JP2015050467A - マイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル - Google Patents
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Abstract
【課題】フォトダイオードに入射する光を集光させるマイクロレンズの形状を、特定方向に対してのみ光が通過可能に変更することにより、入力信号の損失なしにも位相差を検出することができるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルを提供する。【解決手段】位相差検出ピクセルは、フォトダイオードと、カラーフィルタ層と、位相差検出用マイクロレンズを含むマイクロレンズ層とを備える。位相差検出用マイクロレンズは、第1方向に傾斜して屈曲した第1入射面を有する第1位相差検出用マイクロレンズと、第1方向とは反対の第2方向に傾斜して屈曲した第2入射面を有する第2位相差検出用マイクロレンズとを含み、位相差検出用カラーフィルタに対して入射する光は、対応するフォトダイオードに集光される。これによりイメージセンサの全領域において位相差検出機能を実現することができ、物体間の距離測定や3次元イメージ撮影などに多様に応用可能である。【選択図】図1
Description
本発明は、位相差検出ピクセルに関するものであって、特に、フォトダイオードに入射する光を集光させるマイクロレンズの形状を、特定方向に対してのみ光が通過可能に変更することにより、入力信号の損失なしにも位相差を検出することができるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルに関するものである。
イメージセンサのピクセルを用いた位相差検出装置は、同じ色を有する2つの画素が一対となって特定方向に対してのみ光が流入できるように、フォトダイオードの上端に特定物質を用いてそれぞれ異なる領域を遮断する構造を有する。
この時、焦点が合わない場合、このように製作された一対の画素に位相差が発生し、これを用いて別の位相差自動焦点(Auto Focus: AF)センサモジュールなしにも焦点を自動的に調整可能なカメラを製作することができる。
しかし、位相差を検出するために、フォトダイオードの上端の一部領域を遮断することにより、外部から流入する信号の量が減少する問題が発生してしまう。
位相差検出画素を用いるカメラは、当該画素が数万個以上配列されるので、信号減少問題を解決するために周囲ピクセルの信号を用いる場合、解像度が低下する問題が発生することがある。
従来の位相差AF実現装置は、外部の画像を電気的信号に変換させるフォトダイオードと、特定方向から入る光のみを選択的にフォトダイオードに集光させるブラックマスクとから構成される。
この時、位相差を発生させるために、2つのフォトダイオードの上にブラックマスクを反対方向に遮ることで一対となるようにし、これをイメージセンサに数万個配列して位相差AFを実現する。
しかし、位相差を発生させるために、フォトダイオードの特定領域の上部にブラックマスクを配置してフォトダイオードに流入する光を遮断しなければならないことから、入力情報が損なわれて全体的に解像度が低下する問題があった。
本発明が解決しようとする技術的課題は、フォトダイオードに入射する光を集光させる位相差検出用マイクロレンズの形状を、特定方向に対してのみ光が通過可能に変更することにより、入力信号の損失なしにも位相差を検出することができるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルを提供することである。
上記の技術的課題を達成するために、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、半導体基板に形成されたフォトダイオードと、フォトダイオードの上部に形成された金属配線層と、前記金属配線層の上部に形成された絶縁層と、前記絶縁層の上部に形成され、一般カラーフィルタ、および一対の位相差検出用カラーフィルタを備えるカラーフィルタ層と、前記一般カラーフィルタの上部に形成された一般マイクロレンズ、および前記一対の位相差検出用カラーフィルタの上部にそれぞれ形成された位相差検出用マイクロレンズを含むマイクロレンズ層とを備え、前記位相差検出用マイクロレンズは、凸レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、一方の側に傾斜して屈曲した第1入射面を有する第1位相差検出用マイクロレンズと、凸レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、前記第1位相差検出用マイクロレンズと反対方向に傾斜して屈曲した第2入射面を有する第2位相差検出用マイクロレンズとを含み、前記位相差検出用カラーフィルタに対して特定方向から入射する光が、前記位相差検出用カラーフィルタに対応する前記フォトダイオードに集光されるように形成されたことを特徴とする。
