图像传感器的制作方法

实施方式涉及图像传感器和制造图像传感器的方法，更具体地，涉及背照式图像传感器和制造背照式图像传感器的方法。

背景技术：

图像传感器可以将光学图像信号转换成电信号。图像传感器不仅可以被用于典型消费电子设备，诸如数码相机、用于移动电话的摄像头和便携式摄像机，而且还可以被用于安装在汽车、安保设备和机器人上的摄像头。然而，图像传感器中串扰的出现可以使通过使用图像传感器获得的图像的分辨率下降，而且使图像传感器的自动聚焦(af)性能下降。

技术实现要素：

一种或更多实施方式提供一种图像传感器，该图像传感器包括：半导体层，其包括彼此对立的第一表面和第二表面；多个单元像素，其位于半导体层中，每个单元像素包括第一光电转换器和第二光电转换器；第一隔离层，其被配置为使相邻的单元像素彼此隔离；以及第二隔离层，其位于第一光电转换器和第二光电转换器之间。第一隔离层具有与第二隔离层不同的形状。

一种或更多实施方式提供一种图像传感器，其包括：包含彼此对立的第一表面和第二表面的衬底，例如硅衬底，该硅衬底包括其中布置多个单元像素的像素阵列区域；像素隔离区域，其通过用绝缘材料填充隔离沟槽形成，像素隔离区域被配置为使相邻的单元像素彼此隔离；互连层，其在硅衬底的第一表面上；以及颜色滤光器层和ml层，其在硅衬底的第二表面上。单元像素中的每一个包括至少两个光电转换器和形成在硅衬底的第一表面和第二表面之间的器件隔离区域，并且像素隔离区域具有与器件隔离区域不同的宽度和/或深度。

一种或更多实施方式提供一种图像传感器，包括：半导体层，其包括彼此对立的第一表面和第二表面；多个单元像素，其在半导体层中于第一表面和第二表面之间，每个单元像素包括第一光电转换器和第二光电转换器；第一隔离层，其使相邻的单元像素彼此隔离，第一隔离层在第一表面和第二表面之间延伸；以及第二隔离层，其在第一光电转换器和第二光电转换器之间，第二隔离层在第一表面和第二表面之间延伸。第一隔离层具有与第二隔离层不同的形状因子。

附图说明

通过参考附图详细描述示例性实施方式，对于本领域技术人员来说特征将变得明显，其中：

图1示出根据一实施方式的图像传感器的俯视图；

图2示出根据一实施方式的图像传感器的剖视图；

图3示出根据一实施方式的图像传感器的示意框图；

图4示出根据一实施方式的单元像素的一部分的电路图；

图5示出根据一实施方式的形成在半导体衬底上的图4的单元像素的该部分的俯视图；

图6a到6c示出用来解释用于根据一实施方式的图像传感器的光探测方法的示意图；

图7示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的剖视图；

图8示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的俯视图；

图9示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的剖视图；

图10示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的剖视图；

图11示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的剖视图；

图12示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的剖视图；

图13示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的剖视图；

图14示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的剖视图；

图15示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的俯视图；

图16示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的俯视图；

图17示出根据一实施方式的图像传感器的基本构件的俯视图；

图18到21示出根据一实施方式的制造图像传感器的方法中的多个阶段的剖视图；以及

图22和23示出根据一实施方式的制造图像传感器的方法中的多个阶段的剖视图。

具体实施方式

以下将被描述的图像传感器可以具有各种不同的配置。这里，图像传感器的仅必需的元件的示例将被描述，且实施方式不限于此。

图1是根据一实施方式的图像传感器100的俯视图。具体地，图像传感器100可以包括形成在半导体衬底110上的像素阵列区域sar(或传感器阵列区域)、逻辑区域lr和焊盘区域pr。

半导体衬底110可以包括例如硅(si)。或者，半导体衬底110可以包括诸如锗(ge)的半导体元素，或诸如硅碳化物(sic)、镓砷化物(gaas)、铟砷化物(inas)和铟磷化物(inp)的化合物半导体。

半导体衬底110可以具有绝缘体上硅(soi)或掩埋氧化物(box)层。半导体衬底110可以包括例如掺杂阱或掺杂结构的导电层。图像传感器100可以是例如互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器(cis)。

像素阵列区域sar可以包括排列成矩阵的多个单元像素125。逻辑区域lr可以沿像素阵列区域sar的边缘布置。尽管逻辑区域lr被示出为沿像素阵列区域sar的全部四个边缘布置，但是本发明构思不限于此。例如，逻辑区域lr可以沿像素阵列区域sar的两个边缘或三个边缘布置。

