KR20170070685A - 하이브리드 컬러필터를 포함한 이미지 센서 - Google Patents

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KR20170070685A
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노숙영
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Abstract

하이브리드 컬러필터를 포함한 이미지 센서가 개시된다. 개시된 이미지 센서는 광전변환층 상에 형성된 복수의 컬러필터를 포함한다. 복수의 컬러필터는 유기물질로 이루어진 블루 픽셀 및 레드 픽셀과, 무기물질을 포함하는 브로드 그린 필터를 포함한다.
상기 각 브로드 그린 필터는 상기 광전 변환층 상의 무기물질로 이루어진 복수의 서브마이크론 구조물과 상기 광전 변환층 상에서 상기 복수의 서브마이크론 구조물을 덮는 유전층을 포함하며, 상기 복수의 서브마이크론 구조물은 상기 유전층 보다 굴절률이 높다.

Description

하이브리드 컬러필터를 포함한 이미지 센서{Image sensor having hybrid color filter}
하이브리드 컬러필터를 구비한 이미지 센서에 관한 것이다.
컬러 이미지 센서는 컬러 필터를 이용하여 입사광의 색을 검출한다. 컬러 이미지 센서는, 예를 들어, 4개의 화소로 이루어진 단위 화소 중에서 2개의 화소에는 그린 필터가 배치되고, 나머지 2개의 화소에는 블루 필터와 레드 필터가 각각 배치되는 Bayer 패턴으로 알려진 RGB 컬러 필터 방식을 가장 많이 채택하고 있다. 또한, RGB 컬러 필터 방식 외에도, 보색 관계에 있는 사이안, 옐로우, 그린, 마젠타의 컬러 필터가 4개의 화소에 각각 배치되는 CYGM 컬러 필터 방식이 채택되기도 한다.
컬러 필터는 해당 색의 빛을 제외한 나머지 색의 빛을 흡수하기 때문에 광 이용 효율을 감소시킨다. 예를 들어, RGB 컬러 필터를 사용하는 경우, 입사광의 약 1/3만을 투과시키고 나머지 2/3는 흡수하므로 광 이용 효율이 매우 낮다. 따라서, 컬러 이미지 센서에서, 대부분의 광 손실이 컬러 필터에서 발생하게 된다. 특히, 저조도 환경에서 선명한 영상을 취득하기가 어렵다.
최근에는 컬러 이미지 센서의 광 이용 효율을 향상시키기 위하여, 화이트 픽셀을 포함하는 시도가 이루어지고 있다. 화이트 픽셀을 채용한 이미지 센서는 광 이용효율이 향상되나, 특정 패턴에서 실제로는 없는 컬러 무늬가 보이는 등 색 재현 특성이 떨어질 수 있다.
저조도 환경에서 선명한 이미지를 제공하는 하이브리드 컬러 필터를 포함하는 이미지 센서를 제공한다.
실시예에 따른 이미지 센서는:
광전변환층; 및
상기 광전변환층 상에서 복수의 픽셀영역에 각각 형성되며, 유기물질로 이루어진 블루 픽셀 및 레드 픽셀과, 무기물질을 포함하는 브로드 그린 필터를 포함하는 복수의 컬러필터;를 포함하며,
상기 브로드 그린 필터는 상기 광전 변환층 상의 무기물질로 이루어진 복수의 서브마이크론 구조물과 상기 광전 변환층 상에서 상기 복수의 서브마이크론 구조물을 덮는 유전층을 포함하며, 상기 복수의 서브마이크론 구조물은 상기 유전층 보다 굴절률이 높다.
상기 서브마이크론 구조물은 기둥일 수 있다.
상기 기둥의 길이는 50nm ~ 300nm 일 수 있다.
상기 복수의 기둥의 단면비는 1 ~ 6 일 수 있다.
상기 복수의 기둥은 실리콘 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘, 폴리실리콘, 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.