また上記の技術的課題を達成するために、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、半導体基板に形成されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードの上部に形成された金属配線層と、前記金属配線層の上部に形成された絶縁層と、前記絶縁層の上部に形成され、一般カラーフィルタ、および一対の位相差検出用カラーフィルタを備えるカラーフィルタ層と、前記一般カラーフィルタの上部に形成された一般マイクロレンズ、および前記一対の位相差検出用カラーフィルタの上部にそれぞれ形成された位相差検出用マイクロレンズを含むマイクロレンズ層とを備え、前記位相差検出用マイクロレンズは、凹レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、一方の側に傾斜して屈曲した第1入射面を有する第1位相差検出用マイクロレンズと、凹レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、前記第1位相差検出用マイクロレンズと反対方向に傾斜して屈曲した第2入射面を有する第2位相差検出用マイクロレンズとを含み、前記位相差検出用カラーフィルタに対して特定方向から入射する光が、前記位相差検出用カラーフィルタに対応する前記フォトダイオードに集光されるように形成されたことを特徴とする。
また上記の技術的課題を達成するために、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、半導体基板に形成されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードの上部に形成された金属配線層と、前記金属配線層の上部に形成された絶縁層と、前記絶縁層の上部に形成され、一般カラーフィルタ、および一対の位相差検出用カラーフィルタを備えるカラーフィルタ層と、前記一般カラーフィルタの上部に形成された一般マイクロレンズ、および前記一対の位相差検出用カラーフィルタの上部にそれぞれ形成された位相差検出用マイクロレンズを含むマイクロレンズ層とを備え、前記位相差検出用マイクロレンズは、前記一対の位相差検出用カラーフィルタの垂直上部から、前記一般マイクロレンズを基準として互いに反対方向に所定距離移動して形成されたことを特徴とする。
また上記の技術的課題を達成するために、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、半導体基板に形成されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードの上部に形成された金属配線層と、前記金属配線層の上部に形成された絶縁層と、前記絶縁層の上部に形成され、一般カラーフィルタ、および位相差検出用カラーフィルタを備えるカラーフィルタ層と、前記一般カラーフィルタの上部に形成された一般マイクロレンズ、および前記位相差検出用カラーフィルタの上部に形成され、前記位相差検出用カラーフィルタに対して特定方向から入射する光が、前記位相差検出用カラーフィルタに対応する前記フォトダイオードに集光されるように形成された位相差検出用マイクロレンズを含むマイクロレンズ層とを備え、2つ以上の位相差検出用カラーフィルタに対して1つの前記位相差検出用マイクロレンズが形成され、前記絶縁層と前記カラーフィルタ層との間に保護膜層をさらに備えることを特徴とする。
本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルによれば、既存の位相差検出ピクセルの欠点である信号減少問題を解決し、イメージセンサの全領域において位相差検出機能を実現できる利点がある。
一方、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、単に位相差を検出する機能の実現に限らず、物体間の距離測定や3次元イメージ撮影などに多様に応用可能である利点がある。
以下、本発明の具体的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
本発明は、位相差検出機能を有するイメージセンサにおいて、同じ色を有する2つの画素に対して、フォトダイオードの上部に特定方向に対してのみ光が流入可能な構造のマイクロレンズを形成することにより、位相差を検出して自動的に焦点を調整することを特徴とする。
本発明は、位相差検出機能を有するイメージセンサにおいて、同じ色を有する2つの画素に対して、フォトダイオードの上部に特定方向に対してのみ光が流入可能な構造のマイクロレンズを形成することにより、位相差を検出して自動的に焦点を調整することを特徴とする。
図1は、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルの一実施形態を示す図である。
図1を参照すれば、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、半導体基板110に形成されたフォトダイオード120と、前記フォトダイオード120の上部に形成された第1金属配線M1および第2金属配線M2からなる金属配線層130と、前記第1金属配線M1および第2金属配線M2の上部に形成された絶縁層140と、絶縁層140の上部に形成された保護膜層150とを含む。
一方、前記保護膜層150の上部にはカラーフィルタ層160が形成され、カラーフィルタ層160の上部にマイクロレンズ層170が形成される。
カラーフィルタ層160には、一般カラーフィルタ161と同じ色を有する一対の位相差検出用カラーフィルタ162、163を備える。