逻辑区域lr可以包括包含多个晶体管的电子器件。逻辑区域lr可以向像素阵列区域sar的单元像素125的每一个提供预定的信号或者可以控制像素阵列区域sar的输出信号。逻辑区域lr可以包括例如定时发生器、行解码器、行驱动器、相关双采样器(cds)、模数转换器(adc)、锁存器和/或列解码器。

像素阵列区域sar中包括的所述多个单元像素125可以响应来自行驱动器的多个驱动信号(例如行选择信号、复位信号和电荷传输信号)被驱动。此外，由于借助于所述多个单元像素125的光电转换操作产生的电输出信号可以被提供给cds。定时发生器可以向行解码器和列解码器提供定时信号和控制信号。

行驱动器可以基于行解码器的解码结果提供用于驱动所述多个单元像素125的多个驱动信号。当所述多个单元像素125被排列成矩阵时，行解码器可以向矩阵的每一行提供驱动信号。cds可以从所述多个单元像素125中的每一个接收输出信号，并维持和采样该输出信号。就是说，cds可以双重采样该输出信号的特定噪声电平和信号电平，并输出对应于噪声电平和信号电平之差的差额电平。

adc可以将对应于差额电平的模拟信号转换为数字信号，并且输出该数字信号。锁存器可以锁存该数字信号，并且锁存的信号可以基于列解码器的解码结果被顺序地输出。

单元像素125可以是例如无源像素传感器或有源像素传感器。单元像素125可以包括例如被配置为感应光的光电转换器、用来传输由光电转换器产生的电荷的传输晶体管、用来周期性地重置被配置为存储被传输的电荷的浮置扩散区域的复位晶体管、以及用来缓冲对应于浮置扩散区域中存储的电荷的信号的源极跟随器。

单元像素125中的每一个可以包括至少两个彼此独立的光电转换器。图像传感器100可以包括像素隔离层来增加单元像素125之间的隔离程度。图像传感器100可以包括器件隔离层来增加单元像素125中的每一个中包括的光电转换器之间的隔离程度。

焊盘区域pr可以包括用于与外部设备或封装基座基板交换电信号的多个焊盘130。焊盘区域pr可以位于像素阵列区域sar周围。在焊盘区域pr中形成的所述多个焊盘130可以被电连接到单元像素125并且沿像素阵列区域sar的周界布置。所述多个焊盘130可以包括例如金属、金属氮化物或其组合。导电互连和导电插塞可以形成在半导体衬底110上以将所述多个焊盘130与逻辑区域lr中包括的电子器件和像素阵列区域sar中包括的所述多个单元像素125电连接。导电互连和导电插塞可以包括例如金属、金属氮化物或其组合。

当与像素阵列区域sar对比时，逻辑区域lr和焊盘区域pr可以一起被称为外围电路区域pcr。外围电路区域pcr可以指图像传感器100中包括的半导体衬底110中除像素阵列区域sar之外的区域。

图2是根据一实施方式的图像传感器100的剖视图。

具体地，图像传感器100可以包括形成在半导体衬底110上的像素阵列区域sar(或传感器阵列区域)、逻辑区域lr和焊盘区域pr。半导体衬底110可以具有沿第一方向彼此对立的第一表面110a和第二表面110b。半导体衬底110的第一表面110a可以是半导体衬底110的底面或顶面。半导体衬底110的第二表面110b可以是半导体衬底110的顶面或底面。

像素阵列区域sar可以包括被排列成矩阵型的多个单元像素125。所述多个单元像素125可以通过像素隔离层彼此隔开。所述多个单元像素125和多个焊盘130可以被形成在半导体衬底110的第一表面110a上。多个颜色滤光器层127和多个微透镜(ml)层150可以被顺序形成在所述多个单元像素125上。

在这种情况下，单元像素125的每一个都可以包括至少两个光电转换器。所述至少两个光电转换器可以通过器件隔离层彼此隔开。

所述多个颜色滤光器层127可以包括例如红色(r)滤光器、蓝色(b)滤光器和绿色(g)滤光器。或者，所述多个颜色滤光器层127可以包括青色(c)滤光器、黄色(y)滤光器和品红色(m)滤光器。可以在单元像素125的每一个上形成r、b和g滤光器中的一种颜色滤光器层127或者c、y和m中的一种颜色滤光器层127，使得单元像素125的每一个都可以检测入射光的成分并且识别一种颜色。

所述多个ml层150可以将像素阵列区域sar的入射光朝向单元像素125聚集，即集中。当单元像素125包括光电转换器(例如光电二极管)时，所述多个ml层150可以将像素阵列区域sar的入射光朝向单元像素125的光电转换器聚集。

图3是根据一实施方式的图像传感器100的示意框图。

图像传感器100可以包括像素阵列区域sar和cmos控制电路120和122。像素阵列区域sar可以包括被排列成矩阵的多个单元像素。cmos控制电路120和122可以位于像素阵列区域sar周围并且包括多个cmos晶体管。

