KR20120033702A - 이미지 센서 - Google Patents

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KR20120033702A
KR20120033702A KR1020100095368A KR20100095368A KR20120033702A KR 20120033702 A KR20120033702 A KR 20120033702A KR 1020100095368 A KR1020100095368 A KR 1020100095368A KR 20100095368 A KR20100095368 A KR 20100095368A KR 20120033702 A KR20120033702 A KR 20120033702A
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Abstract

이미지 센서가 제공된다. 이미지 센서는 광축 상에 배치된 대물렌즈, 복수 개의 광전 변환 소자를 포함하는 기판, 및 상기 복수 개의 광전 변환 소자 각각에 대응하는 마이크로 렌즈를 복수 개 포함하되, 상기 마이크로 렌즈 각각의 초점거리는 상기 대물렌즈의 중심에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로부터 상기 대물렌즈의 에지부에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로 갈수록 길어지는 마이크로 렌즈층을 포함한다.

Description

이미지 센서{Image sensor}
본 발명은 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지 센서는 광학 영상을 전기 신호로 변환시킨다. 최근 들어 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 게임기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서의 수요가 증대하고 있다.
특히, MOS 이미지 센서는 구동 방식이 간편하고 다양한 스캐닝(scanning) 방식으로 구현 가능하다. 또한, 신호 처리 회로를 단일 칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능하며, MOS 공정 기술을 호환하여 이용할 수 있어 제조 단가를 낮출 수 있다. 전력 소모 또한 매우 낮아 배터리 용량이 제한적인 제품에 적용이 용이하다. 따라서, MOS 이미지 센서는 기술 개발과 함께 고해상도가 구현 가능함에 따라 그 이용이 급격히 늘어나고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 광전 변환 소자로 입사돠는 광량을 최대화할 수 있는 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 이미지 센서의 일 실시예는, 광축 상에 배치된 대물렌즈, 복수 개의 광전 변환 소자를 포함하는 기판, 및 상기 복수 개의 광전 변환 소자 각각에 대응하는 마이크로 렌즈를 복수 개 포함하되, 상기 마이크로 렌즈 각각의 초점거리는 상기 대물렌즈의 중심에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로부터 상기 대물렌즈의 에지부에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로 갈수록 길어지는 마이크로 렌즈층을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 이미지 센서의 다른 실시예는, 광축 상에 배치된 대물렌즈, 복수 개의 광전 변환 소자를 포함하는 기판, 및 상기 복수 개의 광전 변환 소자 각각에 대응하는 마이크로 렌즈를 복수 개 포함하는 마이크로 렌즈층을 포함하되, 상기 대물렌즈의 중심에 대응하여 위치하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리와 상기 대물렌즈의 에지부에 대응하여 위치하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리는 서로 상이하며, 서로 상이한 파장을 갖는 광이 입사되는 상기 광전 변환 소자 각각에 대응하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리도 서로 상이하다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 3은 대물렌즈의 상면만곡 수차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 대물렌즈로부터의 상대적인 위치에 따라 광전 변환 소자 내로 입사되는 입사량의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈층을 형성하는 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 카메라 장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 휴대폰 장치를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 설명한다. 도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다. 도 3은 대물렌즈의 상면만곡 수차를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 대물렌즈로부터의 상대적인 위치에 따라 광전 변환 소자 내로 입사되는 입사량의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판(100) 내에는 소자 분리 영역(110)이 형성되어 있고, 소자 분리 영역(110)에 의해 액티브 영역이 정의된다. 소자 분리 영역(110)은 일반적으로 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)방법을 이용한 FOX(Field OXide) 또는 STI(Shallow Trench Isolation)가 될 수 있다.
기판(100)은 예를 들어, 제1 도전형(예를 들어, p형) 기판을 이용할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 기판(100) 상에 에피층(epitaxial layer)이 형성되어 있거나, 기판(100) 내에 다수의 웰(well)이 형성되어 있을 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 하부 실리콘 기판과, 하부 실리콘 기판 상에 형성된 매립 절연층과, 매립 절연층 상에 형성된 실리콘 반도체층을 포함하는 SOI(Silicon On Insulator) 기판이 사용될 수 있다.
