KR20230009786A - 이미지 센서, 이를 포함하는 카메라 모듈, 이를 포함하는 전자 장치, 및 그 제조 방법 - Google Patents

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박혜연
이윤기
남궁진웅
송현석
권형근
김범석
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Abstract

이미지 센서는, 기판 내에 형성된 감광 소자; 상기 감광 소자 상에 형성된 평탄화 층; 상기 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 및 상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함할 수 있고, 상기 녹색 필터의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 가질 수 있다.

Description

이미지 센서, 이를 포함하는 카메라 모듈, 이를 포함하는 전자 장치, 및 그 제조 방법{IMAGE SENSOR, CAMERA MODULE INCLUDING THE IMAGE SENSOR, ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE CAMERA MODULE, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 이미지 센서, 이를 포함하는 카메라 모듈, 이를 포함하는 전자 장치, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이지미 센서의 해상도를 증가시키기 위해서 픽셀들의 개수가 늘어남에 따라 각 픽셀들의 면적이 작아져 유효 픽셀 면적이 감소하고 있으며, 이에 따라 각 픽셀들에 포함된 포토다이오드로 입사되는 광의 집광 효율을 증가시킬 필요가 있다.
본 발명의 일 과제는 개선된 특성을 갖는 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 개선된 특성을 갖는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 개선된 특성을 갖는 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 개선된 특성을 갖는 이미지 센서를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 일 과제를 해결하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 형성된 감광 소자; 상기 감광 소자 상에 형성된 평탄화 층; 상기 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 및 상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함할 수 있고, 상기 녹색 필터의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 가질 수 있다.
상기한 일 과제를 해결하기 위한 다른 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 형성된 감광 소자; 상기 감광 소자 상에 형성된 평탄화 층; 상기 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 및 상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함할 수 있고, 상기 녹색 필터는 35wt% 내지 50wt%의 중량비를 갖는 녹색 안료를 포함할 수 있다.
상기한 일 과제를 해결하기 위한 또 다른 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 형성된 감광 소자; 상기 감광 소자 상에 형성된 평탄화 층; 상기 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 및 상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함할 수 있고, 녹색광 파장 영역에서 상기 녹색 컬러 필터의 굴절률은 상기 마이크로 렌즈의 굴절률보다 크고, 청색광 파장 영역에서 상기 청색 컬러 필터의 굴절률은 상기 마이크로 렌즈의 굴절률보다 크며, 적색광 파장 영역에서 상기 적색 컬러 필터의 굴절률은 상기 마이크로 렌즈의 굴절률보다 클 수 있다.
상기한 일 과제를 해결하기 위한 또 다른 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서는, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 형성되어 내부에 제1 배선들을 수용하는 제1 층간 절연막; 상기 제1 층간 절연막 상에 형성되어 내부에 제2 배선들을 수용하는 제2 층간 절연막; 상기 제2 층간 절연막 상에 형성된 제2 기판; 상기 제2 기판 내에 형성되어 단위 픽셀들이 각각 형성되는 단위 픽셀 영역들을 정의하는 픽셀 분리 패턴; 상기 제2 기판의 상기 각 단위 픽셀 영역들 내에 형성된 감광 소자; 상기 제2 기판의 하부를 관통하여 상기 감광 소자에 접촉하는 전송 게이트(TG); 상기 TG에 인접하는 상기 제2 기판의 하부에 형성된 플로팅 확산 영역(FD); 상기 제2 기판 상에 형성된 하부 평탄화 층; 상기 하부 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 상기 복수의 컬러 필터들 사이에 형성된 간섭 방지 구조물; 상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈; 상기 마이크로 렌즈 상에 형성된 투명 보호층; 상기 하부 평탄화 층 및 상기 제2 기판의 상부를 관통하는 패드; 및 상기 하부 평탄화 층, 상기 제2 기판, 상기 제2 층간 절연막, 및 상기 제1 층간 절연막의 상부를 관통하여 상기 제1 및 제2 배선들에 공통적으로 접촉하는 제1 관통 비아 구조물을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함할 수 있고, 상기 녹색 필터의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 가질 수 있다.
상기한 다른 과제를 해결하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 카메라 모듈은, 외부로부터 입사되는 광을 반사하여 광 경로를 변경하는 프리즘; 상기 프리즘으로부터 반사된 광의 광학 줌 배율을 변경하는 광학 경로 폴딩 요소(OPFE); 상기 OPFE로부터 입사되는 광을 사용하여 대상의 이미지를 센싱하는 이미지 센싱 장치; 및 상기 이미지 센싱 장치로부터 생성된 이미지 데이터를 저장하는 저장부를 포함할 수 있으며, 상기 이미지 센싱 장치는 기판 내에 형성된 감광 소자; 상기 감광 소자 상에 형성된 평탄화 층; 상기 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 및 상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함하는 이미지 센서를 구비할 수 있고, 상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함할 수 있으며, 상기 녹색 필터의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 가질 수 있다.
상기한 또 다른 과제를 해결하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 전자 장치는, 대상을 센싱하여 이미지 데이터를 생성하는 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈로부터 생성된 이미지 데이터를 수신하여 이를 처리하는 애플리케이션 프로세서(AP); 상기 카메라 모듈에 전력을 공급하는 전력 반도체(PMIC); 및 상기 AP에 의해 처리된 이미지 데이터가 저장되는 외부 메모리를 포함할 수 있고, 상기 카메라 모듈은 상기 대상으로부터 반사된 광을 사용하여 대상의 이미지를 센싱하는 이미지 센싱 장치를 포함할 수 있으며, 상기 이미지 센싱 장치는 기판 내에 형성된 감광 소자; 상기 감광 소자 상에 형성된 평탄화 층; 상기 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 및 상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함하는 이미지 센서를 구비할 수 있고, 상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함할 수 있으며, 상기 녹색 필터의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 가질 수 있다.
상기한 또 다른 과제를 해결하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서의 제조 방법에서, 기판 내에 감광 소자를 형성할 수 있다. 상기 감광 소자 상에 평탄화 층을 형성할 수 있다. 상기 평탄화 층 상에 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층을 형성할 수 있다. 상기 컬러 필터 어레이 층 상에 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다. 상기 각 복수의 컬러 필터들을 형성할 때, 해당 색상의 안료, 안료 분산제, 바인더 수지, 및 용제를 혼합하여 조성물을 제조할 수 있다. 상기 제조된 조성물을 상기 평탄화 층 상에 증착할 수 있다. 상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함할 수 있고, 상기 녹색 필터의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 가질 수 있다.
상기한 또 다른 과제를 해결하기 위한 다른 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서의 제조 방법에서 기판 내에 감광 소자를 형성할 수 있다. 상기 감광 소자 상에 평탄화 층을 형성할 수 있다. 상기 평탄화 층 상에 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층을 형성할 수 있다. 상기 컬러 필터 어레이 층 상에 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다. 상기 각 복수의 컬러 필터들을 형성할 때, 해당 색상의 안료, 안료 분산제, 바인더 수지, 및 용제를 혼합하여 조성물을 제조할 수 있다. 상기 제조된 조성물을 상기 평탄화 층 상에 증착할 수 있다. 상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함할 수 있고, 상기 녹색 컬러 필터를 제조하기 위한 녹색 컬러 필터 조성물은 35wt% 내지 50wt%의 중량비를 갖는 녹색 안료를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서에 포함된 각 픽셀들은 상대적으로 높은 굴절률(n) 및 흡광도(k)를 갖는 컬러 필터들을 포함할 수 있으며, 이에 따라 각 픽셀들의 집광 효율이 증가되고 입사광이 생성하는 빔 스팟 사이즈가 감소하여 유효 픽셀 면적이 증가할 수 있으며, 상기 각 컬러 필터들이 상대적으로 작은 두께를 갖고도 원하는 분광 특성을 확보할 수 있다. 또한, 상기 각 컬러 필터들이 상대적으로 작은 두께를 가짐에 따라서, 입사광의 초점이 기판에 형성된 감광 소자에 근접하도록 조절할 수 있으며, 이에 따라 각 픽셀들의 감도가 향상될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서에 포함된 픽셀들의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2 및 3은 상기 이미지 센서에 포함된 컬러 필터들의 배열을 설명하기 위한 도면들이며, 도 4는 상기 각 픽셀들에 포함된 컬러 필터의 파장에 따른 굴절률을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 내지 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서를 포함하는 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 15는 도 14의 카메라 모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서, 이를 포함하는 카메라 모듈, 이를 포함하는 전자 장치, 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 물질, 층(막), 영역, 패드, 전극, 패턴, 구조물 또는 공정들이 "제1", "제2" 및/또는 "제3"으로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 물질, 층(막), 영역, 전극, 패드, 패턴, 구조물 및 공정들을 구분하기 위한 것이다. 따라서 "제1", "제2" 및/또는 "제3"은 각 물질, 층(막), 영역, 전극, 패드, 패턴, 구조물 및 공정들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서에 포함된 픽셀들의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2 및 3은 상기 이미지 센서에 포함된 컬러 필터들의 배열을 설명하기 위한 도면들이며, 도 4는 상기 각 픽셀들에 포함된 컬러 필터의 파장에 따른 굴절률을 설명하기 위한 그래프이다.