单元像素125的每一个可以包括至少两个光电转换器。cmos控制电路120和122可以向光电转换器中的每一个提供预定的信号，或者可以控制光电转换器的输出信号。

例如，cmos控制电路120可以包括行驱动器，并且cmos控制电路122可以包括相关双采样器(cds)、比较器和adc。在这里，单元像素125的结构可以根据单元像素125中包括的元件而变化，并且包括1到5个晶体管的单元像素可以被广泛应用。

图4是根据一实施方式的单元像素125的一部分的电路图。图5是根据一实施方式的形成在半导体衬底上的图4的单元像素的所述部分的俯视图。

具体地，如图4所示，单元像素125可以包括：感测光的光电转换器132；传输由光电转换器132产生的电荷的传输晶体管tx(或134)；周期性地重置存储接收到的电荷的浮置扩散区域fd的复位晶体管rx(或136)；以及缓冲对应于浮置扩散区域fd中存储的电荷的信号的源极跟随器138。单元像素125中的每个可以包括多个光电转换器132，并且传输晶体管134、复位晶体管136和源极跟随器138可以按与所述多个光电转换器132相等的数量被提供。

源极跟随器138可以包括串联连接的两个mos晶体管m1和r1。复位晶体管136的一端和mos晶体管m1的一端可以被连接到电源电压vdd。mos晶体管r1的栅电极可以被连接到行选择信号线rsel，并且mos晶体管r1的一端可以被连接到列选择线sel。

如图5所示，单元像素125可以被集成在半导体衬底上。就是说，有源区115可以被形成在半导体衬底上。有源区115可以包括光电转换器区域115a和晶体管区域115b。例如，光电转换器区域115a可以被形成为正方形板类型以占用由单元像素125限定的半导体衬底110的预定部分。

晶体管区域115b可以与光电转换器区域115a的一个表面接触，并且可以有具有至少一个弯曲部分的线条形。传输晶体管134的栅电极134a、复位晶体管136的栅电极136a、源极跟随器138的栅电极138a和139a可以被形成在晶体管区域115b中。

单元像素125中的每一个可以包括至少两个通过器件隔离层彼此隔离的光电转换器区域115a、以及至少两个晶体管区域115b。所述至少两个光电转换器区域115a可以被分别连接到不同的晶体管区域115b。

具有上述结构和电路的图像传感器可以被安装在诸如照相机和摄像机的图像捕获设备上，并且被用来获得目标的图像或被用作自动聚焦传感器。例如，图像传感器可以比较由单元像素125中的每一个中包括的至少两个光电转换器产生的至少两个信号，并且使用相位差检测方法形成自动聚焦(af)图像。当af图像不被形成时，图像传感器可以通过使用由单元像素125中的每一个获得的至少两个信号来获得图像信息。

图6a到6c示出用于解释用于根据一实施方式的图像传感器的相位检测方法的示意图。参考图6a到图6c，从物体140入射的光可以经过透镜142入射到图像传感器的光电转换器(例如第一和第二光电转换器144l和144r)。在相位检测方法中，自物体140入射的光可以被分为两束光，并且被分开的光束的相位可以被相互比较以形成af图像。

例如，第一和第二光电转换器144l和144r可以彼此独立。在af操作过程中，光入射到其上的第一光电转换器144l和第二光电转换器144r可以输出第一信号sigl和第二信号sigr。

如图6a所示，从物体140入射的光束l1和l2的焦点可以被形成在第一和第二光电转换器144l和144r前面。af操作可以通过借助使用透镜142移动的距离向第一和第二光电转换器144l和144r移动透镜142来被执行，并且所述距离可以通过将第一信号sigl与第二信号sigr比较来计算。结果，如图6b所示，当由于从物体140入射的光束l1和l2由第一光电转换器144l和第二光电转换器144r输出的第一信号sigl和第二信号sigr相同时，af图像可以被形成。

相反，如图6c所示，从物体140入射的光束l1和l2的焦点可以被形成在第一和第二光电转换器144l和144r之后。af操作可以通过借助使用透镜142移动的距离向物体140移动透镜142来被执行，并且所述距离可以通过将第一信号sigl与第二信号sigr比较来被计算。结果，如图6b所示，当由于从物体140入射的光束l1和l2由第一光电转换器144l和第二光电转换器144r输出的第一信号sigl和第二信号sigr相同时，af图像可以被形成。

当如图6b所示，由于从物体140入射的光束l1和l2由第一光电转换器144l和第二光电转换器144r输出的第一信号sigl和第二信号sigr相同时，可以不需要af操作。

图7是根据一实施方式的图像传感器200a的基本构件的剖视图。图8是根据该实施方式的图像传感器200a的基本构件的俯视图。

参考图7，图像传感器200a可以包括半导体层210、像素隔离层240、器件隔离层250、颜色滤光器层260、ml层270、互连层280和载体基板290。载体基板290可以是硅衬底。

