JP2024023149A - イメージセンサー - Google Patents

Abstract

【課題】鮮明な画質を具現化することができるイメージセンサーを提供する。【解決手段】イメージセンサーを提供する。このイメージセンサーは基板に配置され、第１方向に並んで配置される第１画素グループと第２画素グループを含み、第１画素グループは第１色の第１光を感知する第１サブグループと第２色の第２光を感知する第２サブグループを含み、第２画素グループは第１サブグループと第３色の第３光を感知する第３サブグループを含み、第１サブグループは各々ｎ行とｍ列で構成された第１画素を含み、第２サブグループは各々ｎ行とｍ列で構成された第２画素を含み、第３サブグループは各々ｎ行とｍ列で構成された第３画素を含み、ｎ又はｍは２以上の自然数である。【選択図】図３

Description

本発明はイメージセンサーに関する。

イメージセンサーは、光学映像（Ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｅ）を電気信号に変換する半導体素子である。前記イメージセンサーは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）型及びＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型に分類されることができる。前記ＣＭＯＳ型イメージセンサーはＣＩＳ（ＣＭＯＳ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）と略称される。前記ＣＩＳは、２次元的に配列された複数の画素を具備する。前記画素の各々はフォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）ＰＤを含む。前記フォトダイオードは、入射される光を電気信号に変換する役割を担う。

米国特許第１１，３２３，６４０ Ｂ２号公報

本発明が解決しようとする課題は鮮明な画質を具現化することができるイメージセンサーを提供することにある。

本発明が解決しようとする課題は以上で言及した課題に制限されず、言及していないその他の課題は下の記載から当業者に明確に理解されるべきである。

前記課題を達成するための本発明の実施形態によるイメージセンサーは、基板に配置され、第１方向に並んで配置される第１画素グループと第２画素グループを含み、前記第１画素グループは、第１色の第１光を感知する第１サブグループと第２色の第２光を感知する第２サブグループを含み、前記第２画素グループは、前記第１サブグループと第３色の第３光を感知する第３サブグループを含み、前記第１サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第１画素を含み、前記第２サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第２画素を含み、前記第３サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第３画素を含み、前記ｎ又は前記ｍは２以上の自然数である。

本発明の一実施形態によるイメージセンサーは、基板に配置され、時計回りに沿って配置される第１乃至第４画素グループを含み、前記第１及び第３画素グループは、各々第１色の第１光を感知する複数の第１サブグループと第２色の第２光を感知する複数の第２サブグループを含み、前記第２及び第４画素グループは、各々前記複数の第１サブグループと第３色の第３光を感知する複数の第３サブグループを含み、前記複数の第１サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第１画素を含み、前記複数の第２サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第２画素を含み、前記複数の第３サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第３画素を含み、前記ｎ又は前記ｍは２以上の自然数であり、前記複数の第２サブグループの中の１つの画素と前記複数の第３サブグループの中の１つの画素の間に前記複数の第１サブグループの中の１つの画素が配置される。

本発明の他の実施形態によるイメージセンサーは、基板に配置され、第１方向に並んで配置される第１画素グループと第２画素グループを含み、前記第１画素グループは、第１色の第１光を感知する第１サブグループと第２色の第２光を感知する第２サブグループを含み、前記第２画素グループは、前記第１サブグループと第３色の第３光を感知する第３サブグループを含み、前記第１サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第１画素を含み、前記第２サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第２画素を含み、前記第３サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第３画素を含み、前記ｎ又は前記ｍは２以上の自然数であり、前記イメージセンサーは、前記基板上に配置され、前記第１画素と各々重畳される第１高屈折パターンと、前記基板上に配置され、前記第２サブグループの中心と重畳される第２高屈折パターンと、前記第１高屈折パターンと前記第２高屈折パターンを覆う平坦膜と、前記平坦膜上に配置され、前記第１高屈折パターンと各々重畳される第３高屈折パターンと、前記平坦膜上に配置され、前記第２高屈折パターンと重畳される第４高屈折パターンと、をさらに含む。

本発明のイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイは、画素グループが各々２つの色のみを感知する特別な配列を有して、デモザイク過程が省略されることができる。したがって、デモザイク過程によるノイズがなく、モアレ（Ｍｏｉｒｅ）がない。また、低い電力で駆動が可能であり、実際の解像度（又はＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ））が向上されたイメージを得ることができる。

また、本発明によるイメージセンサーでは（ビニング動作の時）すべての画素グループで緑色に対するデータを得ることができる。したがって、人の目に最も敏感である緑色に対するデータを十分に得ることができるので、感度を向上させることができる。また、赤色と青色に対してサンプリングされるデータの数字／量が増加して（２倍になって）解像度が向上されることができる。

また、本発明によるイメージセンサーでは高屈折パターンを利用して有効受光領域の面積を増加させることができる。したがって、光感度を向上させることができる。

本発明の実施形態によるイメージセンサーを説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの回路図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの平面図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーの平面図である。 本発明の実施形態によってイメージセンサーに属する１つの画素グループの細部平面図である。 図４Ａ又は図４ＢをＡ－Ａ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーでデータ処理方式を示すブロック図である。 本発明の実施形態によるオリジナルイメージデータを示す図である。 本発明の実施形態によって第１変換回路から得た第１イメージデータを示す図である。 本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す図である。 本発明の実施形態によって図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。 本発明の実施形態によって図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。 本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す図である。 本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す図である。 本発明の実施形態によって図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。 本発明の実施形態によって図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。 本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す。 本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す。 本発明の実施形態によるイメージセンサーの平面図である。 図１４をＡ－Ａ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーで有効受光領域を示す図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーで有効受光領域を示す図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーで有効受光領域を示す図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの平面図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの平面図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの平面図である。 本発明の実施形態によって図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。 本発明の実施形態によって図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。 本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す図である。 本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す図である。 本発明の実施形態によって図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。 本発明の実施形態によって図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。 本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す図である。 本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図である。 本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図である。

以下、本発明をより具体的に説明するために添付図面を参照しながら、本発明による実施形態をより詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態によるイメージセンサーを説明するためのブロック図である。

図１を参照すれば、イメージセンサー１０００は、外部から光を受信してデジタル信号を生成することができる。イメージセンサー１０００を含む電子装置はデジタル信号に基づいて、ディスプレーパネルにイメージを表示することができる。例として、イメージセンサー１０００を含む電子装置は、スマートフォン（ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ）、タブレットＰＣ（ｔａｂｌｅｔ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ラップトップＰＣ（ｌａｐｔｏｐ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ウェアラブル（Ｗｅａｒａｂｌｅ）装置等のような様々な類型の電子装置の中の１つで具現化されることができる。

イメージセンサー１０００は、アクティブピクセルセンサーアレイ（Ａｃｔｉｖｅ Ｐｉｘｅｌ Ｓｅｎｓｏｒ ａｒｒａｙ）１００１、行デコーダー（ｒｏｗ ｄｅｃｏｄｅｒ）１００２、行ドライバー（ｒｏｗ ｄｒｉｖｅｒ）１００３、列デコーダー（ｃｏｌｕｍｎ ｄｅｃｏｄｅｒ）１００４、タイミング発生器（ｔｉｍｉｎｇ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１００５、相関二重サンプラー（ＣＤＳ：Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｅｒ）１００６、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１００７、及び入出力バッファ（Ｉ／Ｏ ｂｕｆｆｅｒ）１００８を含むことができる。

アクティブピクセルセンサーアレイ１００１は、２次元的に配列された複数の画素を含み、光信号を電気的信号に変換することができる。アクティブピクセルセンサーアレイ１００１は、行ドライバー１００３からピクセル選択信号、リセット信号、及び電荷伝送信号のような複数の駆動信号によって駆動されることができる。また、変換された電気的信号は、相関二重サンプラー１００６に提供されることができる。

行ドライバー１００３は、行デコーダー１００２でデコーディングされた結果に応じて、多数のピクセルを駆動するための多数の駆動信号をアクティブピクセルセンサーアレイ１００１に提供することができる。ピクセルが行列形状に配列された場合に、各行別に駆動信号が提供されることができる。

