KR20210114837A - 고체 상태 영상 센서 - Google Patents
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Abstract
고체 상태 영상 센서가 제공된다. 고체 상태 영상 센서는 다수의 광전 변환 소자들을 포함한다. 또한, 고체 상태 영상 센서는, 광전 변환 소자의 위에 배치되고 다수의 제 1 컬러 필터 세그먼트들을 가지는 제 1 컬러 필터층을 포함한다. 고체 상태 영상 센서는, 제 1 컬러 필터층에 인접하게 배치되고, 다수의 제 2 컬러 필터 세그먼트들을 가지는 제 2 컬러 필터층을 추가로 포함한다. 고체 상태 영상 센서는, 제 1 컬러 필터층과 제 2 컬러 필터층 사이에 배치되는 제 1 그리드 구조를 포함한다. 제 1 그리드 구조는 제 1 그리드 높이를 가진다. 고체 상태 영상 센서는 제 1 컬러 필터 세그먼트들 사이 및 제 2 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치되는 제 2 그리드 구조를 포함한다. 제 2 그리드 구조는 제 1 그리드 높이와 같거나 그보다 낮은 제 2 그리드 높이를 가진다.
Description
본 개시의 실시 예들은 영상 센서들에 관한 것으로, 특히, 서로 다른 그리드 높이(grid height)들을 가진 그리드 구조들을 포함하는 고체 상태 영상 센서들에 관한 것이다.
고체 상태 영상 센서들(예를 들어, CCD(Charge-Coupled Device) 영상 센서들, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 영상 센서들 등)은 디지털 정지-영상 카메라들(digital still-image cameras), 디지털 비디오 카메라 등과 같은, 다양한 영상 포착 장치들에 넓게 이용되고 있다. 고체 상태 영상 센서에 있어서의 광 감지 부분은 다수의 픽셀들의 각각에 형성될 수 있으며, 신호 전하들(signal electric charges)은 광 감지 부분에서 수신된 광량에 따라 생성될 수 있다. 또한, 광 감지 부분에서 생성된 신호 전하들은 전송되고 증폭될 수 있으며, 그에 의해 영상 신호가 획득된다.
고체 상태 영상 센서에 있어서, 그리드 구조는 서로 다른 컬러 필터층들을 분리시키는데 이용된다. 그러나, 일반적인 그리드 구조는, (회절 격자와 같은) 서로 다른 방향으로 주행하는 여러개의 빔들로 광을 분할하여 회절시킬 수 있는 일정한 그리드 높이를 가지며, 그에 의해 획득한 영상에 있어서 페탈 플레어(petal flare)들을 유발시킨다. 또한, 일반적인 고체 상태 영상 센서에 있어서 서로 다른 컬러 필터층들간에 크로스토크(crosstalk)가 발생될 수 있다. 그러므로, 고체 상태 영상 센서들의 고안 및 제조에 있어서 여전히 다양한 과제들이 존재한다.
본 개시의 일부 실시 예들에 있어서, 고체 상태 영상 센서는 그리드 구조들이 회절을 생성할 수 없게 하는 다른 그리드 높이를 가지는 그리드 구조를 포함하며, 그에 의해, 고체 상태 영상 센서들의 광전 변환 소자들로부터의 영상 신호의 품질을 개선한다.
본 개시의 일부 실시 예들에 따라 고체 상태 영상 센서가 제공된다. 고체 상태 영상 센서는 다수의 광전 변환 소자들을 포함한다. 고체 상태 영상 센서는 광전 변환 소자들 위에 배치된 제 1 컬러 필터층을 포함한다. 제 1 컬러 필터층은 다수의 제 1 컬러 필터 세그먼트들을 가진다. 고체 상태 영상 센서는, 광전 변환 소자들 위에 배치되고 제 1 컬러 필터층에 인접한 제 2 컬러 필터 층을 추가로 포함한다. 제 2 컬러 필터층은 다수의 제 2 컬러 필터 세그먼트들을 가진다. 고체 상태 영상 센서는 제 1 컬러 필터층과 제 2 컬러 필터층 사이에 배치된 제 1 그리드 구조를 포함한다. 제 1 그리드 구조는 제 1 그리드 높이를 가진다. 고체 상태 영상 센서는, 또한, 제 1 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치되고 제 2 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치되는 제 2 그리드 구조를 포함한다. 제 2 그리드 구조는 제 1 그리드 높이 이하인 제 2 그리드 높이를 가진다.
본 개시는 첨부된 도면과 함께 이하의 상세한 설명으로부터 보다 전체적으로 이해할 수 있을 것이다. 산업에 있어서의 표준 실시에 따라 여러 특징부들이 축척으로 도시되지 않음을 주목할 가치가 있다. 사실상, 여러 특징부들의 치수는 설명의 명확성을 위해 임의로 커지거나 감소될 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서를 도시한 평면도이다.
도 2는, 도 1에 있어서의 A-A' 라인을 따르는, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 3은, 도 1에 있어서의 B-B' 라인을 따르는, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 4는, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 5는, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 일부의 단면도이다.
도 6은, 고체 상태 영상 센서의 다른 일부의 단면도이다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 8은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 9는, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 10은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 11은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 일부의 단면도이다.
도 12는, 고체 상태 영상 센서의 다른 일부의 단면도이다.
도 13은, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 고체 상태 영상 센서의 일부의 단면도이다.
도 14는, 고체 상태 영상 센서의 다른 일부의 단면도이다.
도 15는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서들을 도시한 평면도이다.
도 16은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서들을 도시한 평면도이다.
도 17은, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서들을 도시한 평면도이다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서를 도시한 평면도이다.
도 2는, 도 1에 있어서의 A-A' 라인을 따르는, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 3은, 도 1에 있어서의 B-B' 라인을 따르는, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 4는, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 5는, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 일부의 단면도이다.
도 6은, 고체 상태 영상 센서의 다른 일부의 단면도이다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 8은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 9는, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 10은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 단면도이다.
도 11은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서의 일부의 단면도이다.
도 12는, 고체 상태 영상 센서의 다른 일부의 단면도이다.
도 13은, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 고체 상태 영상 센서의 일부의 단면도이다.
도 14는, 고체 상태 영상 센서의 다른 일부의 단면도이다.
도 15는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서들을 도시한 평면도이다.
도 16은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서들을 도시한 평면도이다.
도 17은, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서들을 도시한 평면도이다.
