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KR20130016518A - 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서 - Google Patents

이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서 Download PDF

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KR20130016518A
KR20130016518A KR1020110078512A KR20110078512A KR20130016518A KR 20130016518 A KR20130016518 A KR 20130016518A KR 1020110078512 A KR1020110078512 A KR 1020110078512A KR 20110078512 A KR20110078512 A KR 20110078512A KR 20130016518 A KR20130016518 A KR 20130016518A
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photodiode
image sensor
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transfer transistor
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Abstract

본 발명은 기판을 적층한 이미지 센서에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기판 적층형 이미지 센서는 제1 기판에 제1 포토 다이오드를 형성하고, 제2 기판에 제2 포토 다이오드를 형성한 다음, 양 기판을 서로 정렬하여 접착함에 의해 양 포토 다이오드가 전기적으로 결합하여 한 픽셀내의 완전한 포토 다이오드를 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서{stacking substrate image sensor with dual sensing}
본 발명은 서로 다른 기판에 이미지 센서 픽셀의 일부 구조를 각각 형성한 후, 이들 기판을 3차원으로 적층하여 접합함으로써 픽셀을 완성하는, 이른 바 기판 적층형 이미지 센서에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 제1 기판에 제1 포토 다이오드를 두고, 제2 기판에 제2 포토 다이오드를 두어 이들 기판을 적층하여 결합할 때 제1 포토 다이오드와 제2 포토 다이오드도 결합되어 한 픽셀의 구성요소로서의 완전한 포토 다이오드가 되게 하고, 필요에 따라서는 각 포토 다이오드에서 개별적으로 감지된 신호들을 선택적으로 읽어내거나, 또는 합산하여 읽어낼 수 있도록 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서에 관한 것이다.
배경기술은 두 가지 관점에서 설명된다. 하나는 반도체 집적회로의 적층에 따른 관점, 다른 하나의 관점은 이미지 센서의 소형화에 관한 것이다.
이하, 반도체 집적회로의 적층에 관한 종래의 기술을 설명한다. 반도체 집적회로가 지속적으로 미세화 됨에 따라 패키징(packaging) 기술도 소형화에 대한 요구 및 실장 신뢰성을 만족시키기 위해 지속적으로 발전되어 왔다. 최근에는 2개 이상의 반도체 칩 또는, 반도체 패키지를 수직으로 쌓아 올리는 3차원(3D) 구조의 기판 적층(stacking)에 대한 다양한 기술이 개발되고 있다.
이러한 기판 적층(stacking)을 이용한 3차원(3D) 구조의 소자는 기판을 적층한 후 두께를 감소시키기 위해 기판의 후면을 갈아내는 그라인딩(grinding)하는 공정(thinning)을 거친 후, 후속된 제조공정을 수행하고 소잉(sawing) 공정을 거친 다음 패키징(packaging)화 된다.
기판을 적층하는 종래 기술은 다양한 부분에 매우 많으며 본 출원인들에 의해서도 다양한 기술이 시도되고 있다. 예를 들어 기판을 접합하여 적층한 후 기판을 식각하는 공정을 생략하여, 보다 경제적으로 제조할 수 있는 방법이 본 출원인에 의해 대한민국 특허출원 제2010-0015632호(2010.02.02)로 출원되어 있다.
또한 기판을 접합할 때 각 기판 상의 본딩 패드의 오정렬(mis align)문제를 최소화하기 위한 기술도 본 출원인에 의해 대한민국 특허출원 제2010-0046400호 (2010.05.18)에 출원되어 있다.
또한 기판을 적층할 때 접합이 보다 쉽도록 하기 위해 각 기판 상의 패드(pad)들을 보다 돌출시키는 제조 방법 역시 본 출원인에 의해 대한민국 특허출원 제2010-53959호(2010.06.08)에 개시되어 있다.
배경기술을 이미지 센서의 소형화라는 관점에서 바라보면, 휴대폰과 같은 모바일 기기의 발전과 함께 여기에 내장되는 카메라 모듈의 높이는 낮추어야 하고, 카메라 모듈에 포함되는 이미지 센서의 해상도는 증가하여야만 모바일 기기에 있어서의 설계 자유도가 증가한다. 이러한 추세에 의해서도 이미지 센서의 화소 크기도 지속적으로 감소되어 왔다.
