KR101302105B1 - 이미지 센서 및 그 제조 방법, 이를 이용한 이미지 처리 장치 및 그 신호 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이미지 센서 및 그 제조 방법, 이를 이용한 이미지 처리 장치 및 그 신호 처리 방법에 관한 것으로, 개시된 이미지 센서는 입력된 광학 신호 중 일정 영역 주파수의 광학 신호를 통과시키는 복수의 컬러 필터 픽셀이 배열된 컬러 필터 어레이와, 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 서로 다른 컬러 필터 픽셀을 통과한 복수의 광학 신호에 따라 전기적 신호를 각각 발생시키는 제 1 수광 소자 어레이와, 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 수광 소자 어레이를 포함하며, 픽셀간 크로스토크 신호에 따라 이미지 센싱 신호를 보정함으로써, 이미지 센서의 구조와 제조 공정에는 큰 변화 없이 인접 픽셀간 크로스토크에 의한 왜곡을 제거할 수 있고, 이미지 센서의 제조를 위한 공정수가 특별히 증가되지 않기 때문에 수율이 떨어지지 않는 이점이 있다.
Description
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인접 픽셀 간의 크로스토크(crosstalk)에 의한 왜곡을 제거할 수 있는 이미지 센서 및 그 제조 방법, 이를 이용한 이미지 처리 장치 및 그 신호 처리 방법에 관한 것이다.
자연계에 존재하는 각 피사체에서 발생되는 빛은 파장 등에서 고유의 값을 가진다. 따라서, 이미지 센서는 외부의 에너지에 반응하는 반도체 장치의 성질을 이용하여 각 피사체의 이미지를 찍어내는 장치로서, 이미지 센서의 픽셀은 각 피사체에서 발생하는 빛을 감지하여 전기적인 값으로 변환한다.
이러한 이미지 센서는 실리콘 반도체를 기반으로 한 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD)와 서브 마이크론(sub-micro) 씨모스(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS) 제조 기술을 이용한 씨모스 이미지 센서로 분류된다.
이 중 CCD는 개개의 모스(MOS) 커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되고 이송되는 소자이다. 그러나, CCD는 구동방식이 복잡하고 전력소모가 많으며, 마스크 공정 스텝 수가 많기 때문에 신호 처리 회로를 CCD 칩 내에 구현할 수 없는 등의 단점이 있는 바, 최근 이러한 단점을 극복하기 위하여 CMOS 이미지 센서의 개발이 많이 연구되고 있다.
CMOS 이미지 센서는 단위 픽셀 내에 포토 다이오드(Photo Diode, PD)와 MOS 트랜지스터를 형성시켜 스위칭 방식으로 신호를 검출함으로써 이미지를 구현하게 되는데, CCD에 비하여 생산단가와 소비 전력이 낮고 주변회로 칩과 통합하기 쉬운 장점이 있으며, 앞서 기재한 바와 같이 CMOS 제조 기술로 생산하기 때문에 증폭 및 신호처리와 같은 주변 시스템과 통합이 용이하여 생산비용을 낮출 수 있다. 또한, 처리속도가 빠르면서 CCD의 1% 정도로 소비 전력이 낮은 것이 특징이다.
이러한 이미지 센서를 구성하는 픽셀의 형태는 크게 수동형과 능동형으로 구분된다.
수동형이라 함은 각각의 픽셀이 능동 소자인 버퍼를 가지지 아니하는 것을 지칭한다. 즉, 포토 다이오드에 의해 생성된 전기적 신호는 수평 선택 신호의 활성화에 따라 수직 라인으로 전송된다. 따라서, 버퍼를 통한 신호 전력의 증폭이나 신호의 감소를 최소화하는 기능을 수행하지 못한다.
능동형이라 함은 각각의 픽셀이 능동 소자인 버퍼를 가지는 것을 지칭한다. 버퍼의 경우는 높은 입력 임피던스와 낮은 출력 임피던스를 가진다. 따라서, 전기적 신호를 공급하는 소스의 출력 임피던스가 높은 경우에도 버퍼를 사용하여 신호의 감소 동작을 최소화할 수 있다. 또한, 버퍼의 출력 임피던스는 매우 낮으므로 전기 신호를 수신하는 수신단의 입력 임피던스가 낮은 경우에도 신호의 전달은 손실 없이 용이하게 일어날 수 있다.
한편, 최근에는 고해상도의 이미지 센서에 대한 요구가 증가하고, CMOS 제조 공정의 발달로 인하여 이미지 센서의 단위 픽셀의 크기가 급격히 감소하고 있으며, 단위 픽셀 크기의 감소에 따라 인접한 단위 픽셀들의 포토 다이오드들 간의 거리가 가까워져 인접 픽셀 간의 크로스토크 발생 빈도가 증가하게 된다.
이러한 인접 픽셀 간의 크로스토크 발생 빈도를 낮추기 위한 노력의 일환으로서 종래에는 단위 픽셀들 사이에 배치되는 소자 분리막의 광 차단 특성을 보강하는 방안이 제안되었다.
도 1은 종래 기술에 따라 크로스토크 발생 빈도를 낮추기 위한 방안이 적용된 이미지 센서의 픽셀 어레이 구조를 나타낸 배치도와 이미지 센서의 A-A'가상라인에 대한 단면도이다.
