KR20180106638A - 이미지 센서 - Google Patents
이미지 센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180106638A KR20180106638A KR1020170035289A KR20170035289A KR20180106638A KR 20180106638 A KR20180106638 A KR 20180106638A KR 1020170035289 A KR1020170035289 A KR 1020170035289A KR 20170035289 A KR20170035289 A KR 20170035289A KR 20180106638 A KR20180106638 A KR 20180106638A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- color filter
- peripheral region
- pixel array
- volume
- filter located
- Prior art date
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 116
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 25
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14621—Colour filter arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
- H01L27/14667—Colour imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14645—Colour imagers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
본 기술은 이미지 센서에 관한 것으로, 복수의 픽셀그룹이 2차원적으로 배열된 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에서, 상기 복수의 픽셀그룹들 각각은, 제1컬러필터를 통해 색 분리되는 제1컬러신호를 센싱하는 제1 픽셀; 및 제2컬러필터를 통해 색 분리되며, 상기 제1컬러신호보다 긴 파장을 갖는 제2컬러신호를 센싱하는 제2 픽셀을 포함하고, 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 상기 제1 또는 제2 컬러필터의 부피는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1 또는 제2 컬러필터의 부피와 다를 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 컬러 쉐이딩 현상을 개선할 수 있는 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지 센서(image sensor)는 광학적 영상(Optical image)을 전기 신호로 변환시키는 소자이며, 복수의 픽셀들 예컨대, 복수의 레드픽셀들, 복수의 그린픽셀들 및 복수의 블루픽셀들이 2차원적으로 배열된 픽셀 어레이를 포함할 수 있다.
도 1A는 적외선차단필터의 입사각에 따른 파장 별 컷오프(cut off) 특성을 나타낸 그래프이며, 도 1B는 이미지 센서에서 픽셀 어레이 내 위치에 따른 컬러신호별 수광률을 나타낸 그래프이다.
도 1A에 도시된 바와 같이, 레드컬러신호는 입사각에 따라 적외선차단필터에 의해 컷오프되는 파장의 차이가 크다. 레드컬러신호의 입사각이 0도 일 때 적외선차단필터는 약 680nm 이상의 파장 길이를 갖는 레드컬러신호를 컷오프시키고 파장 길이 680nm 미만은 투과시킨다. 그리고 입사각이 45도 일 때는 약 620nm 이상의 파 장길이를 갖는 레드컬러신호를 컷오프시키고 파장길이 620nm 미만만을 투과시킨다.
즉, 도 1B에 도시된 바와 같이, 이미지 센서의 중앙영역보다 입사각이 큰 빛이 수광되는 주변영역에서, 적외선차단필터의 컷오프특성에 따른 레드컬러신호의 수광율이 다른 컬러신호들에 비해 현저히 떨어지기 때문에 수광율 차이에 따른 불균형이 발생하여 컬러 쉐이딩 현상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예는 성능이 향상된 이미지 센서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 복수의 픽셀그룹이 2차원적으로 배열된 픽셀 어레이를 포함하고, 상기 복수의 픽셀그룹들 각각은, 제1컬러필터를 통해 색 분리되는 제1컬러신호를 센싱하는 제1 픽셀; 및 제2컬러필터를 통해 색 분리되며, 상기 제1컬러신호보다 긴 파장을 갖는 제2컬러신호를 센싱하는 제2 픽셀을 포함하고, 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 상기 제1 또는 제2컬러필터의 부피는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1 또는 제2컬러필터의 부피와 다르다.
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1 컬러필터보다 큰 부피를 갖는다. 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1컬러필터보다 큰 두께를 갖는다. 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제2컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제2컬러필터와 동일한 부피를 갖는다. 상기 이미지 센서는 제1컬러필터의 하부에 형성된 광전변환소자; 및 상기 제1컬러필터 및 상기 광전변환소자 사이에 형성되며, 상기 주변영역에 위치하는 제1컬러필터의 하부면과 접촉하는 요철패턴을 포함하며, 상기 제1컬러필터와 다른 굴절률을 갖는 물질로 구성되는 제1 버퍼막을 더 포함한다. 상기 이미지 센서는 제1컬러필터의 상부에 형성된 마이크로렌즈; 및 상기 제1컬러필터 및 상기 마이크로렌즈 사이에 형성되며, 상기 주변영역에 위치하는 제1컬러필터의 상부면과 접촉하는 요철패턴을 포함하며, 상기 제1컬러필터와 다른 굴절률을 갖는 물질로 구성되는 제2 버퍼막을 더 포함한다. 상기 주변영역은 제1 입사각을 갖는 제1 입사광이 입사되는 제1 주변영역, 상기 제1 입사각보다 큰 제2입사각을 갖는 제2 입사광이 입사되는 제2 주변영역을 포함하며,상기 제2 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피는 제1 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피보다 크다. 상기 주변영역은 제1 입사각을 갖는 제1 입사광이 입사되는 제1 주변영역, 상기 제1 입사각보다 큰 제2입사각을 갖는 제2 입사광이 입사되는 제2 주변영역을 포함하며, 상기 제2 주변영역에 형성된 요철패턴의 돌출부들 부피의 합은 상기 제1 주변영역에 형성된 요철패턴의 돌출부의 부피의 합보다 적으며, 상기 제2 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피는 제1 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피보다 크다. 상기 주변영역은 제1 입사각을 갖는 제1 입사광이 입사되는 제1 주변영역, 상기 제1 입사각보다 큰 제2입사각을 갖는 제2 입사광이 입사되는 제2 주변영역을 포함하며,상기 제2 주변영역에 형성된 요철패턴의 돌출부들 부피의 합은 상기 제1 주변영역에 형성된 요철패턴의 돌출부의 부피의 합보다 적으며, 상기 제2 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피는 제1 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피보다 크다. 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제2컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제2컬러필터보다 적은 부피를 갖는다. 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제2컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제2컬러필터보다 얇은 부피를 갖는다. 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1컬러필터와 동일한 부피를 갖는다. 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1컬러필터와 동일한 두께를 갖는다. 상기 이미지 센서는 적외선차단필터로부터 입사광을 수신한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 센서는 복수의 픽셀그룹이 2차원적으로 배열된 픽셀 어레이를 포함하고, 상기 복수의 픽셀그룹들 각각은, 제1컬러필터를 통해 색 분리되는 제1컬러신호를 센싱하는 제1 픽셀; 및 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터의 상부표면 또는 하부표면에 접촉되는 요철패턴을 포함하며, 상기 제1컬러필터와 다른 굴절률을 갖는 물질로 구성되는 버퍼막을 포함하며, 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1 컬러필터보다 큰 부피를 갖는다.