이하의 개시는 제공된 주제의 서로 다른 특징부들을 구현한 많은 서로 다른 실시 예들 또는 예시들을 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해 부품들 및 배열들의 특정 예시들이 이하에 설명된다. 물론, 이들은 단지 예시적인 것으로 제한을 위한 것은 아니다. 예를 들어, 제 1 특징부와 제 2 특징부가 직접 접촉으로 형성되는 실시 예들을 포함하고, 제 1 특징부와 제 2 특징부가 직접 접촉 상태가 아닐 수 있도록 추가적인 특징부가 제 1 특징부와 제 2 특징부 사이에 형성될 수 있는 실시 예를 포함할 수 있는 상세한 설명에서는 제 1 특징부가 제 2 특징부상에 형성된다.
설명된 방법들 이전, 중간 또는 이후에 추가적인 단계들이 구현될 수 있고, 설명된 방법들의 다른 실시 예들에 있어서 일부 단계들이 대체되거나 생략될 수 있음을 알아야 한다.
또한, 공간적으로 상대적인 용어들, 예를 들어, "밑", "아래", "보다 아래", "위", "상부", "보다 위"등과 같은 용어는, 본 명세서에서의 설명을 쉽게 하기 위하여, 도면들에 도시된 바와 같이 한 소자 또는 특징부와 다른 소자들 또는 특징부들간의 상관 관계를 설명하는데 이용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면들에 도시된 배향에 추가하여 이용 및 동작에 있어서의 디바이스의 다른 배향들을 포괄하기 위한 것이다. 장치는 (90도 회전 또는 다른 배향으로) 다르게 배향될 수 있으며, 본 명세서에 이용된 공간적으로 상대적인 기술어들은 그에 따라 유사하게 해석될 수 있다.
본 개시에 있어서, 용어, "대략", "약" 및 "실질적으로"는 전형적으로 진술된 값의 +/- 20%, 보다 전형적으로는 진술된 값의 +/- 10%, 보다 전형적으로는 진술된 값의 +/- 5%, 보다 전형적으로는 진술된 값의 +/- 3%, 보다 전형적으로는 진술된 값의 +/- 2%, 보다 전형적으로는 진술된 값의 +/- 1%, 보다 전형적으로는 심지어 진술된 값의 +/- 0.5%를 의미한다. 본 개시의 진술된 값은 대략적인 값이다. 즉, 용어 "대략", "약" 및 "실질적으로"의 특정 설명이 없으면, 진술된 값은 "대략", "약" 및 "실질적으로"의 의미를 포함한다.
다르게 정의되지 않으면, (기술적인 및 과학적 용어들을 포함하는) 본 명세서에 이용되는 모든 용어는 본 개시가 속하는 기술 분야의 숙련자가 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 통상적으로 이용된 사전들에 정의된 것들과 같은 용어들은, 본 개시의 실시 예들에서 명확하게 정의된 것이 아니라면, 관련 기술의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하고 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 안됨을 알아야 한다.
본 개시는 이하의 실시 예들에 있어서 참조 번호들 및/또는 문자들을 반복한다. 이러한 반복은, 단순성 및 명확성을 위한 것이며, 설명된 여러 실시 예들 및/또는 구성들간의 관계에 본질적으로 영향을 주는 것은 아니다.
고체 상태 영상 센서들은 광 수신 유닛상에 입사하는 광의 방향의 견지에서 크게 2개의 그룹으로 분류될 수 있다. 한 그룹은, 그 위에 판독 회로의 배선층이 형성되는 반도체 기판의 전방측상에 입사하는 광을 수신하는 FSI(Front-Side Illuminated) 영상 센서들이다. 다른 그룹은, 그 위에 배선층이 형성되지 않은 반도체 기판의 후방측상에 입사하는 광을 수신하는 BSI(Back-Side Illuminated) 영상 센서들이다. 컬러 영상을 촬상하기 위하여, 컬러 필터층이 FSI 및 BSI 영상 센서들에 제공될 수 있다. FSI 및 BSI 영상 센서들은, 통상적으로, 컬러 혼합을 방지하기 위하여, 컬러 필터층들을 분리시키는 그리드 구도를 가진다.
본 개시의 일부 실시 예들에 따르면, 고체 상태 영상 센서는 그리드 구조가 회절을 생성하지 못하게 하는 서로 다른 그리드 높이들을 가진 2개의 서로 다른 그리드 구조를 포함할 수 있으며, 그에 의해, 고체 상태 영상 센서들의 (예를 들어, 노멀 픽셀들(normal pixel) 또는 위상 검출 자동 포커스(PDAF: Phase Detection Auto Focus) 픽셀들로 배열될 수 있는) 광전 변환 소자들로부터의 영상 신호의 품질이 개선된다.
도 1에는 본 개시의 일 실시 예에 따른 고체 상태 영상 센서(10)를 도시한 평면도이다. 도 2는, 도 1에 있어서의 A-A' 라인을 따르는, 고체 상태 영상 센서(10)의 단면도이다. 도 3은, 도 1에 있어서의 B-B' 라인을 따르는, 고체 상태 영상 센서(10)의 단면도이다. 간결성을 위해 도 1 내지 도 3에서 고체 상태 영상 센서(10)의 일부 부품들이 생략될 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 고체 상태 영상 센서(10)는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 영상 센서 또는 CCD(Charge Coupled Device) 영상 센서일 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 고체 상태 영상 센서(10)는, 예를 들어, 웨이퍼(wafer) 또는 칩(chip)일 수 있는 반도체 기판(101)을 포함하지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 반도체 기판(101)은 전방 표면(101F)과, 전방 표면(101F)에 반대되는 후방 표면(101B)을 가진다. 광 다이오드들과 같은 다수의 광전 변환 소자들(103)이 반도체 기판(101)에 형성될 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 반도체 기판(101)에 있어서의 광전 변환 소자들(103)은, STI(Shallow Trench Isolation) 영역들 또는 깊은 트렌치 이격 영역들과 같은 (도시되지 않은) 이격 구조에 의해 서로 이격될 수 있다. 이격 구조들은 에칭 프로세스를 이용하여 트렌치를 형성하고 그 트렌치를 절연 또는 유전 물질로 채워서 반도체 기판(101)에 형성될 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 광전 변환 소자(103)는 반도체 기판(101)의 후방 표면(101B)상에 형성되고, 배선층(105)은 반도체 기판(101)의 전방 표면(101F)상에 형성되지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 배선층(105)은 다수의 유전층들에 매립된 비아들(vias)과 다수의 도전성 라인들을 포함하고, 고체 상태 영상 센서(10)에 필요한 다양한 전기 회로를 추가로 포함하는 상호 접속 구조일 수 있다. 후방 표면(101B)의 측면상으로 입사광이 방사되어 광전 변환 소자들(103)에 의해 수신될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 고체 상태 영상 센서(10)는 BSI(Back-Side Illuminated) 영상 센서로 지칭되지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예들에 있어서, 고체 상태 영상 센서는 FSI(Front-Side Illuminated) 영상 센서일 수 있다. FSI 영상 센서에 대해 도 2 및 도 3에 도시된 반도체 기판(101)과 배선층(105)은 반전될 수 있다. FSI 영상 센서에 있어서, 입사광은 전방 표면(101F)의 측면상으로 방사되고, 배선층(105)을 통과한 다음, 반도체 기판(101)의 후방 표면(101B)상에 형성된 광전 변환 소자들(103)에 의해 수신된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에 있어서, 고체 상태 영상 센서(10)는 반도체 기판(101)의 후방 표면(101B)상에 형성되어 광전 변환 소자(103)를 커버(cover)하는 고유전율(high dielectric-constant)(high-k) 필름(107)을 포함할 수 있다. 