상기 복수의 컬러 필터는 하나의 레드 필터와, 두 개의 브로드 그린 필터와 하나의 블루 필터가 2x2 어레이로 배치되며, 상기 두 개의 브로드 그린 필터가 대각선 방향으로 배치된 컬러 필터 유니트가 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
이미지 센서는 상기 광전변환층 및 상기 복수의 컬러필터 사이에 형성된 반사방지층을 더 포함할 수 있다.
이미지 센서는 복수의 컬러 필터 상에 형성된 마이크로 렌즈층을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 이미지 센서는:
광전변환층;
상기 광전변환층 상에서 복수의 픽셀영역에 각각 형성되며, 유기물질로 이루어진 블루 픽셀 및 레드 픽셀과, 무기물질로 이루어진 브로드 그린 필터를 포함하는 복수의 컬러필터;
상기 광전변환층 상에서 상기 복수의 컬러 필터를 덮는 광투과층; 및
상기 광투과층 상에서 상기 브로드 그린 필터 상에 형성되어 입사광의 일부를 투과시키고 나머지를 인접한 픽셀 영역으로 굴절시키는 컬러 스플리터;를 포함하며,
상기 각 브로드 그린 필터는 상기 광전 변환층 상의 무기물질로 이루어진 복수의 서브마이크론 구조물과 상기 광전 변환층 상에서 상기 복수의 서브마이크론 구조물을 덮는 유전층을 포함하며, 상기 복수의 서브마이크론 구조물은 상기 유전층 보다 굴절률이 높다.
상기 컬러 스플리터는 SiNx, TiO2, ZnS, ZnSe를 포함하는 고굴절률 물질 중 하나로 이루어질 수 있다.
실시예에 따른 이미지 센서는 화이트 픽셀 대신에 브로드 그린 픽셀을 사용하여 그린 픽셀을 보정시 노이즈 값이 작아진다. 또한, 저조도 환경에서도 향상된 선명도를 가진 이미지를 촬상할 수 있다.
또한, 컬러 스플리터의 적용으로 광이용 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이를 보여주는 평면도다.
도 2는 도 1의 II-II' 선단면도다.
도 3은 도 2의 격벽의 구조의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 종래의 화이트 픽셀을 포함하는 이미지 센서의 파장별 퀀텀 효율을 보여주는 그래프다.
도 5는 실시예에 따른 브로드 그린 픽셀을 포함하는 이미지 센서의 파장별 퀀텀 효율을 보여주는 그래프다.
도 6a 내지 도 6c는 다른 실시예에 따른 픽셀 어레이를 보여주는 평면도다.
도 7은 실시예에 따른 이미지 센서의 픽셀 어레이를 보여주는 평면도다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ' 선단면도다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다. 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 이미지 센서(100)의 픽셀 어레이(105)를 보여주는 평면도이며, 도 2는 도 1의 II-II' 선단면도다.
도 1을 참조하면, 픽셀 어레이(105)는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀 유니트(PU)를 포함한다. 픽셀 유니트(PU)는 두 개의 브로드 그린(broad green) 픽셀(G'}과 하나의 레드 픽셀(R)과 하나의 블루 픽셀(B)을 포함할 수 있다. 픽셀(R, G', B)은 픽셀영역(R, G', B)으로도 칭한다. 브로드 그린 픽셀(G')에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.
도 1의 픽셀 어레이(105)는 예시적으로 Bayer pattern 중 그린 픽셀을 브로드 그린 픽셀로 대체한 것을 보여준다. 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 컬러 픽셀(R, G', B)의 위치가 도 1의 배치와 다를 수도 있다. 또한, 픽셀 유니트(PU)는 사이안, 옐로우, 브로드 그린, 마젠타 픽셀로 이루어질 수도 있다.