도 1을 참조하면, 각 픽셀들은 기판(10) 내에 형성된 감광 소자(30), 기판(10) 상에 형성된 평탄화 층(40), 평탄화 층(40) 상에 형성된 컬러 필터 어레이 층(80), 및 컬러 필터 어레이 층(80) 상에 형성된 마이크로 렌즈(90)를 포함할 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 마이크로 렌즈(90) 상에는 투명 보호층이 더 형성될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판(10)은 실리콘, 게르마늄, 실리콘-게르마늄과 같은 반도체 물질, 또는 GaP, GaAs, GaSb 등과 같은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 기판(10)의 일부 혹은 전부에는 P형 불순물이 도핑된 P형 웰(well)이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 감광 소자(30)는 포토다이오드(PD)일 수 있다. 예를 들어, 감광 소자(30)는 기판(10)에 형성된 상기 P형 웰 내부에 N형 불순물이 도핑된 영역일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판(10) 내에는 픽셀 분리 패턴(20)이 형성될 수 있으며, 픽셀 분리 패턴(20)에 의해 구획되는 기판(10)의 각 영역들 내에 상기 각 픽셀들에 포함된 감광 소자(30)가 형성될 수 있다. 도면 상에서는 상기 각 영역들 내에 하나의 감광 소자(30)가 형성된 것이 도시되어 있으나, 본 발명의 개념은 반드시 이에 한정되지는 않으며, 2개 이상의 복수의 감광 소자들(30)이 형성될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 픽셀 분리 패턴(20)은 상면에서 보았을 때 격자 형상을 가질 수 있으며, 픽셀 분리 패턴(20)에 의해 각 단위 픽셀들이 형성되는 단위 픽셀 영역들이 기판(10)에 정의될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 단위 픽셀 영역들은 기판(10)의 상면에 평행한 제1 및 제2 방향들을 따라 복수 개로 배열될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 픽셀 분리 패턴(20)은 예를 들어, 산화물 혹은 질화물과 같은 절연 물질, 혹은 폴리실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 픽셀 분리 패턴(20)은 불순물이 도핑된 폴리실리콘, 혹은 금속, 금속 질화물과 같은 도전성 물질을 포함할 수도 있다.
평탄화 층(40)은 기판(10) 상면에 형성되어, 단일막, 혹은 기판(10)의 상면에 수직한 수직 방향을 따라 순차적으로 적층된 복합막 구조를 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 평탄화 층(40)은 순차적으로 적층된 제1 내지 제5 막들을 포함할 수 있으며, 이들은 각각 예를 들어, 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 하프늄 산화물을 포함할 수 있다.
컬러 필터 어레이 층(80)은 기판(10) 내에 형성된 픽셀 분리 패턴(20)에 상기 수직 방향으로 대응하도록 형성된 간섭 방지 구조물(60)에 의해 서로 분리된 복수의 컬러 필터들을 포함할 수 있으며, 도면 상에서는 예시적으로 제1 내지 제3 컬러 필터들(82, 84, 86)이 도시되어 있다. 이때, 제1 내지 제3 컬러 필터들(82, 84, 86)은 평탄화 층(40) 상에서 상기 제1 및 제2 방향들을 따라 서로 이격되도록 복수 개로 배열될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 내지 제3 컬러 필터들(82, 84, 86)은 각각 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터일 수 있으나, 본 발명의 개념은 반드시 이에 한정되지는 않는다.
간섭 방지 구조물(60)은 하나의 픽셀로 진입하는 광이 이에 인접하는 픽셀로 진입하지 못하도록 일종의 장벽 역할을 수행함으로써, 인접 픽셀들 사이의 광 간섭을 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 제1 내지 제3 컬러 필터들(G, B, R)은 베이어 패턴(Bayer pattern)으로 배열될 수 있다. 이때, 매 픽셀마다 서로 다른 색상의 광을 필터링하는 제1 내지 제3 컬러 필터들(G, B, R) 중 어느 하나가 배치될 수도 있고, 혹은 서로 인접하는 복수의 픽셀들마다 제1 내지 제3 컬러 필터들(G, B, R) 중 어느 하나가 배치될 수도 있다.
이 경우에는, 서로 인접하며 동일한 색상의 광을 필터링하는 컬러 필터들이 함께 컬러 필터 그룹을 형성할 수 있다. 즉, 녹색광을 필터링하는 제1 컬러 필터들(G)이 서로 인접하도록 배치되어 제1 컬러 필터 그룹을 형성하고, 청색광을 필터링하는 제2 컬러 필터들(B)이 서로 인접하도록 배치되어 제2 컬러 필터 그룹을 형성할 수 있으며, 적색광을 필터링하는 제3 컬러 필터들(R)이 서로 인접하도록 배치되어 제3 컬러 필터 그룹을 형성할 수 있다.
도 2에는 예시적으로 서로 인접하며 동일한 색상의 광을 필터링하는 각 4개의 컬러 필터들이 하나의 컬러 필터 그룹을 형성하는 것이 도시되어 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지는 않으며, 예를 들어, 서로 인접하며 동일한 색상의 광을 필터링하는 각 9개, 16개 등의 컬러 필터들이 하나의 컬러 필터 그룹을 형성할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 다른 실시예에 있어서, 컬러 필터 어레이 층(80)은 제1 내지 제3 컬러 필터들(G, B, R)에 더하여, 예를 들어 백색 광을 필터링하는 백색 컬러 필터인 제4 컬러 필터(W)를 더 포함할 수 있으며, 제1 내지 제4 컬러 필터들(G, B, R, W)은 다양한 방식으로 상기 제1 및 제2 방향들을 따라 배열될 수 있다.
도 3에는 예시적으로 제1 내지 제4 컬러 필터들(G, B, R, W)의 2개의 배열 방식들이 도시되어 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지는 않는다. 또한 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 매 픽셀마다 서로 다른 색상의 광을 필터링하는 제1 내지 제4 컬러 필터들(G, B, R, W) 중 어느 하나가 배치될 수도 있고, 혹은 서로 인접하는 복수의 픽셀들마다 제1 내지 제4 컬러 필터들(G, B, R, W) 중 어느 하나가 배치되어 컬러 필터 그룹을 형성할 수도 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 간섭 방지 구조물(60)은 상기 수직 방향으로 적층된 제1 및 제2 간섭 방지 패턴들(50, 55)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 간섭 방지 패턴(50)은 예를 들어, 텅스텐과 같이 광 흡수율이 낮은 금속을 포함할 수 있으며, 제2 간섭 방지 패턴(55)은 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2)과 같은 저 굴절률 물질(Low Refractive Index Material: LRIM)을 포함할 수 있다.
이와는 달리, 간섭 방지 구조물(60)은 굴절률이 낮고 투명한 물질만을 포함할 수도 있으며, 이때 간섭 방지 구조물(60)은 높은 반사율을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 간섭 방지 구조물(60)의 상면의 높이는 각 제1 내지 제3 컬러 필터들(82, 84, 86)의 상면의 높이보다 낮을 수 있다. 즉, 각 제1 내지 제3 컬러 필터들(82, 84, 86)의 대부분의 측벽은 간섭 방지 구조물(60)에 의해 둘러싸일 수 있으나, 각 제1 내지 제3 컬러 필터들(82, 84, 86)은 상부는 간섭 방지 구조물(60)의 상부로 돌출될 수 있다.
한편, 간섭 방지 구조물(60)의 상면 및 측벽, 및 평탄화 층(40)의 상면에는 보호막(70)이 더 형성될 수 있으며, 이에 따라 각 제1 내지 제3 컬러 필터들(82, 84, 86)의 저면 및 측벽은 보호막(70)에 의해 커버될 수 있다. 보호막(70)은 예를 들어, 알루미늄 산화물(Al2O3)와 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다.
컬러 필터 어레이 층(80) 및 보호막(70) 상에는 복수의 마이크로 렌즈들(90)이 형성될 수 있으며, 매 픽셀로 입사하는 광을 모아주는 역할을 할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 각 마이크로 렌즈들(90)은 매 픽셀들에 포함된 컬러 필터들(82, 84, 86) 상에 배치될 수 있다. 이와는 달리, 각 마이크로 렌즈들(90)은 서로 인접하는 복수의 픽셀들에 포함된 컬러 필터들(82, 84, 86), 예를 들어 도 2 혹은 도 3에 도시된 동일한 색상의 컬러 필터들 상에 공통적으로 배치될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 녹색 컬러 필터(G), 적색 컬러 필터(R) 및 청색 컬러 필터(B)는 각각 비교예에 따른 녹색 컬러 필터(G), 적색 컬러 필터(R) 및 청색 컬러 필터(B)에 비해 가시광선의 대부분의 파장 영역에서 높은 굴절률(n)을 가짐을 알 수 있다.
예를 들어, 540nm의 녹색광 파장에서 비교예에 따른 녹색 컬러 필터(G)의 굴절률은 1.676임에 비해 실시예에 따른 녹색 컬러 필터(G)의 굴절률은 1.774이었고, 450nm의 청색광 파장에서 비교예에 따른 청색 컬러 필터(B)의 굴절률은 1.63임에 비해 실시예에 따른 청색 컬러 필터(B)의 굴절률은 1.669이었으며, 630nm의 적색광 파장에서 비교예에 따른 적색 컬러 필터(R)의 굴절률은 1.81임에 비해 실시예에 따른 적색 컬러 필터(R)의 굴절률은 1.847이었다.