タイミング発生器１００５は、行デコーダー１００２及び列デコーダー１００４にタイミング（ｔｉｍｉｎｇ）信号及び制御信号を提供することができる。

相関二重サンプラー（ＣＤＳ）１００６は、アクティブピクセルセンサーアレイ１００１で生成された電気信号を受信して維持（ｈｏｌｄ）及びサンプリングすることができる。相関二重サンプラー１００６は、特定の雑音レベル（ｎｏｉｓｅ ｌｅｖｅｌ）と電気的信号による信号レベルを二重にサンプリングして、雑音レベルと信号レベルとの差分に該当する差分レベルを出力することができる。

アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１００７は、相関二重サンプラー１００６で出力された差分レベルに該当するアナログ信号をデジタル信号に変換して出力することができる。

入出力バッファ１００８はデジタル信号をラッチ（ｌａｔｃｈ）し、ラッチされた信号は列デコーダー１００４でのデコーディング結果に応じて順次的に映像信号処理部（図示せず）にデジタル信号を出力することができる。

図２は、本発明の実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの回路図である。

図１及び図２を参照すれば、アクティブピクセルセンサーアレイ１００１は複数の画素ＰＸを含み、画素ＰＸはマトリックス形状に配列されることができる。各々の画素ＰＸは伝送トランジスタＴＸを含むことができる。各々の画素ＰＸは、ロジックトランジスタＲＸ、ＳＸ、ＤＸをさらに含むことができる。ロジックトランジスタは、リセットトランジスタＲＸ、選択トランジスタＳＸ、又はソースフォロワートランジスタＤＸであり得る。伝送トランジスタＴＸは伝送ゲートＴＧを含むことができる。各々の画素ＰＸは、光電変換部ＰＤ及び浮遊拡散領域ＦＤをさらに含むことができる。ロジックトランジスタＲＸ、ＳＸ、ＤＸは、複数の画素ＰＸ同士互いに共有されることができる。

光電変換部ＰＤは、外部から入射された光の量に比例して光電荷を生成及び蓄積することができる。光電変換部ＰＤは、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトゲート、ピンドフォトダイオード、及びこれらの組合を含むことができる。伝送トランジスタＴＸは、光電変換部ＰＤで生成された電荷を浮遊拡散領域ＦＤに伝送することができる。浮遊拡散領域ＦＤは、光電変換部ＰＤで生成された電荷が伝送されて累積的に格納することができる。浮遊拡散領域ＦＤに蓄積された光電荷の量に応じてソースフォロワートランジスタＤＸが制御されることができる。

リセットトランジスタＲＸは、浮遊拡散領域ＦＤに蓄積された電荷を周期的にリセットさせることができる。リセットトランジスタＲＸのドレーン電極は、浮遊拡散領域ＦＤと連結され、ソース電極は電源電圧ＶＤＤに連結されることができる。リセットトランジスタＲＸがターンオン（ｔｕｒｎ－ｏｎ）されれば、リセットトランジスタＲＸのソース電極と連結された電源電圧ＶＤＤが浮遊拡散領域ＦＤに印加されることができる。したがって、リセットトランジスタＲＸがターンオンされれば、浮遊拡散領域ＦＤに蓄積された電荷が排出されて、浮遊拡散領域ＦＤがリセットされることができる。

ソースフォロワーゲート電極ＳＦを含むソースフォロワートランジスタＤＸは、ソースフォロワーバッファ増幅器（ｓｏｕｒｃｅ ｆｏｌｌｏｗｅｒ ｂｕｆｆｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の役割をすることができる。ソースフォロワートランジスタＤＸは、浮遊拡散領域ＦＤでの電位変化を増幅し、これを出力ラインＶｏｕｔに出力することができる。

選択ゲート電極ＳＥＬを含む選択トランジスタＳＸは、行単位に読み出す単位画素ＵＰを選択することができる。選択トランジスタＳＸがターンオンされる時、電源電圧ＶＤＤがソースフォロワートランジスタＤＸのドレーン電極に印加されることができる。

図３は、本発明の実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの平面図である。

図３を参照すれば、本例にしたがうアクティブピクセルセンサーアレイ１００１では、基板（図５の１）に画素分離部ＤＴＩが配置されて複数の画素ＰＸを互いに分離させる。隣接する複数の画素ＰＸは、１つのサブグループＳＧを構成することができる。サブグループＳＧは複数に提供されることができる。隣接する複数のサブグループＳＧは、１つの画素グループＰＧを構成することができる。画素グループＰＧは複数に提供されることができる。画素グループＰＧは、時計回りに沿って第１乃至第４画素グループＰＧ（１）～ＰＧ（４）を含むことができる。第１及び第２画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（２）は、第１方向Ｘ１に沿って並べて配列されることができる。第４及び第１画素グループＰＧ（４）、ＰＧ（１）は、第１方向Ｘ１と交差する第２方向Ｘ２に沿って並べて配列されることができる。第４及び第２画素グループＰＧ（４）、ＰＧ（２）は、第１方向Ｘ１及び第２方向Ｘ２と同時に交差する第３方向Ｘ３に沿って並べて配列されることができる。第１及び第３画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（３）は、第１乃至第３方向Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３と同時に交差する第４方向Ｘ４に沿って並べて配列されることができる。

第１及び第３画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（３）は、各々２行と２列で配置される第１及び第２サブグループＳＧ（１）、ＳＧ（２）を含むことができる。第１サブグループＳＧ（１）は、各々第１色の第１光を感知する２行と２列で配置される第１画素ＰＸ（１）を含む。第２サブグループＳＧ（２）は、第２色の第２光を感知する２行と２列で配置される第２画素ＰＸ（２）を含む。前記第１色の第１光は緑色波長の光であり得る。前記第２色の第２光は赤色波長の光であり得る。第１及び第３画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（３）で各々第１サブグループＳＧ（１）は、第３方向Ｘ３に沿って並んで配置されることができる。第２サブグループＳＧ（２）は、第４方向Ｘ４に沿って並んで配置されることができる。本明細書で光は光子（Ｐｈｏｔｏｎ）とも称されることができる。

第４及び第２画素グループＰＧ（４）、ＰＧ（２）は、２行と２列で配置される第１及び第３サブグループＳＧ（１）、ＳＧ（３）を含むことができる。第３サブグループＳＧ（３）は、第３色の第３光を感知する２行と２列で配置される第３画素ＰＸ（３）を含む。第３色の第３光は青色波長の光であり得る。第４及び第２画素グループＰＧ（４）、ＰＧ（２）で各々第１サブグループＳＧ（１）は、第３方向Ｘ３に沿って並んで配置されることができる。第３サブグループＳＧ（３）は、第４方向Ｘ４に沿って並んで配置されることができる。

本例において、１つのサブグループＳＧに属する画素が、２列と２行の配列を有することとして図示したが、これに限定されない。１つのサブグループＳＧに属する画素は、ｎ行とｍ列の配列を有することができる。ｎ又はｍは２以上の自然数である。ｎとｍは互いに同一であり得る。

第１及び第３画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（３）は、前記第３サブグループＳＧ（３）を排除する。即ち、第１及び第３画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（３）は第３光を感知しない。第４及び第２画素グループＰＧ（４）、ＰＧ（２）は、前記第２サブグループＳＧ（２）を排除する。即ち、第４及び第２画素グループＰＧ（４）、ＰＧ（２）は第２光を感知しない。

図４Ａは、本発明の実施形態によるイメージセンサーの平面図である。図４Ｂは、本発明の実施形態によってイメージセンサーに属する１つの画素グループの細部平面図を示す。図５は、図４Ａ又は図４ＢをＡ－Ａ’線に沿って切断した断面図である。

図４Ａ、図４Ｂ、及び図５を参照すれば、イメージセンサー１００は、第１基板１を含む。第１基板１には図１を参照して説明したブロックのための領域が配置される。前記第１基板１は、例えばシリコン単結晶ウエハ、シリコンエピタキシャル層又はＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり得る。前記第１基板１は、例えば第１導電型の不純物でドーピングされることができる。例えば、前記第１導電型はＰ型であり得る。前記第１基板１は、互いに反対になる第１面１ａと第２面１ｂを含む。本明細書において、前面１ａは第１面１ａであると称され、背面１ｂは第２面１ｂであると称されることができる。前記第１基板１は複数の画素ＰＸを含むことができる。

第１基板１のアクティブピクセルセンサーアレイ領域には、図３を参照して説明した画素グループＰＧ、サブグループＳＧ、及び画素ＰＸが配置される。画素分離部ＤＴＩは、平面的に網目形状を有することができる。