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1 컬러필터 보다 큰 두께를 갖는다. 상기 주변영역은 제1 입사각을 갖는 제1 입사광이 입사되는 제1 주변영역, 상기 제1 입사각보다 큰 제2입사각을 갖는 제2 입사광이 입사되는 제2 주변영역을 포함하며, 상기 제2 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피는 제1 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피보다 크다. 상기 제2 주변영역에 위치하는 제1컬러필터의 상부표면 또는 하부표면에 접촉되는 버퍼막의 요철패턴의 돌출부들 부피의 합은 상기 제1 주변영역에 형성된 버퍼막의 요철패턴의 돌출부의 부피의 합보다 적다. 제2 컬러필터를 통해 색 분리되며, 상기 제1컬러신호보다 긴 파장을 갖는 제2컬러신호를 센싱하는 제2 픽셀을 포함하고, 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제2컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제2컬러필터와 동일한 부피를 갖는다.
상술한 과제의 해결 수단을 바탕으로 하는 본 기술은 픽셀 어레이의 중심영역의 컬러필터와 주변영역의 컬러필터의 부피 또는 두께를 다르게 조절하여, 주변영역에서 컬러 쉐이딩이 억제된 화상을 얻을 수 있다.
상술한 과제의 해결 수단을 바탕으로 하는 본 기술은 광축으로부터의 거리에 따라 구분되는 복수의 주변영역에 형성된 컬러필터의 부피를 달리하여, 컬러 쉐이딩이 효과적으로 억제된 화상을 얻을 수 있다.
도 1A 및 도 1B는 적외선차단필터의 입사각에 따른 파장별 컷오프 특성을 나타낸 다이어그램 및 일반적인 이미지 센서의 입사광(IL)에 따른 컬러신호 수광율을 나타낸 다이어그램.
도 2A 및 도 2B는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서 시스템의 단면도 및 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 컬러필터 어레이의 일부를 도시한 평면도.
도 4A은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이미지 센서의 일 예를 도시한 단면도.
도 4B은 도 4A에 도시된 제1 실시 예의 변형 예를 도시한 단면도.
도 5A는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이미지 센서의 일 예를 도시한 단면도.
도 5B은 도 5A에 도시된 제2 실시 예의 제1 변형 예를 도시한 단면도.
도 6A는 도 5A에 도시된 제2 실시 예의 제2 변형 예를 도시한 단면도.
도 6B은 도 5A에 도시된 제2 실시 예의 제3 변형 예를 도시한 단면도.
도 7A 및 도 7B은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 이미지 센서의 일 예를 도시한 단면도.
도 2A 및 도 2B는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서 시스템의 단면도 및 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 컬러필터 어레이의 일부를 도시한 평면도.
도 4A은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이미지 센서의 일 예를 도시한 단면도.
도 4B은 도 4A에 도시된 제1 실시 예의 변형 예를 도시한 단면도.
도 5A는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이미지 센서의 일 예를 도시한 단면도.
도 5B은 도 5A에 도시된 제2 실시 예의 제1 변형 예를 도시한 단면도.
도 6A는 도 5A에 도시된 제2 실시 예의 제2 변형 예를 도시한 단면도.
도 6B은 도 5A에 도시된 제2 실시 예의 제3 변형 예를 도시한 단면도.
도 7A 및 도 7B은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 이미지 센서의 일 예를 도시한 단면도.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도면은 반드시 일정한 비율로 도시된 것이라 할 수 없으며, 몇몇 예시들에서, 실시 예의 특징을 명확히 보여주기 위하여 도면에 도시된 구조물 중 적어도 일부의 비례는 과장될 수도 있다. 도면 또는 상세한 설명에 둘 이상의 층을 갖는 다층 구조물이 개시된 경우, 도시된 것과 같은 층들의 상대적인 위치 관계나 배열 순서는 특정 실시 예를 반영할 뿐이어서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 층들의 상대적인 위치 관계나 배열 순서는 달라질 수도 있다. 또한, 다층 구조물의 도면 또는 상세한 설명은 특정 다층 구조물에 존재하는 모든 층들을 반영하지 않을 수도 있다(예를 들어, 도시된 두 개의 층 사이에 하나 이상의 추가 층이 존재할 수도 있다). 예컨대, 도면 또는 상세한 설명의 다층 구조물에서 제1층이 제2층 상에 있거나 또는 기판상에 있는 경우, 제1층이 제2층 상에 직접 형성되거나 또는 기판상에 직접 형성될 수 있음을 나타낼 뿐만 아니라, 하나 이상의 다른 층이 제1층과 제2층 사이 또는 제1층과 기판 사이에 존재하는 경우도 나타낼 수 있다.
후술하는 본 발명의 실시 예들은 성능이 향상된 이미지 센서를 제공하기 위한 것이다. 여기서, 성능이 향상된 이미지 센서는 컬러 쉐이딩 현상을 개선할 수 있는 이미지 센서를 의미할 수 있다.
