KR102497910B1 - 솔리드-스테이트 이미지 센서 - Google Patents

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Abstract

솔리드-스테이트 이미지 센서가 제공된다. 솔리드-스테이트 이미지 센서는 복수의 광전 변환 요소들을 포함한다. 솔리드-스테이트 이미지 센서는 또한 광전 변환 요소들 위에 배치된 제1 컬러 필터층 및 제1 컬러 필터층에 인접하게 배치된 제2 컬러 필터층을 포함하며, 이들은 각각 복수의 제1 컬러 필터 세그먼트들 및 복수의 제2 컬러 필터 세그먼트들을 갖는다. 또한, 솔리드-스테이트 이미지 센서는 제1 컬러 필터층과 제2 컬러 필터층 사이에 배치된 제1 금속 격자 구조체를 포함한다. 솔리드-스테이트 이미지 센서는 또한 제1 컬러 필터 세그먼트들 사이 그리고 제2 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치된 제2 금속 격자 구조체를 포함한다. 제1 금속 격자 구조체의 바닥은 제1 격자 폭을 갖고, 제2 금속 격자 구조체의 바닥은 제1 격자 폭보다 좁은 제2 격자 폭을 갖는다.

Description

솔리드-스테이트 이미지 센서 {SOLID-STATE IMAGE SENSOR}
본 개시의 실시예는 이미지 센서에 관한 것으로, 특히 이는 상이한 격자 폭을 갖는 금속 격자 구조체를 포함하는 솔리드-스테이트 이미지 센서에 관한 것이다.
솔리드-스테이트 이미지 센서(예를 들어, 전하-결합 소자(CCD: charge-coupled device) 이미지 센서, 상보형 금속-산화물 반도체(CMOS: complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서 등)는 디지털 스틸-이미지(still-image) 카메라, 디지털 비디오 카메라 등과 같은 다양한 이미지-캡처링 장치에서 널리 사용되었다. 솔리드-스테이트 이미지 센서의 광-감지부는 복수의 픽셀 각각에 형성될 수 있으며, 신호 전하가 광-감지부에서 수광된 광량에 따라 생성될 수 있다. 또한, 광-감지부에서 생성된 신호 전하는 송신 및 증폭될 수 있으며, 이에 의해 이미지 신호가 획득된다.
최근에는, 고해상도 이미지를 제공하기 위해 픽셀의 개수를 증가시키기 위해 CMOS 이미지 센서로 대표되는 이미지 센서의 픽셀 크기를 감소시키려는 경향이 있다. 그러나, 픽셀 크기는 계속 감소하는 반면, 이미지 센서의 설계 및 제조에는 여전히 다양한 문제가 있다.
예를 들어, 솔리드-스테이트 이미지 센서로 직접 조사되는 경사 입사광은 반사광과 투과광으로 분할될 수 있다. 그러나, 이웃 픽셀에서 상이한 컬러를 갖는 컬러 필터 세그먼트로 진입하는 반사광 및 투과광은 반사광과 투과광이 상이한 에너지를 갖게 할 것이다. 반사광과 투과광의 상이한 에너지는 동일한 컬러를 갖는 이웃 픽셀에서의 상이한 신호 강도를 유발하며, 이를 채널 분리라고 칭한다. 채널 분리는 이미지 검출 효과를 악화시킬 것이다.
본 개시의 일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서는 상이한 격자 폭을 갖는 금속 격자 구조체를 포함하고, 이는 채널 분리를 개선할 수 있으며, 이에 의해 솔리드-스테이트 이미지 센서의 광전 변환 요소로부터의 이미지 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 솔리드-스테이트 이미지 센서가 제공된다. 솔리드-스테이트 이미지 센서는 복수의 광전 변환 요소들을 포함한다. 솔리드-스테이트 이미지 센서는 또한, 광전 변환 요소들 위에 배치되고 복수의 제1 컬러 필터 세그먼트들을 갖는 제1 컬러 필터층을 포함한다. 솔리드-스테이트 이미지 센서는 추가로, 광전 변환 요소들 위에 배치되고 제1 컬러 필터층에 인접하며 복수의 제2 컬러 필터 세그먼트들을 갖는 제2 컬러 필터층을 포함한다. 또한, 솔리드-스테이트 이미지 센서는 제1 컬러 필터층과 제2 컬러 필터층 사이에 배치된 제1 금속 격자 구조체를 포함한다. 솔리드-스테이트 이미지 센서는 또한 제1 컬러 필터 세그먼트들 사이 그리고 제2 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치된 제2 금속 격자 구조체를 포함한다. 제1 금속 격자 구조체의 바닥은 제1 격자 폭을 갖고, 제2 금속 격자 구조체의 바닥은 제2 격자 폭을 갖는다. 제2 격자 폭은 제1 격자 폭보다 좁다.
일부 실시예에서, 제1 컬러 필터 세그먼트들은 녹색 컬러 필터 세그먼트들을 포함하고, 제2 컬러 필터 세그먼트들은 청색/적색 컬러 필터 세그먼트들을 포함한다.
일부 실시예에서, 녹색 컬러 필터 세그먼트들 사이의 제2 금속 격자 구조체의 바닥은 녹색 격자 폭을 갖고, 청색/적색 필터 세그먼트들 사이의 제2 금속 격자 구조체의 바닥은 녹색 격자 폭과 다른 청색/적색 격자 폭을 갖는다.