최근에는 반도체 집적회로 기술의 발달로, 화소의 크기가 가시광선의 파장대에 근접하는 1.4㎛ x 1.4㎛ 정도의 크기로도 제조할 수 있게 되었다. 이에 따라 종래의 전면 조사(Front Side Illumination:FSI) 방식으로는 화소 위에 배치되어 있는 금속 배선의 방해로 인하여 외부로부터 입사된 빛이 포토 다이오드에 충분히 집광되지 못하는 현상도 두드러지게 되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방식으로는 포토 다이오드를 빛이 입사하는 방향에 가능한 한 가까이 배치하는 배면 조사(Back Side Illumination : BSI) 방식의 이미지 센서도 부각되었다.
도 1a는 이와 같은 BSI방식의 이미지 센서를 간략히 도시한 것으로 각각 적색, 녹색, 청색의 칼라필터들(11, 21, 31, 41) 및 포토 다이오드들(12, 22, 32, 42)로 이루어진 네 개의 단위 화소를 입체적으로 나타낸 것이다. 도 1b는 이들 화소 가운데 적색 화소만을 따로 떼어내어 표시한 것이다. 도 1a 내지 도1c에서는 이미지 센서 픽셀을 이루는 화소 가운데 칼라필터 부분과 반도체 기판에 형성된 포토 다이오드 부분만을 형상화하여 나타내었음을 유의하여야 한다.
그런데 반도체 기술의 지속적인 발달로 인해 BSI 방식의 이미지 센서에서도 도 1b에서 보였듯이 화소의 크기는 깊이는 3㎛ 내지 5㎛ 정도에 달하는데 비하여 폭은 1.1㎛ 정도로 더욱 더 작아져 단위 면적당 더 많은 화소를 집적하기에 이르렀다. 이 경우에 종래에는 심각하지 않았던 신호의 교란 현상이 새로운 문제점으로 부각된다.
이와 같은 문제점을 연속적으로 배치된 두 개의 화소에 대한 단면도인 도 1c를 가지고서 보다 자세히 설명한다. 도 1c에서 녹색의 칼라필터(21)을 통해 입사된 빛은 대응되는 포토 다이오드(22) 내에서 광전자를 생성하게 된다. 이들 광전자의 대부분은 녹색 칼라필터(21)에 연결된 포토 다이오드(22)에의 공핍영역(depletion region, 도 1c에는 점선으로 표시)에 정상적으로 포획되어 유효한 전류 성분을 이룬다. 그러나 일부 광전자는 인접 화소의 포토 다이오드(12)로 넘어가는데 이 양은 포토 다이오드(12, 22)들의 폭이 좁아질수록 증가하게 된다. 이는 녹색 칼라필터(21)에 연결된 포토 다이오드(22)로서는 신호의 손실이 되고, 적색 칼라필터(11)에 연결된 포토 다이오드(12)로서는 불필요한 신호, 즉 칼라 노이즈가 된다. 이를 크로스토크(cross-talk) 현상이라고도 한다. 결국 깊이가 3㎛ 내지 5㎛ 정도에 달하는데 비하여 폭은 1.1㎛ 정도로 좁은 화소에서는 크로스토크 현상이 심해져 BSI 방식의 장점이 더 이상 나타나지 않는 문제점이 생기게 된다.
만약 화소의 크기(간격)가 1.1㎛ 정도인 상황에서 크로스토크 현상을 감소시키기 위해 기판을 절반 이하의 두께(예를 들면, 4㎛에서 2㎛)로 얇게 만들면 이번에는 입사된 빛이 충분히 실리콘 포토 다이오드에 의해 흡수되지 못하고 포토 다이오드를 투과하는 비율이 높아진다. 즉, 양자효율(QE, Quantum Efficiency)은 낮아져 전기신호의 크기가 보다 작아지는 문제점이 나타난다. 여기서 양자효율(QE)이란 입사되는 빛, 즉 입사되는 광양자(photon)와 그에 의해 생성/포획되는 전하의 비율을 말하는 것으로 이미지 센서에 의해 빛 신호가 얼마나 효과적으로 전기 신호로 변환되었는지를 알 수 있는 지수(index)를 말한다.