도 2를 참조하면, 이미지 센서(100)는 광전변환층(110) 상에 배치된 복수의 컬러 필터(130)를 포함할 수 있다. 복수의 컬러 필터(130)는 레드 필터(130R), 브로드 그린 필터(130G'), 블루 필터(130B)를 포함할 수 있다. 픽셀 유니트(PU) 하부의 컬러 필터들(130)은 컬러 필터 유니트를 구성한다. 컬러 필터들(130)은 컬러의 크로스토크를 방지하도록 서로 이격되게 형성될 수 있다.
광전변환층(110)과 컬러필터들(130) 사이에는 반사방지층(anti-reflection layer)(120)이 형성될 수 있다. 컬러필터들(130) 상에는 마이크로렌즈층(150)이 형성될 수 있다. 반사방지층(120)은 복수의 유전물질 박막, 예컨대, 실리콘 옥사이드층 및 실리콘 나이트라이드층이 적층된 구조일 수 있다.
광전변환층(110)은 복수의 컬러 픽셀(R, G', B)에 대응되는 복수의 광전변환영역(112)을 포함한다. 광전변환층(110)은 제1형의 불순물로 도핑된 실리콘층일 수 있으며, 광전변환영역(112)은 제2형의 불순물로 도핑된 영역일 수 있다. 제1형의 불순물이 n형 불순물인 경우, 제2형의 불순물은 p형 불순물일 수 있다. 제1형의 불순물이 p형 불순물인 경우, 제2형의 불순물은 n형 불순물일 수 있다.
블루 필터(130B) 및 레드 필터(130R)는 해당 컬러의 광은 투과시키고 다른 컬러의 광은 차단한다. 브로드 그린 필터(130G’)는 화이트 광을 받아서, 대부분의 블루광 및 레드광은 반사시키거나 흡수하고, 그린광은 투과시킨다.
블루 필터(130B) 및 레드 필터(130R)는 유기 염료로 이루어지며, 블루 그린 필터는 무기재료로 이루어진다. 예컨대, 블루 필터(130B)는 쿠마린(coumarin)계 색소, 트리스-8-히드록시퀴놀린 Al(tris-8-hydroxyquinolines Al; Alq3), 메로시아닌(merocyanine)계 색소를 포함할 수 있다. 레드 필터(130R)는 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 색소를 포함할 수 있다.
브로드 그린 필터(130G’)는 반사방지층(120) 상의 복수의 서브마이크론 구조물(132)과, 서브마이크론 구조물(132)들을 덮는 유전층(134)을 포함할 수 있다. 서브마이크론 구조물(132)은 유전층(134) 보다 굴절률이 큰 물질로 이루어진다. 서브마이크론 구조물(132)은 실리콘, 예컨대, 폴리 실리콘, 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. 또한, 서브마이크론 구조물(132)은 티타늄 옥사이드로 이루어질 수도 있다.
서브마이크론 구조물(132)은 기둥(column) 형상을 가질 수 있다. 서브마이크론 구조물(132)의 길이는 대략 50nm ~ 300nm 일 수 있다. 서브마이크론 구조물(132)의 단면비는 대략 1 ~ 6일 수 있다. 서브마이크론 구조물(132)은 대략 50nm 이상의 간격으로 배치될 수 있다. 서브마이크론 구조물(132)은 주기적 또는 비주기적 패턴으로 배치될 수 있다.
서브마이크론 구조물(132)의 크기는 단면의 형상이 원인 경우, 직경을 의미하며, 단면이 사각형인 경우, 대각선의 길이이며, 단면이 타원형인 경우 장직경을 의미한다. 또한 다각형 단면을 가진 경우 가장 긴 길이를 의미할 수 있다.
유전층(134)은 서브마이크론 구조물(132)의 굴절률 보다 낮은 물질인 저 굴절률 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 유전층(134)은 실리콘 옥사이드, 실란계 유리 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 유전층(134)은 polymethyl methacrylate (PMMA), 에폭시 수지, 2-Methoxy-1-methylethyl acetate, 페닐 메틸 실록산 폴리머 등으로 이루어질 수 있다.