画素分離部ＤＴＩは、画素グループ分離部ＤＴＩ＿Ｍと画素分離部ＤＴＩ＿Ｐを含むことができる。前記画素グループ分離部ＤＴＩ＿Ｍは、隣接するサブグループＳＧの間に介在され、隣接するサブグループＳＧを分離させる。画素グループ分離部ＤＴＩ＿Ｍはまた、隣接する画素グループＰＧの間に介在され、隣接する画素グループＰＧを分離させる。前記画素分離部ＤＴＩ＿Ｐは、１つのサブグループＳＧ内で画素ＰＸを分離させる。平面視において、前記画素分離部ＤＴＩ＿Ｐは、画素グループ分離部ＤＴＩ＿Ｍの側面からサブグループＳＧの中心ＰＧ＿Ｃに向かって突出されることができる。図４Ｂ及び図５のように前記画素分離部ＤＴＩ＿Ｐは、サブグループＳＧの中心ＰＧ＿Ｃに不在することができる。したがって、１つのサブグループＳＧの中心ＰＧ＿Ｃで前記画素分離部ＤＴＩ＿Ｐは、互いに離隔されることができる。

画素分離部ＤＴＩは、第１基板１の前面１ａから背面１ｂに向かって形成された深いトレンチ２２内に位置する。画素分離部ＤＴＩは、埋め込み絶縁パターン１２、分離絶縁パターン１６、及び分離導電パターン１４を含むことができる。前記埋め込み絶縁パターン１２は、前記分離導電パターン１４と第１層間絶縁膜ＩＬ１１との間に介在されることができる。前記分離絶縁パターン１６は、前記分離導電パターン１４と前記第１基板１との間、そして前記埋め込み絶縁パターン１２と前記第１基板１との間に介在されることができる。

埋め込み絶縁パターン１２、分離絶縁パターン１６は、前記第１基板１と異なる屈折率を有する絶縁物質で形成されることができる。埋め込み絶縁パターン１２、分離絶縁パターン１６は、例えばシリコン酸化物を含むことができる。分離導電パターン１４は前記第１基板１と離隔されることができる。分離導電パターン１４は、不純物がドーピングされたポリシリコン膜やシリコンゲルマニウム膜を含むことができる。前記ポリシリコンやシリコンゲルマニウム膜にドーピングされた不純物は、ホウ素、リン、ヒ素の中で１つであり得る。或いは分離導電パターン１４は金属膜を含むことができる。

分離導電パターン１４には負のバイアス電圧を印加されることができる。前記分離導電パターン１０は、共通バイアスラインの役割をすることができる。したがって、画素分離部ＤＴＩと接する第１基板１の表面に存在することができる正孔を掴んで暗電流特性を改善させることができる。

画素分離部ＤＴＩは、前記第１基板１の前面１ａから背面１ｂに向かって行くほど、狭い幅を有する。

前記画素ＰＸで前記第１基板１内には光電変換部ＰＤが各々配置されることができる。前記光電変換部ＰＤは、前記第１導電型と反対になる第２導電型の不純物でドーピングされることができる。前記第２導電型はＮ型であり得る。前記光電変換部ＰＤにドーピングされたＮ型の不純物は、周辺の第１基板１にドーピングされたＰ型の不純物とＰＮ接合を成してフォトダイオードを提供することができる。

前記第１基板１内には前記前面１ａに隣接する素子分離部ＳＴＩが配置されることができる。前記素子分離部ＳＴＩは、画素分離部ＤＴＩによって貫通されることができる。前記素子分離部ＳＴＩは、各画素ＰＸで前記前面１ａに隣接する活性領域を限定することができる。前記活性領域は、図２のトランジスタＴＸ、ＲＸ、ＤＸ、ＳＸのために提供されることができる。

図４Ｂを参照すれば、各画素ＰＸで前記第１基板１の前記前面１ａ上には伝送ゲートＴＧが配置されることができる。１つのサブグループＳＧに属する画素ＰＸで伝送ゲートＴＧは、１つのサブグループＳＧの中心ＰＧ＿Ｃに隣接するように配置されることができる。前記伝送ゲートＴＧの一部は、前記第１基板１の内に延長されることができる。前記伝送ゲートＴＧはＶｅｒｔｉｃａｌタイプであり得る。或いは前記伝送ゲートＴＧは、前記第１基板１の内に延長されず、平坦な形状であるＰｌａｎａｒタイプであってもよい。前記伝送ゲートＴＧと前記第１基板１との間にはゲート絶縁膜Ｇｏｘが介在されることができる。１つのサブグループＳＧの中心ＰＧ＿Ｃにおいて前面１ａに隣接して前記第１基板１内には浮遊拡散領域ＦＤが配置されることができる。前記浮遊拡散領域ＦＤには、例えば前記第２導電型の不純物がドーピングされることができる。浮遊拡散領域ＦＤは４つの伝送ゲートＴＧに隣接することができる。１つのサブグループＳＧを構成する４つの画素ＰＸは、１つの浮遊拡散領域ＦＤを互いに共有することができる。

前記イメージセンサー１００は背面受光イメージセンサーであり得る。光は、前記第１基板１の背面１ｂを通じて前記第１基板１内に入射されることができる。入射された光によって前記ＰＮ接合で電子－正孔対が生成されることができる。このように生成された電子は、前記光電変換部ＰＤに移動されることができる。前記伝送ゲートＴＧに電圧を印加すれば、前記電子は、前記浮遊拡散領域ＦＤに移動されることができる。

図示しないが、画素ＰＸで前記前面１ａ上にリセットトランジスタＲＸ、選択トランジスタＳＸ、及びソースフォロワートランジスタＤＸが配置されることができる。

前記前面１ａには第１層間絶縁膜ＩＬ１１が配置される。前記第１層間絶縁膜ＩＬ１１は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜、多孔性低誘電膜の中で選択される少なくとも１つの膜の多層膜で形成されることができる。前記第１層間絶縁膜ＩＬ１１の間又は内には第１配線１５が配置されることができる。前記浮遊拡散領域ＦＤは、第１コンタクトプラグ１７によって前記第１配線１５に連結されることができる。前記第１コンタクトプラグ１７は、前記第１層間絶縁膜ＩＬ１１の中で前記前面１ａに最も近い（最上層の）第１層間絶縁膜ＩＬ１１を貫通することができる。第１層間絶縁膜ＩＬ１１の中で最下位のものはパッシベーション膜ＰＬ１で覆われることができる。前記パッシベーション膜ＰＬ１は、シリコン酸化物、ＳｉＣＮ、ＳｉＮの中で少なくとも１つの単一膜又は多重膜構造を含むことができる。

第１基板１の背面１ｂは、固定電荷膜Ａ１と反射防止膜Ａ２で順に覆われることができる。前記固定電荷膜Ａ１は前記背面１ｂと接することができる。前記固定電荷膜Ａ１は負の固定電荷を有することができる。前記固定電荷膜Ａ１は、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、チタニウム（Ｔｉ）、イットリウム、及びランタノイドを含むグループで選択される少なくとも１つの金属を含む金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）又は金属フッ化物（ｍｅｔａｌ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）で成されることができる。例えば、前記固定電荷膜Ａ１は、ハフニウム酸化膜又はアルミニウム酸化膜であり得る。この時、前記固定電荷膜Ａ１の周辺には正孔の蓄積（ｈｏｌｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）が発生することができる。したがって、暗電流の発生及びホワイトスポット（ｗｈｉｔｅ ｓｐｏｔ）を効果的に減少させることができる。

反射防止膜Ａ２は、チタニウム酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化物、及びハフニウム酸化物の中で少なくとも１つの単一膜又は多重膜構造を有することができる。

反射防止膜Ａ２上にはグリッドパターンＷＧが配置されることができる。前記グリッドパターンＷＧは、順に積層された遮光パターン４８ａと低屈折パターン５０ａを含む。グリッドパターンＷＧは前記画素分離部ＤＴＩと重畳されることができる。遮光パターン４８ａは、チタニウム、チタニウム窒化物、タングステンの中で少なくとも１つを含むことができる。低屈折パターン５０ａは、カラーフィルターＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３の屈折率より小さい屈折率を有する物質を含むことができる。好ましくは、低屈折パターン５０ａは１．３以下の屈折率を有する。遮光パターン４８ａの側壁は、低屈折パターン５０ａの側壁と整列される。