또한 종래의 배면 조사형 이미지 센서에서 두께를 얇게 하여 크로스코크를 줄이려 하다 보면, 청색광(Blue)은 거의 대부분 제1 기판의 포토 다이오드에 의해 흡수되나, 녹색광(Green)은 부분적으로 흡수된다. 적색광(Red) 또한 부분적으로 흡수되지만 녹색광보다 더 적게 흡수된다는 사실이 잘 알려져 있다. 또한 적외선은 이들보다 더욱 더 적게 흡수되는 경향이 있다.
빛의 흡수란 결국 광양자가 전하로 변환되었다는 것을 의미하므로 양자 효율(QE, Quantum Efficiency)은 청색광 > 녹색광 > 적색광 > 적외선의 크기 순으로 감퇴되는 문제점은 배면조사형 이미지 센서에서는 더욱 더 크게 된다. 또한 흡수되지 않은 빛 성분은 포토 다이오드 이외의 부분에서 흡수되거나, 금속배선에 부딪혀 산란하거나 적층된 기판 깊숙이 투과하여 결국 양자 효율과는 무관하게 되므로 빛의 낭비가 생기는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 보다 높은 양자 효율을 가지면서도 크로스토크를 일으키지 않게 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제1 기판에 제1 포토 다이오드를 두고, 제2 기판에 제2 포토 다이오드를 두어 이들 기판을 결합할 때 제1 포토 다이오드와 제2 포토 다이오드도 동시에 결합되어 한 픽셀의 구성요소로서의 완전한 포토 다이오드가 되게 하여 입사되는 빛을 이중으로 감지하는 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서는 제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드;제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드; 상기 제1 포토 다이오드와 상기 제2 포토 다이오드가 서로 전기적으로 접촉된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서는 제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드 및 제1 전달 트랜지스터; 제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드 및 제2 전달 트랜지스터; 상기 제1 포토 다이오드 및 상기 제2 포토 다이오드, 상기 제1 전달 트랜지스터 및 상기 제2 전달 트랜지스터가 서로 전기적으로 접촉된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서는 제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드 및 제1 전달 트랜지스터; 제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드 및 제2 전달 트랜지스터; 상기 제1 포토 다이오드 및 상기 제2 포토 다이오드, 상기 제1 전달 트랜지스터 및 상기 제2 전달 트랜지스터가 서로 전기적으로 접촉된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서는 제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드 및 제1 전달 트랜지스터; 제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드; 상기 제1 포토 다이오드와 상기 제2 포토 다이오드가 서로 전기적으로 접촉된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서는 제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드; 제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드 및 제2 전달 트랜지스터; 상기 제1 포토 다이오드와 상기 제2 포토 다이오드가 서로 전기적으로 접촉된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 적층형 이미지 센서 구조에 의하면 제1 기판의 제1 포토 다이오드에 의해 청색광의 대부분, 녹색광의 일부 및 적색광의 일부가 흡수되고, 제2 기판의 제2 포토 다이오드에 의해서는 청색광의 극히 일부, 녹색광의 나머지 일부, 적색광의 나머지 일부 및 적외선이 재차 흡수되어 양자 효율이 보다 증대되고, 입사되는 빛의 낭비가 최소화되는 장점이 있다.
본 발명에 따른 다른 효과는 위쪽 기판과 아래쪽 기판의 두 포토다이오드가 외부의 광학계(외부 렌즈)를 기준, 물리적으로 다른 거리에 위치해 있게 됨에 따라 외부 렌즈가 갖는 각 3색(초록,파랑,빨강)의 수차와 위쪽 기판의 3색 각각의 촬상된 영상의 주파수 성분 분석과 아래쪽 기판의 3색 각각의 촬상된 영상 주파수 분석을 통해 최종적으로 영상에 촬상 되는 피사체의 상대적인 거리를 측정해 냄으로서, 3차원 영상을 복원할 수 있는 기초 영상 자료를 만들어 낼 수 있다는 것이다.
본 발명은 기존의 3차원 영상을 생성 시키는 스테레오 카메라와는 전혀 다른 방식으로 3차원 영상을 생성 시키는데 활용 될 수 있다.