また、マイクロレンズ層170には、一般マイクロレンズ171と、一対の位相差検出用マイクロレンズ172、173とを備える。
本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、フォトダイオードに入力される信号の損失を克服するために、フォトダイオードに光を集光させる位相差検出用マイクロレンズの形状を多様に変形させることを特徴とする。
図1には、凸レンズの一部の面を用いる形態の位相差検出用マイクロレンズが示されている。
すなわち、前記位相差検出用マイクロレンズ172、173は、第1位相差検出用マイクロレンズ172と、第2位相差検出用マイクロレンズ173とを備える。
この時、第1位相差検出用マイクロレンズ172は、凸レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状を有し、一方の側に傾斜して屈曲した第1入射面を有する。
一方、第2位相差検出用マイクロレンズ173は、凸レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、前記第1位相差検出用マイクロレンズ172と反対方向に傾斜して屈曲した第2入射面を有する。
本発明では、同じ色のカラーフィルタ(例えば、グリーンカラーフィルタ)に対応する位相差検出用マイクロレンズの形状を、凸レンズの一方の面のみを用いるように実現することにより、左右または上下領域から流入する光のみがフォトダイオード120に集光されるようにした。
本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルにおいて、位相差検出用マイクロレンズは、0゜〜120゜の範囲で入射する光に対して一方の方向に対してのみ集光できるように、曲率半径を0.5mm〜1.5mmに製作することが好ましい。
撮像レンズの主光線入射角(Chief Ray Angle: CRA)に応じて流入する光の方向を調整しようとする場合には、位相差検出用マイクロレンズの大きさを調整して使用してもよい。
本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルに用いられるマイクロレンズの構造は、前面光(Front Side Illumination: FSI)構造のイメージセンサおよび背面光(Back Side Illumination: BSI)構造のイメージセンサにすべて適用可能である。
本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、イメージセンサの中央および外郭領域のどこに配列されても位相差AF機能を実現するのに適用可能である。
図2は、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルの他の実施形態を示す図である。
本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルにおいて、30゜以上の非常に大きい入射角を有する光が入射する場合には、図2に実線で表されているように、特定方向を有するように製作された位相差検出用マイクロレンズによってクロストーク現象が発生することがある。
したがって、これを解決するために、図2(a)に示されているように、各カラーフィルタの間に光を遮断する遮断膜164をさらに備えたり、図2(b)に示されているように、別の積層フィルタ165をさらに備えることが好ましい。
図3は、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルのさらに他の実施形態を示す図である。
図3を参照すれば、位相差検出ピクセルの信号の大きさを増加させ、ノイズを最小化するために、特定方向からのみ光が集光できるように、位相差検出用マイクロレンズ172、173の数が2つ形成されていることが分かる。
図3では、便宜上、位相差検出用マイクロレンズ172、173が2つであると示しているが、これは2つ以上に拡張可能であることはいうまでもない。
図2で説明したように、非常に大きい入射角を有する光が入射する場合には、特定方向を有するように製作された位相差検出用マイクロレンズによって信号が隣接したピクセルに集光されてクロストーク現象が発生し、これによってイメージセンサの効率が減少することがある。
したがって、これを解決するために、1つからなる位相差検出用マイクロレンズの代わりに、図3に示されているように、大きさの小さい2つ以上の位相差検出用マイクロレンズを配列することにより、信号の大きさおよびノイズ問題を改善できるようにした。
図4は、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルのさらに他の実施形態を示す図である。
図4を参照すれば、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、位相差検出用マイクロレンズが凹レンズ形状で実現されており、凹レンズの一方の面のみを用いて特定方向から流入する光のみがフォトダイオード120に集光可能にした。
前記位相差検出用マイクロレンズは、第1位相差検出用マイクロレンズ172と、第2位相差検出用マイクロレンズ173とを備える。
