CN116404014A

CN116404014A - 图像传感器和包括图像传感器的电子装置

Info

Publication number: CN116404014A
Application number: CN202211704189.3A
Authority: CN
Inventors: 卢永瑾; 金孝哲
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2023-07-07
Also published as: EP4207290A1; US20230215888A1; JP2023100007A

Abstract

提供了一种被配置为通过减小滤色器厚度来减少串扰的图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。该图像传感器包括：传感器基板，包括多个第一像素和多个第二像素；以及滤色器阵列，包括分别对应于多个第一像素的多个第一滤色器和分别对应于多个第二像素的多个第二滤色器，其中，多个第一滤色器和多个第二滤色器中的每一个包括：吸收型滤光层，包括聚合物基颜料；以及谐振器，包括设置在吸收型滤光层的下表面上的第一反射膜和设置在吸收型滤光层的上表面上的第二反射膜，以允许光在吸收型滤光层中谐振。

Description

图像传感器和包括图像传感器的电子装置

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2022年1月4日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2022-0000932、于2022年10月19日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2022-0135235、以及于2022年12月5日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2022-0168132的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及一种图像传感器和包括该图像传感器的电子装置，并且更具体地，涉及一种具有被配置为减少串扰的滤色器阵列的图像传感器和包括该图像传感器的电子装置。

背景技术

图像传感器通常使用滤色器来感测入射光的颜色。通常，滤色器是吸收型滤光器，该吸收型滤光器选择性地仅透射特定波段中的光并吸收其他波段中的光。吸收型滤光器的透射光谱可以由吸收型滤光器的厚度来确定。随着滤光器的厚度减小，滤光器可能透射不期望波段中的光。因此，减小滤光器的厚度存在限制。

此外，最近开发了具有数亿像素或更多像素的超高分辨率、超小型和高灵敏度的图像传感器。然而，随着图像传感器的像素尺寸减小，吸收型滤光器的厚度相对于像素尺寸增加。因此，穿过滤色器的光进入相邻的其他像素，从而可能容易地发生串扰。

发明内容

一个或多个实施例提供一种能够通过减小滤色器的厚度来减少串扰的图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。

此外，一个或多个实施例提供一种能够通过附加地吸收或反射不期望波段中的光来减少串扰的图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。

附加方面将部分地在后面的描述中进行阐述，并且部分地将从描述中是显然的，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。

根据本公开的一个方面，一种图像传感器包括：传感器基板，包括多个第一像素和多个第二像素；以及滤色器阵列，包括分别对应于多个第一像素的多个第一滤色器和分别对应于多个第二像素的多个第二滤色器，其中，多个第一滤色器和多个第二滤色器中的每一个包括：吸收型滤光层，包括聚合物基颜料；以及谐振器，包括设置在吸收型滤光层的下表面上的第一反射膜和设置在吸收型滤光层的上表面上的第二反射膜，以允许光在吸收型滤光层中谐振，并且其中，吸收型滤光层的下表面和上表面可以彼此相对。

多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层可以包括第一颜料，该第一颜料透射第一波段中的光并吸收其他波段中的光，以及多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层可以包括第二颜料，该第二颜料透射不同于第一波段的第二波段中的光并吸收其他波段中的光。

例如，谐振器可以具有约1.5至约20的Q因数。

例如，谐振器可以具有约2至约10的Q因数。

例如，谐振器可以具有约2至约5的Q因数。

谐振器可以具有法布里-珀罗谐振结构，在该法布里-珀罗谐振结构中，吸收型滤光层设置在谐振器的内部。

例如，第一反射膜的反射率与第二反射膜的反射率的算术和可以是约50％至约150％。

第一反射膜的反射率和第二反射膜的反射率可以被设置为使得多个第一滤色器和多个第二滤色器中的每一个的透射光谱可以具有在约50nm至约250nm的范围内的半峰全宽。

第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以具有：周期性结构沿一个方向布置的一维周期性结构，或周期性结构沿两个方向布置的二维周期性结构。

第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以包括分布式布拉格反射器。

例如，第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以包括选自多晶硅(poly-Si)、金(Au)、铜(Cu)、铝(A1)、银(Ag)、钨(W)和钛(Ti)中的至少一种金属或类金属材料。

例如，第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以具有约1nm至约30nm的厚度。

例如，第一反射膜和第二反射膜可以包括选自poly-Si、TiN、SiO₂、TiO₂、HfO₂、Ta₂O_s、SiC和SiN中的至少一种电介质材料。

例如，第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以具有约30nm至约600nm的厚度。

多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层的厚度可以等于多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层的厚度。

在多个第一滤色器和多个第二滤色器中，第一反射膜可以引起不同的相位延迟，或者第二反射膜可以引起不同的相位延迟。

多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层可以具有第一厚度，并且多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层可以具有不同于第一厚度的第二厚度。

多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层的第一厚度可以被设置为使得多个第一滤色器中的每个第一滤色器的透射波段的中心波长可以等于多个第一滤色器中的每个第一滤色器的谐振器的谐振波长，并且多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层的第二厚度可以被设置为使得多个第二滤色器中的每个第二滤色器的透射波段的中心波长可以等于多个第二滤色器中的每个第二滤色器的谐振器的谐振波长。

例如，吸收型滤光层可以具有约100nm至约1000nm的厚度。

根据本公开的另一方面，一种电子装置包括：图像传感器，被配置为将光学图像转换为电信号；处理器，被配置为控制图像传感器，其中，图像传感器包括：传感器基板，包括多个第一像素和多个第二像素；以及滤色器阵列，包括分别对应于多个第一像素的多个第一滤色器和分别对应于多个第二像素的多个第二滤色器，其中，多个第一滤色器和多个第二滤色器中的每一个包括：吸收型滤光层，包括聚合物基颜料；以及谐振器，包括分别设置在吸收型滤光层的两个相对表面上的第一反射膜和第二反射膜，以允许光在吸收型滤光层中谐振。

根据本公开的另一方面，一种图像传感器可以包括：滤色器层，被配置为经由滤色器层中包括的聚合物材料，使透射波段通过，并吸收除了透射波段之外的其他波段；以及谐振器，包括设置在滤色器层的光入射表面上的第一反射膜和设置在滤色器层的与光入射表面相对的光出射表面上的第二反射膜，其中，谐振器可以具有1.5至20的质量因数并且使光在设置在第一反射膜与第二反射膜之间的滤色器层内谐振。

