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公開番号2024055835
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-18
出願番号2023173741
出願日2023-10-05
発明の名称イメージセンサ
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類H01L 27/146 20060101AFI20240411BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】乱反射が減少し、感度が改善された位相検出ピクセルを含むイメージセンサを提供する。
【解決手段】イメージ情報を生成するように構成される複数の第1ピクセル領域と位相情報を検出するように構成される複数の第2ピクセル領域とを含む基板と、基板上に配置され複数の第1ピクセル領域及び複数の第2ピクセル領域の各々に対応する複数の空間を区分するグリッドパターンと、複数の空間の内の複数の第2ピクセル領域に対応する第2空間を除いた第1空間に各々配置される複数のカラーフィルタと、第2空間に各々配置され第2空間をそれぞれ区画する複数の偏光パターンと、複数のカラーフィルタ上にそれぞれ配置される複数の第1マイクロレンズと複数の第1マイクロレンズと同じレベルで複数の第2ピクセル領域を覆うように配置される複数の第2マイクロレンズと複数の第2マイクロレンズから第2空間に延長される充填部とを含むマイクロレンズ層と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
イメージ情報を生成するように構成される複数の第１ピクセル領域と、位相情報を検出するように構成される複数の第２ピクセル領域と、を含む基板と、
前記基板上に配置され、前記複数の第１ピクセル領域及び前記複数の第２ピクセル領域のそれぞれに対応する複数の空間を区分するグリッドパターンと、
前記複数の空間の内の前記複数の第２ピクセル領域に対応する第２空間を除いた第１空間にそれぞれ配置される複数のカラーフィルタと、
前記第２空間にそれぞれ配置され、前記第２空間をそれぞれ区画する複数の偏光パターンと、
前記複数のカラーフィルタ上にそれぞれ配置される複数の第１マイクロレンズと、前記複数の第１マイクロレンズと同じレベルで前記複数の第２ピクセル領域を覆うように配置される複数の第２マイクロレンズと、前記複数の第２マイクロレンズから前記第２空間に延長される充填部と、を含むマイクロレンズ層と、を有することを特徴とするイメージセンサ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記複数の偏光パターンは、それぞれ複数の線形パターンを含み、
前記複数の線形パターンのそれぞれの線形パターンは、等間隔に離隔して配置されることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記複数の線形パターンのそれぞれの線形パターンは、それぞれ第１距離の幅を有し、互いに第１距離で離隔して配置され、
前記第１距離は、２０ｎｍ～３００ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記グリッドパターンは、前記第１距離よりも大きい第２距離の幅を有し、
前記第２距離は、前記第１距離の２倍であることを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記複数の第２ピクセル領域のそれぞれのピクセル領域は、それぞれ互いに隣接して配列される複数対の第２ピクセル領域を含み、
前記複数の第２マイクロレンズのそれぞれは、一対の第２ピクセル領域を覆うように配置され、
前記一対の第２ピクセル領域に配置される前記複数の偏光パターンに含まれる前記複数の線形パターンは、第１方向に整列されることを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記一対の第２ピクセル領域に隣接した他の一対の第２ピクセル領域に配置される前記複数の線形パターンは、前記第１方向とは異なる第２方向に整列されることを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
前記第１方向は、前記第２方向と９０度の挟角を有することを特徴とする請求項６に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
前記第１方向は、前記第２方向と４５度の挟角を有することを特徴とする請求項６に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
前記複数の第２ピクセル領域は、それぞれ互いに隣接して配列される複数対の第２ピクセル領域を含み、
前記複数の第２マイクロレンズのそれぞれは、正方形に配列される４個の前記第２ピクセル領域を覆うように配置され、
前記４個の第２ピクセル領域に配置される前記複数の偏光パターンに含まれる前記複数の線形パターンは、それぞれ第１方向ないし第４方向に配列され、
前記第１方向から第４方向は、順次に４５度の挟角を有することを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
前記複数の偏光パターンは、前記グリッドパターンと同じ物質からなることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサに関し、特に、位相検出ピクセルを備えたイメージセンサに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
イメージを撮影して電気的信号に変換するイメージセンサは、デジタルカメラ、携帯電話用カメラ、及び携帯用カムコーダのような一般消費者用電子機器だけでなく、自動車、保安装置、及びロボットに装着されるカメラにも使用される。
【０００３】