この時、第1位相差検出用マイクロレンズ172は、凹レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状を有し、一方の側に傾斜して屈曲した第1入射面を有する。
一方、第2位相差検出用マイクロレンズ173は、凹レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、前記第1位相差検出用マイクロレンズと反対方向に傾斜して屈曲した第2入射面を有する。
本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルにおいて、位相差検出用マイクロレンズは、0゜〜120゜の範囲で入射する光に対して一方の方向に対してのみ集光できるように、曲率半径を0.5mm〜1.5mmに製作することが好ましい。
図5は、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルのさらに他の実施形態を示す図である。
図5に示されているように、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、同じ色を有する2つの画素に対して特定方向に対してのみ光が流入可能に作用する位相差検出用マイクロレンズと、一般的な従来のマイクロレンズとが一体型に形成され、1つのマイクロレンズ175として実現されてもよい。
図5に示された位相差検出ピクセルの場合、本発明にかかる位相差検出用マイクロレンズと一般マイクロレンズとの間の領域(dead zone)がないことから、信号の大きさを改善することができ、レンズの曲率半径を調整して隣接ピクセルに集光される光を遮断することができる。
図6は、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルのさらに他の実施形態を示す図である。
本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルにおいて、マイクロレンズの形態は多様に変形実施可能である。図6を参照すれば、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、第1位相差検出用マイクロレンズ172および第2位相差検出用マイクロレンズ173の位置を移動させることにより、同じ色を有する2つの画素に対して特定方向に対してのみ光が流入可能にした。
第1位相差検出用マイクロレンズ172および第2位相差検出用マイクロレンズ173の移動量は、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルがイメージセンサの中央または外郭のどの領域に位置するかによって異なる。
この場合にも、第1位相差検出用マイクロレンズ172および第2位相差検出用マイクロレンズ173に対して1つのマイクロレンズを用いる代わりに、小さい大きさに製作されたマイクロレンズを2つ以上配列してもよい。
図7は、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルのさらに他の実施形態を示す図である。
位相差検出ピクセルとして使用しようとする領域に対しては、多数のピクセルに1つのマイクロレンズを形成する。
すなわち、図7(a)を参照すれば、グリーン(Gr)、レッド(R)、グリーン(Gr)、ブルー(B)ピクセルのアレイで構成された構造において、一般ピクセルは、それぞれの一般マイクロレンズ176を形成し、外部から流入する光が全方向に対して集光可能にした。これに対し、位相差の検出に用いられるピクセル(Gb、Gr)に対しては、4つのピクセルに1つの位相差検出用マイクロレンズ177を形成し、外部から流入する光が特定方向に対してのみ集光可能にした。
位相差検出は、同じカラー(Gr、Gb)を有するピクセルを使用し、レッド(R)およびブルー(B)ピクセルは位相差の検出に使用されない。
位相差検出のために1つの位相差検出用マイクロレンズ177を用いる場合、特定方向に対してのみ光が集光されるようにしたことから、信号の大きさが小さくなるので、周囲のピクセル値を用いてイメージ表現に用いることにより、解像度の低下を防止できるようにした。
一方、図7(b)に示されているように、2つのカラーフィルタアレイに1つの位相差検出用マイクロレンズ177を用いる構造として実現してもよい。
図7(a)に示された4つのカラーフィルタアレイに1つの位相差検出用マイクロレンズ177を用いる構造と同様の方法で位相差を実現し、図7(a)に比べて光の流入する方向の大きさが大きく、信号の大きさが増加する利点がある。
一方、位相差検出用マイクロレンズ177の形状が正方形状でない長方形状であるので、イメージセンサの全方向において位相差を実現しようとする場合には、位置に応じて長方形を横または縦方向に配列すればよい。
図8は、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルのさらに他の実施形態を示す図である。
図8を参照すれば、一般ピクセルは、それぞれのマイクロレンズ176を形成し、外部から流入する光が全方向に対して集光可能にし、位相差検出のためのピクセルの場合、4つのピクセルにすべてグリーンフィルタを形成し、1つの位相差検出用マイクロレンズ177を形成し、外部から流入する光が特定方向に対してのみ集光可能にした。