도 1a는 이미지 센서 화소들의 단면을 입체적으로 나타낸 것이다.
도 1b는 도 1a 가운데 하나의 화소만을 선택하여 크기를 표시한 것이다.
도 1c는 크로스토크 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 기판 적층형 이미지 센서의 구조를 나타내는 간략 회로도이다.
도 3은 도2에 나타난 회로도를 반도체 기판에 구현했을 때의 단면도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 적층형 이미지 센서의 구조를 나타내는 간략 회로도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 적층형 이미지 센서의 구조를 나타내는 간략 회로도이다.
도 6은 본 발명에서 각 포토 다이오드 사이에 트렌치를 형성한 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상을 잘 표현하기 위하여 도시된 회로도로서 본 발명의 한 실시 예이다. 설명의 편의를 위하여 하나의 픽셀에는 하나의 포토 다이오드와 4개의 트랜지스터가 있는 경우를 가정한다. 경우에 따라서는 하나의 다이오드와 3개의 트랜지스터로 구성된 픽셀도 있을 수 있다. 그러나 트랜지스터의 개수와 본 발명의 핵심 사상은 무관하다. 비록 여러 개의 트랜지스터로 이루어진 픽셀일지라도 본 발명의 특징은 그대로 구현될 수 있다.
제2 기판에는 제2 포토 다이오드(212), 제2 전달 트랜지스터(222) 및 제2 패드(270)가 구비되어 있고, 제1 기판에는 제1 포토 다이오드(211), 제1 전달 트랜지스터(221), 리셋 트랜지스터(230), 추적 트랜지스터(240), 선택 트랜지스터(250) 및 제2 패드(260)가 구비되어 있다.
제1 전달 트랜지스터(221), 제2 전달 트랜지스터(222), 리셋 트랜지스터(230), 추적 트랜지스터(240), 선택 트랜지스터(250) 등은 포토 다이오드에 의해 변환된 전기신호가 픽셀 출력으로 나가도록 하는 역할을 하므로 이들을 통칭하여 억세스 트랜지스터들(Access Transistors)이라고 부르기로 한다.
제1 기판에 형성된 소자들과 제2 기판에 형성된 소자들은 잘 알려진 반도체 제조공정으로 각각 제조된 후에, 두 기판 가운데 하나의 기판을 뒤집은 후 접합된다. 이때 제1 패드 및 제2 패드는 서로 어긋나지 않도록 정확히 정렬되어야 한다.
본 발명의 주된 특징은 제1 기판에 제1 포토 다이오드가 형성되고, 제2 기판에 제2 포토 다이오드가 각각 형성된 후, 이들 기판을 접합하였을때 비로소 제1 포토 다이오드 및 제2 포토 다이오드가 전기적으로 하나로 합쳐지는 것이다.
제1 전달 트랜지스터(221) 및 제2 전달 트랜지스터(222) 역시 양 기판이 정렬되고 접합될 때 전기적으로 하나로 합쳐진다. 여기서 '트랜지스터의 합침'이란 두 트랜지스터의 게이트 노드와 드레인 노드가 서로 쇼트(short)된다는 것을 의미한다. 물론 당연하지만 각 트랜지스터의 게이트 노드 신호인 TG는 공통적으로 인가됨을 의미한다. 그리하여 합침에 의해서 전류 구동능력 또한 각 트랜지스터의 폭/길이 비율(W/L ratio)만큼 더해져 증가된다. 또한 당연하지만 회로 설계자는 합침에 의해 구동 능력이 증가한다는 사실을 미리 염두에 두고서 각 트랜지스터의 폭/길이 비율(W/L ratio)을 미리 설정한다.
또한, 제1 전달 트랜지스터(221) 및 제2 전달 트랜지스터(222)는 필요에 따라 선택적으로 제어될 수 있도록 게이트 노드 신호(TG) 역시 각각 분리되어 독립적으로 제어될 수도 있다.
제1 포토 다이오드 (211)가 제1 기판에서 차지하는 면적은 제2 포토 다이오드(212)가 제2 기판에서 차지하는 면적과 다를 수 있다. 이는 제2 기판에 한정된 픽셀 면적 내에서 제2 포토 다이오드(212) 뿐만 아니라 나머지 억세스 트랜지스터들도 같은 평면에 배치해야 하기 때문이다. 그리하여 제1 기판에 형성된 단위화소의 일부 소자들이 가지는 피치(pitch)와 제 기판에 형성된 단위화소의 나머지 소자들이 가지는 피치는 정확히 일치한다.
