KR20220162016A - Imgae sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이미지 센서에 관한 것이다.The present invention relates to an image sensor.
이미지 센서(image sensor)는 광학 정보를 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자 중 하나이다. 이러한 이미지 센서는 전하 결합형(CCD; Charge Coupled Device) 이미지 센서와 씨모스형(CMOS; Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센서를 포함할 수 있다. An image sensor is one of semiconductor devices that converts optical information into electrical signals. Such an image sensor may include a charge coupled device (CCD) image sensor and a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) image sensor.
이미지 센서는 패키지(package) 형태로 구성될 수 있는데, 이 때 패키지는 이미지 센서를 보호하는 동시에, 이미지 센서의 수광면(photo receiving surface) 또는 센싱 영역(sensing area)에 광이 입사될 수 있는 구조로 구성될 수 있다.The image sensor may be configured in the form of a package. At this time, the package protects the image sensor and has a structure in which light can be incident to the photo receiving surface or sensing area of the image sensor. may consist of
최근에는 이미지 센서에 형성되는 픽셀들이 향상된 수광 효율 및 광 감도(sensitivity)를 가지도록 반도체 기판의 후면을 통하여 입사광이 조사되는 후면 조사형(BSI; backside illumination) 이미지 센서가 연구되고 있다.Recently, a backside illumination (BSI) image sensor in which incident light is radiated through a back surface of a semiconductor substrate is being researched so that pixels formed in the image sensor have improved light reception efficiency and light sensitivity.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 제품 신뢰성이 향상된 이미지 센서를 제공하는 것이다.A technical problem to be solved by the present invention is to provide an image sensor with improved product reliability.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서는, 서로 반대되는 제1 면과 제2 면을 포함하는 기판, 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀로 구성된 제1 포커스 픽셀, 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀과, 제1-1 단위 픽셀과 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-3 단위 픽셀을 포함하는 제1 병합 픽셀, 기판 내, 제1-2 단위 픽셀과 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-1 및 제2-2 단위 픽셀과, 제2-2 단위 픽셀과 제2 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-3 단위 픽셀을 포함하는 제2 병합 픽셀, 기판의 제1 면 상에, 제1 포커스 픽셀과 중첩되는 제1 컬러 필터, 기판의 제1 면 상에, 제1 병합 픽셀과 중첩되는 제2 컬러 필터, 기판의 제1 면 상에, 제2 병합 픽셀과 중첩되는 제3 컬러 필터, 기판의 제1 면 상에, 제1 내지 제3 컬러 필터를 분리하되 제1 내지 제3 컬러 필터 내에 배치되지 않는 그리드 패턴, 제1 컬러 필터 상에 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈, 및 제2 및 제3 컬러 필터 상에 각각의 제1-1 내지 제1-3 단위 픽셀 및 제2-1 내지 제2-3 단위 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈를 포함하고, 제1-3 단위 픽셀, 제1 포커스 픽셀 및 제2-3 단위 픽셀은 제1 방향을 따라 연속으로 배열되고, 제1 컬러 필터와 제2 컬러 필터 사이의 그리드 패턴의 폭은 제2 컬러 필터와 제3 컬러 필터 사이의 그리드의 폭보다 크다.An image sensor according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem is a substrate including a first surface and a second surface that are opposite to each other, and the substrate 1-1 continuously arranged along a first direction in the substrate. and a first focus pixel composed of the 1-2 sub-pixels, the 1-1 and 1-2 unit pixels continuously arranged along the first direction within the substrate, and the 1-1 unit pixels and the first direction A first merge pixel including 1-3 unit pixels continuously arranged along a second direction crossing each other, in a substrate, 2-1 and 2-th unit pixels continuously arranged along a first direction with 1-2 unit pixels 2-2 unit pixels, and a second merge pixel including the 2-2 unit pixels and the 2-3 unit pixels continuously arranged along the second direction, on the first surface of the substrate, the first focus pixels and A first color filter overlapping, a second color filter overlapping the first merge pixel on the first side of the substrate, a third color filter overlapping the second merge pixel on the first side of the substrate, a first color filter overlapping the second merge pixel on the first side of the substrate, On one surface, a grid pattern separating first to third color filters but not disposed within the first to third color filters, a first covering the first to first and first to second subpixels on the first color filter a micro lens, and a second micro lens covering the 1-1st to 1-3th unit pixels and the 2-1st to 2-3th unit pixels on the second and third color filters, respectively; The -3 unit pixels, the first focus pixel, and the second to third unit pixels are continuously arranged along the first direction, and the width of the grid pattern between the first color filter and the second color filter is It is greater than the width of the grid between the color filters.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서는, 서로 반대되는 제1 면과 제2 면을 포함하는 기판, 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀을 포함하는 제1 병합 픽셀, 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀로 구성되고, 제1 병합 픽셀과 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속으로 배열된 제1 포커스 픽셀, 기판 내, 2행 2열로 배열된 제2 단위 픽셀을 포함하고, 제1 병합 픽셀 및 제1 포커스 픽셀과 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2 병합 픽셀, 기판 내, 2행 2열로 배열된 제3 단위 픽셀을 포함하고, 제1 포커스 픽셀과 제2 방향으로 연속으로 배열된 제3 병합 픽셀, 기판 내, 2행 2열로 배열된 제4 단위 픽셀을 포함하고, 제3 병합 픽셀과 제1 방향으로 연속으로 배열된 제4 병합 픽셀, 기판 내, 각각의 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀, 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀, 제2 내지 제4 단위 픽셀을 분리하는 픽셀 분리 패턴, 기판의 제1 면 상에, 제1 포커스 픽셀과 중첩되는 제1 컬러 필터, 기판의 제1 면 상에, 제1 병합 픽셀과 중첩되는 제2 컬러 필터, 기판의 제1 면 상에, 제2 병합 픽셀과 중첩되는 제3 컬러 필터, 기판의 제1 면 상에, 제3 병합 픽셀과 중첩되는 제4 컬러 필터, 기판의 제1 면 상에, 제4 병합 픽셀과 중첩되는 제5 컬러 필터, 기판의 제1 면 상에, 픽셀 분리 패턴과 적어도 일부 중첩되어 제1 내지 제5 컬러 필터를 분리하되 제1 내지 제5 컬러 필터 내에 배치되지 않는 그리드 패턴, 제1 컬러 필터 상에 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈, 제2 내지 제5 컬러 필터 상에 각각의 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀, 제3 단위 픽셀, 및 제4 단위 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈를 포함하고, 제1 컬러 필터는 제2 및 제5 컬러 필터, 또는 제3 및 제4 컬러 필터와 동일한 컬러를 갖는다.An image sensor according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem is a substrate including a first surface and a second surface that are opposite to each other, and the substrate 1-1 continuously arranged along a first direction in the substrate. and first merge pixels including first-second unit pixels, first-first and first-second sub-pixels arranged consecutively in a first direction in a substrate, wherein the first merge pixels and the first merge pixels are arranged in a first direction. including first focus pixels arranged consecutively in a second direction intersecting the first focus pixels, second unit pixels arranged in two rows and two columns within the substrate, and successively along the first direction with the first merged pixels and the first focus pixels; Arranged second merge pixels, including third unit pixels arranged in 2 rows and 2 columns, within the substrate, and arranged consecutively with the first focus pixels in the second direction, within the substrate, arranged in 2 rows and 2 columns a fourth unit pixel, and the fourth merge pixel is sequentially arranged in a first direction with the third merge pixel, each of the 1-1 and 1-2 sub-pixels, the 1-1 and 1-2 sub-pixels in the substrate; 1-2 unit pixels, a pixel separation pattern separating second to fourth unit pixels, a first color filter overlapping a first focus pixel on a first surface of a substrate, a first color filter overlapping a first focus pixel on a first surface of a substrate, a second color filter overlapping the merge pixel, a third color filter overlapping the second merge pixel, on the first surface of the substrate, a fourth color filter overlapping the third merge pixel, on the first surface of the substrate; a fifth color filter overlapping the fourth merged pixel on the first surface of the substrate, and separating the first to fifth color filters by at least partially overlapping the pixel isolation pattern on the first surface of the substrate; A grid pattern not disposed within the 5 color filters, a first microlens covering the 1-1 and 1-2 sub-pixels on the first color filter, and each of the 1-1 and 1-2 sub-pixels on the second to fifth color filters. A second microlens covering the first and second unit pixels, the third unit pixels, and the fourth unit pixels, wherein the first color filter is the same as the second and fifth color filters or the third and fourth color filters. have color do
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서는, 서로 반대되는 제1 면과 제2 면을 포함하는 기판, 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀과, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-3 및 제1-4 단위 픽셀을 포함하는 제1 병합 픽셀, 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-1 및 제2-2 단위 픽셀과, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-3 및 제2-4 단위 픽셀을 포함하고, 제1 병합 픽셀과 제1 방향을 따라 연속으로 배열되는 제2 병합 픽셀, 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제3 단위 픽셀, 제1 포커스 픽셀, 및 제4 단위 픽셀, 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제5 단위 픽셀, 제2 포커스 픽셀 및 제6 단위 픽셀, 기판의 제1 면 상에, 각각의 제1 포커스 픽셀, 제2 포커스 픽셀, 제1 병합 픽셀, 제2 병합 픽셀, 제3 단위 픽셀, 제4 단위 픽셀, 제5 단위 픽셀, 및 제6 단위 픽셀과 중첩되는 제1 내지 제8 컬러 필터, 기판의 제1 면 상에, 제1 내지 제8 컬러 필터를 분리하되 제1 내지 제8 컬러 필터 내에 배치되지 않는 그리드 패턴, 및 제1 내지 제8 컬러 필터 상에 각각의 제1 포커스 픽셀, 제1-1 내지 제1-4 단위 픽셀들, 제2-1 내지 제2-4 단위 픽셀들, 제3 단위 픽셀, 제1 포커스 픽셀, 제4 단위 픽셀, 제5 단위 픽셀, 제2 포커스 픽셀 및 제6 단위 픽셀을 덮는 마이크로 렌즈를 포함하고, 제1 포커스 픽셀은 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀로 구성되고, 제2 포커스 픽셀은 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-1 및 제2-2 서브 픽셀로 구성되고, 제5 단위 픽셀, 제3 단위 픽셀, 제1-3 단위 픽셀 및 제1-1 단위 픽셀은 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연속으로 배열되고, 제6 단위 픽셀, 제4 단위 픽셀, 제2-4 단위 픽셀 및 제2-2 단위 픽셀은 제2 방향을 따라 연속으로 배열되고, 제1 및 제2 컬러 필터는 제4, 제5 및 제7 컬러 필터, 또는 제3, 제6 및 제8 컬러 필터와 동일한 컬러 필터를 포함한다.An image sensor according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem is a substrate including a first surface and a second surface that are opposite to each other, and the substrate 1-1 continuously arranged along a first direction in the substrate. and first merge pixels including 1-2 unit pixels and 1-3 and 1-4 unit pixels continuously arranged along the first direction, within the substrate, continuously arranged along the first direction. 2-1 and 2-2 unit pixels, and 2-3 and 2-4 unit pixels continuously arranged along a first direction, and a first merge pixel and a first merged pixel are continuously arranged along a first direction. a second merge pixel, a third unit pixel, a first focus pixel, and a fourth unit pixel continuously arranged along a first direction within a substrate, a fifth unit pixel continuously arranged along a first direction; a second focus pixel and a sixth unit pixel, on the first surface of the substrate, respectively the first focus pixel, the second focus pixel, the first merge pixel, the second merge pixel, the third unit pixel, the fourth unit pixel; A fifth unit pixel and first to eighth color filters overlapping the sixth unit pixel, separating the first to eighth color filters on the first surface of the substrate but not disposed within the first to eighth color filters First focus pixels, 1-1st to 1-4th unit pixels, 2-1st to 2-4th unit pixels, and 3rd unit pixels on the grid pattern and the first to eighth color filters, respectively. , a microlens covering the first focus pixel, the fourth unit pixel, the fifth unit pixel, the second focus pixel, and the sixth unit pixel, wherein the first focus pixel is continuously arranged along the first direction; 1st and 1st-2nd subpixels, the second focus pixel is composed of 2nd-1st and 2nd-2nd subpixels arranged consecutively along the first direction, the 5th unit pixel and the 3rd unit pixel , The 1-3th unit pixels and the 1-1st unit pixels are continuously arranged along a second direction crossing the first direction, and the sixth unit pixel, the fourth unit pixel, the 2nd-4th unit pixel and the second -2 unit pixel is the second The first and second color filters include the same color filters as the fourth, fifth, and seventh color filters, or the third, sixth, and eighth color filters.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센싱 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서의 수광 영역을 설명하기 위한 개략적인 레이아웃도이다.
도 4a는 도 3의 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다.
도 4b는 도 3의 제2 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다.
도 5a는 도 4a의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 5b는 도 4a의 B-B'를 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 내지 도 8은 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9 내지 도 17은 도 3의 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도들이다.
도 18a는 도 3의 제1 영역에 배치된 제2 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. 도 18b는 도 3의 제2 영역에 배치된 제2 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다.
도 19a는 도 3의 제1 영역에 배치된 제3 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다.
도 19b는 도 3의 제2 영역에 배치된 제3 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다.
도 20은 도 3의 제1 영역에 배치된 제3 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다.
도 21 및 도 22는 도 3의 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다.
도 23은 도 3의 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다.
도 24 및 도 25는 도 3의 제1 영역에 배치된 제3 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도들이다.
도 26 및 도 27은 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 28은 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 29는 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 블록도이다.
도 30은 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 블록도이다.
도 31은 도 30의 카메라 모듈의 상세 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an image sensing device according to some embodiments.
2 is a block diagram illustrating an image sensor according to some embodiments.
3 is a schematic layout diagram illustrating a light receiving area of an image sensor according to some embodiments.
FIG. 4A is an exemplary partial layout diagram for explaining a first pixel group disposed in a first area of FIG. 3 .
FIG. 4B is an exemplary partial layout diagram for describing a first pixel group disposed in a second area of FIG. 3 .
5A is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 4A.
5B is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIG. 4A.
6 to 8 are cross-sectional views illustrating an image sensor according to some embodiments.
9 to 17 are exemplary partial layout diagrams for describing a first pixel group disposed in a first area of FIG. 3 .
FIG. 18A is an exemplary partial layout diagram for explaining a second pixel group disposed in a first area of FIG. 3 . FIG. 18B is an exemplary partial layout diagram for describing a second pixel group disposed in a second area of FIG. 3 .
FIG. 19A is an exemplary partial layout diagram for explaining a third pixel group disposed in the first area of FIG. 3 .
FIG. 19B is an exemplary partial layout diagram for describing a third pixel group disposed in a second area of FIG. 3 .
FIG. 20 is an exemplary partial layout diagram for explaining a third pixel group disposed in the first area of FIG. 3 .
21 and 22 are exemplary partial layout diagrams for explaining a first pixel group disposed in a first area of FIG. 3 .
FIG. 23 is an exemplary partial layout diagram for describing a first pixel group disposed in a first area of FIG. 3 .
24 and 25 are exemplary partial layout diagrams for describing a third pixel group disposed in the first area of FIG. 3 .
26 and 27 are cross-sectional views illustrating an image sensor according to some embodiments.
28 is a schematic cross-sectional view illustrating an image sensor according to some embodiments.
29 is a block diagram for describing an image sensor according to some embodiments.
30 is a block diagram of an electronic device including a multi-camera module.
31 is a detailed block diagram of the camera module of FIG. 30 .
도 1은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센싱 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an image sensing device according to some embodiments.
도 1을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 이미지 센싱 장치(1)는 이미지 센서(10) 및 이미지 신호 프로세서(20)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an
이미지 센서(10)는 빛을 이용하여 센싱 대상의 이미지를 센싱하여, 이미지 신호(IS)를 생성할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 생성된 이미지 신호(IS)는 예를 들어, 디지털 신호일 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.The
이미지 신호(IS)는 이미지 신호 프로세서(20)에 제공되어 처리될 수 있다. 이미지 신호 프로세서(20)는 이미지 센서(10)의 버퍼부(17)로부터 출력된 이미지 신호(IS)를 수신하고 수신된 이미지 신호(IS)를 디스플레이에 용이하도록 가공하거나 처리할 수 있다.The image signal IS may be provided to and processed by the
몇몇 실시예에서, 이미지 신호 프로세서(20)는 이미지 센서(10)에서 출력된 이미지 신호(IS)에 대해 디지털 비닝을 수행할 수 있다. 이 때, 이미지 센서(10)로부터 출력된 이미지 신호(IS)는 아날로그 비닝 없이 액티브 픽셀 센서 어레이(15; APS Array, active pixel sensor array)로부터의 로우(raw) 이미지 신호일 수도 있고, 아날로그 비닝이 이미 수행된 이미지 신호(IS)일 수도 있다.In some embodiments, the
몇몇 실시예에서, 이미지 센서(10)와 이미지 신호 프로세서(20)는 도시된 것과 같이 서로 분리되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(10)가 제1 칩에 탑재되고, 이미지 신호 프로세서(20)가 제2 칩에 탑재되어 소정의 인터페이스를 통해 서로 통신할 수 있다. 하지만, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니며, 이미지 센서(10)와 이미지 신호 프로세서(20)는 하나의 패키지, 예컨대 MCP(multi-chip package)로 구현될 수 있다.In some embodiments, the
이미지 센서(10)는, 액티브 픽셀 센서 어레이(15), 컨트롤 레지스터 블록(11), 타이밍 제너레이터(12), 로우(row) 드라이버(14), 리드 아웃 회로(16), 램프 신호 생성기(13) 및 버퍼부(17)를 포함할 수 있다.The
컨트롤 레지스터 블록(11)은 이미지 센서(10)의 동작을 전체적으로 제어할 수 있다. 특히, 컨트롤 레지스터 블록(11)은 타이밍 제너레이터(12), 램프 신호 생성기(13) 및 버퍼부(17)에 직접적으로 동작 신호를 전송할 수 있다.The
타이밍 제너레이터(12)는 이미지 센서(10)의 여러 구성 요소들의 동작 타이밍의 기준이 되는 신호를 발생할 수 있다. 타이밍 제너레이터(12)에서 발생된 동작 타이밍 기준 신호는 램프 신호 생성기(13), 로우 드라이버(14), 리드 아웃 회로(16) 등에 전달될 수 있다.The
램프 신호 생성기(13)는 리드 아웃 회로(16)에 사용되는 램프 신호를 생성하고 전송할 수 있다. 예를 들어, 리드 아웃 회로(16)는 상관 이중 샘플러(CDS), 비교기 등을 포함할 수 있는데, 램프 신호 생성기(13)는 상관 이중 샘플러, 비교기 등에 사용되는 램프 신호를 생성하고 전송할 수 있다.The
로우 드라이버(14)는 액티브 픽셀 센서 어레이(15)의 로우(row)를 선택적으로 활성화시킬 수 있다.