실시예에 따른 이미지 센서의 컬러필터는 유기 및 무기 재료로 이루어지며, 이하에서는 하이브리드 컬러 필터로 칭한다.
마이크로 렌즈 층(150)은 복수의 마이크로 렌즈(152)를 포함할 수 있다. 각 컬러필터(130R, 130G', 130B) 상에는 마이크로 렌즈(152)가 형성되어서 입사광을 집광하여 해당 컬러필터(130R, 130G', 130B)로 보낸다.
이미지 센서(100)의 광전변환층(110)에는 각 픽셀(R, G', B)을 구분하는 격벽(170)이 형성될 수 있다. 격벽(170)은 광전변환층(110)을 수직으로 통과할 수 있다.
도 3은 도 2의 격벽의 구조의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 격벽(170)은 픽섹들(R, G', B)을 구분하는 트렌치(T)와, 트렌치(T) 내의 내부 월을 덮는 절연층(171)과, 절연층(171)에 의해 형성된 홀을 채우는 흡광층(172)을 포함할 수 있다. 절연층(171)은 예를 들어 얇은 실리콘 옥사이드로 이루어질 수 있다. 흡광층(172)은 예컨대 폴리실리콘으로 이루어질 수 있다. 흡광층(172)은 생략될 수도 있다.
격벽(170)은 해당 픽셀로 들어온 입사광이 인접한 다른 영역의 픽셀로 들어가서 노이즈로 작용하는 것을 방지한다. 즉, 절연층(171)은 하나의 픽셀로 입사된 후 인접한 픽셀로 입사되는 광을 반사시키며, 절연층(171)을 통과한 광은 흡광층(172)에 의해 흡광될 수 있다.
도 4는 종래의 화이트 픽셀을 포함하는 이미지 센서의 파장별 퀀텀 효율을 보여주는 그래프다. 점선은 종래의 그린 픽셀의 퀀텀 효율을 보여주는 곡선이다.
도 4를 참조하면, 화이트 픽셀에 따른 스펙트럼(도 4의 일점쇄선 커브)은 파장에 따라 퀀텀 효율의 변화가 적은 것을 볼 수 있다. 이러한 화이트 픽셀에 따른 스펙트럼을 이용해서 컬러를 구현할 경우, 화이트 픽셀영역에서 인접한, 또는 픽셀 유니트의 다른 레드 픽셀 및 블루 픽셀에서의 광세기를 빼서 그린 컬러를 재현한다. 그러나, 컬러 보정 매트릭스(color correction matrix: CCM)를 사용하여 컬러를 보정하는 과정에서 CCM의 off-diagonal element 값이 커지게 되며, 결과적으로 신호대 잡음비(signal to noise ratio: SNR)가 감소하게 된다. 아래 식 1은 화이트 픽셀을 사용하는 이미지 센서의 CCM의 일 예를 보여준다.
[식 1]
Figure pat00001
여기서, R1,G1, B1는 보정된 값이며, R1', G1', B1' 는 보정전 값이다.
도 5는 실시예에 따른 브로드 그린 픽셀을 포함하는 이미지 센서의 파장별 퀀텀 효율을 보여주는 그래프다. 점선은 종래의 그린 픽셀의 퀀텀 효율을 보여주는 곡선이다.
도 5를 참조하면, 브로드 그린 픽셀에 따른 스펙트럼(도 5의 일점쇄선 커브)은 종래의 그린 픽셀의 스펙트럼과 유사하게 쉐이핑(shaping)이 되며, 종래의 그린 픽셀과의 퀀텀 효율의 차이가 적다. 따라서, 브로드 그린 픽셀에 따른 스펙트럼을 이용해서 컬러를 구현할 경우, 컬러 보정 매트릭스(color correction matrix: CCM)를 사용하여 컬러를 보정하는 과정에서 CCM의 off-diagonal element 값이 아래 식 2에서 보듯이 식 1과 비교하여 상대적으로 작다. 결과적으로 신호대 잡음비(signal to noise ratio: SNR)가 증가하게 된다.