기판(100) 내에는 복수 개의 광전 변환 소자(121~129)가 형성되어 있다. 복수 개의 광전 변환 소자(121~129)는, 예를 들어, 적색광이 입사되는 적색 광전 변환 소자(121, 129), 녹색광이 입사되는 녹색 광전 변환 소자(122, 124, 126, 128), 및 청색광이 입사되는 청색 광전 변환 소자(123, 125, 127)를 포함할 수 있다. 광전 변환 소자들(121~129)은 컬러 필터(140)를 통과한 색의 광을 흡수하여 광량에 대응하는 전하를 생성 및/또는 축적한다. 광전 변환 소자들(121~129)로는 포토 트랜지스터, 포토 게이트, 포토다이오드, 핀형(pinned) 포토다이오드, 또는 이들의 조합이 적용될 수 있다. 본 실시예에서는 광전 변화 소자들(121~129)로서 포토다이오드를 예를 들어 설명한다. 광전 변환 소자들(121~129)이 서로 이격된 거리는 동일하거나 이미지 센서의 중심으로부터 에지부로 갈수록 이격 거리가 증가할 수도 있다.
복수 개의 광전 변환 소자(121~129)가 형성된 기판(100)의 상부에는 금속 배선(130)이 복수의 층으로 형성될 수 있다. 금속 배선(130)은 소자 분리 영역(110)과 중첩하여 배치될 수 있다. 금속 배선(130)은 광전 변환 소자들(121~129)로 입사되는 광이 금속 배선(130)의 측면에서 반사되어 해당 광전 변환 소자(121~129)로 향하도록 가이드할 수 있다. 따라서 각 광전 변환 소자로 입사된 입사광이 이웃하는 광전 변환 소자로 유입되는 것을 방지함으로써, 광학적 크로스토크(crosstalk)를 방지할 수 있다.
금속 배선(130)이 형성된 층 상에는 컬러 필터(140)가 형성된다. 컬러 필터(140) 상에는 평탄화막(170)이 형성될 수 있다. 평탄화막(170)은 초점거리를 조절하는 역할을 할 수도 있다.
평탄화막(170) 상에는 마이크로 렌즈층(150)이 형성된다. 마이크로 렌즈층(150)은 외부에서 입사되는 입사광을 광전 변환 소자들(121~129)로 집중시키는 역할을 한다. 마이크로 렌즈층(150)은 복수 개의 마이크로 렌즈(151~159)를 포함하며, 각각의 마이크로 렌즈(151~159)는 광전 변환 소자들(121~129) 각각에 대응한다. 마이크로 렌즈(151~159)의 폭은 광전 변환 소자(121~129)의 폭과 유사할 수 있으며, 예를 들어 0.5㎛ 내지 10㎛의 직경을 가질 수 있다. 마이크로 렌즈(151~159)의 폭은 서로 동일할 수 있다. 또는 이미지 센서의 에지부에 위치하는 마이크로 렌즈(151, 159)의 폭이 이미지 센서의 중심부에 위치하는 마이크로 렌즈(155)의 폭보다 크도록 형성될 수 있으며, 이미지 센서의 중심부에서 이미지 센서의 에지부로 향할수록 마이크로 렌즈(151~159)의 폭이 증가하도록 형성될 수도 있다.
마이크로 렌즈층(150) 상에는 마이크로 렌즈층(150)으로 외부 광을 집중시키기 위한 대물렌즈(160)가 배치되며, 대물렌즈(160)는 이미지 센서의 크기와 깊이 등을 고려하여 적절한 굴절각을 갖도록 일정 두께와 곡률 반경으로 형성된다. 외부 광은 대물렌즈(160)의 두께와 곡률 반경 등으로 인하여 일정의 굴절각으로 이미지 센서 내부로 전송되며, 전송된 외부 광은 마이크로 렌즈층(150)을 통하여 다시 일정의 굴절각으로 광전 변환 소자들(121~129)에 집중된다. 대물렌즈(160)의 제1 면 및 제2 면(161, 162)은 구면 또는 비구면으로 형성될 수 있다. 또한 광이 입사되는 쪽에 위치한 대물렌즈(160)의 제1 면(161)은 정의 굴절력을 가질 수 있으며, 제1 면(161)에 대향하는 제2 면(162)은 음의 굴절력을 가질 수 있다.