従って、日々進歩する電子機器に搭載されるイメージセンサもさらなる性能の向上が課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１１８４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来のイメージセンサにおける課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、乱反射が減少し、感度が改善された位相検出ピクセルを含むイメージセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明によるイメージセンサは、イメージ情報を生成するように構成される複数の第１ピクセル領域と、位相情報を検出するように構成される複数の第２ピクセル領域と、を含む基板と、前記基板上に配置され、前記複数の第１ピクセル領域及び前記複数の第２ピクセル領域のそれぞれに対応する複数の空間を区分するグリッドパターンと、前記複数の空間の内の前記複数の第２ピクセル領域に対応する第２空間を除いた第１空間にそれぞれ配置される複数のカラーフィルタと、前記第２空間にそれぞれ配置され、前記第２空間をそれぞれ区画する複数の偏光パターンと、前記複数のカラーフィルタ上にそれぞれ配置される複数の第１マイクロレンズと、前記複数の第１マイクロレンズと同じレベルで前記複数の第２ピクセル領域を覆うように配置される複数の第２マイクロレンズと、前記複数の第２マイクロレンズから前記第２空間に延長される充填部と、を含むマイクロレンズ層と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるイメージセンサは、イメージ情報を生成するように構成される複数の第１ピクセル領域と、位相情報を検出するように構成される複数の第２ピクセル領域と、前記複数の第２ピクセル領域の上面に対応する領域に配置される凹凸部と、を含む基板と、前記凹凸部を埋め、前記上面を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置され、前記複数の第１ピクセル領域及び前記複数の第２ピクセル領域のそれぞれに対応する複数の空間を区分するグリッドパターンと、前記複数の空間にそれぞれ配置される複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタの内の前記複数の第１ピクセル領域上にそれぞれ配置される複数の第１マイクロレンズと、前記複数の第１マイクロレンズと同じレベルで前記複数の第２ピクセル領域を覆うように配置される複数の第２マイクロレンズと、を含むマイクロレンズ層と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明によるイメージセンサは、イメージ情報を生成するように構成される複数の第１ピクセル領域と、位相情報を検出するように構成される複数の第２ピクセル領域と、前記複数の第２ピクセル領域の上面に対応する領域に配置される凹凸部と、を含む基板と、前記凹凸部を埋め、前記上面を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置され、前記複数の第１ピクセル領域及び前記複数の第２ピクセル領域のそれぞれに対応する複数の空間を区分するグリッドパターンと、前記複数の空間にそれぞれ配置される複数のカラーフィルタと、前記絶縁膜上に配置され、前記複数の空間の内の前記複数の第２ピクセル領域のそれぞれに対応する空間をそれぞれ区画する複数の偏光パターンと、前記複数のカラーフィルタの内の前記複数の第１ピクセル領域上にそれぞれ配置される複数の第１マイクロレンズと、前記複数の第１マイクロレンズと同じレベルで前記複数の第２ピクセル領域を覆うように配置される複数の第２マイクロレンズと、を含むマイクロレンズ層と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るイメージセンサによれば、位相検出ピクセル上に偏光パターンを配置して表面の乱反射を減少させ、位相検出ピクセルの基板の表面に凹凸部を形成して表面積を増加させることで受光能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態によるイメージセンサの概略構成を示す平面図である。
図１のＡ領域を示す拡大図である。
図１のイメージセンサのＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
図３のＢ領域を示す拡大図である。
本発明の一実施形態による図１のイメージセンサの変形例である。
本発明の一実施形態による図１のイメージセンサの変形例である。
本発明の一実施形態による図１のイメージセンサの変形例である。
本発明の他の実施形態によるイメージセンサの概略構成を示す平面図である。
図６のＣ領域を示す拡大図である。
図６のイメージセンサのＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
図８のＤ領域を示す拡大図である。
本発明の他の実施形態によるイメージセンサを示す平面図である。
図１０のイメージセンサのＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
図１１のＥ領域を示す拡大図である。
本発明の他の実施形態によるイメージセンサの概略構成を示す断面図である。
図１３のイメージセンサの製造方法を説明するための工程断面図である。
図１３のイメージセンサの製造方法を説明するための工程断面図である。
図１３のイメージセンサの製造方法を説明するための工程断面図である。
図１３のイメージセンサの製造方法を説明するための工程断面図である。
図１３のイメージセンサの製造方法を説明するための工程断面図である。
図１３のイメージセンサの製造方法を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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