[식 2]
Figure pat00002
여기서, R2,G2, B2는 보정된 값이며, R2', G2', B2'는 보정전 값이다.
실시예에 따른 이미지 센서(100)는 저조도 환경에서도 향상된 선명도를 가진 이미지를 촬상할 수 있다. 또한, 화이트 픽셀 대신에 브로드 그린 픽셀을 사용하여 그린 픽셀을 보정시 노이즈 값이 작아진다.
도 1 및 도 2에 도시된 이미지 센서(100)의 픽셀 어레이(105)의 배치는 단지 이해를 돕기 위한 예일 뿐이며, 본 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 예에 한정되지 않는다.
도 6a 내지 도 6c는 실시예에 따른 픽셀 어레이를 보여주는 평면도다. 각 픽셀 유니트는 화이트 픽셀 대신에 브로드 그린 픽셀을 사용한다. 실시예에 따른 이미지 센서는 브로드 그린 픽셀을 사용하므로 종래의 화이트 픽셀을 사용하는 이미지 센서와 비교하여 컬러 선명도를 향상시킬 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 이미지 센서(200)의 픽셀 어레이(205)를 보여주는 평면도이며, 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ' 선단면도다. 도 1 및 도 2의 구조와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 픽셀 어레이(205)는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀 유니트(PU)를 포함한다. 픽셀 유니트(PU)는 두 개의 브로드 그린(broad green) 픽셀(G')과 하나의 레드 픽셀(R)과 하나의 블루 픽셀(B)을 포함할 수 있다. 픽셀(R, G', B)은 픽셀영역(R, G', B)으로도 칭한다. 브로드 그린 픽셀(G')에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.
도 7의 픽셀 어레이(105)는 예시적으로 Bayer pattern 중 그린 픽셀을 브로드 그린 픽셀로 대체한 것을 보여준다. 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 컬러 픽셀(R, G', B)의 위치가 도 7의 배치와 다를 수도 있다. 또한, 픽셀 유니트(PU)는 사이안, 옐로우, 브로드 그린, 마젠타 픽셀로 이루어질 수도 있다.
도 8을 참조하면, 이미지 센서(200)는 광전변환층(110) 상에 배치된 복수의 컬러 필터(130)를 포함할 수 있다. 광전변환층(110)과 컬러필터들(130) 사이에는 반사방지층(120)이 형성될 수 있다. 컬러필터들(130) 상에는 광투과층(240)이 형성되어 있다. 광투과층(240)에서 브로드 그린 픽셀 영역(G')에는 컬러 스플리터(245)가 배치되어 있다. 컬러필터들(130) 상에는 마이크로렌즈들(152)을 포함하는 마이크로렌즈층(150)이 형성될 수 있다.
광전변환층(110)은 복수의 컬러 픽셀(R, G', B)에 대응되는 복수의 광전변환영역(112)을 포함한다.
블루 필터(130B) 및 레드 필터(130R)는 해당 컬러의 광은 투과시키고 다른 컬러의 광은 차단한다. 브로드 그린 필터(130G')는 화이트 광을 받아서, 대부분의 블루광 및 레드광은 반사시키거나 흡수하고, 그린광은 투과시킨다.
광투과층(240)은 컬러 스플리터(245)에서 분리된 광이 해당 픽셀까지 도달하도록 경로를 제공할 수 있다. 광투과층(240)은 투명한 유전층일 수 있다. 광투과층(240)은 SiO2나 실란올계 유리(SOG; siloxane-based spin on glass)로 이루어질 수 있다. 컬러 스플리터(245)로부터 분리된 광이 해당 픽셀의 컬러 필터(130)로 향하도록 광투과층(240)이 설계될 수 있다.
