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KR102524415B1 - Pd 바이어스 패턴들을 갖는 이미지 센서 - Google Patents

Pd 바이어스 패턴들을 갖는 이미지 센서 Download PDF

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KR102524415B1
KR102524415B1 KR1020180032550A KR20180032550A KR102524415B1 KR 102524415 B1 KR102524415 B1 KR 102524415B1 KR 1020180032550 A KR1020180032550 A KR 1020180032550A KR 20180032550 A KR20180032550 A KR 20180032550A KR 102524415 B1 KR102524415 B1 KR 102524415B1
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오선호
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에스케이하이닉스 주식회사
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Abstract

다수의 PD 바이어스 패턴들을 갖는 이미지 센서가 제안된다. 상기 이미지 센서는 기판 내의 포토다이오드 영역; 상기 포토다이오드 영역을 둘러싸는 전도성 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들; 상기 포토다이오드 영역의 중앙의 플로팅 디퓨전 영역; 및 상기 플로팅 디퓨전 영역과 부분적으로 중첩하는 제1 내지 제4 트랜스퍼 게이트들을 포함할 수 있다. 상기 포토다이오드 영역 및 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다.

Description

PD 바이어스 패턴들을 갖는 이미지 센서{Image Sensor Having PD Bias Patterns}
본 발명은 PD 바이어스 패턴을 갖는 이미지 센서 및 상기 이미지 센서를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
최근 정보 통신 산업 발달과 전자 기기의 디지털 화에 따라 디지털 카메라, 캠코더, 휴대폰, PCS(personal communication system), 게임기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서들이 사용되고 있다. 일반적으로 이미지 센서는 포토다이오드를 포함하는 픽셀 영역과 주변 회로 영역을 갖는다. 단위 픽셀은 포토다이오드와 전송 트랜지스터를 포함한다. 이미지 센서의 해상도가 높아지고 단위 픽셀이 미세해지면서 포토다이오드의 물리적 체적이 축소되어야 하고, 이에 따라 포토다이오드의 광 전자 생성 능력이 매우 중요한 문제로 대두되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 PD 바이어스 패턴들을 갖는 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 하나의 포토다이오드가 네 가지 컬러의 빛을 모두 수광할 수 있는 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서는 기판 내의 포토다이오드 영역; 상기 포토다이오드 영역을 둘러싸는 전도성 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들; 상기 포토다이오드 영역의 중앙의 플로팅 디퓨전 영역; 및 상기 플로팅 디퓨전 영역과 부분적으로 중첩하는 제1 내지 제4 트랜스퍼 게이트들을 포함할 수 있다. 상기 포토다이오드 영역 및 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서는 기판 내에 하나의 포토다이오드 영역을 정의하는 전도성 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들; 상기 포토다이오드 영역의 중앙에 배치된 플로팅 디퓨전 영역; 및 상기 포토다이오드 영역 및 상기 플로팅 디퓨전 영역과 중첩하는 제1 내지 제4 트랜스퍼 게이트들을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 서로 이격되도록 제1 내지 제4 사분면 상에 방사형으로 배열될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 이미지 센서는 하나의 포토다이오드 영역만을 이용하여 모든 컬러의 빛을 수광할 수 있으므로 포토다이오드 영역의 수광 능력 및 광 전자 발생 능력이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 이미지 센서는 인가되는 전압에 따라 포토다이오드 영역들이 다양한 컬러의 빛을 수광하기에 적합하게 변화할 수 있다.
기타 언급되지 않은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 효과들은 본문 내에서 언급될 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 유닛 픽셀의 간략한 등가 회로도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의한 다수 개의 유닛 픽셀들을 포함하는 이미지 센서의 픽셀 어레이의 개략적인 레이아웃이고, 및
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서의 상기 유닛 픽셀의 확대된 레이아웃이다.
도 4는 도 3b의 I-I’ 선을 따라 취해진 상기 이미지 센서의 상기 유닛 픽셀의 종단면도이다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서의 제1 내지 제4 동작 주기들에서 상기 유닛 픽셀의 동작들을 설명하는 개념적인 상면도들이다.
도 6a는 도 5a의 II-II' 선을 따라 취해진 상기 이미지 센서의 상기 유닛 픽셀의 종단면도이고, 및
도 6b는 도 5c의 III-III' 선을 따라 취해진 상기 이미지 센서의 상기 유닛 픽셀의 종단면도이다.
도 7은 상기 이미지 센서의 상기 기판의 상기 하면 상의 상기 그리드 패턴들의 레이아웃이다.
도 8a 및 8b는 상기 그리드 패턴들의 3차원적 사시도들이다.