본 발명의 실시 예들을 설명하기에 앞서, 이미지 센서는 광학 이미지를 전기 신호로 변환하는 반도체 장치로서, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서로 구분할 수 있다. CMOS 이미지 센서는 CCD 이미지 센서에 비해 구동 방식이 간편하고, 다양한 스캐닝(scanning) 방식을 채택할 수 있는 장점이 있다. 또한, 픽셀로부터 출력되는 신호를 처리하기 위한 회로를 CMOS 공정에 의해 하나의 칩(chip)으로 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능하고, 제조 단가를 낮출 수 있으며, 적은 전력을 소모하는 장점도 있다. 따라서, 최근에는 CMOS 이미지 센서에 대한 연구 및 제품개발이 활발하게 이루어지고 있다. CMOS 이미지 센서는 전면 수광 타입(Front-side illumination type)과 후면 수광 타입(Back-side illumination type)으로 구분할 수 있고, 본 발명의 기술사상은 전면 수광 타입 및 후면 수광 타입에 모두 적용할 수 있다. 전면 수광 타입 대비 후면 수광 타입이 보다 우수한 동작 특성(예컨대, 감도)를 구현할 수 있는 것으로 알려졌다. 그러므로 본 발명의 실시 예들은 후면 수광 타입의 CMOS 이미지 센서를 예시하여 상세히 설명하기로 한다. 또한 본 발명에서는 컬러필터의 부피를 늘리기 위한 일환으로, 컬러필터의 두께를 늘이거나, 컬러필터의 상부 및 하부에 요철패턴을 형성 할 수도 있다.
도 2A 및 도 2B는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서 시스템의 단면도 및 평면도 이다. 도 2A에서 본 발명의 이미지 센서 시스템은 이미지 센서(100), 적외선차단필터(200) 및 모듈렌즈(300)를 포함한다. 상기 모듈렌즈(300)는 입사광((incident light, IL)을 상기 적외선차단필터(200) 및 이미지 센서(100)로 투과시킨다. 상기 적외선차단필터(200)는 상기 모듈렌즈(300) 및 상기 이미지 센서(100) 사이에 위치하며, 상기 모듈렌즈(300)로부터 수신되는 입사광(IL)에서 적외선을 차단하여 상기 이미지 센서(100)의 마이크로 렌즈로 투과시킨다. 상기 이미지 센서(100)는 상기 적외선차단필터(200)로부터 수신되는 입사광(IL)을 전기 신호로 변환한다.
도 2A 및 도 2B를 참조하면, 이미지 센서(100)는 입사각(?)을 갖는 입사광(IL)을 수신한다. 상기 입사각(
)은 광축(C)과 입사광(IL)이 이루는 각으로, 이미지 센서(100)의 픽셀 어레이의 중앙영역에서 주변영역으로 갈수록 증가한다. 상기 입사각(
)은 광축(C)에서 약 0도의 최소값(
min)을 가지며, 상기 제4 영역(S4)에 해당하는 픽셀 어레이의 주변영역의 모서리에서 최대값(
max)을 갖는다. 그리고 본 발명의 이미지 센서(100)는 광축(C)으로부터의 거리에 따라, 복수의 영역들(S1, S2, S3, S4)을 포함한다. 본 발명에서는 광축(C)으로부터 가장 가까운 제1 주변영역(S1)을 이미지 센서(100)의 픽셀 어레이의 중앙영역이라고 하고, 그 외 나머지 영역들(S2, S3, S4)을 픽셀 어레이의 주변영역이라 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 센서(100)의 컬러필터 어레이의 일부를 도시한 평면도이다. 구체적으로, 도 3은 도 2A 및 도 2B에 도시된 이미지 센서(100)의 픽셀 어레이에 포함되는 다수의 컬러필터 어레이(100)를 도시한 평면도이다.
이미지 센서(100)는 픽셀 어레이에 대응하는 컬러필터 어레이(110)를 포함할 수 있다. 컬러필터 어레이(110)는 복수의 픽셀그룹이 2차원적으로 배열된 복수의 픽셀그룹(110A)들을 포함한다. 상기 픽셀그룹(110A)들 각각은 레드라인의 제1 그린필터(Gr) 및 레드컬러필터(R), 블루라인의 제2 그린필터(Gb) 및 블루컬러필터(B)가 반복되는 베이어 패턴(bayer pattern)을 포함할 수 있다. 특히, 이미지 센서(100)의 주변영역(S2, S3, S4)에 위치하는 픽셀 어레이에서는 블루컬러신호 및 그린컬러신호의 수광율 대비 레드컬러신호의 수광율이 줄어들어, 상기 복수의 컬러신호들의 수광율이 불균형하여 컬러 쉐이딩이 발생한다.
본 발명은 이미지 센서의 픽셀 어레이의 주변영역에서 발생하는 컬러 쉐이딩을 줄기 위해, 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 블루컬러필터(B)의 부피를 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 블루컬러필터(B)보다 크게 하여, 주변영역에서 파장이 짧은 블루컬러신호의 수광율을 저하시킴으로써, 파장이 긴 레드컬러신호와의 수광율 불균형을 개선한다. 이는 도 4A 및 도 4B에서 자세히 설명하기로 한다.
도 4A은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이미지 센서(100)의 일 예를 나타내는 단면도이다. 구체적으로, 도 4A는 도 3에 도시된 픽셀그룹(110A)의 A-A' 단면을 도시한다. 도 4A에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(100)의 픽셀그룹(110A)은 기판(20), 광전변환소자(30), 제1 버퍼막(40), 컬러필터영역(50), 제2 버퍼막(60) 및 마이크로 렌즈(70)를 포함한다.
복수의 픽셀(pixel)을 갖는 기판(20)에 광전변환소자(30)과 인접한 픽셀 사이를 분리하는 소자분리막(미도시)이 형성된다. 기판(20) 상에는 제1 버퍼막(40), 컬러필터영역(50), 제2 버퍼막(50) 및 마이크로 렌즈(70)가 형성된다.