액티브 픽셀 센서 어레이(15)는 외부 이미지를 센싱할 수 있다. 액티브 픽셀 센서 어레이(15)는 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. The active
리드 아웃 회로(16)는 액티브 픽셀 센서 어레이(15)로부터 제공받은 픽셀 신호를 샘플링하고, 이를 램프 신호와 비교한 후, 비교 결과를 바탕으로 아날로그 이미지 신호(데이터)를 디지털 이미지 신호(데이터)로 변환할 수 있다.The read-
버퍼부(17)는 예를 들어, 래치부를 포함할 수 있다. 버퍼부(17)는 외부로 제공할 이미지 신호(IS)를 임시적으로 저장할 수 있으며, 이미지 신호(IS)를 외부 메모리 또는 외부 장치로 전송할 수 있다.The
도 2는 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an image sensor according to some embodiments.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 이미지 센서(10)는 적층된 제1 칩(30)과 제2 칩(40)을 포함할 수 있다. 제2 칩(40)은 예를 들어, 제1 칩(30) 상에 제3 방향(DR3)으로 적층될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
제1 칩(30)은 센서 어레이 영역(SAR), 연결 영역(CR) 및 패드 영역(PR)을 포함할 수 있다. The
센서 어레이 영역(SAR)은 도 1의 액티브 픽셀 센서 어레이(15)에 대응되는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 어레이 영역(SAR) 내에는 2차원적으로(예를 들어, 행렬 형태로) 배열되는 복수의 픽셀들이 배치될 수 있다. 센서 어레이 영역(SAR)은 수광 영역(APS) 및 차광 영역(OB)을 포함할 수 있다. 수광 영역(APS)에는 광을 제공받아 액티브(active) 신호를 생성하는 액티브 픽셀들이 배열될 수 있다. 차광 영역(OB)에는 광이 차단되어 옵티컬 블랙(optical black) 신호를 생성하는 옵티컬 블랙 픽셀들이 배열될 수 있다. 차광 영역(OB)은 예를 들어, 수광 영역(APS)의 주변을 따라 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다.The sensor array area SAR may include an area corresponding to the active
몇몇 실시예에서, 차광 영역(OB)의 일부 내에는 광전 변환층이 형성되지 않을 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서, 차광 영역(OB)에 인접하는 수광 영역(APS)에 더미 픽셀들이 형성될 수도 있다.In some embodiments, the photoelectric conversion layer may not be formed in a portion of the light blocking area OB. Also, in some embodiments, dummy pixels may be formed in the light receiving area APS adjacent to the light blocking area OB.
연결 영역(CR)은 센서 어레이 영역(SAR)의 주변에 형성될 수 있다. 연결 영역(CR)은 센서 어레이 영역(SAR)의 일측에 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 연결 영역(CR)에는 배선들이 형성되어, 센서 어레이 영역(SAR)의 전기적 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.The connection region CR may be formed around the sensor array region SAR. The connection region CR may be formed on one side of the sensor array region SAR, but this is only exemplary. Wires may be formed in the connection region CR to transmit and receive electrical signals of the sensor array region SAR.
패드 영역(PR)은 센서 어레이 영역(SAR)의 주변에 형성될 수 있다. 패드 영역(PR)은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 가장자리에 인접하여 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 패드 영역(PR)은 외부 장치 등과 접속되어, 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서와 외부 장치 간의 전기적 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.The pad area PR may be formed around the sensor array area SAR. The pad region PR may be formed adjacent to an edge of the image sensor according to some embodiments, but this is merely exemplary. The pad area PR may be configured to be connected to an external device and transmit/receive electrical signals between the image sensor and the external device according to some embodiments.
연결 영역(CR)은 센서 어레이 영역(SAR)과 패드 영역(PR) 사이에 개재되는 것으로 도시되었으나, 예시적인 것일 뿐이다. 센서 어레이 영역(SAR), 연결 영역(CR) 및 패드 영역(PR)의 배치는 필요에 따라 다양할 수 있음은 물론이다.The connection region CR is illustrated as being interposed between the sensor array region SAR and the pad region PR, but it is only exemplary. Of course, arrangements of the sensor array region SAR, the connection region CR, and the pad region PR may vary as needed.
제2 칩(40)은 제1 칩(30)의 하부에 배치되고, 로직 회로 영역(LC)을 포함할 수 있다. 제2 칩(40)은 제1 칩(30)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 칩(18)의 로직 회로 영역(LC)은 예를 들어, 제1 칩(30)의 패드 영역(PR)을 통해 센서 어레이 영역(SAR)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
로직 회로 영역(LC)은 센서 어레이 영역(SAR)을 구동하기 위한 복수의 소자들을 포함할 수 있다. 로직 회로 영역(LC)은 예를 들어, 도 1의 컨트롤 레지스터 블록(11), 타이밍 제너레이터(12), 램프 신호 생성기(13), 로우 드라이버(14), 리드 아웃 회로(16) 등을 포함할 수 있다.The logic circuit area LC may include a plurality of devices for driving the sensor array area SAR. The logic circuit area LC may include, for example, the
도 3은 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서의 수광 영역을 설명하기 위한 개략적인 레이아웃도이다. 도 4a는 도 3의 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. 도 4b는 도 3의 제2 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. 도 5a는 도 4a의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다. 도 5b는 도 4a의 B-B'를 따라 절단한 단면도이다.3 is a schematic layout diagram illustrating a light receiving area of an image sensor according to some embodiments. FIG. 4A is an exemplary partial layout diagram for explaining a first pixel group disposed in a first area of FIG. 3 . FIG. 4B is an exemplary partial layout diagram for describing a first pixel group disposed in a second area of FIG. 3 . 5A is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 4A. 5B is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIG. 4A.
도 3을 참조하면, 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서의 수광 영역(APS)은 광을 제공받아 전기적 신호를 생성하는 복수의 픽셀들이 배치될 수 있다. 복수의 픽셀들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 포함하는 평면에서2차원적으로(예를 들어, 행렬 형태로) 배열될 수 있다. Referring to FIG. 3 , a plurality of pixels generating electrical signals by receiving light may be disposed in a light receiving area APS of an image sensor according to some embodiments. A plurality of pixels may be arranged two-dimensionally (eg, in a matrix form) in a plane including the first and second directions DR1 and DR2 .
수광 영역(APS)은 제1 영역에 배치된 픽셀 그룹(PG1, PG2, PG3)과 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치된 픽셀 그룹(PG1', PG2', PG3')을 포함할 수 있다. The light-receiving area APS may include pixel groups PG1, PG2, and PG3 disposed in the first area and pixel groups PG1', PG2', and PG3' disposed in a second area different from the first area. .
도 4a를 참조하면, 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹(PG1)은 제1 포커스 픽셀(FP11, PF12), 제1 병합 픽셀(PX11-PX14), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24), 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX43)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 영역은 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)을 포함하는 영역일 수 있다.Referring to FIG. 4A , the first pixel group PG1 disposed in the first area includes first focus pixels FP11 and PF12, first merge pixels PX11 to PX14, second merge pixels PX21 to PX24, A third merged pixel PX31 - PX33 and a fourth merged pixel PX41 - PX43 may be included. That is, the first area may be an area including the first focus pixels FP11 and FP12.
제1 병합 픽셀(PX11-PX14)은 2행 2열로 배열된 제1 단위 픽셀들(PX11-PX14)을 포함할 수 있다. 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀들(PX11, PX12)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있고, 제1-3 및 제1-4 단위 픽셀들(PX13, PX14)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. 제1-3 및 제1-1 단위 픽셀(PX113, PX11)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있고, 제1-4 및 제1-2 단위 픽셀(PX14, PX12)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. 제1 방향(DR1)을 행 방향이고, 음의 제2 방향(DR2)은 열 방향일 수 있다. The first merged pixels PX11 - PX14 may include first unit pixels PX11 - PX14 arranged in two rows and two columns. The 1-1st and 1-2th unit pixels PX11 and PX12 may be continuously arranged along the first direction DR1, and the 1st-3rd and 1-4th unit pixels PX13 and PX14 may be continuously arranged along the first direction DR1. The 1st-3rd and 1-1st unit pixels PX113 and PX11 may be continuously arranged along the second direction DR2, and the 1st-4th and 1-2nd unit pixels PX14 and PX12 are They may be continuously arranged along two directions DR2. The first direction DR1 may be a row direction, and the negative second direction DR2 may be a column direction.
본 명세서에서, 두개의 단위 픽셀이 "연속으로 배열"된다는 것은 두개의 단위 픽셀 사이에는 어느 단위 픽셀도 배치되지 않음을 의미할 수 있다.In the present specification, “arranging two unit pixels in succession” may mean that no unit pixel is disposed between the two unit pixels.
제1 병합 픽셀(PX11-PX14)은 제1 컬러 필터(RP)를 공유할 수 있고, 제1 컬러 필터(RP)를 통과하는 광을 제공받아 전기적 신호를 생성할 수 있다.The first merge pixels PX11 to PX14 may share the first color filter RP, receive light passing through the first color filter RP, and generate electrical signals.
제1 병합 픽셀(PX11-PX14) 및 제2 병합 픽셀(PX21-PX24)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. 제2 병합 픽셀(PX21-PX24)은 2행 2열로 배열된 제2 단위 픽셀들(PX21-PX24)을 포함할 수 있다.The first merge pixels PX11 - PX14 and the second merge pixels PX21 - PX24 may be continuously arranged along the first direction DR1 . The second merged pixels PX21 - PX24 may include second unit pixels PX21 - PX24 arranged in two rows and two columns.
제2 병합 픽셀(PX21-PX24)은 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제2 컬러 필터(GP)를 통과하는 광을 제공받아 전기적 신호를 생성할 수 있다. The second merge pixels PX21 to PX24 may share the second color filter GP, receive light passing through the second color filter GP, and generate electrical signals.
제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 및 제1 병합 픽셀(PX11-PX14)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. 제3 병합 픽셀(PX31-PX33)은 제3 단위 픽셀들(PX31-PX34)을 포함할 수 있다. 제3-1 단위 픽셀(PX31) 및 제1-3 단위 픽셀(PX13)은 제2 방향(DR2)으로 연속으로 배열될 수 있다. 제3-2 및 제3-1 단위 픽셀들(PX32, PX33)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있고, 제3-2 및 제3-3 단위 픽셀(PX32, PX33)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. The third merge pixels PX31 - PX33 and the first merge pixels PX11 - PX14 may be continuously arranged along the second direction DR2 . The third merged pixel PX31 - PX33 may include third unit pixels PX31 - PX34 . The 3-1st unit pixel PX31 and the 1-3rd unit pixel PX13 may be continuously arranged in the second direction DR2 . The 3-2nd and 3-1st unit pixels PX32 and PX33 may be continuously arranged along the second direction DR2, and the 3-2nd and 3-3rd unit pixels PX32 and PX33 are It may be continuously arranged along the first direction DR1.
제3 병합 픽셀(PX31-PX33)은 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제2 컬러 필터(GP)를 통과하는 광을 제공받아 전기적 신호를 생성할 수 있다. The third merge pixels PX31 to PX33 may share the second color filter GP, receive light passing through the second color filter GP, and generate electrical signals.
제4 병합 픽셀(PX41-PX43) 및 제2 병합 픽셀(PX21-PX24)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. 제4 병합 픽셀(PX41-PX43)은 제4 단위 픽셀들(PX41-PX43)을 포함할 수 있다. 제4-1 단위 픽셀(PX41) 및 제2-4 단위 픽셀(PX24)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. 제4-2 및 제4-1 단위 픽셀들(PX42, PX41)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있고, 제4-3 및 제4-2 단위 픽셀(PX43, PX42)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. The fourth merge pixels PX41 - PX43 and the second merge pixels PX21 - PX24 may be continuously arranged along the second direction DR2 . The fourth merged pixel PX41 - PX43 may include fourth unit pixels PX41 - PX43 . The 4-1st unit pixel PX41 and the 2-4th unit pixel PX24 may be continuously arranged along the second direction DR2 . The 4-2nd and 4-1st unit pixels PX42 and PX41 may be continuously arranged along the second direction DR2, and the 4-3rd and 4-2nd unit pixels PX43 and PX42 are It may be continuously arranged along the first direction DR1.
제4 병합 픽셀(PX41-PX43)은 제3 컬러 필터(BP)를 공유할 수 있고, 제3 컬러 필터(BP)를 통과하는 광을 제공받아 전기적 신호를 생성할 수 있다. The fourth merge pixels PX41 to PX43 may share the third color filter BP, receive light passing through the third color filter BP, and generate electrical signals.
제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제1 방향(DR1)에서 제3 병합 픽셀(PX31-PX33)과 제4 병합 픽셀(PX41-PX43) 사이에 배치될 수 있다. 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 1행 2열로 배열된 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12)을 포함할 수 있다. 제3-1 단위 픽셀(PX31), 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12) 및 제4-1 단위 픽셀(PX41)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. The first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed between the third merge pixels PX31 - PX33 and the fourth merge pixels PX41 - PX43 in the first direction DR1 . The first focus pixels FP11 and FP12 may include first subpixels FP11 and FP12 arranged in one row and two columns. The 3-1st unit pixel PX31 , the first sub-pixels FP11 and FP12 , and the 4-1st unit pixel PX41 may be continuously arranged along the first direction DR1 .
제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)이 배치되는 위치와 개수는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 도 4a 내 제3-3 및 제4-3 단위 픽셀(PX33, PX43) 위치에 배치될 수 있고, 제3-3 및 제4-3 단위 픽셀(PX33, PS43)은 도 4a 내 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 위치에 배치될 수도 있다.The position and number of the first focus pixels FP11 and FP12 are not limited thereto. For example, the first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed at positions of the 3-3 and 4-3 unit pixels PX33 and PX43 in FIG. 4A , and The pixels PX33 and PS43 may be disposed at positions of the first focus pixels FP11 and FP12 in FIG. 4A .
제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 자동 초점(AF; auto focus) 기능을 수행할 수 있다. 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12)을 이용하여 위상 검출 AF(PDAF; Phase Detection AF) 이용하여 자동 초점 기능을 수행할 수 있다.The first focus pixels FP11 and FP12 may perform an auto focus (AF) function. An auto focus function may be performed using the phase detection AF (PDAF) using the first subpixels FP11 and FP12 .
제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제2 컬러 필터(GP)를 통과하는 광을 제공받아 전기적 신호를 생성할 수 있다.The first focus pixels FP11 and FP12 may share the second color filter GP, receive light passing through the second color filter GP, and generate electrical signals.
몇몇 실시예에서, 제1 컬러 필터(RP), 제2 컬러 필터(GP) 및 제3 컬러 필터(BP)는 서로 다른 컬러를 필터링할 수 있다. 일례로, 제1 컬러 필터(RP)는 적색(red) 컬러 필터이고, 제2 컬러 필터(GP)는 녹색(green) 컬러 필터이고, 제3 컬러 필터(BP)는 청색(blue) 컬러 필터일 수 있다.In some embodiments, the first color filter RP, the second color filter GP, and the third color filter BP may filter different colors. For example, the first color filter RP is a red color filter, the second color filter GP is a green color filter, and the third color filter BP is a blue color filter. can
몇몇 실시예에서, 제1 컬러 필터(RP), 제2 컬러 필터(GP) 및 제3 컬러 필터(BP)는 베이어(bayer) 패턴 형태로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 아닌 대각선 방향을 따라 2개의 제2 컬러 필터(GP)가 배열될 수 있다. 제1 컬러 필터(RP)는 하나의 제2 컬러 필터(GP)와 제1 방향(DR1)을 따라 배열되고, 다른 하나의 제2 컬러 필터(GP)와 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다. 또한, 제3 컬러 필터(BP)는 하나의 제2 컬러 필터(GP)와 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 다른 하나의 제2 컬러 필터(GP)와 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다. 제1 컬러 필터(RP)와 제3 컬러 필터(BP)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 아닌 대각선 방향을 따라 배열될 수 있다.In some embodiments, the first color filter RP, the second color filter GP, and the third color filter BP may be arranged in a Bayer pattern. For example, two second color filters GP may be arranged along a diagonal direction other than the first and second directions DR1 and DR2 . The first color filter RP may be arranged along one second color filter GP and the first direction DR1 and may be arranged along the second direction DR2 with the other second color filter GP. can In addition, the third color filter BP is arranged along one second color filter GP and the second direction DR2, and along the other second color filter GP and the first direction DR1. can be arranged The first color filter RP and the third color filter BP may be arranged along a diagonal direction other than the first and second directions DR1 and DR2 .