이에 따라, 예시적인 실시예들에 따른 녹색 컬러 필터(G)의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 가질 수 있고, 예시적인 실시예들에 따른 적색 컬러 필터(R)의 굴절률은 610nm 내지 700nm의 적색광 파장 영역에서 1.8 이상의 값을 가질 수 있다.
또한, 예시적인 실시예들에 있어서, 각 제1 내지 제3 컬러 필터들(82, 84, 86)의 해당 파장 영역에서의 굴절률은 마이크로 렌즈(90)의 상기 파장 영역에서의 굴절률보다 클 수 있다.
이에 따라, 각 픽셀들로 입사하는 입사광은 예시적인 실시예들에 따른 마이크로 렌즈(90)를 통과하면서 1차적으로 굴절되고, 또한 이보다 더 큰 굴절률을 갖는 각 컬러 필터들(82, 84, 86)에 의해 2차적으로 굴절될 수 있으며, 상기 입사광이 2차례의 굴절을 통해 집속된 빔 스팟(beam spot)의 사이즈 즉, 직경(D)은 상기 입사광이 통과한 마이크로 렌즈(90) 및 각 컬러 필터들(82, 84, 86)에 의한 굴절이 클수록 감소하므로, 상대적으로 작은 굴절률을 갖는 컬러 필터들을 포함하는 비교예에 따른 빔 스팟의 직경보다 더 작을 수 있다. 즉, 예시적인 실시예들에 따른 각 컬러 필터들(82, 84, 86)이 비교예에 따른 각 컬러 필터들에 비해 높은 굴절률을 가짐으로써, 각 픽셀들로 입사하는 입사광의 집광 효율을 증가시킬 수 있으며, 빔 스팟 사이즈를 줄여 유효 픽셀 면적을 증가시키는 효과를 가질 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 간섭 방지 구조물(60)이 저 굴절률의 투명 물질을 포함하는 경우에는, 표면 반사율이 높을 수 있으며, 이에 따라 고 굴절률을 갖는 컬러 필터들(82, 84, 86)과 함께 사용됨으로써, 각 픽셀들로 입사하는 입사광의 집광 효율을 더욱 더 향상시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 각 컬러 필터들(82, 84, 86)은 비교예에 따른 각 컬러 필터들에 비해서, 투과시키고자 하는 파장 영역 이외의 영역에 속한 광을 흡수하는 흡광도(k)가 높을 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 녹색 컬러 필터(G)의 대략 600nm 내지 700nm의 파장 영역에서의 흡광도는 0.1 내지 0.4이었고, 청색 컬러 필터(B)의 대략 550nm 내지 700nm의 파장 영역에서의 흡광도는 0.1 내지 0.4이었으며, 적색 컬러 필터(R)의 대략 450nm 내지 580nm의 파장 영역에서의 흡광도는 0.1 내지 0.5이었다.
각 컬러 필터들(82, 84, 86)이 상대적으로 높은 흡광도를 가짐에 따라서, 이들은 상대적으로 작은 두께(T)를 가지고도 원하는 분광 특성을 유지할 수 있다. 이에 따라, 예시적인 실시예들에 따른 각 녹색 컬러 필터(G) 및 청색 컬러 필터(B)는 대략 2000
Figure pat00001
내지 5000
Figure pat00002
의 두께를 가질 수 있으며, 적색 컬러 필터(R)는 대략 3000
Figure pat00003
내지 6000
Figure pat00004
의 두께를 가질 수 있다. 이와 같이, 각 컬러 필터들(82, 84, 86)이 상대적으로 작은 두께를 가짐에 따라서, 각 픽셀들로 입사되는 광으로 구성되는 빔의 초점이 감광 소자(30)에 근접하도록 조절될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 각 컬러 필터들(82, 84, 86)은 비교예에 따른 컬러 필터들에 비해서 높은 안료 중량비를 가질 수 있다. 즉, 각 컬러 필터들(82, 84, 86)은 해당 색상의 안료, 안료 분산제, 바인더 수지, 및 용제를 혼합하여 형성된 조성물을 증착하여 제조된 필름일 수 있으며, 상기 안료 분산제가 상기 안료 표면에 흡착할 수 있도록 하는 작용기를 상기 조성물이 더 포함하여 상기 안료의 분산성을 향상시킴으로써, 상기 조성물 내의 상기 안료의 중량비를 증가시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 녹색 컬러 필터(G)인 제1 필터(82) 혹은 이를 형성하기 위해 제조된 녹색 컬러 필터 조성물 중 녹색 안료는 대략 35 wt% 내지 50wt%를 가질 수 있고, 청색 컬러 필터(B)인 제2 필터(84) 혹은 이를 형성하기 위해 제조된 청색 컬러 필터 조성물 중 청색 안료는 대략 30wt% 내지 45wt%를 가질 수 있으며, 적색 컬러 필터(R)인 제3 필터(86) 혹은 이를 형성하기 위해 제조된 적색 컬러 필터 조성물 중 적색 안료는 대략 35wt% 내지 55wt%를 가질 수 있다.
각 컬러 필터들(82, 84, 86)이 상대적으로 큰 안료 중량비를 가짐에 따라서, 상대적으로 큰 굴절률(n) 및 흡광도(k)를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서에 포함된 각 픽셀들은 상대적으로 높은 굴절률(n) 및 흡광도(k)를 갖는 컬러 필터들(82, 84, 86)을 포함할 수 있으며, 이에 따라 각 픽셀들의 집광 효율이 증가되고 입사광이 생성하는 빔 스팟 사이즈가 감소하여 유효 픽셀 면적이 증가할 수 있으며, 각 컬러 필터들(82, 84, 86)이 상대적으로 작은 두께를 갖고도 원하는 분광 특성을 확보할 수 있다. 또한, 각 컬러 필터들(82, 84, 86)이 상대적으로 작은 두께를 가짐에 따라서, 입사광의 초점이 감광 소자(30)에 근접하도록 조절할 수 있으며, 이에 따라 각 픽셀들의 감도가 향상될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 단면도이다. 상기 이미지 센서는 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 픽셀들 및 이에 포함된 구성 요소들, 예를 들어, 컬러 필터 어레이 층, 간섭 방지 구조물 등을 포함할 수 있으며, 이에 따라 이들에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
이하에서는, 제1 기판(100)의 제1 면(102)에 실질적으로 평행한 수평 방향들 중에서 서로 교차하는 두 방향들을 각각 제1 및 제2 방향들(D1, D2)로 정의하고, 제1 기판(100)의 제1 면(102)에 실질적으로 수직한 방향을 제3 방향(D3)으로 정의한다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 방향들(D1, D2)은 서로 직교할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 이미지 센서는 제1 내지 제4 영역들(I, II, III, IV) 내에서 제3 방향(D3)을 따라 순차적으로 적층된 제2 기판(300), 제2 층간 절연막(320), 제1 층간 절연막(210), 제1 기판(100) 및 하부 평탄화 층(460)을 포함할 수 있으며, 제1 영역(I) 내에는 하부 평탄화 층(460) 상에 컬러 필터 어레이 층(610), 마이크로 렌즈(630) 및 투명 보호층(650)이 순차적으로 적층될 수 있고, 제2 및 제3 영역들(II, III) 내에는 하부 평탄화 층(460) 상에 광 차단층(620), 상부 평탄화 층(640) 및 투명 보호층(650)이 순차적으로 적층될 수 있으며, 제4 영역(IV) 내에는 하부 평탄화 층(460) 상에 상부 평탄화 층(640) 및 투명 보호층(650)이 적층될 형성될 수 있다.
또한, 상기 이미지 센서는 제1 및 제2 영역들(I, II) 내에서 제1 층간 절연막(210) 내에 수용된 제1 내지 제3 배선들(170, 180, 190) 및 제1 및 제2 비아들(150, 160), 제1 기판(100)을 관통하여 제3 방향(D3)으로 연장되는 픽셀 분리 패턴(110), 픽셀 분리 패턴(110)에 의해 정의되는 각 단위 픽셀 영역들 내에 형성된 감광 소자(120), 제1 기판(100)의 하부를 관통하여 연장되며 제1 기판(100)의 제1 면(102) 아래로 돌출된 하부가 제1 층간 절연막(210)에 의해 커버된 전송 게이트(Transfer Gate: TG)(130), TG(130)에 인접한 제1 기판(100)의 하부에 형성된 플로팅 확산 영역(Floating Diffusion: FD)(140)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지 센서는 제1 영역(I) 내에서 컬러 필터 어레이 층(610)이 포함하는 컬러 필터들(602, 604) 사이에 형성된 간섭 방지 구조물(580), 및 하부 평탄화 층(460) 상에 형성되어 간섭 방지 구조물(580)의 표면을 커버하는 보호막(590)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지 센서는 제3 영역(III) 내에서 제1 층간 절연막(210) 내에 수용된 제4 배선(200), 제2 층간 절연막(320) 내에 수용된 제5 배선(310), 및 하부 평탄화 층(460), 제1 기판(100), 제1 층간 절연막(210), 및 제2 층간 절연막(320)의 상부를 관통하여 제4 및 제5 배선들(200, 310)에 공통적으로 접촉하는 제1 관통 비아 구조물을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지 센서는 제4 영역(IV) 내에서 제2 층간 절연막(320) 내에 수용된 제5 배선(310), 하부 평탄화 층(460) 및 제1 기판(100)의 상부를 관통하는 패드(510), 및 하부 평탄화 층(460), 제1 기판(100), 제1 층간 절연막(210), 및 제2 층간 절연막(320)의 상부를 관통하여 제5 배선(310)에 접촉하는 제2 관통 비아 구조물을 더 포함할 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 상기 이미지 센서는 제1 기판(100)의 제1 면(102)에 인접하는 제1 기판(100)의 하부에 형성된 각종 트랜지스터들을 더 포함할 수 있다. 상기 트랜지스터들은 예를 들어, 증폭(source follower) 트랜지스터, 리셋(reset) 트랜지스터, 및 선택(select) 트랜지스터를 포함할 수 있다. 한편, TG(130)와 FD(140) 및 감광 소자(120)는 함께 전송(transfer) 트랜지스터를 형성할 수 있다. 즉, 감광 소자(120)는 상기 전송 트랜지스터의 소스 영역 역할을 수행할 수 있고, FD(140)는 상기 전송 트랜지스터의 드레인 영역 역할을 수행할 수 있다.