일부 실시예에서, 녹색 격자 폭과 청색/적색 격자 폭 사이의 차이는 0 nm 내지 50 nm이다.
일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서는 추가로 제1 금속 격자 구조체 및 제2 금속 격자 구조체 상에 배치된 파티션 격자 구조체를 포함한다. 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도에서, 파티션 격자 구조체는 복수의 파티션 격자 세그먼트들로 분할된다.
일부 실시예에서, 파티션 격자 구조체는 제1 격자 폭 이상의 파티션 격자 폭을 갖는다.
일부 실시예에서, 제2 금속 격자 구조체는 솔리드-스테이트 이미지 센서의 에지 영역에서 대응하는 파티션 격자 세그먼트들의 중심선에 대해 시프트(shift)를 갖는다.
일부 실시예에서, 시프트는 가변적이다.
일부 실시예에서, 녹색 컬러 필터 세그먼트들 사이의 제2 금속 격자 구조체는 제1 시프트를 갖고, 청색/적색 컬러 필터 세그먼트들 사이의 제2 금속 격자 구조체는 솔리드-스테이트 이미지 센서의 에지 영역에서 대응하는 파티션 격자 세그먼트들의 중심선에 대해 제2 시프트를 갖고, 제1 시프트와 제2 시프트는 상이하다.
일부 실시예에서, 제1 시프트와 제2 시프트 사이의 차이는 0 nm 내지 50 nm이다.
일부 실시예에서, 수평 방향으로, 제2 금속 격자 구조체는 입사광으로부터 멀어지는 측을 향해 시프팅된다.
일부 실시예에서, 제1 컬러 필터층 또는 제2 컬러 필터층은 제2 금속 격자 구조체의 일부를 덮는다.
일부 실시예에서, 광전 변환 요소들은, 복수의 위상 검출 자동 초점 픽셀들, 위상 검출 자동 초점 픽셀들을 둘러싸는 복수의 제1 노멀 픽셀들, 제1 노멀 픽셀들을 둘러싸는 복수의 제2 노멀 픽셀들에 대응하도록 배열된다.
일부 실시예에서, 제1 금속 격자 구조체는 위상 검출 자동 초점 픽셀들과 제1 노멀 픽셀들 사이의 영역에 대응하도록 배치되고, 제2 금속 격자 구조체는 제1 노멀 픽셀들과 제2 노멀 픽셀들 사이의 영역에 대응하도록 배치된다.
일부 실시예에서, 제1 금속 격자 구조체는 제1 격자 높이를 가지고, 제2 금속 격자 구조체는 제2 격자 높이를 갖는다. 제2 격자 높이는 제1 격자 높이보다 낮다.
일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도에서, 제1 금속 격자 구조체 및 제2 격자 구조체는 사다리꼴, 삼각형 또는 직사각형으로 형성된다.
일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서는 추가로 제1 컬러 필터층 및 제2 컬러 필터층 상에 배치된 복수의 집광 구조체들을 포함한다.
일부 실시예에서, 집광 구조체들의 두께는 상이하다.
일부 실시예에서, 제1 격자 폭에 대한 제2 격자 폭의 비율은 0.25 내지 0.9이다.
본 개시는 첨부 도면과 함께 읽을 때 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 수 있다. 업계의 표준 관행에 따라 다양한 피처(features)가 스케일대로 도시되지 않는다는 점에 유의할 가치가 있다. 실제로, 논의의 명확성을 위해 다양한 피처의 치수는 임의로 증가되거나 감소될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 선을 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B' 선을 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도이다.
도 4는 도 2에 대응하는 솔리드-스테이트 이미지 센서의 다른 단면도이다.
도 5는 도 3에 대응하는 솔리드-스테이트 이미지 센서의 다른 단면도이다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 대응하는 솔리드-스테이트 이미지 센서의 다른 단면도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도이다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도이다.
이하의 개시는 제공된 주제의 상이한 피처를 구현하기 위한 다수의 상이한 실시예 또는 예를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해 구성 요소 및 배열의 특정 예가 아래에 설명된다. 물론, 이는 단지 예일 뿐이며 한정적인 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, 이하의 설명에서 제2 피처 상에 제1 피처가 형성된다는 것은 제1 피처와 제2 피처가 직접 접촉하여 형성되는 실시예를 포함할 수 있으며, 또한 제1 피처와 제2 피처가 직접 접촉되지 않을 수 있도록 추가의 피처가 제1 피처와 제2 피처 사이에 형성될 수 있는 실시예를 포함할 수 있다.
추가의 단계가 나타낸 방법 전, 도중 또는 후에 구현될 수 있으며, 일부 단계는 나타낸 방법의 다른 실시예에서 대체되거나 생략될 수 있음을 이해해야 한다.
또한, "아래(beneath)", "하위의(below)", "더 낮은(lower)", "상의(on)", "위의(above)", "상위의(upper)" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 설명의 편의를 위해 도면에 나타낸 다른 요소 또는 피처에 대한 하나의 요소 또는 피처의 관계를 설명하기 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향에 추가하여 사용 또는 동작 중인 디바이스의 다른 배향을 포함하도록 의도된다. 장치는 달리 배향될 수 있고(90도 회전되거나 다른 배향), 본원에서 사용되는 공간적으로 상대적인 설명자는 그에 따라 유사하게 해석될 수 있다.