グリッドパターンＷＧの間にカラーフィルターＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３が配置されることができる。カラーフィルターＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３は、第１乃至第３カラーフィルターＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３を含むことができる。第１カラーフィルターＣＦ１は、第１色を有することができ、第１サブグループＳＧ（１）を覆う。第２カラーフィルターＣＦ２は、第２色を有することができ、第２サブグループＳＧ（２）を覆う。第３カラーフィルターＣＦ３は、第３色を有することができ、第３サブグループＳＧ（３）を覆う。前記第１色は、好ましくは緑色あり、前記第２色は、好ましくは赤色であり、前記第３色は、好ましくは青色である。

カラーフィルターＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３上にはマイクロレンズＭＬが各々配置されることができる。１つのサブグループＳＧ上には１つのマイクロレンズＭＬが位置する。マイクロレンズＭＬは、平面的に円形の形状を有することができる。

本発明のイメージセンサーではプルモード（Ｆｕｌｌ ｍｏｄｅ）で各々の画素ＰＸに対して電圧レベル又は出力レベルを求めてイメージを得ることができる。或いは本発明のイメージセンサーは下で説明する他の方式にデータを処理することができる。

図６は、本発明の実施形態によるイメージセンサーでデータ処理方式を示すブロック図である。図７は、本発明の実施形態によるオリジナルイメージデータを示す。図８は、本発明の実施形態によって第１変換回路から得た第１イメージデータを示す。図９は、本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す。

図３、図６、及び図７を参照すれば、本発明のイメージセンサーは、第１乃至第３変換回路ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３を含む。第１変換回路ＣＣ１は、オリジナルイメージデータＯＤＡから１次ビニングを遂行して第１イメージデータＩＭＧ１を得る。

具体的に、アクティブピクセルセンサーアレイ１００１は、図３乃至図５を参照して説明した画素ＰＸ、サブグループＳＧ、画素グループＰＧを有することができる。画素ＰＸの各々は外部から光を受信することができる。画素ＰＸの各々は受信される光に対する情報を格納することができる。本発明の実施形態によるアクティブピクセルセンサーアレイ１００１は、サブグループＳＧ単位に動作することができる。サブグループＳＧは、サブグループＳＧに含まれる（４つの）画素ＰＸに受信された光に基づいて電気的信号を出力することができる。電気的信号は、サブグループＳＧから出力される電圧であり得る。サブグループＳＧから出力される電圧のレベルは、画素ＰＸ各々から出力される電圧のレベルの総和であるか、或いは電圧レベルの平均であり得る。

より具体的に、例えば、図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第１サブグループＳＧ（１）は、第１色（好ましくは、緑色）を有する。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第１画素グループＰＧ（１）の第１番目の第１サブグループＳＧ（１）に属する電圧のレベルＧ１１１は、前記第１番目の第１サブグループＳＧ（１）に属する４つの第１ピクセルＰＸ（１）の電圧レベルであるＧ１１１１、Ｇ１１１２、Ｇ１１１３、及びＧ１１１４の総和に対応されることができる。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第１画素グループＰＧ（１）の第２番目の第１サブグループＳＧ（１）に属する電圧のレベルＧ１１２は、前記第２番目の第１サブグループＳＧ（１）に属する４つの第１ピクセルＰＸ（１）の電圧レベルであるＧ１１２１、Ｇ１１２２、Ｇ１１２３、及びＧ１１２４の総和に対応されることができる。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第２画素グループＰＧ（２）の第１番目の第１サブグループＳＧ（１）に属する電圧のレベルＧ２１１は、前記第１番目の第１サブグループＳＧ（１）に属する４つの第１ピクセルＰＸ（１）の電圧レベルであるＧ２１１１、Ｇ２１１２、Ｇ２１１３、及びＧ２１１４の総和に対応されることができる。

図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第２サブグループＳＧ（２）は、第２色（好ましくは、赤色）を有する。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第１画素グループＰＧ（１）の第１番目の第２サブグループＳＧ（２）に属する電圧のレベルＲ１２１は、前記第１番目の第２サブグループＳＧ（２）に属する４つの第２ピクセルＰＸ（２）の電圧レベルであるＲ１２１１、Ｒ１２１２、Ｒ１２１３、及びＲ１２１４の総和に対応されることができる。

図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第３サブグループＳＧ（３）は、第３色（好ましくは、青色）を有する。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第２画素グループＰＧ（２）の第１番目の第３サブグループＳＧ（３）に属する電圧のレベルＢ２３１は、前記第１番目の第３サブグループＳＧ（３）に属する４つの第３ピクセルＰＸ（３）の電圧レベルであるＢ２３１１、Ｂ２３１２、Ｂ２３１３、及びＢ２３１４の総和に対応されることができる。このような方式において、第１変換回路ＣＣ１で１次ビニングを遂行して各サブグループＳＧで電圧レベルを得る。前記電圧レベルはアナログ信号に該当することができる。第１変換回路ＣＣ１は、アナログ信号ではないデジタル信号を出力することができる。具体的に、デジタル信号は、論理‘０’の値又は論理‘１’の値を示す電圧で構成されることができる。

自動焦点機能を遂行する場合、サブグループＳＧは、サブグループＳＧに含まれる４つの画素ＰＸの中で第１方向Ｘ１又は第２方向Ｘ２に隣接する２つの画素ＰＸに受信された光に基づいて電気的信号を出力してもよい。

図６、図８、及び図９を参照すれば、第２変換回路ＣＣ２は、第１乃至第３色のデータを含む第１イメージデータＩＭＧ１から２次ビニングを遂行して第１色のデータを含む第２イメージデータＩＭＧ２と第２及び第３色のデータを含む第３イメージデータＩＭＧ３を求む。

第１イメージデータＩＭＧ１で対角線方向（第３方向Ｘ３及び／又は第４方向Ｘ４）に隣接する２つのサブグループＳＧの間の電圧レベル（又は、デジタル信号や出力レベル）を合計するか、或いは１／２して第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３で画素グループＰＧのデータとして使用する。

具体的に、図９の第２イメージデータＩＭＧ２は、各画素グループＰＧで第１色（好ましくは、緑色）に対するデータのみを含む。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第１画素グループＰＧ（１）の第１サブグループＳＧ（１）の電圧レベルＧ１１１とＧ１１２の和の１／２は、図９の第２イメージデータＩＭＧ２で第１画素グループＰＧ（１）の電圧レベルＧ１に対応されることができる。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第２画素グループＰＧ（２）の第１サブグループＳＧ（１）の電圧レベルＧ２１１とＧ２１２の和の１／２は、図９の第２イメージデータＩＭＧ２で第２画素グループＰＧ（２）の電圧レベルＧ２に対応されることができる。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第３画素グループＰＧ（３）の第１サブグループＳＧ（１）の電圧レベルＧ３１１とＧ３１２の和の１／２は、図９の第２イメージデータＩＭＧ２で第３画素グループＰＧ（３）の電圧レベルＧ３に対応されることができる。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第４画素グループＰＧ（４）の第１サブグループＳＧ（１）の電圧レベルＧ４１１とＧ４１２の和の１／２は、図９の第２イメージデータＩＭＧ２で第４画素グループＰＧ（４）の電圧レベルＧ４に対応されることができる。

図９の第３イメージデータＩＭＧ３は、奇数番目画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（３）で第２色（好ましくは、赤色）に対するデータと偶数番目画素グループＰＧ（２）、ＰＧ（４）で第３色（好ましくは、青色）に対するデータを含む。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第１画素グループＰＧ（１）の第２サブグループＳＧ（２）の電圧レベルＲ１２１とＲ１２２の和の１／２は、図９の第３イメージデータＩＭＧ３で第１画素グループＰＧ（１）の電圧レベルＲ１に対応されることができる。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第３画素グループＰＧ（３）の第２サブグループＳＧ（２）の電圧レベルＲ３２１とＲ３２２の和の１／２は、図９の第３イメージデータＩＭＧ３で第３画素グループＰＧ（３）の電圧レベルＲ３に対応されることができる。

図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第２画素グループＰＧ（２）の第３サブグループＳＧ（３）の電圧レベルＢ２３１とＢ２３２の和の１／２は、図９の第３イメージデータＩＭＧ３で第２画素グループＰＧ（２）の電圧レベルＢ２に対応されることができる。図８の第１イメージデータＩＭＧ１で第４画素グループＰＧ（４）の第３サブグループＳＧ（３）の電圧レベルＢ４３１とＢ４３２の和の１／２は、図９の第３イメージデータＩＭＧ３で第４画素グループＰＧ（４）の電圧レベルＢ４に対応されることができる。