고유전율 필름(107)의 재질은 하프늄 산화물(HfO2), 하프늄 탄탈륨 산화물(HfTaO), 하프늄 티타늄 산화물(HfTiO), 하프늄 지르코늄 산화물(HfZrO), 탄탈륨 5산화물(Ta2O5), 다른 적당한 고유전율 재질 또는 그들의 조합을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 고유전율 필름(107)은 증착 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 증착 프로세스는, 예를 들어, CVD(Chemical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), ALD(Atomic Layer Deposition) 또는 다른 증착 기술이다. 고유전율 필름(107)은 높은 굴절율(high-refractive index) 및 광흡수력(light-absorbing ability)을 가질 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에 있어서, 고체 상태 영상 센서(10)는 고유전율 필름(107)상에 형성된 버퍼층(109)을 추가로 포함할 수 있다. 버퍼층(109)의 재질은, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물(oxynitrides), 다른 적당한 절연 재질, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 버퍼층(109)은 증착 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 증착 프로세스는, 예를 들어, 스핀-온 코팅(spin-on coating), CVD, FCVD(Flowable CVD), PECVD, PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 다른 증착 기술이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 고체 상태 영상 센서(10)는, 광전 변환 소자(103) 위에 배치된 제 1 컬러 필터층과 제 2 컬러 필터층을 포함한다. 보다 상세하게, 제 1 컬러 필터층은 다수의 제 1 컬러 필터 세그먼트들을 가지며, 제 2 컬러 필터층은 다수의 제 2 컬러 필터 세그먼트들을 가진다. 일부 실시 예들에 있어서, 제 1 컬러 필터층은 그린 컬러 필터층(green color filter layer, 115G)이라고 지칭되는 그린(G) 컬러 필터층일 수 있다. 즉, 제 1 컬러 필터 세그먼트들은 그린 컬러 필터 세그먼트들일 수 있으며, 이를 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS)라 지칭할 것이다. 또한, 제 2 컬러 필터층은 블루 컬러 필터층(blue color filter layer, 115B)이라고 지칭되는 블루(B) 컬러 컬러 필터층일 수 있다. 즉, 제 2 컬러 필터 세그먼트들은, 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS)이라고 지칭될 수 있는 블루 컬러 필터 세그먼트들일 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 실시 예에 있어서, 제 2 컬러 필터층(즉, 블루 컬러 필터층(115B))은 제 1 컬러 필터층(즉, 그린 컬러 필터층(115G))에 인접하게 배치되지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
일부 실시 예들에 있어서, 제 1 컬러 필터층은 그린 컬러 필터층(115G), 레드(red) 컬러 필터층(115R) 및 블루 컬러 필터층(115B) 중 하나일 수 있는 반면, 제 2 컬러 필터층은 그린 컬러 필터층(115G), 레드(red) 컬러 필터층(115R) 및 블루 컬러 필터층(115B) 중 또 다른 하나일 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예들에 있어서, 제 1 컬러 필터층 또는 제 2 컬러 필터층은 화이트 컬러 필터층(white color filter layer)일 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 고체 상태 영상 센서(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 버퍼층(109)상에 형성된 다수의 금속 그리드들(111)을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 실시 예들에 있어서, 금속 그리드(111)의 재질은 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 금속 질화물(예를 들어, 티타늄 질화물(TiN)), 다른 적당한 재질 또는 그들의 조합을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 금속 그리드(111)는 버퍼층(109)상에 금속층을 증착하고, 그리드 구조를 형성하도록 포토리소그래피 및 에칭 프로세스(photolithography and etching processes)를 이용하여 금속층을 패터닝(patterning)함에 의해 형성될 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 고체 상태 영상 센서(10)은, 또한, 제 1 그리드 구조(121)와 제 2 그리드 구조(123)를 포함한다. 제 1 그리드 구조(121)는 제 1 컬러 필터층과 제 2 컬러 필터층 사이에 배치되고, 제 2 그리드 구조(123)는 제 1 컬러 필터 세그먼트들 사이 및 제 2 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 그리드 구조(121)는 그린 컬러 필터층(115G)과 블루 컬러 필터층(115B) 사이에 배치될 수 있고, 제 2 그리드 구조(123)는 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS) 사이 및 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 그리드 구조(121)는 그린 컬러 필터층(115G)과 레드 컬러 필터층(115R) 사이에 배치될 수 있고, 제 2 그리드 구조(123)는 레드 컬러 필터 세그먼트들(115RS) 사이에 배치될 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 제 1 그리드 구조(121)의 재질과 제 2 그리드 구조(123)의 재질은 대략 1.0 내지 1.99 범위내의 낮은 굴절율을 가지는 투과성 유전 재질을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 있어서, 제 1 그리드 구조(121)의 굴절율과 제 2 그리드 구조(123)의 굴절율은 제 1 컬러 필터층의 굴절율 및 제 2 컬러 필터층의 굴절율보다 낮다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 그리드 구조(121)는 제 1 그리드 높이(H1)를 가지며, 제 2 그리드 구조(123)는 제 2 그리드 높이(H2)를 가진다. 본 개시의 실시 예들에 있어서, 제 2 그리드 높이(H2)는 제 1 그리드 높이(H1)보다 낮다.
일정한 그리드 높이를 가진 종래의 그리드 구조에 비해, 본 개시의 실시 예들에 있어서의 고체 상태 영상 센서(10)는 그리드 구조가 회절을 생성하지 못하게 하는, 다른 그리드 높이들을 가진 제 1 그리드 구조(121)와 제 2 그리드 구조(123)를 포함하며, 그에 따라, 고체 상태 영상 센서(10)의 광전 변환 소자들(103)로부터의 영상 신호의 품질이 개선된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 그린 컬러 필터층(115G)의 높이(HG), 블루 컬러 필터층(115B)의 높이(HB) 및 레드 컬러 필터층(115R)의 높이(HR)는 각각 제 1 그리드 구조(121)의 제 1 그리드 높이(H1)보다 낮은데, 이것이 의미하는 것은, 그린 컬러 필터층(115G)과 블루 컬러 필터층(115B) 및 레드 컬러 필터층(115R)이 혼합되지 않을 수 있고, 그에 따라 고체 상태 영상 센서(10)에 있어서 크로스토크를 방지할 수 있다는 것이다.