종래 기술에 의하면 도 1에 나타낸 바와 같이, 포토 다이오드(10)들을 서로 분리시키기 위한 다수의 트렌치들을 반도체 기판(30)에 형성하고, 다수의 트렌치들 내부에 다수의 소자 분리 영역(20)들을 형성한다. 소자 분리 영역(20)들 각각은 먼저 트렌치 면을 따라 제 1 소자 분리막(21)을 형성하며, 제 1 소자 분리막(21)이 형성된 트렌치들의 내부에 인접한 포토 다이오드로부터 입사되는 빛을 차단하기 위한 제 2 소자 분리막(23)을 형성한다. 제 2 소자 분리막(23)은 인접한 포토 다이오드(10)들로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 픽셀들 사이의 크로스토크를 감소시키기 위하여 흡광 물질막으로 형성한다.
그러나, 고해상도의 이미지를 구현하기 위해서는 인접한 단위 픽셀들의 포토 다이오드들 간의 거리가 더욱 가까워져야 하고 이에 소자 분리막의 폭 또한 감소됨에 따라서 종래 기술에 의한 광 차단 특성으로는 만족할 수 없는 지경에 이르렀다. 또한, 종래 기술에 의하면 트렌치를 매립하여 소자 분리막을 형성하는 공정이 제 1 소자 분리막(21)의 형성 공정과 제 2 소자 분리막(23)의 형성 공정으로 나뉘기 때문에 공정수가 증가하여 수율이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점들을 해소하기 위해 제안한 것으로서, 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 대해서만 전기적 신호를 발생시키는 수광 소자를 이용하여 크로스토크에 의해 발생되는 신호를 검출할 수 있도록 한 이미지 센서를 제공한다.
그리고, 본 발명은 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 대해서만 전기적 신호를 발생시키는 수광 소자를 포함하는 이미지 센서를 제조하는 방법을 제공한다.
아울러, 본 발명은 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 획득한 픽셀간 크로스토크 신호에 따라 이미지 센싱 신호를 보정하는 이미지 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 획득한 픽셀간 크로스토크 신호에 따라 이미지 센싱 신호를 보정하는 이미지 처리 장치의 신호 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 관점으로서 이미지 센서는, 입력된 광학 신호 중 일정 영역 주파수의 광학 신호를 통과시키는 복수의 컬러 필터 픽셀이 배열된 컬러 필터 어레이와, 상기 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 서로 다른 컬러 필터 픽셀을 통과한 복수의 광학 신호에 따라 전기적 신호를 각각 발생시키는 제 1 수광 소자 어레이와, 상기 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 수광 소자 어레이를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 컬러 필터 어레이는, 제 1 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 1 컬러 필터 픽셀과 제 2 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 2 컬러 필터 픽셀 및 제 3 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 3 컬러 필터 픽셀을 포함할 수 있으며, 상기 제 2 수광 소자 어레이는, 상기 제 1 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 1 컬러 수광 소자와, 상기 제 2 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 컬러 수광 소자, 또는 상기 제 3 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 3 컬러 수광 소자 중에서 어느 하나의 컬러 수광 소자를 포함할 수 있다.
상기 제 2 수광 소자 어레이는, 이미지 센싱 영역 중에서 중앙 영역과 가장자리 영역에 배치될 수 있으며, 상기 제 1 수광 소자 어레이는, 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역을 제외한 상기 이미지 센싱 영역의 전체에 배치될 수 있다.
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함할 수 있으며, 상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 두 개의 모서리를 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함할 수 있다.
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 사각 형태를 포함할 수 있으며, 상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 하나의 모서리를 포함하는 사각 형태를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점으로서 이미지 센서의 제조 방법은, 반도체 기판의 활성 영역에 복수의 광 경로를 통해 입력된 복수의 광학 신호에 따라 전기적 신호를 각각 발생시키는 제 1 수광 소자 어레이를 형성하는 단계와, 상기 활성 영역에 상기 복수의 광 경로 중에서 어느 한 광 경로를 통해 입력된 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 수광 소자 어레이를 형성하는 단계와, 입력된 광학 신호 중 일정 영역 주파수의 광학 신호를 통과시켜 상기 복수의 광 경로를 통해 상기 제 1 수광 소자 어레이 및 상기 제 2 수광 소자 어레이에 입력되도록 하는 복수의 컬러 필터 픽셀이 배열된 컬러 필터 어레이를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 컬러 필터 어레이를 형성하는 단계는, 제 1 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 1 컬러 필터 픽셀과 제 2 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 2 컬러 필터 픽셀 및 제 3 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 3 컬러 필터 픽셀을 형성할 수 있으며, 상기 제 2 수광 소자 어레이를 형성하는 단계는, 상기 제 1 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 1 컬러 수광 소자와, 상기 제 2 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 컬러 수광 소자, 또는 상기 제 3 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 3 컬러 수광 소자 중에서 어느 하나의 컬러 수광 소자를 형성할 수 있다.
상기 제 2 수광 소자 어레이를 형성하는 단계는, 이미지 센싱 활성 영역 중에서 중앙 영역과 가장자리 영역에 배치되게 형성할 수 있으며, 상기 제 1 수광 소자 어레이를 형성하는 단계는, 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역을 제외한 상기 이미지 센싱 활성 영역의 전체에 배치되게 형성할 수 있다.
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 활성 영역의 중앙점을 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함할 수 있으며, 상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 활성 영역의 모서리들 중 두 개의 모서리를 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함할 수 있다.