図６及び図９を参照すれば、第３変換回路ＣＣ３は、第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を組み合わせて第４イメージデータＩＭＧ４を得る。

本発明によるイメージセンサーではアクティブピクセルセンサーアレイは、図３のような配列を有するので、デモザイク過程が省略されることができ、デモザイク過程によるノイズがなく、モアレ（Ｍｏｉｒｅ）がない。また、イメージセンサーは、１次ビニングと２次ビニングを通じて、低い電力で駆動が可能であり、実際の解像度（又はＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ））が向上されたイメージを得ることができる。

既存ベイヤーパターンの配列では、（ビニング動作の時）互いに隣接する４つの画素グループＰＧ（１）～ＰＧ（４）の中で２つの画素グループで緑色に対するデータ、１つの画素グループで赤色に対するデータ、そして残りの１つの画素グループで青色に対するデータを得た。

本発明によるイメージセンサーでは、（ビニング動作の時）図９のように、互いに隣接する４つの画素グループＰＧ（１）～ＰＧ（４）で緑色に対するデータを得ることができる。したがって、人の目に最も敏感である緑色に対するデータを十分に得ることができるので、感度を向上させることができる。また、本発明によるイメージセンサーでは、（ビニング動作の時）互いに隣接する４つの画素グループＰＧ（１）～ＰＧ（４）の中で２つの画素グループ（例えば、ＰＧ（１）とＰＧ（３））で赤色に対するデータを得ることができ、これに隣接する２つの他の画素グループ（例えば、ＰＧ（２）とＰＧ（４））で青色に対するデータを得ることができる。したがって、本発明では既存ベイヤーパターン対比赤色と青色に対してサンプリングされるデータの数字／量が増加して（２倍になって）解像度が向上されることができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の実施形態によって図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す。

図１０Ａ及び図１１Ａを参照すれば、図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサー動作の時、第１フレーム（Ｆｒａｍｅ １）で第１及び第２画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（２）は、第１時間Ｌの間に光に露出される反面、第３及び第４画素グループＰＧ（３）、ＰＧ（４）は、第１時間Ｌより短い第２時間Ｓの間に光に露出される。このように第１フレーム（Ｆｒａｍｅ １）で露出時間を異ならせて各画素ＰＸで光による情報を生成し、図６を参照して説明した第１及び第２変換回路ＣＣ１、ＣＣ２を利用して図１１Ａの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を生成する。

図１０Ｂ及び図１１Ｂを参照すれば、図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサー動作の時、第２フレーム（Ｆｒａｍｅ ２）で第１及び第２画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（２）は、第２時間Ｓの間に光に露出される反面、第３及び第４画素グループＰＧ（３）、ＰＧ（４）は、第２時間（Ｓ）より長い第１時間Ｌの間に光に露出される。このように第２フレーム（Ｆｒａｍｅ ２）で露出時間を異ならせて各画素ＰＸで光による情報を生成し、図６を参照して説明した第１及び第２変換回路ＣＣ１、ＣＣ２を利用して図１１Ｂの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を生成する。

そして、図１１Ａの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３と図１１Ｂの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を組み合わせて、第４イメージデータ（図６のＩＭＧ４）を合成する。したがって、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）が改善された鮮明な画質のイメージを具現化することができる。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の実施形態によって図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。図１３Ａ及び図１３Ｂは、本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す。

図１２Ａ及び図１３Ａを参照すれば、図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサー動作の時、第１フレーム（Ｆｒａｍｅ １）で第１及び第２画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（２）は、第１時間Ｌの間に光に露出される反面、第３及び第４画素グループＰＧ（３）、ＰＧ（４）は、第１時間Ｌより短い第３時間Ｍの間に光に露出される。このように第１フレーム（Ｆｒａｍｅ １）で露出時間を異ならせて各画素ＰＸで光による情報を生成し、図６を参照して説明した第１及び第２変換回路ＣＣ１、ＣＣ２を利用して図１３Ａの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を生成する。

図１２Ｂ及び図１３Ｂを参照すれば、図３のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサー動作の時、第１及び第２画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（２）は、第３時間（Ｍ）の間に光に露出される反面、第３及び第４画素グループＰＧ（３）、ＰＧ（４）は、第３時間（Ｍ）より短い第２時間Ｓの間に光に露出される。このように第２フレーム（Ｆｒａｍｅ ２）で露出時間を異ならせて各画素ＰＸで光による情報を生成し、図６を参照して説明した第１及び第２変換回路ＣＣ１、ＣＣ２を利用して図１３Ｂの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を生成する。

そして、図１３Ａの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３と図１３Ｂの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を組み合わせて、第４イメージデータ（図６のＩＭＧ４）を合成する。したがって、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）が改善された鮮明な画質のイメージを具現化することができる。

図１４は、本発明の実施形態によるイメージセンサーの平面図である。図１５は、図１４をＡ－Ａ’線に沿って切断した断面図である。

図１４及び図１５を参照すれば、本例にしたがうイメージセンサー１００ａでは反射防止膜Ａ２上に図４Ａと図５のカラーフィルターＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３とマイクロレンズＭＬの代わりに第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６と第１及び第２平坦膜Ａ３、Ａ４が配置される。第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６は、第１及び第２平坦膜Ａ３、Ａ４より高い屈折率を有する物質で形成される。例えば、第１及び第２平坦膜Ａ３、Ａ４はシリコン酸化物で成され、第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６は、チタニウム酸化物及びシリコン窒化物の中で少なくとも１つの単一膜又は多重膜構造を有することができる。

第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６は各々、平面的に円形の形状を有することができる。第１高屈折パターンＮＰ１は、第１サブグループＳＧ（１）の第１画素ＰＸ（１）と各々重畳されることができる。第２高屈折パターンＮＰ２は、第２サブグループＳＧ（２）の中心と各々重畳されることができる。１つの第２高屈折パターンＮＰ２は、１つの第２サブグループＳＧ（２）に属する４つの第２画素ＰＸ（２）と同時に重畳されることができる。第３高屈折パターンＮＰ３は、第３サブグループＳＧ（３）の中心と各々重畳されることができる。１つの第３高屈折パターンＮＰ３は、１つの第３サブグループＳＧ（３）に属する４つの第３画素ＰＸ（３）と同時に重畳されることができる。

第１乃至第３高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ３は、第１平坦膜Ａ３で覆われることができる。第１平坦膜Ａ３上に第４乃至第６高屈折パターンＮＰ４～ＮＰ６が配置される。第４高屈折パターンＮＰ４は、第１高屈折パターンＮＰ１と各々重畳され、第１画素ＰＸ（１）上に配置される。第５高屈折パターンＮＰ５は、第２高屈折パターンＮＰ２と各々重畳され、第２サブグループＳＧ（２）の中心と各々重畳される。第６高屈折パターンＮＰ６は、第３高屈折パターンＮＰ３と各々重畳され、第３サブグループＳＧ（３）の中心と各々重畳される。

第１高屈折パターンＮＰ１は第１幅Ｗ１を有する。第２高屈折パターンＮＰ２は第２幅Ｗ２を有する。第３高屈折パターンＮＰ３は第３幅Ｗ３を有する。第４高屈折パターンＮＰ４は第４幅Ｗ４を有する。第５高屈折パターンＮＰ５は第５幅Ｗ５を有する。第６高屈折パターンＮＰ６は第６幅Ｗ６を有する。第１乃至第６幅Ｗ１～Ｗ６は互いに異なることができる。或いは、第１乃至第６幅Ｗ１～Ｗ６の中でいくつかは互いに同一であり得る。第１幅Ｗ１は第４幅Ｗ４より大きいか、或いは小さくてもよい。第２幅Ｗ２は第５幅Ｗ５より大きいか、或いは小さくてもよい。第３幅Ｗ３は第６幅Ｗ６より大きいか、或いは小さくてもよい。

周辺物質と屈折率差を有する第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６は、第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６を通過する光の位相を変化させることができる。これは、第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６のサブ波長の形状寸法によって発生する位相遅延（ｐｈａｓｅ ｄｅｌａｙ）によるものであり、位相が遅延される程度は、第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６の詳細な形状、寸法、配列形状等によって決定される。第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６は、各々で発生する位相遅延の程度を適切に設定して様々な光学機能を達成することができる。第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６は、同一波長の光を所定のターゲット領域に多重フォーカシングするように光の位相分布を調節することができる。