附图说明

根据以下结合附图的描述，本公开的一些实施例的上述和其它方面、特征以及优点将更清楚，在附图中：

图1是示出了根据实施例的图像传感器的框图；

图2A、图2B和图2C是示出了图像传感器的像素阵列的各种示例像素布置的图；

图3A和图3B是示意性地示出了根据实施例的图像传感器的像素阵列的不同截面的图；

图4A、图4B、图4C和图4D是示意性地示出了根据各种实施例的滤色器的结构的透视图；

图5是示出了根据实施例提供的滤色器的透射光谱与根据比较例提供的滤色器的透射光谱之间的对比的曲线图；

图6A和图6B是示意性地示出了根据另一实施例的图像传感器的像素阵列的不同截面的图；

图7A和图7B是示意性地示出了根据另一实施例的滤色器的结构的截面图；

图8A和图8B是示意性地示出了根据另一实施例的图像传感器的像素阵列的不同截面的图；

图9是示意性地示出了根据另一实施例的图像传感器的像素阵列的结构的截面图；

图10是示出了根据图9所示的实施例提供的滤色器的透射光谱与根据比较例提供的滤色器的透射光谱之间的对比的曲线图；

图11是示意性地示出了根据另一实施例的滤色器的结构的截面图；

图12是示意性地示出了根据另一实施例的滤色器的结构的截面图；

图13是示意性地示出了根据实施例的包括图像传感器的电子装置的框图；

图14是示意性地示出了图13所示的相机模块的框图；以及

图15至图24是示出了根据实施例的包括图像传感器的电子装置的各种示例的图。

具体实施方式

下面参考附图更详细地描述示例实施例。

在以下描述中，即使在不同附图中，类似的附图标记也用于类似的元件。提供描述中定义的内容(例如详细构造和元件)以帮助全面理解示例实施例。然而，应当清楚，即便在缺少这些具体定义的内容的情况下，也能够实践示例实施例。此外，由于公知的功能或构造会以不必要的细节使描述模糊，因此没有对其进行详细地描述。

本文中所使用的术语“和/或”包括相关联的列出项中的一个或多个的任意和所有组合。诸如“......中的至少一个”之类的表述在元件列表之后时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。

在下文中，将参考附图描述图像传感器和包括图像传感器的电子装置。本文所描述的实施例仅用于说明目的，并且可以在其中进行各种修改。在附图中，相似的附图标记指代相似的元件，并且为了清楚地说明，可放大元件的大小。

在以下描述中，当元件被称为在另一元件“上方”或“上”时，它可以直接在该另一元件的上侧、下侧、左侧或右侧，同时与该另一元件接触，或者可以在该另一元件的上侧、下侧、左侧或右侧之上，而不与该另一元件接触。

尽管术语“第一”和“第二”被用于描述各种元件，但这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。这些术语不将元件限制为具有不同的材料或结构。

除非另外提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式。将进一步理解，本文中使用的术语“包括”和/或“包含”表明存在所叙述的特征或元件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征或元件。

在本公开中，诸如“单元”或“模块”的术语可以用于表示具有一个或多个功能或操作并用硬件、软件、或软件和硬件的组合实现的单元。

用定冠词或指示限定词提及的元件可以被解释为一个或多个元件，即使它为单数形式。

除非在顺序方面明确描述或相反地描述，否则可以按适当的顺序执行方法的操作。此外，示例或示例性术语(例如，“诸如”和“等”)用于描述的目的，并且除非由权利要求限定，否则不意在限制本发明构思的范围。

图1是示意性地示出了根据实施例的图像传感器1000的框图。参考图1，图像传感器1000可以包括像素阵列1100、定时控制器(T/C)1010、行解码器1020和输出电路1030。图像传感器1000可以是电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。

像素阵列1100包括二维地布置成行和列的像素。行解码器1020响应于从定时控制器1010输出的行地址信号来选择像素阵列1100的一行。来自布置在所选行中的多个像素的感光信号是以列为单位通过输出电路1030输出的。为此，输出电路1030可以包括列解码器和模数转换器(ADC)。例如，输出电路1030可以包括分别针对各列布置在列解码器与像素阵列1100之间的多个ADC，或者可以包括布置在列解码器的输出端子处的一个ADC。定时控制器1010、行解码器1020和输出电路1030可以被提供为单个芯片或分开的芯片。用于处理通过输出电路1030输出的图像信号的处理器可以与定时控制器1010、行解码器1020和输出电路1030一起被包括在单个芯片中。

像素阵列1100可以包括用于感测具有不同波长的光的像素。多个像素可以以各种方式进行布置。例如，图2A至图2C示出了图像传感器1000的像素阵列1100的各种像素布置。

首先，图2A示出了在图像传感器1000中通常采用的拜耳图案。在以下描述中，为了便于说明，Z方向被称为第一方向，并且与Z方向垂直的X方向和Y方向分别被称为第二方向和第三方向。参考图2A，一个单元图案包括四个象限区域，并且第一象限区域至第四象限区域可以分别为蓝色像素B、绿色像素G、红色像素R和绿色像素G。该单元图案沿第二方向(X方向)和第三方向(Y方向)二维地重复。换言之，在2×2阵列类型的每个单元图案中，沿对角线方向布置两个绿色像素G，并且沿另一对角线方向布置一个蓝色像素B和一个红色像素R。在像素布置中，多个绿色像素G和多个蓝色像素B沿第二方向交替布置的第一行与多个红色像素R和多个绿色像素G沿第二方向交替布置的第二行在第三方向上重复地布置。

像素阵列1100可以具有除了拜耳图案之外的各种像素布置。例如，如图2B所示，CYGM布置也是可行的，在该CYGM布置中，一个单元图案包括品红色像素M、青色像素C、黄色像素Y和绿色像素G。此外，如图2C所示，RGBW布置也是可行的，在该RGBW布置中，一个单元图案包括绿色像素G、红色像素R、蓝色像素B和白色像素W。此外，3×2阵列类型的单元图案也是可行的。此外，像素阵列1100的多个像素可以根据图像传感器1000的颜色特性以各种其他方式布置。

图3A和图3B是示意性地示出了根据实施例的图像传感器1000的像素阵列1100的不同截面的图。参考图3A和图3B，图像传感器1000的像素阵列1100可以包括传感器基板110和滤色器阵列120，其中，传感器基板110包括被配置为感测光的多个像素111、112、113和114，滤色器阵列120包括被配置为透射特定波段中的光并吸收或反射其他波段中的光的多个滤色器CF1、CF2、CF3和CF4。滤色器阵列120可以设置在传感器基板110的上表面上。多个滤色器CF1、CF2、CF3和CF4可以分别对应于多个像素111、112、113和114，并且多个滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器可以面对多个像素111、112、113和114中的对应像素。

传感器基板110可以包括被配置为将光转换为电信号的第一像素111、第二像素112、第三像素113和第四像素114。例如，第一像素111、第二像素112、第三像素113和第四像素114中的每一个可以包括被配置为吸收和检测光的光电二极管。如图3A所示，第一像素111和第二像素112可以沿第二方向(即，X方向)交替布置。如图3B所示，在相对于第一像素111和第二像素112的第三方向(即，Y方向)上的不同位置截取的横截面中，第三像素113和第四像素114可以沿第二方向交替布置。还可以沿多个像素之间的边界形成像素隔离层以分离多个像素。

滤色器阵列120可以包括设置在第一像素111上的第一滤色器CF1、设置在第二像素1 ， 2上的第二滤色器CF2、设置在第三像素113上的第三滤色器CF3、以及设置在第四像素114上的第四滤色器CF4。例如，当采用拜耳图案时，第一滤色器CF1和第四滤色器CF4可以是被配置为主要透射绿光的绿色滤光器，第二滤色器CF2可以是被配置为主要透射蓝光的蓝色滤光器，并且第三滤色器CF3可以是被配置为主要透射红光的红色滤光器。参考图2A至图2C描述的像素阵列1100的像素布置可以通过滤色器阵列120的多个滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的布置来实现。尽管图3A和图3B示出了图像传感器1000的像素阵列1100具有拜耳图案的示例，但可以采用除了拜耳图案之外的像素布置。