몇몇 실시예에서, 그리드 패턴(150)은 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 상에 배치된 제2 컬러 필터(GP), 제1 병합 픽셀(PX11-PX14), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24), 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX44) 상에 배치된 제1 내지 제3 컬러 필터(RP, GP, BP)를 분리할 수 있다. 이하, 도 4a, 도 5a 및 도 5B를 참조하여 자세히 설명한다.In some embodiments, the
도 4a, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서는 제1 기판(110), 광전 변환층(112), 제1 픽셀 분리 패턴(120), 제1 전자 소자(TR1), 제1 배선 구조체(IS1), 표면 절연막(140), 컬러 필터(170), 그리드 패턴(150) 및 마이크로 렌즈(180)를 포함한다.Referring to FIGS. 4A, 5A, and 5B , an image sensor according to some embodiments includes a
제1 기판(110)은 반도체 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110)은 벌크 실리콘 또는 SOI(silicon-on-insulator)일 수 있다. 제1 기판(110)은 실리콘 기판일 수도 있고, 또는 다른 물질, 예를 들어, 실리콘 게르마늄, 안티몬화 인듐, 납 텔루르 화합물, 인듐 비소, 인듐 인화물, 갈륨 비소 또는 안티몬화 갈륨을 포함할 수 있다. 또는, 제1 기판(110)은 베이스 기판 상에 에피층이 형성된 것일 수도 있다.The
제1 기판(110)은 서로 반대되는 제1 면(110a) 및 제2 면(110b)을 포함할 수 있다. 후술되는 실시예들에서, 제1 면(110a)은 제1 기판(110)의 후면(back side)으로 지칭될 수 있고, 제2 면(110b)은 제1 기판(110)의 전면(front side)으로 지칭될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 기판(110)의 제1 면(110a)은 광이 입사되는 수광면일 수 있다. 즉, 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서는 후면 조사형(BSI) 이미지 센서일 수 있다.The
광전 변환층(112)은 제1 기판(110) 내에 형성될 수 있다. 복수의 광전 변환층(112)들은 픽셀들(FP11, FP12, PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)과 대응되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 광전 변환층(112)들은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 포함하는 평면에서 2차원적으로(예를 들어, 행렬 형태로) 배열되어 각각의 픽셀들(FP11, FP12, PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 내에 배치될 수 있다. 광전 변환층(112)은 외부로부터 입사되는 광의 양에 비례하여 전하를 생성할 수 있다.The
광전 변환층(112)은 제1 기판(110) 내에 불순물을 도핑하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 광전 변환층(112)은 p형인 제1 기판(110) 내에 n형 불순물이 이온 주입되어 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 광전 변환층(112)은 제1 기판(110)의 표면(예를 들어, 제1 면(110a) 또는 제2 면(110b))과 교차하는 방향)에서 포텐셜 기울기를 가질 수 있다. 예를 들어, 광전 변환층(112)의 불순물 농도는 제2 면(110b)으로부터 제1 면(110a)을 향함에 따라 감소할 수 있다.The
광전 변환층(112)은 예를 들어, 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(pinned photo diode), 유기 포토 다이오드(organic photo diode), 퀀텀닷(quantum dot) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
제1 픽셀 분리 패턴(120)은 제1 기판(110) 내에 형성될 수 있다. 제1 픽셀 분리 패턴(120)은 제1 기판(110) 내의 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12), 제1 단위 픽셀들(PX11-PX14), 제2 단위 픽셀들(PX21-PX24), 제3 단위 픽셀들(PX31-PX33) 및 제4 단위 픽셀들(PX41-PX43)을 정의할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀 분리 패턴(120)은 평면적 관점에서 격자형으로 형성되어, 행렬 형태로 배열되는 각각의 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12), 제1 단위 픽셀들(PX11-PX14), 제2 단위 픽셀들(PX21-PX24), 제3 단위 픽셀들(PX31-PX33) 및 제4 단위 픽셀들(PX41-PX43)을 둘러쌀 수 있다.The first
몇몇 실시예에서, 제1 픽셀 분리 패턴(120)은 제1 기판(110)을 관통할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀 분리 패턴(120)은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)으로부터 제1 기판(110)의 제1 면(110a)까지 연속적으로 연장될 수 있다.In some embodiments, the first
몇몇 실시예에서, 제1 픽셀 분리 패턴(120)의 제1 방향(DR1)으로의 폭은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)으로부터 멀어짐에 따라 일정할 수 있다. 본 명세서에서, "동일"이란, 완전히 동일한 것뿐만 아니라 공정 상의 마진 등으로 인해 발생할 수 있는 미세한 차이를 포함하는 의미이다.In some embodiments, the width of the first
또는 몇몇 실시예에서, 제1 픽셀 분리 패턴(120)의 폭은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)으로부터 멀어짐에 따라 감소할 수 있다. 이는 제1 픽셀 분리 패턴(120)을 형성하기 위한 식각 공정의 특성에 기인할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀 분리 패턴(120)을 형성하기 위해 제1 기판(110)을 식각하는 공정은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)에 대해 수행될 수 있다.Alternatively, in some embodiments, the width of the first
몇몇 실시예에서, 제1 픽셀 분리 패턴(120)은 도전 필링 패턴(122) 및 절연 스페이서막(124)을 포함할 수 있다. 도전 필링 패턴(122)은 제1 기판(110)을 관통할 수 있고, 절연 스페이서막(124)은 도전 필링 패턴(122)과 제1 기판(110) 사이에 배치될 수 있다.In some embodiments, the first
예를 들어, 제1 기판(110) 내에, 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12), 제1 단위 픽셀들(PX11-PX14), 제2 단위 픽셀들(PX21-PX24), 제3 단위 픽셀들(PX31-PX33) 및 제4 단위 픽셀들(PX41-PX43)을 정의하는 분리 트렌치가 형성될 수 있다. 절연 스페이서막(124)은 상기 분리 트렌치의 측면을 따라 연장될 수 있다. 도전 필링 패턴(122)은 절연 스페이서막(124) 상에 형성되어, 상기 분리 트렌치의 나머지 영역을 채울 수 있다. 절연 스페이서막(124)은 제1 기판(110)으로부터 도전 필링 패턴(122)을 전기적으로 절연할 수 있다.For example, in the
도전 필링 패턴(122)은 예를 들어, 폴리 실리콘(poly Si)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 도전 필링 패턴(122)에 그라운드 전압 또는 마이너스 전압이 인가될 수 있다. 이러한 경우에, 이미지 센서의 ESD(electrostatic discharge) 멍(bruise) 불량이 효과적으로 방지될 수 있다. 여기서, ESD 멍 불량이란, ESD 등에 의해 발생된 전하들이 제1 기판(110)에 축적됨으로써 생성되는 이미지에 멍과 같은 얼룩을 발생시키는 현상을 의미한다.The
절연 스페이서막(124)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 탄탈럼 산화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 절연 스페이서막(124)은 제1 기판(110)보다 굴절률이 낮은 저굴절률(low refractive index) 물질을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 절연 스페이서막(124)은 광전 변환층(112)으로 비스듬히 입사되는 광을 굴절 또는 반사시킴으로써 집광 효율을 향상시켜 이미지 센서의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 절연 스페이서막(124)은 입사광에 의해 특정 픽셀(FP11, FP12, PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)에서 생성된 광전하들이 랜덤 드리프트(random drift)에 의해 인접하는 픽셀(FP11, FP12, PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)로 이동하는 것을 방지할 수 있다.The insulating
제1 전자 소자(TR1)는 제1 기판(110)의 제2 면(110b) 상에 형성될 수 있다. 제1 전자 소자(TR1)는 픽셀(FP11, FP12, PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)로부터 생성된 전기적 신호를 처리하기 위한 다양한 트랜지스터들을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 소자(TR1)는 전송 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 소스 팔로워 트랜지스터 또는 선택 트랜지스터 등의 트랜지스터들을 포함할 수 있다.The first electronic element TR1 may be formed on the
몇몇 실시예에서, 제1 전자 소자(TR1)는 수직형(vertical) 전송 트랜지스터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전송 트랜지스터를 포함하는 제1 전자 소자(TR1)는 그 일부가 제1 기판(110) 내로 연장될 수 있다. 이와 같은 전송 트랜지스터(TG)는 픽셀(FP11, FP12, PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)의 면적을 축소시킬 수 있어 이미지 센서의 고집적화를 가능하게 할 수 있다.In some embodiments, the first electronic device TR1 may include a vertical transfer transistor. For example, a portion of the first electronic device TR1 including the transfer transistor may extend into the
제1 배선 구조체(IS1)는 제1 기판(110)의 제2 면(110b) 상에 형성될 수 있다. 제1 배선 구조체(IS1)는 하나 또는 복수의 배선들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배선 구조체(IS1)는 제1 배선간 절연막(130) 및 제1 배선간 절연막(130) 내의 복수의 제1 배선(132)들을 포함할 수 있다. 도 5a 및 도 5b에서, 제1 배선 구조체(IS1)를 구성하는 배선들의 층 수 및 배치 등은 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The first interconnection structure IS1 may be formed on the
몇몇 실시예에서, 제1 배선(132)은 픽셀들(FP11, FP12, PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 배선(132)은 제1 전자 소자(TR1)와 접속될 수 있다.In some embodiments, the
표면 절연막(140)은 제1 기판(110)의 제1 면(110a) 상에 형성될 수 있다. 표면 절연막(140)은 제1 기판(110)의 제1 면(110a)을 따라 연장될 수 있다. 표면 절연막(140)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
몇몇 실시예에서, 표면 절연막(140)은 다중막으로 형성될 수 있다. 일례로, 표면 절연막(140)은 제1 기판(110)의 제1 면(110a) 상에 차례로 적층되는 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 및 하프늄 산화막을 포함할 수 있다.In some embodiments, the
표면 절연막(140)은 반사 방지막으로 기능하여 제1 기판(110)으로 입사되는 광의 반사를 방지할 수 있다. 이에 따라, 광전 변환층(112)의 수광률이 향상될 수 있다. 또한, 표면 절연막(140)은 평탄화막으로 기능하여 후술되는 컬러 필터(170) 및 마이크로 렌즈(180)를 균일한 높이로 형성할 수 있다.The
컬러 필터(170)는 제1 기판(110)의 제1 면(110a) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터(170)는 표면 절연막(140) 상에 형성될 수 있다. 복수의 컬러 필터(170)들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 포함하는 평면에서 2차원적으로(예를 들어, 행렬 형태로) 배열될 수 있다. 제1 병합 픽셀(PX11-PX14) 상에 제1 컬러 필터(RP)가 배치될 수 있고, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24), 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 상에 제2 컬러 필터(GP)가 배치될 수 있고, 제4 병합 픽셀(PX41-PX44) 상에 제3 컬러 필터(BP)가 배치될 수 있다. The
그리드 패턴(150)은 제1 기판(110)의 제1 면(110a) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 그리드 패턴(150)은 표면 절연막(140) 상에 형성될 수 있다. The
그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)을 감쌀 수 있다. 그리드 패턴(150)은 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 상에 배치된 제2 컬러 필터(GP)를 둘러쌀 수 있다. 이에 따라 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 상에 배치된 제2 컬러 필터(GP)는 그리드 패턴(150)에 의해 주변 컬러 필터(170)와 분리될 수 있다.The
몇몇 실시예에서, 그리드 패턴(150)은 서로 이웃하고 다른 컬러 필터를 갖는 컬러 필터 사이에 배치될 수 있으며, 서로 이웃하고 동일한 컬러 필터를 갖는 컬러 필터 사이에 배치되지 않을 수 있다.In some embodiments, the
그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서 격자형으로 형성되어 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12), 제1 병합 픽셀(PX11-PX14), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24), 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX43)을 둘러쌀 수 있고, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12), 제1 병합 픽셀(PX11-PX14), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24), 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX43) 내부에 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 그리드 패턴(150)은 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12), 제1 병합 픽셀(PX11-PX14), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24), 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX43) 사이의 제1 픽셀 분리 패턴(120)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 병합 픽셀(PX11-PX14) 상의 제1 컬러 필터(RP), 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 상의 제2 컬러 필터(GP), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24) 상의 제2 컬러 필터(GP),, 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 상의 제2 컬러 필터(GP), 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX44) 상의 제3 컬러 필터(BP)가 분리될 수 있다. The
몇몇 실시예에서, 제1 방향(DR1)에서 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)과 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 사이의 폭(W1)은 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 사이의 폭(W2)보다 클 수 있다.In some embodiments, the width W1 between the first focus pixels FP11 and FP12 and the merge pixels PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, and PX41-PX43 in the first direction DR1 is the merge pixel It may be greater than the width W2 between (PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43).
예를 들어, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)과 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 사이의 제1 방향(DR1)으로의 그리드 패턴(150)의 폭(W1)은, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)과 제4 병합 픽셀(PX41-PX43) 사이의 제1 방향(DR1)으로의 그리드 패턴(150)의 폭(W2)보다 클 수 있다. 즉, 제1-1 서브 픽셀(FP11)과 제3-1 단위 픽셀(PX31) 사이의 그리드 패턴(150)의 폭(W1)은, 제1-2 서브 픽셀(FP12)과 제4-1 단위 픽셀(PX41) 사이의 그리드 패턴(150)의 폭(W2)보다 클 수 있다. 이에 따라 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)의 위상차의 분리비 특성이 개선될 수 있다.For example, the width W1 of the
제1 서브 픽셀들(FP11, FP12)은 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제1 단위 픽셀들(PX11-PX14)은 제1 컬러 필터(RP)를 공유할 수 있고, 제2 단위 픽셀들(PX21-PX24)은 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제3 단위 픽셀들(PX31-PX33)은 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제4 단위 픽셀들(PX41-PX43)은 제3 컬러 필터(BP)를 공유할 수 있다.The first subpixels FP11 and FP12 may share the second color filter GP, the first unit pixels PX11 to PX14 may share the first color filter RP, and The unit pixels PX21 to PX24 may share the second color filter GP, the third unit pixels PX31 to PX33 may share the second color filter GP, and the fourth unit pixel PX41 to PX43 may share the third color filter BP.
몇몇 실시예에서, 그리드 패턴(150)은 컬러 필터(170)의 일부를 관통할 수 있고, 그리드 패턴(150)의 상면은 컬러 필터(170)의 상면보다 하측에 배치될 수 있다. 또는 그리드 패턴(150)은 컬러 필터(170)를 관통하여 그리드 패턴(150)의 상면은 컬러 필터(170)의 상면과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다.In some embodiments, the
몇몇 실시예에서, 그리드 패턴(150)은 금속 패턴(152) 및 저굴절률 패턴(154)을 포함할 수 있다. 금속 패턴(152) 및 저굴절률 패턴(154)은 표면 절연막(140) 상에 차례로 적층될 수 있다. In some embodiments,
금속 패턴(152)은 예를 들어, 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiN), 탄탈럼(Ta), 탄탈럼 질화물(TaN), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 금속 패턴을 포함하는 금속 패턴(152)은 ESD 등에 의해 발생된 전하들이 제1 기판(110)의 표면(예를 들어, 제1 면(110a))에 축적되는 것을 방지하여, ESD 멍 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.The
저굴절률 패턴(154)은 실리콘(Si)보다 굴절률이 낮은 저굴절률(low refractive index) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 저굴절률 패턴(154)은 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 탄탈럼 산화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 저굴절률 패턴(154)은 비스듬히 입사되는 광을 굴절 또는 반사시킴으로써 집광 효율을 향상시킴으로써 이미지 센서의 품질을 향상시킬 수 있다.The low
몇몇 실시예에서, 표면 절연막(140) 및 그리드 패턴(150) 상에 제1 보호막(160)이 더 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 보호막(160)은 표면 절연막(140)의 상면, 그리드 패턴(150)의 측면 및 상면의 프로파일을 따라 컨포멀하게 연장될 수 있다. 제1 보호막(160)은 표면 절연막(140)과 컬러 필터(170) 사이 및 그리드 패턴(150)과 컬러 필터(170) 사이에 개재될 수 있다.In some embodiments, a first
제1 보호막(160)은 표면 절연막(140) 및 그리드 패턴(150)의 손상을 방지할 수 있다. 제1 보호막(160)은 예를 들어, 알루미늄 산화물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The first
마이크로 렌즈(180)는 제1 기판(110)의 제1 면(110a) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈(180)는 컬러 필터(170)들 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 마이크로 렌즈(180)들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 포함하는 평면에서 2차원적으로(예를 들어, 행렬 형태로) 배열될 수 있다.The
복수의 마이크로 렌즈(180)들은 각각의 제1 내지 제4 단위 픽셀들(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)에 대응되도록 배열될 수 있다. 복수의 마이크로 렌즈(180)들은 컬러 필터(170) 상에 각각의 제1 내지 제4 단위 픽셀들(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)을 덮을 수 있다.The plurality of
마이크로 렌즈(180)는 컬러 필터(170) 상에 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)에 대응되도록 배치될 수 있다. 마이크로 렌즈(180)는 컬러 필터(170) 상에 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12)을 모두 덮을 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(DR1)에서 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)을 덮는 마이크로 렌즈(180)의 폭은 각각의 제1 내지 제4 단위 픽셀들(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)을 덮는 마이크로 렌즈(180)의 폭보다 클 수 있다.The
마이크로 렌즈(180)는 볼록한 형상을 가지며, 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 이에 따라, 마이크로 렌즈(180)는 광전 변환층(112)에 입사되는 광을 집광시킬 수 있다. 마이크로 렌즈(180)는 예를 들어, 광투과성 수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
몇몇 실시예에서, 마이크로 렌즈(180) 상에 제2 보호막(185)이 더 형성될 수 있다. 제2 보호막(185)은 마이크로 렌즈(180)의 표면을 따라 연장될 수 있다. 제2 보호막(185)은 무기물 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 보호막(185)은 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일례로, 제2 보호막(185)은 저온 산화물(LTO; low temperature oxide)을 포함할 수 있다.In some embodiments, a
제2 보호막(185)은 외부로부터 마이크로 렌즈(180)를 보호할 수 있다. 예를 들어, 무기물 산화물을 포함하는 제2 보호막(185)은 광투과성 수지 등의 유기물을 포함하는 마이크로 렌즈(180)를 덮어 보호할 수 있다. 또한, 제2 보호막(185)은 마이크로 렌즈(180)의 집광 효율을 향상시킴으로써 이미지 센서의 품질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 보호막(185)은 마이크로 렌즈(180)들 사이의 공간을 채움으로써, 마이크로 렌즈(180)들 사이의 공간으로 도달하는 입사광의 반사, 굴절, 산란 등을 감소시킬 수 있다.The
한편 도 4b를 참조하면, 제2 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹(PG1')은 제1 병합 픽셀(PX11-PX14), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24), 제3 병합 픽셀(PX31-PX34) 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX44)을 포함할 수 있다. 즉, 제2 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹(PG1')은 제1 포커스 픽셀(도 4a의 FP11, FP12)을 포함하지 않는 영역일 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 4B , the first pixel group PG1' disposed in the second area includes the first merged pixels PX11-PX14, the second merged pixels PX21-PX24, and the third merged pixels PX31-PX34. ) and fourth merged pixels PX41 to PX44. That is, the first pixel group PG1' disposed in the second area may be an area that does not include the first focus pixels (FP11 and FP12 in FIG. 4A).
제1 병합 픽셀(PX11-PX14)은 2행 2열로 배열된 제1 단위 픽셀들(PX11-PX14)을 포함할 수 있다. 제2 병합 픽셀(PX21-PX24)은 2행 2열로 배열된 제2 단위 픽셀들(PX21-PX24)을 포함할 수 있다. 제3 병합 픽셀(PX31-PX34)은 2행 2열로 배열된 제3 단위 픽셀들(PX31-PX34)을 포함할 수 있다. 제4 병합 픽셀(PX41-PX44)은 2행 2열로 배열된 제4 단위 픽셀들(PX41-PX44)을 포함할 수 있다. The first merged pixels PX11 - PX14 may include first unit pixels PX11 - PX14 arranged in two rows and two columns. The second merged pixels PX21 - PX24 may include second unit pixels PX21 - PX24 arranged in two rows and two columns. The third merged pixel PX31 - PX34 may include third unit pixels PX31 - PX34 arranged in two rows and two columns. The fourth merged pixel PX41 - PX44 may include fourth unit pixels PX41 - PX44 arranged in two rows and two columns.
평면적 관점에서, 그리드 패턴(150)은 제1 병합 픽셀(PX11-PX14), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24), 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX43)을 둘러쌀 수 있고, 제1 병합 픽셀(PX11-PX14), 제2 병합 픽셀(PX21-PX24), 제3 병합 픽셀(PX31-PX33) 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX43) 내부에 배치되지 않을 수 있다. In plan view, the
이미지 센서의 성능을 향상시키기 위해, 인접하는 복수의 단위 픽셀들이 하나의 컬러 필터를 공유하는 병합 픽셀이 이용되고 있다. 이러한 병합 픽셀은 예시적으로, 어두운 곳에서 하나의 픽셀로 동작하여 밝은 이미지를 제공할 수 있고, 밝은 곳에서 재배치(re-mosaic)되어 세밀한 이미지를 제공할 수 있는 장점이 있다.In order to improve the performance of an image sensor, a merge pixel in which a plurality of adjacent unit pixels share one color filter is used. For example, such merged pixels may operate as one pixel in a dark place to provide a bright image, and may be re-mosaic in a bright place to provide a detailed image.