図7に提示されたピクセル構造の場合、同じ色を有するグリーン(Gr、Gb)ピクセルの信号抽出時間が同一でなく、位相差検出時に誤差が発生することがある。しかし、図9に示された構造の場合、同じラインのピクセルに対してすべて同じ色のグリーンフィルタ(green filter)に代替することにより、流入する光の量が少なくてもこのような誤差なく位相差を実現できる利点がある。
図7および図8では、2つおよび4つのピクセルに1つのマイクロレンズを用いると示されているが、ピクセルの個数は2つ以上に拡張可能である。
以上で説明したように、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルによれば、既存の位相差検出ピクセルの欠点である信号減少問題を解決し、イメージセンサの全領域において位相差検出機能を実現できる利点がある。
一方、本発明にかかるマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、単に位相差を検出する機能の実現に限らず、物体間の距離測定や3次元イメージ撮影などに多様に応用可能である利点がある。
以上、本発明に対する技術思想を添付図面と共に述べたが、これは、本発明の好ましい実施形態を例示的に説明したものであって本発明を限定するものではない。また、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、誰でも本発明の技術的思想の範疇を逸脱しない範囲内で多様な変形および模倣が可能であることは自明である。
110:半導体基板
120:フォトダイオード
130:金属配線層
140:絶縁層
150:保護膜層
160:カラーフィルタ層
170:マイクロレンズ層
120:フォトダイオード
130:金属配線層
140:絶縁層
150:保護膜層
160:カラーフィルタ層
170:マイクロレンズ層
Claims (18)
- 位相差検出ピクセルにおいて、
半導体基板に形成されたフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの上部に形成された金属配線層と、
前記金属配線層の上部に形成された絶縁層と、
前記絶縁層の上部に形成され、一般カラーフィルタ、および一対の位相差検出用カラーフィルタを備えるカラーフィルタ層と、
前記一般カラーフィルタの上部に形成された一般マイクロレンズ、および前記一対の位相差検出用カラーフィルタの上部にそれぞれ形成された位相差検出用マイクロレンズを含むマイクロレンズ層とを備え、
前記位相差検出用マイクロレンズは、
凸レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、一方の側に傾斜して屈曲した第1入射面を有する第1位相差検出用マイクロレンズと、
凸レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、前記第1位相差検出用マイクロレンズと反対方向に傾斜して屈曲した第2入射面を有する第2位相差検出用マイクロレンズとを含み、
前記位相差検出用カラーフィルタに対して特定方向から入射する光が、前記位相差検出用カラーフィルタに対応する前記フォトダイオードに集光されるように形成されたことを特徴とする、マイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。 - 位相差検出ピクセルにおいて、
半導体基板に形成されたフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの上部に形成された金属配線層と、
前記金属配線層の上部に形成された絶縁層と、
前記絶縁層の上部に形成され、一般カラーフィルタ、および一対の位相差検出用カラーフィルタを備えるカラーフィルタ層と、
前記一般カラーフィルタの上部に形成された一般マイクロレンズ、および前記一対の位相差検出用カラーフィルタの上部にそれぞれ形成された位相差検出用マイクロレンズを含むマイクロレンズ層とを備え、
前記位相差検出用マイクロレンズは、
凹レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、一方の側に傾斜して屈曲した第1入射面を有する第1位相差検出用マイクロレンズと、
凹レンズの中心を基準として水平方向および垂直方向に4等分した形状であって、前記第1位相差検出用マイクロレンズと反対方向に傾斜して屈曲した第2入射面を有する第2位相差検出用マイクロレンズとを含み、
前記位相差検出用カラーフィルタに対して特定方向から入射する光が、前記位相差検出用カラーフィルタに対応する前記フォトダイオードに集光されるように形成されたことを特徴とする、マイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。 - 前記一対の位相差検出用カラーフィルタは、
同じ色を有することを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。 - 前記絶縁層と前記カラーフィルタ層との間に保護膜層をさらに備えることを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 前記一対の位相差検出用カラーフィルタと前記一般カラーフィルタとの間にそれぞれ形成された遮断膜をさらに備えることを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 前記一対の位相差検出用カラーフィルタと前記一般カラーフィルタとの間にそれぞれ形成された積層フィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 前記一対の位相差検出用カラーフィルタの上部にそれぞれ複数の前記第1位相差検出用マイクロレンズおよび第2位相差検出用マイクロレンズが形成されたことを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 前記位相差検出用マイクロレンズは、