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 활성 영역의 중앙점을 포함하는 사각 형태를 포함할 수 있으며, 상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 활성 영역의 모서리들 중 하나의 모서리를 포함하는 사각 형태를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 관점으로서 이미지 처리 장치는, 복수의 컬러 필터 픽셀을 포함하는 컬러 필터 어레이를 통과한 광학 신호를 센싱하여 전기적인 이미지 센싱 신호를 출력하는 제 1 수광부와, 상기 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 전기적인 픽셀간 크로스토크 신호를 출력하는 제 2 수광부와, 상기 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호의 값을 보정하여 출력하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 컬러 필터 어레이는, 제 1 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 1 컬러 필터 픽셀과 제 2 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 2 컬러 필터 픽셀 및 제 3 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 3 컬러 필터 픽셀을 포함할 수 있으며, 상기 제 2 수광부는, 상기 제 1 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 1 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 동작과, 상기 제 2 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 2 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 동작, 또는 상기 제 3 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 3 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 동작 중에서 적어도 어느 하나이상의 동작을 수행할 수 있고, 상기 신호 처리부는, 상기 제 1 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 1 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 동작과, 상기 제 2 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 2 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 동작, 또는 상기 제 3 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 3 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 동작 중 적어도 어느 하나이상의 동작을 수행할 수 있다.
상기 제 2 수광부는, 이미지 센싱 영역 중에서 중앙 영역과 가장자리 영역에서 광학 신호를 센싱할 수 있으며, 상기 제 1 수광부는, 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역을 제외한 상기 이미지 센싱 영역의 전체에서 광학 신호를 센싱할 수 있다.
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함할 수 있으며, 상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 두 개의 모서리를 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함할 수 있다.
상기 신호 처리부는, 상기 제 2 수광부가 센싱한 특정 라인의 정보에 대해서는 데드 라인 보정을 통해 제외하여 이미지를 구현할 수 있다.
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 사각 형태를 포함할 수 있으며, 상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 하나의 모서리를 포함하는 사각 형태를 포함할 수 있다.
상기 신호 처리부는, 상기 제 2 수광부가 센싱한 특정 영역의 정보에 대해서는 클러스터 결함 보정을 통해 제외하여 이미지를 구현할 수 있다.
본 발명의 제 4 관점에 따른 이미지 처리 장치의 신호 처리 방법은, 복수의 컬러 필터 픽셀을 포함하는 컬러 필터 어레이를 통과한 광학 신호를 센싱하여 출력하는 전기적인 이미지 센싱 신호를 검출하는 단계와, 상기 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 출력하는 전기적인 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계와, 상기 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호의 값을 보정하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 컬러 필터 어레이는, 제 1 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 1 컬러 필터 픽셀과 제 2 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 2 컬러 필터 픽셀 및 제 3 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 3 컬러 필터 픽셀을 포함할 수 있으며, 상기 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계는, 상기 제 1 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 1 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 단계와, 상기 제 2 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 2 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 단계, 또는 상기 제 3 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 3 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 단계 중에서 적어도 어느 하나이상의 단계를 수행할 수 있고, 상기 값을 보정하여 출력하는 단계는, 상기 제 1 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 1 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 단계와, 상기 제 2 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 2 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 단계, 또는 상기 제 3 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 3 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 단계 중에서 적어도 하나이상의 단계를 수행할 수 있다.
상기 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계는, 이미지 센싱 영역 중에서 중앙 영역과 가장자리 영역에서 광학 신호를 센싱할 수 있으며, 상기 이미지 센싱 신호를 검출하는 단계는, 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역을 제외한 상기 이미지 센싱 영역의 전체에서 광학 신호를 센싱할 수 있다.
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함할 수 있으며, 상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 두 개의 모서리를 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함할 수 있다.
상기 값을 보정하여 출력하는 단계는, 상기 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계를 통해 센싱한 특정 라인의 정보에 대해서는 데드 라인 보정을 통해 제외하여 이미지를 구현할 수 있다.
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 사각 형태를 포함할 수 있으며, 상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 하나의 모서리를 포함하는 사각 형태를 포함할 수 있다.
상기 값을 보정하여 출력하는 단계는, 상기 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계를 통해 센싱한 특정 영역의 정보에 대해서는 클러스터 결함 보정을 통해 제외하여 이미지를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 픽셀간 크로스토크 신호에 따라 이미지 센싱 신호를 보정함으로써, 이미지 센서의 구조와 제조 공정에는 큰 변화 없이 인접 픽셀간 크로스토크에 의한 왜곡을 제거할 수 있다.
아울러, 이미지 센서의 제조를 위한 공정수가 특별히 증가되지 않기 때문에 수율이 떨어지지 않는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이 구조를 나타낸 배치도와 이미지 센서의 A-A'가상라인에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 구조 및 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수광 소자 어레이의 컬러별 배치 방법을 설명하기 위한 픽셀 배치도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수광 소자 어레이의 칩(chip)내 배치도를 포함하는 이미지 처리 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수광 소자 어레이의 칩내 배치도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 구조 및 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수광 소자 어레이의 컬러별 배치 방법을 설명하기 위한 픽셀 배치도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수광 소자 어레이의 칩(chip)내 배치도를 포함하는 이미지 처리 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수광 소자 어레이의 칩내 배치도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
종래 기술에 따른 이미지 센서 및 이를 이용한 이미지 처리 장치는 픽셀간 크로스토크에 의한 왜곡 현상을 개선하기 위해 픽셀간 크로스토크가 최소화 될 수 있도록 이미지 센서의 구조를 변경하는 방안을 이용한다.
하지만, 본 발명의 실시 예에서는 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱하여 그 값에 따라 이미지 센싱 신호를 보정함으로써 픽셀간 크로스토크가 발생하더라도 이미지 센싱 및 처리의 출력 값에는 픽셀간 크로스토크에 의한 왜곡 성분이 포함되지 않도록 한다. 이를 위해서는, 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱할 수 있는 이미지 센서가 필요하다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱할 수 있는 이미지 센서의 구조 및 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 여기서, Ⅰ은 정보가 포함된 이미지 신호를 센싱하기 위한 영역이며, Ⅱ는 정보가 포함되지 않은 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱하기 위한 영역이다.
