CN110752227A - 图像感测装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于使从遮光层反射的光最小化的图像感测装置。该图像感测装置包括：半导体层，其形成为包括有效像素区域和光学黑像素区域；遮光层，其位于光学黑像素区域处形成在半导体层上方；第一滤色器层，其位于有效像素区域处形成在半导体层上方；以及第二滤色器层，其位于遮光层上方。第一滤色器层和第二滤色器层中的每一个包括至少一个第一滤色器、至少一个第二滤色器和至少一个第三滤色器。在第一滤色器层中，第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器布置在同一层中。在第二滤色器层中，第一滤色器和第二滤色器布置在同一层中，而第三滤色器形成在与第一滤色器和第二滤色器的层不同的另一层中。
Description
技术领域
本专利文献中公开的技术和实现方式涉及一种图像感测装置。
背景技术
图像感测装置是利用对光作出反应的光敏特性半导体来捕获至少一个图像的装置。近来，随着计算机行业和通信行业的不断发展，在例如数字相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、监视相机、医疗微型相机、机器人等的各种领域中对高质量和高性能图像传感器的需求快速增加。
图像感测装置可大致分类为基于CCD(电荷耦合器件)的图像感测装置和基于CMOS(互补金属氧化物半导体)的图像感测装置。最近，由于模拟控制电路和数字控制电路可被直接实现为单个集成电路(IC)，所以基于CMOS的图像感测装置迅速得到广泛使用。
发明内容
除了别的以外，本专利文献提供了一种图像感测装置的设计，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
所公开的技术的实施方式涉及一种能够使从遮光层反射的光的量最小化的图像感测装置，所述遮光层被配置为遮蔽入射在光学黑像素区域的光电转换元件上的光。
根据所公开的技术的一方面，一种图像感测装置包括：半导体层，其形成为包括有效像素区域和光学黑像素区域，该有效像素区域包括响应光以生成电荷或信号的感光像素，该光学黑像素区域与有效像素区域分离并且包括响应光以生成电荷或信号的附加感光像素；遮光层，其形成在半导体层上方并位于光学黑像素区域中，以遮蔽附加感光像素使其免于响应于接收到入射在图像感测装置上的光而受到辐射；第一滤色器层，其形成在半导体层上方并位于有效像素区域中；以及第二滤色器层，其位于光学黑像素区域的遮光层上方。第一滤色器层和第二滤色器层中的每一个包括至少一个第一滤色器、至少一个第二滤色器和至少一个第三滤色器。在第二滤色器层中，第一滤色器和第二滤色器布置在同一层中并且第三滤色器布置在与第一滤色器和第二滤色器的所述层不同的另一层中。
根据所公开的技术的另一方面，一种图像感测装置包括：半导体层，其形成为包括有效像素区域、虚拟像素区域和光学黑像素区域，有效像素区域、虚拟像素区域和光学黑像素区域中的每一个包括：感光像素；遮光层，其位于光学黑像素区域中，该遮光层形成在半导体层上方并且被配置为遮蔽遮光层中的感光像素使其免于响应于接收到入射在图像感测装置上的光而受到辐射；以及滤色器层，其形成在半导体层上方。滤色器层包括至少一个第一滤色器、至少一个第二滤色器和至少一个第三滤色器，第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器被配置为对彼此不同颜色的光进行滤光。有效像素区域的滤色器层包括布置在单个层中的第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器。光学黑像素区域的形成在遮光层上方的滤色器层包括布置在同一层中的第一滤色器和第二滤色器以及布置在与所述同一层不同的另一层中的第三滤色器。
将理解，实施方式的以上一般描述和以下详细描述二者是示例性和说明性的。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照以下详细描述，所公开的技术的以上和其它特征和优点将变得容易显而易见，附图中：
图1是示出根据所公开的技术的实施方式的图像感测装置的示例的表示的示意性平面图。
图2是示出沿着图1所示的线A-A’截取的图像感测装置的示例的表示的横截面图。