평면적 관점에서, 그리드 패턴(150)이 하나의 병합 픽셀 내 단위 픽셀별로 둘러싸는 경우, 그리드 패턴(150)으로 인해 하나의 병합 픽셀 내 각각의 단위 픽셀들의 수광 면적이 감소할 수 있다. 이에 따라 각각의 단위 픽셀들의 감도(sensitivity)가 감소할 수 있고 SNR (signal-to-noise ratio) 특성이 저하될 수 있다.In a plan view, when the
하지만 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서에서, 그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서, 병합 픽셀 별로 둘러싸며 하나의 병합 픽셀 내 각각의 단위 픽셀들을 둘러싸지 않는다. 이에 따라 하나의 병합 픽셀 내 각각의 단위 픽셀들의 감도 및/또는 SNR이 개선될 수 있다.However, in the image sensor according to some embodiments, the
또한 평면적 관점에서, 포커스 픽셀과 이웃한 병합 픽셀이 동일한 컬러 필터를 갖더라도 그리드 패턴(150)은 포커스 픽셀을 둘러싼다. 이에 따라 포커스 픽셀의 자동 초점 성능은 유지될 수 있다. 이에 따라 품질이 향상 및/또는 개선된 이미지 센서가 제공될 수 있다.Also, from a planar perspective, the
도 6은 내지 도 8은 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 단면도들이다. 참고적으로, 도 6 내지 도 8은 도 4a의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 5를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.6 to 8 are cross-sectional views illustrating an image sensor according to some embodiments. For reference, FIGS. 6 to 8 are cross-sectional views taken along A-A' of FIG. 4A. For convenience of explanation, parts overlapping with those described above with reference to FIGS. 1 to 5 are briefly described or omitted.
도 6을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 제1 기판(110) 내에 형성될 수 있다. 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 제3-1 단위 픽셀(PX31), 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12) 및 제4-1 단위 픽셀(PX41)을 정의할 수 있다. 예를 들어, 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 평면적 관점에서 격자형으로 형성되어, 행렬 형태로 배열되는 각각의 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12), 제1 단위 픽셀들(도 4a 및 도 4b의 PX11-PX14), 제2 단위 픽셀들(도 4a 및 도 4b의 PX21-PX24), 제3 단위 픽셀들(도 4a 및 도 4b의 PX31-PX33) 및 제4 단위 픽셀들(도 4a 및 도 4b의 PX41-PX43)을 둘러쌀 수 있다.Referring to FIG. 6 , in some embodiments, the second
제2 픽셀 분리 패턴(125)은 제1 기판(110)의 일부를 관통할 수 있다. 예를 들어, 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 제1 기판(110)의 제1 면(110a)으로부터 제1 기판(110)을 일부 관통할 수 있다. 제2 픽셀 분리 패턴(125)의 하면은 제1 기판(110) 내에 배치될 수 있다.The second
몇몇 실시예에서, 제2 픽셀 분리 패턴(125)의 제1 방향(DR1)으로의 폭은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)으로부터 멀어짐에 따라 일정할 수 있다. In some embodiments, the width of the second
또는 몇몇 실시예에서, 제2 픽셀 분리 패턴(125)의 폭은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)으로부터 멀어짐에 따라 증가할 수 있다. 이는 제2 픽셀 분리 패턴(125)을 형성하기 위한 식각 공정의 특성에 기인할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀 분리 패턴(120)을 형성하기 위해 제1 기판(110)을 식각하는 공정은 제1 기판(110)의 제1 면(110a)에 대해 수행될 수 있다.Alternatively, in some embodiments, the width of the second
제2 픽셀 분리 패턴(125)은 예를 들어, 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 탄탈럼 산화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 제1 기판(110)보다 굴절률이 낮은 저굴절률(low refractive index) 물질을 포함할 수 있다.The second
도 7을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 제1 픽셀 분리 패턴(120) 및 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 제1 기판(110) 내에 형성될 수 있다. 제1 픽셀 분리 패턴(120) 및 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 제3-1 단위 픽셀(PX31), 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12) 및 제4-1 단위 픽셀(PX41)을 정의할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀 분리 패턴(120) 및 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 평면적 관점에서 격자형으로 형성되어, 행렬 형태로 배열되는 각각의 제1 서브 픽셀들(FP11, FP12), 제1 단위 픽셀들(도 4a 및 도 4b의 PX11-PX14), 제2 단위 픽셀들(도 4a 및 도 4b의 PX21-PX24), 제3 단위 픽셀들(도 4a 및 도 4b의 PX31-PX33) 및 제4 단위 픽셀들(도 4a 및 도 4b의 PX41-PX43)을 둘러쌀 수 있다.Referring to FIG. 7 , in some embodiments, the first
제1 픽셀 분리 패턴(120)은 제1 기판(110)의 일부를 관통할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀 분리 패턴(120)은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)으로부터 제1 기판(110)을 일부 관통할 수 있다. 제1 픽셀 분리 패턴(120)의 상면은 제1 기판(110) 내에 배치될 수 있다.The first
제1 픽셀 분리 패턴(120)은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)으로부터 제1 기판(110)을 일부 관통하는 도전 필링 패턴(122), 및 도전 필링 패턴(122)과 제1 기판(110) 사이에 배치되는 절연 스페이서막(124)을 포함할 수 있다.The first
몇몇 실시예에서, 제1 픽셀 분리 패턴(120)은 제1 기판(110) 내에서 제2 픽셀 분리 패턴(125)과 이격될 수 있다. 제1 픽셀 분리 패턴(120)은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)으로부터 제1 기판(110)의 제1 면(110a)을 향하는 방향으로 제2 픽셀 분리 패턴(125)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다.In some embodiments, the first
제1 픽셀 분리 패턴(120)의 물질은 도 1 내지 도 5를 이용하여 상술한 것과 동일하다. 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 도 6을 이용하여 상술한 것과 동일하다.The material of the first
도 8을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 제1 픽셀 분리 패턴(120)의 적어도 일부는 제1 기판(110) 내에서 제2 픽셀 분리 패턴(125)과 접촉할 수 있다. Referring to FIG. 8 , in some embodiments, at least a portion of the first
몇몇 실시예에서, 제1 픽셀 분리 패턴(120)의 하면의 폭은 제2 픽셀 분리 패턴(125)의 상면의 폭과 동일할 수 있다. 또는 제1 픽셀 분리 패턴(120)의 하면의 폭은 제2 픽셀 분리 패턴(125)의 상면의 폭과 다를 수 있다.In some embodiments, the width of the bottom surface of the first
제1 픽셀 분리 패턴(120) 및 제2 픽셀 분리 패턴(125)은 도 6을 이용하여 상술한 것과 동일하다.The first
도 9 내지 도 17은 도 3의 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도들이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 5를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.9 to 17 are exemplary partial layout diagrams for describing a first pixel group disposed in a first area of FIG. 3 . For convenience of explanation, parts overlapping with those described above with reference to FIGS. 1 to 5 are briefly described or omitted.
도 9를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 제1 픽셀 그룹(PG1)에서 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제1 방향(DR1)에서 제1 병합 픽셀(PX11-PX13)과 제2 병합 픽셀(PX21-PX23) 사이에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 9 , in the first pixel group PG1 according to some embodiments, the first focus pixels FP11 and FP12 include the first merge pixels PX11 to PX13 and the second merge pixels in the first direction DR1. (PX21-PX23).
구체적으로, 제1 병합 픽셀(PX11-PX13)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열된 제1-2 및 제1-1 단위 픽셀(PX12, PX11)과, 제1-2 단위 픽셀(PX12)과 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열된 제1-1 단위 픽셀(PX11)을 포함할 수 있다.Specifically, the first merged pixels PX11 - PX13 include the 1st-2nd and 1-1st unit pixels PX12 and PX11 continuously arranged along the second direction DR2 , and the 1st-2nd unit pixels ( PX12) and 1-1st unit pixels PX11 continuously arranged along the first direction DR1.
제2 병합 픽셀(PX21-PX23)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열된 제2-3 및 제2-2 단위 픽셀(PX23, PX22)과, 제2-2 단위 픽셀(PX22)과 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열된 제2-1 단위 픽셀(PX21)을 포함할 수 있다.The second merged pixels PX21 - PX23 include the 2-3rd and 2-2nd unit pixels PX23 and PX22 and the 2-2nd unit pixels PX22 continuously arranged along the first direction DR1. 2-1 unit pixels PX21 continuously arranged along the second direction DR2 may be included.
제1-1 단위 픽셀(PX11), 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12), 및 제2-1 단위 픽셀(PX21)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다.The 1-1st unit pixel PX11 , the first focus pixels FP11 and FP12 , and the 2-1st unit pixel PX21 may be continuously arranged along the first direction DR1 .
또는 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 도 9 내 제1-3 및 제2-3 단위 픽셀(PX13, PX23) 위치에 배치될 수 있고, 제2-3 단위 픽셀(PX13, PX23)은 도 9 내 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 위치에 배치될 수도 있다.Alternatively, the first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed at positions of the 1-3 and 2-3 unit pixels PX13 and PX23 in FIG. 9 , and the 2-3 unit pixels PX13 and PX23 are shown in FIG. 9 may be disposed at positions of the first focus pixels FP11 and FP12.
도 10을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서에서, 그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서, 동일한 컬러 필터를 갖는 하나의 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 내에도 배치될 수 있다. Referring to FIG. 10 , in the image sensor according to some embodiments, the
예를 들어, 그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서, 제3-1 단위 픽셀(PX31)을 둘러쌀 수 있고, 제3-2 및 제3-3 단위 픽셀(PX31, PX32, PX33)을 둘러쌀 수 있다. 그리드 패턴(150)은 제3-1 단위 픽셀(PX31) 상에 배치된 제2 컬러 필터(GP)와 제3-2 및 제3-3 단위 픽셀(PX31, PX32, PX33) 상에 배치된 제2 컬러 필터(GP)를 분리할 수 있다.For example, the
예를 들어, 그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서, 제4-1 단위 픽셀(PX41)을 둘러쌀 수 있고, 제4-2 및 제4-3 단위 픽셀(PX42, PX43)을 둘러쌀 수 있다. 그리드 패턴(150)은 제4-1 단위 픽셀(PX41) 상에 배치된 제3 컬러 필터(BP)와 제4-2 및 제4-3 단위 픽셀(PX42, PX43) 상에 배치된 제3 컬러 필터(BP)를 분리할 수 있다. For example, the
그리드 패턴(150)은 하나의 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 내 서로 이웃하는 단위 픽셀들 간의 크로스토크를 방지할 수 있다. The
몇몇 실시예에 따른 이미지 센서에서, 그리드 패턴(150)은 하나의 병합 픽셀() 내 단위 픽셀들의 상태에 따라 평면적 관점에서 하나의 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 내에도 배치될 수 있다. 예를 들어 평면적 관점에서, 하나의 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 내 그리드 패턴(150)이 배치되지 않아 개선되는 감도 및/또는 SNR이 하나의 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 내 그리드 패턴(150)이 배치되어 서로 이웃하는 단위 픽셀들 간의 방지되는 크로스토크로 보다 작은 경우, 그리드 패턴(150)은 하나의 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 내 배치될 수 있다. 예를 들어, 수광 영역(도 3의 APS) 내 단위 픽셀이 배치되는 위치 등에 따라 평면적 관점에서 하나의 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 내 그리드 패턴(150)의 배치 여부가 달라질 수 있다.In the image sensor according to some embodiments, the
도 11을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 제1 픽셀 그룹(PG1)은 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)을 더 포함할 수 있다. 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)은 제1 픽셀 그룹(PG1) 내 다양한 위치에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 11 , the first pixel group PG1 according to some embodiments may further include second focus pixels FP21 and FP22. The second focus pixels FP21 and FP22 may be disposed at various locations within the first pixel group PG1.
예를 들어, 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)은 제1 방향(DR1)에서 제1 병합 픽셀(PX11-PX13)과 제2 병합 픽셀(PX21-PX23) 사이에 배치될 수 있다. 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22) 및 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있다.For example, the second focus pixels FP21 and FP22 may be disposed between the first merge pixels PX11 to PX13 and the second merge pixels PX21 to PX23 in the first direction DR1 . The second focus pixels FP21 and FP22 and the first focus pixels FP11 and FP12 may be continuously arranged along the second direction DR2 .
제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)은 자동 초점(AF; auto focus) 기능을 수행할 수 있다. 제2 서브 픽셀(FP21, FP22)을 이용하여 위상 검출 AF(PDAF; Phase Detection AF) 이용하여 자동 초점 기능을 수행할 수 있다.The second focus pixels FP21 and FP22 may perform an auto focus (AF) function. An auto focus function may be performed using the phase detection AF (PDAF) using the second subpixels FP21 and FP22 .
제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)은 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제2 컬러 필터(GP)를 통과하는 광을 제공받아 전기적 신호를 생성할 수 있다.The second focus pixels FP21 and FP22 may share the second color filter GP, receive light passing through the second color filter GP, and generate electrical signals.
그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)을 감쌀 수 있다. 이에 따라 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 상의 제2 컬러 필터(GP)와 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22) 상의 제2 컬러 필터(GP)는 그리드 패턴(150)에 의해 분리될 수 있다.The
그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서, 제3 병합 픽셀(PX31, PX32) 및 제4 병합 픽셀(PX41, PX42)을 감쌀 수 있다.The
도 12를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 제1 픽셀 그룹(PG1)에서 그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서 제3-1 단위 픽셀(PX31) 및 제3-2 단위 픽셀(PX32)을 각각 감쌀 수 있고, 제4-1 단위 픽셀(PX41) 및 제4-2 단위 픽셀(PX42)을 각각 감쌀 수 있다. 이에 따라 제3-1 단위 픽셀(PX31) 상에 배치된 제2 컬러 필터(GP)와 제3-2 단위 픽셀(PX32) 상에 배치된 제2 컬러 필터(GP)는 그리드 패턴(150)에 의해 분리될 수 있다.Referring to FIG. 12 , in a first pixel group PG1 according to some embodiments, a
또는 그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서 제3 병합 픽셀(PX31-PX32)과 제4 병합 픽셀(PX41-PX42) 중 어느 하나의 병합 픽셀 내에만 배치될 수도 있다.Alternatively, the
도 13을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 제1 그룹 픽셀(PG1)은 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)을 포함할 수 있다. 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)은 제1 픽셀 그룹(PG1) 내 다양한 위치에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 13 , a first group pixel PG1 according to some embodiments may include first focus pixels FP11 and FP12 and second focus pixels FP21 and FP22 . The first focus pixels FP11 and FP12 and the second focus pixels FP21 and FP22 may be disposed at various locations within the first pixel group PG1.
예를 들어, 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22) 및 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있다.For example, the second focus pixels FP21 and FP22 and the first focus pixels FP11 and FP12 may be continuously arranged along the second direction DR2 .
제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)은 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제2 컬러 필터(GP)를 통과하는 광을 제공받아 전기적 신호를 생성할 수 있다.The first focus pixels FP11 and FP12 and the second focus pixels FP21 and FP22 may share the second color filter GP, receive light passing through the second color filter GP, and generate electrical signals. can create
제4 단위 픽셀(PX41-PX44)은 2행 2열로 배열된 제4 단위 픽셀들(PX41-PX44)을 포함할 수 있다. 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제3 병합 픽셀(PX31-PX32)과, 제4 병합 픽셀(PX41-PX44)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. The fourth unit pixels PX41 - PX44 may include the fourth unit pixels PX41 - PX44 arranged in two rows and two columns. The first focus pixels FP11 and FP12, the third merge pixels PX31 - PX32 , and the fourth merge pixels PX41 - PX44 may be continuously arranged along the first direction DR1 .
도 14를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 제1 그룹 픽셀(PG1)은 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12), 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22), 제3 포커스 픽셀(FP31, FP32) 및 제4 포커스 픽셀(FP41, FP42)를 포함할 수 있다. 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12), 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22), 제3 포커스 픽셀(FP31, FP32) 및 제4 포커스 픽셀(FP41, FP42)은 제1 픽셀 그룹(PG1) 내 다양한 위치에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 14 , a first group pixel PG1 according to some embodiments includes first focus pixels FP11 and FP12, second focus pixels FP21 and FP22, third focus pixels FP31 and FP32, and a second focus pixel FP11 and FP12. It may include 4 focus pixels FP41 and FP42. The first focus pixels FP11 and FP12, the second focus pixels FP21 and FP22, the third focus pixels FP31 and FP32, and the fourth focus pixels FP41 and FP42 are located at various positions in the first pixel group PG1. can be placed in
예를 들어, 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22) 및 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있고, 및 제4 포커스 픽셀(FP41, FP42) 및 제3 포커스 픽셀(FP31, FP32)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. For example, the second focus pixels FP21 and FP22 and the first focus pixels FP11 and FP12 may be continuously arranged along the second direction DR2, and the fourth focus pixels FP41 and FP42 and The third focus pixels FP31 and FP32 may be continuously arranged along the second direction DR2 .
제2 포커스 픽셀(FP21, FP22), 제3 포커스 픽셀(FP31, FP32) 및 제4 포커스 픽셀(FP41, FP42)은 자동 초점(AF; auto focus) 기능을 수행할 수 있다.The second focus pixels FP21 and FP22 , the third focus pixels FP31 and FP32 , and the fourth focus pixels FP41 and FP42 may perform an auto focus (AF) function.
제1 포커스 픽셀(FP11, FP12), 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22), 제3 포커스 픽셀(FP31, FP32) 및 제4 포커스 픽셀(FP41, FP42)은 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제2 컬러 필터(GP)를 통과하는 광을 제공받아 전기적 신호를 생성할 수 있다.The first focus pixels FP11 and FP12, the second focus pixels FP21 and FP22, the third focus pixels FP31 and FP32, and the fourth focus pixels FP41 and FP42 share the second color filter GP. In addition, an electrical signal may be generated by receiving light passing through the second color filter GP.