제1 내지 제4 영역들(I, II, III, IV)은 제1 기판(100)의 내부 혹은 제2 기판(300)의 내부뿐만 아니라 그 상하부의 공간까지 모두 포함하는 개념으로 사용될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상면에서 보았을 때, 제1 영역(I)은 정사각형 혹은 직사각형 형상을 가질 수 있고, 제2 영역(II)은 제1 영역(I)을 둘러쌀 수 있으며, 제4 영역(IV)은 제2 영역(II)을 둘러쌀 수 있고, 제3 영역(III)은 제4 영역(IV) 내에 형성될 수 있으나, 본 발명의 개념은 반드시 이에 한정되지는 않을 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 영역(I)은 액티브 픽셀들이 형성되는 액티브 픽셀 영역일 수 있고, 제2 영역(II)은 옵티컬 블랙(Optical Black: OB) 픽셀들이 형성되는 OB 픽셀 영역일 수 있으며, 제3 영역(III)은 상기 제1 관통 비아 구조물이 형성되는 스택(stack) 영역일 수 있고, 제4 영역(IV)은 패드들(510)이 형성되는 패드 영역일 수 있다.
제1 기판(100)은 제1 면(102) 및 이에 대향하는 제2 면(104)을 포함할 수 있으며, 제2 기판(300)은 제3 면(302) 및 이에 대향하는 제4 면(304)을 포함할 수 있다. 도면 상에서, 제1 면(102)은 제2 면(104)보다 하부에 위치하고 있고, 제3 면(302)은 제4 면(304)보다 상부에 위치하고 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 기판(100)의 일부 혹은 전부에는 P형 불순물이 도핑되어 P형 웰이 형성될 수 있다.
픽셀 분리 패턴(110)은 제1 기판(100)의 제1 및 제2 영역들(I, II) 내에서 제3 방향(D3)을 따라 연장될 수 있으며, 상부에서 보았을 때 제1 및 제2 방향들(D1, D2)로 배열된 격자 형상을 가질 수 있다. 픽셀 분리 패턴(110)에 의해 정의되는 상기 단위 픽셀 영역은 각 제1 및 제2 방향들(D1, D2)을 따라 복수 개로 배열될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 감광 소자(120)는 포토다이오드(PD)일 수 있다. 감광 소자(120)는 제1 기판(100)의 제1 및 제2 영역들(I, II)에 형성된 상기 P형 웰 내부에 N형 불순물이 도핑된 불순물 영역일 수 있으며, 이에 따라 감광 소자(120)와 상기 P형 웰은 함께 PN 접합 다이오드를 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 픽셀 분리 패턴(110)에 인접한 제1 기판(100) 부분에 고농도의 P형 불순물이 도핑된 영역이 추가적으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 보다 향상된 성능을 갖는 PN 접합 다이오드가 형성될 수 있다.
감광 소자(120)는 제1 기판(100)의 제1 및 제2 영역들(I, II) 내에 형성된 픽셀 분리 패턴(110)에 의해 정의되는 상기 각 단위 픽셀 영역들 내에 형성될 수 있지만, 제1 기판(100)의 제2 영역(II) 내에서 픽셀 분리 패턴(110)에 의해 정의되는 일부 단위 픽셀 영역 내에는 형성되지 않을 수도 있다.
TG(130)는 제1 기판(100)의 제1 면(102)으로부터 제3 방향(D3)을 따라 위로 연장되는 매립부, 및 상기 매립부 아래에 형성되어 제1 기판(100)의 제1 면(102)보다 낮은 저면을 갖는 돌출부를 포함할 수 있다.
FD(140)는 제1 기판(100)의 제1 면(102)에 인접하면서 TG(130)에 인접하는 부분에 형성될 수 있으며, 예를 들어, N형 불순물이 도핑된 영역일 수 있다.
제1 비아(150)는 상부의 TG(130)에 접촉할 수 있으며, 하부의 제1 배선(170)에 연결될 수 있다. 제2 비아(160)는 상부의 FD(140)에 접촉할 수 있으며, 하부의 제2 배선(180)에 연결될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 각종 트랜지스터들, 즉 상기 증폭 트랜지스터, 상기 리셋 트랜지스터, 및 상기 선택 트랜지스터에 연결되는 비아들 및 배선들이 제1 및 제2 영역들(I, II) 내에서 제1 층간 절연막(210) 내에 더 형성될 수 있다. 또한 도면 상에서는, 각 제3 및 제4 배선들(190, 200)이 제3 방향(D3)으로 2개의 층들에 형성된 것이 도시되어 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지는 않으며, 각 제3 및 제4 배선들(190, 200)은 임의의 복수의 층들에 형성될 수 있다.
각 제1 및 제2 층간 절연막들(210, 320)은 예를 들어, 실리콘 산화물과 같은 산화물, 혹은 이보다 낮은 유전율을 갖는 저유전 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하부 평탄화 층(460)은 제3 방향(D3)을 따라 순차적으로 적층된 제1 내지 제5 막들(410, 420, 430, 440, 450)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제5 막들(410, 420, 430, 440, 450)은 각각 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 하프늄 산화물을 포함할 수 있다.
간섭 방지 구조물(580)은 제3 방향(D3)을 따라 픽셀 분리 패턴(110)과 오버랩되도록 하부 평탄화 층(460) 상에 형성될 수 있으며, 상면에서 보았을 때 격자 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 간섭 방지 구조물(580)은 제3 방향(D3)으로 적층된 제1 및 제2 간섭 방지 패턴들(560, 570)을 포함할 수 있으며, 이때 제1 간섭 방지 패턴(560)은 예를 들어, 텅스텐과 같이 광 흡수율이 낮은 금속을 포함할 수 있으며, 제2 간섭 방지 패턴(570)은 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2)과 같은 저 굴절률 물질(LRIM)을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 간섭 방지 구조물(580)은 굴절률이 낮고 투명한 물질만을 포함하는 단일막 구조를 가질 수도 있다.
보호막(590)은 예를 들어, 알루미늄 산화물(Al2O3)와 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 컬러 필터 어레이 층(610)은 보호막(590) 상에 형성될 수 있으며, 이에 따라 컬러 필터 어레이 층(610)에 포함된 제1 컬러 필터(602), 제2 컬러 필터(604) 및 제3 컬러 필터(도시되지 않음)의 각 저면 및 측벽은 보호막(590)에 의해 커버될 수 있다.
광 차단층(620)은 제1 및 제2 컬러 필터들(602, 604) 및 상기 제3 컬러 필터 중에서 상대적으로 긴 파장 영역의 광을 흡수하고 상대적으로 짧은 파장 영역의 광을 투과시키는 제2 컬러 필터(604)와 동일한 조성물을 포함할 수 있다.
광 차단층(620)은 제1 기판(100)의 제2 및 제3 영역들(II, III)내에서 하부 평탄화 층(460), 상기 제1 관통 비아 구조물, 및 절연 패턴(530) 상에 형성될 수 있으나, 제3 및 제4 영역들(III, IV) 경계 부분에서 하부 평탄화 층(460) 상에 형성된 도전 패턴(500)이 부분적으로 제거되어 하부 평탄화 층(460)의 상면을 노출시키는 제4 트렌치(520) 상에 형성된 절연 패턴(530) 부분 상에는 형성되지 않을 수 있다.
상기 제1 관통 비아 구조물은 하부 평탄화 층(460), 제1 기판(100), 제1 층간 절연막(210), 및 제2 층간 절연막(320)의 상부를 관통하여 제3 방향(D3)으로 연장되는 제1 매립 패턴(540), 제1 매립 패턴(540)의 측벽 및 저면을 커버하는 절연 패턴(530), 절연 패턴(530)의 측벽 및 저면을 커버하는 도전 패턴(500), 및 제1 매립 패턴(540)의 상면에 형성된 제1 캐핑 패턴(545)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 관통 비아 구조물은 하부 평탄화 층(460), 제1 기판(100), 제1 층간 절연막(210), 및 제2 층간 절연막(320)의 상부를 관통하여 제3 방향(D3)으로 연장되는 제2 매립 패턴(550), 제2 매립 패턴(550)의 측벽 및 저면을 커버하는 절연 패턴(530), 절연 패턴(530)의 측벽 및 저면을 커버하는 도전 패턴(500), 및 제2 매립 패턴(550)의 상면에 형성된 제2 캐핑 패턴(555)을 포함할 수 있다.