图3是示出用于图1所示的有效像素区域、虚拟像素区域和光学黑像素区域中的滤色器的布置结构的示例的表示的平面图。
图4A至图7B是示出图2和图3所示的滤色器的形成方法的示例的表示的概念图。
图8是示出根据所公开的技术的另一实施方式的图像感测装置的示例的表示的横截面图。
附图中的各个元件的符号
100：图像感测装置
110：有效像素区域
120：虚拟像素区域
122：第一虚拟像素区域
124：第二虚拟像素区域
126：第三虚拟像素区域
130：光学黑像素区域
132、162：遮光层
140：半导体层
142：半导体基板
144：光电转换元件
150：布线层
152：层间绝缘膜
154：金属线
160：光透射层
164：滤色器层
166：微透镜
具体实施方式
所公开的技术可被实现为提供一种图像感测装置，该图像感测装置包括：有效像素区域，其在图像感测装置的中心附近，包括用于图像感测的光学感测像素；光学黑像素区域，其在图像感测装置的外围附近，包括光学黑像素，所述光学黑像素基本上不受入射在发光图像传感器上的光影响或很少受影响，并且用于校正光学像素的黑电平或暗电平。所公开的技术的一些实现方式还在有效像素区域与光学黑像素区域之间提供虚拟像素区域，该虚拟像素区域包括被配置为对有效像素区域和光学黑像素区域之间的结构差异进行补偿的光学感测像素。所公开的技术的一些实现方式提出有效像素区域、虚拟像素区域和光学黑像素区域的滤色器的不同布置方式，从而使从光学黑像素区域反射的光的量最小化。因此，所公开的技术允许提供一种改进的图像感测装置。
现在将详细参照特定实施方式，其示例示出于附图中。
图1是示出根据所公开的技术的实施方式的图像感测装置的示例的表示的示意性平面图。
参照图1，图像感测装置100可包括在装置的中心区域中的有效像素区域110、在装置的外围区域中的围绕有效像素区域110的光学黑像素区域130以及位于区域110和130之间的虚拟像素区域120。
有效像素区域110可包括按照二维(2D)矩阵形式布置的多个有效像素。有效像素用于例如通过感测光并将其转换为电信号来捕获投影到图像感测装置100上的图像。各个有效像素可包括用于将入射光转换为电信号的光电转换元件。例如，光电转换元件可包括光电二极管、光电晶体管、光电门或钉扎光电二极管(pinned photodiode)。
虚拟像素区域120可在与有效像素区域110相邻的同时位于有效像素区域110的外侧。虚拟像素区域120可包括结构上与多个有效像素相同的多个虚拟像素，并且虚拟像素可按照二维(2D)矩阵形式布置。包括在虚拟像素区域120中的虚拟像素可在操作方面与有效像素区域110中的有效像素相区别，即，不感测光并将其转换为电信号。虚拟像素区域120被设置在有效像素区域110与光学黑像素区域130之间以补偿图像感测装置100的不期望的特性。例如，为了防止由形成在光学黑像素区域130上方的遮光层132所引起的有效像素区域110和光学黑像素区域130之间的阶梯差导致的意外问题，可在有效像素区域110和光学黑像素区域130之间形成虚拟像素区域120。在一些实现方式中，根据此实施方式，虚拟像素区域120可具有在与光学黑像素区域130相邻的区域中形成为不同颜色的滤色器的层叠结构的滤色器层。例如，虚拟像素区域120可包括滤色器层，其中在滤色器层的下部仅形成红色(R)滤色器和绿色(G)滤色器，并且蓝色(B)滤色器形成为覆盖红色(R)滤色器和绿色(G)滤色器。
光学黑像素区域130可位于虚拟像素区域120的外侧并且可包括用于校正关于有效像素区域110的黑电平或暗电平的单元像素(以下称为黑像素)。因此，黑像素是指被遮蔽以不接收入射光的像素并且可用于例如测量在没有入射光的情况下的像素响应以测量像素的暗电流或噪声。在一些实现方式中，图像感测装置100可相对于从光学黑像素区域130的黑像素输出的暗电流值来校正关于有效像素区域110的有效像素的暗电流。黑像素处的这种遮蔽可通过各种方式来实现，包括例如利用光吸收介质或结构来覆盖黑像素的光敏部分。作为一个示例，光学黑像素区域130可包括遮光层132以遮蔽入射在黑像素上的光。在这种情况下，遮光层132可形成在滤色器下方。根据此实施方式，为了减少或最小化从遮光层132反射的光，黑像素的滤色器可形成为不同颜色的滤色器的层叠结构。例如，红色(R)滤色器、绿色(G)滤色器和蓝色(B)滤色器不形成在同一层，并且蓝色(B)滤色器仅形成在红色(R)滤色器和绿色(G)滤色器上方。这些滤色器的一个示例性实现方式的细节将稍后描述。