도 15를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 제1 픽셀 그룹(PG1)에서, 제3 병합 픽셀(PX31-PX34)은 2행 2열로 배열된 제3 단위 픽셀들(PX31-PX34)을 포함할 수 있다. 제1 병합 픽셀(PX11-PX12)은 1행 2열로 배열된 제1 단위 픽셀들(PX11-PX12)을 포함할 수 있다. 제3 병합 픽셀(PX31-PX34), 제1 병합 픽셀(PX11-PX14), 및 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 병합 픽셀(PX11-PX12)과, 제2 병합 픽셀(PX21-PX24)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다.Referring to FIG. 15 , in the first pixel group PG1 according to some embodiments, the third merged pixels PX31 to PX34 may include third unit pixels PX31 to PX34 arranged in two rows and two columns. have. The first merged pixels PX11 - PX12 may include first unit pixels PX11 - PX12 arranged in one row and two columns. The third merge pixels PX31 - PX34 , the first merge pixels PX11 - PX14 , and the first focus pixels FP11 and FP12 may be continuously arranged along the second direction DR2 . The first focus pixels FP11 and FP12 and the first merged pixels PX11 - PX12 , and the second merged pixels PX21 - PX24 may be continuously arranged along the first direction DR1 .
제4 단위 픽셀(PX41-PX44)은 2행 2열로 배열된 제4 단위 픽셀들(PX41-PX44)을 포함할 수 있다. The fourth unit pixels PX41 - PX44 may include the fourth unit pixels PX41 - PX44 arranged in two rows and two columns.
또는 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 도 15 내 제1 병합 픽셀(PX11-PX12) 위치에 배치될 수 있고, 제1 병합 픽셀(PX11-PX12)은 도 15 내 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 위치에 배치될 수도 있다.Alternatively, the first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed at positions of the first merge pixels PX11 to PX12 in FIG. 15 , and the first merge pixels PX11 to PX12 may correspond to the first focus pixels FP11 and PX12 in FIG. 15 . FP12) may be placed.
도 16을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서에서, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 하나의 단위 픽셀에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제3-2 및 제3-3 단위 픽셀(PX32, PX33)과 이웃하는 하나의 단위 픽셀의 대응되는 위치에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 16 , in an image sensor according to some embodiments, first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed at positions corresponding to one unit pixel. For example, the first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed at corresponding positions of one unit pixel adjacent to the 3-2 and 3-3 unit pixels PX32 and PX33.
도 17을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서에서, 각각의 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)은 하나의 단위 픽셀에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제3-2 및 제3-3 단위 픽셀(PX32, PX33)과 이웃하는 하나의 단위 픽셀의 대응되는 위치에 배치될 수 있고, 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)은 제2-1 및 제2-3 단위 픽셀(PX21, PX23)과 이웃하는 하나의 단위 픽셀에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 17 , in the image sensor according to some embodiments, each of the first focus pixels FP11 and FP12 and the second focus pixels FP21 and FP22 may be disposed at a position corresponding to one unit pixel. . For example, the first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed at positions corresponding to one unit pixel adjacent to the 3-2 and 3-3 unit pixels PX32 and PX33, and The pixels FP21 and FP22 may be disposed at positions corresponding to one unit pixel adjacent to the 2-1st and 2-3rd unit pixels PX21 and PX23 .
제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀(FP11, FP12)을 포함할 수 있고, 제2 포커스 픽셀(FP21, FP22)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열된 제2-2 및 제2-1 서브 픽셀(FP22, FP21)을 포함할 수 있다.The first focus pixels FP11 and FP12 may include the first-first and first-second sub-pixels FP11 and FP12 continuously arranged along the first direction DR1 , and the second focus pixel FP21 , FP22 may include the 2-2nd and 2-1st sub-pixels FP22 and FP21 continuously arranged along the second direction DR2.
도 18a는 도 3의 제1 영역에 배치된 제2 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. 도 18b는 도 3의 제2 영역에 배치된 제2 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 5를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.FIG. 18A is an exemplary partial layout diagram for explaining a second pixel group disposed in a first area of FIG. 3 . FIG. 18B is an exemplary partial layout diagram for describing a second pixel group disposed in a second area of FIG. 3 . For convenience of explanation, parts overlapping with those described above with reference to FIGS. 1 to 5 are briefly described or omitted.
도 18a를 참조하면, 제1 영역에 배치된 제2 픽셀 그룹(PG2)은 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX19, PX21-PX29, PX31-PX38, PX41-PX48)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18A , the second pixel group PG2 disposed in the first area includes first focus pixels FP11 and FP12 and first to fourth merged pixels PX11-PX19, PX21-PX29, PX31-PX38, PX41-PX48) may be included.
제1 병합 픽셀(PX11-PX19)은 3행 3열로 배열된 제1 단위 픽셀들(PX11-PX19)을 포함할 수 있다. 제2 병합 픽셀(PX21-PX29)은 3행 3열로 배열된 제2 단위 픽셀들(PX21-PX29)을 포함할 수 있다. The first merged pixel PX11 - PX19 may include first unit pixels PX11 - PX19 arranged in 3 rows and 3 columns. The second merged pixel PX21 - PX29 may include second unit pixels PX21 - PX29 arranged in 3 rows and 3 columns.
제3 병합 픽셀(PX31-PX38)은 제3 단위 픽셀들(PX31-PX38)을 포함할 수 있다. 제3-1 내지 제3-3 단위 픽셀(PX31-PX33)은 도 4a를 이용하여 상술한 것과 동일하다. 제3-6, 제3-5 및 제3-4 단위 픽셀(PX36, PX35, PX34)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있고, 제3-6, 제3-7 및 제3-8 단위 픽셀(PX36, PX37, PX38)과 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. The third merged pixel PX31 - PX38 may include third unit pixels PX31 - PX38 . The 3-1 to 3-3 unit pixels PX31 to PX33 are the same as those described above with reference to FIG. 4A. The 3-6th, 3-5th, and 3-4th unit pixels PX36 , PX35 , and PX34 may be continuously arranged along the second direction DR2 , and 3-8 unit pixels PX36, PX37, and PX38 may be continuously arranged along the first direction DR1.
제4 병합 픽셀(PX41-PX48)은 제4 단위 픽셀들(PX41-PX48)을 포함할 수 있다. 제4-6, 제4-5 및 제4-4 단위 픽셀(PX46, PX45, PX44)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있고, 제4-8, 제4-7 및 제4-6 단위 픽셀(PX48, PX47, PX46)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. The fourth merged pixel PX41 - PX48 may include fourth unit pixels PX41 - PX48 . The 4-6th, 4-5th, and 4-4th unit pixels PX46 , PX45 , and PX44 may be continuously arranged along the second direction DR2 , and 4-6 unit pixels PX48 , PX47 , and PX46 may be continuously arranged along the first direction DR1 .
제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 예를 들어, 제1 방향(DR1)에서 제3 병합 픽셀(PX31-PX33)과 제4 병합 픽셀(PX41-PX43) 사이에 배치될 수 있다.The first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed between the third merge pixels PX31 - PX33 and the fourth merge pixels PX41 - PX43 in the first direction DR1 .
그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX19, PX21-PX29, PX31-PX38, PX41-PX48)을 둘러쌀 수 있고, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX19, PX21-PX29, PX31-PX38, PX41-PX48) 내부에 배치되지 않을 수 있다. The
도 18b를 참조하면, 제2 영역에 배치된 제2 픽셀 그룹(PG2')은 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX19, PX21-PX29, PX31-PX39, PX41-PX49)을 포함할 수 있다. 각각의 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX19, PX21-PX29, PX31-PX38, PX41-PX48)은 3행 3열로 배열된 각각의 제1 내지 제4 단위 픽셀들(PX11-PX19, PX21-PX29, PX31-PX38, PX41-PX48)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18B , the second pixel group PG2' disposed in the second area may include first to fourth merged pixels PX11-PX19, PX21-PX29, PX31-PX39, and PX41-PX49. have. Each of the first to fourth unit pixels PX11-PX19, PX21-PX29, PX31-PX38, and PX41-PX48 are arranged in three rows and three columns, respectively. PX29, PX31-PX38, PX41-PX48).
도 19a는 도 3의 제1 영역에 배치된 제3 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. 도 19b는 도 3의 제2 영역에 배치된 제3 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 5를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.FIG. 19A is an exemplary partial layout diagram for explaining a third pixel group disposed in the first area of FIG. 3 . FIG. 19B is an exemplary partial layout diagram for describing a third pixel group disposed in a second area of FIG. 3 . For convenience of explanation, parts overlapping with those described above with reference to FIGS. 1 to 5 are briefly described or omitted.
도 19a를 참조하면, 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹(PG3)은 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX116, PX21-PX216, PX31-PX315, PX41-PX415)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 19A , the first pixel group PG3 disposed in the first area includes first focus pixels FP11 and FP12 and first to fourth merged pixels PX11-PX116, PX21-PX216, PX31-PX315, PX41-PX415) may be included.
제1 병합 픽셀(PX11-PX116)은 4행 4열로 배열된 제1 단위 픽셀들(PX11-PX116)을 포함할 수 있다. 제2 병합 픽셀(PX21-PX216)은 4행 4열로 배열된 제4 단위 픽셀들(PX21-PX216)을 포함할 수 있다. The first merged pixel PX11 - PX116 may include first unit pixels PX11 - PX116 arranged in 4 rows and 4 columns. The second merged pixels PX21 - PX216 may include fourth unit pixels PX21 - PX216 arranged in 4 rows and 4 columns.
제3 병합 픽셀(PX31-PX315)은 제3 단위 픽셀들(PX31-PX38)을 포함할 수 있다. 제3-1 내지 제3-8 단위 픽셀(PX31-PX33)은 도 17a를 이용하여 상술한 것과 동일하다. 제3-12, 제3-11, 제3-10 및 제3-9 단위 픽셀(PX312, PX311, PX310, PX39)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있고, 제3-12, 제3-13, 제3-14 및 제3-15 단위 픽셀(PX312, PX313, PX314, PX315)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. The third merged pixel PX31 - PX315 may include third unit pixels PX31 - PX38 . The 3-1st to 3-8th unit pixels PX31 to PX33 are the same as those described above with reference to FIG. 17A. The 3-12th, 3-11th, 3-10th, and 3-9th unit pixels PX312, PX311, PX310, and PX39 may be continuously arranged along the second direction DR2, and , 3-13th, 3-14th, and 3-15th unit pixels PX312 , PX313 , PX314 , and PX315 may be continuously arranged along the first direction DR1 .
제4 병합 픽셀(PX41-PX415)은 제4 단위 픽셀들(PX41-PX415)을 포함할 수 있다. 제4-12, 제4-11, 제4-10 및 제4-9 단위 픽셀(PX412, PX411, PX410, PX49)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속으로 배열될 수 있고, 제4-15, 제4-14, 제4-13 및 제4-12 단위 픽셀(PX415, PX414, PX413, PX412)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. The fourth merged pixel PX41 - PX415 may include fourth unit pixels PX41 - PX415 . The 4-12th, 4-11th, 4-10th, and 4-9th unit pixels PX412, PX411, PX410, and PX49 may be continuously arranged along the second direction DR2. , 4th to 14th, 4th to 13th, and 4th to 12th unit pixels PX415 , PX414 , PX413 , and PX412 may be continuously arranged along the first direction DR1 .
제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 예를 들어, 제1 방향(DR1)에서 제3 병합 픽셀(PX31-PX315)과 제4 병합 픽셀(PX41-PX415) 사이에 배치될 수 있다.The first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed between the third merge pixels PX31 - PX315 and the fourth merge pixels PX41 - PX415 in the first direction DR1 .
그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX116, PX21-PX216, PX31-PX315, PX41-PX415)을 둘러쌀 수 있고, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX116, PX21-PX216, PX31-PX315, PX41-PX415) 내부에 배치되지 않을 수 있다. The
도 19b를 참조하면, 제2 영역에 배치된 제3 픽셀 그룹(PG3')은 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX116, PX21-PX216, PX31-PX315, PX41-PX415)을 포함할 수 있다. 각각의 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX116, PX21-PX216, PX31-PX315, PX41-PX415)은 4행 4열로 배열된 각각의 제1 내지 제4 단위 픽셀들(PX11-PX116, PX21-PX216, PX31-PX315, PX41-PX415)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 19B , the third pixel group PG3′ disposed in the second area may include first to fourth merged pixels PX11-PX116, PX21-PX216, PX31-PX315, and PX41-PX415. have. Each of the first to fourth unit pixels PX11-PX116, PX21-PX216, PX31-PX315, and PX41-PX415 are arranged in 4 rows and 4 columns, respectively. PX216, PX31-PX315, PX41-PX415).
도 20은 도 3의 제1 영역에 배치된 제3 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. 설명의 편의를 위해, 도 19a를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.FIG. 20 is an exemplary partial layout diagram for explaining a third pixel group disposed in the first area of FIG. 3 . For convenience of explanation, the overlapping parts with those described above with reference to FIG. 19A are briefly described or omitted.
도 20을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서 제3-1 내지 제3-3 단위 픽셀(PX31-PX33) 및 제4-1 내지 제4-3 단위 픽셀(PX41-PX43)을 제외하고, 제1 병합 픽셀(PX11-PX116) 내 2행 2열로 배열된 4개의 제1 단위 픽셀들, 제2 병합 픽셀(PX21-PX216) 내 2행 2열로 배열된 4개의 제2 단위 픽셀들, 제3 병합 픽셀(PX31-PX318) 내 2행 2열로 배열된 4개의 제3 단위 픽셀들, 및 제4 병합 픽셀(PX41-PX415) 내 2행 2열로 배열된 4개의 제4 단위 픽셀들을 둘러쌀 수 있다. 이에 따라 2행 2열로 배열된 제1 단위 픽셀들은 하나의 제1 컬러 필터(RP)를 공유할 수 있고, 2행 2열로 배열된 제2 단위 픽셀들은 하나의 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 2행 2열로 배열된 제3 단위 픽셀들은 하나의 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 및 2행 2열로 배열된 제4 단위 픽셀들은 하나의 제3 컬러 필터(BP)를 공유할 수 있다.Referring to FIG. 20 , in some embodiments, the
그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서 제3-1 내지 제3-3 단위 픽셀들(PX31-PX33)을 둘러쌀 수 있고, 제4-1 내지 제4-3 단위 픽셀들(PX41-PX43)을 둘러쌀 수 있다. 이에 따라 제3-1 내지 제3-3 단위 픽셀들(PX31-PX33)은 하나의 제2 컬러 필터(GP)를 공유할 수 있고, 제4-1 내지 제4-3 단위 픽셀들(PX41-PX43)은 하나의 제3 컬러 필터(BP)를 공유할 수 있다.The
도 21 및 도 22는 도 3의 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 5를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.21 and 22 are exemplary partial layout diagrams for explaining a first pixel group disposed in a first area of FIG. 3 . For convenience of explanation, parts overlapping with those described above with reference to FIGS. 1 to 5 are briefly described or omitted.
도 21을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 상에는 화이트 컬러 필터(WP)가 배치될 수 있다. 각각의 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)은 하나의 화이트 컬러 필터(WP)를 공유할 수 있다. Referring to FIG. 21 , in some embodiments, a white color filter ( WP) can be placed. Each of the first focus pixels FP11 and FP12 and the first to fourth merge pixels PX11 - PX14 , PX21 - PX24 , PX31 - PX33 , and PX41 - PX43 may share one white color filter WP. .
도 22를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 상에는 화이트 컬러 필터(WP)가 배치될 수 있다. 그리드 패턴(150)은 평면적 관점에서 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)을 둘러쌀 수 있고, 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)을 둘러싸지 않을 수 있다. 이에 따라 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 하나의 화이트 컬러 필터(WP)를 공유할 수 있고, 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43)은 하나의 화이트 컬러 필터(WP)를 공유할 수 있다. 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 상의 화이트 컬러 필터(WP)와 제1 내지 제4 병합 픽셀(PX11-PX14, PX21-PX24, PX31-PX33, PX41-PX43) 상의 화이트 컬러 필터(WP)는 그리드 패턴(150)에 의해 분리될 수 있다.Referring to FIG. 22 , in some embodiments, a white color filter ( WP) can be placed. The
도 23은 도 3의 제1 영역에 배치된 제1 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도이다. FIG. 23 is an exemplary partial layout diagram for describing a first pixel group disposed in a first area of FIG. 3 .
도 23을 참조하면, 제3 병합 픽셀(PX31-PX32)은 1행 2열로 배열된 제3 단위 픽셀들(PX31-PX32)을 포함할 수 있다. 제3 병합 픽셀(PX31-PX32), 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제1 병합 픽셀(PX11-PX14)은 제2 방향(DR2)을 따라 연속적으로 배열될 수 있다.Referring to FIG. 23 , the third merged pixels PX31 - PX32 may include third unit pixels PX31 - PX32 arranged in one row and two columns. The third merge pixel PX31 - PX32 , the first focus pixels FP11 and FP12 , and the first merge pixel PX11 - PX14 may be continuously arranged along the second direction DR2 .
제4 단위 픽셀(PX41-PX44)은 2행 2열로 배열된 제4 단위 픽셀들(PX41-PX44)을 포함할 수 있다. 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 및 제3 병합 픽셀(PX31-PX32)과, 제4 병합 픽셀(PX41-PX44)은 제1 방향(DR1)을 따라 연속으로 배열될 수 있다. The fourth unit pixels PX41 - PX44 may include the fourth unit pixels PX41 - PX44 arranged in two rows and two columns. The first focus pixels FP11 and FP12, the third merge pixels PX31 - PX32 , and the fourth merge pixels PX41 - PX44 may be continuously arranged along the first direction DR1 .
또는 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 도 13 내 제3 병합 픽셀(PX31-PX32) 위치에 배치될 수 있고, 제3 병합 픽셀(PX31-PX32)은 도 13 내 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 위치에 배치될 수도 있다.Alternatively, the first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed at positions of the third merge pixels PX31 - PX32 in FIG. 13 , and the third merge pixels PX31 - PX32 may correspond to the first focus pixels FP11 and PX32 in FIG. 13 . FP12) may be placed.
몇몇 실시예에서, 제1 컬러 필터(CP1), 제2 컬러 필터(CP2) 및 제3 컬러 필터(CP3)는 서로 다른 컬러를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 컬러 필터(CP1, CP2, CP3)는 각각 적색 컬러 필터, 옐로우 필터(yellow filter), 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다.In some embodiments, the first color filter CP1 , the second color filter CP2 , and the third color filter CP3 may filter different colors. For example, each of the first to third color filters CP1 , CP2 , and CP3 may include a red color filter, a yellow filter, and a blue color filter.
다른 예를 들어, 제1 내지 제3 컬러 필터(CP1, CP2, CP3)는 각각 적색 컬러 필터, 옐로우 필터, 시안 필터(cyan filter)를 포함할 수 있다.For another example, each of the first to third color filters CP1 , CP2 , and CP3 may include a red color filter, a yellow filter, and a cyan filter.
또 다른 예를 들어, 제1 내지 제3 컬러 필터(CP1, CP2, CP3)는 각각 마젠타 필터(magenta filter), 옐로우 필터, 시안 필터를 포함할 수 있다.For another example, each of the first to third color filters CP1 , CP2 , and CP3 may include a magenta filter, a yellow filter, and a cyan filter.