0.5mm〜1.5mmの曲率半径を有することを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。 - 前記マイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、イメージセンサの中央および外郭のどの領域に配列されても位相差の検出が可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 前記マイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、前面光(Front Side Illumination)構造のイメージセンサおよび背面光(Back Side Illumination)構造のイメージセンサにすべて適用可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 前記マイクロレンズを用いた位相差検出ピクセルは、物体間の距離測定または3次元イメージ撮影が可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 前記位相差検出用マイクロレンズは、
前記一般マイクロレンズに連結されて一体型に形成されたことを特徴とする、請求項2に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。 - 位相差検出ピクセルにおいて、
半導体基板に形成されたフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの上部に形成された金属配線層と、
前記金属配線層の上部に形成された絶縁層と、
前記絶縁層の上部に形成され、一般カラーフィルタ、および一対の位相差検出用カラーフィルタを備えるカラーフィルタ層と、
前記一般カラーフィルタの上部に形成された一般マイクロレンズ、および前記一対の位相差検出用カラーフィルタの上部にそれぞれ形成された位相差検出用マイクロレンズを含むマイクロレンズ層とを備え、
前記位相差検出用マイクロレンズは、
前記一対の位相差検出用カラーフィルタの垂直上部から、前記一般マイクロレンズを基準として互いに反対方向に所定距離移動して形成されたことを特徴とする、マイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。 - 前記一対の位相差検出用カラーフィルタの上部にそれぞれ複数の前記位相差検出用マイクロレンズが形成されたことを特徴とする、請求項13に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 位相差検出ピクセルにおいて、
半導体基板に形成されたフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの上部に形成された金属配線層と、
前記金属配線層の上部に形成された絶縁層と、
前記絶縁層の上部に形成され、一般カラーフィルタ、および位相差検出用カラーフィルタを備えるカラーフィルタ層と、
前記一般カラーフィルタの上部に形成された一般マイクロレンズ、および前記位相差検出用カラーフィルタの上部に形成され、前記位相差検出用カラーフィルタに対して特定方向から入射する光が、前記位相差検出用カラーフィルタに対応する前記フォトダイオードに集光されるように形成された位相差検出用マイクロレンズを含むマイクロレンズ層とを備え、
2つ以上の位相差検出用カラーフィルタに対して1つの前記位相差検出用マイクロレンズが形成され、
前記絶縁層と前記カラーフィルタ層との間に保護膜層をさらに備えることを特徴とする、マイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。 - 前記位相差検出用マイクロレンズの下部には、レッド(R)フィルタ、グリーン(Gr)フィルタ、ブルー(B)フィルタ、およびグリーン(Gb)フィルタが形成されたことを特徴とする、請求項15に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 前記位相差検出用マイクロレンズの下部には、レッド(R)フィルタおよびグリーン(Gr)フィルタ、またはブルー(B)フィルタおよびグリーン(Gb)フィルタが形成されたことを特徴とする、請求項15に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
- 前記位相差検出用マイクロレンズの下部には、2つまたは4つのグリーン(G)フィルタが形成されたことを特徴とする、請求項15に記載のマイクロレンズを用いた位相差検出ピクセル。
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