도 9a 내지 9d는 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서의 상기 제1 내지 제4 셔터 패턴들이 오픈 또는 차단되기 위한 전압 조건들을 개념적으로 도시한 도면들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 가진 전자 장치를 개략적으로 도시한 다이아그램이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함한다(comprises)’ 및/또는 ‘포함하는(comprising)’은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 ‘접속된(connected to)’ 또는 ‘커플링된(coupled to)’ 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 ‘직접 접속된(directly connected to)’ 또는 ‘직접 커플링된(directly coupled to)’으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. ‘및/또는’은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 ‘아래(below)’, ‘아래(beneath)’, ‘하부(lower)’, ‘위(above)’, ‘상부(upper)’ 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 ‘아래(below)’ 또는 ‘아래(beneath)’로 기술된 소자는 다른 소자의 ‘위(above)’에 놓여질 수 있다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 이미지 센서(800)를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예 의한 이미지 센서는 다수의 픽셀들이 매트릭스 구조로 배열된 픽셀 어레이(pixel array, 810), 상관 이중 샘플러(correlated double sampler, CDS, 820), 아날로그-디지털 컨버터(analog-digital converter, ADC, 830), 버퍼(Buffer, 840), 로우 드라이버(row driver, 850), 타이밍 제너레이터(timing generator, 860), 제어 레지스터(control register, 870), 및 램프 신호 제너레이터(ramp signal generator, 880)를 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(810)는 매트릭스 구조로 배열된 다수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 다수의 픽셀들은 각각 광학적 이미지 정보를 전기적 이미지 신호로 변환하여 컬럼 라인들(column lines)을 통하여 상관 이중 샘플러(820)로 전송할 수 있다. 다수의 픽셀들은 로우 라인들(row lines) 중 하나 및 컬럼 라인들(column lines) 중 하나와 각각 연결될 수 있다.
상관 이중 샘플러(820)는 픽셀 어레이(810)의 픽셀들로부터 수신된 전기적 이미지 신호를 유지(hold) 및 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 상관 이중 샘플러(820)는 타이밍 제너레이터(860)로부터 제공된 클럭 신호에 따라 기준 전압 레벨과 수신된 전기적 이미지 신호의 전압 레벨을 샘플링하여 그 차이에 해당하는 아날로그적 신호를 아날로그-디지털 컨버터(830)로 전송할 수 있다.
아날로그-디지털 컨버터(830)는 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 버퍼(840)로 전송할 수 있다.
버퍼(840)는 수신된 디지털 신호를 래치(latch)하고 및 순차적으로 영상 신호 처리부 (미도시)로 출력할 수 있다. 버퍼(840)는 디지털 신호를 래치하기 위한 메모리 및 디지털 신호를 증폭하기 위한 감지 증폭기를 포함할 수 있다.
로우 드라이버(850)는 타이밍 제너레이터(860)의 신호에 따라 픽셀 어레이(810)의 다수의 픽셀들을 구동할 수 있다. 예를 들어, 로우 드라이버(850)는 다수의 로우 라인들(row lines) 중 하나의 로우 라인(row line)을 선택하기 위한 선택 신호들 및/또는 구동하기 위한 구동 신호들을 생성할 수 있다.
타이밍 제너레이터(860)는 상관 이중 샘플러(820), 아날로그-디지털 컨버터(830), 로우 드라이버(850), 및 램프 신호 제너레이터(880)를 제어하기 위한 타이밍 신호를 생성할 수 있다.
컨트롤 레지스터(870)는 버퍼(840), 타이밍 제너레이터(860), 및 램프 신호 제너레이터(880)를 컨트롤하기 위한 컨트롤 신호(들)을 생성할 수 있다.
램프 신호 제너레이터(880)는 타이밍 제너레이터(860)의 컨트롤에 따라 버퍼(840)로부터 출력되는 이미지 신호를 제어하기 위한 램프 신호를 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 유닛 픽셀(PX)의 간략한 등가 회로도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 유닛 픽셀(PX)은 포토다이오드(PD), 제1 내지 제4 트랜스퍼 트랜지스터들(TX1 - TX4), 플로팅 디퓨전 영역(FD), 리셋 트랜지스터(RX), 드라이브 트랜지스터(DX), 선택 트랜지스터(SX), 및 출력 포트(Pout)를 포함할 수 있다. 상기 포토다이오드(PD)는 빛을 받아 전자-정공 쌍을 발생시킬 수 있다. 상기 제1 내지 제4 트랜스퍼 트랜지스터들(TX1 - TX4)은 상기 포토다이오드(PD) 내에서 발생한 전자들을 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 트랜스퍼 트랜지스터들(TX1 - TX4)은 병렬로 연결될 수 있고, 및 서로 배타적으로 턴-온될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 트랜스퍼 트랜지스터들(TX1 - TX4) 중 하나가 턴-온될 경우, 상기 제1 내지 제4 트랜스퍼 트랜지스터들(TX1 - TX4) 중 다른 세 개는 턴-오프 상태일 수 있다. 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)은 상기 드라이브 트랜지스터(DX)의 게이트 전극과 연결될 수 있다. 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD) 내의 전자들은 상기 드라이브 트랜지스터(DX)를 턴-온 시킬 수 있다. 상기 드라이브 트랜지스터(DX)를 통과한 전기적 신호는 상기 선택 트랜지스터(SX)를 통하여 상기 출력 포트(Pout)로 출력될 수 있다. 상기 리셋 트랜지스터(RX)는 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)을 전원 전압(VDD) 레벨로 리셋시킬 수 있다. 출력 포트(Pout)로 전기 신호가 출력된 후, 플로팅 디퓨전(FD)은 리셋 트랜지스터(RX)에 의해 초기 전압 레벨, 예를 들어 전원 전압(VDD)으로 리셋될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서는 하나의 상기 포토다이오드(PD)를 공유하는 병렬로 연결된 네 개의 상기 제1 내지 제4 트랜스퍼 트랜지스터들(TX1 - TX4)을 포함할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의한 다수 개의 유닛 픽셀들(PX)을 포함하는 이미지 센서의 픽셀 어레이의 개략적인 레이아웃이고, 및 도 3b는 상기 유닛 픽셀(PX)의 확대된 레이아웃이다. 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 픽셀 어레이는 매트릭스 모양으로 배열된 다수의 유닛 픽셀들(PX)을 포함할 수 있다. 도 3b를 참조하면, 스페이스 영역(SP)에 의해 서로 이격된 상기 유닛 픽셀들(PX)은 각각, 포토다이오드 영역(PD), 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4), 플로팅 디퓨전 영역(FD), 제1 내지 제4 트랜스퍼 게이트들(TG1 - TG4), 및 액티브 영역들(ACT)을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)은 각각, 상면도에서 "L"자형 엘보우(elbow)모양을 가질 수 있고, 상기 포토다이오드 영역(PD)을 사각형 형태로 둘러 쌀 수 있다. 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)은 각각, 제1 내지 제4 사분면 상에 서로 이격되도록 방사형으로 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)은 전도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)은 도핑된 다결정 실리콘, 금속, 금속 화합물, 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)은 각각, 제1 내지 제4 패드 영역들(P1 - P4)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 패드 영역들(P1 - P4)은 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)의 일부들일 수 있다. 상기 제1 내지 제4 패드 영역들(P1 - P4)은 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)에 전기적 바이어스를 인가하기 위한 컨택 플러그 등이 접촉하기 위한 공간을 제공할 수 있다.