각 제1 및 제2 매립 패턴들(540, 550)은 예를 들어, 저 굴절률 물질(LRIM)을 포함할 수 있으며, 각 제1 및 제2 캐핑 패턴들(545, 555)은 예를 들어, 포토레지스트 물질을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 관통 비아 구조물에 포함된 도전 패턴(500) 부분은 제4 및 제5 배선들(200, 310)에 공통적으로 접촉하여 이들을 서로 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 제2 관통 비아 구조물에 포함된 도전 패턴(500) 부분은 제5 배선(310)에 접촉하여 이에 전기적으로 연결될 수 있다. 도전 패턴(500)은 상기 제1 및 제2 관통 비아 구조물에 포함될 뿐만 아니라, 제2 내지 제4 영역들(II, III, IV) 내에서 하부 평탄화 층(460) 상에도 형성될 수 있다.
도전 패턴(500)은 예를 들어, 텅스텐과 같은 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도전 패턴(500)의 하부에는 예를 들어, 티타늄 질화물과 같은 금속 질화물을 포함하는 배리어 패턴(도시되지 않음)이 더 형성될 수 있다.
절연 패턴(530)은 상기 제1 및 제2 관통 비아 구조물에 포함될 뿐만 아니라, 제2 내지 제4 영역들(II, III, IV) 내에서 하부 평탄화 층(460) 상에 형성된 도전 패턴(500) 부분 상에도 형성될 수 있다. 다만 전술한 바와 같이, 하부 평탄화 층(460)의 상면을 노출시키는 제4 트렌치(520) 상에도 형성되어 하부 평탄화 층(460)과 부분적으로 접촉할 수 있다. 절연 패턴(530)은 예를 들어, 실리콘 산화물과 같은 산화물을 포함할 수 있다.
패드(510)는 외부 배선과 전기적으로 연결되어, 상기 액티브 픽셀 및/또는 상기 OB 픽셀에 전기적 신호를 입력하거나 혹은 상기 액티브 픽셀 및/또는 상기 OB 픽셀로부터 전기적 신호가 출력되는 통로가 될 수 있다. 패드(510)는 예를 들어, 알루미늄과 같은 금속을 포함할 수 있다. 패드(510)의 측벽 및 저면은 도전 패턴(500)에 의해 커버될 수 있다.
마이크로 렌즈(630)는 제1 영역(I) 내에서 컬러 필터 어레이 층(610) 및 보호막(590) 상에 형성될 수 있으며, 상부 평탄화 층(640)은 제2 내지 제4 영역들(II, III, IV) 내에서 광 차단층(620), 절연 패턴(530) 및 상기 제2 관통 비아 구조물 상에 형성될 수 있으며, 다만 제4 영역(IV) 내에 형성되어 패드(510)의 상면을 노출시키는 제3 개구(660)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 마이크로 렌즈(630) 및 상부 평탄화 층(640)은 서로 동일한 물질, 예를 들어 투과도가 높은 포토레지스트 물질을 포함할 수 있다.
투명 보호층(650)은 마이크로 렌즈(630) 및 상부 평탄화 층(640) 상에 형성될 수 있다. 투명 보호층(650)은 예를 들어, SiO, SiOC, SiC, SiCN 등을 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서에서 제1 영역(I)에 형성되는 각 액티브 픽셀들은 상대적으로 높은 굴절률(n) 및 흡광도(k)를 갖는 제1 및 제2 컬러 필터들(602, 604) 및 상기 제3 컬러 필터를 포함할 수 있으며, 이에 따라 각 액티브 픽셀들의 집광 효율이 증가되고 입사광이 생성하는 빔 스팟 사이즈가 감소하여 유효 픽셀 면적이 증가할 수 있으며, 각 제1 및 제2 컬러 필터들(602, 604) 및 상기 제3 컬러 필터는 상대적으로 작은 두께를 갖고도 원하는 분광 특성을 확보할 수 있다. 또한, 각 제1 및 제2 컬러 필터들(602, 604) 및 상기 제3 컬러 필터가 상대적으로 작은 두께를 가짐에 따라서, 입사광의 초점이 감광 소자(120)에 근접하도록 조절할 수 있으며, 이에 따라 각 액티브 픽셀들의 감도가 향상될 수 있다.
도 6 내지 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6을 참조하면, 제1 내지 제4 영역들(I, II, III, IV)을 포함하는 제1 기판(100) 내에 픽셀 분리 패턴(110) 및 감광 소자(120)를 형성한 후, 전송 게이트(TG)(130) 및 플로팅 확산 영역(FD)(140)을 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 기판(100)의 일부 혹은 전부에는 P형 불순물이 도핑되어 P형 웰이 형성될 수 있다.
픽셀 분리 패턴(110)은 제1 기판(100)의 제1 및 제2 영역들(I, II) 내에서 제1 면(102)으로부터 제3 방향(D3)을 따라 아래로 연장되는 제1 트렌치를 형성하고 이를 채우도록 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 픽셀 분리 패턴(110)은 상면에서 보았을 때 제1 및 제2 방향들(D1, D2)로 배열된 격자 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 감광 소자(120)는 포토다이오드(PD)일 수 있다. 이에 따라, 감광 소자(120)는 제1 기판(100)의 제1 및 제2 영역들(I, II)에 형성된 상기 P형 웰 내부에 N형 불순물을 도핑함으로써 형성할 수 있으며, 이에 따라 감광 소자(120)와 상기 P형 웰은 함께 PN 접합 다이오드를 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 픽셀 분리 패턴(110)을 형성하기 위한 상기 제1 트렌치를 형성한 후, 상기 제1 트렌치에 인접한 제1 기판(100) 부분에 고농도의 P형 불순물을 추가적으로 도핑할 수 있으며, 이에 따라 보다 향상된 성능을 갖는 PN 접합 다이오드를 형성할 수 있다.
다만, 지금까지는 픽셀 분리 패턴(110)을 형성한 후 감광 소자(120)를 형성하는 것에 대해 설명하였지만, 본 발명의 개념은 반드시 이에 한정되지는 않으며, 감광 소자(120)를 형성한 후 픽셀 분리 패턴(110)을 형성할 수도 있다.
TG(130)는 제1 기판(100)의 제1 면(102)으로부터 제3 방향(D3)을 따라 아래로 연장되는 제2 트렌치를 형성하고 이를 채우도록 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, TG(130)는 상기 제2 트렌치를 채우는 매립부, 및 상기 매립부 상에 형성되어 제1 기판(100)의 제1 면(102)보다 높은 상면을 갖는 돌출부를 포함하도록 형성될 수 있다.
이후, 제1 기판(100)의 제1 면(102)에 인접하면서 TG(130)에 인접하는 부분에 예를 들어, N형 불순물을 도핑함으로써 FD(140)를 형성할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 기판(100)의 제1 면(102) 상에 제1 및 제2 비아들(150, 160) 및 제1 내지 제4 배선들(170, 180, 190, 200)을 수용하는 제1 층간 절연막(210)을 형성할 수 있다.
제1 비아(150)는 TG(130)에 접촉할 수 있으며, 또한 제1 배선(170)에 연결될 수 있다. 제2 비아(160)는 FD(140)에 접촉할 수 있으며, 또한 제2 배선(180)에 연결될 수 있다. 한편, 제1 내지 제3 배선들(170, 180, 190)은 제1 기판(100)의 제1 및 제2 영역들(I, II) 내에 형성될 수 있으며, 제4 배선(200)은 제1 기판(100)의 제3 영역(III) 내에 형성될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 각종 트랜지스터들, 즉 증폭 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 및 선택 트랜지스터에 연결되는 비아들 및 배선들이 더 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 비아들(150, 160) 및 제1 내지 제4 배선들(170, 180, 190, 200)은 듀얼 다마신 혹은 싱글 다마신 공정에 의해 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 서로 대향하는 제3 및 제4 면들(302, 304)을 갖는 제2 기판(300)의 제3 면(302) 상에 제5 배선(310)을 수용하는 제2 층간 절연막(320)을 형성할 수 있다.
도면 상에서는 제5 배선(310)이 제3 방향(D3)으로 3개의 층들에 형성된 것이 도시되어 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지는 않으며, 임의의 복수의 층들에 형성될 수 있다. 한편, 복수의 층들에 형성된 제5 배선들(310)은 제2 층간 절연막(320) 내에 형성되어 이들 사이에 각각 형성된 비아들(도시되지 않음)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제5 배선들(310) 및 상기 비아들은 듀얼 다마신 혹은 싱글 다마신 공정에 의해 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 기판(100) 상의 제1 층간 절연막(210)과 제2 기판(300) 상의 제2 층간 절연막(320)을 서로 본딩한 후, 제1 기판(100)의 제2 면(104)에 인접한 부분을 제거할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 층간 절연막들(210, 320)은 본딩막(도시되지 않음)을 통해 서로 본딩될 수 있다. 이와는 달리, 제1 및 제2 층간 절연막들(210, 320)은 별도의 본딩막 없이 서로 본딩될 수도 있다. 제1 및 제2 층간 절연막들(210, 320)을 서로 본딩한 후, 제1 기판(100)의 제2 면(104)이 상부를 향하도록 상기 본딩된 구조물을 뒤집을 수 있으며, 이하에서는 제1 기판(100)의 제2 면(104)이 상부를 향하는 것으로 간주하고 기술하도록 한다.