본 실시 예에 있어서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 그린 컬러 필터층(115G)의 높이(HG)는 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 높이(H2)보다 높고, 도 2에 도시된 바와 같이, 블루 컬러 필터층(115B)의 높이(HB)는 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 높이(H2)보다 낮고, 도 3에 도시된 바와 같이, 레드 컬러 필터층(115R)의 높이(HR)는 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 높이(H2)보다 높지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예들에 있어서, 블루 컬러 필터층(115B)의 높이(HB)는 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 높이(H2)와 같거나 그보다 높을 수 있으며, 그린 컬러 필터층(115G)의 높이(HG)와 레드 컬러 필터층(115R)의 높이(HR)는 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 높이(H2)와 같거나 그보다 낮을 수 있다.
또한, 도 3에는, 그린 컬러 필터층(115G)의 높이(HG)가 레드 컬러 필터층(115R)의 높이(HR)와 동일한 것으로 도시되었지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 그린 컬러 필터층(115G)의 높이(HG), 블루 컬러 필터층(115B)의 높이(HB) 및 레드 컬러 필터층(115R)의 높이(HR)는 필요에 따라(예를 들어, 광전 변환 소자들(103)이 수신하는 신호의 품질을 개선하기 위하여) 조정될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는, 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 높이(H2)가 일정한 것으로 도시되었지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 실시 예들에 있어서, 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 높이(H2)는 가변될 수 있다. 예를 들어, 고체 상태 영상 센서(10)의 중심 영역에 대응하는 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 높이(H2)는, 광전 변환 소자들(103)이 수신하는 신호의 보다 나은 품질을 위해, 고체 상태 영상 센서(10)의 에지 영역에 대응하는 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 높이(H2)와 다를 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 2 및 도 3의 고체 상태 영상 센서(10)의 단면도에 있어서, 제 1 그리드 구조(121)는 다수의 제 1 그리드 세그먼트들(121S)을 포함할 수 있으며(또는 다수의 제 1 그리드 세그먼트들(121S)이라고 지칭될 수 있으며), 제 2 그리드 구조(123)는 다수의 제 2 그리드 세그먼트들(123S)을 포함할 수 있다(또는 다수의 제 2 그리드 세그먼트들(123S)이라 지칭될 수 있다). 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에 있어서, 2개의 인접하는 제 1 그리드 세그먼트들(121S)간의 거리(P1)는 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S)간의 거리(P2)와 다를 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예들에 있어서, 2개의 인접하는 제 1 그리드 세그먼트들(121S)간의 거리(P1)는 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S)간의 거리(P2)와 동일하거나 그에 근접할 수 있다.
유사하게, 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S)간의 거리(P2)는 가변될 수 있다. 예를 들어, 고체 상태 영상 센서(10)의 중심 영역에 대응하는 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S)간의 거리(P2)는 고체 상태 영상 센서(10)의 에지 영역에 대응하는 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S)간의 거리(P2)와 다를 수 있다. 즉, 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 세그먼트들(123S)은 광전 변환 소자들(102)이 수신하는 신호의 보다 나은 품질을 위해, 추가 시프트(extra-shift)될 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에 있어서, 고체 상태 영상 센서는 입사광을 집중시키기 위한 컬러 필터층들(예를 들어, 그린 컬러 필터층들(115G), 블루 컬러 필터층들(15B) 또는 레드 컬러 필터층들(115R))상에 배치된 다수의 콘덴싱 구조(condensing structure, 119)들을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에 있어서, 콘덴싱 구조(109)의 재질은 투과성 재질일 수 있다. 예를 들어, 콘덴싱 구조(109)의 재질은 유리, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄, 임의 다른 적용 가능한 재질 또는 그들의 조합을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 실시 예들에 있어서, 콘덴싱 구조(109)는 포토레지스트 리플로 방법(photoresist reflow method), 핫 엠보싱 방법(hot embossing method), 임의 다른 적용 가능한 방법 또는 그들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시 예들에 있어서, 콘덴싱 구조(109)를 형성하는 단계들은, 스핀 코팅 프로세스(spin coating process), 리소그래피 프로세스, 에칭 프로세스, 임의 다른 적용 가능한 프로세스 또는 그들의 조합을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
일부 실시 예들에 있어서, 콘덴싱 구조(109)는, 반-볼록(semi-convex) 렌즈 또는 볼록 렌즈와 같은 마이크로-렌즈일 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예들에 있어서, 콘텐싱 구조(109)는 마이크로-피라미드 구조(예를 들어, 원뿔, 사각뿔(quadraangular pyramid) 등)일 수 있거나, 사다리꼴 구조(예를 들어, 플랫 톱 콘(flat top cone), 절두형 사각뿔(truncated square pyramid) 등)일 수 있다. 대안적으로, 콘덴싱 구조(109)는 GRIN(Gradient-Index) 구조일 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 실시 예에 있어서, 콘덴싱 구조(119)들의 각각은 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS) 중 하나, 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS) 중 하나, 또는 레드 컬러 필터 세그먼트들(115RS) 중 하나에 대응하지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. (이하의 도 10과 같은) 다른 실시 예들에 있어서, 콘덴싱 구조들(119)의 각각은 적어도 2개의 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS), 적어도 2개의 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS) 또는 적어도 2개의 레드 컬러 필터 세그먼트들(115RS)에 대응할 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 고체 상태 영상 센서(10)의 평면도(예를 들어, 도 1)에서는, 제 1 그리드 구조(121)가 다수의 감지 영역들을 정의한다. 감지 영역들의 각각은 x2개의 제 1 컬러 필터 세그먼트들 또는 x2개의 제 2 컬러 필터 세그먼트들을 포함하며, 이때 x는 2 이상의 양의 정수이다. 예를 들어, 도 1에 있어서, 제 1 그리드 구조(121)는 다수의 감지 영역들(S)을 정의할 수 있으며, 감지 영역들(S)의 각각은 4(22)개의 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS), 4(22)개의 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS) 또는 4(22)개의 레드 컬러 필터 세그먼트들(115RS)을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 4는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 고체 상태 영상 센서(12)의 단면도이다. 도 5는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서(14)의 일부의 단면도이다. 도 6은 고체 상태 영상 센서(14)의 다른 일부의 단면도이다. 유사하게, 고체 상태 영상 센서(12)의 일부 부품들과 고체 상태 영상 센서(14)의 일부 부품들은 간략성을 위해 도 4 내지 도 6에서 생략되었을 수 있다.