상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)은 상기 포토다이오드 영역(PD)의 중앙에 배치될 수 있다. 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)은 N-형 도핑된 영역일 수 있다.
상기 제1 내지 제4 트랜스퍼 게이트들(TG1 - TG4)은 각각, 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)과 부분적으로 중첩하도록 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)처럼 상기 제1 내지 제4 사분면 상에 방사형으로 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 트랜스퍼 게이트들(TG1 - TG4)은 상기 포토다이오드 영역(PD) 내에서 생성된 전자들을 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달할 수 있도록, 도핑된 다결정 실리콘, 금속, 금속 화합물, 또는 금속 합금 같은 전도체를 포함할 수 있다.
상기 액티브 영역들(ACT)은 상기 유닛 픽셀(PX)의 한 변과 가깝게 배치되어 드라이브 트랜지스터, 선택 트랜지스터, 및 리셋 트랜지스터의 소스 영역들, 드레인 영역들, 및 채널 영역들을 제공할 수 있다.
본 실시예에 의한 이미지 센서의 유닛 픽셀(PX)의 상기 포토다이오드 영역(PD)은 4개로 분리되지 않고 하나로 통합될 수 있다.
도 4는 도 3b의 I-I' 선을 따라 취해진 상기 이미지 센서의 상기 유닛 픽셀(PX)의 종단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서는 기판(10) 내의 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4), 상기 포토다이오드 영역(PD), 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD), 상기 기판(10)의 상면 상의 상기 제1 및 제4 트랜스퍼 게이트들(TG1 - TG4), 상기 기판(10)의 하면 상의 반사 방지층(20), 그리드 패턴들(30), 셔터 패턴들(40), 컬러 필터들(50), 및 마이크로 렌즈들(60)을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)은 깊은 트렌치들 내에 채워진 격벽(partition) 모양으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)은 상기 기판(10) 내부에 형성된 상기 깊은 트렌치들의 내벽들 상에 컨포멀하게 형성된 라이닝 절연층, 및 상기 라이닝 절연층 상에 상기 깊은 트렌치들을 완전히 채우는 전도성 플러그를 포함할 수 있다. 상기 라이닝 절연층은 실리콘 산화물 및/또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 상기 전도성 플러그는 도핑된 다결정 실리콘, 금속, 금속 화합물, 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 기판(10), 즉 상기 포토다이오드 영역(PD)과 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)은 상기 기판(10)의 상기 상면으로부터 상기 기판(10)의 내부를 향하도록 형성될 수 있고, 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)의 하단부들 상기 기판(10)의 상기 하면과 이격될 수 있다. 도면에서, 상기 제1 및 제3 PD 바이어스 패턴들(B1, B3)은 동일한 유닛 픽셀(PX)에 포함될 수 있고, 및 상기 제2 및 제4 PD 바이어스 패턴들(B2, B4)은 인접한 다른 유닛 픽셀(PX)에 포함될 수 있다. 인접한 상기 유닛 픽셀들(PX) 사이에는 상기 스페이스 영역들(SP)이 개재될 수 있다.
상기 포토다이오드 영역(PD)은 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)에 의해 둘러싸일 수 있고, 상기 포토다이오드 영역(PD)의 중앙의 상부 내에 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)이 형성될 수 있다. 상기 포토다이오드 영역(PD) 상에 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)의 일부와 부분적으로 수직으로 중첩하도록 상기 제1 및 제3 트랜스퍼 게이트들(TG1, TG3)이 배치될 수 있다.
상기 반사 방지층(20)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 및 실리콘 산화 질화물 같은 단층 또는 다층의 절연성 무기물 층을 포함할 수 있다.
상기 그리드 패턴들(30)은 상기 포토다이오드 영역(PD)의 중앙부 (예를 들어, 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD))과 수직으로 중첩 및 정렬될 수 있다. 상기 그리드 패턴들(30)은 금속 같은 전도체를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 그리드 패턴들(30)에 전압이 인가될 수 있다.