半导体层210可以包括第一表面211和位于第一表面211对面的第二表面212。半导体层210可以包括硅衬底。第一表面211可以是硅衬底的前表面，第二表面212可以是硅衬底的后表面。半导体层210可以是形成在硅衬底上的外延层。

多个单元像素220可以被布置在半导体层210中。单元像素220中的每一个可以包括至少两个光电转换器。例如，单元像素220中的每一个可以包括第一光电转换器230l和第二光电转换器230r。第一和第二光电转换器230l和230r可以响应外部入射光产生光电子。第一和第二光电转换器230l和230r中的每一个可以由光电二极管、光电晶体管、光电栅、钉扎光电二极管等等来实现。

像素隔离层240可以在相邻的单元像素220之间以使单元像素220彼此隔离。像素隔离层240可以通过用绝缘材料层填充形成在半导体层210中的像素隔离沟槽240t被形成。像素隔离层240可以是填充像素隔离沟槽240t的绝缘材料层(例如氧化物)。像素隔离层240可以包括相比半导体层210中包括的材料具有更低的折射率的材料。

像素隔离沟槽240t可以从第二表面212向第一表面211形成，或从第一表面211向第二表面212形成。像素隔离沟槽240t可以在第二表面212和第一表面211之间垂直地延伸，例如沿第一方向。

如图7所示，像素隔离沟槽240t可以是垂直穿透第二表面212和第一表面211之间的半导体层210的贯通隔离沟槽，并且像素隔离层240可以是填充贯通隔离沟槽的绝缘材料层。或者，像素隔离沟槽240t可以是局部隔离沟槽，其可以沿第一方向从第二表面212向第一表面211形成并且与第一表面211间隔开预定的距离。或者，像素隔离沟槽240t可以是局部隔离沟槽，其可以沿第一方向从第一表面211向第二表面212形成并且沿第一方向与第二表面212间隔开预定距离。换言之，在第二表面212和第一表面211之间延伸以隔离单元像素220的像素隔离层240可以与第二表面212和第一表面211之一或两者共面。

因为像素隔离沟槽240t在第一表面211和第二表面212之间被形成至大的深度，所以像素隔离沟槽240t可以被称为深沟槽。通过将像素隔离层240形成为深沟槽类型，光学串扰和电学串扰可以被减小。光学串扰指的是透过颜色滤光器层260行进的入射光被传输到相邻的光电转换器的现象，而电学串扰指的是在耗尽区中产生的电子空穴对被传输到相邻到光电转换器的现象。

器件隔离层250可以通过用绝缘材料层填充在半导体层210中形成的器件隔离沟槽250t被形成。器件隔离层250可以是填充器件隔离沟槽250t的绝缘材料层(例如氧化物)。器件隔离层250可以包括相比半导体层210中包括的材料具有更低的折射率的材料。

器件隔离沟槽250t可以从第二表面212向第一表面211延伸或从第一表面211向第二表面212延伸。器件隔离沟槽250t可以在第二表面212和第一表面211之间垂直地例如沿第一方向延伸。

器件隔离沟槽250t可以是深沟槽，其在第一表面211和第二表面212之间被形成至大的深度。器件隔离层250可以被形成为深沟槽类型并且可以提高第一光电转换器230l和第二光电转换器230r之间的隔离程度。

如图7所示，器件隔离沟槽250t可以是可以垂直穿透第二表面212和第一表面211之间的半导体层210的贯通隔离沟槽，并且器件隔离层250可以是填充该贯通隔离沟槽的绝缘材料层。或者，器件隔离沟槽250t可以是局部隔离沟槽，其可以沿第一方向从第二表面212向第一表面211形成并且沿第一方向与第一表面211间隔开预定的距离。或者，器件隔离沟槽250t可以是局部隔离沟槽，其可以沿第一方向从第一表面211向第二表面212形成并且沿第一方向与第二表面212间隔开预定的距离。换言之，在第二表面212和第一表面211之间延伸以隔离光电转换器230l、230r的器件隔离层250可以与第二表面212和第一表面211之一或两者共面。

在一些实施方式中，像素隔离层240可以具有与器件隔离层250不同的宽度。例如，像素隔离层240和器件隔离层250可以例如沿第二方向分别具有第一宽度w1和第二宽度w2。如图7所示，像素隔离层240的第一宽度w1可以大于器件隔离层250的第二宽度w2。或者，像素隔离层240的第一宽度w1可以小于器件隔离层250的第二宽度w2。