도 4를 참조하면, 고체 상태 영상 센서(12)는 다수의 광전 변환 소자(103)를 포함한다. 또한, 고체 상태 영상 센서(12)는 광전 변환 소자(103) 위에 배치된 그린 컬러 필터층(115G)을 포함한다. 그린 컬러 필터층(115G)은 다수의 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS)을 가진다. 고체 상태 영상 센서(12)는 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS) 사이에 배치된 제 1 그리드 구조(121) 및 제 2 그리드 구조(123)를 포함한다. 제 1 그리드 구조(121)(제 1 그리드 세그먼트(121S))는 제 1 그리드 높이(H1)를 가지며, 제 2 그리드 구조(123)(제 2 그리드 세그먼트(123S))는 제 1 그리드 높이(H1)보다 낮은 제 2 그리드 높이(H2)를 가진다.
본 실시 예에 있어서, 그린 컬러 필터층(115G)(그린 컬러 필터 세그먼트(115GS))의 높이(HG)는 제 2 그리드 구조(123)(제 2 그리드 세그먼트(123S))의 제 2 그리드 높이(H2)보다 높고, 제 1 그리드 구조(121)(제 1 그리드 세그먼트(121S))의 제 1 그리드 높이(H1)보다 낮지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예에 있어서, 그린 컬러 필터층(115G)(그린 컬러 필터 세그먼트(115GS))의 높이(HG)는 제 2 그리드 구조(123)(제 2 그리드 세그먼트(123S))의 제 2 그리드 높이(H2) 이하일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광전 변환 소자들(103)은 다수의 노멀 픽셀들(P)과, 노멀 픽셀들(P)에 의해 둘러싸인 다수의 위상 검출 자동 포커스 픽셀들(PDAF)로 배열될 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 또한, 도 4에 있어서, 그린 컬러 필터층(115G)(그린 컬러 필터 세그먼트(115GS))은 블루 컬러 필터층(115B)(블루 컬러 필터 세그먼트(115BS)), 레드 컬러 필터층(115R)(레드 컬러 필터 세그먼트(115RS)), 또는 다른 컬러 필터층들로 대체될 수 있다.
도 5를 참조하면, 고체 상태 영상 센서(14)는 도 1 내지 도 3에 도시된 고체 상태 영상 센서(10)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 고체 상태 영상 센서(10)와의 차이점은, 고체 상태 영상 센서(14)의 제 1 그리드 구조(121)(제 1 그리드 세그먼트(121S))가 제 1 그리드 폭(W1)을 가지며, 고체 상태 영상 센서(14)의 제 2 그리드 구조(123)(제 2 그리드 세그먼트(123S))가 제 2 그리드 폭(W2, 또는 W2')을 가지되, 제 2 그리드 폭(W2 또는 W2')은 제 1 그리드 폭(W1)과 다를 수 있다는 것이다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 그리드 세그먼트(121S)는 제 1 그리드 폭(S1)을 가지며, 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS) 사이의 제 2 그리드 세그먼트(123S1)는 제 2 그리드 폭(W2)을 가지고, 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS) 사이의 제 2 그리드 세그먼트(123S2)는 제 2 그리드 폭(W2')을 가진다. 본 실시 예에 있어서, 제 2 그리드 세그먼트(123S1)의 제 2 그리드 폭(W2)과 제 2 그리드 세그먼트(123S2)의 제 2 그리드 폭(W2')의 각각은 제 1 그리드 세그먼트(121S)의 제 1 그리드 폭(W1)보다 더 크지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
또한, 제 2 그리드 세그먼트(123S1)의 제 2 그리드 폭(W2)과 제 2 그리드 세그먼트(123S2)의 제 2 그리드 폭(S2')은 필요에 따라 동일하거나 다를 수 있다.
도 5는 고체 상태 영상 센서(14)의 중심 영역에 대응하는 단면도일 수 있고, 도 6은 고체 상태 영상 센서(14)의 에지 영역에 대응하는 단면도일 수 있다. 도 5에 도시된 콘덴싱 구조들(119)과 비교하면, 도 6에 도시된, 그린 컬러 필터층(115G)(그린 컬러 필터 세그먼트(115GS))의 위치, 블루 컬러 필터층(115B)(블루 컬러 필터 세그먼트(115BS))의 위치, 및 그린 컬러 필터층(115G)(그린 컬러 필터 세그먼트(115GS))과 블루 컬러 필터층(115B)(블루 컬러 필터 세그먼트(115BS))에 대응하는 컨덴싱 구조들(119)의 위치는, 고체 상태 영상 센서(14)의 서로 다른 영역들(예를 들어, 중심 영역과 에지 영역)에 있는 광전 변환 소자들(103)이 수신하는 동일한 컬러(예를 들어, 그린, 블루 또는 레드)의 밝기가 보다 균일해지도록, 시프트될 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 도 5에 도시된 제 2 그리드 세그먼트(123S1)의 제 2 그리드 폭(W2)과 제 2 그리드 세그먼트(123S2)의 제 2 그리드 폭(W2'), 및 도 6에 도시된 제 2 그리드 세그먼트(123S3)의 제 2 그리드 폭(W2'')과 제 2 그리드 세그먼트(123S4)의 제 2 그리드 폭(W2''')은 필요에 따라 동일하거나 다를 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에 있어서, 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S)간의 거리는 가변할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 있어서(고체 상태 영상 센서(14)의 중심 영역에 대응할 수 있는) 인접하는 제 2 그리드 세그먼트(123S1)와 제 2 그리드 세그먼트(123S2)간의 거리(P2)는 (고체 상태 영상 센서(14)의 에지 영역에 대응할 수 있는) 인접하는 제 2 그리드 세그먼트(123S3)와 제 2 그리드 세그먼트(123S4)간의 거리(P2')와 다를 수 있다. 즉, 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 세그먼트(123S3)와 제 2 그리드 세그먼트(123S4)는 광전 변환 소자들(103)이 수신하는 신호의 보다 나은 품질을 위해, 추가 시프트될 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서(16)의 단면도이다. 도 8은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서(18)의 단면도이다. 도 9는, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서(20)의 단면도이다. 유사하게, 고체 상태 영상 센서(16)의 일부 부품들, 고체 상태 영상 센서(18)의 일부 부품들 및 고체 상태 영상 센서(20)의 일부 부품들은 간략성을 위해 도 7 내지 도 9에서 생략될 수 있다.