본 개시에서, 용어 "약", "대략" 및 "실질적으로"는 통상적으로 언급된 값의 +/- 20%, 더욱 통상적으로 언급된 값의 +/- 10%, 더욱 통상적으로 언급된 값의 +/- 5%, 더욱 통상적으로 언급된 값의 +/- 3%, 더욱 통상적으로 언급된 값의 +/- 2%, 더욱 통상적으로 언급된 값의 +/- 1%, 더욱 더 통상적으로 언급된 값의 +/- 0.5%를 의미한다. 본 개시의 언급된 값은 대략적인 값이다. 즉, "약", "대략" 및 "실질적으로"라는 용어에 대한 구체적인 설명이 없는 경우, 언급된 값은 "약", "대략" 또는 "실질적으로"의 의미를 포함한다.
달리 규정되지 않는 한, (기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여) 본원에 사용되는 모든 용어는 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 실시예에서 명시적으로 규정되지 않는 한 이상화되거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것임을 이해해야 한다.
본 개시는 이하의 실시예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순성과 명료성을 위한 것이며 그 자체가 논의된 다양한 실시예 및/또는 구성 간의 관계를 지시하는 것은 아니다.
솔리드-스테이트 이미지 센서는 수광 유닛 상에 입사되는 광의 방향의 측면에서 대략 2개의 그룹으로 분류될 수 있다. 하나는 판독 회로의 배선층이 형성되는 반도체 기판의 전방측 상에 입사되는 광을 수신하는 전방측 조명(FSI: front-side illuminated) 이미지 센서이다. 다른 하나는 배선층이 형성되지 않는 반도체 기판의 후방측 상에 입사되는 광을 수신하는 후방측 조명(BSI: back-side illuminated) 이미지 센서이다. 컬러 이미지를 이미징하기 위해, FSI 및 BSI 이미지 센서에 컬러 필터층이 제공될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1의 A-A' 선을 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B' 선을 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 단면도이다. 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 일부 구성 요소는 간결함을 위해 도 1 내지 도 3에서 생략될 수 있음에 유의해야 한다.
일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 상보형 금속-산화물 반도체(CMOS) 이미지 센서 또는 전하 결합 소자(CCD) 이미지 센서일 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 예를 들어, 웨이퍼 또는 칩일 수 있는 반도체 기판(101)을 포함하지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 반도체 기판(101)은 전방 표면(101F) 및 전방 표면(101F)에 대향하는 후방 표면(101B)을 갖는다. 포토다이오드와 같은 복수의 광전 변환 요소(103)가 반도체 기판(101)에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 반도체 기판(101)의 광전 변환 요소(103)는 얕은 트렌치 격리(STI: shallow trench isolation) 영역 또는 깊은 트렌치 격리(DTI: deep trench isolation) 영역과 같은 격리 구조체(미도시)에 의해 서로로부터 격리될 수 있다. 격리 구조체는, 트렌치를 형성하고 절연 또는 유전체 재료로 트렌치를 충진하는 에칭 프로세스를 사용하여, 반도체 기판(101)에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 광전 변환 요소(103)는 반도체 기판(101)의 후방 표면(101B) 상에 형성되고, 배선층(105)은 반도체 기판(101)의 전방 표면(101F) 상에 형성되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 배선층(105)은 복수의 유전체층에 매립된 복수의 도전성 라인과 비아(via)를 포함하는 상호 접속 구조체일 수 있으며, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)에 필요한 다양한 전기 회로를 추가로 포함할 수 있다. 입사광은 후방 표면(101B)의 측으로 조사되어 광전 변환 요소(103)에 의해 수신될 수 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 후방측 조명(BSI: back-side Illuminated) 이미지 센서로 지칭되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 일부 다른 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서는 전방측 조명(FSI: front-side illuminated) 이미지 센서일 수 있다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은 반도체 기판(101) 및 배선층(105)은 FSI 이미지 센서의 경우 반전될 수 있다. FSI 이미지 센서에서, 입사광은 전방 표면(101F) 측으로 조사되어, 배선층(105)을 통과한 후, 반도체 기판(101)의 후방 표면(101B) 상에 형성된 광전 변환 요소(103)에 의해 수신된다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 또한, 반도체 기판(101)의 후방 표면(101B) 상에 형성되고 광전 변환 요소(103)를 덮는 고유전율(하이-κ) 막(107)을 포함할 수 있다. 하이-κ 막(107)의 재료는 하프늄 산화물(HfO2), 하프늄 탄탈륨 산화물(HfTaO), 하프늄 티타늄 산화물(HfTiO), 하프늄 지르코늄 산화물(HfZrO), 탄탈륨 오산화물(Ta2O5), 다른 적절한 하이-κ 유전체 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 하이-κ 막(107)은 증착 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 증착 프로세스는 예를 들어, 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD), 원자층 증착(ALD) 또는 다른 증착 기술이다. 하이-κ 막(107)은 고굴절률 및 흡광능(light-absorbing ability)을 가질 수 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 하이-κ 막(107) 상에 형성된 버퍼층(109)을 추가로 포함할 수 있다. 버퍼층(109)의 재료는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 다른 적절한 절연 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 버퍼층(109)은 증착 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 증착 프로세스는 예를 들어, 스핀-온(spin-on) 코팅, 화학 기상 증착, 유동 화학 기상 증착(FCVD), 플라즈마 강화 화학 기상 증착, 물리 기상 증착(PVD) 또는 다른 증착 기술이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 광전 변환 요소(103) 위에 배치된 녹색 컬러 필터층(115G), 청색 컬러 필터층(115B) 및 적색 컬러 필터층(115R)을 포함한다. 더욱 상세하게는 녹색 컬러 필터층(115G)은 복수의 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS)를 갖고, 청색 컬러 필터층(115B)은 복수의 청색 컬러 필터 세그먼트(115BS)를 가지며, 적색 컬러 필터층(115R)은 복수의 적색 컬러 필터 세그먼트(115RS)를 갖는다.