互连层280可以被形成在半导体层210的第一表面211上。互连层280可以包括金属间电介质(imd)282和多层金属互连284。imd282可以包括氧化物层或氧化物层和氮化物层的复合层。氧化物层可以是硅氧化物层。多层金属互连284可以是形成在半导体层210中的第一和第二光电转换器230l和230r或上述晶体管的感应操作所需的电互连。此外，多层金属互连284可以被用来将穿过第一和第二光电转换器230l和230r行进的入射光向第一和第二转换器230l和230r反射。多层金属互连284可以包括铜、钛或钛氮化物。

颜色滤光器层260和ml层270可以被形成在半导体层210的第二表面212上。颜色滤光器层260可以传输具有可见波长的光。例如，在每个单元像素220中，颜色滤光器层260可以是红色滤光器、绿色滤光器或蓝色滤光器。红色滤光器可以透过具有可见波长的光之中具有红色波长的光。绿色滤光器可以透过具有可见波长的光之中具有绿色波长的光。蓝色滤光器可以透过具有可见波长的光之中具有蓝色波长的光。

在一些实施方式中，颜色滤光器层260可以是青色滤光器、品红色滤光器或黄色滤光器。青色滤光器可以透过具有可见波长的光之中具有约450nm到约550nm的波长范围的光。品红色滤光器可以透过具有可见波长的光之中具有约510nm到约480nm的波长范围的光。黄色滤光器可以透过具有可见波长的光之中具有约500nm到约600nm的波长的光。ml层270可以聚集例如聚焦外部入射光。然而，在一些实施方式中，图像传感器200a可以不包括ml层270。

图像传感器200a的单元像素可以通过像素隔离区域202彼此分开。此外，单元像素220中的每一个中包括的第一光电转换器230l和第二光电转换器230r可以通过器件隔离区域205彼此分开。就是说，单元像素220可以位于由像素隔离区域202限定的单元像素区域201中。第一光电转换器230l和第二光电转换器230r可以分别位于第一区域203和第二区域204中，第一区域203和第二区域204通过单元像素区域201中的器件隔离区域205彼此分开。

同时，如图8所示，器件隔离层250可以与像素隔离层240接触。就是说，器件隔离层250的一端可以与像素隔离层240的第一边缘接触，并且器件隔离层250的另一端可以与像素隔离层240的第二边缘接触，第二边缘与第一边缘对立。因此，如可在图8中看到那样，在俯视图中，器件隔离层250和像素隔离层240可以具有不同的形状。例如，如图8所示，像素隔离层240可以是矩形环，器件隔离层250可以是矩形。此外，如可在图8中看到那样，在平行于第一和第二表面的平面中，像素隔离层240可以沿第一和第二光电转换器230l和230r的三边延伸，同时器件隔离层250沿第一和第二光电转换器230l和230r的第四边延伸。

或者，器件隔离层250可以沿第三方向在一个或更多边缘处与像素隔离层240隔开预定的距离。就是说，器件隔离层250的一端可以沿第三方向与像素隔离层240的第一边缘隔开和/或器件隔离层250的另一端可以沿第三方向与像素隔离层240的第二边缘隔开，第二边缘在第一边缘的对面。

图9是根据一实施方式的图像传感器200a的基本构件的剖视图。参考图9，如上所述，图像传感器200a可以包括多个单元像素220。单元像素220的每一个可以包括至少两个光电转换器(例如第一和第二光电转换器230l和230r)。

当两个相邻的单元像素220被称为第一单元像素220_1和第二单元像素220_2时，第一单元像素220_1和第二单元像素220_2可以通过提供在其间的像素隔离层240彼此隔离。如图9所示，由于像素隔离层240，从提供在第一单元像素220_1和第二单元像素220_2之间的像素隔离层240的右侧入射到第二单元像素220_2的光l3可以不传播到第一单元像素220_1。

此外，第一光电转换器230l和第二光电转换器230r可以通过提供在其间的器件隔离层250彼此隔离。如图9所示，由于器件隔离层250，从提供在第一光电转换器230l和第二光电转换器230r之间的器件隔离层250的右侧入射到第二光电转换器230r的光l4可以不传播到第一光电转换器230l。

尽管已经参考图9主要描述了光学串扰，但是包括像素隔离层240的像素隔离区域202也可以改善单元像素220之间的电学串扰。此外，包括器件隔离层250的器件隔离区域205可以改善单元像素220的每一个中包括的第一和第二光电转换器230l和230r之间的电学串扰。

图10是根据一实施方式的图像传感器200b的基本构件的剖视图。参考图10，除器件隔离层251和器件隔离沟槽251t之外，图像传感器200b可以基本上具有与图像传感器200a相同的结构。为了简洁，与图7中相同的描述将被省略或被简化。