기판(20)은 반도체 기판을 포함할 수 있다. 반도체 기판은 단결정 상태일 수 있으며, 실리콘 함유 재료를 포함할 수 있다. 즉, 기판(20)은 단결정의 실리콘 함유 재료를 포함할 수 있다. 일예로, 기판(20)은 벌크 실리콘기판이거나, 또는 실리콘 에피층을 포함한 SOI(Silicon On Insulator)기판일 수 있다.
광전변환소자(30)은 수직적으로 중첩되는 복수개의 광전변환부(미도시)들을 포함할 수 있으며 복수의 컬러픽셀들 각각에 대응되도록 형성된다. 광전변환부들 각각은 N형 불순물영역과 P형 불순물영역을 포함하는 포토다이오드(Photo Diode)일 수 있다. 광전변환소자(30)은 기판(20)에 접하여 기판(20)을 관통하는 형태를 가질 수 있다. 또한, 광전변환소자(30)은 기판(20)의 일측면에는 접하고 기판(20)의 타측면으로부터 소정 간격 이격된 형태를 가질 수도 있다.
제1 버퍼막(40)은 기판(20) 상에 형성되며, 기판(20)에 형성된 소정의 구조물에 기인한 단차를 제거함과 동시에 입사광(IL)에 대한 반사방지막으로 작용할 수 있다. 제1 버퍼막(40)은 산화막, 질화막 및 산화질화막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 단일막 또는 둘 이상이 적층된 다중막일 수 있다.
컬러필터영역(50)는 제1 버퍼막(40) 상에 형성되며, 복수개의 컬러필터들(Gr, R, Gb, B)을 포함한다. 상기 복수개의 컬러필터들(Gr, R, Gb, B)은 복수의 광전변환부들 각각에 대응되도록 형성되며, 각각의 픽셀이 요구하는 파장대역의 입사광(IL)을 광전변환소자(30)에 제공한다. 구체적으로, 상기 복수의 광전변환부들은 상기 복수의 컬러필터들(Gr, R, Gb, B)에 의해 색분리(color seperation)된 입사광(IL)을 수신한다. 복수의 컬러필터들(Gr, R, Gb, B)은 레드컬러필터(R), 그린필터(Gr,Gb), 블루컬러필터(B), 사이언필터, 옐로우필터, 마젠타필터, 화이트필터, 블랙필터, 적외선패스필터, 적외선차단필터 및 특정 파장대역을 투과시키는 밴드패스필터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 단일필터 또는 둘 이상이 혼재된 다중필터를 포함할 수 있다.
제2 버퍼막(60)은 상기 컬러필터영역(50) 상부에 형성되며, 상기 제1 버퍼막(40)과 동일한 물질로 형성 될 수 있으며, 본 발명에서는 평탄화 막으로 사용된다.
마이크로 렌즈(70)는 상기 도 2A에 도시되는 적외선차단필터(200)로부터 입사되는 입사광(IL)을 컬러필터영역(50)을 통해 광전변환소자(30)으로 집광시킨다.
도 4A를 참조하면, 이미지 센서(100)의 픽셀 어레이에 포함된 제1그린필터(Gr), 레드컬러필터(R), 제2그린필터(Gb) 및 블루컬러필터(B)의 부피는 컬러신호의 파장길이에 따라 정해진다. 예를 들면, 중앙영역(S1)에 포함된 제1그린필터(Gr), 레드컬러필터(R), 제2그린필터(Gb)의 부피와 주변영역(S2. S3, S4)에 포함된 제1그린필터(Gr), 레드컬러필터(R), 제2그린필터(Gb)의 부피는 동일할 수 있다.
하지만 블루컬러필터의 경우 중앙영역(S1)에 포함된 블루컬러필터(50C_B)의 부피보다 주변영역(S2. S3, S4)에 포함된 블루컬러필터(50E_B)의 부피를 더 크게하여, 주변영역(S2. S3, S4)에서 블루컬러신호의 수광율을 중앙영역에서 보다 저하시킨다. 그리고 부피를 증가시키기 위해, 중앙영역(S1)에 포함된 블루컬러필터(50C_B)의 두께보다 주변영역(S2. S3, S4)에 포함된 블루컬러필터(50E_B)의 두께를 더 두껍게 형성할 수도 있다.
제1 버퍼막(40)은 기판(10) 또는 기판(10) 내의 실리콘에피층(미도시)를 포함 할 수도 있다. 만약 상기 제1 버퍼막(40)이 P형 불순물이 도핑된 실리콘에피층(미도시)이라면 기판 표면에서의 암전류 발생을 억제하는 효과를 제공 할 수 있다. 또한 제1 버퍼막(40)은 상기 블루컬러필터(B)와 다른 굴절률을 갖는 물질로 구성된다.
본 발명은 이미지 센서(100)의 픽셀 어레이의 중앙영역(S1)에서 주변영역(S2, S3, S4)으로 갈수록 파장이 길어지는 레드컬러 수광율과 다른 컬러신호들의 수광율 불균형에 위해 발생하는 컬러 쉐이딩을 억제한다. 이를 위해 주변영역(S2, S3, S4)의 블루컬러필터(50E_B)의 부피를 중앙영역(S1)의 블루컬러필터(50C_B)의 부피보다 크게 한다.
도 4B는 도 4A의 변형 예에 따른 주변영역(S2, S3, S4)의 블루컬러필터(50E_B)의 단면도이다. 주변영역(S2, S3, S4)의 제1 버퍼막(40) 및 블루컬러필터(50E_B)를 제외하고는 모든 구성이 도 4A와 동일하기에, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4B는 주변영역(S2, S3, S4)을 입사광축(C)으로부터의 거리에 따라 제2 영역(S2) 제3 영역(S3) 및 제4 영역(S4)으로 구분하며, 각 구분된 영역마다 서로 다른 두께를 갖는 제1 버퍼막들(40_S2, 40_S3, 40_S4) 및 블루컬러필터들(50E_B_S2, 50E_B_S3, 50E_B_S4)를 구비하는 실시 예를 도시한다. 이때, 제1 버퍼막(40) 및 블루컬러필터(B)를 합한 두께는 입사광의 축(C)으로부터의 거리에 무관하게 균일하다.
