被解釋，并非出于限制的目的。在一些情形下，如本申請?zhí)峤粫r對本領域普通技術人員來說顯然的那樣，結合具體實施方式描述的特征、特性和/或元件可以被單獨使用，或可以與結合其它實施方式描述的特征、特性和/或元件聯(lián)合使用，除非明確地另有指示。因此，本領域技術人員將理解，可以進行形式和細節(jié)上的各種各樣的變化而不背離如所附權利要求中闡明的本發(fā)明的精神和范圍。

2015年12月15日在韓國知識產權局提交的題為“圖像傳感器及其制造方法”的第10-2015-0179206號韓國專利申請通過引用全文合并于此。