图1示出虚拟像素区域120和光学黑像素区域130形成为包围或围绕有效像素区域110的特定成像感测装置的示例。然而，所公开的技术的其它实现方式也是可能的。例如，虚拟像素区域120和光学黑像素区域130也可在水平或垂直方向上形成在有效像素区域110的一侧或更多侧，而不围绕或包围有效像素区域。虚拟像素区域120的尺寸和光学黑像素区域130的尺寸可基于特定成像装置的具体需要(例如，根据制造参数)来选择。
图2是示出沿着图1所示的线A-A’截取的图像感测装置的横截面图。图3是示出图1所示的有效像素区域110、虚拟像素区域120和光学黑像素区域130中的滤色器的布置方式的示例的平面图。
参照图2和图3，图像感测装置100可包括不同的层，例如半导体层140、布线层150和光透射层160。
半导体层140可包括在一侧以与布线层150交界的第一表面以及在层的相反侧以与光透射层160交界的第二表面。入射光经由光透射层160被接收并由形成在半导体层140中的感光区域检测。
半导体层140可包括作为感光区域形成在半导体基板142中的光电转换元件144。基板142可包括N型外延层、体硅基板、绝缘体上硅(SOI)基板等。
用于限定有源区域的器件隔离膜(未示出)可形成在半导体层140中。由器件隔离膜限定的有源区域可包括用于形成光电转换元件144的有源区域以及用于形成被配置为读出光电转换信号的晶体管的其它有源区域。
光电转换元件144可作为2D矩阵布置在半导体层140中。各个光电转换元件可按照合适的光传感器配置实现，其可包括例如光电二极管、光电晶体管、光电门或钉扎光电二极管。
布线层150可包括用于读出由光电转换元件142生成的电信号并控制单元像素的多个元件。布线层150可包括多个层间绝缘膜152以及层叠或设置在层间绝缘膜152中的多个导电结构或元件(例如，金属线154)。各个层间绝缘膜152可包括氧化物膜或氮化物膜中的至少一个。各条金属线154可包括铝(Al)、铜(Cu)或钨(W)中的至少一个。金属线154可通过至少一个触点联接到位于其下部的逻辑元件。金属线154可与光电转换元件144分开布置，而与光电转换元件144的布置方式无关。
光透射层160可包括通过具有不同的空间区域(例如，分别与有效像素区域110、虚拟像素区域120和光学黑像素区域130对应的区域)的结构来实现，以选择性地将入射光透射到半导体层140。例如，光透射层160可包括：遮光层162，其在光学黑像素区域130中的半导体层140上方，以为光学黑像素区域130中的下方像素遮蔽光；滤色器层或结构164，其具有不同的光学滤色器以用于对入射光进行滤光；以及多个微透镜166，其位于有效像素区域110中以将入射光耦合到有效像素区域110中的像素。
在所示的示例中，设置在光学黑像素区域130中的遮光层162可包括由光学不透明材料(可包括诸如钨(W)或铜(Cu)的金属)形成的遮光结构。
滤色器层或结构164可包括多个红色滤色器(R)、多个绿色滤色器(G)和多个蓝色滤色器(B)。各个红色滤色器(R)可通过滤出可见光来透射红光。各个绿色滤色器(G)可通过滤出可见光来透射绿光。各个蓝色滤色器(B)可通过滤出可见光来透射蓝光。如图3所示，用在滤色器层164中的滤色器(R、G和B)可被布置为根据滤色器的位置而具有不同的结构。在图3中，由虚线表示的区域可表示形成有上滤色器层的区域。
例如，有效像素区域110可包括按照拜尔(Bayer)图案形状布置的滤色器(R、G和B)。在这种情况下，有效像素区域110的各个滤色器(R、G和B)可具有相同的厚度(即，相同的高度)，并且所有滤色器(R、G和B)可布置在单个层中。滤色器(R、G和B)可形成为在空间上与半导体层140的光电转换元件144一一对应。
虚拟像素区域120可包括第一至第三虚拟像素区域122、124和126。根据此实施方式的第一至第三虚拟像素区域122、124和126可根据包含在对应区域中的滤色器的布置结构(即，根据滤色器层的结构)来彼此区分。
第一虚拟像素区域122可与有效像素区域110相邻设置。第一虚拟像素区域122的滤色器(R、G和B)可被布置为具有与有效像素区域110的滤色器(R、G和B)相同的结构。即，第一虚拟像素区域122的滤色器层可包括滤色器(R、G和B)，其各自具有相同的厚度并形成在单个层中。这里，形成在单个层中的滤色器(R、G和B)可按照拜尔图案布置。第一虚拟像素区域122的滤色器(R、G和B)可形成为与形成在半导体层140中的光电转换元件144一一对应。滤色器(R、G和B)可形成为在空间上与形成在半导体层140中的光电转换元件144对应。
