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公開番号2025129053
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2025025701
出願日2025-02-20
発明の名称イメージセンサ
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類H10F 39/18 20250101AFI20250827BHJP()
要約【課題】フォトダイオードの飽和による隣接フォトダイオードの劣化を防止するピクセルを含むイメージセンサを提供する。
【解決手段】本発明による複数のピクセルを含むイメージセンサの少なくとも1つのピクセルは、第1フォトダイオードを含む第1領域、第1フォトダイオードと比較して小さいサイズの第2フォトダイオードを含む第2領域、及び第1領域と第2領域とを物理的に区分する第3領域を含み、第3領域は、第1領域の第1フローティングディフュージョンノードから放出される電子の第2領域の第2フローティングディフュージョンノードへの移動を遮断するスイッチを含むように構成される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
イメージセンサであって、
第１面及び前記第１面に対向する第２面を含む基板と、
第１フローティングディフュージョンノード、第３フローティングディフュージョンノード、及び第１フォトダイオードを含む第１領域と、
第２フローティングディフュージョンノード、及び前記第１フォトダイオードよりも小さいサイズの第２フォトダイオードを含む第２領域と、
前記第１フローティングディフュージョンノードと前記第２フローティングディフュージョンノードとを連結するスイッチと、
前記第１フローティングディフュージョンノードと前記第３フローティングディフュージョンノードとを連結する利得制御トランジスタと、
前記第１フォトダイオードと前記第２フォトダイオードとを分離する第１ディープトレンチ離隔構造（ＤＴＩ：ＤｅｅｐＴｒｅｎｃｈＩｓｏｌａｔｉｏｎ）と、
前記第１フォトダイオードで生成された光電荷を前記第３フローティングディフュージョンノードに伝送するように構成された第１伝送トランジスタと、
前記第２フォトダイオードで生成された光電荷を前記第２フローティングディフュージョンノードに伝送するように構成された第２伝送トランジスタと、を備え、
前記スイッチの前記第１フォトダイオードに垂直に重なる部分は、平面視において、前記スイッチの全体面積の０％以上５０％未満であることを特徴とするイメージセンサ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第２領域は、平面視において、前記第１領域とは対角線に配置されることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記第１フォトダイオードに垂直に重なる前記スイッチの部分は、前記スイッチの全体面積の０％以上２０％未満であることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記スイッチは、平面視において、前記第１フォトダイオードと前記第２フォトダイオードとの間に配置されることを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
第４フローティングディフュージョンノード、及び前記第１フォトダイオードよりも小さいサイズの第３フォトダイオードを含む第３領域を更に含み、
前記第３領域は、平面視において、第１方向に前記第２領域に隣接して配置され、
前記スイッチは、平面視において、前記第２フォトダイオードと前記第３フォトダイオードとの間に配置されることを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
第４フローティングディフュージョンノード、及び前記第１フォトダイオードと同じサイズの第３フォトダイオードを含む第３領域を更に含み、
前記第３領域は、平面視において、第２方向に前記第１領域に隣接して配置され、
前記スイッチは、平面視において、前記第１フォトダイオードと前記第３フォトダイオードとの間に配置されることを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
平面視において、前記第１フォトダイオードと前記スイッチとの間に配置される第２ＤＴＩを更に含むように構成されることを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
前記第１ＤＴＩは、前記第１面及び前記第２面に接触することを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
前記第１伝送トランジスタは、前記基板の内部に拡張されることを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
前記第１フォトダイオードと前記スイッチとの間に配置される第２ＤＴＩを更に含むように構成され、
前記第２ＤＴＩは、前記第１面及び前記第２面に接触することを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサに係り、より詳細には、光に対する感度が異なる複数のフォトダイオードを含むピクセルにおいて、それぞれのフォトダイオードの電子飽和による隣接フォトダイオードの劣化を防止するピクセルに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
最近、開発されるイメージセンサのピクセルは、高解像度のイメージを生成するために、フォトダイオード分割（ＳｐｌｉｔＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）技術が適用されている。フォトダイオード分割技術は、主にイメージセンサのコーナーピクセル（ＣｏｎｅｒＰｉｘｅｌ）に適用される技術であり、フォトダイオード分割技術が適用されたイメージセンサのピクセルは、ピクセルアレイ状に符合するように分割された複数のフォトダイオードを含む。
【０００３】
しかし、それぞれのフォトダイオードは、光に対する感度が異なるため、飽和する順序も異なり、先に飽和したフォトダイオードは、隣接フォトダイオードに影響を与える。例えば、先に飽和したフォトダイオードは、隣接フォトダイオードに電子を伝達し、隣接フォトダイオードの劣化を発生させる問題を引き起こす。具体的に、複数のフォトダイオードは、その大きさが異なり得るが、それぞれのフォトダイオードの電子伝達を制御するスイッチが大型フォトダイオードに位置する場合、フローティングディフュージョンノードが大型フォトダイオードに位置することになるため、隣接するフォトダイオードに影響を与える問題点が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２４－１２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、フォトダイオードの飽和による隣接フォトダイオードの劣化を防止するピクセルを含むイメージセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態による複数のピクセルを含むイメージセンサの少なくとも１つのピクセルは、第１フォトダイオードを含む第１領域、第１フォトダイオードと比較して小さいサイズの第２フォトダイオードを含む第２領域、及び第１領域と第２領域とを物理的に区分する第３領域を含み、第３領域は、第１領域の第１フローティングディフュージョンノードから放出される電子の第２領域の第２フローティングディフュージョンノードへの移動を遮断するスイッチを含むように構成される。
【０００７】
また、一実施形態によるイメージセンサを構成するピクセルは、第１フォトダイオードを含む第１領域、第１フォトダイオードと比較して小さいサイズの第２フォトダイオードを含む第２領域、及び第１領域と第２領域とを物理的に区分する第３領域を含み、第３領域は、第１領域の第１フローティングディフュージョンノードから放出される電子の第２領域の第２フローティングディフュージョンノードへの移動を遮断するスイッチを含むように構成される。
【０００８】
また、一実施形態による複数のピクセルを含むイメージセンサにおいて、複数のピクセルのうちの少なくとも１つのピクセルは、第１フォトダイオードを含む第１領域、及び第１フォトダイオードと比較して小さいサイズの第２フォトダイオードを含み、第１領域から物理的に離隔された第２領域、第１領域の第１フローティングディフュージョンノードと第２領域の第２フローティングディフュージョンノードとの連結を制御するスイッチ、及び第１領域と第２領域との電子伝達を抑制する不純物領域を含み、不純物領域は、第１領域及び第２領域に位置して第２フローティングディフュージョンノードに伝達する電子の移動を抑制するように構成された第１不純物領域、及び第１領域に位置して第２フローティングディフュージョンノードに伝達する電子の移動を抑制する第２不純物領域を含むように構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のイメージセンサによれば、イメージセンサのピクセルに含まれる複数のフォトダイオードを物理的に離隔していずれかのフォトダイオードの飽和による隣接フォトダイオードの劣化を防止するピクセルを提供することができる。
【００１０】
また、本発明のイメージセンサによれば、先に飽和したフォトダイオードの電子が隣接フォトダイオードに伝達することを抑制するピクセルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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