置与累积的电荷量成正比例地改变，并且驱动晶体管Dx的源极电压电位改变。如果选择晶体管Sx接通，则经过列线的电荷形成像素信号。
[0035]参见图3，元件隔离层110可以形成在衬底100上。传输晶体管Tx的栅极和复位晶体管Rx的栅极可以形成在衬底loo上。光电转换区ro可以形成在衬底loo的一侧。浮动扩散区FD可以形成在衬底100的另一侧。可以通过在衬底100上离子注入杂质来形成光电转换区ro和浮动扩散区FD。包括信号发生电路的层间绝缘层140可以形成在衬底100的正面FS上。滤色器150和微透镜160可以形成在衬底100的背面BS上。
[0036]背面照明(BSI)图像传感器可以通过在衬底100的背面上照射光来增加光接收面积。然而，具有大的吸收深度带宽的波长、例如红色带宽或绿色带宽的波长，可能在光电转换区ro之外的区域中产生光电荷。更具体地，大的吸收深度带宽的波长可能到达浮动扩散区FD且产生光电荷。用以产生光电荷的预期区域是光电转换区ro。电荷累积在浮动扩散区FD中，起到产生像素信号的作用。在浮动扩散区FD中产生的光电荷作为像素信号中的噪声源且使图像传感器特性劣化。当光电转换区ro因为来自强光源的光电荷而饱和时，尤其如此。由于在浮动扩散区FD中产生光电荷的缘故，这导致信噪比增加以及图像传感器特性的劣化。
[0037]本发明的示例性实施例可以提供防止在浮动扩散区FD中产生不需要的光电荷的图像传感器和制造图像传感器的方法。
[0038]图4是根据本发明的示例性实施例的沿着图2的A-A’截取的截面图。
[0039]如在图1、图2和图4中所示，根据本发明的示例性实施例的图像传感器可以包括衬底100、元件隔离层110、传输晶体管Tx的传输栅、复位晶体管Rx的复位栅、光电转换区PD、浮动扩散区FD、层间绝缘层140、滤色器150和微透镜160。
[0040]衬底100可以包括第一导电类型半导体衬底。半导体衬底可以处于单晶状态，以及包括含硅材料。例如，衬底100可以是体硅衬底或与处理晶片(handle wafer)隔离的硅层O
[0041]元件隔离层110可以形成在衬底100的正面FS上。元件隔离层110可以通过浅沟槽隔离工艺形成且可以包括绝缘层。元件隔离层的底部平面可以延伸至与衬底100的背面BS接触。
[0042]传输晶体管Tx的传输栅和复位晶体管Rx的复位栅可以形成在衬底100上。
[0043]光电转换区ro形成在传输晶体管Tx的传输栅的一侧。光电转换区ro可以包括垂直重叠的至少一个光电转换单元。光电转换单元可以是包括第一导电类型的第一杂质区120 (例如，P型杂质区)和第二导电类型的第二导电杂质区130 (例如，N型杂质区)的光电二极管。第一杂质区120可以具有比第二杂质区的厚度更小的厚度且可以接触衬底100的正面FS。第二杂质区130可以与衬底100的背面BS分离或与衬底100的背面BS接触。
[0044]浮动扩散区FD可以形成在衬底100的另一侧。浮动扩散区FD可以包括:沟槽210，其形成在传输晶体管Tx的传输栅中；阻挡层220，其覆盖沟槽210的底部平面；以及导电层230，其间隙填充在沟槽210中。
[0045]可以通过在对应于浮动扩散区的区域中刻蚀衬底100来形成沟槽210。从衬底的正面FS起，沟槽210可以具有与浮动扩散区FD的深度相对应的深度，以及可以经由杂质离子-注入工艺形成。
[0046]阻挡层220防止来自衬底的背面BS的光到达浮动扩散区FD。阻挡层220覆盖沟槽210的底部平面，以有效阻挡来自衬底100的背面BS的光。阻挡层220可以延伸至沟槽210的侧面。即，阻挡层220可以覆盖沟槽210的底部平面和侧部平面。如果阻挡层220延伸至沟槽210的侧部平面，则阻挡层220可以与衬底100的正面FS分离，以在光电转换区PD和浮动扩散区FD之间、以及在浮动扩散区FD和复位晶体管Rx的沟道区之间提供电流路径。
[0047]阻挡层220可以通过利用绝缘层的吸收或反射来阻挡光到达浮动扩散区FD。供参考，由于入射在阻挡层220和衬底100之间或阻挡层220和导电层230之间的界面上的光可能产生不需要的光电荷，所以建议不使用金属性材料作为阻挡层220。