제3주변영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S3)의 부피는 제2주변영역(S2)의 블루컬러필터(50E_B_S2)의 부피보다 크고, 제4주변영역(S4)의 블루컬러필터(50E_B_S4)의
부피는 제3주변영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S3) 부피보다 크다. 그리고 제3주변영역(S3)의 제1 버퍼막(40_S3)의 두께는 제2주변영역(S2)의 버퍼막(40_S2)의 두께보다 얇고, 제4주변영역(S4)의 버퍼막(40_S4)의 두께는 제3주변영역(S3)의 버퍼막(40_S3)보다 얇다.
도 4B에 도시되는 본 발명의 제1 실시 예의 변형 예는 다양한 부피를 갖는 블루컬러필터(B)를 입사광(IL)축(C)으로부터의 거리에 따라 제공하여, 주변영역에 위치하는 블루컬러의 수광율을 광축(C)으로부터의 거리에 따라 다양하게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 이미지 센서의 픽셀 어레이의 주변영역에서 발생하는 컬러 쉐이딩을 줄기 위해, 상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 블루컬러필터(B) 및 이와 접하는 제1 버퍼막(40) 또는 제2 버퍼막(60)에 요철패턴(B)을 형성하여, 주변영역에 위치하는 블루컬러필터(B)의 부피를 중앙영역에 위치하는 블루컬러필터(B)보다 크게 하여, 주변영역에서 파장이 짧은 블루컬러신호의 수광율을 저하시킴으로써, 파장이 긴 다른 컬러신호(예를 들면, 레드컬러신호)와의 수광율 불균형을 개선한다. 이는 도 5A 및 도 5B 그리고 도 6A 및 도 6B 에서 설명하기로 한다.
도 5A은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이미지 센서의 일 예를 나타내는 단면도이다. 구체적으로, 도 5A는 도 3에 도시된 픽셀그룹(110A)의 단면을 도시 한다. 요철패턴(B)을 포함한 제1버퍼막(40)을 제외하고는 모든 구성이 도 4A와 동일하기에, 중복된 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5A를 참조하면, 주변영역의 블루컬러필터(50E_B) 하단에 형성된 제1 버퍼막(40)은 요철패턴(B)을 포함한다. 특히, 상기 요철패턴(B)은 중앙영역에 위치하는 블루컬러필터(50C_B)보다 주변영역에 위치하는 블루컬러필터(50E_B) 부피를 증가시켜, 주변영역에서 블루컬러신호의 수광율을 낮춤으로서 컬러 쉐이딩을 방지한다.
그뿐만 아니라, 상기 블루컬러필터(50E_B)와 제1 버퍼막(40)의 요철패턴(B)의 접촉부분은 두 물질들의 특성차(예를들면, 굴절률 및 투과율)을 이용하여 광학적 특성을 개선하는 효과를 제공한다. 이를 위해, 제1 버퍼막(40)은 블루컬러필터(B)와 다른 굴절률을 갖는 물질로 구성될 수 있다.
만약 상기 제1 버퍼막(40)이 구비되지 않는다면, 상기 요철패턴(B)은 기판(10)의 후면 또는 실리콘에피층(미도시)에 형성될 수도 있다. 그리고 상기 제1 버퍼막(40)이 실리콘에피층이라면 P형 불순물이 도핑된 것일 수 있고, 이로서 기판 후면에서의 암전류 발생을 억제하는 효과를 제공 할 수 있다.
특히, 요철패턴(B)의 돌출부는 상기 블루컬러필터(50E_B)의 패임부와 접촉하고, 상기 요철패턴(B)의 패임부는 상기 블루컬러필터(50E_B)의 돌출부와 접촉한다. 상기 요철패턴(B)의 돌출부 및 상부에 형성된 블루컬러필터(50E_B)는 굴절률이 작은 저 굴절률영역이 될 수 있고, 상기 요철패턴(B)의 패임부 및 상부에 형성된 블루컬러필터(50E_B)는 굴절률이 큰 고 굴절률영역이 될 수 있다. 하지만 본 발명은 이에 한정하지 않고 제1 버퍼막(40) 및 블루컬러필터(50E_B)의 구성 물질에 따라 반대의 실시 예도 포함할 수 있다.
한편, 제1 버퍼막(40)의 요철패턴(B)의 돌출부의 간격은 광축으로부터 거리에 따라 상이하게 하여, 광축으로부터의 거리에 따라 블루컬러필터(50E_B)의 부피를 다르게 제어할 수 있다. 이는 도 5B를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5B은 도 5A의 제 2 실시 예에 따른 이미지 센서의 제1 변형 예이며, 주변영역(S2, S3, S4)에 형성된 블루컬러필터(50E_B)의 단면도이다. 주변영역(S2, S3, S4)의 제1 버퍼막(40) 및 블루컬러필터(50E_B)를 제외하고는 모든 구성이 도 5A와 동일하기에, 중복된 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5B에서는 주변영역(S2, S3, S4)을 입사광(IL)축(C)으로부터의 거리에 따라 제2 영역(S2) 제3 영역(S3) 및 제4 영역(S4)으로 구분하고, 각 영역에 따라 서로 다른 돌출부 간격을 갖는 요철패턴(B)를 구비하는 제1 버퍼막(40)의 예를 도시한다. 이때, 제1 버퍼막(40) 및 블루컬러필터(B)을 합한 두께는 균일하다.
제3영역(S3)의 요철패턴(B)에 포함된 돌출부의 간격은 제2영역(S2)의 요철패턴(B)의 요철간격보다 넓고, 제4영역(S4)의 요철패턴(B)에 포함된 돌출부의 간격은 제3영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S3)의 것보다 넓다. 제3영역(S3)의 요철패턴(B)에 포함된 돌출부의 부피는 제2영역(S2)의 요철패턴(B)의 부피보다 적고, 제4영역(S4)의 요철패턴(B)에 포함된 돌출부의 부피는 제3영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S3)의 것보다 적다. 제3영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S3)의 부피는 제2영역(S2)의 블루컬러필터(50E_B_S2)의 부피보다 크고, 제4영역(S4)의 블루컬러필터(50E_B_S4)의 부피는 제3영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S4) 보다 크다.