도 7을 참조하면, 고체 상태 영상 센서(16)는 도 1 내지 도 3에 도시된 고체 상태 영상 센서(10)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 고체 상태 영상 센서(10)와의 차이점은, 고체 상태 영상 센서(16)의 제 1 그리드 구조(121)(제 1 그리드 세그먼트(121S))가 제 1 기저부(first base portion, 121b)와, 제 1 기저부(121b)상에 배치된 제 1 추가부(first additional portion, 121a)를 포함하고, 제 2 그리드 구조(123)(제 2 그리드 세그먼트(123S))가 제 2 기저부(second base portion, 123b)와, 제 2 기저부(123b)상에 배치된 제 2 추가부(second additional portion, 123a)를 포함한다는 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에 있어서, 제 1 기저부(121b)의 높이(H1b)는 제 2 기저부(123b)의 높이(H2b)와 동일할 수 있고, 제 1 추가부(121a)의 높이(H1a)는 제 2 추가부(123a)의 높이(H2a)보다 높을 수 있으며, 그에 따라, 제 2 그리드 구조(제 2 그리드 세그먼트(123S))의 제 2 그리드 높이(H2)는 제 1 그리드 구조(121)(제 1 그리드 세그먼트(121S))의 제 1 그리드 높이(H1)보다 낮게 되지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
일부 실시 예들에 있어서, 제 1 그리드 구조(121)의 제 1 기저부(121b)의 재질은, 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 기저부(123b)의 재질과 동일할 수 있으며, 제 1 그리드 구조(121)의 제 1 추가부(121a)의 재질은 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 추가부(123a)의 재질과 동일할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 8을 참조하면, 고체 상태 영상 센서(18)는 도 1 내지 도 3에 도시된 고체 상태 영상 센서(10)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 고체 상태 영상 센서(10)와의 차이점은, 고체 상태 영상 센서(18)의 제 1 그리드 구조(121)(제 1 그리드 세그먼트(121S))가 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS) 사이에 배치될 수 있다는 것이지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예들에 있어서, 제 1 그리드 구조(121)(제 1 그리드 세그먼트(121S))는 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS), 레드 컬러 필터 세그먼트들(115RS) 또는 다른 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제 1 그리드 구조(121)의 일부의 제 1 그리드 세그먼트들(121S)은 동일 컬러의 2개의 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 2개의 인접하는 제 1 그리드 세그먼트들(121S)간의 거리는 가변될 수 있다(예를 들어, P1 및 P1'). 본 실시 예에 있어서, 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S)간의 거리(P2'')는 2개의 인접하는 제 1 그리드 세그먼트들(121S)간의 거리(P1 또는 P1')보다 더 길 수 있으며, 그것은 도 2 및 도 3에 도시된 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S)간의 거리(P2)보다 더 길 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
상술한 실시 예들에 있어서, 제 1 그리드 구조(121)(제 1 그리드 세그먼트(121S)) 또는 제 2 그리드 구조(123)(제 2 그리드 세그먼트(123S))는 고체 상태 영상 센서의 단면도에서 직사각형인 것으로 도시되었지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 도 9를 참조하면, 고체 상태 영상 센서(20)의 단면도에 있어서, 제 1 그리드 구조(121)(제 1 그리드 세그먼트(121S))는 사다리꼴로서 형성될 수 있고, 제 2 그리드 구조(제 2 그리드 세그먼트(123S))는 사다리꼴로서 형성될 수 있다. 즉, 제 1 그리드 구조(121)의 제 1 그리드 세그먼트(121S)의 상부의 폭은 제 1 그리드 구조(121)의 제 1 그리드 세그먼트(121S)의 하부의 폭보다 작을 수 있으며, 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 세그먼트(123S)의 상부의 폭은 제 2 그리드 구조(123)의 제 2 그리드 세그먼트(123S)의 하부의 폭보다 작을 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 10은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서(22)의 단면도이다. 도 10을 참조하면, 고체 상태 영상 센서(22)는 도 1 내지 도 3에 도시된 고체 상태 영상 센서(10)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 고체 상태 영상 센서(10)와의 다른점은, 콘덴싱 구조들(119')의 각각이 2개의 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS)과 2개의 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS)에 대응한다는 것이지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 실시 예들에 있어서, 콘덴싱 구조들(119')의 각각은 레드 컬러 필터 세그먼트들 또는 다른 컬러 필터 세그먼트들에 대응할 수 있으며, 콘덴싱 구조들(119')의 각각이 대응하는 컬러 필터 세그먼트들의 개수는 2 이상일 수 있다.
도 11은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서(24)의 일부의 단면도이다. 도 12는, 고체 상태 영상 센서(24)의 다른 일부의 단면도이다. 예를 들어, 도 11은 고체 상태 영상 센서(24)의 중심 영역에 대응하는 단면도이고, 도 12는 고체 상태 영상 센서(24)의 에지 영역에 대응하는 단면도일 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 고체 상태 영상 센서(24)는 도 10에 도시된 고체 상태 영상 센서(22)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 즉, 콘덴싱 구조들(119')의 각각은 적어도 2개의 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS)과 적어도 2개의 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS)에 대응하지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예들에 있어서, 콘덴싱 구조들(119')의 각각은 레드 컬러 필터 세그먼트들 또는 다른 컬러 필터 세그먼트들에 대응할 수 있고, 콘덴싱 구조들(119')의 각각이 대응하는 컬러 필터 세그먼트들의 개수는 2 이상일 수 있다.