상기 그리드 패턴들(30) 사이에 상기 셔터 패턴들(40) 및 상기 컬러 필터들(50)이 적층될 수 있다. 상기 셔터 패턴들(40)은 빛을 선택적으로 투과시키기 위한 온/오프 동작을 할 수 있다. 예를 들어 상기 셔터 패턴들(40)은 상기 그리드 패턴들(50)에 의해 인가된 전압에 의해 생성된 전기장에 따라 빛을 차단하거나 투과시킬 수 있다. 상기 셔터 패턴들(40)은 편광 필터 또는 LCD (liquid crystal display) 같은 광 차단 물질층을 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터들(50)은 각각, 그린, 레드, 또는 블루 중 하나의 안료(pigment)를 포함하는 고분자 유기물을 포함할 수 있다.
상기 마이크로 렌즈들(60)은 각각, 상기 컬러 필터들(50) 상에 형성될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(60)은 투명한 고분자 유기물 또는 실리콘 산화물 같은 무기물을 포함할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서의 제1 동작 주기에서 상기 유닛 픽셀(PX)의 동작을 설명하는 상면도이다. 도 5a를 참조하면, 상기 제1 동작 주기에서, 상기 유닛 픽셀(PX)의 상기 제1 PD 바이어스 패턴(B1)이 그라운드(G)되고, 상기 제2 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B2 - B4)에 네거티브(-) 전압이 인가될 경우, 도면에 보이는 것과 같이 제1 유효 포토다이오드 영역(PDe1)이 정의될 수 있다. 구체적으로, 네거티브(-) 전압이 인가된 상기 제2 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B2 - B4)은 상기 포토다이오드 영역(PD) 내에 전자가 없는 공핍 영역을 제공할 수 있으므로 광 전자가 생성될 수 있는 포토다이오드 영역(PD)을 축소시킬 수 있고, 및 그라운드(G)된 상기 제1 PD 바이어스 패턴(B1)의 주변은 전자가 생성되는 포토다이오드 영역(PD)을 확대시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 동작 주기에서, 상기 유효 포토다이오드 영역(PDe1)은 확장된 상기 제1 PD 바이어스 패턴(B1)의 주변 및 축소된 상기 제2 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B2 - B4)의 주변들을 포함할 수 있다. 상기 제1 동작 주기에서, 상기 제1 트랜스퍼 게이트(TG1)에 포지티브(+) 전압이 인가될 수 있고, 및 상기 제2 내지 제4 트랜스퍼 게이트들(TG2 - TG4)에 네거티브(-) 전압이 인가될 수 있다. 즉, 상기 제1 동작 주기에서, 상기 제1 트랜스퍼 게이트(TG1)가 상기 제1 유효 포토다이오드 영역(PDe1) 내에 생성된 광 전자를 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달할 수 있다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서의 제2 동작 주기에서 상기 유닛 픽셀(PX)의 동작을 설명하는 상면도이다. 도 5b를 참조하면, 상기 제2 동작 주기에서, 상기 유닛 픽셀(PX)의 상기 제2 PD 바이어스 패턴(B2)이 그라운드(G)되고, 상기 제1, 제3, 및 제4 PD 바이어스 패턴들(B1, B3, B4)에 네거티브(-) 전압이 인가될 경우, 도면에 보이는 것과 같이 제2 유효 포토다이오드 영역(PDe2)이 정의될 수 있다. 구체적으로, 네거티브(-) 전압이 인가된 상기 제1, 제 3, 및 제4 PD 바이어스 패턴들(B1, B3, B4)은 상기 포토다이오드 영역(PD) 내에 전자가 없는 공핍 영역을 제공할 수 있으므로 광 전자가 생성될 수 있는 포토다이오드 영역(PD)을 축소시킬 수 있고, 및 그라운드(G)된 상기 제2 PD 바이어스 패턴(B2)의 주변은 전자가 생성되는 포토다이오드 영역(PD)을 확대시킬 수 있다. 즉, 상기 제2 동작 주기에서, 상기 유효 포토다이오드 영역(PDe2)은 확장된 상기 제2 PD 바이어스 패턴(B2)의 주변 및 축소된 상기 제1, 제3, 및 제4 PD 바이어스 패턴들(B1, B3, B4)의 주변들을 포함할 수 있다. 상기 제2 동작 주기에서, 상기 제2 트랜스퍼 게이트(TG2)에 포지티브(+) 전압이 인가될 수 있고, 및 상기 제1, 제3, 및 제4 트랜스퍼 게이트들(TG1, TG3, TG4)에 네거티브(-) 전압이 인가될 수 있다. 즉, 상기 제2 동작 주기에서, 상기 제2 트랜스퍼 게이트(TG2)가 상기 제2 유효 포토다이오드 영역(PDe2) 내에 생성된 광 전자를 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달할 수 있다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서의 제3 동작 주기에서 상기 유닛 픽셀(PX)의 동작을 설명하는 상면도이다. 