[0048]阻挡层220可以包括选自氧化物层、氮化物层和氮氧化物层中的单一绝缘层，或所述这些刚刚提到的绝缘层中的两种或更多种层叠的叠层。如果阻挡层220具有层叠的绝缘层，则所述层叠的绝缘层可以由具有不同折射率的多个绝缘层构成以调节入射光的吸收率或反射性。如果阻挡层220是单一绝缘层，则阻挡层220可以是氧化硅层Si02。如果阻挡层220是叠层，贝U可以交替层叠氧化娃层S12和氮化娃层Si 3N4—次或更多次。
[0049]从阻挡层220反射的光落在光电转换区H)上或退出至外部。尽管从阻挡层220反射的光可能产生不需要的光电荷，但可能性低，且对于在浮动扩散区FD的外部产生的光电荷而言，对信号噪声的影响通常可忽略。
[0050]间隙填充在沟槽210中的导电层230可以具有第二导电类型，以及可以操作为传输晶体管Tx的漏极和复位晶体管Rx的源极。导电层230可以接触不存在阻挡层220的衬底100。即，导电层230可以与衬底100电耦接。导电层230可以包括与衬底100相同的材料。例如，导电层230可以包括含硅材料、多晶硅层或单晶硅层。
[0051]层间绝缘层140形成在衬底100的正面FS且包括信号发生电路。层间绝缘层140可以由选自氧化物层、氮化物层和氮氧化物层中的单层或两个叠层构成。形成在层间绝缘层140内的信号发生电路可以包括多个晶体管、多层的金属线(未示出)和将它们彼此耦接的接触插塞(未示出)。信号发生电路可以产生与在光电转换区ro中产生的光电荷对应的像素信号。所述多个晶体管可以包括传输晶体管TX、复位晶体管Rx、驱动晶体管Dx和选择晶体管Sx。
[0052]滤色器150可以形成在衬底100的背面BS上。微透镜160可以形成在滤色器150上。
[0053]前述根据本发明的示例性实施例的图像传感器可以通过具有带阻挡层220的浮动扩散区FD来防止不需要的光电荷产生，所述阻挡层220阻挡光到达浮动扩散区FD。因而，图像传感器可以防止由信噪比增加导致的特性劣化，特别是当存在强光源时。
[0054]现在将参照图5A和图5B来描述根据本发明的另一个示例性实施例的图像传感器。为了便于描述实施例，将省略对先前提到的和常见元件的详细描述。
[0055]图5A和图5B是沿着图2的A-A’平面截取的截面图。
[0056]如在图5A中所示，间隙填充在沟槽210中的导电层230可以包括垂直重叠的具有第一导电类型的第一区232和具有第二导电类型的第二区234。第一区232和第二区234可以接触未形成有阻挡层220的衬底100。S卩，第一区232和第二区234可以电耦接至衬底100。
[0057]第一区232可以防止暗电流的产生。因而，第一区232可以接触衬底100的正面FS、沟槽210的底部平面、或沟槽210的侧部平面。第二区234可以操作为传输晶体管Tx的漏极和复位晶体管Rx的源极。第二区234可以设置在第一区232之下或第一区232之上。S卩，第一区232可以接触衬底100的正面FS。第二区234可以设置在第一区232之下，或第一区232可以设置在第二区234之下。
[0058]假设导电层230包括第一区232和第二区234，则导电层230可以防止不需要的光电荷在浮动扩散区FD中产生，降低暗电流，且改善图像传感器特性。
[0059]如在图5B中所示，陷阱区250可以形成在浮动扩散区FD之下。陷阱区250可以从沟槽210的表面去除暗电流，以及可以去除从阻挡层220反射的光所产生的不需要的光电荷。
[0060]陷阱区250可以是杂质区，其是通过在衬底100上离子-注入第一导电类型的杂质来形成的。陷阱区250可以通过阻挡层220与导电层230电分离，以防止由陷阱区250和导电区230之间的结所导致的光电荷的产生。陷阱区250可以接地。
[0061]如上述，如果陷阱区250形成在浮动扩散区FD之下，则陷阱区250防止不需要的光电荷在浮动扩散区FD中产生，这改善了图像传感器特性且减少了暗电流。另外地，通过去除从阻挡层220反射的光所产生的不需要的光电荷，可以降低信噪比。
[0062]图6A至图6E是说明根据本发明的示例性实施例的制造图像传感器的方法的截面图。以下将描述制造图4中所示的图像传感器的方法。
[0063]如在图6A中所示，制备具有第一导电类型的衬底10。半导体衬底可以处于单晶状态，以及可以包括含硅材料。
[0064]接下来，可以在衬底10中形成元件隔离层12。元件隔离层12可以经由浅沟槽隔离(STI)工艺形成。即，可以通过经由选择性地刻蚀衬底10来首先产生元件隔离沟槽而形成元件隔离层1