在一些实施方式中，像素隔离层240可以与半导体层210的第一表面211和第二表面212接触，而器件隔离层251可以从第二表面212向第一表面211延伸并且与第一表面211隔开预定的距离。就是说，像素隔离层240可以通过用绝缘材料层填充垂直穿透第二表面212和第一表面211之间的半导体层210的贯通隔离沟槽来形成。此外，器件隔离层251可以通过用绝缘材料层填充沿第一方向从第二表面212向第一表面211形成并且与第一表面211隔开的局部隔离沟槽来形成。

或者，器件隔离层251可以被形成来填充可以垂直穿透第一表面211和第二表面212的贯通隔离沟槽，例如可以与图7的层250相同；而像素隔离层240可以被形成来填充可以从第二表面212向第一表面211延伸并且被形成为沿第一方向与第一表面211隔开预定的距离的局部隔离沟槽。

图11是根据一实施方式的图像传感器200c的基本构件的剖视图。参考图11，除像素隔离层241、像素隔离沟槽241t、器件隔离层251和器件隔离沟槽251t之外，图像传感器200c可以基本上具有与图像传感器200a相同的结构。为了简洁，与图7中相同的描述将被省略或被简化。

像素隔离沟槽241t可以是可以从半导体层210的第二表面212向半导体层210的第一表面211形成并且与第一表面211隔开距离s1的局部隔离沟槽。就是说，在像素隔离沟槽241t中形成的像素隔离层241可以与第一表面211隔开距离s1。

器件隔离沟槽251t可以是可以从半导体层210的第二表面212向半导体层210的第一表面211形成并且与第一表面211隔开距离s2的局部隔离沟槽。就是说，在器件隔离沟槽251t中形成的器件隔离层251可以与第一表面211隔开距离s2。

同时，像素隔离层241和器件隔离层251可以例如沿第一方向从第二表面212延伸至不同的深度。如图11所示，器件隔离层251和第一表面211之间沿第一方向的距离s2可以大于像素隔离层241和第一表面211之间沿第一方向的距离s1。或者，器件隔离层251可以比像素隔离层241更靠近第一表面211。

图12是根据一实施方式的图像传感器200d的基本构件的剖视图。参考图12，除器件隔离层252和器件隔离沟槽252t之外，图像传感器200d可以基本上具有与图7的图像传感器200a相同的结构。为了简洁，与图7中相同的描述将被省略或被简化。

在一些实施方式中，像素隔离层240可以与半导体层210的第一表面211和第二表面212接触，而器件隔离层252可以从第一表面211向第二表面212延伸并且与第二表面212隔开预定的距离。就是说，像素隔离层240可以通过用绝缘材料层填充垂直穿透第二表面212和第一表面211之间的半导体层210的贯通隔离沟槽来形成。器件隔离层252可以通过用绝缘材料层填充从第一表面211向第二表面212形成并且与第二表面212隔开的局部隔离沟槽来形成。

或者，器件隔离层252可以被形成来填充可以垂直穿透第一表面211和第二表面212的贯通隔离沟槽，并且像素隔离层240可以被形成来填充可以沿第一方向从第一表面211向第二表面212延伸且可以沿第一方向与第二表面212隔开预定的距离的局部隔离沟槽。

图13是根据一实施方式的图像传感器200e的基本构件的剖视图。参考图13，除像素隔离层242、像素隔离沟槽242t、器件隔离层252以及器件隔离沟槽252t之外，图像传感器200e可以基本上具有与图7的图像传感器200a相同的结构。为了简洁，与图7中相同的描述将被省略或被简化。

像素隔离沟槽242t可以是可以从半导体层210的第一表面211向半导体层210的第二表面212形成并且与第二表面212隔开距离s3的局部隔离沟槽。就是说，像素隔离沟槽242t中形成的像素隔离层242可以与第二表面212隔开距离s3。

器件隔离沟槽252t可以是可以从半导体层210的第一表面211向半导体层210的第二表面212形成并且与第二表面212隔开距离s4的局部隔离沟槽。就是说，器件隔离沟槽252t中形成的器件隔离层252可以与第二表面212隔开距离s4。

像素隔离层242和器件隔离层252可以沿第一方向从第一表面211延伸至不同的深度。如图13所示，沿第一方向，器件隔离层252和第二表面212之间的距离s4可以大于像素隔离层242和第二表面212之间的距离s3。或者，沿第一方向，器件隔离层252可以比像素隔离层242更靠近第二表面212。

图14是根据一实施方式的图像传感器200f的基本构件的剖视图。参考图14，除器件隔离区域由于离子注入层254而非图7的器件隔离层250而被形成之外，图像传感器200f可以基本上具有与图7的图像传感器200a相同的结构。为了简洁，与图7中相同的描述将被省略或被简化。

单元像素220中包括的第一光电转换器230l和第二光电转换器230r可以通过其间形成的离子注入层254彼此隔离。离子注入层254可以包括与第一和第二光电转换器230l和230r不同的导电类型的材料。例如，第一和第二光电转换器230l和230r可以通过使用n型掺杂工艺形成，并且离子注入层254可以通过使用p型掺杂工艺形成。