일부 실시예에서, 청색 컬러 필터층(115B)은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 녹색 컬러 필터층(115G)에 인접하게 배치되고, 적색 컬러 필터층(115R)은 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 녹색 컬러 필터층(115G)에 인접하게 배치되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 일부 다른 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 또한 백색 컬러 필터층 또는 황색 컬러 필터층을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 제1 금속 격자 구조체(111) 및 제2 금속 격자 구조체(113)를 포함한다. 보다 상세하게, 제1 금속 격자 구조체(111)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 녹색 필터층(115G)과 청색 필터층(115B) 사이에, 그리고 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 녹색 필터층(115G)과 적색 필터층(115R) 사이에 배치되고; 제2 금속 격자 구조체(113)는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS) 사이, 청색 컬러 필터 세그먼트(115BS) 사이 및 적색 컬러 필터 세그먼트(115RS) 사이에 배치되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 단면도에서, 제1 금속 격자 구조체(111) 및 제2 격자 구조체(113)는 사다리꼴로 형성되지만, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 실시예에서, 제1 금속 격자 구조체(111)의 바닥은 제1 격자 폭 MW1을 갖고, 제2 금속 격자 구조체(113)의 바닥은 제1 격자 폭 MW1보다 좁은 제2 격자 폭 MW2를 갖는다. 일부 실시예에서, 제1 격자 폭 MW1에 대한 제2 격자 폭 MW2의 비율은 약 0.25 내지 약 0.9(즉, MW2/MW1 = 0.25 내지 0.9)일 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 제1 금속 격자 구조체(111) 및 제2 금속 격자 구조체(113)의 재료는 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 금속 질화물(예를 들어, 티타늄 질화물(TiN)), 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 제1 금속 격자 구조체(111) 및 제2 금속 격자 구조체(113)는, 제1 금속 격자 구조체(111) 및 제2 금속 격자 구조체(113)를 형성하기 위해, 버퍼층(109) 상에 금속층을 증착한 후 포토리소그래피 및 에칭 프로세스를 사용하여 금속층을 패터닝함으로써 형성될 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS) 사이의 제2 금속 격자 구조체(113)는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 제2 금속 격자 구조체(113G)로 지칭될 수 있으며, 청색 컬러 필터 세그먼트(115BS) 사이의 제2 금속 격자 구조체(113)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 제2 금속 격자 구조체(113B)로 지칭될 수 있으며, 적색 컬러 필터 세그먼트(115RS) 사이의 제2 금속 격자 구조체(113)는 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 제2 금속 격자 구조체(113R)로 지칭될 수 있다. 또한, 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS) 사이의 제2 금속 격자 구조체(113G)의 바닥은 녹색 격자 폭 MWG를 가지며, 청색 컬러 필터 세그먼트(115BS) 사이의 제2 금속 격자 구조체(113B)의 바닥은 청색 격자 폭 MWB를 가지며, 적색 컬러 필터 세그먼트(115RS) 사이의 제2 금속 격자 구조체(113R)의 바닥은 적색 격자 폭 MWR을 갖는다.
일부 실시예에서, 제2 격자 폭 MW2는 가변적일 수 있다. 예를 들어, 청색 격자 폭 MWB는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 녹색 격자 폭 MWG와 다를 수 있으며, 적색 격자 폭 MWR은 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 녹색 격자 폭 MWG와 다를 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 녹색 격자 폭 MWG와 청색 격자 폭 MWB 간의 차이 또는 녹색 격자 폭 MWG와 적색 격자 폭 MWR 간의 차이는 약 0 nm 내지 50 nm(즉, MWR - MWG = 0 ± 50 nm 또는 MWB - MWG = 0 ± 50 nm)일 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 제1 금속 격자 구조체(111) 및 제2 금속 격자 구조체(113) 상에 배치된 파티션 격자 구조체(121)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 단면도에서, 파티션 격자 구조체(121)는 복수의 파티션 격자 세그먼트(121S)로 분할될 수 있다.