고체 상태 영상 센서(22)와의 차이점은, 도 11 및 도 12에 도시된 고체 상태 영상 센서(24)에 있어서, 제 2 그리드 구조(123')(제 2 그리드 세그먼트들(123S'))의 제 2 그리드 높이(H2')가 제 1 그리드 구조(121)의 제 1 그리드 높이(H1)와 동일하다는 것이다. 유사하게, 그린 컬러 필터층(115G)의 높이(HG)와 블루 컬러 필터층(115B)의 높이(HB)는 각각 제 2 그리드 구조(123')의 제 2 그리드 높이(H2')보다 낮을 수 있지만(또한, 제 1 그리드 구조(121)의 제 1 그리드 높이(H1)보다 낮을 수 있다), 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 11에 도시된 콘덴싱 구조들(119')과 비교하면, 도 12에 도시된 그린 컬러 필터층(115G)(그린 컬러 필터 세그먼트(115GS))의 위치, 블루 컬러 필터층(115B)(블루 컬러 필터 세그먼트(115BS))의 위치, 및 그린 컬러 필터층(115G)(그린 컬러 필터 세그먼트(115GS)) 및 블루 컬러 필터층(115B)(블루 컬러 필터 세그먼트(115BS))에 대응하는 콘덴싱 구조들(119')의 위치는, 고체 상태 영상 센서(24)의 서로 다른 영역들(예를 들어, 중심 영역과 에지 영역)에 있는 광전 변환 소자들(103)이 수신하는 동일 컬러(예를 들어, 그린, 블루 또는 레드)의 밝기가 보다 균일해지도록, 시프트될 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 2개의 인접하는 제 1 그리드 세그먼트들(121S)간의 거리(P1)는 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리(P2)와 다를 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예들에 있어서, 2개의 인접하는 제 1 그리드 세그먼트들(121S)간의 거리(P1)는 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리(P2)와 동일하거나 그에 근접할 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에 있어서, 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리는 가변될 수 있다. 예를 들어, (고체 상태 영상 센서(24)의 중심 영역에 대응할 수 있는) 도 11에 있어서의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리(P2)는 (고체 상태 영상 센서(24)의 에지 영역에 대응할 수 있는) 도 12에 있어서의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리(P2')와 다를 수 있다. 즉, 고체 상태 영상 센서(24)의 에지 영역에 있는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')은 광전 변환 소자들(103)이 수신하는 신호의 보다 나은 품질을 위해 추가 시프트될 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 13은 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 고체 상태 영상 센서(26)의 일부의 단면도이다. 도 14는 고체 상태 영상 센서(26)의 다른 일부의 단면도이다. 예를 들어, 도 13은 고체 상태 영상 센서(26)의 중심 영역에 대응하는 단면도이고, 도 14는 고체 상태 영상 센서(26)의 에지 영역에 대응하는 단면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 고체 상태 영상 센서(26)는 도 11 및 도 12에 도시된 고체 상태 영상 센서(24)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 즉, 콘덴싱 구조들(119')의 각각은 적어도 2개의 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS)과 적어도 2개의 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS)에 대응하며, 제 2 그리드 구조(123')(제 2 그리드 세그먼트들(123S'))의 제 2 그리드 높이(H2')는 제 1 그리드 구조(121)의 제 1 그리드 높이(H1)와 동일하다.
고체 상태 영상 센서(24)와의 차이점은, 도 13 및 도 14에 도시된 고체 상태 영상 센서(26)에 있어서, 그린 컬러 필터층(115G)의 높이(HG)와 블루 컬러 필터층(115B)의 높이(HB)의 각각이 제 2 그리드 구조(123')의 제 2 그리드 높이(H2')보다 높다는 것이다(또한, 제 1 그리드 구조(121)의 제 1 그리드 높이(H1)보다 높다).
유사하게, 도 13에 도시된 콘덴싱 구조들(119')과 비교하면, 도 14에 도시된 그린 컬러 필터층(115G)(그린 컬러 필터 세그먼트(115GS))의 위치, 블루 컬러 필터층(115B)(블루 컬러 필터 세그먼트(115BS))의 위치, 및 그린 컬러 필터층(115G)(그린 컬러 필터 세그먼트(115GS))과 블루 컬러 필터층(115B)(블루 컬러 필터 세그먼트(115BS))에 대응하는 콘덴싱 구조들(119')의 위치는, 고체 상태 영상 센서(26)의 서로 다른 영역들(예를 들어, 중심 영역과 에지 영역)에 있는 광전 변환 소자들(103)이 수신하는 동일 컬러(예를 들어, 그린, 블루 또는 레드)의 밝기가 보다 균일해지도록, 시프트될 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 2개의 인접하는 제 1 그리드 세그먼트들(121S)간의 거리(P1)는 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리(P2)와 다를 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다. 일부 다른 실시 예들에 있어서, 2개의 인접하는 제 1 그리드 세그먼트들(121S)간의 거리(P1)는 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리(P2)와 동일하거나 그에 근접할 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에 있어서, 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리는 가변될 수 있다. 예를 들어, (고체 상태 영상 센서(26)의 중심 영역에 대응할 수 있는) 도 13에 있어서의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리(P2)는 (고체 상태 영상 센서(26)의 에지 영역에 대응할 수 있는) 도 14에 있어서의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')간의 거리(P2')와 다를 수 있다. 즉, 고체 상태 영상 센서(26)의 에지 영역에 있는 제 2 그리드 세그먼트들(123S')은 광전 변환 소자들(103)이 수신하는 신호의 보다 나은 품질을 위해 추가 시프트될 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 15는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서(30)들을 도시한 평면도이다. 도 16은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서(32)들을 도시한 평면도이다. 도 17은, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 고체 상태 영상 센서(34)들을 도시한 평면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 고체 상태 영상 센서(30)의 제 1 그리드 구조(121)는 다수의 감지 영역(S)들을 정의하고, 감지 영역(S)들의 각각은 9(32)개의 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS), 9(32)개의 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS) 또는 9(32)개의 레드 컬러 필터 세그먼트들(115RS)을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 16에 도시된 바와 같이, 고체 상태 영상 센서(32)의 제 1 그리드 구조(121)는 다수의 감지 영역(S)들을 정의하고, 감지 영역(S)들의 각각은 16(42)개의 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS), 16(42)개의 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS) 또는 16(42)개의 레드 컬러 필터 세그먼트들(115RS)을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
도 17에 도시된 바와 같이, 고체 상태 영상 센서(34)의 제 1 그리드 구조(121)는 다수의 감지 영역(S)들을 정의하고, 감지 영역(S)들의 각각은 25(52)개의 그린 컬러 필터 세그먼트들(115GS), 25(52)개의 블루 컬러 필터 세그먼트들(115BS) 또는 25(52)개의 레드 컬러 필터 세그먼트들(115RS)을 포함할 수 있지만, 본 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
감지 영역들(S)의 각각에 포함되는 제 1 컬러 필터 세그먼트들 또는 제 2 컬러 필터 세그먼트들의 개수는, 상술한 실시 예들에 국한되지 않으며, 실수요에 따라 변경될 수 있다.
요약하면, 일정한 그리드 높이를 가진 통상적인 그리드 구조에 비해, 본 개시의 실시 예들에 있어서의 고체 상태 영상 센서는 그리드 구조가 회절을 생성하지 못하게 하는, 다른 그리드 높이를 가진 제 1 그리드 구조와 제 2 그리드 구조를 포함하며, 그에 따라 고체 상태 영상 센서들의 (노멀 픽셀들 또는 PDAF 픽셀들로 배열될 수 있는) 광전 변환 소자들로부터의 영상 신호의 품질이 개선된다. 또한, 본 개시의 실시 예들에 있어서의 고체 상태 영상 센서에서는 서로 다른 컬러 필터층들간의 크로스토크가 개선될 수 있다.