根据实施例，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器可以包括吸收型滤光层121和被配置为允许光在吸收型滤光层121内谐振的谐振器。第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的吸收型滤光层121可以包括不同的聚合物基颜料。例如，第一滤色器CF1和第四滤色器CF4的吸收型滤光层121可以包括第一颜料，该第一颜料主要透射第一波段的光(即，绿光)并吸收其他波段的光(即，蓝光和红光)。此外，第二滤色器CF2的吸收型滤光层121可以包括第二颜料，该第二颜料主要透射不同于第一波段的第二波段的光(即，蓝光)并吸收其他波段的光(即，绿光和红光)，并且第三滤色器CF3的吸收型滤光层121可以包括第三颜料，该第三颜料主要透射与第一波段和第二波段不同的第三波段的光(即，红光)并吸收其他波段的光(即，蓝光和绿光)。

每个谐振器可以具有例如法布里-珀罗谐振结构，在该法布里-珀罗谐振结构中，吸收型滤光层121设置在谐振器的内部。为此，如图3A和图3B所示，谐振器可以包括设置在吸收型滤光层121的下表面上的第一反射膜122和设置在吸收型滤光层121的上表面上的第二反射膜123。换言之，吸收型滤光层121可以设置在谐振器的彼此面对的第一反射膜122和第二反射膜123之间。第一反射膜122和第二反射膜123可以是被配置为反射光的一部分并透射光的其他部分的半透半反镜(half mirror)。在这种情况下，入射在第一反射膜122上的光的一部分可以穿过吸收型滤光层121并到达第二反射膜123。此外，入射在第二反射膜123上的光的一部分可以穿过第二反射膜123并到达传感器基板110，并且该光的其他部分可以被第二反射膜123反射，使得该光的其他部分可以再次穿过吸收型滤光层121并到达第一反射膜122。

以这种方式，光在吸收型滤光层121内沿第一方向(Z方向)谐振的同时多次穿过吸收型滤光层121。这增加了光在吸收型滤光层121中传播的路径的长度，因此可以获得与增加吸收型滤光层121的厚度基本相同的效果。因此，尽管吸收型滤光层121的厚度t3在第一方向(Z方向)上减小，但在除了透射波段之外的波段中可以获得足够高的吸收率，并且可以获得所期望的透射光谱。例如，吸收型滤光层121的厚度t3可以在约100nm至约1000nm、约100nm至约500nm或约200nm至约400nm的范围内。

此外，尽管路径增加效果随着谐振器的质量因数(Q因数)增加而增加，但过高的Q因数降低了第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器的透射光谱的半峰全宽，并且使第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器仅透射过窄波段中的光。因此，谐振器不需要严格满足透射波段的谐振条件，而仅仅需要满足使光重复穿过吸收型滤光层121达平均约2次至3次的谐振条件。例如，谐振器的Q因数可以在约1.5至约20、约2至约10、或约2至约5的范围内。此外，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的Q因数可以彼此相等或彼此不同。这里，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器的Q因数可以被定义为λ/Δλ，其中λ是指第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器的透射光谱的中心波长，并且Δλ是指第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器的透射光谱的半峰全宽。例如，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器的透射光谱的半峰全宽可以在约50nm至约250nm的范围内。

谐振器的Q因数由吸收型滤光层121的厚度t3和光吸收率、第一反射膜122的反射率和第二反射膜123的反射率来确定。由于吸收型滤光层121的厚度t3和光吸收率是固定条件，因此谐振器的Q因数可以主要由第一反射膜122的反射率和第二反射膜123的反射率控制。为了满足上述Q因数值，第一反射膜122的反射率和第二反射膜123的反射率不需要是高的。例如，第一反射膜122的反射率和第二反射膜123的反射率的算术和可以是约50％至约150％。第一反射膜122的反射率和第二反射膜123的反射率可以彼此相等或彼此不同。例如，第一反射膜122的反射率和第二反射膜123的反射率都可以是约50％。第一反射膜122的反射率可以是约20％至约30％，并且第二反射膜123的反射率可以是约80％至约90％，或者第一反射膜122的反射率可以是约80％至约90％，并且第二反射膜123的反射率可以是约20％至约30％。第一反射膜122的反射率和第二反射膜123的反射率可以被确定为使得谐振器具有约1.5至约20的Q因数，或者第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的透射光谱可以具有约50nm至约250nm的半峰全宽。

第一反射膜122的反射率可以由第一反射膜122的厚度t1和材料来确定，并且第二反射膜123的反射率可以由第二反射膜123的厚度t2和材料来确定。

第一反射膜122和第二反射膜123可以各自具有包括单一材料的平面镜结构。例如，第一反射膜122和第二反射膜123可以包括选自金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)或钨(W)、钛(Ti)、多晶硅(poly-Si)、TiN、SiO₂、TiO₂、HfO₂、Ta₂O₅、SiC和SiN中的至少一种材料。此外，第一反射膜122的厚度t1可以是约1nm至约600nm，并且第二反射膜123的厚度t2可以是约1nm至约600nm。例如，当第一反射膜122或第二反射膜123包括选自多晶硅(poly-Si)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、钨(W)和钛(Ti)中的至少一种金属或类金属时，第一反射膜122的厚度t1或第二反射膜123的厚度t2可以是约1nm至约30nm。此外，当第一反射膜122或第二反射膜123包括选自TiN、SiO₂、TiO₂、HfO₂、Ta₂O₅、SiC和SiN中的至少一种电介质材料时，第一反射膜122的厚度t1或第二反射膜123的厚度t2可以是约30nm至约600nm。

第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的谐振器的谐振波长可以分别在第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的透射波段内。换言之，第一滤色器CF1的谐振器的谐振波长可以在第一滤色器CF1的透射波段内，第二滤色器CF2的谐振器的谐振波长可以在第二滤色器CF2的透射波段内，第三滤色器CF3的谐振器的谐振波长可以在第三滤色器CF3的透射波段内，并且第四滤色器CF4的谐振器的谐振波长可以在第四滤色器CF4的透射波段内。例如，第一滤色器CF1和第四滤色器CF4的谐振器的谐振波长可以在绿光的波段内，第二滤色器CF2的谐振器的谐振波长可以在蓝光的波段内，并且第三滤色器CF3的谐振器的谐振波长可以在红光的波段内。

每个谐振器的谐振波长可以由吸收型滤光层121的厚度t3和折射率、第一反射膜122所引起的相位延迟、以及第二反射膜123所引起的相位延迟来确定。当第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的吸收型滤光层121的厚度t3彼此相等时，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器的谐振器的谐振波长可以基于第一反射膜122所引起的相位延迟和第二反射膜123所引起的相位延迟来调整。第一反射膜122所引起的相位延迟和第二反射膜123所引起的相位延迟可以由第一反射膜122和第二反射膜123的材料和表面结构来确定。因此，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器的第一反射膜122和第二反射膜123的材料和表面结构可以被选择为使得第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的谐振器的谐振波长可以分别在第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的透射波段内。换言之，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的第一反射膜122或第二反射膜123可引起不同的相位延迟。