즉, 도 5B에 도시되는 본 발명의 실시 예에서는 영역(S2, S3, S4)에 따라 블루컬러필터(50E_B)의 부피를 서로 다르게 조절하여, 블루컬러신호의 수광율을 영역에 따라 제어 할 수 있다.
도 6A는 도 5A의 제2 실시 예에 따른 이미지 센서의 제2 변형 예를 도시한 단면도이며, 도 6B은 도 6A에 따른 제2 실시 예에 따른 이미지 센서의 제3 변형 예를 도시한 단면도이다.
도 6A를 참조하면, 주변영역(S2, S3, S4)의 블루컬러필터(50E_B) 상단에 형성된 제2 버퍼막(60)은 요철패턴(B)을 포함한다. 특히, 상기 제2 버퍼막(60)의 요철패턴(B)은 주변영역에 형성된 블루컬러필터(50E_B) 부피를 증가시켜, 블루컬러신호의 수광율을 낮춤으로서 컬러 쉐이딩을 방지한다.
뿐만 아니라, 상기 블루컬러필터(50E_B)와 제2 버퍼막(60)의 요철패턴(B)의 접촉부분은 두 물질들의 특성차(예를들면, 굴절률 및 투과율)을 이용하여 광학적 특성을 개선하는 효과를 제공한다.
도 6B에서는 주변영역(S2, S3, S4)을 입사광축(C)으로부터의 거리에 따라 제2 영역(S2) 제3 영역(S3) 및 제4 영역(S4)으로 구분하고, 각 영역에 따라 서로 다른 돌출부 간격을 갖는 요철패턴(B)를 구비하는 제2 버퍼막(60)의 예를 도시한다. 이때, 제2 버퍼막(60)및 블루컬러필터(B)을 합한 두께는 균일하다.
제3영역(S3)의 요철패턴(B)에 포함된 돌출부의 간격은 제2영역(S2)의 요철패턴(B)의 요철간격보다 넓고, 제4영역(S4)의 요철패턴(B)에 포함된 돌출부의 간격은 제3영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S3)의 것보다 넓다. 제3영역(S3)의 요철패턴(B)에 포함된 돌출부의 부피는 제2영역(S2)의 요철패턴(B)의 부피보다 적고, 제4영역(S4)의 요철패턴(B)에 포함된 돌출부의 부피는 제3영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S3)의 것보다 적다. 제3영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S3)의 부피는 제2영역(S2)의 블루컬러필터(50E_B_S2)의 부피보다 크고, 제4영역(S4)의 블루컬러필터(50E_B_S4)의 부피는 제3영역(S3)의 블루컬러필터(50E_B_S4) 보다 크다.
즉, 도 6B에 도시되는 본 발명의 실시 예에서는 영역(S2, S3, S4)에 따라 블루컬러필터(50E_B)의 전체 부피를 조절하여, 주변영역에 위치하는 블루컬러신호의 수광율을 광축으로부터의 거리에 따라 다양하게 제어 할 수 있다.
도 7A 및 도 7B는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 이미지 센서의 일 예를 도시한 단면도이다. 중앙영역보다 큰 입사각을 갖는 빛을 수광하는 주변영역에서, 레드컬러신호의 파장은 더 짧아져 수광율이 현저히 떨어지게 된다.
이에, 도 7A 및 도 7B에 도시되는 본 발명의 제3 실시 예에서는 그린컬러신호 및 블루컬러신호에 비해, 레드컬러신호의 수광율이 현저히 떨어지는 것을 방지하기 위해, 주변영역(S2, S3 ,S4)의 레드컬러필터(50E_R)의 부피를 중앙영역(S1)의 레드컬러필터(50C_R)의 부피 보다 적게 하여, 레드컬러신호의 수광율을 그린컬러신호 및 블루컬러신호의 수광률에 맞게 상승시켜 컬러 쉐이딩 현상을 방지한다. 이 경우, 도 7A에 도시된 바와같이, 레드컬러필터(50C_R) 하부의 제1 버퍼막(40)의 부피를 증가시키거나 도 7B에 도시된 바와 같이, 레드컬러필터(50C_R) 상부의 제2 버퍼막(60)의 부피를 증가시켜, 레드컬러필터(50C_R) 부피를 감소시킬 수 있다.
본 실시 예의 기술 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 실시 예의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 실시 예의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 층간절연층 20 : 기판
30 : 광전변환소자 40 : 제1 버퍼막
50 : 컬러필터영역 60 : 제2 버퍼막
70 : 마이크로 렌즈 B : 요철패턴(B)
30 : 광전변환소자 40 : 제1 버퍼막
50 : 컬러필터영역 60 : 제2 버퍼막
70 : 마이크로 렌즈 B : 요철패턴(B)
Claims (19)
- 복수의 픽셀그룹이 2차원적으로 배열된 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에서, 상기 복수의 픽셀그룹들 각각은,
제1컬러필터를 통해 색 분리되는 제1컬러신호를 센싱하는 제1 픽셀; 및
제2컬러필터를 통해 색 분리되며, 상기 제1컬러신호보다 긴 파장을 갖는 제2컬러신호를 센싱하는 제2 픽셀을 포함하고,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 상기 제1 또는 제2컬러필터의 부피는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1 또는 제2컬러필터의 부피와 다른 이미지 센서.
- 제2항에 있어서,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1 컬러필터보다 큰 부피를 갖는 이미지 센서.
- 제2항에 있어서,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1컬러필터보다 큰 두께를 갖는 이미지 센서. - 제2항에 있어서,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제2컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제2컬러필터와 동일한 부피를 갖는 이미지 센서.