몇몇 실시예에서, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 하나의 컬러 필터를 공유할 수 있으며, 상기 컬러 필터는 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)이 배치되는 위치에 따를 수 있다. 예를 들어, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제2 컬러 필터(CP2)와 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12)은 제2 컬러 필터(CP2) 또는 제3 컬러 필터(CP3)와 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. In some embodiments, the first focus pixels FP11 and FP12 may share one color filter, and the color filter may follow a location where the first focus pixels FP11 and FP12 are disposed. For example, the first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed at positions overlapping the second color filter CP2 . For another example, the first focus pixels FP11 and FP12 may be disposed at overlapping positions with the second color filter CP2 or the third color filter CP3.
도 24 및 도 25는 도 3의 제1 영역에 배치된 제3 픽셀 그룹을 설명하기 위한 예시적인 부분 레이아웃도들이다. 설명의 편의를 위해, 도 20을 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.24 and 25 are exemplary partial layout diagrams for describing a third pixel group disposed in the first area of FIG. 3 . For convenience of explanation, parts overlapping with those described above with reference to FIG. 20 are briefly described or omitted.
도 24를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 그리드 패턴(150)은 제1 포커스 픽셀(FP11, FP12) 상의 컬러 필터를 이웃하는 컬러 필터들과 분리할 수 있고, 그 외 동일한 컬러 필터 사이에 배치되지 않으며 서로 다른 컬러 필터 사이에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 24 , in some embodiments, the
예를 들어, 제1 단위 픽셀들(PX11-PX116) 및 제4 단위 픽셀들(PX41-PX415) 상에는 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2) 사이의 대각선 방향으로 제2 컬러 필터(GP)가 배치되고 상기 대각선 방향과 제2 방향(DR2)으로 반대되는 대각선 방향으로 화이트 컬러 필터(WP)가 배치될 수 있다. 제2 단위 픽셀들(PX21-PX216) 상에는 상기 대각선 방향으로 제1 컬러 필터(RP)가 배치되고 상기 반대되는 대각선 방향으로 화이트 컬러 필터(WP)가 배치될 수 있다. 제3 단위 픽셀들(PX31-PX315) 상에는 상기 대각선 방향으로 제3 컬러 필터(BP)가 배치될 수 있고, 상기 반대되는 대각선 방향으로 화이트 컬러 필터(WP)가 배치될 수 있다. For example, on the first unit pixels PX11 to PX116 and the fourth unit pixels PX41 to PX415, the second color filter GP runs in a diagonal direction between the first and second directions DR1 and DR2. ) may be disposed and a white color filter WP may be disposed in a diagonal direction opposite to the diagonal direction in the second direction DR2 . A first color filter RP may be disposed in the diagonal direction and a white color filter WP may be disposed in the opposite diagonal direction on the second unit pixels PX21 to PX216 . A third color filter BP may be disposed in the diagonal direction on the third unit pixels PX31 to PX315, and a white color filter WP may be disposed in the opposite diagonal direction.
도 25를 참조하면, 제1 단위 픽셀들(PX11-PX116) 및 제4 단위 픽셀들(PX41-PX415) 상에는 상기 반대되는 대각선 방향으로 화이트 컬러 필터(WP)가 배치될 수 있고, 상기 대각선 방향으로 제1 컬러 필터(RP)와 제2 컬러 필터(GP)가 각각 배치될 수 있다. 제2 단위 픽셀들(PX21-PX216) 및 제3 단위 픽셀들(PX31-PX315) 상에는 상기 반대되는 대각선 방향으로 화이트 컬러 필터(WP)가 배치될 수 있고, 상기 대각선 방향으로 제3 컬러 필터(BP)와 제2 컬러 필터(GP)가 각각 배치될 수 있다.Referring to FIG. 25 , white color filters WP may be disposed in the opposite diagonal direction on the first unit pixels PX11 to PX116 and the fourth unit pixels PX41 to PX415, and in the diagonal direction. A first color filter RP and a second color filter GP may be respectively disposed. A white color filter WP may be disposed in the opposite diagonal direction on the second unit pixels PX21 to PX216 and the third unit pixels PX31 to PX315, and the third color filter BP may be disposed in the diagonal direction. ) and the second color filter GP may be respectively disposed.
도 26 및 도 27은 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 단면도들이다. 참고적으로, 도 26 및 도 27은 도 4b의 B-B'를 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 5를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.26 and 27 are cross-sectional views illustrating an image sensor according to some embodiments. For reference, FIGS. 26 and 27 are cross-sectional views taken along line BB' of FIG. 4B. For convenience of explanation, parts overlapping with those described above with reference to FIGS. 1 to 5 are briefly described or omitted.
도 26 및 도 27을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서는 서브 그리드 패턴(155)을 더 포함할 수 있다. 서브 그리드 패턴(155)은 하나의 컬러 필터를 공유하는 하나의 병합 픽셀의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다. Referring to FIGS. 26 and 27 , the image sensor according to some embodiments may further include a
예를 들어, 서브 그리드 패턴(155)은 제3-2 단위 픽셀(PX32)과 제3-3 단위 픽셀(PX33) 사이의 픽셀 분리 패턴(120) 상에 배치될 수 있다. 서브 그리드 패턴(155)에 의해 제3-2 단위 픽셀(PX32) 상의 컬러 필터(170)의 하부와 제3-3 단위 픽셀(PX33) 상의 컬러 필터(170)의 하부가 분리될 수 있다. For example, the
몇몇 실시예에서, 서브 그리드 패턴(155)은 그리드 패턴(150)보다 높이가 낮을 수 있다. 서브 그리드 패턴(155)의 상면은 그리드 패턴(150)의 상면보다 하측에 배치될 수 있다. In some embodiments, the
도 26을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 서브 그리드 패턴(155)은 금속 패턴(152)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 26 , in some embodiments, the
도 27을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 서브 그리드 패턴(155)은 저굴절률 패턴(154)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 27 , in some embodiments, the
도 28은 몇몇 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 5를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.28 is a schematic cross-sectional view illustrating an image sensor according to some embodiments. For convenience of explanation, parts overlapping with those described above with reference to FIGS. 1 to 5 are briefly described or omitted.
도 28을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서는 센서 어레이 영역(SAR), 연결 영역(CR) 및 패드 영역(PR)을 포함할 수 있다. 센서 어레이 영역(SAR), 연결 영역(CR) 및 패드 영역(PR)은 각각 도 2의 센서 어레이 영역(SAR), 연결 영역(CR) 및 패드 영역(PR)일 수 있다. 도 27에서는 예시적으로, 도 5a의 단면도를 센서 어레이 영역(SAR)의 단면도로 도시하였다.Referring to FIG. 28 , an image sensor according to some embodiments may include a sensor array area SAR, a connection area CR, and a pad area PR. The sensor array area SAR, connection area CR, and pad area PR may be the sensor array area SAR, connection area CR, and pad area PR of FIG. 2 , respectively. In FIG. 27 exemplarily, the cross-sectional view of FIG. 5A is shown as a cross-sectional view of the sensor array region SAR.
몇몇 실시예에서, 제1 배선 구조체(IS1)는 센서 어레이 영역(SAR) 내의 제1 배선(132) 및 연결 영역(CR) 내의 제2 배선(134)을 포함할 수 있다. 제1 배선(132)은 센서 어레이 영역(SAR)의 픽셀들과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 배선(132)은 제1 전자 소자(TR1)와 접속될 수 있다. 제2 배선(134) 중 적어도 일부는 제1 배선(132) 중 적어도 일부와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 배선(134) 중 적어도 일부는 센서 어레이 영역(SAR)으로부터 연장될 수 있다. 이에 따라, 제2 배선(134)은 센서 어레이 영역(SAR)의 픽셀들과 전기적으로 연결될 수 있다.In some embodiments, the first wiring structure IS1 may include the
몇몇 실시예에 따른 이미지 센서는 제2 기판(210), 제2 배선 구조체(IS2), 제1 연결 구조체(350), 제2 연결 구조체(450) 및 제3 연결 구조체(550), 소자 분리 패턴(115), 차광 필터(270C) 및 제3 보호막(380)을 더 포함할 수 있다.An image sensor according to some embodiments includes a
제2 기판(210)은 벌크 실리콘 또는 SOI(silicon-on-insulator)일 수 있다. 제2 기판(210)은 실리콘 기판일 수도 있고, 또는 다른 물질, 예를 들어, 실리콘 게르마늄, 안티몬화 인듐, 납 텔루르 화합물, 인듐 비소, 인듐 인화물, 갈륨 비소 또는 안티몬화 갈륨을 포함할 수 있다. 또는, 제2 기판(210)은 베이스 기판 상에 에피층이 형성된 것일 수도 있다.The
제2 기판(210)은 서로 반대되는 제3 면(210a) 및 제4 면(210b)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 기판(210)의 제3 면(210a)은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)과 대향될 수 있다.The
몇몇 실시예에서, 제2 기판(210)의 제3 면(210a) 상에 제2 전자 소자(TR2)가 형성될 수 있다. 제2 전자 소자(TR2)는 센서 어레이 영역(SAR)과 전기적으로 연결되어, 센서 어레이 영역(SAR)의 각각의 픽셀들과 전기적 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 전자 소자(TR2)는 도 1의 컨트롤 레지스터 블록(11), 타이밍 제너레이터(12), 램프 신호 생성기(13), 로우 드라이버(14), 리드 아웃 회로(16) 등을 구성하는 전자 소자들을 포함할 수 있다.In some embodiments, the second electronic element TR2 may be formed on the
제2 배선 구조체(IS2)는 제2 기판(210)의 제3 면(210a) 상에 형성될 수 있다. 제2 배선 구조체(IS2)는 제1 배선 구조체(IS1)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 것처럼, 제2 배선 구조체(IS2)의 상면은 제1 배선 구조체(IS1)의 하면에 부착될 수 있다.The second interconnection structure IS2 may be formed on the
제2 배선 구조체(IS2)는 하나 또는 복수의 배선들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 배선 구조체(IS2)는 제2 배선간 절연막(230) 및 제2 배선간 절연막(230) 내의 복수의 배선들(232, 234, 236)을 포함할 수 있다. 도 15에서, 제2 배선 구조체(IS2)를 구성하는 배선들의 층 수 및 배치 등은 예시적인 것일 뿐이고, 이에 제한되는 것은 아니다.The second interconnection structure IS2 may include one or a plurality of interconnections. For example, the second interconnection structure IS2 may include a second inter-wire insulating
제2 배선 구조체(IS2)의 배선들(232, 234, 236) 중 적어도 일부는 제2 전자 소자(TR2)와 접속될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 배선 구조체(IS2)는 센서 어레이 영역(SAR) 내의 제3 배선(232), 연결 영역(CR) 내의 제4 배선(234) 및 패드 영역(PR) 내의 제5 배선(236)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제4 배선(234)은 연결 영역(CR) 내의 복수의 배선들 중 최상부의 배선일 수 있고, 제5 배선(236)은 패드 영역(PR) 내의 복수의 배선들 중 최상부의 배선일 수 있다.At least some of the
제1 연결 구조체(350)는 차광 영역(OB) 내에 형성될 수 있다. 제1 연결 구조체(350)는 차광 영역(OB)의 표면 절연막(140) 상에 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 연결 구조체(350)는 픽셀 분리 패턴(120)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 차광 영역(OB)의 제1 기판(110) 및 표면 절연막(140) 내에, 픽셀 분리 패턴(120)을 노출시키는 제1 트렌치(355t)가 형성될 수 있다. 제1 연결 구조체(350)는 제1 트렌치(355t) 내에 형성되어 차광 영역(OB) 내의 픽셀 분리 패턴(120)과 접촉할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 연결 구조체(350)는 제1 트렌치(355t)의 측면 및 하면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다.The
몇몇 실시예에서, 제1 연결 구조체(350)는 도전 필링 패턴(122)과 전기적으로 연결되어 도전 필링 패턴(122)에 그라운드 전압 또는 마이너스 전압을 인가할 수 있다. 이에 따라, ESD 등에 의해 발생된 전하들은 도전 필링 패턴(122)을 통해 제1 연결 구조체(350)로 배출될 수 있고, ESD 멍 불량이 효과적으로 방지될 수 있다.In some embodiments, the
제2 연결 구조체(450)는 연결 영역(CR) 내에 형성될 수 있다. 제2 연결 구조체(450)는 연결 영역(CR)의 표면 절연막(140) 상에 형성될 수 있다. 제2 연결 구조체(450)는 제1 기판(110)과 제2 기판(210)을 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 연결 영역(CR)의 제1 기판(110), 제1 배선 구조체(IS1) 및 제2 배선 구조체(IS2)내에, 제2 배선(134) 및 제4 배선(234)을 노출시키는 제2 트렌치(455t)가 형성될 수 있다. 제2 연결 구조체(450)는 제2 트렌치(455t) 내에 형성되어 제2 배선(134)과 제4 배선(234)을 연결할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 연결 구조체(450)는 제2 트렌치(455t)의 측면 및 하면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다.The
제3 연결 구조체(550)는 패드 영역(PR) 내에 형성될 수 있다. 제3 연결 구조체(550)는 패드 영역(PR)의 표면 절연막(140) 상에 형성될 수 있다. 제3 연결 구조체(550)는 제2 기판(210)과 외부 장치 등을 전기적으로 연결될 수 있다.The
예를 들어, 패드 영역(PR)의 제1 기판(110), 제1 배선 구조체(IS1) 및 제2 배선 구조체(IS2) 내에, 제5 배선(236)을 노출시키는 제3 트렌치(550t)가 형성될 수 있다. 제3 연결 구조체(550)는 제3 트렌치(550t) 내에 형성되어 제5 배선(236)과 접촉할 수 있다. 또한, 패드 영역(PR)의 제1 기판(110) 내에, 제4 트렌치(555t)가 형성될 수 있다. 제3 연결 구조체(550)는 제4 트렌치(555t) 내에 형성되어 노출될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 연결 구조체(550)는 제3 트렌치(550t) 및 제4 트렌치(555t)의 측면 및 하면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다.For example, the
제1 연결 구조체(350), 제2 연결 구조체(450) 및 제3 연결 구조체(550)는 각각 예를 들어, 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiN), 탄탈럼(Ta), 탄탈럼 질화물(TaN), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 제1 연결 구조체(350), 제2 연결 구조체(450) 및 제3 연결 구조체(550)는 서로 동일 레벨에서 형성될 수 있다. 본 명세서에서, "동일 레벨"이라 함은 동일한 제조 공정에 의해 형성되는 것을 의미한다.The
몇몇 실시예에서, 제1 연결 구조체(350) 상에, 제1 트렌치(355t)를 채우는 제1 패드(355)가 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 연결 구조체(550) 상에, 제4 트렌치(555t)를 채우는 제2 패드(555)가 형성될 수 있다. 제1 패드(355) 및 제2 패드(555)는 각각 예를 들어, 텅스텐(W), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 제1 패드(355) 및 제2 패드(555)는 서로 동일 레벨에서 형성될 수 있다.In some embodiments, a
몇몇 실시예에서, 제2 연결 구조체(450) 상에, 제2 트렌치(455t)를 채우는 제1 필링 절연막(460)이 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 연결 구조체(550) 상에, 제3 트렌치(550t)를 채우는 제2 필링 절연막(560)이 형성될 수 있다. 제1 필링 절연막(460) 및 제2 필링 절연막(560)은 각각 예를 들어, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 탄탈럼 산화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 제1 필링 절연막(460) 및 제2 필링 절연막(560)은 서로 동일 레벨에서 형성될 수 있다.In some embodiments, a first filling insulating
몇몇 실시예에서, 제1 보호막(160)은 제1 연결 구조체(350), 제1 패드(355), 제2 연결 구조체(450), 제3 연결 구조체(550)를 덮을 수 있다. 예를 들어, 제1 보호막(160)은 제1 연결 구조체(350), 제1 패드(355), 제2 연결 구조체(450), 제3 연결 구조체(550)의 프로파일을 따라 컨포멀하게 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 보호막(160)은 제2 패드(555)를 노출시킬 수 있다.In some embodiments, the
소자 분리 패턴(115)은 제1 기판(110) 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110) 내에 소자 분리 트렌치(115t)가 형성될 수 있다. 소자 분리 패턴(115)은 소자 분리 트렌치(115t) 내에 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 소자 분리 패턴(115)은 제1 기판(110)의 제1 면(110a)으로부터 제2 면(110b)으로 연장될 수 있다. 또는 몇몇 실시예에서, 소자 분리 패턴(115)은 제1 기판(110)의 제2 면(110b)으로부터 이격될 수 있다.The
도 29는 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 블록도이다. 설명의 편의를 위해 도 2를 이용하여 설명한 바와 다른 점을 중심으로 설명한다.29 is a block diagram for describing an image sensor according to some embodiments. For convenience of explanation, the description will be made focusing on the differences from those described with reference to FIG. 2 .
도 29를 참조하면, 이미지 센서(10')는 메모리 칩(50)을 더 포함할 수 있다. 메모리 칩(50), 하부 칩(40), 및 상부 칩(30)은 제3 방향(DR3)으로 차례로 적층될 수 있다. 메모리 칩(50)은 메모리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 칩(50)은 DRAM, SRAM 등의 휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 메모리 칩(50)은 상부 칩(30) 및 하부 칩(40)으로부터 신호를 전달받아, 메모리 장치를 통하여 신호를 처리할 수 있다.Referring to FIG. 29 , the image sensor 10' may further include a
도 30은 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 블록도이다. 도 31은 도 30의 카메라 모듈의 상세 블록도이다.30 is a block diagram of an electronic device including a multi-camera module. 31 is a detailed block diagram of the camera module of FIG. 30 .