도 5c를 참조하면, 상기 제3 동작 주기에서, 상기 유닛 픽셀(PX)의 상기 제3 PD 바이어스 패턴(B3)이 그라운드(G)되고, 상기 제1, 제2, 및 제4 PD 바이어스 패턴들(B1, B2, B4)에 네거티브(-) 전압이 인가될 경우, 도면에 보이는 것과 같이 제3 유효 포토다이오드 영역(PDe3)이 정의될 수 있다. 구체적으로, 네거티브(-) 전압이 인가된 상기 제1, 제2, 및 제4 PD 바이어스 패턴들(B1, B2, B4)은 상기 포토다이오드 영역(PD) 내에 전자가 없는 공핍 영역을 제공할 수 있으므로 광 전자가 생성될 수 있는 포토다이오드 영역(PD)을 축소시킬 수 있고, 및 그라운드(G)된 상기 제3 PD 바이어스 패턴(B3)의 주변은 전자가 생성되는 포토다이오드 영역(PD)을 확대시킬 수 있다. 즉, 상기 제3 동작 주기에서, 상기 제3 유효 포토다이오드 영역(PDe3)은 확장된 상기 제3 PD 바이어스 패턴(B3)의 주변 및 축소된 상기 제1, 제2, 및 제4 PD 바이어스 패턴들(B1, B2, B4)의 주변들을 포함할 수 있다. 상기 제3 동작 주기에서, 상기 제3 트랜스퍼 게이트(TG3)에 포지티브(+) 전압이 인가될 수 있고, 및 상기 제1, 제2, 및 제4 트랜스퍼 게이트들(TG1, TG2, TG4)에 네거티브(-) 전압이 인가될 수 있다. 즉, 상기 제3 동작 주기에서, 상기 제3 트랜스퍼 게이트(TG3)가 상기 제3 유효 포토다이오드 영역(PDe3) 내에 생성된 광 전자를 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달할 수 있다.
도 5d는 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서의 제4 동작 주기에서 상기 유닛 픽셀(PX)의 동작을 설명하는 상면도이다. 도 5d를 참조하면, 상기 제4 동작 주기에서, 상기 유닛 픽셀(PX)의 상기 제4 PD 바이어스 패턴(B4)이 그라운드(G)되고, 상기 제1 내지 제3 PD 바이어스 패턴들(B1 - B3)에 네거티브(-) 전압이 인가될 경우, 도면에 보이는 것과 같이 제4 유효 포토다이오드 영역(PDe4)이 정의될 수 있다. 구체적으로, 네거티브(-) 전압이 인가된 상기 제1 내지 제3 PD 바이어스 패턴들(B1 - B3)은 상기 포토다이오드 영역(PD) 내에 전자가 없는 공핍 영역을 제공할 수 있으므로 광 전자가 생성될 수 있는 포토다이오드 영역(PD)을 축소시킬 수 있고, 및 그라운드(G)된 상기 제4 PD 바이어스 패턴(B4)의 주변은 전자가 생성되는 포토다이오드 영역(PD)을 확대시킬 수 있다. 즉, 상기 제4 동작 주기에서, 상기 유효 포토다이오드 영역(PDe4)은 확장된 상기 제4 PD 바이어스 패턴(B4)의 주변 및 축소된 상기 제1 내지 제3 PD 바이어스 패턴들(B1 - B3)의 주변들을 포함할 수 있다. 상기 제4 동작 주기에서, 상기 제4 트랜스퍼 게이트(TG4)에 포지티브(+) 전압이 인가될 수 있고, 및 상기 제1 내지 제3 트랜스퍼 게이트들(TG1 - TG3)에 네거티브(-) 전압이 인가될 수 있다. 즉, 상기 제4 동작 주기에서, 상기 제4 트랜스퍼 게이트(TG4)가 상기 제4 유효 포토다이오드 영역(PDe4) 내에 생성된 광 전자를 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달할 수 있다.
도 6a는 도 5a의 II-II' 선을 따라 취해진 상기 이미지 센서의 상기 유닛 픽셀(PX)의 종단면도이다. 도 6a를 참조하면, 상기 제1 동작 주기에서, 네거티브(-) 전압이 인가된 상기 제2 내지 제4 PD 바이어스 패턴들(B2 - B4)의 주변들에 공핍 영역들(D)이 발생함으로써 상기 제1 유효 포토다이오드 영역(PDe1)이 정의된 것이 보여진다. 상기 제1 동작 주기에서, 제1 셔터 패턴(40_1)이 오픈될 수 있고, 및 제2 내지 제4 셔터 패턴들(40_2 - 40_4)이 차단될 수 있다. 따라서, 제1 마이크로 렌즈(60_1), 제1 컬러 필터(50_1) 및 상기 제1 셔터 패턴(40_1)을 투과한 빛(L)만이 상기 제1 유효 포토다이오드 영역(PDe1) 내부로 조사될 수 있고, 및 제2 내지 제4 마이크로 렌즈들(60_2 - 60_4) 및 제2 내지 제4 컬러 필터들(50_2 - 50_4)을 투과한 빛은 상기 제1 유효 포토다이오드 영역(PDe1) 내부로 조사되지 않을 수 있다. 즉, 상기 제1 유효 포토다이오드 영역(PDe1)은 상기 제1 컬러 필터(50_1)와 동일한 컬러 정보만을 가질 수 있다. 상기 제1 동작 주기에서, 상기 제1 트랜스퍼 게이트(TG1)에 포지티브(+) 전압이 인가될 수 있고, 및 상기 제2 내지 제4 트랜스퍼 게이트들(TG2 - TG4)에 네거티브(-) 전압이 인가될 수 있다. 즉, 상기 제1 트랜스퍼 게이트(TG1) 만이 턴-온될 수 있고, 따라서 상기 제1 유효 포토다이오드 영역(PDe1) 내의 광 전자들이 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달될 수 있다.