이에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는, 입력된 광학 신호 중 일정 영역 주파수의 광학 신호를 통과시키는 복수의 컬러 필터 픽셀(201, 202, 203)이 배열된 컬러 필터 어레이(200)와, 복수의 컬러 필터 픽셀(201, 202, 203) 중에서 서로 다른 컬러 필터 픽셀을 통과한 복수의 광학 신호에 따라 전기적 신호를 각각 발생시키는 제 1 수광 소자 어레이(130)와, 복수의 컬러 필터 픽셀(201, 202, 203) 중에서 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀(202)을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 수광 소자 어레이(140)를 포함한다.
컬러 필터 어레이(200)는 제 1 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 1 컬러 필터 픽셀(201)과 제 2 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 2 컬러 필터 픽셀(202) 및 제 3 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 3 컬러 필터 픽셀(203)을 포함한다.
제 1 수광 소자 어레이(130)는 제 1 컬러 필터 픽셀(201)을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 1 컬러 수광 소자(131), 제 2 컬러 필터 픽셀(202)을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 컬러 수광 소자(132), 제 3 컬러 필터 픽셀(202)을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 3 컬러 수광 소자(133)를 포함한다.
제 2 수광 소자 어레이(140)는 제 1 컬러 필터 픽셀(201)을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 1 컬러 수광 소자, 제 2 컬러 필터 픽셀(202)을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 컬러 수광 소자(142) 또는 제 3 컬러 필터 픽셀(203)을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 3 컬러 수광 소자 중에서 어느 하나의 컬러 수광 소자를 포함한다. 도 2에는 제 1 컬러 수광 소자 및 제 3 컬러 수광 소자는 포함하지 않고 제 2 컬러 수광 소자(142)만을 포함하는 제 2 수광 소자 어레이(140)를 나타내었다. 이러한 제 2 수광 소자 어레이(140)는 제 1 컬러 필터 픽셀(201)을 통과한 광학 신호가 입사되더라도 전기적 신호를 발생하지 않는 제 1 컬러 차단 영역(141)과 제 3 컬러 필터 픽셀(203)을 통과한 광학 신호가 입사되더라도 전기적 신호를 발생하지 않는 제 3 컬러 차단 영역(143)을 포함한다.
이처럼 제 1 컬러 차단 영역(141)과 제 2 컬러 수광 소자(142) 및 제 3 컬러 차단 영역(143)을 포함하는 제 2 수광 소자 어레이(140)는 제 2 컬러에 의한 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱할 수 있다. 아울러, 도 2에 나타낸 제 1 컬러 차단 영역(141)의 위치에 제 1 컬러 수광 소자가 배치되고, 제 2 컬러 수광 소자(142)의 위치에 제 2 컬러 차단 영역이 배치되면 제 1 컬러에 의한 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱할 수 있다. 또 도 2에 나타낸 제 3 컬러 차단 영역(143)의 위치에 제 3 컬러 수광 소자가 배치되고, 제 2 컬러 수광 소자(142)의 위치에 제 2 컬러 차단 영역이 배치되면 제 3 컬러에 의한 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱할 수 있다.
따라서, 제 1 컬러 내지 제 3 컬러에 의한 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱할 수 있는 각각의 제 2 수광 소자 어레이(140)를 모두 포함하도록 이미지 센서를 설계 및 제조하면 제 1 컬러 내지 제 3 컬러에 의한 픽셀간 크로스토크 신호에 의한 왜곡이 모두 제거된 이미지 센싱 신호를 획득할 수 있다. 또는, 제 1 컬러 내지 제 3 컬러 중에서 어느 한 컬러에 의한 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱할 수 있는 단일의 제 2 수광 소자 어레이(140)를 포함하도록 이미지 센서를 설계 및 제조하면 해당 컬러에 의한 픽셀간 크로스토크 신호에 의한 왜곡이 제거된 이미지 센싱 신호를 획득할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 아래에서 다시 설명하기로 한다.
컬러 필터 어레이(200)와 제 1 수광 소자 어레이(130) 및 제 2 수광 소자 어레이(140)를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 반도체 기판(110)의 내부에 활성 영역을 정의하는 다수의 소자 분리막(120)을 형성한다. 예컨대, 소자 분리막(120)은 STI 공정 또는 LOCOS 공정을 이용하여 형성할 수 있으며, 식각 공정을 통해 트렌치를 형성한 후에 HDP(High Density Plasma) 산화막 등의 절연물질로 매립하여 형성할 수 있다.
다음으로, 소자 분리막(120)에 의해 정의된 반도체 기판(110)의 활성 영역 중에서 정보가 포함된 이미지 신호를 센싱하기 위한 영역(Ⅰ)에 복수의 광 경로를 통해 입력된 복수의 광학 신호에 따라 전기적 신호를 각각 발생시키는 제 1 수광 소자 어레이(130)를 형성한다. 예컨대, 반도체 기판(110)이 P+ 도전형일 때에 N+ 이온을 주입하여 제 1 컬러 수광 소자(131), 제 2 컬러 수광 소자(132) 및 제 3 컬러 수광 소자(133)를 형성할 수 있다.