尽管图3A和图3B示出了第一反射膜122和第二反射膜123具有包括平坦表面的简单平面镜结构，但第一反射膜122和第二反射膜123的表面结构不限于此。例如，图4A至图4D是示意性地示出了根据各种实施例的滤色器的结构的透视图。

参考图4A，第一反射膜122和第二反射膜123可以包括周期性布置的多个凹槽H。例如，凹槽H可以布置成规则的二维阵列形式。第一反射膜122中的凹槽H可以与第二反射膜123中的凹槽H对称地布置。多个凹槽H的间距可以在约0.1μm至约10μm的范围内。多个凹槽H中的每个凹槽的直径可以在间距的约0.2至约0.8的范围内。凹槽H的内部可以填充有与第一反射膜122和第二反射膜123的材料不同的材料。填充在凹槽H中的材料可以包括具有相对较低折射率的电介质材料。例如，凹槽H可以填充有折射率为2.5或更小的电介质材料。例如，填充在凹槽H中的电介质材料可以包括选自SiO₂、SiN、A1₂O₃和HfO₂中的至少一种电介质材料。例如，凹槽H可以填充有具有低导热率(例如，0.1W/mK或更低)的材料(例如，聚合物)。备选地，凹槽H的内部可以是空的或者可以填充有空气。凹槽H可以贯穿第一反射膜122和第二反射膜123，或者凹槽H可以通过部分地蚀刻第一反射膜122和第二反射膜123的表面使得凹槽H可以不贯穿第一反射膜122和第二反射膜123来形成。尽管图4A示出了凹槽H中的每个凹槽具有圆形，但实施例不限于此。凹槽H中的每个凹槽可以具有圆形、椭圆形或各种多边形。

参考图4B，第一反射膜122和第二反射膜123可以各自具有多层结构，在该多层结构中，具有第一折射率的至少一个第一介电层120L与具有与第一折射率不同的第二折射率的至少一个第二介电层120H交替堆叠。例如，第一反射膜122和第二反射膜123均可以是分布式布拉格反射器(DBR)。至少一个第一介电层120L和至少一个第二介电层120H中的每个介电层的厚度可以在约15nm至约150nm的范围内。

参考图4C，第一反射膜122和第二反射膜123可以各自具有周期性的一维光栅结构，该周期性的一维光栅结构包括一维布置的多个光栅(例如，条形光栅)。此外，参考图4D，第一反射膜122和第二反射膜123可以具有周期性的二维光栅结构，该周期性的二维光栅结构包括以网格形式二维布置的多个光栅。多个光栅的间距可以在约0.1μm至约10μm的范围内。多个光栅中的每个光栅的宽度可以在间距的约0.1至约0.9的范围内。

如图4A至图4D所示，第一反射膜122和第二反射膜123可以具有其中周期性结构沿一个方向(例如，x轴方向、y轴方向或z轴方向)布置的一维周期性结构、或其中周期性结构沿两个方向(例如，x轴方向和y轴方向)布置的二维周期性结构。诸如第一反射膜122和第二反射膜123中的每个反射膜的反射率、第一反射膜122和第二反射膜123所引起的相位延迟和谐振器的谐振波长之类的因数可以通过调整例如周期性结构的周期、周期性结构的形状或周期性结构的厚度来确定。

图5是示出了根据实施例提供的滤色器的透射光谱与根据比较例提供的滤色器的透射光谱之间的对比的曲线图。该比较例的滤色器是厚度为约550nm的一般吸收型绿色滤光器。本实施例的滤色器包括吸收型滤光层121以及第一反射膜122和第二反射膜123，该吸收型滤光层121包括厚度为约300nm的吸收型绿色滤光器，并且第一反射膜122和第二反射膜123各自包括厚度为约10nm或更小的薄铝(A1)膜。在图5所示的曲线图中，虚线曲线表示该比较例的滤色器的透射光谱，并且实线曲线表示本实施例的滤色器的透射光谱。参考图5，比较例的滤色器的透射率不仅在绿色波段中相对较高而且在等于或大于约800nm的红外波段中相对较高。然而，本实施例的滤色器的透射率在等于或大于约800nm或更大的红外波段中相对较低。在图5的曲线图中，滤色器的透射率可以被表示为量子效率，该量子效率指示由光电检测器收集的光子的数量与入射在滤色器上的光子的数量的比率。

因此，根据实施例，可以在显著减小滤色器的厚度的同时获得相对较高的波长选择性能。例如，吸收型滤光层121可以具有约100nm至约1000nm、约100nm至约500nm或约200nm至约400nm的厚度。此外，由于较小的滤色器厚度，可以减少图像传感器1000中串扰的发生，并且可以进一步减小图像传感器1000的像素尺寸。因此，图像传感器1000可以容易地制造为超高分辨率图像传感器。

图6A和图6B是示意性地示出了根据另一实施例的图像传感器1000的像素阵列1100a的不同截面的图。图3A和图3B示出了第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的吸收型滤光层121具有相同的厚度。然而，实施例不限于此。参考图6A和图6B，在当前实施例的像素阵列1100a中，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的吸收型滤光层121可以具有不同的厚度。例如，第一滤色器CF1的吸收型滤光层121可以具有第一厚度d1，第二滤色器CF2的吸收型滤光层121可以具有第二厚度d2，第三滤色器CF3的吸收型滤光层121可以具有第三厚度d3，并且第四滤色器CF4的吸收型滤光层121可以具有第四厚度d4。第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的厚度可以与第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的透射波长成比例。例如，当第一滤色器CF1和第四滤色器CF4是绿色滤光器，第二滤色器CF2是蓝色滤光器，并且第三滤色器CF3是红色滤光器时，第三厚度d3可以是最大的，第二厚度d2可以是最小的，并且第一厚度d1和第四厚度d4可以小于第三厚度d3但大于第二厚度d2且可以彼此相等。

当第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的吸收型滤光层121的厚度彼此不同时，吸收型滤光层121的厚度可以由第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的谐振器的谐振波长来确定。换言之，吸收型滤光层121的厚度可以被确定为使得第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的透射波段的中心波长可以分别等于谐振器的谐振波长。例如，在第一滤色器CF1和第四滤色器CF4中，吸收型滤光层121的第一厚度d1和第四厚度d4可以被确定为使得绿色波段的中心波长可以等于谐振器的谐振波长。在第二滤色器CF2中，吸收型滤光层121的第二厚度d2可以被确定为使得蓝色波段的中心波长可以等于谐振器的谐振波长。此外，在第三滤色器CF3中，吸收型滤光层121的第三厚度d3可以被确定为使得红色波段的中心波长可以等于谐振器的谐振波长。在这种情况下，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4的第一反射膜122和第二反射膜123可以具有相同的厚度、材料和表面结构。

在上述实施例中，光在第一方向(Z方向)上谐振。即，在上述实施例中，谐振器具有竖直谐振结构。然而，实施例不限于此，并且可以使用具有水平谐振结构的谐振器。例如，图7A和图7B是示意性地示出了根据另一实施例的滤色器的结构的截面图。