도 6b는 도 5c의 III-III' 선을 따라 취해진 상기 이미지 센서의 상기 유닛 픽셀(PX)의 종단면도이다. 도 6b를 참조하면, 상기 제3 동작 주기에서, 네거티브(-) 전압이 인가된 상기 제1, 제2, 및 제4 PD 바이어스 패턴들(B1, B2, B4)의 주변들에 공핍 영역들(D)이 발생함으로써 상기 제3 유효 포토다이오드 영역(PDe3)이 정의된 것이 보여진다. 상기 제3 동작 주기에서, 제3 셔터 패턴(40_3)이 오픈될 수 있고, 및 제1, 제2, 및 제4 셔터 패턴들(40_1, 40_2, 40_4)이 차단될 수 있다. 따라서, 상기 제3 마이크로 렌즈(60_3), 상기 제3 컬러 필터(50_3), 및 상기 제3 셔터 패턴(40_3)을 투과한 빛(L)만이 상기 제3 유효 포토다이오드 영역(PDe3) 내부로 조사될 수 있고, 및 상기 제1, 제2, 및 제4 마이크로 렌즈들(60_1, 60_2, 60_4), 및 제1, 제2, 및 제4 컬러 필터들(50_1, 50_2, 50_4)을 투과한 빛은 상기 제3 유효 포토다이오드 영역(PDe3) 내부로 조사되지 않을 수 있다. 즉, 상기 제3 유효 포토다이오드 영역(PDe3)은 상기 제3 컬러 필터(50_3)와 동일한 컬러 정보만을 가질 수 있다. 상기 제3 동작 주기에서, 상기 제3 트랜스퍼 게이트(TG3)에 포지티브(+) 전압이 인가될 수 있고, 및 상기 제1, 제2, 및 제4 트랜스퍼 게이트들(TG1, TG2, TG4)에 네거티브(-) 전압이 인가될 수 있다. 즉, 상기 제3 트랜스퍼 게이트(TG3) 만이 턴-온될 수 있고, 따라서 상기 제3 유효 포토다이오드 영역(PDe3) 내의 광 전자들이 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달될 수 있다.
도 7은 상기 이미지 센서의 상기 기판(10)의 상기 하면 상의 상기 그리드 패턴들(30)의 레이아웃이다. 본 발명을 이해하기 쉽도록 상기 PD 바이어스 패턴들(B1 - B4)이 점선을 이용하여 함께 도시되었다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서의 상기 그리드 패턴들(30)은 수직으로 연장하는 수직 그리드 패턴들(30V) 및 수평으로 연장하는 수평 그리드 패턴들(30H)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 그리드 패턴들(30V, 30H)은 상기 기판(10)의 하면 상에 메시 형태로 배치될 수 있다. 상기 그리드 패턴들(30V, 30H)이 정의하는 제1 내지 제4 셀 공간들(S1 - S4) 내에 도 6a 및 6b에 도시된 상기 제1 내지 제4 셔터 패턴들(40_1 - 40_4) 및 상기 제1 내지 제4 컬러 필터들(50_1 - 50_4)이 적층될 수 있고, 상기 그리드 패턴들(30V, 30H) 및 제1 내지 제4 상기 컬러 필터들(50_1 - 50_4) 상에 상기 제1 내지 제4 마이크로 렌즈들(60_1 - 60_4)이 적층될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 셀 공간들(S1 - S4)은 각각, 레드 컬러, 블루 컬러, 제1 그린 컬러, 및 제2 그린 컬러 중 어느 하나에 해당할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 공간들(S1 - S4)은 상기 포토다이오드 영역(PD)과 중첩할 수 있다. 즉, 상기 포토다이오드 영역(PD)은 상기 제1 내지 제4 셀 공간들(S1 - S4)에 공유되어 모든 컬러의 빛을 받을 수 있다.
도 5a를 더 참조하여, 상기 제1 동작 주기에서, 상기 제1 셔터 패턴(40_1)이 오픈되고 상기 제2 내지 제4 셔터 패턴들(40_2 - 40_4)이 차단되면, 상기 제1 유효 포토다이오드 영역(PDe1)은 상기 제1 컬러 필터(50_1)에 의한 제1 컬러 정보를 가진 광 전자들을 발생시킬 수 있다. 상기 제1 컬러 정보를 가진 광전자들은 상기 제1 트랜스퍼 게이트(TG1)에 의해 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달될 수 있다.
도 5b를 더 참조하여, 상기 제2 동작 주기에서, 상기 제2 셔터 패턴(40_2)이 오픈되고 상기 제1, 제3, 및 제4 셔터 패턴들(40_1, 40_3, 40_4)이 차단되면, 상기 제2 유효 포토다이오드 영역(PDe2)은 상기 제2 컬러 필터(50_2)에 의한 제2 컬러 정보를 가진 광 전자들을 발생시킬 수 있다. 상기 제2 컬러 정보를 가진 광전자들은 상기 제2 트랜스퍼 게이트(TG2)에 의해 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달될 수 있다.