第１乃至第３高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ３は、平面的に円形に図示されたが、これに限定されず、方形、三角形、多角形等の様々な形状を有することができる。また、第１乃至第３高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ３は、立体的に円柱形状のみならず、円錐、四角錐、三角錐、多角錐、直方体等の様々な形状を有することができる。第１乃至第３高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ３の配置も上の説明に限定されず、多様であることができる。

図１６Ａ乃至図１６Ｃは、本発明の実施形態によるイメージセンサーで有効受光領域を示す。

例えば、第１及び第４高屈折パターンＮＰ１、ＮＰ４は、第１色（好ましくは、緑色）の光を第１サブグループＳＧ（１）の第１画素ＰＸ（１）に集光されるようにすることができる。図１６Ａを参照すれば、第１及び第４高屈折パターンＮＰ１、ＮＰ４によって第１色の光の有効受光領域ＥＳＧ１の平面積は、第１サブグループＳＧ（１）の平面積より大きくなる。

第２及び第５高屈折パターンＮＰ２、ＮＰ５は、第２色（好ましくは、赤色）の光を第２サブグループＳＧ（２）の第２画素ＰＸ（２）に集光されるようにすることができる。図１６Ｂを参照すれば、第２及び第５高屈折パターンＮＰ２、ＮＰ５によって第２色の光の有効受光領域ＥＳＧ２の平面積は、第２サブグループＳＧ（２）の平面積より大きくなる。

第３及び第６高屈折パターンＮＰ３、ＮＰ６は、第３色（好ましくは、青色）の光を第３サブグループＳＧ（３）の第３画素ＰＸ（３）に集光されるようにすることができる。図１６Ｃを参照すれば、第３及び第６高屈折パターンＮＰ３、ＮＰ６によって第３色の光の有効受光領域ＥＳＧ３の平面積は、第３サブグループＳＧ（３）の平面積より大きくなる。

このように、本発明の実施形態によるイメージセンサー１００ａは、第１乃至第６高屈折パターンＮＰ１～ＮＰ６を利用してカラーフィルターＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３が無くても望む波長の光を望む領域に集光することができ、マイクロレンズＭＬが無くても光を効率的に集光することができる。また、上で説明したように有効受光領域の面積が大きくなる。したがって、光感度を向上させることができる。

図１７Ａ及び図１７Ｂは、本発明の実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの平面図である。

図１７Ａを参照すれば、本例にしたがうアクティブピクセルセンサーアレイ１００１ａは、各々のサブグループＳＧが２つの画素ＰＸを含む。画素ＰＸは全て、第２方向Ｘ２に沿って細長いバー形状を有することができる。本例にしたがうアクティブピクセルセンサーアレイ１００１ｂは、自動焦点イメージセンサーに使用されることができる。その他の構造は、図３を参照して説明したことと同一／類似であることができる。

図１７Ｂを参照すれば、本例にしたがうアクティブピクセルセンサーアレイ１００１ａは、各々のサブグループＳＧが２つの画素ＰＸを含む。第１サブグループＳＧ（１）に属する第１画素ＰＸ（１）は、第２方向Ｘ２に沿って細長いバー形状を有することができる。第２サブグループＳＧ（２）に属する第２画素ＰＸ（２）は、第１方向Ｘ１に沿って細長いバー形状を有することができる。第３サブグループＳＧ（３）に属する第３画素ＰＸ（３）は、第１方向Ｘ１に沿って細長いバー形状を有することができる。その他の構造は、図３を参照して説明したことと同一／類似であることができる。

図１８は、本発明の実施形態によるイメージセンサーのアクティブピクセルセンサーアレイの平面図である。

図１８を参照すれば、本例にしたがうアクティブピクセルセンサーアレイ１００１ｃでは第１及び第２画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（２）は、各々２行と２列で配置される第１及び第２サブグループＳＧ（１）、ＳＧ（２）を含むことができる。第１サブグループＳＧ（１）は、各々第１光を感知する２行と２列で配置される第１画素ＰＸ（１）を含む。第２サブグループＳＧ（２）は、第２光を感知する２行と２列で配置される第２画素ＰＸ（２）を含む。第１光は緑色波長の光であり得る。第２光は赤色波長の光であり得る。第１及び第２画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（２）で各々第１サブグループＳＧ（１）は、第３方向Ｘ３に沿って並んで配置されることができる。第２サブグループＳＧ（２）は第４方向Ｘ４に沿って並んで配置されることができる。

第４及び第３画素グループＰＧ（４）、ＰＧ（３）は、２行と２列で配置される第１及び第３サブグループＳＧ（１）、ＳＧ（３）を含むことができる。第３サブグループＳＧ（３）は、第３光を感知する２行と２列で配置される第３画素ＰＸ（３）を含む。第３光は青色波長の光であり得る。第４及び第３画素グループＰＧ（４）、ＰＧ（３）で各々第１サブグループＳＧ（１）は、第３方向Ｘ３に沿って並んで配置されることができる。第３サブグループＳＧ（３）は第４方向Ｘ４に沿って並んで配置されることができる。その他の構成は、上で説明したことと同一／類似であることができる。

図１９Ａ及び図１９Ｂは、本発明の実施形態によって図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。図２０Ａ及び図２０Ｂは、本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す。

図１９Ａ及び図２０Ａを参照すれば、図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサー動作の時、第１フレーム（Ｆｒａｍｅ １）で第１及び第２画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（２）は、第１時間Ｌの間に光に露出される反面、第３及び第４画素グループＰＧ（３）、ＰＧ（４）は、第１時間Ｌより短い第２時間Ｓの間に光に露出される。このように第１フレーム（Ｆｒａｍｅ １）で露出時間を異ならせて各画素ＰＸで光による情報を生成し、図６を参照して説明した第１及び第２変換回路ＣＣ１、ＣＣ２を利用して図２０Ａの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を生成する。

図１９Ｂ及び図２０Ｂを参照すれば、図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサー動作の時、第２フレーム（Ｆｒａｍｅ ２）で第１及び第２画素グループＰＧ（１）、ＰＧ（２）は、第２時間Ｓの間に光に露出される反面、第３及び第４画素グループＰＧ（３）、ＰＧ（４）は、第２時間（Ｓ）より長い第１時間Ｌの間に光に露出される。このように第２フレーム（Ｆｒａｍｅ ２）で露出時間を異ならせて各画素ＰＸで光による情報を生成し、図６を参照して説明した第１及び第２変換回路ＣＣ１、ＣＣ２を利用して図２０Ｂの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を生成する。

そして、図２０Ａの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３と図２０Ｂの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を合成して、図６の第４イメージデータＩＭＧ４を得る。したがって、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）が改善された鮮明な画質のイメージを具現化することができる。

図２１Ａ及び図２１Ｂは、本発明の実施形態によって図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサーの動作状態を説明する図面である。図２２Ａ及び図２２Ｂは、本発明の実施形態によって第２変換回路から得た第２及び第３イメージデータを示す。

図２１Ａ及び図２２Ａを参照すれば、図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサー動作の時、第１フレーム（Ｆｒａｍｅ １）で第１画素グループＰＧ（１）は、第１時間Ｌの間に光に露出される反面、第３画素グループＰＧ（３）は、第１時間Ｌより短い第２時間Ｓの間に光に露出される。第２及び第４画素グループＰＧ（２）、ＰＧ（４）は、第３時間Ｍの間に光に露出される。前記第３時間Ｍは、前記第１時間Ｌよりは短く前記第２時間Ｓよりは長い。このように第１フレーム（Ｆｒａｍｅ １）で露出時間を異ならせて各画素ＰＸで光による情報を生成し、図６を参照して説明した第１及び第２変換回路ＣＣ１、ＣＣ２を利用して図２２ａの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を生成する。

図２１Ｂ及び図２２Ｂを参照すれば、図１８のアクティブピクセルセンサーアレイを有するイメージセンサー動作の時、第２フレーム（Ｆｒａｍｅ ２）で第１画素グループＰＧ（１）は、第２時間Ｓの間に光に露出される反面、第３画素グループＰＧ（３）は、第１時間Ｌの間に光に露出される。第２及び第４画素グループＰＧ（２）、ＰＧ（４）は、第３時間Ｍの間に光に露出される。このように第２フレーム（Ｆｒａｍｅ ２）で露出時間を異ならせて各画素ＰＸで光による情報を生成し、図６を参照して説明した第１及び第２変換回路ＣＣ１、ＣＣ２を利用して図２２Ｂの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を生成する。