参考图7A，滤色器可以包括谐振器和吸收型滤光层121，其中，谐振器具有一维或二维地布置在与传感器基板的表面平行的平面上的多个纳米结构124，并且吸收型滤光层121设置在纳米结构124之间。纳米结构124中的每一个可以具有小于滤色器的透射波长的尺寸。例如，纳米结构124中的每一个的截面宽度或直径可以小于约400nm、约300nm或约200nm。纳米结构124中的每一个可以包括折射率大于吸收型滤光层121的折射率的材料。例如，纳米结构124中的每一个可以包括选自TiO₂、HfO₂、Si和SiN中的至少一种材料。例如，包括纳米结构124的谐振器可以具有一维或二维周期性结构，例如光子晶体结构、或具有逐渐变化的周期的啁啾结构。在这种情况下，光可以在垂直于第一方向(Z方向)的第二方向(X方向)或第三方向(Y方向)上谐振。即，光可以在水平方向上谐振，该水平方向是滤色器的表面平面延伸的方向。在这方面，谐振器是在水平方向上发生谐振的水平式谐振器。

入射光L0通过谐振器在第二方向(X方向)或第三方向(Y方向)上谐振，并且在谐振之后输出的光L1可以入射在图3A所示的传感器基板110上。吸收型滤光层121可以被设置为填充谐振器的纳米结构124之间的空间。因此，在谐振期间，除了透射波段之外的波段中的光可以在反复穿过吸收型滤光层121的同时被吸收型滤光层121吸收。

此外，参考图7B，吸收型滤光层121可以填充谐振器的纳米结构124之间的空间，并完全覆盖谐振器的纳米结构124的上表面和下表面。因此，谐振器的纳米结构124可以嵌入或埋入吸收型滤光层121中。

图8A和图8B是示出了根据另一实施例的图像传感器1000的像素阵列1100b的不同截面的示意性截面图。参考图8A和图8B，像素阵列1100b的第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4可以具有图7B所示的滤色器结构。例如，第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中的每个滤色器可以包括谐振器和吸收型滤光层121，其中，谐振器包括一维或二维地布置在与传感器基板110的表面平行的平面上的多个纳米结构124，并且吸收型滤光层121围绕纳米结构124。吸收型滤光层121可以填充纳米结构124之间的空间，并且可以完全覆盖纳米结构124的下表面和上表面。纳米结构124可以不同地布置在第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4中。例如，在第一滤色器CF1和第四滤色器CF4中，纳米结构124可以具有用以在与传感器基板110的表面平行的方向上谐振绿光的第一布置形式。此外，在第二滤色器CF2中，纳米结构124可以具有用以在与传感器基板110的表面平行的方向上谐振蓝光的第二布置形式，并且在第三滤色器CF3中，纳米结构124可以具有用以在与传感器基板110的表面平行的方向上谐振红光的第三布置形式。

尽管图8A和图8B示出了像素阵列1100b的第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4具有图7B所示的滤色器结构，但第一滤色器至第四滤色器CF1、CF2、CF3和CF4可以具有图7A所示的滤色器结构。

图9是示意性地示出了根据另一实施例的图像传感器1000的像素阵列1100c的结构的截面图。参考图9，像素阵列1100c可以包括传感器基板110和设置在传感器基板110上的滤色器阵列120。如果需要，像素阵列1100c还可以包括设置在传感器基板110与滤色器阵列120之间的层间绝缘膜115。传感器基板110可以包括多个第一像素至第三像素111、112和113。滤色器阵列120可以包括分别与第一像素至第三像素111、112和113相对应的多个第一滤色器至第三滤色器CF1、CF2和CF3。第一滤色器至第三滤色器CF1、CF2和CF3中的每个滤色器可以包括：吸收型滤光层121，具有聚合物基颜料；以及谐振结构125，被配置为吸收或反射特定波段中的光。

例如，第一像素111可以是青色像素，并且第一滤色器CF1可以是被配置为透射红光和绿光并吸收蓝光的青色滤光器。第二像素112可以是品红色像素，并且第二滤色器CF2可以是被配置为透射红光和蓝光并吸收绿光的品红色滤光器。此外，第三像素113可以是黄色像素，并且第三滤色器CF3可以是被配置为透射绿光和蓝光并吸收红光的黄色滤光器。图9示出了布置成一行的第一像素至第三像素111、112和113以及第一滤色器至第三滤色器CF1、CF2和CF3。然而，如图2B所示，第一像素111和第二像素112以及第一滤色器CF1和第二滤色器CF2可以布置成一行，并且第三像素113和第三滤色器CF3可以与绿色像素和绿色滤光器一起布置成另一行。在另一示例中，第一像素111可以是绿色像素，第一滤色器CF1可以是绿色滤光器，第二像素112可以是蓝色像素，第二滤色器CF2可以是蓝色滤光器，第三像素113可以是红色像素，以及第三滤色器CF3可以是红色滤光器。

谐振结构125可以被配置为附加地吸收或反射除了与谐振结构125相对应的吸收型滤光层121的透射波段之外的波段中的光。例如，谐振结构125可以被配置为吸收或反射预期发生串扰的波段中的光。例如，当第一滤色器CF1是青色滤光器时，第一滤色器CF1的谐振结构125可以被配置为吸收或反射蓝光。当第二滤色器CF2是品红色滤光器时，第二滤色器CF2的谐振结构125可以被配置为吸收或反射绿光。当第三滤色器CF3是黄色滤光器时，第三滤色器CF3的谐振结构125可以被配置为吸收或反射红光。

为此，谐振结构125可以具有一维、二维或三维周期性结构。例如，谐振结构125中的每一个可以包括具有第一折射率的多个第一薄膜层125a和具有与第一折射率不同的第二折射率的多个第二薄膜层125b。第一薄膜层125a和第二薄膜层125b可以沿第一方向(Z方向)交替堆叠。第一薄膜层125a中的每一个的厚度和第二薄膜层125b中的每一个的厚度可以彼此不同或彼此相等。此外，谐振结构125还可以包括具有与第一折射率和第二折射率不同的第三折射率的多个纳米棒125c。第一薄膜层125a、第二薄膜层125b和纳米棒125c可以包括选自例如Au、Cu、Al、Ag、W、Ti、TiN、SiO₂、TiO₂、HfO₂、Si和SiN中的至少一种材料。纳米棒125c布置在第一薄膜层125a和第二薄膜层125b的内部，并且可以沿第一方向(Z方向)延伸。换言之，纳米棒125c可以贯穿每一个第一薄膜层125a和每一个第二薄膜层125b。纳米棒125c可以沿第二方向(X方向)和/或第三方向(Y方向)布置成一维或二维周期性形式。

例如，第一滤色器CF1的谐振结构125可以仅包括第一薄膜层125a和第二薄膜层125b。第二滤色器CF2和第三滤色器CF3中的每个滤色器的谐振结构125可以包括第一薄膜层125a、第二薄膜层125b和纳米棒125c。在第二滤色器CF2和第三滤色器CF3的谐振结构125中，纳米棒125c可以在第二方向(X方向)和/或第三方向(Y方向)上具有不同的宽度和不同的周期。然而，上述谐振结构125的配置仅用于说明目的，并且根据预期的吸收或反射波段，谐振结构125可以具有不同于上述配置的其他配置。

