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公開番号2024060576
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-02
出願番号2023149132
出願日2023-09-14
発明の名称複数の曲率を有するマイクロレンズを含むイメージセンサー及びその製造方法
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 27/146 20060101AFI20240424BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
鮮明な画質を具現することができるイメージセンサーを提供すること。
【解決手段】
イメージセンサー及びその製造方法を提供する。このイメージセンサーは、第1面とこれに反対になる第2面を有する第1基板と、前記第1基板に配置される複数の画素とを含み、前記画素は、互いに隣接することで同士画素グループを構成し、前記画素グループは、各々2列と2行の画素を含み、前記第1基板に配置される画素分離構造体と、前記画素分離構造体は画素グループを分離する分離する画素グループ分離部と前記画素を分離する画素分離部とを含み、かつ、前記第1面上に配置され、前記画素グループと各々重畳されるマイクロレンズと、を含む。前記マイクロレンズは、各々第1曲率を有する中心部と第2曲率を有するエッジ部を含み、前記第1曲率は前記第2曲率より小さい。
【選択図】図4B
特許請求の範囲【請求項１】
イメージセンサーであって、
第１面、および、該第１面と反対になる第２面を有する第１基板と、
前記第１基板に配置される複数の画素であり、
前記画素は、互いに隣接するもの同士で画素グループを構成し、前記画素グループは、各々に２列と２行の画素を含む、複数の画素と、
前記第１基板に配置される画素分離構造体であり、
前記画素分離構造体は、画素グループを分離する画素グループ分離部、および、前記画素を分離する画素分離部を含む、画素分離構造体と、
前記第１面上に配置され、前記画素グループと各々に重畳されるマイクロレンズと、
を含み、
前記マイクロレンズは、各々に第１曲率を有する中心部および第２曲率を有するエッジ部を含み、
前記第１曲率は、前記第２曲率より小さい、
イメージセンサー。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記中心部と前記エッジ部との間には、角が配置される、
請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項３】
前記中心部は、第１曲率半径を有し、
前記エッジ部は、前記第１曲率半径より小さい第２曲率半径を有する、
請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項４】
前記第１曲率半径は、前記第２曲率半径の１．５倍以上である、
請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
前記中心部は、第１焦点距離を有し、
前記エッジ部は、前記第１焦点距離より小さい第２焦点距離を有する、
請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項６】
前記エッジ部の第２焦点は、前記第１面から前記第２面に－５００ｎｍ～＋５００ｎｍである地点に配置されている、
請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項７】
前記マイクロレンズは、各々が前記中心部と前記エッジ部との間に配置され、かつ、第３曲率を有する接続部を、さらに、含み、
前記第３曲率は、前記第１曲率より大きく、かつ、前記第２曲率より小さい、
請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項８】
前記マイクロレンズを覆う保護膜を、さらに、含み、
前記保護膜は、前記中心部上に配置されている第１部分、および、前記エッジ部上に配置されている第２部分を含み、
前記第１部分の曲率は、前記第２部分の曲率より小さい、
請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
イメージセンサーであって、
第１面、および、これに反対になる第２面を有する第１基板と、
前記第１基板に配置される複数の画素であり、
前記画素は、互いに隣接するもの同士で画素グループを構成し、前記画素グループは、各々にｍ列とｎ行の画素を含み、前記ｍ及び前記ｎのうち少なくとも１つは、２以上の自然数である、複数の画素と、
前記第１基板に配置される画素分離構造体であり、
前記画素分離構造体は、画素グループを分離する画素グループ分離部、および、前記画素を分離する画素分離部を含む、画素分離構造体と、
前記第１面上に配置され、前記画素グループと各々に重畳されるマイクロレンズと、
を含み、
前記マイクロレンズは、各々に第１曲率半径を有する中心部、および、第２曲率半径を有するエッジ部を含み、
前記第１曲率半径は、前記第２曲率半径より大きい、
イメージセンサー。
【請求項１０】
前記中心部と前記エッジ部との間には、角が配置される、
請求項９に記載のイメージセンサー。
（【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、イメージセンサー及びその製造方法に関し、さらに詳細には、複数の曲率を有するマイクロレンズを含むイメージセンサー及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