第二虚拟像素区域124可形成在第一虚拟像素区域122和第三虚拟像素区域126之间。第二虚拟像素区域124的滤色器层(R、G和B)可形成为两个滤色器层(包括下滤色器层和上滤色器层)的层叠结构。滤色器层(R、G和B)的下滤色器层可包括按照拜尔图案布置的滤色器，并且滤色器层的上滤色器层可包括覆盖下滤色器层的蓝色滤色器(B)。在这种情况下，下滤色器层的蓝色滤色器(B)和上滤色器层的蓝色滤色器(B)可彼此成一体。下滤色器层的滤色器(R、G和B)可形成为在空间上与半导体层140的光电转换元件144一一对应。
第三虚拟像素区域126可与光学黑像素区域130相邻设置。第三虚拟像素区域126的滤色器(R、G和B)可被布置为具有与光学黑像素区域130的滤色器(R、G和B)相同的结构。第三虚拟像素区域126的滤色器层可形成为两个滤色器层(包括下滤色器层和上滤色器层)的层叠结构。在下滤色器层中，红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)可在第一方向以及与第一方向垂直的第二方向上交替地布置。在上滤色器层中，蓝色滤色器(B)可形成为覆盖下滤色器层。即，下滤色器层可由红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)组成，其具有通过用红色滤色器(R)取代蓝色滤色器(B)而修改的拜尔图案的结构。下滤色器层的滤色器(R和G)可形成为在空间上与形成在半导体层140中的光电转换元件144一一对应。下滤色器层的滤色器(R和G)可形成为具有与有效像素区域110的滤色器相同的厚度。
光学黑像素区域130可包括按照与第三虚拟像素区域126中相同的结构布置的滤色器(R、G和B)。即，光学黑像素区域130的滤色器(R、G和B)可按照下滤色器层和上滤色器层的层叠结构形成。在下滤色器层中，红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)可在第一方向以及与第一方向垂直的第二方向上交替地布置。在上滤色器层中，蓝色滤色器(B)可形成为覆盖下滤色器层。下滤色器层具有通过用红色滤色器(R)取代蓝色滤色器(B)而修改的拜尔图案。下滤色器层的滤色器(R和G)可形成为在空间上与形成在半导体层140中的光电转换元件144一一对应。光学黑像素区域130的下滤色器层的滤色器(R和G)可形成为具有与有效像素区域110的滤色器相同的厚度，并且光学黑像素区域130的上滤色器层可形成为具有与第二虚拟像素区域124和第三虚拟像素区域126的上滤色器层相同的厚度。
尽管图2和图3在包括红色滤色器(R)、绿色滤色器(G)和蓝色滤色器(B)的滤色器层164中公开了特定滤色器布置方式的示例性情况，但是所公开的技术可基于滤色器布置方式的其它实现方式来实现。应该注意的是，滤色器层164还可包括除了红色、绿色和蓝色滤色器之外的其它滤色器，例如品红色滤色器、黄色滤色器等。
在其它实现方式中，微透镜166可不仅设置在有效像素区域110的滤色器上方，而且设置在第一虚拟像素区域122的滤色器上方。各个微透镜166可形成为向上凸起，并且可具有预定曲率半径。微透镜166可会聚从外部接收的入射光，并且可将会聚的光透射到滤色器层164。在一些实现方式中，微透镜166的端部可形成为彼此接触。在一些其它实现方式中，微透镜166的端部可彼此间隔开预定距离，以保证光学阴影特性。尽管作为所公开的技术的示例讨论了微透镜166仅设置在有效像素区域110和第一虚拟像素区域122上方的上述实施方式，但是所公开的技术不限于此，其它实现方式也是可能的。例如，微透镜166可设置在整个虚拟像素区域120上方，甚至光学黑像素区域130上方。
支撑基板(未示出)可形成在布线层160下方以用于防止半导体层140在制造工艺期间弯曲以将半导体层140制得更薄更轻。支撑基板可通过粘合层结合到布线层150。例如，支撑基板可包括半导体基板、玻璃基板和塑料基板。
平坦化层(未示出)可形成在半导体层140和滤色器(R、G和B)之间，并且还可形成在遮光层162和滤色器(R和G)之间。
尽管图2示出所公开的技术的滤色器被应用于基于BSI(背面照明)的图像感测装置的示例，但是应该注意的是，滤色器也可被应用于基于FSI(正面照明)的图像感测装置。