제1 및 제2 기판들(100, 300)을 서로 본딩함에 따라서, 제2 기판(300)에 형성된 제5 배선들(310)은 제1 기판(100)의 제3 및 제4 영역들(III, IV) 내에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 기판(100)의 제2 면(104)에 인접한 부분은 예를 들어, 그라인딩(grinding) 공정과 같은 연마 공정을 통해 제거될 수 있다. 이에 따라, 픽셀 분리 패턴(110)이 노출될 수 있으며, 픽셀 분리 패턴(110)은 제1 기판(100)을 관통할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 기판(100)의 제2 면(104) 상에 하부 평탄화 층(460)을 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하부 평탄화 층(460)은 제3 방향(D3)을 따라 순차적으로 적층된 제1 내지 제5 막들(410, 420, 430, 440, 450)을 포함할 수 있다.
이후, 제1 기판(100)의 제3 영역(III)에서 하부 평탄화 층(460), 제1 기판(100), 제1 층간 절연막(210), 및 제2 층간 절연막(320)의 상부를 제거하여 제1 개구(470)를 형성하고, 제1 기판(100)의 제4 영역(IV)에서 하부 평탄화 층(460) 및 제1 기판(100)의 상부를 제거하여 제3 트렌치(480)를 형성하며, 제1 기판(100)의 제4 영역(IV)에서 하부 평탄화 층(460), 제1 층간 절연막(210), 및 제2 층간 절연막(320)의 상부를 제거하여 제2 개구(490)를 형성할 수 있다.
제1 개구(470)는 제1 층간 절연막(210) 내에 형성된 제4 배선(200) 및 제2 층간 절연막(320) 내에 형성된 제5 배선(310)을 노출시킬 수 있으며, 제2 개구(490)는 제2 층간 절연막(320) 내에 형성된 제5 배선(310)을 노출시킬 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 및 제2 개구들(470, 490) 및 제3 트렌치(480)의 저면과 측벽, 및 하부 평탄화 층(460)의 상면에 제1 도전막을 형성하고, 상기 제1 도전막 상에 제3 트렌치(480)를 채우는 제2 도전막을 형성한 후, 상기 제1 도전막의 상면이 노출될 때까지 상기 제2 도전막 상부를 평탄화할 수 있다.
이에 따라, 제1 기판(100)의 제4 영역(IV)에 형성된 제3 트렌치(480) 내에는 상기 제1 도전막 상에 패드(510)가 형성될 수 있다.
상기 평탄화 공정은 예를 들어, 화학 기계적 연마(CMP) 공정 및/또는 에치 백 공정을 통해 수행될 수 있다.
한편, 상기 제1 도전막을 형성하기 이전에, 제1 및 제2 개구들(470, 490) 및 제3 트렌치(480)의 저면과 측벽, 및 하부 평탄화 층(460)의 상면에 배리어 막을 더 형성할 수도 있다.
이후, 제1 기판(100)의 제3 및 제4 영역들(III, IV) 사이의 경계 영역에서 상기 제1 도전막을 부분적으로 제거하여, 하부 평탄화 층(460)의 상면을 노출시키는 제4 트렌치(520)를 형성할 수 있다.
이후, 상기 제1 도전막 및 패드(510)의 상면, 및 제4 트렌치(520)의 저면 및 측벽 상에 절연막을 형성하고, 상기 절연막 상에 제1 및 제2 개구들(470, 490)을 채우는 매립막을 형성한 후, 상기 절연막의 상면이 노출될 때까지 상기 매립막의 상부를 평탄화할 수 있다.
이후, 상기 매립막에 대해 추가적인 식각 공정을 수행하여 제4 트렌치(520) 내에 형성된 상기 매립막 부분을 제거할 수 있으며, 이에 따라 제1 기판(100)의 제3 영역(III)에 형성된 제1 개구(470) 내에는 상기 절연막 상에 제1 매립 패턴(540)이 형성될 수 있으며, 제1 기판(100)의 제4 영역(IV)에 형성된 제2 개구(490) 내에는 상기 절연막 상에 제2 매립 패턴(550)이 형성될 수 있다.
이후, 제1 및 제2 매립 패턴들(540, 550), 및 상기 절연막 상에 캐핑막을 형성하고 이를 패터닝하여, 제1 및 제2 매립 패턴들(540, 550) 상에 각각 제1 및 제2 캐핑 패턴들(545, 555)을 형성할 수 있다.
이후, 제1 기판(100)의 제1 영역(I) 상에 형성된 상기 절연막 부분, 및 패드(510)의 상면에 형성된 상기 절연막 부분을 제거하여 절연 패턴(530)을 형성할 수 있으며, 제1 기판(100)의 제1 영역(I) 상에 형성된 상기 제1 도전막 부분을 제거하여 도전 패턴(500)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 기판(100)의 제1 영역(I)에서는 하부 평탄화 층(460)의 상면이 노출될 수 있다.
한편, 상기 제1 도전막의 하부에 상기 배리어 막이 형성된 경우에는, 상기 제1 도전막 부분이 제거될 때 함께 제거되어 배리어 패턴을 형성할 수 있다.
제1 기판(100)의 제3 영역(III)에 형성된 제1 개구(470) 내에 형성된 도전 패턴(500) 부분 및 절연 패턴(530)과, 제1 매립 패턴(540) 및 제1 캐핑 패턴(545)은 함께 제1 관통 비아 구조물을 형성할 수 있으며, 제1 기판(100)의 제4 영역(IV)에 형성된 제2 개구(490) 내에 형성된 도전 패턴(500) 부분 및 절연 패턴(530)과, 제2 매립 패턴(550) 및 제2 캐핑 패턴(555)은 함께 제2 관통 비아 구조물을 형성할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제1 기판(100)의 제1 영역(I)에서 하부 평탄화 층(460)의 상면에 간섭 방지 구조물(580)을 형성하고, 하부 평탄화 층(460) 및 간섭 방지 구조물(580) 상에 보호막(590)을 형성할 수 있다.
간섭 방지 구조물(580)은 제3 방향(D3)을 따라 픽셀 분리 패턴(110)과 오버랩되도록 형성될 수 있으며, 상면에서 보았을 때 격자 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 간섭 방지 구조물(580)은 제3 방향(D3)으로 적층된 제1 및 제2 간섭 방지 패턴들(560, 570)을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 간섭 방지 구조물(580)은 굴절률이 낮고 투명한 물질만을 포함하는 단일막 구조를 가질 수도 있다.
이후, 제1 기판(100)의 제1 영역(I)에서 보호막(590) 상에 컬러 필터 어레이 층(610)을 형성할 수 있으며, 이때 제1 기판(100)의 제2 및 제3 영역들(II, III)에는 절연 패턴(530) 및 제1 캐핑 패턴(545) 상에 광 차단층(620)이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 간섭 방지 구조물(580)로 정의되는 영역의 제1 부분에 제1 컬러 필터(602)를 형성하고, 제2 부분에 제2 컬러 필터(604)를 형성한 후, 제3 부분에 제3 컬러 필터(도시되지 않음)를 형성함으로써 컬러 필터 어레이 층(610)을 형성할 수 있다. 이때, 각 제1 및 제2 컬러 필터들(602, 604) 및 상기 제3 컬러 필터는 보호막(590) 상에 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 조성물을 포함하는 컬러 필터막을 증착한 후, 이에 대한 노광 공정 및 현상 공정을 수행함으로써 형성될 수 있다.
한편, 예를 들어, 제1 및 제2 컬러 필터들(602, 604) 및 상기 제3 컬러 필터 중에서 상대적으로 긴 파장 영역의 광을 흡수하고 상대적으로 짧은 파장 영역의 광을 투과시키는 제2 컬러 필터(604)를 형성할 때, 이와 동일한 조성물을 포함하는 광 차단층(620)이 제1 기판(100)의 제2 영역(II)에서 하부 평탄화 층(460), 제1 캐핑 패턴(545) 및 절연 패턴(530) 상에 형성될 수 있다. 이때, 광 차단층(620)은 제4 트렌치(520, 도 11 참조) 상에 형성된 절연 패턴(530) 부분 상에는 형성되지 않을 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 제1 기판(100)의 제1 내지 제4 영역들(I, II, III, IV)에서 컬러 필터 어레이 층(610), 보호막(590), 광 차단층(620), 절연 패턴(530), 패드(510) 및 제2 캐핑 패턴(555) 상에 상부 평탄화 층(640)을 형성한 후, 제1 기판(100)의 제1 영역(I)에서 상부 평탄화 층(640)에 대한 패터닝 공정 및 리플로우 공정을 수행하여 마이크로 렌즈(630)를 형성할 수 있다.
이후, 마이크로 렌즈(630) 및 상부 평탄화 층(640) 상에 투명 보호층(650)을 형성하고, 제1 기판(100)의 제4 영역(IV)에서 패드(510)와 제3 방향(D3)으로 오버랩되는 투명 보호층(650) 부분 및 그 하부의 상부 평탄화 층(640)을 제거하여 패드(510)의 상면을 노출시키는 제3 개구(660)를 형성할 수 있다.