그리고, 소자 분리막(120)에 의해 정의된 반도체 기판(110)의 활성 영역 중에서 정보가 포함되지 않은 픽셀간 크로스토크 신호를 센싱하기 위한 영역(Ⅱ)에 복수의 광 경로 중에서 어느 한 광 경로를 통해 입력된 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 수광 소자 어레이(140)를 형성한다. 예컨대, 반도체 기판(110)이 P+ 도전형일 때에 제 1 컬러 차단 영역(141) 및 제 3 컬러 차단 영역(143)의 상부를 차단한 상태에서 N+ 이온을 주입하여 제 2 컬러 수광 소자(142)를 형성할 수 있다. 또한, 제 1 컬러 차단 영역(141) 및 제 3 컬러 차단 영역(143)은 P+ 도전형 또는 N+ 도전형일 필요가 없다. 예컨대, 반도체 기판(110)에 소자 분리막(120)을 형성하기 전에 전체 영역을 대상으로 P+ 이온을 주입할 때에 제 1 컬러 차단 영역(141) 및 제 3 컬러 차단 영역(143)에는 P+ 이온을 주입하지 않을 수 있다.
이어서, 반도체 기판(110)의 상부에 제 1 층간 절연막(150)을 형성한다. 그리고, 제 1 층간 절연막(150)의 상부에 하부 배리어막, 금속막, 상부 배리어막을 순차로 적층한 후에 패터닝하여 제 1 금속배선(160)을 형성한다. 다음으로, 제 1 금속배선(160)이 형성된 반도체 기판(110)의 상부에 제 2 층간 절연막(170)을 형성하고, 그 위에 제 2 금속배선(180)을 형성하며, 다시 그 상부에 제 3 층간 절연막(190)을 형성한다. 예컨대, 제 1 층간 절연막(150)과 제 2 층간 절연막(170) 및 제 3 층간 절연막(190)은 산화막 또는 질화막으로 형성할 수 있다.
다음으로, 제 3 층간 절연막(190)이 형성된 반도체 기판(110)의 상부에 컬러 필터 어레이(200)를 형성한다. 예컨대, 컬러 필터 어레이(200)는 제 1 컬러 필터 픽셀(201)과 제 2 컬러 필터 픽셀(202) 및 제 3 컬러 필터 픽셀(203)을 포함하며, 적색 컬러 필터 픽셀과 녹색 컬러 필터 픽셀 및 청색 컬러 필터 픽셀로 구현할 수 있다.
그리고, 컬러 필터 어레이(200)가 형성된 반도체 기판(110)의 상부에 마이크로 렌즈(210)를 형성한다. 예컨대, 마이크로 렌즈(210)는 포토레지스트 패턴을 형성한 후에 리플로우(reflow) 공정을 진행하여 형성할 수 있다.
도 2에는 나타내지 않았지만 컬러 필터 어레이(200)와 마이크로 렌즈(210)와의 사이에 평탄화층을 추가로 형성하는 것 등과 같이 필요에 따라 막층, 패드, 소자 등을 추가로 형성할 수 있다. 또한 도 2에는 나타내었지만 층간 절연막, 금속배선, 마이크로 렌즈 등을 제거할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수광 소자 어레이의 컬러별 배치 방법을 설명하기 위한 픽셀 배치도이다. (가)는 제 1 수광 소자 어레이(130)의 픽셀 배치이며, (나) 내지 (마)는 제 2 수광 소자 어레이(140)의 픽셀 배치이다. 301는 수광 소자가 정상적으로 형성된 픽셀을 나타내며, 302는 수광 소자가 형성되지 않은 픽셀을 나타낸다.
도 3의 (가)에 나타낸 바와 같이 제 1 수광 소자 어레이(130)는 적색 수광 소자(R)와 녹색 수광 소자(G) 및 청색 수광 소자(B)가 모두 존재하기 때문에 정보가 포함된 이미지 신호를 정상적으로 센싱할 수 있다.
도 3의 (나) 또는 (다)에 나타낸 바와 같이 녹색 수광 소자(G1 또는 G2)만이 존재하는 제 2 수광 소자 어레이(140)는 컬러 필터 어레이(200)의 녹색 필터를 통과한 광학 신호만을 센싱할 수 있다. 여기서, 적색 성분 및 녹색 성분은 존재하지 않고 청색 성분만을 가지는 이미지 신호를 제 2 수광 소자 어레이(140)에 인가할 때에 정상적인 경우라면 제 2 수광 소자 어레이(140)는 센싱 신호를 출력하지 않아야 한다. 하지만 픽셀간 크로스토크에 의해 제 2 수광 소자 어레이(140)가 센싱 신호를 출력하며, 이 값이 청색 성분 크로스토크 신호의 값이다. 마찬가지로, 청색 성분 및 녹색 성분은 존재하지 않고 적색 성분만을 가지는 이미지 신호를 제 2 수광 소자 어레이(140)에 인가할 때에 제 2 수광 소자 어레이(140)의 센싱 신호는 적색 성분 크로스토크 신호의 값이다.
도 3의 (라)에 나타낸 바와 같이 적색 수광 소자(R)만이 존재하는 제 2 수광 소자 어레이(140)는 컬러 필터 어레이(200)의 적색 필터를 통과한 광학 신호만을 센싱할 수 있다. 여기서, 적색 성분 및 녹색 성분은 존재하지 않고 청색 성분만을 가지는 이미지 신호를 제 2 수광 소자 어레이(140)에 인가할 때에 제 2 수광 어레이(140)의 센싱 신호는 청색 성분 크로스토크 신호의 값이다. 마찬가지로, 적색 성분 및 청색 성분은 존재하지 않고 녹색 성분만을 가지는 이미지 신호를 제 2 수광 소자 어레이(140)에 인가할 때에 제 2 수광 소자 어레이(140)의 센싱 신호는 녹색 성분 크로스토크 신호의 값이다.