도 30을 참조하면, 전자 장치(1000)는 카메라 모듈 그룹(1100), 애플리케이션 프로세서(1200), PMIC(1300) 및 외부 메모리(1400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 30 , the
카메라 모듈 그룹(1100)은 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)을 포함할 수 있다. 비록 도면에는 3개의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)이 배치된 실시예가 도시되어 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 그룹(1100)은 2개의 카메라 모듈만을 포함하도록 변형되어 실시될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 그룹(1100)은 n개(n은 4 이상의 자연수)의 카메라 모듈을 포함하도록 변형되어 실시될 수도 있다.The camera module group 1100 may include a plurality of
이하, 도 31을 참조하여, 카메라 모듈(1100b)의 상세 구성에 대해 보다 구체적으로 설명할 것이나, 이하의 설명은 실시예에 따라 다른 카메라 모듈들(1100a, 1100c)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.Hereinafter, a detailed configuration of the
도 31을 참조하면, 카메라 모듈(1100b)은 프리즘(1105), 광학 경로 폴딩 요소(Optical Path Folding Element, 이하, ˝OPFE˝)(1110), 액츄에이터(1130), 이미지 센싱 장치(1140) 및 저장부(1150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 31 , the
프리즘(1105)은 광 반사 물질의 반사면(1107)을 포함하여 외부로부터 입사되는 광(L)의 경로를 변형시킬 수 있다. The
몇몇 실시예에서, 프리즘(1105)은 제1 방향(X)으로 입사되는 광(L)의 경로를 제1 방향(X)에 수직인 제2 방향(Y)으로 변경시킬 수 있다. 또한, 프리즘(1105)은 광 반사 물질의 반사면(1107)을 중심축(1106)을 중심으로 A방향으로 회전시키거나, 중심축(1106)을 B방향으로 회전시켜 제1 방향(X)으로 입사되는 광(L)의 경로를 수직인 제2 방향(Y)으로 변경시킬 수 있다. 이때, OPFE(1110)도 제1 방향(X)및 제2 방향(Y)과 수직인 제3 방향(Z)로 이동할 수 있다.In some embodiments, the
몇몇 실시예에서, 도시된 것과 같이, 프리즘(1105)의 A방향 최대 회전 각도는 플러스(+) A방향으로는 15도(degree)이하이고, 마이너스(-) A방향으로는 15도보다 클 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, as shown, the maximum angle of rotation of the
몇몇 실시예에서, 프리즘(1105)은 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 20도 내외, 또는 10도에서 20도, 또는 15도에서 20도 사이로 움직일 수 있고, 여기서, 움직이는 각도는 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 동일한 각도로 움직이거나, 1도 내외의 범위로 거의 유사한 각도까지 움직일 수 있다.In some embodiments,
몇몇 실시예에서, 프리즘(1105)은 광 반사 물질의 반사면(1106)을 중심축(1106)의 연장 방향과 평행한 제3 방향(예를 들어, Z방향)으로 이동할 수 있다.In some embodiments, the
OPFE(1110)는 예를 들어 m(여기서, m은 자연수)개의 그룹으로 이루어진 광학 렌즈를 포함할 수 있다. m개의 렌즈는 제2 방향(Y)으로 이동하여 카메라 모듈(1100b)의 광학 줌 배율(optical zoom ratio)을 변경할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1100b)의 기본 광학 줌 배율을 Z라고할 때, OPFE(1110)에 포함된 m개의 광학 렌즈를 이동시킬 경우, 카메라 모듈(1100b)의 광학 줌 배율은 3Z 또는 5Z 또는 5Z 이상의 광학 줌 배율로 변경될 수 있다.The
액츄에이터(1130)는 OPFE(1110) 또는 광학 렌즈(이하, 광학 렌즈로 지칭)를 특정 위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어 액츄에이터(1130)는 정확한 센싱을 위해 이미지 센서(1142)가 광학 렌즈의 초점 거리(focal length)에 위치하도록 광학 렌즈의 위치를 조정할 수 있다.The
이미지 센싱 장치(1140)는 이미지 센서(1142), 제어 로직(1144) 및 메모리(1146)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(1142)는 광학 렌즈를 통해 제공되는 광(L)을 이용하여 센싱 대상의 이미지를 센싱할 수 있다. 제어 로직(1144)은 카메라 모듈(1100b)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직(1144)은 제어 신호 라인(CSLb)을 통해 제공된 제어 신호에 따라 카메라 모듈(1100b)의 동작을 제어할 수 있다. The
메모리(1146)는 캘리브레이션 데이터(1147)와 같은 카메라 모듈(1100b)의 동작에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 캘리브레이션 데이터(1147)는 카메라 모듈(1100b)이 외부로부터 제공된 광(L)을 이용하여 이미지 데이터를 생성하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 캘리브레이션 데이터(1147)는 예를 들어, 앞서 설명한 회전도(degree of rotation)에 관한 정보, 초점 거리(focal length)에 관한 정보, 광학 축(optical axis)에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(1100b)이 광학 렌즈의 위치에 따라 초점 거리가 변하는 멀티 스테이트(multi state) 카메라 형태로 구현될 경우, 캘리브레이션 데이터(1147)는 광학 렌즈의 각 위치별(또는 스테이트별) 초점 거리 값과 오토 포커싱(auto focusing)과 관련된 정보를 포함할 수 있다.The
저장부(1150)는 이미지 센서(1142)를 통해 센싱된 이미지 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(1150)는 이미지 센싱 장치(1140)의 외부에 배치될 수 있으며, 이미지 센싱 장치(1140)를 구성하는 센서 칩과 스택된(stacked) 형태로 구현될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 저장부(1150)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)으로 구현될 수 있으나 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.The
도 30 및 도 31을 함께 참조하면, 몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각은 액추에이터(1130)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각은 그 내부에 포함된 액추에이터(1130)의 동작에 따른 서로 동일하거나 서로 다른 캘리브레이션 데이터(1147)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 30 and 31 together, in some embodiments, each of the plurality of
몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 1100b)은 앞서 설명한 프리즘(1105)과 OPFE(1110)를 포함하는 폴디드 렌즈(folded lens) 형태의 카메라 모듈이고, 나머지 카메라 모듈들(예를 들어, 1100a, 1100c)은 프리즘(1105)과 OPFE(1110)가 포함되지 않은 버티칼(vertical) 형태의 카메라 모듈일 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, one of the plurality of
몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 1100c)은 예를 들어, IR(Infrared Ray)을 이용하여 깊이(depth) 정보를 추출하는 버티컬 형태의 깊이 카메라(depth camera)일 수 있다. 이 경우, 애플리케이션 프로세서(1200)는 이러한 깊이 카메라로부터 제공받은 이미지 데이터와 다른 카메라 모듈(예를 들어, 1100a 또는 1100b)로부터 제공받은 이미지 데이터를 병합(merge)하여 3차원 깊이 이미지(3D depth image)를 생성할 수 있다.In some embodiments, one camera module (eg, 1100c) among the plurality of
몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 1100a, 1100b)은 서로 다른 관측 시야(Field of View, 시야각)를 가질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 1100a, 1100b)의 광학 렌즈가 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In some embodiments, at least two camera modules (eg, 1100a, 1100b) among the plurality of
또한, 몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각의 시야각은 서로 다를 수 있다. 이 경우, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 포함된 광학 렌즈 역시 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Also, in some embodiments, each of the plurality of
몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각은 서로 물리적으로 분리되어 배치될 수 있다. 즉, 하나의 이미지 센서(1142)의 센싱 영역을 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)이 분할하여 사용하는 것이 아니라, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각의 내부에 독립적인 이미지 센서(1142)가 배치될 수 있다.In some embodiments, each of the plurality of
다시 도 30을 참조하면, 애플리케이션 프로세서(1200)는 이미지 처리 장치(1210), 메모리 컨트롤러(1220), 내부 메모리(1230)를 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(1200)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)과 분리되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 프로세서(1200)와 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 별도의 반도체 칩으로 서로 분리되어 구현될 수 있다.Referring back to FIG. 30 , the
이미지 처리 장치(1210)는 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c), 이미지 생성기(1214) 및 카메라 모듈 컨트롤러(1216)를 포함할 수 있다.The
이미지 처리 장치(1210)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)의 개수에 대응하는 개수의 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)를 포함할 수 있다.The
각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터는 서로 분리된 이미지 신호 라인(ISLa, ISLb, ISLc)를 통해 대응되는 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1100a)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLa)을 통해 서브 이미지 프로세서(1212a)에 제공되고, 카메라 모듈(1100b)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLb)을 통해 서브 이미지 프로세서(1212b)에 제공되고, 카메라 모듈(1100c)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLc)을 통해 서브 이미지 프로세서(1212c)에 제공될 수 있다. 이러한 이미지 데이터 전송은 예를 들어, MIPI(Mobile Industry Processor Interface)에 기반한 카메라 직렬 인터페이스(CSI; Camera Serial Interface)를 이용하여 수행될 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. Image data generated from each of the
한편, 몇몇 실시예에서, 하나의 서브 이미지 프로세서가 복수의의 카메라 모듈에 대응되도록 배치될 수도 있다. 예를 들어, 서브 이미지 프로세서(1212a)와 서브 이미지 프로세서(1212c)가 도시된 것처럼 서로 분리되어 구현되는 것이 아니라 하나의 서브 이미지 프로세서로 통합되어 구현되고, 카메라 모듈(1100a)과 카메라 모듈(1100c)로부터 제공된 이미지 데이터는 선택 소자(예를 들어, 멀티플렉서) 등을 통해 선택된 후, 통합된 서브 이미지 프로세서에 제공될 수 있다.Meanwhile, in some embodiments, one sub image processor may be arranged to correspond to a plurality of camera modules. For example, the
각각의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)에 제공된 이미지 데이터는 이미지 생성기(1214)에 제공될 수 있다. 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보(Generating Information) 또는 모드 신호(Mode Signal)에 따라 각각의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c)로부터 제공된 이미지 데이터를 이용하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.Image data provided to each of the
구체적으로, 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터 중 적어도 일부를 병합(merge)하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.Specifically, the
몇몇 실시예에서, 이미지 생성 정보는 줌 신호(zoom signal or zoom factor)를 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 모드 신호는 예를 들어, 유저(user)로부터 선택된 모드에 기초한 신호일 수 있다.In some embodiments, the image creation information may include a zoom signal or zoom factor. Also, in some embodiments, the mode signal may be a signal based on a mode selected by a user, for example.
이미지 생성 정보가 줌 신호(줌 팩터)이고, 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)이 서로 다른 관측 시야(시야각)를 갖는 경우, 이미지 생성기(1214)는 줌 신호의 종류에 따라 서로 다른 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 줌 신호가 제1 신호일 경우, 카메라 모듈(1100a)로부터 출력된 이미지 데이터와 카메라 모듈(1100c)로부터 출력된 이미지 데이터를 병합한 후, 병합된 이미지 신호와 병합에 사용하지 않은 카메라 모듈(1100b)로부터 출력된 이미지 데이터를 이용하여, 출력 이미지를 생성할 수 있다. 만약, 줌 신호가 제1 신호와 다른 제2 신호일 경우, 이미지 생성기(1214)는 이러한 이미지 데이터 병합을 수행하지 않고, 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)로부터 출력된 이미지 데이터 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 하지만 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 이미지 데이터를 처리하는 방법은 얼마든지 변형되어 실시될 수 있다.When the image generating information is a zoom signal (zoom factor) and each of the
몇몇 실시예에서, 이미지 생성기(1214)는 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c) 중 적어도 하나로부터 노출 시간이 상이한 복수의 이미지 데이터를 수신하고, 복수의 이미지 데이터에 대하여 HDR(high dynamic range) 처리를 수행함으로서, 다이나믹 레인지가 증가된 병합된 이미지 데이터를 생성할 수 있다.In some embodiments, the
카메라 모듈 컨트롤러(1216)는 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 생성된 제어 신호는 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb, CSLc)를 통해 대응되는 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공될 수 있다.The
복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 중 어느 하나는 줌 신호를 포함하는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라 마스터(master) 카메라(예를 들어, 1100b)로 지정되고, 나머지 카메라 모듈들(예를 들어, 1100a, 1100c)은 슬레이브(slave) 카메라로 지정될 수 있다. 이러한 정보는 제어 신호에 포함되어, 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb, CSLc)를 통해 대응되는 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공될 수 있다.One of the plurality of
줌 팩터 또는 동작 모드 신호에 따라 마스터 및 슬레이브로서 동작하는 카메라 모듈이 변경될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1100a)의 시야각이 카메라 모듈(1100b)의 시야각보다 넓고, 줌 팩터가 낮은 줌 배율을 나타낼 경우, 카메라 모듈(1100b)이 마스터로서 동작하고, 카메라 모듈(1100a)이 슬레이브로서 동작할 수 있다. 반대로, 줌 팩터가 높은 줌 배율을 나타낼 경우, 카메라 모듈(1100a)이 마스터로서 동작하고, 카메라 모듈(1100b)이 슬레이브로서 동작할 수 있다.Camera modules operating as a master and a slave may be changed according to a zoom factor or an operation mode signal. For example, when the viewing angle of the
몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 각각의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공되는 제어 신호는 싱크 인에이블 신호(sync enable) 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1100b)이 마스터 카메라이고, 카메라 모듈들(1100a, 1100c)이 슬레이브 카메라인 경우, 카메라 모듈 컨트롤러(1216)는 카메라 모듈(1100b)에 싱크 인에이블 신호를 전송할 수 있다. 이러한 싱크 인에이블 신호를 제공받은 카메라 모듈(1100b)은 제공받은 싱크 인에이블 신호를 기초로 싱크 신호(sync signal)를 생성하고, 생성된 싱크 신호를 싱크 신호 라인(SSL)을 통해 카메라 모듈들(1100a, 1100c)에 제공할 수 있다. 카메라 모듈(1100b)과 카메라 모듈들(1100a, 1100c)은 이러한 싱크 신호에 동기화되어 이미지 데이터를 애플리케이션 프로세서(1200)에 전송할 수 있다.In some embodiments, the control signal provided to each of the
몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)에 제공되는 제어 신호는 모드 신호에 따른 모드 정보를 포함할 수 있다. 이러한 모드 정보에 기초하여 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 센싱 속도와 관련하여 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 동작할 수 있다. In some embodiments, a control signal provided from the
복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 제1 동작 모드에서, 제1 속도로 이미지 신호를 생성(예를 들어, 제1 프레임 레이트의 이미지 신호를 생성)하여 이를 제1 속도보다 높은 제2 속도로 인코딩(예를 들어, 제1 프레임 레이트보다 높은 제2 프레임 레이트의 이미지 신호를 인코딩)하고, 인코딩된 이미지 신호를 애플리케이션 프로세서(1200)에 전송할 수 있다. 이때, 제2 속도는 제1 속도의 30배 이하일 수 있다. The plurality of
애플리케이션 프로세서(1200)는 수신된 이미지 신호, 다시 말해서 인코딩된 이미지 신호를 내부에 구비되는 메모리(1230) 또는 애플리케이션 프로세서(1200) 외부의 스토리지(1400)에 저장하고, 이후, 메모리(1230) 또는 스토리지(1400)로부터 인코딩된 이미지 신호를 독출하여 디코딩하고, 디코딩된 이미지 신호에 기초하여 생성되는 이미지 데이터를 디스플레이할 수 있다. 예컨대 이미지 처리 장치(1210)의 복수의 서브 프로세서들(1212a, 1212b, 1212c) 중 대응하는 서브 프로세서가 디코딩을 수행할 수 있으며, 또한 디코딩된 이미지 신호에 대하여 이미지 처리를 수행할 수 있다.The
복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)은 제2 동작 모드에서, 제1 속도보다 낮은 제3 속도로 이미지 신호를 생성(예를 들어, 제1 프레임 레이트보다 낮은 제3 프레임 레이트의 이미지 신호를 생성)하고, 이미지 신호를 애플리케이션 프로세서(1200)에 전송할수 있다. 애플리케이션 프로세서(1200)에 제공되는 이미지 신호는 인코딩되지 않은 신호일 수 있다. 애플리케이션 프로세서(1200)는 수신되는 이미지 신호에 대하여 이미지 처리를 수행하거나 또는 이미지 신호를 메모리(1230) 또는 스토리지(1400)에 저장할 수 있다. The plurality of
PMIC(1300)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 전력, 예컨대 전원 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, PMIC(1300)는 애플리케이션 프로세서(1200)의 제어 하에, 파워 신호 라인(PSLa)을 통해 카메라 모듈(1100a)에 제1 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLb)을 통해 카메라 모듈(1100b)에 제2 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLc)을 통해 카메라 모듈(1100c)에 제3 전력을 공급할 수 있다.The
PMIC(1300)는 애플리케이션 프로세서(1200)로부터의 전력 제어 신호(PCON)에 응답하여, 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 대응하는 전력을 생성하고, 또한 전력의 레벨을 조정할 수 있다. 전력 제어 신호(PCON)는 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c)의 동작 모드 별 전력 조정 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 모드는 저전력 모드(low power mode)를 포함할 수 있으며, 이때, 전력 제어 신호(PCON)는 저전력 모드로 동작하는 카메라 모듈 및 설정되는 전력 레벨에 대한 정보를 포함할 수 있다. 복수의 카메라 모듈(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 제공되는 전력들의 레벨은 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 또한, 전력의 레벨은 동적으로 변경될 수 있다.The
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.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be manufactured in a variety of different forms, and those skilled in the art in the art to which the present invention belongs A person will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.
100: 제1 기판
140: 표면 절연막
120: 제1 픽셀 분리 패턴
125: 제2 픽셀 분리 패턴
150; 그리드 패턴
170: 컬러 필터
180: 마이크로 렌즈100: first substrate 140: surface insulating film
120: first pixel isolation pattern 125: second pixel isolation pattern
150; Grid Pattern 170: Color Filters
180: micro lens
Claims (20)
상기 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀로 구성된 제1 포커스 픽셀;
상기 기판 내, 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀과, 상기 제1-1 단위 픽셀과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-3 단위 픽셀을 포함하는 제1 병합 픽셀;
상기 기판 내, 상기 제1-2 단위 픽셀과 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-1 및 제2-2 단위 픽셀과, 상기 제2-2 단위 픽셀과 상기 제2 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-3 단위 픽셀을 포함하는 제2 병합 픽셀;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제1 포커스 픽셀과 중첩되는 제1 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제1 병합 픽셀과 중첩되는 제2 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제2 병합 픽셀과 중첩되는 제3 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제1 내지 제3 컬러 필터를 분리하되 상기 제1 내지 제3 컬러 필터 내에 배치되지 않는 그리드 패턴;
상기 제1 컬러 필터 상에 상기 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈; 및
상기 제2 및 제3 컬러 필터 상에 각각의 상기 제1-1 내지 제1-3 단위 픽셀 및 제2-1 내지 제2-3 단위 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈를 포함하고,
상기 제1-3 단위 픽셀, 상기 제1 포커스 픽셀 및 상기 제2-3 단위 픽셀은 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열되고,
상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이의 상기 그리드 패턴의 폭은 상기 제2 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터 사이의 상기 그리드의 폭보다 큰 이미지 센서.a substrate including first and second surfaces opposite to each other;
a first focus pixel composed of first-first and first-second sub-pixels continuously arranged in a first direction in the substrate;
In the substrate, 1-1st and 1-2th unit pixels continuously arranged along the first direction, and the 1-1st unit pixels are continuously arranged along a second direction crossing the first direction a first merge pixel including 1st to 3rd unit pixels;
In the substrate, 2-1st and 2-2nd unit pixels continuously arranged along the first direction with the 1-2th unit pixels, and continuous with the 2-2nd unit pixels along the second direction a second merge pixel including 2nd-3rd unit pixels arranged as;
a first color filter overlapping the first focus pixel on the first surface of the substrate;
a second color filter overlapping the first merge pixel on the first surface of the substrate;
a third color filter overlapping the second merge pixel on the first surface of the substrate;
a grid pattern separating the first to third color filters on the first surface of the substrate, but not disposed within the first to third color filters;
a first microlens covering the first-first and first-second sub-pixels on the first color filter; and
A second microlens covering the 1-1st to 1-3th unit pixels and the 2-1st to 2-3th unit pixels on the second and third color filters, respectively;
The first to third unit pixels, the first focus pixel, and the second to third unit pixels are continuously arranged along the first direction;
A width of the grid pattern between the first color filter and the second color filter is greater than a width of the grid between the second color filter and the third color filter.