이후, 패드(510)에 전기적으로 연결되는 상부 배선(도시되지 않음)을 추가적으로 형성함으로써 상기 이미지 센서의 제조를 완성할 수 있다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 단면도이다. 상기 이미지 센서는 픽셀 분리 패턴(110)을 제외하고는, 도 5를 참조로 설명한 이미지 센서와 실질적으로 동일하거나 유사하다.
도 13을 참조하면, 픽셀 분리 패턴(110)은 제1 기판(100)의 제2 면(104)으로부터 제3 방향(D3)을 따라 아래로 연장될 수 있으며, 다만 제1 기판(100)을 완전히 관통하지는 않고, 제1 기판(100)의 상부 및 중앙부만 관통하고 하부는 관통하지 않을 수 있다.
도 13에 도시된 픽셀 분리 패턴(110)은 도 5에 도시된 픽셀 분리 패턴(110)과는 달리, 도 6을 참조로 설명한 공정들에서 형성되지 않으며, 이후 도 9를 참조로 설명한 제1 및 제2 기판들(100, 300)을 서로 본딩하고 제1 기판(100)의 제2 면(104)에 인접한 부분을 제거한 후, 제2 면(104)으로부터 제3 방향(D3)을 따라 아래로 제5 트렌치를 형성하고 이를 채우도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 제5 트렌치는 제1 기판(100)의 제1 면(102)까지 연장되지 않으며, 이에 따라 픽셀 분리 패턴(110)은 제1 기판(100) 전체를 관통하지 않고 일부만 관통하도록 형성될 수 있다.
도 14는 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서를 포함하는 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 15는 도 14의 카메라 모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
상기 이미지 센서는 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 픽셀들을 포함하며 도 5 혹은 도 13을 참조로 설명한 이미지 센서일 수 있다.
도 14를 참조하면, 전자 장치(1000)는 카메라 모듈 그룹(1100), 애플리케이션 프로세서(1200), 전력 반도체(Power Management IC: PMIC)(1300) 및 외부 메모리(1400)를 포함할 수 있다.
카메라 모듈 그룹(1100)은 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)을 포함할 수 있다. 도면 상에는 3개의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)이 배치된 것이 도시되어 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라, 카메라 모듈 그룹(1100)은 2개의 카메라 모듈들만을 포함하거나, 혹은 카메라 모듈 그룹(1100)은 4개 이상의 카메라 모듈들을 포함할 수도 있다.
이하에서는, 도 15를 참조하여 카메라 모듈(1100b)에 대해 구체적으로 설명하지만, 이는 다른 카메라 모듈들(1100a, 1100c)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 15를 참조하면, 카메라 모듈(1100b)은 프리즘(1105), 광학 경로 폴딩 요소(Optical Path Folding Element: OPFE)(1110), 액츄에이터(1130), 이미지 센싱 장치(1140), 및 저장부(1150)를 포함할 수 있다.
프리즘(1105)은 광 반사 물질의 반사면(1107)을 포함하여 외부로부터 입사되는 광(L)의 경로를 변형시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 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.
예시적인 실시예들에 있어서, 도시된 바와 같이, 프리즘(1105)의 A방향 최대 회전 각도는 플러스(+) A방향으로 15도 이하일 수 있으며, 마이너스(-) A방향으로 15도보다 클 수 있으나, 본 발명의 개념이 이에 한정되는 것은 아니다.
예시적인 실시예들에 있어서, 프리즘(1105)은 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 20도 내외, 또는 10도에서 20도, 또는 15도에서 20도 사이에서 움직일 수 있고, 여기서, 움직이는 각도는 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 동일한 각도로 움직이거나, 1도 내외의 범위로 거의 유사한 각도까지 움직일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 프리즘(1105)은 광 반사 물질의 반사면(1107)을 중심축(1106)의 연장 방향과 평행한 제3 방향(Z방향)으로 이동할 수 있다.
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.
액츄에이터(1130)는 OPFE(1110) 또는 광학 렌즈를 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.
이미지 센싱 장치(1140)는 이미지 센서(1142), 제어 로직(1144) 및 메모리(1146)을 포함할 수 있다. 이미지 센서(1142)는 도 5 혹은 도 13을 참조로 설명한 이미지 센서와 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있으며, 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.
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.
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 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory: EEPROM)으로 구현될 수 있으나 본 발명의 개념이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 14와 15를 함께 참조하면, 예시적인 실시예들에 있어서, 각 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)은 액츄에이터(1130)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)은 그 내부에 포함된 액츄에이터(1130)의 동작에 따른 서로 동일하거나 서로 다른 캘리브레이션 데이터(1147)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 복수의 카메라 모듈들(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, 1100b)은 프리즘(1105)과 OPFE(1110)가 포함되지 않은 버티칼(vertical) 형태의 카메라 모듈일 수 있으나, 본 발명의 개념이 이에 한정되는 것은 아니다.
예시적인 실시예들에 있어서, 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 1100c)은 예를 들어, 적외선(IR)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 병합하여 3차원 깊이 이미지(3D depth image)를 생성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 1100a, 1100b)은 서로 다른 관측 시야(Field of View)를 가질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈들(예를 들어, 1100a, 1100b)의 광학 렌즈가 서로 다를 수 있으나, 본 발명의 개념이 이에 한정되는 것은 아니다.
예시적인 실시예들에 있어서, 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c) 시야각은 서로 다를 수 있다. 이 경우, 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c) 포함된 광학 렌즈들 역시 서로 다를 수 있으나, 본 발명의 개념이 이에 한정되는 것은 아니다.
예시적인 실시예들에 있어서, 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)은 서로 물리적으로 분리되어 배치될 수 있다. 즉, 하나의 이미지 센서(1142)의 센싱 영역을 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)이 분할하여 사용하는 것이 아니라, 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c) 각각의 내부에 독립적인 이미지 센서(1142)가 배치될 수 있다.
다시 도 14를 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 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)과 분리되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 프로세서(1200)와 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)은 별도의 반도체 칩으로 서로 분리되어 구현될 수 있다.
이미지 처리 장치(1210)는 복수의 서브 이미지 프로세서(1212a, 1212b, 1212c), 이미지 생성기(1214) 및 카메라 모듈 컨트롤러(1216)를 포함할 수 있다.
이미지 처리 장치(1210)는 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)의 개수에 대응하는 개수의 복수의 서브 이미지 프로세서들(1212a, 1212b, 1212c)를 포함할 수 있다.
각각의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)로부터 생성된 이미지 데이터는 서로 분리된 이미지 신호 라인들(ISLa, ISLb, ISLc)을 통해 대응되는 서브 이미지 프로세서들(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, 모바일 산업 프로세서 인터페이스(Mobile Industry Processor Interface: MIPI)에 기반한 카메라 직렬 인터페이스(Camera Serial Interface: CSI)를 이용하여 수행될 수 있으나, 본 발명의 개념이 이에 한정되는 것은 아니다.
예시적인 실시예들에 있어서, 하나의 서브 이미지 프로세서가 복수의 카메라 모듈들에 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.
각각의 서브 이미지 프로세서들(1212a, 1212b, 1212c)에 제공된 이미지 데이터는 이미지 생성기(1214)에 제공될 수 있다. 이미지 생성기(1214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라 각각의 서브 이미지 프로세서들(1212a, 1212b, 1212c)로부터 제공된 이미지 데이터를 이용하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.
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 병합하여 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.
예시적인 실시예들에 있어서, 이미지 생성 정보는 줌 신호(zoom signal or zoom factor)를 포함할 수 있다. 또한, 예시적인 실시예들에 있어서, 모드 신호는 예를 들어, 유저(user)로부터 선택된 모드에 기초한 신호일 수 있다.
이미지 생성 정보가 줌 신호(줌 팩터)이고, 각각의 카메라 모듈들(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 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)로부터 출력된 이미지 데이터 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 하지만 본 발명의 개념이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 이미지 데이터를 처리하는 방법은 변형되어 실시될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 이미지 생성기(1214)는 복수의 서브 이미지 프로세서들(1212a, 1212b, 1212c) 중 적어도 하나로부터 노출 시간이 상이한 복수의 이미지 데이터를 수신하고, 복수의 이미지 데이터에 대하여 에이치디알(High Dynamic Range: HDR) 처리를 수행함으로서, 다이나믹 레인지가 증가된 병합된 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
카메라 모듈 컨트롤러(1216)는 각각의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 생성된 제어 신호는 서로 분리된 제어 신호 라인들(CSLa, CSLb, CSLc)을 통해 대응되는 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)에 제공될 수 있다.
복수의 카메라 모듈들(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 라인들(CSLa, CSLb, CSLc)을 통해 대응되는 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)에 제공될 수 있다.
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.
예시적인 실시예들에 있어서, 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 각각의 카메라 모듈들(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 신호를 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.
예시적인 실시예들에 있어서, 카메라 모듈 컨트롤러(1216)로부터 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)에 제공되는 제어 신호는 모드 신호에 따른 모드 정보를 포함할 수 있다. 이러한 모드 정보에 기초하여 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)은 센싱 속도와 관련하여 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 동작할 수 있다.