图4A至图7B是示出图2和图3所示的滤色器的形成方法的概念图。在图4A至图7B中，图4A、图5A、图6A和图7A是示出滤色器的布置方式的平面图，图4B、图5B、图6B和图7B分别是示出沿着图4A、图5A、图6A和图7A的线B-B’截取的布置方式的横截面图。
下面结合图4A至图7B的说明聚焦于滤色器(R、G和B)的布置方式及其形成方法。图4A至图7B的半导体层140和布线层150可按照与现有技术相同的方式来形成。图4B、图5B、图6B和图7B示出半导体层140和布线层150的特定实现方式的示例。
参照图4A和图4B，可在半导体层140的第一表面上方形成布线层150，并且可在光学黑像素区域130中在半导体层140的第二表面上方形成遮光层162。这里，半导体层140可包括多个光电转换元件。
随后，可不仅在有效像素区域110和虚拟像素区域120的半导体层140的第二表面上方，而且在遮光层162上方形成红色滤色器(R)。
例如，在半导体层140的形成有遮光层162的第二表面的整个上方形成红色抗蚀剂膜之后，对红色抗蚀剂膜进行构图，使得形成红色滤色器(R)。红色抗蚀剂膜可通过使用旋涂方法在半导体层140的整个第二表面的上方沉积包括红色着色剂和光致抗蚀剂材料二者的涂覆液体来形成。因此，可在所有的有效像素区域110、虚拟像素区域120和光学黑像素区域130上方沉积红色抗蚀剂膜。
在此具体示例中，在有效像素区域110、第一虚拟像素区域122和第二虚拟像素区域124中，红色抗蚀剂膜可被构图以形成RGGB拜尔图案。在一些实现方式中，在有效像素区域110、第一虚拟像素区域122和第二虚拟像素区域124中的每一个中，按照红色抗蚀剂膜可仅保留在拜尔图案的红色滤色器(R)的位置处的方式执行构图工艺。相比之下，在第三虚拟像素区域126和光学黑像素区域130中的每一个中，按照红色抗蚀剂膜可保留在拜尔图案的红色滤色器和蓝色滤色器的位置处的方式执行构图工艺。在第三虚拟像素区域126和光学黑像素区域130中，红色抗蚀剂膜可被构图以形成RGGR拜尔图案而非RGGB拜尔图案。
可通过曝光和显影来处理经构图的红色抗蚀剂膜，导致形成具有矩形形状的红色滤色器(R)。
参照图5A和图5B，可在形成在半导体层140的第二表面上方的红色滤色器(R)之间，并且还可在形成在遮光层162上方的红色滤色器(R)之间形成绿色滤色器(G)。
例如，在半导体层140的整个第二表面上方形成绿色抗蚀剂膜以填充红色滤色器(R)之间的间隙之后，对绿色抗蚀剂膜进行构图，使得可形成绿色滤色器(G)。绿色抗蚀剂膜可通过使用旋涂方法在半导体层140的形成有红色滤色器(R)的整个第二表面上方沉积包括绿色着色剂和光致抗蚀剂材料二者的涂覆液体来形成。
在这种情况下，在有效像素区域110、虚拟像素区域120和光学黑像素区域130中，绿色抗蚀剂膜可被构图以形成RGGB拜尔图案。在一些实现方式中，在有效像素区域110、虚拟像素区域120和光学黑像素区域130中的每一个中，按照绿色抗蚀剂膜可仅保留在拜尔图案的绿色滤色器(G)的位置处的方式执行构图工艺。
因此，在有效像素区域110、第一虚拟像素区域122和第二虚拟像素区域124中的每一个中，可形成红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)以暴露与拜尔图案的蓝色滤色器(B)对应的半导体层140，并且可利用红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)覆盖第三虚拟像素区域126和光学黑像素区域130二者。
随后，可通过曝光和显影来处理经构图的绿色抗蚀剂膜，导致形成具有矩形形状的绿色滤色器(G)。
尽管图4A、图4B和图5A、图5B示出在形成绿色滤色器(G)之前首先形成红色滤色器(R)，但是红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)的形成顺序可根据需要改变。
参照图6A和图6B，可在暴露的半导体层140、红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)上方形成蓝色抗蚀剂膜168。在一些实现方式中，蓝色抗蚀剂膜168可形成为填充各个红色滤色器(R)和各个绿色滤色器(G)之间的间隙并覆盖红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)。