상기 제1 컬러 필터는 상기 제2 컬러 필터와 동일한 컬러를 갖고 제3 컬러 필터와 다른 컬러를 갖는 이미지 센서.According to claim 1,
The first color filter has the same color as the second color filter and a different color from the third color filter.
상기 제1 내지 제3 컬러 필터는 동일한 컬러를 갖는 이미지 센서.According to claim 1,
The first to third color filters have the same color as the image sensor.
상기 기판 내, 상기 제1-3 단위 픽셀과 상기 제2 방향을 따라 연속으로 배열된 제3-1 및 제3-2 단위 픽셀과, 상기 제1-1 서브 픽셀과 상기 제2 방향을 따라 연속으로 배열된 제3-3 및 제3-4 단위 픽셀을 포함하는 제3 병합 픽셀과,
상기 기판 내, 상기 제2-3 단위 픽셀과 상기 제2 방향을 따라 연속으로 배열된 제4-1 및 제4-2 단위 픽셀과, 상기 제1-2 서브 픽셀과 상기 제2 방향을 따라 연속으로 배열된 제4-3 및 제4-4 단위 픽셀을 포함하는 제4 병합 픽셀과,
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제3 병합 픽셀과 중첩되는 제4 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제4 병합 픽셀과 중첩되는 제5 컬러 필터;
상기 제4 및 제5 컬러 필터 상에 상기 제3-1 내지 제3-4 단위 픽셀 및 상기 제4-1 내지 제4-4 단위 픽셀을 덮는 제3 마이크로 렌즈를 더 포함하고,
상기 그리드 패턴은 상기 제1 내지 제5 컬러 필터를 분리하되 상기 제4 및 제5 컬러 필터 내에 배치되지 않는 이미지 센서.According to claim 1,
In the substrate, 3-1 and 3-2 unit pixels continuously arranged with the 1-3 unit pixels along the second direction, and continuously arranged with the 1-1 sub-pixels along the second direction A third merge pixel including 3-3 and 3-4 unit pixels arranged in
4-1st and 4-2nd unit pixels continuously arranged along the second direction with the 2-3rd unit pixels in the substrate, and continuously arranged with the 1-2th sub-pixels along the second direction A fourth merge pixel including 4th-3rd and 4th-4th unit pixels arranged in
a fourth color filter overlapping the third merge pixel on the first surface of the substrate;
a fifth color filter overlapping the fourth merge pixel on the first surface of the substrate;
a third microlens covering the 3-1st to 3-4th unit pixels and the 4-1st to 4-4th unit pixels on the fourth and fifth color filters;
The grid pattern separates the first to fifth color filters, but is not disposed within the fourth and fifth color filters.
상기 제1 컬러 필터는 상기 제2 및 제5 컬러 필터와 동일한 컬러를 갖고,
상기 제3 컬러 필터는 상기 제1 및 제4 컬러 필터와 다른 컬러를 갖는 이미지 센서.According to claim 4,
The first color filter has the same color as the second and fifth color filters;
The third color filter has a color different from that of the first and fourth color filters.
상기 제1 내지 제5 컬러 필터는 서로 동일한 컬러를 갖는 이미지 센서.According to claim 4,
The first to fifth color filters have the same color as each other.
상기 제1 컬러 필터는 상기 제2 컬러 필터와 다른 컬러를 갖고,
상기 제2 내지 제5 컬러 필터는 동일한 컬러를 갖는 이미지 센서.According to claim 4,
The first color filter has a color different from that of the second color filter;
The second to fifth color filters have the same color as the image sensor.
상기 기판 내, 4행 4열로 배열된 제5 단위 픽셀들을 포함하고, 상기 제2 및 제4 병합 픽셀과 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제5 병합 픽셀과,
상기 기판 내, 4행 4열로 배열된 제6 단위 픽셀들을 포함하고, 상기 제3 및 제4 병합 픽셀과 상기 제2 방향을 따라 연속으로 배열된 제6 병합 픽셀과,
상기 기판 내, 4행 4열로 배열된 제7 단위 픽셀들을 포함하고, 상기 제6 병합 픽셀과 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제7 병합 픽셀과,
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제5 병합 픽셀과 중첩되는 제6 컬러 필터와,
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제6 병합 픽셀과 중첩되는 제7 컬러 필터와,
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제7 병합 픽셀과 중첩되는 제8 컬러 필터와,
상기 제6 내지 제8 컬러 필터 상에, 각각의 상기 제5 내지 제7 단위 픽셀을 덮는 제4 마이크로 렌즈를 더 포함하고,
상기 그리드 패턴은, 상기 제1 내지 제8 컬러 필터를 분리하되 상기 제6 내지 제8 컬러 필터 내에 배치되지 않는 이미지 센서.According to claim 4,
a fifth merge pixel including fifth unit pixels arranged in four rows and four columns on the substrate and arranged consecutively along the first direction with the second and fourth merge pixels;
a sixth merge pixel including sixth unit pixels arranged in four rows and four columns on the substrate, and arranged consecutively with the third and fourth merge pixels along the second direction;
a seventh merge pixel including seventh unit pixels arranged in four rows and four columns in the substrate, and arranged consecutively with the sixth merge pixel along the first direction;
a sixth color filter overlapping the fifth merge pixel on the first surface of the substrate;
a seventh color filter overlapping the sixth merge pixel on the first surface of the substrate;
an eighth color filter overlapping the seventh merge pixel on the first surface of the substrate;
a fourth microlens covering the fifth to seventh unit pixels on the sixth to eighth color filters;
The grid pattern separates the first to eighth color filters, but is not disposed within the sixth to eighth color filters.
상기 기판을 관통하여 상기 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀, 및 상기 제1-1 내지 제1-3 단위 픽셀, 및 상기 제2-1 내지 제2-3 단위 픽셀을 분리하는 픽셀 분리 패턴을 더 포함하고,
상기 픽셀 분리 패턴은, 상기 기판을 관통하는 도전 필링 패턴과, 상기 도전 필링 패턴과 상기 기판 사이에 배치된 절연 스페이서막을 포함하는 이미지 센서.According to claim 1,
Pixel separation passing through the substrate to separate the 1-1st and 1-2th sub-pixels, the 1-1st to 1-3th unit pixels, and the 2-1st to 2-3th unit pixels. Including more patterns,
The pixel separation pattern includes a conductive filling pattern penetrating the substrate, and an insulating spacer layer disposed between the conductive filling pattern and the substrate.
상기 기판의 상기 제1 면으로부터 상기 기판의 일부를 관통하여 상기 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀, 및 상기 제1-1 내지 제1-3 단위 픽셀, 및 상기 제2-1 내지 제2-3 단위 픽셀을 분리하고, 절연 물질로 구성되는 제1 픽셀 분리 패턴을 더 포함하는 이미지 센서.According to claim 1,
The 1-1st and 1-2th sub-pixels, the 1-1st to 1-3th unit pixels, and the 2-1st to 2nd-th subpixels pass through a portion of the substrate from the first surface of the substrate An image sensor further comprising a first pixel separation pattern that separates 2-3 unit pixels and is made of an insulating material.
상기 기판의 상기 제2 면으로부터 상기 기판의 일부를 관통하여 상기 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀, 및 상기 제1-1 내지 제1-3 단위 픽셀, 및 상기 제2-1 내지 제2-3 단위 픽셀을 분리하는 제2 픽셀 분리 패턴을 더 포함하고,
상기 제2 픽셀 분리 패턴은, 상기 기판의 일부를 관통하는 도전 필링 패턴과, 상기 도전 필링 패턴과 상기 기판 사이에 배치된 절연 스페이서막을 포함하는 이미지 센서.According to claim 10,
The 1-1st and 1-2th sub-pixels, the 1-1st to 1-3th unit pixels, and the 2-1st to 2nd-th sub-pixels pass through a portion of the substrate from the second surface of the substrate Further comprising a second pixel separation pattern separating 2-3 unit pixels;
The second pixel separation pattern includes a conductive filling pattern penetrating a portion of the substrate, and an insulating spacer layer disposed between the conductive filling pattern and the substrate.
상기 제1 픽셀 분리 패턴은 상기 제2 픽셀 분리 패턴과 이격되는 이미지 센서.According to claim 11,
The first pixel isolation pattern is spaced apart from the second pixel isolation pattern.
상기 제1 픽셀 분리 패턴은 상기 제2 픽셀 분리 패턴과 접촉하는 이미지 센서.According to claim 11,
The first pixel isolation pattern is in contact with the second pixel isolation pattern.
상기 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀을 포함하는 제1 병합 픽셀;
상기 기판 내, 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀로 구성되고, 상기 제1 병합 픽셀과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속으로 배열된 제1 포커스 픽셀;
상기 기판 내, 2행 2열로 배열된 제2 단위 픽셀을 포함하고, 상기 제1 병합 픽셀 및 상기 제1 포커스 픽셀과 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2 병합 픽셀;
상기 기판 내, 2행 2열로 배열된 제3 단위 픽셀을 포함하고, 상기 제1 포커스 픽셀과 상기 제2 방향으로 연속으로 배열된 제3 병합 픽셀;
상기 기판 내, 2행 2열로 배열된 제4 단위 픽셀을 포함하고, 상기 제3 병합 픽셀과 상기 제1 방향으로 연속으로 배열된 제4 병합 픽셀;
상기 기판 내, 각각의 상기 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀, 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀, 상기 제2 내지 제4 단위 픽셀을 분리하는 픽셀 분리 패턴;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제1 포커스 픽셀과 중첩되는 제1 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제1 병합 픽셀과 중첩되는 제2 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제2 병합 픽셀과 중첩되는 제3 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제3 병합 픽셀과 중첩되는 제4 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제4 병합 픽셀과 중첩되는 제5 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 픽셀 분리 패턴과 적어도 일부 중첩되어 상기 제1 내지 제5 컬러 필터를 분리하되 상기 제1 내지 제5 컬러 필터 내에 배치되지 않는 그리드 패턴;
상기 제1 컬러 필터 상에 상기 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀을 덮는 제1 마이크로 렌즈; 및
상기 제2 내지 제5 컬러 필터 상에 각각의 상기 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀, 제3 단위 픽셀, 및 제4 단위 픽셀을 덮는 제2 마이크로 렌즈를 포함하고,
상기 제1 컬러 필터는 상기 제2 및 제5 컬러 필터, 또는 상기 제3 및 제4 컬러 필터와 동일한 컬러를 갖는 이미지 센서.a substrate including first and second surfaces opposite to each other;
a first merge pixel including first-first and first-second unit pixels continuously arranged along a first direction in the substrate;
In the substrate, 1-1st and 1-2th sub-pixels are continuously arranged along the first direction, and the first merged pixel is continuously arranged in a second direction intersecting the first direction. a first focus pixel;
a second merge pixel including second unit pixels arranged in two rows and two columns in the substrate, and arranged consecutively with the first merge pixel and the first focus pixel along the first direction;
a third merge pixel including third unit pixels arranged in two rows and two columns within the substrate, and arranged consecutively with the first focus pixel in the second direction;
a fourth merge pixel including fourth unit pixels arranged in two rows and two columns within the substrate, and arranged consecutively with the third merge pixel in the first direction;
a pixel separation pattern separating the 1-1st and 1-2th sub-pixels, the 1-1st and 1-2th unit pixels, and the second to fourth unit pixels within the substrate;
a first color filter overlapping the first focus pixel on the first surface of the substrate;
a second color filter overlapping the first merge pixel on the first surface of the substrate;
a third color filter overlapping the second merge pixel on the first surface of the substrate;
a fourth color filter overlapping the third merge pixel on the first surface of the substrate;
a fifth color filter overlapping the fourth merge pixel on the first surface of the substrate;
a grid pattern, on the first surface of the substrate, at least partially overlapping the pixel isolation pattern to separate the first to fifth color filters, but not disposed within the first to fifth color filters;
a first microlens covering the first-first and first-second sub-pixels on the first color filter; and
a second micro lens covering the 1-1st and 1-2th unit pixels, the third unit pixel, and the fourth unit pixel, respectively, on the second to fifth color filters;
The first color filter has the same color as the second and fifth color filters or the third and fourth color filters.
상기 제1 컬러 필터는 상기 제2 및 제5 컬러 필터와 동일한 컬러를 갖고,
상기 제3 컬러 필터는 제4 컬러 필터와 동일한 컬러를 갖는 이미지 센서.According to claim 14,
The first color filter has the same color as the second and fifth color filters;
The third color filter has the same color as the fourth color filter.
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제2 내지 제5 컬러 필터 중 어느 하나의 내부에 상기 픽셀 분리 패턴과 중첩되도록 배치되어 상기 어느 하나의 컬러 필터를 2개의 컬러 필터 또는 4개의 컬러 필터로 분리하는 서브 그리드 패턴을 더 포함하는 이미지 센서.According to claim 14,
On the first surface of the substrate, any one of the second to fifth color filters is disposed so as to overlap the pixel separation pattern, and the one color filter is converted into two color filters or four color filters. An image sensor further comprising a sub-grid pattern for separating.
상기 그리드 패턴은, 다중층이고,
상기 서브 그리드 패턴은 단일층인 이미지 센서.According to claim 16,
The grid pattern is multi-layered,
The sub-grid pattern is a single layer image sensor.
상기 그리드 패턴의 상면은 상기 서브 그리드 패턴의 상면보다 높게 배치되는 이미지 센서.According to claim 16,
An upper surface of the grid pattern is disposed higher than an upper surface of the sub-grid pattern.
상기 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 단위 픽셀과, 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-3 및 제1-4 단위 픽셀을 포함하는 제1 병합 픽셀;
상기 기판 내, 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-1 및 제2-2 단위 픽셀과, 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-3 및 제2-4 단위 픽셀을 포함하고, 상기 제1 병합 픽셀과 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열되는 제2 병합 픽셀;
상기 기판 내, 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제3 단위 픽셀, 제1 포커스 픽셀, 및 제4 단위 픽셀;
상기 기판 내, 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제5 단위 픽셀, 제2 포커스 픽셀 및 제6 단위 픽셀;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 각각의 상기 제1 포커스 픽셀, 상기 제2 포커스 픽셀, 상기 제1 병합 픽셀, 상기 제2 병합 픽셀, 상기 제3 단위 픽셀, 상기 제4 단위 픽셀, 상기 제5 단위 픽셀, 및 상기 제6 단위 픽셀과 중첩되는 제1 내지 제8 컬러 필터;
상기 기판의 상기 제1 면 상에, 상기 제1 내지 제8 컬러 필터를 분리하되 상기 제1 내지 제8 컬러 필터 내에 배치되지 않는 그리드 패턴; 및
상기 제1 내지 제8 컬러 필터 상에 각각의 상기 제1 포커스 픽셀, 상기 제1-1 내지 제1-4 단위 픽셀들, 상기 제2-1 내지 제2-4 단위 픽셀들, 상기 제3 단위 픽셀, 상기 제1 포커스 픽셀, 상기 제4 단위 픽셀, 상기 제5 단위 픽셀, 상기 제2 포커스 픽셀 및 상기 제6 단위 픽셀을 덮는 마이크로 렌즈를 포함하고,
상기 제1 포커스 픽셀은 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제1-1 및 제1-2 서브 픽셀로 구성되고,
상기 제2 포커스 픽셀은 상기 제1 방향을 따라 연속으로 배열된 제2-1 및 제2-2 서브 픽셀로 구성되고,
상기 제5 단위 픽셀, 상기 제3 단위 픽셀, 상기 제1-3 단위 픽셀 및 상기 제1-1 단위 픽셀은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연속으로 배열되고,
상기 제6 단위 픽셀, 상기 제4 단위 픽셀, 상기 제2-4 단위 픽셀 및 상기 제2-2 단위 픽셀은 상기 제2 방향을 따라 연속으로 배열되고,
상기 제1 및 제2 컬러 필터는 상기 제4, 제5 및 제7 컬러 필터, 또는 상기 제3, 제6 및 제8 컬러 필터와 동일한 컬러 필터를 포함하는 이미지 센서.a substrate including first and second surfaces opposite to each other;
In the substrate, including 1-1st and 1-2th unit pixels continuously arranged along a first direction, and 1-3rd and 1-4th unit pixels continuously arranged along the first direction a first merge pixel;
In the substrate, including 2-1st and 2-2nd unit pixels continuously arranged along a first direction, and 2-3rd and 2-4th unit pixels continuously arranged along the first direction; , second merge pixels arranged consecutively with the first merge pixels along the first direction;
a third unit pixel, a first focus pixel, and a fourth unit pixel continuously arranged in the substrate along the first direction;
a fifth unit pixel, a second focus pixel, and a sixth unit pixel continuously arranged in the substrate along the first direction;
On the first surface of the substrate, each of the first focus pixel, the second focus pixel, the first merge pixel, the second merge pixel, the third unit pixel, the fourth unit pixel, and the first focus pixel first to eighth color filters overlapping five unit pixels and the sixth unit pixel;
a grid pattern separating the first to eighth color filters on the first surface of the substrate, but not disposed within the first to eighth color filters; and
The first focus pixel, the 1-1st to 1-4th unit pixels, the 2-1st to 2-4th unit pixels, and the third unit pixels on the first to eighth color filters, respectively. a micro lens covering a pixel, the first focus pixel, the fourth unit pixel, the fifth unit pixel, the second focus pixel, and the sixth unit pixel;
The first focus pixel is composed of first-first and first-second subpixels continuously arranged along the first direction;
The second focus pixel is composed of 2-1st and 2-2nd sub-pixels continuously arranged along the first direction;
The fifth unit pixel, the third unit pixel, the 1-3 th unit pixel, and the 1-1 th unit pixel are continuously arranged along a second direction crossing the first direction;
The sixth unit pixel, the fourth unit pixel, the 2-4th unit pixel, and the 2-2nd unit pixel are continuously arranged along the second direction;
The first and second color filters include the same color filters as the fourth, fifth, and seventh color filters, or the third, sixth, and eighth color filters.
상기 제5 및 제7 컬러 필터는 동일한 컬러 필터를 포함하고, 상기 제6 및 제8 컬러 필터는 동일한 컬러 필터를 포함하는 이미지 센서.According to claim 19,
The fifth and seventh color filters include the same color filter, and the sixth and eighth color filters include the same color filter.
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