图15是根据一实施方式的图像传感器200g的基本构件的俯视图。参考图15，除器件隔离层250a的位置之外，图像传感器200g可以基本上具有与图像传感器200a相同的结构。为了简洁，与图8中相同的描述将被省略或被简化。

包围单元像素220的像素隔离层240可以具有两对被放置为彼此对立的边缘。器件隔离层250a可以与像素隔离层240的彼此对立的第一边缘240e1和第二边缘240e2接触。器件隔离层250a可以在像素隔离层240的可以彼此对立的第三边缘240e3和第四边缘240e4之间面对第三边缘240e3和第四边缘240e4。

在这种情况下，器件隔离层250a可以被形成在由像素隔离层240限定的单元像素220中，并且被放置为靠近其沿第三方向的一边缘与单元像素220的中心隔开预定的距离。就是说，器件隔离层250a和第三边缘240e3之间的距离可以大于器件隔离层250a和第四边缘240e4之间的距离。因此，其中形成第一光电转换器230l的第一区域的面积可以不同于其中形成第二光电转换器230r的第二区域的面积。

图16是根据一实施方式的图像传感器200h的基本构件的俯视图。参考图16，除图像传感器200h包括第一器件隔离层250和第二器件隔离层255之外，图像传感器200h可以基本上具有与图8中相同的结构。为了简洁，与图8中相同的描述将被省略或被简化。

具体地，单元像素220可以包括被配置为使第一光电转换器230l和第二光电转换器230r彼此隔离的第一器件隔离层250和被提供在第一光电转换器230l和第二光电转换器230r的每一个中的第二器件隔离层255。

例如，第二器件隔离层255可以通过用绝缘材料层填充可以从第二表面(参考图7中的212)向第一表面(参考图7中的211)形成并且与第一表面211间隔开的局部隔离沟槽来形成。

第一器件隔离层250可以交叉第二器件隔离层255，例如从而形成十字。第一器件隔离层250交叉第二器件隔离层255处的互连区域257可以位于单元像素220的中心。

例如，包围单元像素220的像素隔离层240可以具有两对彼此对立布置的边缘。像素隔离层240的彼此对立的第一边缘240e1和第二边缘240e2可以与第一器件隔离层250接触。像素隔离层240的彼此对立的第三边缘240e3和第四边缘240e4可以与第二器件隔离层255接触。

在一些实施方式中，从互连区域257到第三边缘240e3的距离可以基本等于从互连区域257到第四边缘240e4的距离。因此，其中形成第一光电转换器230l的第一区域的面积可以基本等于其中形成第二光电转换器230r的第二区域的面积。

此外，在一些实施方式中，从互连区域257到第一边缘240e1的距离可以基本等于从互连区域257到第二边缘240e2的距离。因此，第一光电转换器230l的通过第二器件隔离层255彼此隔离的两个区域可以基本上具有相同的面积。此外，第二光电转换器230r的通过第二器件隔离层255彼此隔离的两个区域可以基本上具有相同的面积。或者，第一器件隔离层250和第二器件隔离层255可以被形成为与像素隔离层240隔开预定的距离。

图17是根据一实施方式的图像传感器200i的基本构件的俯视图。参考图17，除第一器件隔离层250和第二器件隔离层255之外，图像传感器200i可以基本上具有与图像传感器200h相同的结构。为了简洁，与图16中相同的描述将被省略或被简化。

具体地，第一器件隔离层250b可以交叉第二器件隔离层255b，并且第一器件隔离层250b交叉第二器件隔离层255b处的互连区域257b可以靠近单元像素220的一边缘与单元像素220的中心间隔开预定的距离。

在一些实施方式中，沿第二方向，从互连区域257b到第三边缘240e3的距离可以大于从互连区域257b到第四边缘240e4的距离。因此，其中形成第一光电转换器230la和230lb的第一区域的面积可以大于其中形成第二光电转换器230ra和230rb的第二区域的面积。

此外，在一些实施方式中，沿第三方向，从互连区域257b到第一边缘240e1的距离可以大于从互连区域257b到第二边缘240e2的距离。因此，彼此被第二器件隔离层255b分开的第一光电转换器230la和230lb可以具有不同的面积，并且彼此被第二器件隔离层255b分开的第二光电转换器230ra和230rb可以具有不同面积。

图18到21是示出根据一实施方式的制造图像传感器的方法中的多个阶段的剖视图。

参考图18，包括第一表面211和第二表面212的半导体层210可以被准备。半导体层210可以包括硅衬底。第一表面211可以是硅衬底的前表面，并且第二表面212可以是硅衬底的后表面。半导体层210的第二表面212可以是硅衬底的后表面，其还未被研磨。