蓝色抗蚀剂膜168可通过使用旋涂方法在半导体层140的形成有红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)的整个第二表面上方沉积包括蓝色着色剂和光致抗蚀剂材料二者的涂覆液体来形成。
在这种情况下，由于遮光层162的存在，在虚拟像素区域120和光学黑像素区域130之间的边界区域中，蓝色抗蚀剂膜168可形成为具有阶梯差。
参照图7A和图7B，在蓝色抗蚀剂膜168被构图之后，通过曝光和显影来处理经构图的蓝色抗蚀剂膜162，导致形成蓝色滤色器(B)。
在这种情况下，蓝色抗蚀剂膜168可在有效像素区域110和第一虚拟像素区域122中被构图以仅保留在各个红色滤色器(R)和各个绿色滤色器(G)之间的间隙中，并且还可在第二虚拟像素区域124、第三虚拟像素区域126和光学黑像素区域130中被构图以保留在红色滤色器和绿色滤色器(R和G)上方。
在一些实现方式中，在有效像素区域110和第一虚拟像素区域122中，蓝色滤色器(B)可形成在各个红色滤色器(R)和各个绿色滤色器(G)之间。在第二虚拟像素区域124中，蓝色滤色器(B)可不仅形成在各个红色滤色器(R)和各个绿色滤色器(G)之间，而且形成在红色滤色器和绿色滤色器中的每一个的上方。在第三虚拟像素区域126和光学黑像素区域130中，蓝色滤色器(B)可形成在红色滤色器(R)和绿色滤色器(G)上方。
图8是示出根据所公开的技术的另一实施方式的图像感测装置的横截面图。
如图2的结构中所示，形成在红色滤色器和绿色滤色器(R和G)上方的蓝色滤色器(B)可形成为在所有的第二虚拟像素区域124、第三虚拟像素区域126和光学黑像素区域130中具有相同的厚度。在这种情况下，在位于虚拟像素区域120和光学黑像素区域130之间的边界区域处的蓝色滤色器(B)中可能出现大的阶梯差。
为了解决这一问题，根据所公开的技术的此实施方式，与图2中相比，蓝色滤色器(B)可形成为在虚拟像素区域120和光学黑像素区域130之间的边界区域中具有较小的阶梯差。因此，代替在第三虚拟像素区域126和光学黑像素区域130上方具有相同的厚度，虚拟像素区域124中的上滤色器层中的蓝色滤色器(B)横跨第二虚拟像素区域124和第三虚拟像素区域126具有变化的厚度。作为一个示例，图8示出蓝色滤色器(B)的厚度从第二虚拟像素区域124的部分到第三虚拟像素区域126增加。减小虚拟像素区域120和光学黑像素区域130之间的边界区域中的阶梯差的其它实现方式也是可能的。
从以上描述显而易见的是，根据所公开的技术的实施方式的图像感测装置可允许形成在遮光层上方的滤色器层更有效地吸收从遮光层反射的光，从而使由这种光反射导致的副作用最小化。
相关申请的交叉引用
本专利文献要求2018年7月23日提交的韩国专利申请No.10-2018-0085203的优先权和权益，其通过引用整体并入本文。
Claims (14)
1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
半导体层，该半导体层形成为包括有效像素区域和光学黑像素区域，该有效像素区域包括响应光以生成电荷或信号的感光像素，该光学黑像素区域与所述有效像素区域分离，并且包括响应光以生成电荷或信号的附加感光像素；
遮光层，该遮光层形成在所述半导体层上方并位于所述光学黑像素区域中，以遮蔽所述附加感光像素使其免于响应于接收到入射在所述图像感测装置上的光而受到辐射；
第一滤色器层，该第一滤色器层形成在所述半导体层上方并位于所述有效像素区域中；以及
第二滤色器层，该第二滤色器层位于所述光学黑像素区域的所述遮光层上方，
其中，所述第一滤色器层和所述第二滤色器层中的每一个包括至少一个第一滤色器、至少一个第二滤色器和至少一个第三滤色器，
在所述第二滤色器层中，所述第一滤色器和所述第二滤色器布置在同一层中并且所述第三滤色器布置在与所述第一滤色器和所述第二滤色器的层不同的另一层中。
2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器分别是红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器。