일부 실시예에서, 파티션 격자 구조체(121)의 재료는 약 1.0 내지 약 1.99 범위의 낮은 굴절률을 갖는 투명 유전체 재료를 포함할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예에서, 파티션 격자 구조체(121)의 굴절률은 녹색 컬러 필터층(115G)의 굴절률, 청색 컬러 필터층(115B)의 굴절률 및 적색 컬러 필터층(115R)의 굴절률보다 낮을 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 파티션 격자 구조체(121)(파티션 격자 세그먼트(121S))는 파티션 격자 폭 121W를 갖는다. 일부 실시예에서, 파티션 격자 폭 121W는 제1 금속 격자 구조체(111)의 바닥의 제1 격자 폭 MW1 이상일 수 있다. 즉, 파티션 격자 구조체(121)는 제1 금속 격자 구조체(111) 및 제2 금속 격자 구조체(113)를 덮을 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미징 디바이스(10)에서, 동일한 컬러의 상이한 픽셀(즉, 상이한 컬러 필터 세그먼트)에서 감도를 측정한 결과, Gr 픽셀(예를 들어, 도 3에 대응하는 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS))은 약 12.4%(감도 정규화)이고, Gb 픽셀(예를 들어, 도 2에 대응하는 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS))에서의 감도 차이는 약 9.9%이다. 그러나, 격자 폭이 상이한 금속 격자 구조체가 없는 통상의 솔리드-스테이트 이미징 디바이스에서, Gr 픽셀에서의 감도 차이는 약 16.1%(감도 정규화)이고, Gb 픽셀에서의 감도 차이는 약 13%이다. 상술한 결과는 본 개시의 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미징 디바이스(10)가 동일한 컬러의 다른 픽셀에서 감도를 보다 일관되게 할 수 있음을 입증한다. 따라서, 채널 격리 문제가 개선될 수 있으며, 이에 의해 솔리드-스테이트 이미지 센서의 광전 변환 요소로부터의 이미지 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 컬러 필터층(예를 들어, 녹색 컬러 필터층(115G), 청색 컬러 필터층(115B), 적색 컬러 필터층(115R)) 상에 배치된 투명층(117) 및 파티션 격자 구조체(121)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 투명층(117)의 재료는 유리, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄, 임의의 다른 적용 가능한 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예에서, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)는 입사광을 집광하기 위해, 컬러 필터층(예를 들어, 녹색 컬러 필터층(115G), 청색 컬러 필터층(115B), 적색 컬러 필터층(115R)) 상에 배치된 복수의 집광 구조체(119)를 포함할 수 있다. 특히, 집광 구조체(119)는 투명층(117) 상에 배치될 수 있으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 집광 구조체(119)의 재료는 투명층(117)의 재료와 동일하거나 유사할 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 집광 구조체(119)는 반-볼록(semi-convex) 렌즈 또는 볼록 렌즈와 같은 마이크로-렌즈 구조체일 수 있으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 일부 다른 실시예에서, 집광 구조체(119)는 마이크로-피라미드 구조체(예를 들어, 원형 원뿔, 사각형 피라미드 등)일 수 있거나, 마이크로-사다리꼴 구조체(예를 들어, 편평한 상부의 원뿔, 잘린 정사각형 피라미드 등)일 수 있다. 대안적으로, 집광 구조체(119)는 그래디언트-인덱스(gradient-index) 구조체일 수 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 실시예에서, 각각의 집광 구조체(119)는 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS) 중 하나, 청색 컬러 필터 세그먼트(115BS) 중 하나 또는 적색 컬러 필터 세그먼트(115RS) 중 하나에 대응하지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 일부 다른 실시예에서, 각각의 집광 구조체(119)는 적어도 2개의 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS), 적어도 2개의 청색 컬러 필터 세그먼트(115BS), 또는 적어도 2개의 적색 컬러 필터 세그먼트(115RS)에 대응할 수 있다.
도 4는 도 2에 대응하는 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 다른 단면도이다. 도 5는 도 3에 대응하는 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 다른 단면도이다. 예를 들어, 도 2 및 도 3은 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 중앙 영역에 대응하는 단면도이며, 도 4 및 도 5는 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 에지(또는 주변) 영역(즉, 중앙 영역 외부)에 대응하는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 에지 영역에서, 제2 금속 격자 구조체(113)는 대응하는 파티션 격자 세그먼트(121S)의 중심선에 대한 시프트를 가질 수 있다. 예를 들어, 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS) 사이의 제2 금속 격자 구조체(113)(즉, 제2 금속 격자 구조체(113G))는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 대응하는 파티션 격자 세그먼트(121S)의 중심선에 대한 시프트 dG를 가질 수 있으며, 청색 컬러 필터 세그먼트(115BS) 사이의 제2 금속 격자 구조체(113)(즉, 제2 금속 격자 구조체(113B))는 도 4에 나타낸 바와 같이 대응하는 파티션 격자 세그먼트(121S)의 중심선에 대한 시프트 dB를 가질 수 있으며, 적색 컬러 필터 세그먼트(115RS) 사이의 제2 금속 격자 구조체(113)(즉, 제2 금속 격자 구조체(113R))는 도 5에 나타낸 바와 같이 대응하는 파티션 격자 세그먼트(121S)의 중심선에 대한 시프트 dR을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 대응하는 파티션 격자 세그먼트(121S)의 중심선에 대한 제2 금속 격자 구조체(113)의 시프트는 가변적일 수 있다. 즉, 시프트 dG, 시프트 dB 및 시프트 dR은 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 다를 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 시프트 dG와 시프트 dB 간의 차이 또는 시프트 dG와 시프트 dR 간의 차이는 약 0 nm 내지 50 nm(즉, dG - dB = 0 ± 50 nm 또는 dG - dR = 0 ± 50 nm)일 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