도 5c를 더 참조하여, 상기 제3 동작 주기에서, 상기 제3 셔터 패턴(40_3)이 오픈되고 상기 제1, 제2, 및 제4 셔터 패턴들(40_1, 40_2, 40_4)이 차단되면, 상기 제3 유효 포토다이오드 영역(PDe3)은 상기 제3 컬러 필터(50_3)에 의한 제3 컬러 정보를 가진 광 전자들을 발생시킬 수 있다. 상기 제3 컬러 정보를 가진 광전자들은 상기 제3 트랜스퍼 게이트(TG3)에 의해 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달될 수 있다.
도 5d를 더 참조하여, 상기 제4 동작 주기에서, 상기 제4 셔터 패턴(40_4)이 오픈되고 상기 제1 내지 제3 셔터 패턴들(40_1 - 40_3)이 차단되면, 상기 제4 유효 포토다이오드 영역(PDe4)은 상기 제4 컬러 필터(50_4)에 의한 제4 컬러 정보를 가진 광 전자들을 발생시킬 수 있다. 상기 제4 컬러 정보를 가진 광전자들은 상기 제4 트랜스퍼 게이트(TG4)에 의해 상기 플로팅 디퓨전 영역(FD)으로 전달될 수 있다.
도 8a 및 8b는 상기 그리드 패턴들(30V, 30H)의 3차원적 사시도들이다. 도 8a을 참조하면, 상기 그리드 패턴들(30V, 30H)은 두 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 수평 그리드 패턴들(30H)은 하부 수평 그리드 패턴들(30Hl) 및 상부 수평 그리드 패턴들(30Hu)을 포함할 수 있고, 및 상기 수직 그리드 패턴들(30V)도 하부 수직 그리드 패턴들(30Vl) 및 상부 수직 그리드 패턴들(30Vu)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부 수평 그리드 패턴들(30Hu) 및 상기 하부 수직 그리드 패턴들(30Vl)은 금속 같은 전도체를 포함할 수 있고, 및 상기 하부 수평 그리드 패턴들(30Hl) 및 상기 상부 수직 그리드 패턴들(30Vu)은 부도체를 포함할 수 있다. 즉, 상기 수평 그리드 패턴들(30H)과 상기 수직 그리드 패턴들(30V)은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 따라서, 상기 공간(S)은 평행하는 상기 하부 수직 그리드 패턴들(30Vl)에 의해 발생하는 하부 전계(lower electric field) 및 평행하는 상부 수평 그리드 패턴들(30Hu)에 의해 발생하는 상부 전계(upper electric field)를 가질 수 있다. 상기 상부 전계 및/또는 상기 하부 전계에 의해 도 6a 및 6b의 상기 제1 내지 제4 셔터 패턴들(40_1 - 40_4)이 오픈 또는 차단될 수 있다. 상세하게, 상기 제1 내지 제4 셔터 패턴들(40_1 - 40_4) 중 하나가 오픈되면, 상기 제1 내지 제4 셔터 패턴들(40_1 - 40_4) 중 다른 세 개는 차단될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 상기 그리드 패턴들(30V, 30H)은 상대적으로 낮은 높이를 갖는 수직 그리드 패턴들(30V) 및 상대적으로 높은 높이를 갖는 수평 그리드 패턴들(30H)을 포함할 수 있다. 상기 수평 그리드 패턴들(30H)과 상기 수직 그리드 패턴들(30V)은 전기적으로 절연되도록 이격될 수 있다. 상기 수평 그리드 패턴(30H)과 상기 수직 그리드 패턴(30V)의 상대적인 위치들은 서로 바뀔 수 있다.
도 9a 내지 9d는 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센서의 상기 제1 내지 제4 셔터 패턴들(40_1 - 40_4)이 오픈 또는 차단되기 위한 전압 조건들을 개념적으로 도시한 도면들이다. 도 9a 내지 9d를 참조하면, 인접하는 수평 그리드 패턴들(30H)이 수평 전위차를 갖고, 및 인접하는 수직 그리드 패턴들(30V)이 수직 전위차를 가질 경우, 그 사이에 위치한 상기 셔터 패턴들(40_n)이 오픈될 수 있다. (O로 표시된 셀 공간들) 인접하는 수평 그리드 패턴들(30H) 또는 인접하는 수직 그리드 패턴들(30V) 중 어느 하나라도 전위차를 갖지 않을 경우, 그 사이에 위치한 상기 셔터 패턴들(40_n)은 차단될 수 있다. (X로 표시된 셀 공간들) 즉, 인접하는 수평 그리드 패턴들(30H) 및 인접하는 수직 그리드 패턴들(30V)이 모두 전위차들을 가져야만 상기 셔터 패턴(40_n)이 오픈될 수 있다. 도 9a 내지 9d에서, 상대적으로 높은 전위가 "H"로 표시되었고, 및 상대적으로 낮은 전위가 "L"로 표시되었다. 상기 "H"와 "L"은 서로 바뀔 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(800)를 가진 전자 장치(900)를 개략적으로 도시한 다이아그램이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(800)를 가진 전자 장치(900)는 정지 영상 또는 동영상을 촬영할 수 있는 카메라를 포함할 수 있다. 전자 장치(900)는 광학 시스템(910, 또는, 광학 렌즈), 셔터 유닛(911), 이미지 센서(800) 및 셔터 유닛(911)을 제어/구동하는 구동부(913) 및 신호 처리부(912)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(800)는 본 발명의 다양한 실시예들에 이미지 센서일 수 있다.