대물렌즈(160)의 에지부에 대응하여 위치하는 마이크로 렌즈(151, 159)는 대물렌즈(160)의 중심에 대응하여 위치하는 마이크로 렌즈(155)보다 긴 초점거리를 가지도록 형성된다. 구체적으로 각각의 마이크로 렌즈(151~159)의 초점거리는 대물렌즈(160)의 중심에 대응하는 마이크로 렌즈(155)로부터 대물렌즈(160)의 에지부에 대응하는 마이크로 렌즈(151, 159)로 갈수록 길어지도록 형성된다. 예를 들어, 평탄화막(170)의 상면으로부터 각각의 마이크로 렌즈(151~159)의 상면의 중심점까지의 높이(h1-h5)가 대물렌즈(160)의 중심에 대응하는 마이크로 렌즈(155)로부터 대물렌즈(160)의 에지부에 대응하는 마이크로 렌즈(151, 159)로 갈수록 높게 형성될 수 있다. 평탄화막(170)의 상면으로부터 마이크로 렌즈(151~159)의 상면의 중심점까지의 높이(h1-h5)가 높을수록 마이크로 렌즈(151~159)의 초점거리는 길어진다.
도 3을 참조하면, 대물렌즈(160)의 수차로서 상면만곡(field curvature) 수차가 있다. 상면만곡 수차란 광축에서 멀리 떨어진 곳에서 들어오는 빛일수록 렌즈(160)에 가까운 위치에서 상을 맺는 현상을 말한다. 따라서 각 점의 초점은 평면 상에서가 아니라 구면 상에서 형성되어 평면인 물체(20)에 대하여 만곡된 상(10)을 만들게 된다. 따라서 물체(20)의 상(10)은 광축에서부터 멀어질수록 선명도가 떨어진다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에서는 대물렌즈(160)의 에지부에 대응하여 위치하는 마이크로 렌즈(151, 159)의 초점거리를 대물렌즈(160)의 중심에 대응하여 위치하는 마이크로 렌즈(155)의 초점거리보다 길게 함으로써 대물렌즈(160)의 상면만곡 수차로 이미지 센서의 에지부에서 해상도가 낮아지는 현상을 해결할 수 있다.
도 2를 참조하면, 마이크로 렌즈(151~159)의 상면의 중심점과 이에 대응하는 광전 변환 소자(121~129)의 표면의 중심점 사이의 수평 거리(d1-d4)는 대물렌즈(160)의 중심에 대응하는 마이크로 렌즈(155)로부터 대물렌즈(160)의 에지부에 대응하는 마이크로 렌즈(151, 159)로 갈수록 증가할 수 있다. 여기서, 대물렌즈(160)의 중심에 대응하여 위치하는 마이크로 렌즈(155)와 이에 대응하는 광전 변환 소자(125)는 마이크로 렌즈(155)의 상면의 광전 변환 소자(125)의 표면의 중심점이 서로 일치도록 형성될 수 있다. 즉 마이크로 렌즈(155)의 상면의 중심점과 광전 변환 소자(125)의 표면의 중심점 사이의 수평 거리는 0일 수 있다.
도 4를 참조하면, 이미지 센서의 내부로 입사되는 입사광은 대물렌즈(160)의 두께와 곡률 반경 등으로 인하여 일정한 굴절각을 갖고 마이크로 렌즈(30)로 입사된다. 마이크로 렌즈(30)를 통과하는 입사광은 마이크로 렌즈(30) 각부에서 일정한 굴절각을 갖고 각각의 광전 변환 소자(41, 42)로 입사하게 된다. 이 경우, 대물렌즈(160)의 중심에 대응하여 위치하는 광전 변환 소자(41)에는 거의 수직한 빛이 입사되어 최대 광량이 입사될 수 있으나, 대물렌즈(160)의 에지부에 대응하여 위치하는 광전 변환 소자(42)에는 입사각의 차이로 인하여 현저히 낮은 광량이 입사될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서는 대물렌즈(160)의 에지부에 대응하여 위치하는 마이크로 렌즈(151, 159)의 상면의 중심점과 이에 대응하는 광전 변환 소자(121, 129)의 표면의 중심점 사이의 수평 거리(d4)를 대물렌즈(160)의 중심부에 대응하여 위치하는 마이크로 렌즈(155)의 경우보다 길게 함으로써 이미지 센서의 에지부에 위치하는 광전 변환 소자(121, 129)로 입사되는 광량이 감소되는 현상도 해결할 수 있다.
또한 복수 개의 광전 변환 소자(121~129) 각각에 입사되는 광의 파장이 길수록 광전 변환 소자(121~129) 각각에 대응하는 마이크로 렌즈(151~159)의 초점거리는 짧아지도록 형성될 수 있다. 예를 들어 청색 광전 변환 소자(123, 125, 127)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(153, 155, 157)의 초점거리는 녹색 광전 변환 소자(122, 124, 126, 128)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(152, 154, 156, 158)의 초점거리보다 길게 형성될 수 있으며, 녹색 광전 변환 소자(122, 124, 126, 128)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(152, 154, 156, 158)의 초점거리는 적색 광전 변환 소자(121, 129)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(151, 159)의 초점거리보다 길게 형성될 수 있다.