컬러 스플리터(245)는 광 입사측에 배치되어 그린광은 투과시키며, 블루광과 레드광을 포함하는 마제타광을 인접한 픽셀 영역으로 입사시킨다. 이러한 컬러 스플리터(245)는 파장에 따라 달라지는 빛의 회절 또는 굴절 특성을 이용하여 입사광의 파장에 따라 빛의 진형 경로를 바꿈으로써 색을 분리할 수 있다. 색분리 소자(245)는 주변의 광투과층(240) 보다 높은 굴절률을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 광투과층(240)은 SiO2나 실란올계 유리(SOG; siloxane-based spin on glass)로 이루어질 수 있으며, 컬러 스플리터(245)는 TiO2, SiN3, ZnS, ZnSe, Si3N4 등과 같은 고굴절률 재료로 이루어질 수 있다. 컬러 스플리터(245)는 예를 들어, 투명한 대칭 또는 비대칭 구조의 막대 형태, 또는 경사면을 갖는 프리즘 형태 등과 같은 매우 다양한 형태가 공지되어 있으며, 출사광의 소망하는 스펙트럼 분포에 따라 다양한 설계가 가능하다.
이하에서는 이미지 센서(200)의 작용을 도면을 참조하여 설명한다.
이미지 센서(200)로 입사된 광은 마이크로렌즈(152)에 의해 집광되어서 광투과층(240)으로 들어간다. 광투과층(240)에 입사된 광은 각각 해당 컬러필터(130R, 130G', 130B)로 입사된다. 브로드 그린 컬러필터(130G') 영역의 광투과층으로 입사된 광은 컬러 스플리터(245)를 지나면서 그린광과 나머지 컬러의 광, 예컨대 마젠타 광으로 분리된다. 마젠타 광은 레드광과 블루광을 포함한다. 브로드 그린 픽셀(G')로 입사된 광 중 그린광은 방향을 바꾸지 않고 브로드 그린 필터(130G')로 들어가며, 나머지 광은 컬러 스플리터(245)에서 경사지게 굴절되어서 인접한 영역, 즉, 레드 필터(130R)과 블루 필터(130B)로 들어간다.
따라서, 레드 픽셀(R) 및 블루 픽셀(B)에서는 해당 픽셀로 입사된 광 이외에 인접한 브로드 그린 픽셀(G') 영역 위의 컬러 스플리터(245)로부터 굴절된 마젠타 광이 더 들어온다. 따라서, 레드 픽셀(R) 및 블루 픽셀(B)에서의 광 이용효율이 증가할 수 있다.
한편, 브로드 그린 픽셀(G')에서는 그린광 이외의 일부의 마제타광이 입사될 수 있다. 브로드 그린 컬러 필터(130G')를 통과하는 광량은 종래의 그린 필터를 통과하는 광량 보다 증가하며, 이에 따라 저조도 환경에서의 컬러 이미지 촬상이 가능해 질 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 이미지 센서(200)의 픽셀 어레이(205)의 배치와 컬러 스플리터(245)의 배치는 단지 이해를 돕기 위한 예일 뿐이며, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다. 컬러 스플리터(245)의 설계에 따라 색 분리 특성이 다양하게 선택될 수 있으며, 컬러 스플리터(245)의 색분리 특성에 따라 픽셀 어레이(205)의 구조도 다양하게 선택될 수 있다.