图10是示出了根据图9所示的实施例提供的滤色器的透射光谱与根据比较例提供的滤色器的透射光谱之间的对比的曲线图。该比较例的滤色器是一般的品红色滤光器，并且本实施例的滤色器是具有图9所示结构的品红色滤光器。在图10所示的曲线图中，虚线曲线A表示该比较例的滤色器的透射光谱，并且实线曲线B表示本实施例的滤色器的透射光谱。参考图10，可以看出，当使用本实施例的滤色器时，与使用比较例的滤色器的情况相比，绿色波段(例如，495nm至570nm)中的串扰降低。因此，当被配置为吸收或反射特定波段中的光的谐振结构125被布置为与吸收型滤光层121的外部相邻时，不期望的波段的光可以被附加地吸收或反射，因此串扰可以减少。

图11是示意性地示出了根据另一实施例的滤色器的结构的截面图。参考图11，当前实施例的滤色器还可以包括图3A至图4D所示的谐振器。例如，滤色器可以包括吸收型滤光层121、设置在吸收型滤光层121的下表面上的第一反射膜122、设置在吸收型滤光层121的上表面上的第二反射膜123、以及设置在第一反射膜122与传感器基板110之间的(网格形状的)谐振结构125。此外，在图11所示的实施例中，吸收型滤光层121、第一反射膜122和第二反射膜123可以被图7A和图7B所示的吸收型滤光层121和谐振器代替。

图12是示意性地示出了根据另一实施例的滤色器的结构的截面图。在图9所示的实施例中，谐振结构125设置在传感器基板110与吸收型滤光层121之间。然而，谐振结构125的位置不限于此。参考图12，谐振结构125可以设置在吸收型滤光层121的上表面上。换言之，吸收型滤光层121可以设置在传感器基板110与谐振结构125之间。此外，图12所示的吸收型滤光层121可以被图3A至图4D所示的吸收型滤光层121、第一反射膜122和第二反射膜123代替，或者可以被图7A和图7B所示的吸收型滤光层121和谐振器代替。

即使图像传感器1000具有小的像素尺寸，上述包括多个滤色器的图像传感器1000也可以减少串扰并具有相对较高的信噪比。因此，可以制造具有数亿像素或更多像素的超高分辨率、超小型、高灵敏度的图像传感器。这种超高分辨率、超小型、高灵敏度的图像传感器可以用于各种高性能光学装置或电子装置中。电子装置的示例可以包括智能电话、移动电话、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、个人计算机(PC)、各种便携式设备、家用电器、安全相机、医疗相机、汽车、物联网(IoT)设备、以及移动或非移动计算设备，但不限于此。

除了包括图像传感器1000之外，这种电子装置还可以包括用于控制图像传感器1000的处理器，例如应用处理器(AP)。电子装置可以通过在处理器中驱动操作系统或应用程序来控制多个硬件或软件组件，并且可以执行各种数据处理和操作。处理器还可以包括图形处理单元(GPU)和/或图像信号处理器(ISP)。当处理器包括ISP时，可以使用处理器存储和/或输出使用图像传感器1000获得的图像(或视频)。

图13是示出了作为示例的包括图像传感器1000的电子装置ED01的框图。参考图13，在网络环境ED00中，电子装置ED01可以通过第一网络ED98(近场无线通信网络等)与另一电子装置ED02进行通信，或者可以通过第二网络ED99(远场无线通信网络等)与另一电子装置ED04和/或服务器ED08进行通信。电子装置ED01可以通过服务器ED08与电子装置ED04进行通信。电子装置ED01可以包括处理器ED20、存储器ED30、输入设备ED50、声音输出设备ED55、显示设备ED60、音频模块ED70、传感器模块ED76、接口ED77、触觉模块ED79、相机模块ED80、电力管理模块ED88、电池ED89、通信模块ED90、用户识别模块ED96和/或天线模块ED97。可以从电子装置ED01中省略一些组件(显示设备ED60等)，或者可以将其他组件添加到电子装置ED01。一些组件可以在一个集成电路中实现。例如，传感器模块ED76(指纹传感器、虹膜传感器、照度传感器等)可以嵌入显示设备ED76(显示器等)中。

处理器ED20可以执行软件(程序ED40等)以控制与处理器ED20连接的电子装置ED01的一个或多个其他组件(硬件或软件组件等)，并且可以执行各种数据处理或操作。作为数据处理或操作的一部分，处理器ED20可以将从其他组件(传感器模块ED76、通信模块ED90等)接收的指令和/或数据加载到易失性存储器ED32中，处理存储在易失性存储器ED32中的指令和/或数据，并将结果数据存储在非易失性存储器ED34中。处理器ED20可以包括主处理器ED21(中央处理单元、应用处理器等)和独立于主处理器ED21操作或与主处理器ED21一起操作的辅助处理器ED23(GPU、ISP、传感器集线器处理器、通信处理器等)。辅助处理器ED23可以比主处理器ED21消耗更少的功率并且可以执行专门的功能。

在主处理器ED21处于非活动(例如，睡眠)状态时，辅助处理器ED23可以代表主处理器ED21控制与电子装置ED01的组件中的一些(显示设备ED60、传感器模块ED76、通信模块ED90等)相关的功能和/或状态；或在主处理器ED21处于活动(例如，应用执行)状态时，辅助处理器ED23可以与主处理器ED21一起控制与电子装置ED01的组件中的一些(显示设备ED60、传感器模块ED76、通信模块ED90等)相关的功能和/或状态。辅助处理器ED23(ISP、通信处理器等)可以实现为其他功能相关组件(相机模块ED80、通信模块ED90等)的一部分。

存储器ED30可以存储电子装置ED01的组件(处理器ED20、传感器模块ED76等)所需的各种数据。该数据可以包括例如软件(程序ED40等)以及用于与其相关的命令的输入数据和/或输出数据。存储器ED30可以包括易失性存储器ED32和/或非易失性存储器ED34。非易失性存储器ED34可以包括固定到电子装置ED01的内部存储器ED36和可从电子装置ED01移除的外部存储器ED38。

程序ED40可以作为软件存储在存储器ED30中并且可以包括操作系统ED42、中间件ED44和/或应用ED46。

输入设备ED50可以从电子装置ED01的外部(用户等)接收要用于电子装置ED01的组件(处理器ED20等)的命令和/或数据。输入设备ED50可以包括麦克风、鼠标、键盘和/或数字笔(触控笔等)。

声音输出设备ED55可以将音频信号输出到电子装置ED01的外部。声音输出设备ED55可以包括扬声器和/或接收器。扬声器可以用于诸如多媒体回放或录音回放的一般目的，而接收器可以用于接听来电。接收器可以被设置为扬声器的一部分或可以被实现为单独设备。

显示设备ED60可以可视地向电子装置ED01的外部提供信息。显示设备ED60可以包括显示器、全息设备或投影仪以及用于控制设备的控制电路。显示设备ED60可以包括被设置为感测触摸的触摸电路和/或被配置为测量由触摸产生的力的强度的传感器电路(压力传感器等)。