또한, 일부 실시예에서, 수평 방향으로, 제2 금속 격자 구조체(113)는 입사광 L로부터 멀어지는 측을 향해 시프팅된다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 수평 방향 D는 녹색 컬러 필터층(115G), 청색 컬러 필터층(115B) 및 적색 컬러 필터층(115R)의 최상부 표면과 평행한 방향일 수 있으며, 입사광 L은 좌측으로부터 오고, 제2 금속 격자 구조체(113)(예를 들어, 제2 금속 격자 구조체(113G), 제2 금속 격자 구조체(113B), 제2 금속 격자 구조체(113R))는 우측을 향해 시프팅되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 집광 구조체(119)는 또한 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)의 에지 영역에서 컬러 필터층(예를 들어, 녹색 컬러 필터층(115G), 청색 컬러 필터층(115B), 적색 컬러 필터층(115R))에 대한 시프트를 가질 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
상술한 실시예에서, 파티션 격자 구조체(121)는 제2 금속 격자 구조체(113)를 완전히 덮는다. 즉, 제2 금속 격자 구조체(113)는 파티션 격자 구조체(121) 내부에 배치될 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서(12)를 나타내는 단면도이다. 도 6에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(12)는 도 4에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)와 유사한 구조를 갖는다. 또한, 도 6은 솔리드-스테이트 이미지 센서(12)의 에지 영역에 대응하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 도 4에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)와의 차이는 도 6에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(12)의 컬러 필터층이 제2 금속 격자 구조체(113)의 일부를 덮을 수 있다는 것이다. 더욱 상세하게, 도 6에 나타낸 바와 같이, 청색 필터층(115B)(청색 필터층 세그먼트(115BS))은 제2 금속 격자 구조체(113B')의 일부를 덮을 수 있고, 녹색 필터층(115G)(녹색 필터층 세그먼트(115GS))은 제2 금속 격자 구조체(113G')의 일부를 덮을 수 있다. 즉, 도 4에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)와 비교하면, 시프트 dB'는 시프트 dB보다 클 수 있고, 시프트 dG'는 시프트 dG보다 클 수 있으므로, 제2 금속 격자 구조체(113)의 일부가 대응하는 파티션 격자 세그먼트(121S)를 초과할 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서(14)를 나타내는 단면도이다. 도 8은 도 7에 대응하는 솔리드-스테이트 이미지 센서(14)의 다른 단면도이다. 예를 들어, 도 7은 솔리드-스테이트 이미지 센서(14)의 중앙 영역에 대응하는 단면도이고, 도 8은 솔리드-스테이트 이미지 센서(14)의 에지(또는 주변) 영역(즉, 중앙 영역의 외부)에 대응하는 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 솔리드-스테이트 이미지 센서(14)의 광전 변환 요소(103)는 복수의 위상 검출 자동 초점 픽셀(PDAF: phase detection auto focus), 위상 검출 자동 초점 픽셀 PDAF를 둘러싸는 복수의 제1 노멀 픽셀 P1 및 제1 노멀 픽셀 P1을 둘러싸는 복수의 제2 노멀 픽셀 P2에 대응하도록 배열될 수 있다.
본 실시예에서, 위상 검출 자동 초점 픽셀 PDAF에 대응하는 영역에서, 각각의 컬러 필터 세그먼트(예를 들어, 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS))는 적어도 2개의 광전 변환 요소(103)에 대응할 수 있고; 제1 노멀 픽셀 P1 또는 제2 노멀 픽셀 P2에 대응하는 영역에서, 각각의 컬러 필터 세그먼트(예를 들어, 녹색 컬러 필터 세그먼트(115GS))는 하나의 광전 변환 요소(103)에 대응할 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 금속 격자 구조체(111)는 위상 검출 자동 초점 픽셀 PDAF와 제1 노멀 픽셀 P1 사이의 영역에 대응하도록 배치될 수 있고, 제2 금속 격자 구조체(113)는 제1 노멀 픽셀 P1과 제2 노멀 픽셀 P2 사이의 영역에 대응하도록 배치될 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
유사하게, 본 실시예에서, 제1 금속 격자 구조체(111)의 바닥은 제1 격자 폭 MW1을 갖고, 제2 금속 격자 구조체(113)의 바닥은 제1 격자 폭 MW1보다 좁은 제2 격자 폭 MW2를 갖는다. 일부 실시예에서, 제1 격자 폭 MW1에 대한 제2 격자 폭 MW2의 비율은 약 0.25 내지 약 0.9(즉, MW2/MW1 = 0.25 내지 0.9)일 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 또한, 솔리드-스테이트 이미지 센서(14)의 에지 영역에서, 제2 금속 격자 구조체(113)는 대응하는 파티션 격자 세그먼트(121S)의 중심선에 대한 시프트(예를 들어, 시프트 dG)를 가질 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서(16)의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 솔리드-스테이트 이미지 센서(16)는 도 3에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 도 3에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)와의 차이는 도 9에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(16)에서, 제1 금속 격자 구조체(111)는 제1 격자 높이 MH1을 가질 수 있고, 제2 금속 격자 구조체(113)는 제2 격자 높이 MHR(또는 MHG)을 가질 수 있다는 것이다. 본 실시예에서, 제2 격자 높이 MHR(또는 MHG)은 제1 격자 높이 MH1보다 낮을 수 있다(즉, MHR < MH1 또는 MHG < MH1).