구체적으로 복수 개의 광전 변환 소자(121~129) 각각에 입사되는 광의 파장이 길수록 광전 변환 소자(121~129) 각각에 대응하는 마이크로 렌즈(151~159)의 곡률반경이 작아지도록 형성될 수 있다. 예를 들어 청색 광전 변환 소자(123, 125, 127)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(153, 155, 157)의 곡률반경은 녹색 광전 변환 소자(122, 124, 126, 128)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(152, 154, 156, 158)의 곡률반경보다 크게 형성될 수 있으며, 녹색 광전 변환 소자(122, 124, 126, 128)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(152, 154, 156, 158)의 곡률반경은 적색 광전 변환 소자(121, 129)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(151, 159)의 곡률반경보다 크게 형성될 수 있다. 곡률반경을 크게 하는 것에 의해서 마이크로 렌즈(151~159)의 초점거리를 상대적으로 길게 할 수 있다.
광전 변환 소자(121~129) 각각에 입사되는 광의 파장이 다르면, 상기 광의 초점은 광전 변환 소자(121~129)의 표면으로부터 서로 다른 위치에 생성된다. 예를 들어, 광전 변환 소자(121~129) 각각에 입사되는 광의 파장이 길수록 상기 광의 초점은 광전 변환 소자(121~129)의 표면으로부터 멀리 떨어진 위치에 생성될 수 있다. 이로 인하여 광전 변환 소자(121~129)에 따라서 광감도가 달라질 수 있다.
본 실시예에서는 짧은 파장의 광이 입사되는 광전 변환 소자, 예를 들어 청색 광전 변환 소자(123, 125, 127)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(153, 155, 157)의 초점거리를 상대적으로 길게하고, 긴 파장의 광이 입사되는 광전 변환 소자, 예를 들어 적색 광전 변환 소자(121, 129)에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈(151, 159)의 초점거리는 상대적으로 짧게 함으로써, 광전 변환 소자(121~129)에 입사되는 광의 초점이 광전 변환 소자(121~129)의 표면으로부터 동일한 거리만큼 떨어진 위치에 생성되도록 하여 광전변환 효율을 높일 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈층을 형성하는 방법을 설명한다. 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈층을 형성하는 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다. 도 1과 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 마이크로 렌즈층(도 1의 150)의 상면이 음각된 몰드(200)를 준비한다. 몰드(200)는 유리나 에폭시 등의 투명 재료로 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 평탄화막(170) 상에 마이크로 렌즈층을 형성하기 위한 마이크로 렌즈층용 물질막(300)을 형성한다. 마이크로 렌즈층용 물질막(300)은 광경화성 수지, 예를 들어 에폭시와 같은 UV(Ultra-Violet) 경화형 수지로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 몰드(200)의 음각된 면이 마이크로 렌즈층용 물질막(300)을 향하도록 몰드(200)를 배치하고 몰드(200)로 마이크로 렌즈층용 물질막(300)을 찍는다. 그리고 몰드(200) 상에 광(310), 예를 들어 UV를 조사하여 마이크로 렌즈층용 물질막(300)을 경화시키는 UV 임프린팅(imprinting) 공정을 진행한다. 몰드(200)와 마이크로 렌즈층용 물질막(300)의 박리를 용이하게 하기 위하여 몰드(200)의 음각된 면 상에 박리제 등을 도포할 수도 있다.
본 실시예에서는 단위화소별로 최적하여 설계된 마이크로 렌즈층(도 1의 150)을 광경화성 수지 및 몰드를 이용하는 임프린팅 공정을 통해 형성함으로써 용이하게 형성할 수 있다.
이하에서는, 도 8 내지 9를 이용하여 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서를 포함하는 프로세서 기반 장치를 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 카메라 장치를 나타내고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 휴대폰 장치를 나타낸 것이다. 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서는 전술한 장치 이외에 다른 장치(예를 들어, 스캐너, 기계화된 시계 장치, 네비게이션 장치, 비디오폰, 감독 장치, 자동 포커스 장치, 추적 장치, 동작 감시 장치, 이미지 안정화 장치 등)에도 사용될 수 있음은 자명하다.