도 3의 (마)에 나타낸 바와 같이 청색 수광 소자(B)만이 존재하는 제 2 수광 소자 어레이(140)는 컬러 필터 어레이(200)의 청색 필터를 통과한 광학 신호만을 센싱할 수 있다. 여기서, 적색 성분 및 청색 성분은 존재하지 않고 녹색 성분만을 가지는 이미지 신호를 제 2 수광 소자 어레이(140)에 인가할 때에 제 2 수광 어레이(140)의 센싱 신호는 녹색 성분 크로스토크 신호의 값이다. 마찬가지로, 청색 성분 및 녹색 성분은 존재하지 않고 적색 성분만을 가지는 이미지 신호를 제 2 수광 소자 어레이(140)에 인가할 때에 제 2 수광 소자 어레이(140)의 센싱 신호는 적색 성분 크로스토크 신호의 값이다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 의하면 제 1 수광 소자 어레이(130)는 정보가 포함된 이미지 신호를 센싱하여 출력하며, 제 2 수광 소자 어레이(140)는 정보가 포함되지 않은 픽셀간 크로스토크 신호(적색 성분 크로스토크 신호, 녹색 성분 크로스토크 신호, 청색 성분 크로스토크 신호)를 센싱하여 출력한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수광 소자 어레이의 칩내 배치도를 포함하는 이미지 처리 장치의 블록 구성도이다.
이에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 장치는, 복수의 컬러 필터 픽셀을 포함하는 컬러 필터 어레이를 통과한 광학 신호를 센싱하는 제 1 수광 소자 어레이(도 2의 도면부호 130)에 의한 이미지 센싱 신호를 출력하는 제 1 수광부(510)와, 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하는 제 2 수광 소자 어레이(도 2의 도면부호 140)에 의한 픽셀간 크로스토크 신호를 출력하는 제 2 수광부(520)와, 크로스토크 신호의 값에 따라 이미지 센싱 신호의 값을 보정하여 출력하는 신호 처리부(530)를 포함한다.
예컨대, 제 2 수광 소자 어레이(140)는 이미지 센싱 영역(401) 중에서 중앙 영역(402)과 가장자리 영역(403)에 배치하며, 제 1 수광 소자 어레이(130)는 중앙 영역(402)과 가장자리 영역(403)을 제외한 이미지 센싱 영역(401)의 전체에 배치할 수 있다. 중앙 영역(402)은 이미지 센싱 영역(401)의 중앙점을 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함하며, 가장자리 영역(403)은 이미지 센싱 영역(401)의 모서리들 중 두 개의 모서리를 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함할 수 있다. 도 4에는 수직선 형태를 예시적으로 나타내었다.
이러한 중앙 영역(402)과 가장자리 영역(403)은 여러 가지의 형태로 변형될 수 있으며, 도 5에는 다른 변형 형태를 예시하였다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수광 소자 어레이의 칩내 배치도이다.
이에 나타낸 같이 제 2 수광 소자 어레이(140)가 배치되는 중앙 영역(402)은 이미지 센싱 영역(401)의 중앙점을 포함하는 사각 형태를 포함하며, 가장자리 영역(403)은 이미지 센싱 영역(401)의 모서리들 중 하나의 모서리를 포함하는 사각 형태를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5에 나타낸 도면부호 404는 더미(dummy) 픽셀 어레이를 형성하는 영역이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서에 의하면 제 2 수광 소자 어레이(140)가 센싱하는 신호에는 정상적인 정보가 포함되어 있지 않다. 따라서, 신호 처리부(530)는 최종 이미지 구현 시에 이를 제거하여야 한다.
예컨대, 도 4의 실시 예에서는 수직 방향으로 제 2 수광 소자 어레이(140)가 배치되어 있으므로 데드 라인 보정을 이용하여 특정 컬럼 라인(column line)에 대해서만 ISP(Image Signal Processing)를 진행할 수 있다. 즉 특정 라인에 대한 신호 정보만 제외하고 이미지를 구현하는 비교적 간단한 신호 처리를 통해 최종 이미지를 구현할 수 있다.
도 5의 실시 예에서는 클러스터 결함 보정을 통해 중앙 영역(402)과 가장자리 영역(403)에 대한 ISP를 진행하여 최종 이미지를 구현할 수 있다. 도 4의 실시 예와 비교할 때에 상대적으로 더 복잡한 신호 처리가 요구되지만 픽셀간 크로스토크가 주로 발생하는 모서리점 부근과 신호가 가장 강하게 전달되는 중심점 부근에만 제 2 수광 소자 어레이(140)를 추가하기 때문에 픽셀 어레이 수의 증가에 따른 칩 사이즈의 증가를 최소화 할 수 있다.