- 제2 항에 있어서,
상기 제1컬러필터의 하부에 형성된 광전변환소자; 및
상기 제1컬러필터 및 상기 광전변환소자 사이에 형성되며, 상기 주변영역에 위치하는 제1컬러필터의 하부면과 접촉하는 요철패턴을 포함하며, 상기 제1컬러필터와 다른 굴절률을 갖는 물질로 구성되는 제1 버퍼막을 더 포함하는 이미지 센서.
- 제2항에 있어서,
상기 제1컬러필터의 상부에 형성된 마이크로렌즈; 및
상기 제1컬러필터 및 상기 마이크로렌즈 사이에 형성되며, 상기 주변영역에 위치하는 제1컬러필터의 상부면과 접촉하는 요철패턴을 포함하며, 상기 제1컬러필터와 다른 굴절률을 갖는 물질로 구성되는 제2 버퍼막을 더 포함하는 이미지 센서.
- 제2항에 있어서,
상기 주변영역은 제1 입사각을 갖는 제1 입사광이 입사되는 제1 주변영역, 상기 제1 입사각보다 큰 제2입사각을 갖는 제2 입사광이 입사되는 제2 주변영역을 포함하며,
상기 제2 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피는 제1 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피보다 큰 이미지 센서.
- 제5항에 있어서,
상기 주변영역은 제1 입사각을 갖는 제1 입사광이 입사되는 제1 주변영역, 상기 제1 입사각보다 큰 제2입사각을 갖는 제2 입사광이 입사되는 제2 주변영역을 포함하며,
상기 제2 주변영역에 형성된 요철패턴의 돌출부들 부피의 합은 상기 제1 주변영역에 형성된 요철패턴의 돌출부의 부피의 합보다 적으며, 상기 제2 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피는 제1 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피보다 큰 이미지 센서.
- 제6항에 있어서,
상기 주변영역은 제1 입사각을 갖는 제1 입사광이 입사되는 제1 주변영역, 상기 제1 입사각보다 큰 제2입사각을 갖는 제2 입사광이 입사되는 제2 주변영역을 포함하며,
상기 제2 주변영역에 형성된 요철패턴의 돌출부들 부피의 합은 상기 제1 주변영역에 형성된 요철패턴의 돌출부의 부피의 합보다 적으며, 상기 제2 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피는 제1 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피보다 큰 이미지 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제2컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제2컬러필터보다 적은 부피를 갖는 이미지 센서.
- 제10항에 있어서,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제2컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제2컬러필터보다 얇은 부피를 갖는 이미지 센서.
- 제10항에 있어서,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1컬러필터와 동일한 부피를 갖는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1컬러필터와 동일한 두께를 갖는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서는 적외선차단필터로부터 입사광을 수신하는 이미지 센서.
- 복수의 픽셀그룹이 2차원적으로 배열된 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센서에서, 상기 복수의 픽셀그룹들 각각은,
제1컬러필터를 통해 색 분리되는 제1컬러신호를 센싱하는 제1 픽셀; 및
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터의 상부표면 또는 하부표면에 접촉되는 요철패턴을 포함하며, 상기 제1컬러필터와 다른 굴절률을 갖는 물질로 구성되는 버퍼막을 포함하며,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1 컬러필터보다 큰 부피를 갖는 이미지 센서. - 제15항에 있어서,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제1컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제1 컬러필터 보다 큰 두께를 갖는 이미지 센서.
- 제15항에 있어서,
상기 주변영역은 제1 입사각을 갖는 제1 입사광이 입사되는 제1 주변영역, 상기 제1 입사각보다 큰 제2입사각을 갖는 제2 입사광이 입사되는 제2 주변영역을 포함하며,
상기 제2 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피는 제1 주변영역에 형성된 제1컬러필터의 부피보다 큰 이미지 센서.
- 제17항에 있어서,
상기 제2 주변영역에 위치하는 제1컬러필터의 상부표면 또는 하부표면에 접촉되는 버퍼막의 요철패턴의 돌출부들 부피의 합은 상기 제1 주변영역에 형성된 버퍼막의 요철패턴의 돌출부의 부피의 합보다 적은 이미지 센서.