そして、図２２Ａの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３と図２２Ｂの第２及び第３イメージデータＩＭＧ２、ＩＭＧ３を合成して、図６の第４イメージデータＩＭＧ４を得る。したがって、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）が改善された鮮明な画質のイメージを具現化することができる。

図２３は、本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図である。

図２３を参照すれば、本例にしたがうイメージセンサー１００ｂは、画素アレイ領域ＡＰＳ、光学ブラック領域ＯＢ、及びパッド領域ＰＡＤを有する第１基板１、第１基板１の前面１ａ上の配線層２００、配線層２００上に第２基板４００を含むことができる。配線層２００は、上部配線層２２１及び下部配線層２２３を含むことができる。画素アレイ領域ＡＰＳは、複数の画素ＰＸを含むことができる。画素アレイ領域ＡＰＳに配置される画素ＰＸは、先に図３乃至図２２Ｂを参照して説明したことと実質的に同一であることができる。

光学ブラック領域ＯＢで第１基板１上に遮光パターンＷＧ、第１連結構造体１２０、第１導電パッド８１、及びバルクカラーフィルター９０が提供されることができる。第１連結構造体１２０は、第１連結ライン１２１、絶縁パターン１２３、及び第１キャッピングパターン１２５を含むことができる。

第１連結ライン１２１の一部は、第１基板１の背面１ｂ上に提供されることができる。第１遮光パターンＷＧは、背面１ｂを覆い、第３トレンチＴＲ３及び第４トレンチＴＲ４の内壁をコンフォーマル（conformal）に覆うことができる。第１連結ライン１２１は、光電変換層１５０及び上部配線層２２１を貫通して光電変換層１５０及び配線層２００を連結することができる。より具体的に、第１連結ライン１２１は、上部配線層２２１及び下部配線層２２３内の配線及び光電変換層１５０内の画素分離部ＤＴＩの分離導電パターン１４と接触することができる。したがって、第１連結構造体１２０は、配線層２００内の配線と電気的に連結されることができる。第１連結ライン１２１は、金属物質、例えばタングステンを含むことができる。遮光パターンＷＧは、光学ブラック領域ＯＢ内に入射される光を遮断することができる。

第１導電パッド８１が第３トレンチＴＲ３の内部に提供されて第３トレンチＴＲ３の残りの部分を満たすことができる。第１導電パッド８１は、金属物質、例えばアルミニウムを含むことができる。第１導電パッド８１は、図５の分離導電パターン１４と連結されることができる。前記第１導電パッド８１を通じて図５の画素分離部ＤＴＩの分離導電パターン１４に負のバイアス電圧を印加することができる。したがって、ホワイトスポットや暗電流問題を防止／減少させることができる。

絶縁パターン１２３が第４トレンチＴＲ４の残りの部分を満たすことができる。絶縁パターン１２３は、光電変換層１５０及び配線層２００を、全部又は一部貫通することができる。絶縁パターン１２３の上面上に第１キャッピングパターン１２５が提供されることができる。第１キャッピングパターン１２５が絶縁パターン１２３上に提供されることができる。

バルクカラーフィルター９０が第１導電パッド８１、遮光パターンＷＧ、及び第１キャッピングパターン１２５上に提供されることができる。バルクカラーフィルター９０は、第１導電パッド８１、遮光パターンＷＧ、及び第１キャッピングパターン１２５を覆うことができる。第１保護膜７１がバルクカラーフィルター９０上に提供されてバルクカラーフィルター９０を密封することができる。

第１基板１の光学ブラック領域ＯＢに光電変換領域ＰＤ’及びダミー領域ＰＤ”が提供されることができる。前記光電変換領域ＰＤ’は、例えば第１導電型と異なる第２導電型の不純物でドーピングされることができる。第２導電型は、例えばＮ型であり得る。前記光電変換領域ＰＤ’は、光電変換領域ＰＤと類似な構造を有するが、光電変換領域ＰＤのような動作（即ち、光を受けて電気的信号を発生させる動作）を遂行しないことがあり得る。ダミー領域ＰＤ”は、不純物でドーピングされなくともよい。ダミー領域ＰＤ”で発生された信号は、その後の工程ノイズを除去する情報として使用されることができる。

パッド領域ＰＡＤで、第１基板１上に第２連結構造体１３０、第２導電パッド８３、及び第２保護膜７３が提供されることができる。第２連結構造体１３０は、第２連結ライン１３１、絶縁パターン１３３、及び第２キャッピングパターン１３５を含むことができる。

第２連結ライン１３１が第１基板１の背面１ｂ上に提供されることができる。より具体的に、第２連結ライン１３１は、背面１ｂを覆い、第５トレンチＴＲ５及び第６トレンチＴＲ６の内壁をコンフォーマルに覆うことができる。第２連結ライン１３１は、光電変換層１５０及び上部配線層２２１を貫通して光電変換層１５０及び配線層２００を連結することができる。より具体的に、第２連結ライン１３１は下部配線層２２３内の配線と接触することができる。したがって、第２連結構造体１３０は、配線層２００内の配線と電気的に連結されることができる。第２連結ライン１３１は、金属物質、例えばタングステンを含むことができる。

第２導電パッド８３が第５トレンチＴＲ５の内部に提供されて第５トレンチＴＲ５の残りの部分を満たすことができる。第２導電パッド８３は、金属物質、例えばアルミニウムを含むことができる。第２導電パッド８３は、イメージセンサー素子の外部との電気的連結通路の役割をすることができる。絶縁パターン１３３が第６トレンチＴＲ６の残りの部分を満たすことができる。絶縁パターン１３３は、光電変換層１５０及び配線層２００を、全部又は一部貫通することができる。第２キャッピングパターン１３５が絶縁パターン１３３上に提供されることができる。

図２４は、本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図である。

図２４を参照すれば、本例にしたがうイメージセンサー１００ｃは、第１乃至第３サブチップＣＨ１～ＣＨ３が順にボンディングされた構造を有することができる。前記第１サブチップＣＨ１は、好ましくはイメージセンシング機能をすることができる。前記第１サブチップＣＨ１は、図３乃至図２２Ｂを参照して説明したことと同一／類似であることができる。

前記第１サブチップＣＨ１は、第１基板１の前面１ａ上に伝送ゲートＴＧとこれを覆う第１層間絶縁膜ＩＬ１１を含むことができる。前記第１基板１は、画素アレイ領域ＡＰＳと縁領域ＥＧを含むことができる。前記画素アレイ領域ＡＰＳは複数の画素ＰＸを含むことができる。前記縁領域ＥＧは、図２３の光学ブラック領域ＯＢの一部に対応されることができる。

第１基板１には第１素子分離部ＳＴＩ１が配置されて活性領域を定義する。前記第１基板１には画素分離部ＤＴＩが配置されて、前記画素アレイ領域ＡＰＳで前記画素ＰＸを分離／限定することができる。画素分離部ＤＴＩは、前記縁領域ＥＧまで延長されることができる。画素分離部ＤＴＩは、図３乃至図５を参照して説明したことと同一／類似でることができる。

第１基板１の前面１ａは、第１層間絶縁膜ＩＬ１１で覆われることができる。前記第１層間絶縁膜ＩＬ１１の間又は内には第１配線１５が配置されることができる。浮遊拡散領域ＦＤは、第１コンタクトプラグ１７によって前記第１配線１５に連結されることができる。最下層の第１層間絶縁膜ＩＬ１１内には第１導電パッドＣＰ１が配置されることができる。第１導電パッドＣＰ１は銅を含むことができる。

前記縁領域ＥＧで、連結コンタクトＢＣＡは、第１保護膜４４、固定電荷膜２４、及び前記第１基板１の一部を貫通して前記分離導電パターン１４と接することができる。前記連結コンタクトＢＣＡは第３トレンチ４６内に位置することができる。前記連結コンタクトＢＣＡは、前記第３トレンチ４６の内部側壁と底面をコンフォーマルに覆う拡散防止パターン４８ｇ、前記拡散防止パターン４８ｇ上の第１金属パターン５２、そして前記第３トレンチ３６を満たす第２金属パターン５４を含むことができる。前記拡散防止パターン４８ｇは、例えばチタニウムを含むことができる。前記第１金属パターン５２は、例えばタングステンを含むことができる。前記第２金属パターン５４は、例えばアルミニウムを含むことができる。前記拡散防止パターン４８ｇと前記第１金属パターン５２は、前記第１保護膜４４上に延長されて他の配線やビア／コンタクトと電気的に連結されることができる。