イメージセンサーは、光学映像（Ｏｐｔｉｃａｌｉｍａｇｅ）を電気信号に変換する半導体素子である。前記イメージセンサーは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）形及びＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）形に分類するされ得る。前記ＣＭＯＳ形イメージセンサーは、ＣＩＳ（ＣＭＯＳｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒ）と略称される。前記ＣＩＳは、２次元的に配列された複数の画素を具備する。前記画素の各々は、フォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）ＰＤを含む。前記フォトダイオードは、入射される光を電気信号に変換する役割をする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第１０，２７６，６１５Ｂ２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、鮮明な画質を具現することができるイメージセンサーを提供することにある。
【０００５】
本発明が解決しようとする他の課題は、前記イメージセンサーの製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されるものではなく、言及されていない、その他の課題が、以下の記載から当業者によって明確に理解されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を達成するための本発明の実施形態によるイメージセンサーは、第１面、および、該第１面と反対になる第２面を有する第１基板と、前記第１基板に配置される複数の画素であり、前記画素は互いに隣接するもの同士で画素グループを構成し、前記画素グループは各々に２列と２行の画素を含む、複数の画素と、前記第１基板に配置される画素分離構造体であり、前記画素分離構造体は画素グループを分離する分離する画素グループ分離部および前記画素を分離する画素分離部を含む、画素分離構造体、前記第１面上に配置され、前記画素グループと各々重畳されるマイクロレンズと、を含み、前記マイクロレンズは、各々に第１曲率を有する中心部および第２曲率を有するエッジ部を含み、前記第１曲率は前記第２曲率より小さい。
【０００８】
本発明の一実施形態によるイメージセンサーは、第１面、および、該第１面と反対になる第２面を有する第１基板と、前記第１基板に配置される複数の画素であり、前記画素は互いに隣接するもの同士で画素グループを構成し、前記画素グループは各々にｍ列とｎ行の画素を含み、前記ｍ及び前記ｎのうち少なくとも１つは２以上の自然数である、複数の画素と、前記第１基板に配置される画素分離構造体であり、前記画素分離構造体は画素グループを分離する分離する画素グループ分離部、および、前記画素を分離する画素分離部を含む、画素分離構造体と、前記第１面上に配置され、前記画素グループと各々に重畳されるマイクロレンズと、を含み、前記マイクロレンズは各々に第１曲率半径を有する中心部と第２曲率半径を有するエッジ部を含み、前記第１曲率半径は前記第２曲率半径より大きい。
【０００９】
本発明の他の実施形態によるイメージセンサーは、第１面、および、該第１面と反対になる第２面を有する第１基板と、前記第１基板に配置される複数の画素であり、前記画素は互いに隣接するもの同士で画素グループを構成し、前記画素グループは各々に２列と２行の画素を含む、複数の画素と、前記画素で各々に前記第１基板内に配置される光電変換部と、前記画素で各々に前記第２面上に配置される伝送ゲートと、前記第１基板に配置される画素分離構造体であり、前記画素分離構造体はポリシリコンパターンとその側面を囲む絶縁パターンを含み、前記画素分離構造体は画素グループを分離する分離する画素グループ分離部、および、前記画素を分離する画素分離部を含む、画素分離構造体と、前記第１面上に配置され、前記画素グループと各々に重畳されるカラーフィルターと、前記カラーフィルター上に各々に配置されるマイクロレンズと、を含み、前記マイクロレンズは、各々に第１曲率を有する中心部および第２曲率を有するエッジ部を含み、前記中心部は第１焦点距離を有し、前記エッジ部は前記第１焦点距離より小さい第２焦点距離を有し、前記エッジ部の第２焦点は前記第１面から前記第２面に－５００ｎｍ～＋５００ｎｍである地点に配置されている。
【００１０】
前記他の課題を達成するための本発明によるイメージセンサーの製造方法は、第１面、および、該第１面と反対になる第２面を有する第１基板を提供する段階と、前記第１基板に画素分離構造体を形成して複数の画素と画素グループを分離させる段階であり、前記画素グループは各々に互いに隣接するｍ列とｎ行の画素を含み、前記ｍ及び前記ｎのうち少なくとも１つは２以上の自然数であり、前記第１面上に予備レンズ層を形成する段階と、前記予備レンズ層上に第１フォトレジストパターンを形成する段階と、前面エッチバック工程を進行して、前記第１フォトレジストパターンの形状を前記予備レンズ層に転写させてマイクロレンズを形成する段階と、を含み、前記マイクロレンズは、各々に第１曲率を有する中心部および前記第１曲率より小さい第２曲率を有するエッジ部を有する、ように形成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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