또한, 신호 처리부(530)는 제 1 수광 소자 어레이(130)가 이미지 센싱 신호를 제공하고, 제 2 수광 소자 어레이(140)가 픽셀간 크로스토크 신호를 제공하면 크로스토크 신호의 값에 따라 이미지 센싱 신호의 값을 보정하여 출력한다. 앞서 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 신호 처리부(530)는 픽셀간 크로스토크 신호(적색 성분 크로스토크 신호, 녹색 성분 크로스토크 신호, 청색 성분 크로스토크 신호)를 획득하며, 제 1 수광부(510)에 의한 이미지 센싱 신호의 값에서 제 2 수광부(520)에 의한 크로스토크 신호의 값을 감산하여 픽셀간 크로스토크에 의한 왜곡이 제거된 이미지 센싱 신호를 출력한다. 예컨대, 크로스토크 신호의 값에 따라 이미지 센싱 신호의 값을 보정하여 출력할 때에 적색 성분 이미지 센싱 신호에서 적색 성분 크로스토크 신호를 감산하고, 녹색 성분 이미지 센싱 신호에서 녹색 성분 크로스토크 신호를 감산하고, 청색 성분 이미지 센싱 신호에서 청색 성분 크로스토크 신호를 감산하는 것과 같이 컬러별로 이미지 센싱 신호의 값을 보정할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 반도체 기판 120 : 소자 분리막
130 : 제 1 수광 소자 어레이 131 : 제 1 컬러 수광 소자
132 : 제 2 컬러 수광 소자 133 : 제 3 컬러 수광 소자
140 : 제 2 수광 소자 어레이 141 : 제 1 컬러 차단 영역
142 : 제 2 컬러 수광 소자 143 : 제 3 컬러 차단 영역
150 : 제 1 층간 절연막 160 : 제 1 금속배선
170 : 제 2 층간 절연막 180 : 제 2 금속배선
190 : 제 3 층간 절연막 200 : 컬러 필터 어레이
201 : 제 1 컬러 필터 픽셀 202 : 제 2 컬러 필터 픽셀
203 : 제 3 컬러 필터 픽셀 210 : 마이크로 렌즈
401 : 이미지 센싱 영역 402 : 중앙 영역
403 : 가장자리 영역 510 : 제 1 수광부
520 : 제 2 수광부 530 : 신호 처리부
130 : 제 1 수광 소자 어레이 131 : 제 1 컬러 수광 소자
132 : 제 2 컬러 수광 소자 133 : 제 3 컬러 수광 소자
140 : 제 2 수광 소자 어레이 141 : 제 1 컬러 차단 영역
142 : 제 2 컬러 수광 소자 143 : 제 3 컬러 차단 영역
150 : 제 1 층간 절연막 160 : 제 1 금속배선
170 : 제 2 층간 절연막 180 : 제 2 금속배선
190 : 제 3 층간 절연막 200 : 컬러 필터 어레이
201 : 제 1 컬러 필터 픽셀 202 : 제 2 컬러 필터 픽셀
203 : 제 3 컬러 필터 픽셀 210 : 마이크로 렌즈
401 : 이미지 센싱 영역 402 : 중앙 영역
403 : 가장자리 영역 510 : 제 1 수광부
520 : 제 2 수광부 530 : 신호 처리부
Claims (24)
- 입력된 광학 신호 중 일정 영역 주파수의 광학 신호를 통과시키는 복수의 컬러 필터 픽셀이 배열된 컬러 필터 어레이와,
상기 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 서로 다른 컬러 필터 픽셀을 통과한 복수의 광학 신호에 따라 전기적 신호를 각각 발생시키는 제 1 수광 소자 어레이와,
상기 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호 및 다른 색상에 의한 픽셀간 크로스토크 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 수광 소자 어레이를 포함하는
이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 컬러 필터 어레이는, 제 1 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 1 컬러 필터 픽셀과 제 2 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 2 컬러 필터 픽셀 및 제 3 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 3 컬러 필터 픽셀을 포함하며,
상기 제 2 수광 소자 어레이는, 상기 제 1 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 1 컬러 수광 소자, 상기 제 2 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 컬러 수광 소자, 또는 상기 제 3 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 3 컬러 수광 소자 중에서 어느 하나의 컬러 수광 소자를 포함하는
이미지 센서. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 수광 소자 어레이는, 이미지 센싱 영역 중에서 중앙 영역과 가장자리 영역에 배치되며,
상기 제 1 수광 소자 어레이는, 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역을 제외한 상기 이미지 센싱 영역의 전체에 배치된
이미지 센서. - 제 3 항에 있어서,
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함하며,
상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 두 개의 모서리를 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함하는
이미지 센서. - 제 3 항에 있어서,
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 사각 형태를 포함하며,
상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 하나의 모서리를 포함하는 사각 형태를 포함하는
이미지 센서. - 반도체 기판의 활성 영역에 복수의 광 경로를 통해 입력된 복수의 광학 신호에 따라 전기적 신호를 각각 발생시키는 제 1 수광 소자 어레이를 형성하는 단계와,
상기 활성 영역에 상기 복수의 광 경로 중에서 어느 한 광 경로를 통해 입력된 광학 신호 및 다른 광 경로에 의한 픽셀간 크로스토크 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 수광 소자 어레이를 형성하는 단계와,
입력된 광학 신호 중 일정 영역 주파수의 광학 신호를 통과시켜 상기 복수의 광 경로를 통해 상기 제 1 수광 소자 어레이 및 상기 제 2 수광 소자 어레이에 입력되도록 하는 복수의 컬러 필터 픽셀이 배열된 컬러 필터 어레이를 형성하는 단계를 포함하는
이미지 센서의 제조 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 컬러 필터 어레이를 형성하는 단계는, 제 1 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 1 컬러 필터 픽셀과 제 2 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 2 컬러 필터 픽셀 및 제 3 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 3 컬러 필터 픽셀을 형성하며,
상기 제 2 수광 소자 어레이를 형성하는 단계는, 상기 제 1 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 1 컬러 수광 소자, 상기 제 2 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 2 컬러 수광 소자, 또는 상기 제 3 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호에 따라 전기적 신호를 발생시키는 제 3 컬러 수광 소자 중에서 어느 하나의 컬러 수광 소자를 형성하는
이미지 센서의 제조 방법. - 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 수광 소자 어레이를 형성하는 단계는, 이미지 센싱 활성 영역 중에서 중앙 영역과 가장자리 영역에 배치되게 형성하며,
상기 제 1 수광 소자 어레이를 형성하는 단계는, 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역을 제외한 상기 이미지 센싱 활성 영역의 전체에 배치되게 형성하는
이미지 센서의 제조 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 활성 영역의 중앙점을 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함하며,
상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 활성 영역의 모서리들 중 두 개의 모서리를 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함하는
이미지 센서의 제조 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 활성 영역의 중앙점을 포함하는 사각 형태를 포함하며,
상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 활성 영역의 모서리들 중 하나의 모서리를 포함하는 사각 형태를 포함하는