광학 시스템(910)은 피사체로부터의 이미지 광(입사광)을 이미지 센서(800)의 픽셀 어레이(도 1의 참조 부호 '810' 참조)로 안내할 수 있다. 광학 시스템(910)은 복수의 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 셔터 유닛(911)은 이미지 센서(800)에 대한 광 조사 기간 및 차폐 기간을 제어할 수 있다. 구동부(913)는 이미지 센서(800)의 전송 동작과 셔터 유닛(911)의 셔터 동작을 제어할 수 있다. 신호 처리부(912)는 이미지 센서(800)로부터 출력된 신호에 관해 다양한 종류의 신호 처리를 수행한다. 신호 처리 후의 이미지 신호(Dout)는 메모리 등의 저장 매체에 저장되거나, 모니터 등에 출력될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
PX: 유닛 픽셀
SP: 스페이스
PD: 포토다이오드 영역
B1-B4: PD 바이어스 패턴
P1-P4: 패드 영역
FD: 플로팅 디퓨전 영역
TG1-TG4: 트랜스퍼 게이트
ACT: 액티브 영역
10: 기판
20: 반사 방지층
30: 그리드 패턴
40: 셔터 패턴
50: 컬러 필터
60: 마이크로 렌즈

Claims (18)

  1. 기판 내의 포토다이오드 영역;
    상기 포토다이오드 영역을 둘러싸는 전도성 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들;
    상기 포토다이오드 영역의 중앙의 플로팅 디퓨전 영역;
    상기 플로팅 디퓨전 영역과 부분적으로 중첩하는 제1 내지 제4 트랜스퍼 게이트들; 및
    상기 포토다이오드 영역과 중첩하는 제1 내지 제4 셀 공간들을 정의하는 수평 그리드 패턴들 및 수직 그리드 패턴들을 포함하고,
    상기 포토다이오드 영역 및 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 서로 전기적으로 분리되고, 및
    상기 수평 그리드 패턴들과 상기 수직 그리드 패턴들은 서로 전기적으로 절연된 이미지 센서.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 상기 기판 내에 형성된 트렌치들의 내벽들 상에 컨포멀하게 형성된 라이닝 절연층, 및 상기 라이닝 절연층 상에 상기 트렌치들을 채우는 전도체를 포함하는 이미지 센서.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 상면도에서 엘보우 모양을 갖고, 및 제1 내지 제4 사분면 상에 방사형으로 배치된 이미지 센서.
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제3항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 종단면도에서 격벽 모양을 갖는 이미지 센서.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들로 둘러싸인 상기 포토다이오드 영역은 분리되지 않은 이미지 센서.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 상기 기판의 제1면으로부터 상기 기판의 내부를 향하도록 형성되고, 및
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들의 하단부들은 상기 기판의 제2면과 이격된 이미지 센서.
  7. 삭제
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 셀 공간들 내에 적층된 제1 내지 제4 셔터 패턴들 및 제1 내지 제4 컬러 필터들을 더 포함하는 이미지 센서.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제8항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 셔터 패턴들은 빛을 선택적으로 투과시키는 온/오프 동작을 하는 이미지 센서.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 각각, 컨택 플러그와 접촉되기 위한 제1 내지 제4 패드 영역들을 포함하는 이미지 센서.
  11. 기판 내에 하나의 포토다이오드 영역을 정의하는 전도성 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들;
    상기 포토다이오드 영역의 중앙에 배치된 플로팅 디퓨전 영역;
    상기 포토다이오드 영역 및 상기 플로팅 디퓨전 영역과 중첩하는 제1 내지 제4 트랜스퍼 게이트들; 및
    상기 하나의 포토다이오드를 공유하는 제1 내지 제4 셀 공간들을 포함하고,
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 서로 이격되도록 제1 내지 제4 사분면 상에 방사형으로 배열되고, 및
    상기 제1 내지 제4 셀 공간들은 메시 모양을 갖는 그리드 패턴들에 의해 정의되는 이미지 센서.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서,
    상기 포토다이오드 영역과 상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 전기적으로 절연된 이미지 센서.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 상기 기판 내에 형성된 트렌치들의 내벽들 상에 컨포멀하게 형성된 라이닝 절연층, 및 상기 라이닝 절연층 상에 상기 트렌치들을 채우는 전도체를 포함하는 이미지 센서.
  14. 삭제
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 셀 공간들 내에 적층된 제1 내지 제4 셔터 패턴들 및 제1 내지 제4 컬러 필터들을 더 포함하는 이미지 센서.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제15항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 셔터 패턴들은 빛을 선택적으로 투과시키도록 배타적으로 오픈되는 이미지 센서.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서,
    상기 그리드 패턴들은 수평 방향으로 서로 평행하게 연장하는 수평 그리드 패턴들 및 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하는 수직 그리드 패턴들을 포함하고, 및
    상기 수평 그리드 패턴들과 상기 수직 그리드 패턴들은 전기적으로 절연된 이미지 센서.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 PD 바이어스 패턴들은 상면도에서 엘보우 모양을 갖고, 및 종단면도에서 격벽 모양을 갖는 이미지 센서.
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