또한, 일부 실시예에서, 제2 금속 격자 구조체(113)의 제2 격자 높이는 가변적일 수 있다. 예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제2 격자 높이 MHR은 제2 격자 높이 MHG보다 클 수 있으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
상술한 실시예에서, 제1 금속 격자 구조체(111) 및 제2 금속 격자 구조체(113)는 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도에서 사다리꼴로 형성되는 것으로 나타내었지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서(18)의 단면도이다. 도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서(20)의 단면도이다. 도 10을 참조하면, 솔리드-스테이트 이미지 센서(18)의 단면도에서, 제1 금속 격자 구조체(111') 및 제2 금속 격자 구조체(113')는 삼각형으로 형성되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 도 11을 참조하면, 솔리드-스테이트 이미지 센서(20)의 단면도에서, 제1 금속 격자 구조체(111") 및 제2 금속 격자 구조체(113")는 직사각형으로 형성되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 솔리드-스테이트 이미지 센서(22)의 단면도이다. 도 12를 참조하면, 솔리드-스테이트 이미지 센서(22)는 도 3에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 도 3에 나타낸 솔리드-스테이트 이미지 센서(10)와의 차이는 솔리드-스테이트 이미지 센서(22)의 집광 구조체(119-1, 119-2)의 두께가 다를 수 있다는 것이다. 보다 상세하게, 도 12에 나타낸 바와 같이, 솔리드-스테이트 이미지 센서(22)는 컬러 필터층(예를 들어, 녹색 컬러 필터층(115G), 청색 컬러 필터층(115B), 적색 컬러 필터층(115R)) 상에 배치된 복수의 제1 집광 구조체(119-1) 및 복수의 제2 집광 구조체(119-2)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 집광 구조체(119-1)는 제1 두께 ML1을 가질 수 있고, 제2 집광 구조체(119-2)는 제2 두께 ML2를 가질 수 있으며, 제1 두께 ML1은 제2 두께 ML2보다 클 수 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
요약하면, 일정한 금속 격자 폭을 갖는 통상의 격자 구조체와 비교하여, 본 개시의 실시예에서의 솔리드-스테이트 이미지 센서는 다른 폭을 갖는 제1 금속 격자 구조체 및 제2 금속 격자 구조를 포함하며, 이는 채널 격리를 개선할 수 있고, 이에 의해 솔리드-스테이트 이미지 센서의 광전 변환 요소로부터의 이미지 신호의 품질을 개선한다.
상술한 내용은 본 기술 분야의 통상의 기술자가 본 개시의 양태를 더 잘 이해할 수 있도록 여러 실시예의 특징을 개략적으로 설명한다. 본 기술 분야의 통상의 기술자는 동일한 목적을 수행하고/수행하거나 본원에 소개된 실시예의 동일한 이점을 달성하기 위한 다른 프로세스 및 구조를 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시를 쉽게 사용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 기술 분야의 통상의 기술자는 또한 이러한 균등한 구성이 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으며, 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본원에서 다양한 변화, 치환 및 변경을 이룰 수 있다는 것을 인식해야 한다. 따라서, 보호 범위는 청구 범위를 통해 결정되어야 한다. 또한, 본 개시의 일부 실시예가 위에 개시되었지만, 이는 본 개시의 범위를 제한하려고 의도된 것이 아니다.
본 명세서 전반에 걸쳐 특징, 이점, 또는 유사한 언어에 대한 언급은 본 개시로 실현될 수 있는 모든 특징 및 이점이 본 개시의 임의의 단일 실시예이거나 그 안에 있어야 함을 의미하지는 않는다. 오히려, 특징 및 이점을 언급하는 언어는 실시예와 관련하여 설명된 특정의 특징, 이점 또는 특성이 본 개시의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 특징 및 이점 및 유사한 언어에 대한 논의는 동일한 실시예를 참조할 수 있지만 반드시 그런 것은 아니다.
또한, 본 개시의 설명된 특징, 이점 및 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 본원에서의 설명에 비추어 본 개시가 특정 실시예의 특정의 특징 또는 이점 중 하나 이상 없이 실시될 수 있음을 인식할 것이다. 다른 경우에, 본 개시의 모든 실시예에 존재하지 않을 수 있는 특정 실시예에서의 추가적인 특징 및 이점이 인식될 수 있다.