이미지 센서의 제조 방법. - 복수의 컬러 필터 픽셀을 포함하는 컬러 필터 어레이를 통과한 광학 신호를 센싱하여 전기적인 이미지 센싱 신호를 출력하는 제 1 수광부와,
상기 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호 및 다른 색상에 의한 픽셀간 크로스토크 신호를 출력하는 제 2 수광부와,
상기 픽셀간 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호의 값을 보정하여 출력하는 신호 처리부를 포함하는
이미지 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 컬러 필터 어레이는, 제 1 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 1 컬러 필터 픽셀과 제 2 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 2 컬러 필터 픽셀 및 제 3 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 3 컬러 필터 픽셀을 포함하며,
상기 제 2 수광부는, 상기 제 1 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 1 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 동작, 상기 제 2 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 2 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 동작, 또는 상기 제 3 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 3 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 동작 중에서 적어도 어느 하나이상의 동작을 수행하고,
상기 신호 처리부는, 상기 제 1 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 1 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 동작, 상기 제 2 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 2 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 동작, 또는 상기 제 3 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 3 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 동작 중 적어도 어느 하나이상의 동작을 수행하는
이미지 처리 장치. - 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 수광부는, 이미지 센싱 영역 중에서 중앙 영역과 가장자리 영역에서 광학 신호를 센싱하며,
상기 제 1 수광부는, 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역을 제외한 상기 이미지 센싱 영역의 전체에서 광학 신호를 센싱하는
이미지 처리 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함하며,
상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 두 개의 모서리를 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함하는
이미지 처리 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 신호 처리부는, 상기 제 2 수광부가 센싱한 특정 라인의 정보에 대해서는 데드 라인 보정을 통해 제외하여 이미지를 구현하는
이미지 처리 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 사각 형태를 포함하며,
상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 하나의 모서리를 포함하는 사각 형태를 포함하는
이미지 처리 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 신호 처리부는, 상기 제 2 수광부가 센싱한 특정 영역의 정보에 대해서는 클러스터 결함 보정을 통해 제외하여 이미지를 구현하는
이미지 처리 장치. - 복수의 컬러 필터 픽셀을 포함하는 컬러 필터 어레이를 통과한 광학 신호를 센싱하여 출력하는 전기적인 이미지 센싱 신호를 검출하는 단계와,
상기 복수의 컬러 필터 픽셀 중에서 어느 한 색상의 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호 및 다른 색상에 의한 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계와,
상기 픽셀간 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호의 값을 보정하여 출력하는 단계를 포함하는
이미지 처리 장치의 신호 처리 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 컬러 필터 어레이는, 제 1 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 1 컬러 필터 픽셀과 제 2 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 2 컬러 필터 픽셀 및 제 3 컬러의 광학 신호를 통과시키는 제 3 컬러 필터 픽셀을 포함하며,
상기 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계는, 상기 제 1 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 1 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 단계, 상기 제 2 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 2 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 단계, 또는 상기 제 3 컬러 필터 픽셀을 통과한 광학 신호를 센싱하여 제 3 컬러 크로스토크 신호를 출력하는 단계 중에서 적어도 어느 하나이상의 단계를 수행하고,
상기 값을 보정하여 출력하는 단계는, 상기 제 1 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 1 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 단계, 상기 제 2 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 2 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 단계, 또는 상기 제 3 컬러 크로스토크 신호의 값에 따라 상기 이미지 센싱 신호 중에서 제 3 컬러에 대응하는 신호의 값을 보정하는 단계 중에서 적어도 하나이상의 단계를 수행하는
이미지 처리 장치의 신호 처리 방법. - 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
상기 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계는, 이미지 센싱 영역 중에서 중앙 영역과 가장자리 영역에서 광학 신호를 센싱하며,
상기 이미지 센싱 신호를 검출하는 단계는, 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역을 제외한 상기 이미지 센싱 영역의 전체에서 광학 신호를 센싱하는
이미지 처리 장치의 신호 처리 방법. - 제 20 항에 있어서,
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함하며,
상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 두 개의 모서리를 포함하는 수직선 형태 또는 수평선 형태를 포함하는
이미지 처리 장치의 신호 처리 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 값을 보정하여 출력하는 단계는, 상기 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계를 통해 센싱한 특정 라인의 정보에 대해서는 데드 라인 보정을 통해 제외하여 이미지를 구현하는
이미지 처리 장치의 신호 처리 방법. - 제 20 항에 있어서,
상기 중앙 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 중앙점을 포함하는 사각 형태를 포함하며,
상기 가장자리 영역은, 상기 이미지 센싱 영역의 모서리들 중 하나의 모서리를 포함하는 사각 형태를 포함하는
이미지 처리 장치의 신호 처리 방법. - 제 23 항에 있어서,
상기 값을 보정하여 출력하는 단계는, 상기 픽셀간 크로스토크 신호를 검출하는 단계를 통해 센싱한 특정 영역의 정보에 대해서는 클러스터 결함 보정을 통해 제외하여 이미지를 구현하는
이미지 처리 장치의 신호 처리 방법.
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