상술한 설명은, 본 기술 분야의 숙련자들이 본 개시의 측면들을 보다 잘 이해할 수 있도록, 여러 실시 예들의 특징들의 개요를 서술한 것이다. 본 기술 분야의 숙련자라면, 본 명세서에 소개된 실시 예들과 동일 목적을 실시하고/하거나 동일 장점을 달성하기 위한 다른 프로세스들 및 구조들을 고안 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시를 쉽게 이용할 수 있음을 알 것이다. 또한, 본 기술 분야의 숙련자라면, 그러한 등가적인 구성이 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않으며, 또한, 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 다양한 변경, 대체 및 대안들을 만들 수 있음을 알아야 한다. 또한, 본 개시의 일부 실시 예들은 상기에서 설명되었지만, 그들이 본 개시의 범주를 제한하기 위한 것인 아니다.
본 명세서의 전체에 걸쳐 특징, 장점 또는 유사한 단어에 대한 언급이, 본 개시에 따라 실현될 수 있는 특징 및 장점들의 모두가 본 개시의 임의 단일 실시 예내에 있어야 하거나 또는 있다는 것을 암시하지는 않는다. 오히려, 그 특징을 지칭하는 용어는, 소정 실시 예와 관련하여 설명된 특정 특징, 장점 또는 특성이 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 포함되는 것을 의미한 것임을 알 것이다. 따라서, 본 명세서의 전체에 걸쳐, 특징, 장점 및 유사한 용어에 대한 설명이 반드시 동일 실시 예를 지칭하는 것은 아니다.
또한, 본 개시에서 설명된 특징, 장점 및 특성은 하나 이상의 실시 예들에 있어서 임의 적당한 방식으로 조합될 수 있다. 본 기술 분야의 관련자라면, 본 명세서의 상세한 설명의 견지에서, 그 개시가 특정 실시 예의 특정 특징들 또는 장점들 중의 하나 이상의 특징들 또는 장점없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 다른 예시에 있어서, 본 개시의 모든 실시 예들에서 안출되지 않은 특징 실시 예들에서 추가적인 특징 및 장점들을 알 수 있을 것이다.
Claims (13)
- 고체 상태 영상 센서로서,
다수의 광전 변환 소자들;
광전 변환 소자들의 위에 배치되고, 다수의 제 1 컬러 필터 세그먼트들을 가진 제 1 컬러 필터층;
광전 변환 소자들의 위 및 제 1 컬러 필터층에 인접하게 배치되고, 다수의 제 2 컬러 필터 세그먼트들을 가지는 제 2 컬러 필터층;
제 1 컬러 필터층과 제 2 컬러 필터층 사이에 배치되고, 제 1 그리드 높이를 가지는 제 1 그리드 구조; 및
제 1 컬러 필터 세그먼트들 사이 및 제 2 컬러 필터 세그먼트들 사이에 배치되고, 제 1 그리드 높이와 같거나 그보다 낮은 제 2 그리드 높이를 가지는 제 2 그리드 구조를 구비하는
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 컬러 필터층의 높이와 제 2 컬러 필터층의 높이는, 각각, 제 1 그리드 높이보다 낮으며,
제 1 컬러 필터층의 높이와 제 2 컬러 필터층의 높이는, 제 2 그리드 높이와 같거나 그보다 더 높은,
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 컬러 필터층의 높이와 제 2 컬러 필터층의 높이는, 각각, 제 1 그리드 높이보다 낮고,
제 1 컬러 필터층의 높이는 제 2 그리드 높이와 같거나 그보다 높으며,
제 2 컬러 필터층의 높이는 제 2 그리드 높이보다 낮은
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 컬러 필터층의 높이와 제 2 컬러 필터층의 높이는, 각각, 제 1 그리드 높이보다 낮으며,
제 1 컬러 필터층의 높이와 제 2 컬러 필터층의 높이는, 각각, 제 2 그리드 높이보다 낮은,
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
고체 상태 영상 센서의 단면에 있어서, 제 1 그리드 구조는 다수의 그리드 세그먼트들을 구비하고, 2개의 인접하는 그리드 세그먼트들 간의 거리는 가변될 수 있는
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 그리드 구조는 제 1 기저부(base portion)와, 제 1 기저부상에 배치된 제 1 추가부(additional portion)를 구비하고,
제 2 그리드 구조는 제 2 기저부와, 제 2 기저부상에 배치된 제 2 추가부를 구비하며,
제 1 기저부의 높이는 제 2 기저부의 높이와 같고,
제 1 추가부의 높이는 제 2 추가부의 높이보다 높은
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 그리드 구조는, 제 1 기저부와, 제 1 기저부상에 배치된 제 1 추가부를 구비하고,
제 2 그리드 구조는, 제 2 기저부와, 제 2 기저부상에 배치된 제 2 추가부를 구비하고,
제 1 기저부의 재질은 제 2 기저부의 재질과 동일하며,
제 1 추가부의 재질은 제 2 추가부의 재질과 동일한
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
광전 변환 소자들은 다수의 노멀 픽셀들(normal pixels)과, 다수의 노멀 필섹들에 의해 둘러싸인 다수의 위상 검출 자동 포커스(Phase Detection Auto Focus) 픽셀들로 배열되는
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
고체 상태 영상 센서의 단면에 있어서, 제 1 그리드 구조는 사다리꼴로 형성되고, 제 2 그리드 구조는 사다리꼴로 형성되는
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 컬러 필터층과 제 2 컬러 필터층상에 배치된 다수의 콘덴싱 구조들(condensing structures)을 더 구비하되,
콘덴싱 구조들의 각각은 제 1 컬러 필터 세그먼트들과 제 2 컬러 필터 세그먼트들 중 하나에 대응하는
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 컬러 필터층과 제 2 컬러 필터층상에 배치된 다수의 콘덴싱 구조들을 더 구비하되,
콘덴싱 구조들의 각각은 제 1 컬러 필터 세그먼트들과 제 2 컬러 필터 세그먼트들 중 적어도 2개에 대응하고,
제 2 그리드 높이는 제 1 그리드 높이와 동일하고,
고체 상태 영상 센서의 단면에 있어서, 제 1 그리드 구조는 다수의 제 1 그리드 세그먼트들을 구비하고, 제 2 그리드 구조는 다수의 제 2 그리드 세그먼트들을 구비하며, 2개의 인접하는 제 2 그리드 세그먼트들간의 거리는 가변될 수 있는
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
고체 상태 영상 센서의 평면에 있어서, 제 1 그리드 구조는 다수의 감지 영역들을 정의하고, 감지 영역들의 각각은 x2개의 제 1 컬러 필터 세그먼트들 또는 x2개의 제 2 컬러 필터 세그먼트들을 포함하되, x는 2 이상인
고체 상태 영상 센서.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 그리드 구조의 굴절율과 제 2 그리드 구조의 굴절율은 제 1 컬러 필터층의 굴절율 및 제 2 컬러 필터층의 굴절율보다 낮으며, 제 1 그리드 구조의 굴절율과 제 2 그리드 구조의 굴절율은 1.0과 1.99 사이인
고체 상태 영상 센서.
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