3.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，在所述第一滤色器层中，所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器按照拜尔图案布置。
4.根据权利要求3所述的图像感测装置，其中，所述第二滤色器层包括：
下滤色器层，在该下滤色器层中，所述第一滤色器和所述第二滤色器在第一方向以及与所述第一方向垂直的第二方向上交替地布置；以及
上滤色器层，在该上滤色器层中，所述第三滤色器覆盖所述下滤色器层。
5.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器中的每一个具有相同的厚度。
6.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
半导体层，该半导体层形成为包括有效像素区域、虚拟像素区域和光学黑像素区域，所述有效像素区域、所述虚拟像素区域和所述光学黑像素区域中的每一个包括感光像素；
遮光层，该遮光层位于所述光学黑像素区域中，该遮光层形成在所述半导体层上方并且被配置为遮蔽所述光学黑像素区域中的所述感光像素使其免于响应于接收到入射在所述图像感测装置上的光而受到辐射；以及
滤色器层，该滤色器层形成在所述半导体层上方，
其中，所述滤色器层包括至少一个第一滤色器、至少一个第二滤色器和至少一个第三滤色器，所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器被配置为对彼此不同颜色的光进行滤光，
所述有效像素区域的所述滤色器层包括布置在单个层中的所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器，并且
所述光学黑像素区域的形成在所述遮光层上方的所述滤色器层包括布置在同一层中的所述第一滤色器和所述第二滤色器以及布置在与所述同一层不同的另一层中的所述第三滤色器。
7.根据权利要求6所述的图像感测装置，其中，所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器分别是红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器。
8.根据权利要求7所述的图像感测装置，其中，包括在所述有效像素区域的所述滤色器层中的所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器按照拜尔图案布置。
9.根据权利要求8所述的图像感测装置，其中，形成在所述遮光层上方的所述滤色器层包括：
第一下滤色器层，在该第一下滤色器层中，所述第一滤色器和所述第二滤色器在第一方向以及与所述第一方向垂直的第二方向上交替地布置；以及
第一上滤色器层，在该第一上滤色器层中，所述第三滤色器覆盖所述第一下滤色器层。
10.根据权利要求9所述的图像感测装置，其中，所述虚拟像素区域包括：
第一虚拟像素区域，其被设置为与所述有效像素区域相邻；
第二虚拟像素区域，其被设置为与所述第一虚拟像素区域相邻；以及
第三虚拟像素区域，其被设置在所述第二虚拟像素区域和所述光学黑像素区域之间。
11.根据权利要求10所述的图像感测装置，其中，所述第一虚拟像素区域包括：
滤色器层，该滤色器层包括按照与所述有效像素区域的所述滤色器层中相同的方式布置的所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器。
12.根据权利要求10所述的图像感测装置，其中，所述第二虚拟像素区域包括：
第二下滤色器层，在该第二下滤色器层中，所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器按照拜尔图案布置；以及
第二上滤色器层，在该第二上滤色器层中，所述第三滤色器覆盖所述第二下滤色器层。
13.根据权利要求12所述的图像感测装置，其中，所述第一上滤色器层和所述第二上滤色器层具有彼此不同的厚度。
14.根据权利要求10所述的图像感测装置，其中，所述第三虚拟像素区域包括：
滤色器层，该滤色器层包括按照与所述光学黑像素区域的所述滤色器层中相同的方式布置的所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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