이하, 도3의 단면도를 참조로 하여 본 발명의 한 실시 예를 다른 측면에서 상세히 설명한다.
청색광, 녹색광, 적색광을 각각 분리하는 칼라필터 역시 당연히 각기 개별적으로 존재하므로 도3은 3원색인 청녹적(BGR) 가운데 하나에 대응되는 픽셀만을 대표적으로 도시한 것이다.
이미지 센서로 입사하는 빛은 대개 제2 기판의 배면으로부터 입사되어 마이크로 렌즈에 의해 집광되고, 제2 버퍼층을 거쳐 칼라필터에 의해 각각 선별되고, 제1 버퍼층, P형 불순물 영역 등을 거쳐서 제2 포토 다이오드(212)인 P-N 접합 영역에 도달한다. 마이크로 렌즈, 제2 버퍼층, 칼라필터, 제1 버퍼층, P형 불순물 영역 등의 순서는 통상적인 것으로 본 발명의 주된 특징은 아니어서 구체적인 설명은 생략한다. 도3의 단면도에서는 제2 기판이 제1 기판의 위에 배치되었음을 유의하여야 한다.
이때 선별된 빛이 청색광인 경우에는 대부분이, 녹색광의 경우에는 일부가, 적색광의 경우에도 그 일부가 제2 포토 다이오드(212)에서 흡수되어 광전하로 변환된다.
제2 포토 다이오드에서 미처 흡수되지 못하고 남은 빛은 미도시된 금속배선 등에 의해 일부 산란되지만 계속 투과되어 제1 기판의 제1 포토 다이오드(211)까지 충분히 도달한다. 그리하여 남은 청색광의 극히 일부, 남은 녹색광의 일부 및 남은 적색광의 일부가 또 다시 제1 포토 다이오드(211)에 의해 재차 광전하로 변환된다. 즉, 빛의 감지가 이중으로 이루어 지는 것이다. 특히 적외선의 경우에는 그 높은 투과성으로 인해 제2 포토 다이오드(212)보다 제1 포토 다이오드(211)에 의해 변환되는 광전하가 많을 수도 있다.
전술하여 설명한 바와 같이 제2 포토 다이오드 (212)는 제1 포토 다이오드(211)보다 P-N접합 면적이 크다. 이는 제1 기판 및 제2 기판이 동일한 픽셀면적이 가져야만 하는데 비하여 대부분 억세스 트랜지스터들은 제1 기판에 추가로 배치되어야 하기 때문이다. 도3에는 편의상 제1 전달 트랜지스터(221)만 제1 기판상에 도시하였는데 이는 모든 억세스 트랜지스터들이 비록 같은 평면상에는 존재하여도 배치상 하나의 단면에는 전부 다 보이지 않을 수 있기 때문이다.
만약 대부분 억세스 트랜지스터들을 제2 기판에 배치하는 경우에는 제2 포토 다이오드 (212)의 P-N접합의 면적이 제1 포토 다이오드(211)보다 P-N접합 면적 보다 오히려 작을 수도 있고, 이는 본 발명에서 나타나는 다양한 특징 가운데 하나이다.
도4는 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 간략화된 회로도이다. 도4에 도시된 바와 같이 제2 기판에는 제2 전달 트랜지스터 없이 제2 포토 다이오드(212) 및 제2 패드(270)만 있다는 점을 제외하면 도2와 같다. 전달 트랜지스터(221)가 하나이므로 제2도에 나타난 실시 예와는 달리 제2 포토 다이오드(212)와 제1 포토 다이오드(211) 가운데 하나를 선택할 수는 없다. 이 실시 예는 제2 기판에는 전달 트랜지스터 및 전달 트랜지스터를 위한 배선 없이 포토 다이오드만 배치할 수 있으므로 포토 다이오드의 면적이 극대화된다는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타내는 간략화된 회로도이다. 도5에 도시된 바와 같이 제1 기판에는 제1 전달 트랜지스터가 없다. 유의하여야 할 점은 제1 포토 다이오드(211)와 제2 포토 다이오드(212)의 전기적 연결을 위해 두 개의 패드(280, 290)가 부가된 점이다. 이 실시 예 역시 전달 트랜지스터(222)가 하나이므로 제2도에 나타난 실시 예와는 달리 제2 포토 다이오드(212)와 제1 포토 다이오드(211) 가운데 하나를 선택할 수는 없다. 이 실시 예는 제1 기판에는 전달 트랜지스터 및 전달 트랜지스터를 위한 배선이 필요 없어 제1 포토 다이오드의 면적이 보다 커질 수 있다는 장점이 있다.