복수의 카메라 모듈들(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.
애플리케이션 프로세서(1200)는 수신된 이미지 신호, 다시 말해서 인코딩된 이미지 신호를 내부에 구비되는 내부 메모리(1230) 또는 애플리케이션 프로세서(1200) 외부의 스토리지(1400)에 저장하고, 이후 내부 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.
복수의 카메라 모듈들(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 내부 메모리(1230) 또는 스토리지(1400)에 저장할 수 있다.
한편, 내부 메모리(1230)는 메모리 컨트롤러(1220)에 의해 제어될 수 있다.
PMIC(1300)는 복수의 카메라 모듈들(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.
PMIC(1300)는 애플리케이션 프로세서(1200)로부터의 전력 제어 신호(PCON)에 응답하여, 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 대응하는 전력을 생성하고, 또한 전력의 레벨을 조정할 수 있다. 전력 제어 신호(PCON)는 복수의 카메라 모듈들(1100a, 1100b, 1100c)의 동작 모드 별 전력 조정 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 모드는 저전력 모드를 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 모듈들(1100a, 1100b, 1100c) 각각에 제공되는 전력들의 레벨은 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 또한, 전력의 레벨은 동적으로 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 기판 20, 110: 픽셀 분리 패턴
30, 120: 감광 소자 40: 평탄화 층
50, 560: 제1 간섭 방지 패턴 55, 570: 제2 간섭 방지 패턴
60, 580: 간섭 방지 구조물 70, 590: 보호막
80, 610: 컬러 필터 어레이 층 82, 84, 86: 제1 내지 제3 컬러 필터
90, 630: 마이크로 렌즈 100, 300: 제1, 제2 기판
102, 104: 제1, 제2 면 130: 전송 게이트(TG)
140: 플로팅 확산 영역(FD) 150, 160: 제1, 제2 비아
170, 180, 190, 200, 310: 제1 내지 제5 배선
210, 320: 제1, 제2 층간 절연막 302, 304: 제3, 제4 면
410, 420, 430, 440, 450: 제1 내지 제5 막
460, 640: 하부, 상부 평탄화 층 470, 490, 660; 제1 내지 제3 개구
480, 520: 제3, 제4 트렌치 500: 도전 패턴
510: 패드 530: 절연 패턴
540, 550: 제1, 제2 매립 패턴 545, 555: 제1, 제2 캐핑 패턴
602, 604: 제1, 제2 컬러 필터 620: 광 차단층
650: 투명 보호층

Claims (20)

  1. 기판 내에 형성된 감광 소자;
    상기 감광 소자 상에 형성된 평탄화 층;
    상기 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 및
    상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함하며,
    상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함하고,
    상기 녹색 필터의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 갖는 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 녹색광 파장 영역에서 상기 녹색 컬러 필터의 굴절률은 상기 마이크로 렌즈의 굴절률보다 큰 이미지 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적색 컬러 필터의 굴절률은 610nm 내지 700nm의 적색광 파장 영역에서 1.8 이상의 값을 갖는 이미지 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적색광 파장 영역에서 상기 적색 컬러 필터의 굴절률은 상기 마이크로 렌즈의 굴절률보다 큰 이미지 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 녹색 컬러 필터의 상기 기판의 상면에 수직한 수직 방향으로의 두께는 2000
    Figure pat00005
    내지 5000
    Figure pat00006
    의 값을 갖는 이미지 센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 녹색 컬러 필터는 35wt% 내지 50wt%의 중량비를 갖는 녹색 안료를 포함하는 이미지 센서.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적색 컬러 필터는 35wt% 내지 55wt%의 중량비를 갖는 적색 안료를 포함하는 이미지 센서.
  8. 제1항에 있어서, 상기 청색 컬러 필터는 30wt% 내지 45wt%의 중량비를 갖는 청색 안료를 포함하는 이미지 센서.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 컬러 필터들은 백색 컬러 필터를 더 포함하는 이미지 센서.
  10. 제11항에 있어서, 상기 복수의 컬러 필터들 사이에 형성된 간섭 방지 구조물을 더 포함하는 이미지 센서.
  11. 제10항에 있어서, 상기 간섭 방지 구조물은 상기 복수의 컬러 필터들보다 낮은 굴절률을 가지고 투명한 물질을 포함하는 이미지 센서.
  12. 기판 내에 형성된 감광 소자;
    상기 감광 소자 상에 형성된 평탄화 층;
    상기 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 및
    상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함하며,
    상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함하고,
    상기 녹색 필터는 35wt% 내지 50wt%의 중량비를 갖는 녹색 안료를 포함하는 이미지 센서.
  13. 제12항에 있어서, 상기 녹색 컬러 필터는 상기 녹색 안료, 안료 분산제, 바인더 수지, 및 용제를 포함하는 이미지 센서.
  14. 기판 내에 형성된 감광 소자;
    상기 감광 소자 상에 형성된 평탄화 층;
    상기 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층; 및
    상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함하며,
    상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함하고,
    녹색광 파장 영역에서 상기 녹색 컬러 필터의 굴절률은 상기 마이크로 렌즈의 굴절률보다 크고, 청색광 파장 영역에서 상기 청색 컬러 필터의 굴절률은 상기 마이크로 렌즈의 굴절률보다 크며, 적색광 파장 영역에서 상기 적색 컬러 필터의 굴절률은 상기 마이크로 렌즈의 굴절률보다 큰 이미지 센서.
  15. 제14항에 있어서, 상기 녹색광 파장 영역에서 상기 녹색 필터의 굴절률은 1.7을 초과하는 값을 갖는 이미지 센서.
  16. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 형성되어 내부에 제1 배선들을 수용하는 제1 층간 절연막;
    상기 제1 층간 절연막 상에 형성되어 내부에 제2 배선들을 수용하는 제2 층간 절연막;
    상기 제2 층간 절연막 상에 형성된 제2 기판;
    상기 제2 기판 내에 형성되어 단위 픽셀들이 각각 형성되는 단위 픽셀 영역들을 정의하는 픽셀 분리 패턴;
    상기 제2 기판의 상기 각 단위 픽셀 영역들 내에 형성된 감광 소자;
    상기 제2 기판의 하부를 관통하여 상기 감광 소자에 접촉하는 전송 게이트(TG);
    상기 TG에 인접하는 상기 제2 기판의 하부에 형성된 플로팅 확산 영역(FD);
    상기 제2 기판 상에 형성된 하부 평탄화 층;
    상기 하부 평탄화 층 상에 형성되며, 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층;
    상기 복수의 컬러 필터들 사이에 형성된 간섭 방지 구조물;
    상기 컬러 필터 어레이 층 상에 형성된 마이크로 렌즈;
    상기 마이크로 렌즈 상에 형성된 투명 보호층;
    상기 하부 평탄화 층 및 상기 제2 기판의 상부를 관통하는 패드; 및
    상기 하부 평탄화 층, 상기 제2 기판, 상기 제2 층간 절연막, 및 상기 제1 층간 절연막의 상부를 관통하여 상기 제1 및 제2 배선들에 공통적으로 접촉하는 제1 관통 비아 구조물을 포함하며,
    상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함하고,
    상기 녹색 필터의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 갖는 이미지 센서.
  17. 기판 내에 감광 소자를 형성하고;
    상기 감광 소자 상에 평탄화 층을 형성하고;
    상기 평탄화 층 상에 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층을 형성하고; 그리고
    상기 컬러 필터 어레이 층 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 것을 포함하며,
    상기 각 복수의 컬러 필터들을 형성하는 것은,
    해당 색상의 안료, 안료 분산제, 바인더 수지, 및 용제를 혼합하여 조성물을 제조하고;
    상기 제조된 조성물을 상기 평탄화 층 상에 증착하는 것을 포함하며,
    상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함하고,
    상기 녹색 필터의 굴절률은 500nm 내지 570nm의 녹색광 파장 영역에서 1.7을 초과하는 값을 갖는 이미지 센서의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 각 조성물들은 상기 안료 분산제가 상기 안료의 표면에 흡착할 수 있도록 하는 작용기를 더 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 녹색 컬러 필터를 제조하기 위한 녹색 컬러 필터 조성물은 35wt% 내지 50wt%의 중량비를 갖는 녹색 안료를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
  20. 기판 내에 감광 소자를 형성하고;
    상기 감광 소자 상에 평탄화 층을 형성하고;
    상기 평탄화 층 상에 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터 어레이 층을 형성하고; 그리고
    상기 컬러 필터 어레이 층 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 것을 포함하며,
    상기 각 복수의 컬러 필터들을 형성하는 것은,
    해당 색상의 안료, 안료 분산제, 바인더 수지, 및 용제를 혼합하여 조성물을 제조하고;
    상기 제조된 조성물을 상기 평탄화 층 상에 증착하는 것을 포함하며,
    상기 복수의 컬러 필터들은 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터 및 적색 컬러 필터를 포함하고,
    상기 녹색 컬러 필터를 제조하기 위한 녹색 컬러 필터 조성물은 35wt% 내지 50wt%의 중량비를 갖는 녹색 안료를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.


KR1020210117306A 2021-07-09 2021-09-03 이미지 센서, 이를 포함하는 카메라 모듈, 이를 포함하는 전자 장치, 및 그 제조 방법 KR20230009786A (ko)

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