第１保護膜４４上には第２保護膜５６が積層される。前記第２保護膜５６は、遮光パターン４８ａ、低屈折パターン５０ａ、及び前記連結コンタクトＢＣＡをコンフォーマルに覆うことができる。

前記縁領域ＥＧで前記第２保護膜５６上には第１光学ブラックパターンＣＦＢが配置されることができる。前記第１光学ブラックパターンＣＦＢは、例えば青色のカラーフィルターと同一な物質を含むことができる。

前記縁領域ＥＧで第１光学ブラックパターンＣＦＢ上にはレンズ残りの層ＭＬＲが配置されることができる。レンズ残りの層ＭＬＲは、マイクロレンズＭＬと同一な物質を含むことができる。

第２サブチップＣＨ２は、第２基板ＳＢ２が上に配置される選択ゲートＳＥＬ、ソースフォロワーゲートＳＦ、及びリセットゲート（図示せず）、そしてこれらを覆う第２層間絶縁膜ＩＬ２を含むことができる。第２基板ＳＢ２には第２素子分離部ＳＴＩ２が配置されて活性領域を定義する。前記第２層間絶縁膜ＩＬ２内には第２コンタクト２１７及び第２配線２１５が配置されることができる。最上層の第２層間絶縁膜ＩＬ２内には第２導電パッドＣＰ２が配置されることができる。第２導電パッドＣＰ２は銅を含むことができる。第２導電パッドＣＰ２は第１導電パッドＣＰ１と接することができる。前記ソースフォロワーゲートＳＦは、第１サブチップＣＨ１の浮遊拡散領域ＦＤと各々連結されることができる。

第３サブチップＣＨ３は、第３基板ＳＢ３、その上に配置される周辺トランジスタＰＴＲ、そしてこれらを覆う第３層間絶縁膜ＩＬ３を含むことができる。第３基板ＳＢ３には第３素子分離部ＳＴＩ３が配置されて活性領域を定義する。前記第３層間絶縁膜ＩＬ３内には第３コンタクト３１７及び第３配線３１５が配置されることができる。最上層の第３層間絶縁膜ＩＬ３は第２基板ＳＢ２と接する。貫通電極ＴＳＶは、第２層間絶縁膜ＩＬ２、第２素子分離部ＳＴＩ２、第２基板ＳＢ２、及び第３層間絶縁膜ＩＬ３を貫通して第２配線２１５と第３配線３１５を連結させることができる。貫通電極ＴＳＶの側壁はビア絶縁膜ＴＶＬで囲まれることができる。第３サブチップＣＨ３は、第１及び／又は第２サブチップＣＨ１、ＣＨ２を駆動するか、或いは、第１及び／又は第２サブチップＣＨ１、ＣＨ２で発生された電気的信号を格納するための回路を含むことができる。

以上、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更しなくとも他の具体的な形態に実施されることができることを理解することができる。したがって、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないことと理解しなければならない。図３乃至図２４の実施形態は互いに組合されることができる。

１ 基板
１２ 埋め込み絶縁パターン
１４ 分離導電パターン
１６ 分離絶縁パターン
１００ イメージセンサー
１００１ アクティブピクセルセンサーアレイ
ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３ 変換回路
ＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３ カラーフィルター
ＤＴＩ 画素分離部
ＤＴＩ＿Ｍ 画素グループ分離部
ＤＴＩ＿Ｐ 画素分離部
ＦＤ 浮遊拡散領域
ＩＬ１１ 層間絶縁膜
ＭＬ マイクロレンズ
ＰＤ 光電変換部
ＰＧ 画素グループ
ＰＸ 画素
ＳＧ サブグループ
ＳＴＩ 素子分離部
ＷＧ グリッドパターン

Claims (10)

1. 基板に配置され、第１方向に並んで配置される第１画素グループと第２画素グループを含み、
   前記第１画素グループは、第１色の第１光を感知する第１サブグループと第２色の第２光を感知する第２サブグループを含み、
   前記第２画素グループは、前記第１サブグループと第３色の第３光を感知する第３サブグループを含み、
   前記第１サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第１画素を含み、
   前記第２サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第２画素を含み、
   前記第３サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第３画素を含み、
   前記ｎ又は前記ｍは、２以上の自然数である、イメージセンサー。
2. 前記第１画素グループは、前記第３サブグループを排除し、
   前記第２画素グループは、前記第２サブグループを排除する、請求項１に記載のイメージセンサー。
3. 前記第１画素グループで前記第１サブグループは、前記第１方向と交差する第２方向に沿って並んで配置され、前記第２サブグループは、前記第１方向及び前記第２方向と同時に交差する第３方向に沿って並んで配置される、請求項１に記載のイメージセンサー。
4. 前記第２画素グループで前記第１サブグループは、前記第２方向に沿って並んで配置され、前記第３サブグループは、前記第３方向に沿って並んで配置される、請求項３に記載のイメージセンサー。
5. 前記基板上に配置され、前記第１画素と各々重畳される第１高屈折パターンと、
   前記基板上に配置され、前記第２サブグループの中心と重畳される第２高屈折パターンと、
   前記第１高屈折パターンと前記第２高屈折パターンを覆う平坦膜と、
   前記平坦膜上に配置され、前記第１高屈折パターンと各々重畳される第３高屈折パターンと、
   前記平坦膜上に配置され、前記第２高屈折パターンと重畳される第４高屈折パターンと、をさらに含む、請求項１に記載のイメージセンサー。
6. 前記第１高屈折パターンは、第１幅を有し、
   前記第２高屈折パターンは、第２幅を有し、
   前記第３高屈折パターンは、各々前記第１幅より小さい第３幅を有し、
   前記第４高屈折パターンは、前記第２幅より小さい第４幅を有する、請求項５に記載のイメージセンサー。
7. 前記第１乃至第４高屈折パターンは、前記平坦膜の屈折率より高い屈折率を有する物質で形成される、請求項５に記載のイメージセンサー。
8. 前記第１乃至第３サブグループから各々１次ビニングを遂行して第１乃至第３色のデータを含む第１イメージデータを作る第１変換回路と、
   前記第１イメージデータを利用して２次ビニングを遂行して前記第１色のデータのみで構成される第２イメージデータ、そして前記第２及び第３色のデータのみで構成される第３イメージデータを作る第２変換回路と、をさらに含む、請求項１に記載のイメージセンサー。
9. 基板に配置され、時計回りに沿って配置される第１乃至第４画素グループを含み、
   前記第１及び第３画素グループは、各々第１色の第１光を感知する複数の第１サブグループと第２色の第２光を感知する複数の第２サブグループを含み、
   前記第２及び第４画素グループは、各々前記複数の第１サブグループと第３色の第３光を感知する複数の第３サブグループを含み、
   前記複数の第１サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第１画素を含み、
   前記複数の第２サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第２画素を含み、
   前記複数の第３サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第３画素を含み、
   前記ｎ又は前記ｍは、２以上の自然数であり、
   前記複数の第２サブグループの中の１つの画素と前記複数の第３サブグループの中の１つ画素の間に前記複数の第１サブグループの中の１つの画素が配置される、イメージセンサー。
10. 基板に配置され、第１方向に並んで配置される第１画素グループと第２画素グループを含み、
    前記第１画素グループは、第１色の第１光を感知する第１サブグループと第２色の第２光を感知する第２サブグループを含み、
    前記第２画素グループは、前記第１サブグループと第３色の第３光を感知する第３サブグループを含み、
    前記第１サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第１画素を含み、
    前記第２サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第２画素を含み、
    前記第３サブグループは、各々ｎ行とｍ列で構成された第３画素を含み、
    前記ｎ又は前記ｍは、２以上の自然数であり、
    前記イメージセンサーは、
    前記基板上に配置され、前記第１画素と各々重畳される第１高屈折パターンと、
    前記基板上に配置され、前記第２サブグループの中心と重畳される第２高屈折パターンと、
    前記第１高屈折パターンと前記第２高屈折パターンを覆う平坦膜と、
    前記平坦膜上に配置され、前記第１高屈折パターンと各々重畳される第３高屈折パターンと、
    前記平坦膜上に配置され、前記第２高屈折パターンと重畳される第４高屈折パターンと、をさらに含む、イメージセンサー。

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