- 제15항에 있어서,
제2 컬러필터를 통해 색 분리되며, 상기 제1컬러신호보다 긴 파장을 갖는 제2컬러신호를 센싱하는 제2 픽셀을 포함하고,
상기 픽셀 어레이의 주변영역에 위치하는 제2컬러필터는 상기 픽셀 어레이의 중앙영역에 위치하는 상기 제2컬러필터와 동일한 부피를 갖는 이미지 센서.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170035289A KR102357513B1 (ko) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | 이미지 센서 |
| US15/800,388 US10600834B2 (en) | 2017-03-21 | 2017-11-01 | Image sensor capable of improving color shading effect |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170035289A KR102357513B1 (ko) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | 이미지 센서 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180106638A true KR20180106638A (ko) | 2018-10-01 |
| KR102357513B1 KR102357513B1 (ko) | 2022-02-04 |
Family
ID=63581193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170035289A KR102357513B1 (ko) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | 이미지 센서 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10600834B2 (ko) |
| KR (1) | KR102357513B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021082724A (ja) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置及び電子機器 |
| US11302741B2 (en) * | 2020-02-02 | 2022-04-12 | Himax Imaging Limited | Image sensor structure and method of forming the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070061530A (ko) * | 2004-09-09 | 2007-06-13 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 고체촬상소자 |
| KR20080049186A (ko) * | 2006-11-30 | 2008-06-04 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| KR20110003696A (ko) * | 2009-07-06 | 2011-01-13 | 삼성전자주식회사 | 단일 칩 입체 영상 센서용 광학 필터 배열 및 그 필터 제조 방법 |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1458028B1 (en) | 1999-12-02 | 2011-05-11 | Nikon Corporation | Solid-state image sensor and production method of the same |
| US7742088B2 (en) * | 2002-11-19 | 2010-06-22 | Fujifilm Corporation | Image sensor and digital camera |
| JP4983141B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2012-07-25 | ソニー株式会社 | カラーフィルタ |
| JP2009059824A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Sharp Corp | 固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器 |
| JP2009088255A (ja) | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sharp Corp | カラー固体撮像装置および電子情報機器 |
| JP5637751B2 (ja) * | 2009-08-28 | 2014-12-10 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像装置，固体撮像装置の製造方法 |
| US8638342B2 (en) * | 2009-10-20 | 2014-01-28 | Apple Inc. | System and method for demosaicing image data using weighted gradients |
| KR101606797B1 (ko) * | 2009-10-28 | 2016-03-29 | 삼성디스플레이 주식회사 | 입체 영상 표시 장치 및 영상 표시 방법 |
| US8295631B2 (en) * | 2010-01-29 | 2012-10-23 | Eastman Kodak Company | Iteratively denoising color filter array images |
| US8345130B2 (en) * | 2010-01-29 | 2013-01-01 | Eastman Kodak Company | Denoising CFA images using weighted pixel differences |
| JP5672776B2 (ja) * | 2010-06-02 | 2015-02-18 | ソニー株式会社 | 画像処理装置、および画像処理方法、並びにプログラム |
| US9137503B2 (en) * | 2010-11-03 | 2015-09-15 | Sony Corporation | Lens and color filter arrangement, super-resolution camera system and method |
| JP5935237B2 (ja) * | 2011-03-24 | 2016-06-15 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置および電子機器 |
| JP6041495B2 (ja) * | 2011-03-24 | 2016-12-07 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及び欠陥画素の判定方法 |
| JP5456206B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2014-03-26 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、撮像装置の制御プログラム、及び撮像装置の制御方法 |
| JP5636509B2 (ja) | 2011-09-26 | 2014-12-03 | 富士フイルム株式会社 | カラー撮像装置 |
| JP2013219319A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-10-24 | Sony Corp | 半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体ウエハ、及び、電子機器 |
| JP6149369B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2017-06-21 | 株式会社ニコン | 撮像素子 |
| KR101444263B1 (ko) | 2012-12-04 | 2014-09-30 | (주)실리콘화일 | 분광특성이 강화된 적외선 픽셀을 구비한 씨모스 이미지센서 및 그 제조방법 |
| US9001251B2 (en) * | 2013-09-10 | 2015-04-07 | Rambus Inc. | Oversampled image sensor with conditional pixel readout |
| WO2015191734A1 (en) * | 2014-06-10 | 2015-12-17 | Edward Hartley Sargent | Multi-terminal optoelectronic devices for light detection |
| WO2016014934A1 (en) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Jae Park | Color image sensor without the color filters |
| KR102363433B1 (ko) * | 2015-01-15 | 2022-02-16 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 |
| US10298863B2 (en) * | 2015-09-08 | 2019-05-21 | Apple Inc. | Automatic compensation of lens flare |
| KR20170036415A (ko) * | 2015-09-24 | 2017-04-03 | 삼성전자주식회사 | 양면 이미지 센서 |
| KR20170128731A (ko) * | 2016-05-13 | 2017-11-23 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 |
| US10969681B2 (en) * | 2016-08-29 | 2021-04-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for forming color filter array and method for manufacturing electronic device |
-
2017
- 2017-03-21 KR KR1020170035289A patent/KR102357513B1/ko active IP Right Grant
- 2017-11-01 US US15/800,388 patent/US10600834B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070061530A (ko) * | 2004-09-09 | 2007-06-13 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 고체촬상소자 |
| KR20080049186A (ko) * | 2006-11-30 | 2008-06-04 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| KR20110003696A (ko) * | 2009-07-06 | 2011-01-13 | 삼성전자주식회사 | 단일 칩 입체 영상 센서용 광학 필터 배열 및 그 필터 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10600834B2 (en) | 2020-03-24 |
| KR102357513B1 (ko) | 2022-02-04 |
| US20180277581A1 (en) | 2018-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20190131334A1 (en) | Cmos image sensor structure | |
| KR101444263B1 (ko) | 분광특성이 강화된 적외선 픽셀을 구비한 씨모스 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR100658930B1 (ko) | 칼라별 초점 거리 조절이 가능한 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR102312964B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| US9971160B2 (en) | Image sensor and method of manufacturing the same | |
| EP3151056B1 (en) | Colour splitter structure, method of manufacturing the same, image sensor including colour splitter structure, and optical apparatus including image sensor | |
| KR102662144B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| WO2012004934A1 (ja) | 固体撮像装置 | |
| EP3696856B1 (en) | Image sensor including color filter isolation layer and method of manufacturing the same | |
| US7741667B2 (en) | CMOS image sensor for improving the amount of light incident a photodiode | |
| JP2014130890A (ja) | 光電変換装置 | |
| JP2011146714A (ja) | 光子屈折用マイクロレンズを備える単位画素、該単位画素を備えるバックサイドイルミネーションｃｍｏｓイメージセンサ及び該単位画素の形成方法 | |
| US20110031575A1 (en) | Solid-state image sensor | |
| JP2006032669A (ja) | 半導体受光素子及びその製造方法 | |
| JP2004047682A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2019122045A (ja) | イメージセンサー | |
| US8350349B2 (en) | Solid-state imaging device, method of manufacturing thereof, and electronic apparatus | |
| KR20210028808A (ko) | 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치 | |
| CN115995478A (zh) | 图像传感器及其制备方法 | |
| KR20180106638A (ko) | 이미지 센서 | |
| KR20100007562A (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 | |
| JP4435606B2 (ja) | 固体撮像装置及びカメラ | |
| CN109148502B (zh) | 图像传感器及其形成方法、成像设备 | |
| US20230040060A1 (en) | Image sensor | |
| US11750906B2 (en) | Fully buried color filter array of image sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |