2。然后，可以在元件隔离沟槽中间隙填充绝缘层。
[0065]随后，可以通过在将要成为浮动扩散区FD的区域中刻蚀衬底10来形成沟槽14。沟槽14可以使用刻蚀工艺来形成以提供用于形成浮动扩散区FD的空间。
[0066]如在图6B中所示，可以沿着包括沟槽14的衬底10的表面形成阻挡层16。阻挡层16可以防止在浮动扩散区FD中产生光电荷，且阻挡光到达浮动扩散区FD。阻挡层16可以包括诸如吸收或反射入射光的绝缘层的材料。具体地，阻挡层16可以包括选自氧化物层、氮化物层和氮氧化物层中的单一层或两种或更多种材料的叠层。例如，阻挡层16可以由氧化硅层或氧化硅层和氮化硅层交替层叠的至少两个叠层形成。
[0067]可以在阻挡层16的形成之前执行用于消除沟槽14的表面缺陷的预处理工艺。预处理工艺可以使用退火工艺，例如，快速热处理或激光退火。此外，预处理工艺可以通过在包括沟槽14的结构的表面上形成牺牲层、经由在去除牺牲层之后的热氧化来消除沟槽14的表面缺陷。供参考，沟槽14的表面缺陷可以操作为暗电流的源。
[0068]如在图6C中所示，可以通过选择性地刻蚀阻挡层16来覆盖沟槽14的底部平面。阻挡层的刻蚀为覆盖沟槽14的底部平面的一部分将被称作为“16A”。
[0069]通过刻蚀出阻挡层16A以覆盖沟槽14的底部，防止入射光到达浮动扩散区FD，在光电转换区ro和浮动扩散区FD之间以及在复位晶体管Rx的沟道区和浮动扩散区FD之间提供电流路径。阻挡层16A覆盖沟槽14的底部并且可以延伸至沟槽14的侧面。
[0070]可以通过形成牺牲层(未示出)以将沟槽14的一部分掩埋在阻挡层16A中、刻蚀暴露出的阻挡层16A、以及去除牺牲层来实现阻挡层16A的刻蚀工艺。可以经由湿法刻蚀工艺来执行刻蚀工艺以防止出现衬底缺陷。
[0071]如在图6D中所示，在沟槽14中间隙填充第二导电类型的导电层18。可以通过形成导电层18以覆盖包括沟槽14的衬底10的整个表面且执行平坦化工艺、例如化学机械抛光(CMP)直到衬底10的表面被暴露为止来实现导电层18间隙填充工艺。在导电层18的形成期间，可以原位注入第二导电类型的杂质，或可以在第二导电层18形成之后离子-注入第二导电类型的杂质。
[0072]导电层18和衬底10可以由相同材料构成。更具体地，导电层18可以包括含硅材料。即，导电层18可以包括多晶硅层或单晶硅层。可以通过利用晶种作为沟槽14的未形成有阻挡层16A的表面而经由外延生长方式形成单晶硅层。
[0073]因而，可以形成包括沟槽14、阻挡层16A和导电层18的浮动扩散区FD。阻挡层16A可以至少覆盖沟槽14的底部，并且导电层18可以间隙填充在沟槽14中。
[0074]如果浮动扩散区FD的导电层18是利用具有与衬底的晶体结构(例如，多晶硅层)不同的材料层而形成的，则可以执行后处理以改善衬底10和导电层18之间的结的界面特性。后处理可以经由激光退火工艺执行。
[0075]如在图6E中所示，可以在衬底10中形成光电转换区H)。光电转换区H)可以具有彼此垂直重叠的第一导电类型的第一杂质区20和第二导电类型的第二杂质类型区22。第一杂质区20和第二杂质区22可以经由离子-注入工艺形成。
[0076]随后，可以形成传输晶体管Tx，使得光电转换区ro和浮动扩散区FD设置在衬底10的不同侧。此外，可以形成包括复位晶体管Rx、驱动晶体管Dx、选择晶体管Sx，多层的金属线和多个接触插塞的信号发生电路的层间绝缘层24。
[0077]接下来，可以在衬底10的背面BS上形成滤色器26，以及可以在滤色器26上形成微透镜28。尽管在附图中未示出，但图像传感器可以通过使用公开的制造工艺来完成。
[0078]图7是说明根据本发明的示例性实施例的图像处理系统的框图。
[0079]参见图7，图像处理系统1000可以包括图像传感器1100、数字信号处理器(DSP) 1200、显示单元1300和透镜模块1500。
[0080]图像传感器1100可以包括像素阵列1110、行驱动器1120、相关双采样(OTS)块1130、模数转换器(ADC) 1140、斜坡信号发生器1160、定时发生器1170、控制寄存器1180和缓冲器1190。