도 8을 참조하면, 카메라 장치(400)은 이미지 센서(413)가 회로 기판(411) 상에 본딩 와이어를 통하여 실장되어 있는 이미지 센서 패키지(410)를 포함한다, 또한, 회로 기판(411) 상에는 하우징(430)이 부착되고, 하우징(430)은 회로 기판(411) 및 이미지 센서(413)를 외부 환경으로부터 보호한다.
하우징(430)에는 촬영하고자 하는 영상이 통과하는 경통부(440)가 결합된다. 경통부(440)의 내부에는 대물렌즈(160)가 장착되고, 경통부(440)의 나사산을 따라서 대물렌즈(160)가 이동될 수 있다.
도 9를 참조하면, 핸드폰 시스템(450)의 소정 위치에 이미지 센서(452)가 부착되어 있다. 도 12에 도시된 위치와 다른 부분에 이미지 센서(452)가 부착될 수도 있음은 당업자에게 자명하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
125-129: 광전 변환 소자 130: 금속 배선
140: 컬러 필터 150: 마이크로 렌즈층
151-159: 마이크로 렌즈 160: 대물렌즈
170: 평탄화막 200: 몰드
300: 마이크로 렌즈층 물질막

Claims (10)

  1. 광축 상에 배치된 대물렌즈;
    복수 개의 광전 변환 소자를 포함하는 기판; 및
    상기 복수 개의 광전 변환 소자 각각에 대응하는 마이크로 렌즈를 복수 개 포함하되, 상기 마이크로 렌즈 각각의 초점거리는 상기 대물렌즈의 중심에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로부터 상기 대물렌즈의 에지부에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로 갈수록 길어지는 마이크로 렌즈층을 포함하는 이미지 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판의 상면으로부터 상기 마이크로 렌즈 각각의 상면의 중심점까지의 높이는 상기 대물렌즈의 중심에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로부터 상기 대물렌즈의 에지부에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로 갈수록 높아지는 이미지 센서.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈의 상면의 중심점과 이에 대응하는 상기 광전 변환 소자의 표면의 중심점 사이의 수평 거리는 상기 대물렌즈의 중심에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로부터 상기 대물렌즈의 에지부에 대응하는 상기 마이크로 렌즈로 갈수록 증가하는 이미지 센서.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 대물렌즈의 중심에 대응하여 위치하는 상기 마이크로 렌즈의 상면의 중심점과 상기 마이크로 렌즈에 대응하는 상기 광전 변환 소자의 표면의 중심점 사이의 수평 거리는 0인 이미지 센서.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 복수 개의 광전 변환 소자 각각에 입사되는 광의 파장이 길수록 상기 광전 변환 소자에 대응하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리는 짧아지는 이미지 센서.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복수 개의 광전 변환 소자 각각에 입사되는 광의 파장이 길수록 상기 광전 변환 소자에 대응하는 상기 마이크로 렌즈의 곡률반경은 작아지는 이미지 센서.
  7. 광축 상에 배치된 대물렌즈;
    복수 개의 광전 변환 소자를 포함하는 기판; 및
    상기 복수 개의 광전 변환 소자 각각에 대응하는 마이크로 렌즈를 복수 개 포함하는 마이크로 렌즈층을 포함하되,
    상기 대물렌즈의 중심에 대응하여 위치하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리와 상기 대물렌즈의 에지부에 대응하여 위치하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리는 서로 상이하며,
    서로 상이한 파장을 갖는 광이 입사되는 상기 광전 변환 소자 각각에 대응하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리도 서로 상이한 이미지 센서.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 대물렌즈의 에지부에 대응하여 위치하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리는 상기 대물렌즈의 중심에 대응하여 위치하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리보다 긴 이미지 센서.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광전 변환 소자 내로 입사되는 광의 파장이 길수록 상기 광전 변환 소자에 대응하는 상기 마이크로 렌즈의 초점거리는 짧아지는 이미지 센서.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 대물렌즈의 에지부에 대응하여 위치하는 상기 마이크로 렌즈의 상면의 중심점과 이에 대응하는 상기 광전 변환 소자의 표면의 중심점 사이의 수평 거리와 상기 대물렌즈의 중심에 대응하여 위치하는 상기 마이크로 렌즈의 상면의 중심점과 이에 대응하는 상기 광전 변환 소자의 표면의 중심점 사이의 수평 거리를 서로 상이한 이미지 센서.
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