이 분야의 기술자들에게는 도4이나 도5에 대응되는 단면을 쉽게 유추할 수 있을 것이므로 이 역시 굳이 단면도를 제시하지는 않는다. 도4나 도5의 도면 부호 역시 도2와 같은 부호를 사용하여 같은 부호는 동일한 구성요소를 의미한다는 것을 손쉽게 알아보도록 하였다.
도 6은 본 발명의 여러 실시 예들에서 제1 포토 다이오드나 제2 포토 다이오드 가운데 최소한 하나 이상의 포토 다이오드에서 각 화소 사이에 트렌치(87)를 형성한 후, 불투과성 재질로 채운 것을 도시한 것이다. 이에 의하여 칼라 필터(81, 82)를 투과하여 생성된 광전자는 각 포토 다이오드(85, 86) 내부에서만 머물고 인접한 포토 다이오드로 넘어감을 방지할 수 있다. 즉, 각 화소 간의 크로스토크 현상을 줄일 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
211 : 제1 포토 다이오드 212 : 제2 포토 다이오드
221 : 제1 전달 트랜지스터 222 : 제2 전달 트랜지스터
230 : 리셋 트랜지스터 240 : 추적 트랜지스터
250 : 선택 트랜지스터 260 : 제2 패드
270 : 제2 패드

Claims (13)

  1. 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서에 있어서,
    제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드;
    제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드;
    상기 제1 포토 다이오드와 상기 제2 포토 다이오드가 서로 전기적으로 접촉된 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  2. 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서에 있어서,
    제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드 및 제1 패드;
    제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드 및 제2 패드;
    상기 제1 포토 다이오드와 상기 제2 포토 다이오드가 상기 제1 패드및 상기 제2 패드의 접촉에 의해 서로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 또는 갈륨-비소(GaAs)인 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 제2 기판에는 억세스 트랜지스터들 가운데 일부 또는 전부가 형성된 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 가운데 하나에만 선택적으로 전달 트랜지스터가 형성된 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 제1 기판에는 억세스 트랜지스터들 가운데 제1 전달 트랜지스터가, 상기 제2 기판에는 제2 전달 트랜지스터가 형성된 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 제1 포토 다이오드와 상기 제2 포토 다이오드는 상기 접촉에 의해 한 픽셀 내의 완전한 포토 다이오드로 합쳐지는 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 제1 포토 다이오드 또는 상기 제2 포토 다이오드는 그 P-N접합의 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 포토 다이오드 또는 상기 제2 포토 다이오드 가운데 최소한 하나 이상에서 주변부에 트렌치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  10. 제9항에 있어서, 상기 트렌치에는 불투과성 성분이 채워져 있는 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  11. 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서에 있어서,
    제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드 및 제1 전달 트랜지스터;
    제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드 및 제2 전달 트랜지스터;
    상기 제1 포토 다이오드 및 상기 제2 포토 다이오드, 상기 제1 전달 트랜지스터 및 상기 제2 전달 트랜지스터가 서로 전기적으로 접촉된 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  12. 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서에 있어서,
    제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드 및 제1 전달 트랜지스터;
    제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드;
    상기 제1 포토 다이오드와 상기 제2 포토 다이오드가 서로 전기적으로 접촉된 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
  13. 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서에 있어서,
    제1 기판에 형성된 제1 포토 다이오드;
    제2 기판에 형성된 제2 포토 다이오드 및 제2 전달 트랜지스터;
    상기 제1 포토 다이오드와 상기 제2 포토 다이오드가 서로 전기적으로 접촉된 것을 특징으로 하는 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서.
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