Claims (10)

  1. 솔리드-스테이트 이미지 센서로서,
    복수의 광전 변환 요소들;
    상기 복수의 광전 변환 요소들 위에 배치되고, 복수의 제1 컬러 필터 세그먼트들을 갖는 제1 컬러 필터층 - 상기 복수의 제1 컬러 필터 세그먼트들은 제1 컬러에 해당함 -;
    상기 복수의 광전 변환 요소들 위에 배치되고 상기 제1 컬러 필터층에 인접하며, 복수의 제2 컬러 필터 세그먼트들을 갖는 제2 컬러 필터층 - 상기 복수의 제2 컬러 필터 세그먼트들은 제2 컬러에 해당함 -;
    상기 제1 컬러 필터층과 상기 제2 컬러 필터층 사이에 배치된 제1 금속 격자 구조체; 및
    상기 복수의 제1 컬러 필터 세그먼트들 사이 그리고 상기 복수의 제2 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치된 제2 금속 격자 구조체;를 포함하고,
    상기 제1 금속 격자 구조체의 바닥은 제1 격자 폭을 갖고, 상기 제2 금속 격자 구조체의 바닥은 상기 제1 격자 폭보다 좁은 제2 격자 폭을 갖는, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 컬러 필터 세그먼트들은 녹색 컬러 필터 세그먼트들을 포함하고, 상기 복수의 제2 컬러 필터 세그먼트들은 청색/적색 컬러 필터 세그먼트들을 포함하고, 상기 녹색 컬러 필터 세그먼트들 사이의 상기 제2 금속 격자 구조체의 바닥은 녹색 격자 폭을 갖고, 상기 청색/적색 컬러 필터 세그먼트들 사이의 상기 제2 금속 격자 구조체의 바닥은 상기 녹색 격자 폭과 다른 청색/적색 격자 폭을 갖고, 상기 녹색 격자 폭과 상기 청색/적색 격자 폭 사이의 차이는 0 nm 내지 50 nm인, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 격자 구조체 및 상기 제2 금속 격자 구조체 상에 배치된 파티션 격자 구조체를 더 포함하고,
    상기 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도에서, 상기 파티션 격자 구조체는 복수의 파티션 격자 세그먼트들로 분할되고, 상기 파티션 격자 구조체는 상기 제1 격자 폭 이상의 파티션 격자 폭을 갖는, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 격자 구조체 및 상기 제2 금속 격자 구조체 상에 배치된 파티션 격자 구조체를 더 포함하고,
    상기 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도에서, 상기 파티션 격자 구조체는 복수의 파티션 격자 세그먼트들로 분할되고, 상기 제2 금속 격자 구조체는 상기 솔리드-스테이트 이미지 센서의 에지 영역에서 상기 복수의 파티션 격자 세그먼트들의 각각의 중심선에 대해 시프트(shift)를 갖고, 상기 복수의 제1 컬러 필터 세그먼트들은 녹색 컬러 필터 세그먼트들을 포함하고, 상기 복수의 제2 컬러 필터 세그먼트들은 청색/적색 컬러 필터 세그먼트들을 포함하는, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 녹색 컬러 필터 세그먼트들 사이의 상기 제2 금속 격자 구조체는 제1 시프트를 갖고, 상기 청색/적색 컬러 필터 세그먼트들 사이의 상기 제2 금속 격자 구조체는 상기 솔리드-스테이트 이미지 센서의 상기 에지 영역에서 상기 복수의 파티션 격자 세그먼트들의 각각의 상기 중심선에 대해 제2 시프트를 갖고, 상기 제1 시프트와 상기 제2 시프트는 상이하고, 상기 제1 시프트와 상기 제2 시프트 사이의 차이는 0 nm 내지 50 nm인, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 격자 구조체 및 상기 제2 금속 격자 구조체 상에 배치된 파티션 격자 구조체를 더 포함하고,
    상기 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도에서, 상기 파티션 격자 구조체는 복수의 파티션 격자 세그먼트들로 분할되고, 상기 제2 금속 격자 구조체는 상기 솔리드-스테이트 이미지 센서의 에지 영역에서 상기 복수의 파티션 격자 세그먼트들의 각각의 중심선에 대해 시프트를 가지며, 수평 방향으로, 상기 제2 금속 격자 구조체는 입사광으로부터 멀어지는 측을 향해 시프팅되는, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 격자 구조체 및 상기 제2 금속 격자 구조체 상에 배치된 파티션 격자 구조체를 더 포함하고,
    상기 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도에서, 상기 파티션 격자 구조체는 복수의 파티션 격자 세그먼트들로 분할되고, 상기 제2 금속 격자 구조체는 상기 솔리드-스테이트 이미지 센서의 에지 영역에서 상기 복수의 파티션 격자 세그먼트들의 각각의 중심선에 대해 시프트를 갖고, 상기 제1 컬러 필터층 또는 상기 제2 컬러 필터층은 상기 제2 금속 격자 구조체의 일부를 덮는, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광전 변환 요소들은 복수의 위상 검출 자동 초점 픽셀들, 상기 복수의 위상 검출 자동 초점 픽셀들을 둘러싸는 복수의 제1 노멀 픽셀들, 상기 복수의 제1 노멀 픽셀들을 둘러싸는 복수의 제2 노멀 픽셀들에 대응하도록 배열되고, 상기 제1 금속 격자 구조체는 상기 복수의 위상 검출 자동 초점 픽셀들과 상기 복수의 제1 노멀 픽셀들 사이의 영역에 대응하도록 배치되고, 상기 제2 금속 격자 구조체는 상기 복수의 제1 노멀 픽셀들과 상기 복수의 제2 노멀 픽셀들 사이의 영역에 대응하도록 배치되는, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 격자 구조체는 제1 격자 높이를 가지고, 상기 제2 금속 격자 구조체는 상기 제1 격자 높이보다 낮은 제2 격자 높이를 갖고, 상기 솔리드-스테이트 이미지 센서의 단면도에서, 상기 제1 금속 격자 구조체 및 상기 제2 금속 격자 구조체는 사다리꼴, 삼각형 또는 직사각형으로 형성되며, 상기 제1 격자 폭에 대한 상기 제2 격자 폭의 비율은 0.25 내지 0.9인, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터층 및 상기 제2 컬러 필터층 상에 배치된 복수의 집광 구조체들을 더 포함하고,
    상기 복수의 집광 구조체들의 두께는 상이한, 솔리드-스테이트 이미지 센서.
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