상기한 바와 같은 실시예에 따른 이미지 센서는 컬러 스플리터의 사용으로 광이용 효율이 향상되며, 저조도 환경에서도 선명한 이미지를 촬상할 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 사상의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100: 이미지 센서 110: 광전변환층
112: 광전변환영역 120: 반사방지층
130: 컬러필터 150: 마이크로레즈층
179: 격벽

Claims (20)

  1. 광전변환층; 및
    상기 광전변환층 상에서 복수의 픽셀영역에 각각 형성되며, 유기물질로 이루어진 블루 픽셀 및 레드 픽셀과, 무기물질을 포함하는 브로드 그린 필터를 포함하는 복수의 컬러필터;를 포함하며,
    상기 각 브로드 그린 필터는 상기 광전 변환층 상의 무기물질로 이루어진 복수의 서브마이크론 구조물과 상기 광전 변환층 상에서 상기 복수의 서브마이크론 구조물을 덮는 유전층을 포함하며, 상기 복수의 서브마이크론 구조물은 상기 유전층 보다 굴절률이 높은 이미지 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브마이크론 구조물은 복수의 기둥인 이미지 센서.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 기둥의 길이는 50nm ~ 300nm 인 이미지 센서.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 기둥의 단면비는 1 ~ 6 인 이미지 센서.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 기둥은 실리콘 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘, 폴리실리콘, 비정질 실리콘을 포함하는 이미지 센서.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 유전층은 실리콘 옥사이드, 실란계 유리, polymethyl methacrylate (PMMA), 에폭시 수지, 2-Methoxy-1-methylethyl acetate, 페닐 메틸 실록산 폴리머를 포함하는 이미지 센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 컬러 필터는 하나의 레드 필터와, 두 개의 브로드 그린 필터와 하나의 블루 필터가 2x2 어레이로 배치되며, 상기 두 개의 브로드 그린 필터가 대각선 방향으로 배치된 컬러 필터 유니트가 매트릭스 형태로 배열된 이미지 센서.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전변환층 및 상기 복수의 컬러필터 사이에 형성된 반사방지층을 더 포함하는 이미지 센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    복수의 컬러 필터 상에 형성된 마이크로 렌즈층을 더 포함하는 이미지 센서.
  10. 광전변환층;
    상기 광전변환층 상에서 복수의 픽셀영역에 각각 형성되며, 유기물질로 이루어진 블루 픽셀 및 레드 픽셀과, 무기물질로 이루어진 브로드 그린 필터를 포함하는 복수의 컬러필터;
    상기 광전변환층 상에서 상기 복수의 컬러 필터를 덮는 광투과층; 및
    상기 광투과층 상에서 상기 브로드 그린 필터 상에 형성되어 입사광의 일부를 투과시키고 나머지를 인접한 픽셀 영역으로 굴절시키는 컬러 스플리터;를 포함하며,
    상기 각 브로드 그린 필터는 상기 광전 변환층 상의 무기물질로 이루어진 복수의 서브마이크론 구조물과 상기 광전 변환층 상에서 상기 복수의 서브마이크론 구조물을 덮는 유전층을 포함하며, 상기 복수의 서브마이크론 구조물은 상기 유전층 보다 굴절률이 높은 이미지 센서.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 서브마이크론 구조물은 복수의 기둥인 이미지 센서.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 기둥의 길이는 50nm ~ 300nm 인 이미지 센서.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 기둥의 단면비는 1 ~ 6 인 이미지 센서.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 기둥은 실리콘 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘, 폴리실리콘, 비정질 실리콘을 포함하는 이미지 센서.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 유전층은 실리콘 옥사이드, 실란계 유리, polymethyl methacrylate (PMMA), 에폭시 수지, 2-Methoxy-1-methylethyl acetate, 페닐 메틸 실록산 폴리머를 포함하는 이미지 센서.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 컬러 필터는 하나의 레드 필터와, 두 개의 브로드 그린 필터와 하나의 블루 필터가 2x2 어레이로 배치되며, 상기 두 개의 브로드 그린 필터가 대각선 방향으로 배치된 컬러 필터 유니트가 매트릭스 형태로 배열된 이미지 센서.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 광전변환층 및 상기 복수의 컬러필터 사이에 형성된 반사방지층을 더 포함하는 이미지 센서.
  18. 제 10 항에 있어서,
    복수의 컬러 필터 상에 형성된 마이크로 렌즈층을 더 포함하는 이미지 센서.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 컬러 스플리터는 SiNx, TiO2, ZnS, ZnSe를 포함하는 고굴절률 물질 중 하나로 이루어진 이미지 센서.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 광투과층은 실리콘 옥사이드 및 실란올계 유리를 포함하는 이미지 센서.
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