音频模块ED70可以将声音转换为电信号，反之亦然。音频模块ED70可以通过输入设备ED50获取声音，或者可以通过声音输出设备ED55和/或直接或无线连接到电子装置ED01的另一电子装置(电子装置ED02等)的扬声器和/或耳机输出声音。

传感器模块ED76可以检测电子装置ED01的工作状态(功率、温度等)或外部环境状态(用户状态等)，并且可以产生与检测的状态相对应的电信号和/或数据值。传感器模块ED76可以包括手势传感器、陀螺仪传感器、气压传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物传感器、温度传感器、湿度传感器和/或照度传感器。

接口ED77可以支持一种或多种指定协议，该指定协议可以用于将电子装置ED01与其他电子装置(电子装置ED02等)直接或无线连接。接口ED77可以包括高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口和/或音频接口。

连接端子ED78可以包括连接器，电子装置ED01可以通过该连接器物理地连接到其他电子装置(电子装置ED02等)。连接端子ED78可以包括HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器和/或音频连接器(耳机连接器等)。

触觉模块ED79可以将电信号转换为用户可以通过触觉或动觉感知的机械刺激(振动、运动等)或电刺激。触觉模块ED79可以包括电机、压电元件和/或电刺激设备。

相机模块ED80可以捕捉静态图像和运动图像。相机模块ED80可以包括包含一个或多个透镜的透镜组件、图1所示的图像传感器1000、ISP和/或闪光灯。相机模块ED80中包括的透镜组件可以收集从要成像的物体发出的光。

电力管理模块ED88可以管理提供给电子装置ED01的电力。电力管理模块ED88可以实现为电力管理集成电路PMIC的一部分。

电池ED89可以向电子装置ED01的组件供电。电池ED89可以包括不可再充电的一次电池、可再充电的二次电池和/或燃料电池。

通信模块ED90可以支持在电子装置ED01与其他电子装置(电子装置ED02、电子装置ED04、服务器ED08等)之间建立直接(有线)通信信道和/或无线通信信道，并且通过所建立的通信信道进行通信。通信模块ED90独立于处理器ED20(应用处理器等)操作，且可以包括支持直接通信和/或无线通信的一个或多个通信处理器。通信模块ED90可以包括无线通信模块ED92(蜂窝通信模块、短距离无线通信模块、全球导航卫星系统(GNSS)等)和/或有线通信模块ED94(局域网(LAN)通信模块、电力线通信模块等)。这些通信模块中的相应通信模块可以通过第一网络ED98(诸如蓝牙、WiFi直连或红外数据协会(IrDA)的局域网)或第二网络ED99(诸如蜂窝网络、互联网或计算机网络(LAN、WAN等)的电信网络)与其他电子装置进行通信。这些各种类型的通信模块可以集成到单个组件(单个芯片等)中，或者可以实现为多个分离的组件(多个芯片)。无线通信模块ED92可以使用用户识别模块ED96中存储的用户信息(国际移动用户身份(IMSI)等)来识别和认证诸如第一网络ED98和/或第二网络ED99的通信网络内的电子装置ED01。

天线模块ED7可以向外部(其他电子装置等)发送信号和/或电力，和/或从外部(其他电子装置等)接收信号和/或电力。天线可以包括由形成在基板(PCB等)上的导电图案制成的辐射器。天线模块ED97可以包括一个或多个这种天线。当天线模块ED97包括多个天线时，通信模块ED90可以从多个天线中选择适合于诸如第一网络ED98和/或第二网络ED99的通信网络中使用的通信方法的天线。可以通过选择的天线在通信模块ED90和其他电子装置之间发送或接收信号和/或电力。除了天线之外的其他组件(RFIC等)也可以被包括作为天线模块ED97的一部分。

这些组件中的一些可以通过外围设备(总线、通用输入和输出(GPIO)、串行外围接口(SPI)、移动工业处理器接口(MIPI)等)之间的通信方法彼此连接并交换信号(命令、数据等)。

可以通过与第二网络ED99连接的服务器ED08在电子装置ED01和诸如电子装置ED04的外部装置之间发送或接收命令或数据。其他电子装置ED02和ED04可以与电子装置ED01相同或不同。电子装置ED01的全部或部分操作可以由其他电子装置ED02、ED04和ED08中的一个或多个执行。例如，当电子装置ED01需要执行某些功能或服务时，电子装置ED01可以请求一个或多个其他电子装置执行部分或全部功能或服务，而不是直接执行功能或服务。接收到该请求的一个或多个其他电子装置可以执行与该请求相关的附加功能或服务，并且可以将执行结果传输到电子装置ED01。为此，可以使用云计算、分布式计算和/或客户端-服务器计算技术。

图14是示出了相机模块ED80的示例的框图。参考图14，相机模块ED80可以包括透镜组件CM10、闪光灯CM20、图像传感器1000(例如，图1所示的图像传感器1000)、图像稳定器CM40、存储器CM50(缓冲存储器等)和/或ISP CM60。透镜组件CM10可以收集从要成像的物体发出的光。相机模块ED80可以包括多个透镜组件CM10，并且在这种情况下，相机模块ED80可以是双相机、360度相机或球面相机。多个透镜组件CM10中的一些可以具有相同的透镜属性(视场、焦距、自动对焦、F数、光学变焦等)或不同的透镜属性。透镜组件CM10中的每一个可以包括广角透镜或远摄透镜。

闪光灯CM20可以发射用于增强从物体发射或反射的光的光。闪光灯CM20可以包括一个或多个发光二极管(红-绿-蓝(RGB)LED、白光LED、红外LED、紫外LED等)和/或氙气灯。图像传感器1000可以是参考图1描述的图像传感器1000，并且可以通过将从物体发射或反射并通过透镜组件CM10传输到图像传感器1000的光转换为电信号来获得对应于物体的图像。图像传感器1000可以包括从具有不同属性的图像传感器(例如，另一RGB图像传感器、黑白(BW)传感器、红外传感器或紫外传感器)中选择的一个或多个传感器。图像传感器1000中包括的每个传感器可以被实现为CCD传感器和/或CMOS传感器。

图像稳定器CM40可以响应于相机模块ED80或包括相机模块ED80的电子装置ED01的移动而在特定方向上移动透镜组件CM10中包括的一个或多个透镜或图像传感器1000，或者可以控制图像传感器1000的操作特性(读出定时的调整等)，以补偿移动所导致的负面影响。图像稳定器CM40可以通过使用布置在相机模块ED80内部或外部的陀螺仪传感器或加速度传感器来检测相机模块ED80或电子装置ED01的移动。图像稳定器CM40可以是光学图像稳定器。

在存储器CM50中，可以存储通过图像传感器1000获得的一些或全部数据以用于下一个图像处理操作。例如，当以高速获得多个图像时，可以将获得的原始数据(拜耳图案数据、高分辨率数据等)存储在存储器CM50中，并且可以仅显示低分辨率图像。然后，可以将所选图像(用户选择等)的原始数据传输到ISP CM60。存储器CM50可以集成到电子装置ED01的存储器ED30中，或者可以被配置为可以独立操作的单独存储器。