第一掩模图案ma1可以被形成在半导体层210的第二表面212上。半导体层210可以通过使用第一掩模图案ma1作为蚀刻掩模被从第二表面212向第一表面211蚀刻，从而形成像素隔离沟槽240t和器件隔离沟槽250t。像素隔离沟槽240t可以被形成在半导体层210的对应于形成在第一掩模图案ma1中并且具有宽度d1的贯通区域的部分中。器件隔离沟槽250t可以被形成在半导体层210的对应于形成在第一掩模图案ma1中并且具有宽度d2的贯通区域的部分中。在这里，d2可以小于d1。因为像素隔离沟槽240t在第一掩模图案ma1的被暴露于相对大的宽度(即d1)的部分中被蚀刻，所以相比于在第一掩模图案ma1的被暴露于相对小的宽度(即d2)的部分中被蚀刻的器件隔离沟槽250t，像素隔离沟槽240t可以具有更大的宽度和深度。例如，像素隔离沟槽240t可以穿透半导体层210，而器件隔离沟槽250t可以从半导体层210的第二表面212向半导体层210的第一表面211延伸并且与第一表面211隔开预定的距离。

参考图19，像素隔离沟槽240t和器件隔离沟槽250t可以用绝缘材料层填充从而形成像素隔离层240和器件隔离层250。此后，第一光电转换器230l和第二光电转换器230r可以被形成在半导体层210的第一表面211侧。在第一和第二光电转换器230l和230r被形成之前或之后，半导体层210的第二表面212可以被研磨。或者，在像素隔离层240和器件隔离层250被形成之后，半导体层210的第二表面212可以被研磨。

参考图20，互连层280可以被形成在半导体层210的第一表面211上。如上所述，互连层280可以包括imd282和多层金属互连284。imd282可以包括氧化物层或氧化物层与氮化物层的复合层。

参考图21，载体基板290可以被制备在互连层280上。此后，如图7所示，颜色滤光器层260和ml层270可以被形成在第二表面212上。

图22和23是基本构件的剖视图，其示出根据一实施方式的制造图像传感器的方法。

参考图22，包括第一表面211和第二表面212的半导体层210可以被准备。半导体层210可以是硅衬底。第一表面211可以是硅衬底的前表面，并且第二表面212可以是硅衬底的后表面。半导体层210的第二表面212可以是硅衬底的后表面，其还没有被研磨。

第二掩模图案ma2可以被形成在半导体层210的第二表面212上。半导体层210可以通过使用第二掩模图案ma2作为蚀刻掩模被从第二表面212向第一表面211蚀刻，从而形成像素隔离沟槽240t。像素隔离沟槽240t可以被形成在半导体层210的对应于形成在第二掩模图案ma2中并且具有宽度d1的贯通区域的部分中。像素隔离沟槽240t可以穿透半导体层210。

此后，像素隔离沟槽240t可以用绝缘材料层填充从而形成像素隔离层240。第二掩模图案ma2可以被去除以进行随后的工序。

参考图23，第三掩模图案ma3可以被形成在半导体层210的第二表面212上。半导体层210可以通过使用第三掩模图案ma3作为蚀刻掩模被从第二表面212向第一表面211蚀刻从而形成器件隔离沟槽250t。器件隔离沟槽250t可以被形成在半导体层210的对应于形成在第三掩模图案ma3中并且具有宽度d2的贯通区域的部分中。器件隔离沟槽250t可以被形成在半导体层210中并且具有与像素隔离沟槽240t的深度和宽度不同的深度和宽度。

此后，器件隔离沟槽250t可以用绝缘材料层填充从而形成器件隔离层250。随后，可以进行参考图19到图21描述的工序来完成图像传感器的制造。

一种或更多种实施方式可以提供图像传感器，所述图像传感器能够通过在单元像素内的光电转换器之间包括器件隔离结构来提高单元像素内的光电转换器之间的隔离程度。相比于被提供在单元像素之间的像素隔离结构，器件隔离结构可以具有不同的形状因子(formfactor)，例如形状、宽度、深度等等。

示例实施方式已经在此被公开，虽然特定术语被使用，但是它们仅在一般的和描述性的意义上被使用和被解释，并非出于限制的目的。在一些情形下，如本申请提交时对本领域普通技术人员来说显然的那样，结合具体实施方式描述的特征、特性和/或元件可以被单独使用，或可以与结合其它实施方式描述的特征、特性和/或元件联合使用，除非明确地另有指示。因此，本领域技术人员将理解，可以进行形式和细节上的各种各样的变化而不背离如所附权利要求中阐明的本发明的精神和范围。

2015年12月15日在韩国知识产权局提交的题为“图像传感器及其制造方法”的第10-2015-0179206号韩国专利申请通过引用全文合并于此。