[0081]根据本发明的示例性实施例，像素阵列1110可以包括上述浮动扩散区FD。更具体地，像素阵列1110的多个像素中的每个可以包括:浮动扩散区FD，所述浮动扩散区FD包括形成在衬底上的传输栅；形成在传输栅的一侧的光电转换区F1D ;形成在传输栅的另一侧的沟槽；覆盖沟槽的底部平面的阻挡层；以及间隙填充在沟槽中的导电层。上述浮动扩散区FD通过阻挡光到达浮动扩散区FD来阻挡不需要的光电荷产生。因而，可以通过减小信噪比来改善图像传感器的特性。
[0082]图像传感器1100可以在数字信号处理器(DSP) 1200的控制下检测由透镜模块1500拍摄的物体1400的光学图像。数字信号处理器(DSP) 1200可以将图像传感器1100所检测且输出的图像输出至显示单元1300。显示单元1300可以代表能够显示从数字信号处理器(DSP) 1200输出的图像的设备。例如，显示单元1300可以是计算机、移动通信装置或另一图像显示装置的终端。
[0083]数字信号处理器(DSP) 1200可以包括相机控制器1201、图像信号处理器(ISP) 1203 和接口 (I/F) 1205ο
[0084]相机控制器1201可以对控制寄存器1180的操作进行控制。相机控制器1201可以通过使用内置集成电路I2C来控制图像传感器1100或控制寄存器1180的操作。
[0085]图像信号处理器(ISP) 1203可以接收图像或图像数据，处理接收的图像且经由接口(I/F) 1205将处理的图像输出至显示单元1300。
[0086]例如，图7示出了图像信号处理器(ISP) 1203被包括在数字信号处理器(DSP) 1200中。图像信号处理器(ISP) 1203可以根据系统设计被设置在图像传感器1100中。图像传感器1100和图像信号处理器(ISP) 1203可以一起被放入封装体中，例如作为多芯片封装体(MCP) ο
[0087]图8是说明在图7中所示的图像传感器的详细框图。
[0088]参见图7和图8，定时发生器1170可以产生用于控制行驱动器1120、相关双采样(⑶S)块1130、模数转换器(ADC) 1140和斜坡信号发生器1160中的每个的一个或更多个控制信号。控制寄存器1180可以产生用于控制斜坡信号发生器1160、定时发生器1170和缓冲器1190的一个或更多个控制信号。控制寄存器1180可以通过相机控制器1201来控制。
[0089]行驱动器1120可以通过以行为单位来驱动像素阵列。例如，行驱动器1120可以产生用于选择所述多个行中的一个行的选择信号。所述多个行中的每个行可以包括多个像素。为了更清楚地描述，图8示出了所述多个像素的简化配置。所述多个像素可以包括上述的像素阵列。
[0090]所述多个像素可以检测入射光且将图像复位信号和图像信号输出至相关双采样(CDS)块1130。由于电荷陷阱区，根据本发明的像素阵列可以防止暗电流的产生和敏感性的劣化。这可以提供良好质量的像素信号、图像复位信号以及图像信号。相关双采样(CDS)块1130可以对接收的图像复位信号和图像信号中的每个执行相关双采样。
[0091]模数转换器(ADC) 1140可以比较从斜坡信号发生器1160输出的斜坡信号和从相关双采样(CDS)块1130输出的相关双采样信号以输出比较结果信号、对比较结果信号的转换时间计数，且将计数值输出至缓冲器1190。
[0092]模数转换器(ADC) 1140可以包括比较块1145和计数块1150。比较块1145可以包括多个比较器1149。所述多个比较器1149中的每个可以连接至相关双采样(⑶S)块1130和斜坡信号发生器1160。来自相关双米样(OTS)块1130的所述多个输出信号可以被输入至相应的比较器1149的第一端子、例如负端子，并且来自斜坡信号发生器1160的斜坡信号可以被输入至每个比较器1149的第二端子、例如正端子。
[0093]所述多个比较器1149可以接收且比较来自相关双采样(⑶S)块1130的相应的输出信号和来自斜坡信号发生器1160的斜坡信号，且输出比较结果信号。例如，从第一比较器1149输出的、用于比较来自所述多个像素之一的输出信号和来自斜坡信号发生器1160的斜坡信号的比较结果信号，可以对应于图像信号和根据接收的光量变化的图像复位信号之差。
[0094]斜坡信号发生器1160可以在定时发生器1170的控制下操作。
[0095]计数块1150可以包括多个计数器1151。所述多个计数器1151可以连接至所述多个比较器1149的相应输出端。计数块1150可以使用从定时发生器11