ISP CM60可以对通过图像传感器1000获得的图像或存储器CM50中存储的图像数据执行一种或多种图像处理。一种或多种图像处理可以包括深度图产生、三维建模、全景产生、特征点提取、图像合成和/或图像补偿(降噪、分辨率调整、亮度调整、模糊、锐化、柔化等)。ISP CM60可以对相机模块CM80中包括的组件(图像传感器1000等)进行控制(曝光时间控制、读出定时控制等)。由ISPCM60处理的图像可以再次被存储在存储器CM50中以进行附加处理，或者可以被提供给相机模块ED80的外部组件(存储器ED30、显示设备ED60、电子装置ED02、电子装置ED04、服务器ED08等)。ISPCM60可以集成到处理器ED20中，或者可以被配置为独立于处理器ED20操作的单独处理器。当ISP CM60与处理器ED20分开设置时，由ISPCM60处理的图像可以在被处理器ED20进一步处理之后显示在显示设备ED60上。

电子装置ED01可以包括具有不同属性或功能的多个相机模块ED80。在这种情况下，多个相机模块ED80中的一个可以是广角相机，并且多个相机模块ED80中的另一个可以是远摄相机。类似地，多个相机模块ED80中的一个可以是前置相机，并且多个相机模块ED80中的另一个可以是后置相机。

根据实施例，图像传感器1000可以应用于图15所示的移动电话或智能电话1100m、图16所示的平板计算机或智能平板计算机1200、图17所示的数码相机或摄像机1300、图18所示的膝上型计算机1400、或图19所示的电视或智能电视1500。例如，智能电话1100m或智能平板计算机1200可以包括多个高分辨率相机，每个高分辨率相机都具有安装在其上的高分辨率图像传感器。高分辨率相机可以用于提取图像中的物体的深度信息，调整图像的失焦，或自动识别图像中的物体。

此外，图像传感器1000可以应用于图20所示的智能冰箱1600、图21所示的安全相机1700、图22所示的机器人1800、图23所示的医疗相机1900等。例如，智能冰箱1600可以通过使用图像传感器1000自动识别智能冰箱1600中包含的食物，并且可以通过智能电话通知用户智能冰箱1600中是否包含特定食物、放入智能冰箱1600或从智能冰箱1600取出的食物的类型等。安全相机1700可以提供超高分辨率图像，并且由于安全相机1700的高灵敏度，即使在黑暗环境中也可以识别超高分辨率图像中的物体或人。机器人1800可以被运送到人类无法直接进入的灾难或工业现场，并且可以提供高分辨率图像。医疗相机1900可以提供用于诊断或手术的高分辨率图像，并且可以具有动态可调节的视场。

此外，图像传感器1000可以应用于如图24所示的车辆2000。车辆2000可以包括布置在各种位置的多个车载相机2010、2020、2030和2040。车载相机2010、2020、2030和2040中的每一个可以包括根据实施例的图像传感器。车辆2000可以使用车载相机2010、2020、2030和2040向驾驶员提供关于车辆2000的内部或周围环境的各种信息，并且可以通过自动识别图像中的物体或人来提供自动驾驶所需的信息。

虽然已经参考附图根据实施例描述了图像传感器和包括图像传感器的电子装置，但本领域的普通技术人员将理解，光电设备和图像传感器仅仅是示例，并且可以在其中进行各种修改和其他等同实施例。因此，本文描述的实施例应当被认为仅是描述性的意义，而不是为了限制的目的。本公开的范围不是由以上描述来限定，而是由所附权利要求来限定，并且在本公开的范围的等同范围内的所有差异都应当被视为包括在本公开的范围内。

Claims

1.一种图像传感器，包括：

传感器基板，包括多个第一像素和多个第二像素；以及

滤色器阵列，包括分别对应于所述多个第一像素的多个第一滤色器和分别对应于所述多个第二像素的多个第二滤色器，

其中，所述多个第一滤色器和所述多个第二滤色器中的每一个包括：

吸收型滤光层，包括聚合物基颜料；以及

谐振器，包括设置在所述吸收型滤光层的下表面上的第一反射膜和设置在所述吸收型滤光层的上表面上的第二反射膜，以允许光在所述吸收型滤光层中谐振，以及

其中，所述吸收型滤光层的下表面和上表面彼此相对。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层包括第一颜料，所述第一颜料被配置为透射第一波段中的光并吸收其他波段中的光，以及所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层包括第二颜料，所述第二颜料被配置为透射不同于所述第一波段的第二波段中的光并吸收其他波段中的光。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述谐振器具有1.5至20的质量因数，即Q因数。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述谐振器具有2至10的Q因数。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述谐振器具有2至5的Q因数。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述谐振器具有法布里-珀罗谐振结构，在所述法布里-珀罗谐振结构中，所述吸收型滤光层设置在所述谐振器的内部。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜的反射率与所述第二反射膜的反射率的算术和为50％至150％。

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜的反射率和所述第二反射膜的反射率被设置为使得所述多个第一滤色器和所述多个第二滤色器中的每一个的透射光谱具有在50nm至250nm的范围内的半峰全宽。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个具有：周期性结构沿一个方向布置的一维周期性结构，或周期性结构沿两个方向布置的二维周期性结构。

10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个包括分布式布拉格反射器。

11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个包括选自多晶硅、金、铜、铝、银、钨和钛中的至少一种金属或类金属材料。

12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个具有1nm至30nm的厚度。

13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜包括选自多晶硅、TiN、SiO₂、TiO₂、HfO₂、Ta₂O₅、SiC和SiN中的至少一种电介质材料。

14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个具有30nm至600nm的厚度。

15.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层的厚度等于所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层的厚度。

16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，在所述多个第一滤色器和所述多个第二滤色器中，所述第一反射膜引起不同的相位延迟，或者所述第二反射膜引起不同的相位延迟。

17.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层具有第一厚度，并且所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层具有不同于所述第一厚度的第二厚度。

18.根据权利要求17所述的图像传感器，其中，所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层的第一厚度被设置为使得所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的透射波段的中心波长等于所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的谐振器的谐振波长，并且所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层的第二厚度被设置为使得所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的透射波段的中心波长等于所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的谐振器的谐振波长。

19.一种电子装置，包括：

图像传感器，被配置为将光学图像转换为电信号；以及

处理器，被配置为控制所述图像传感器，

其中，所述图像传感器包括：

传感器基板，包括多个第一像素和多个第二像素；以及

吸收型滤光层，包括聚合物基颜料；以及

谐振器，包括分别设置在所述吸收型滤光层的两个相对表面上的第一反射膜和第二反射膜，以允许光在所述吸收型滤光层中谐振。

20.一种图像传感器，包括：

滤色器层，被配置为经由所述滤色器层中包括的聚合物材料，使透射波段通过，并吸收除了所述透射波段之外的其他波段；以及

谐振器，包括设置在所述滤色器层的光入射表面上的第一反射膜和设置在所述滤色器层的与所述光入射表面相对的光出射表面上的第二反射膜，

其中，所述谐振器具有1.5至20的质量因数，并且使光在设置在所述第一反射膜与所述第二反射膜之间的所述滤色器层内谐振。