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公開番号2025003335
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2024084126
出願日2024-05-23
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.
代理人個人,個人
主分類H10F 39/12 20250101AFI20241226BHJP()
要約【課題】光損失を減少させ、自動焦点(Auto Focus;AF)分離比を確保することができるイメージセンサを提供する。
【解決手段】一実施形態によるイメージセンサは、光が入射する第1面および第1面と反対になる第2面を含む基板、基板内に、隣接する単位ピクセルを定義するピクセル分離パターン、ピクセル分離パターン内に、第1方向に沿って配列される第1光電変換層および第2光電変換層、第1光電変換層と第2光電変換層の間の基板内に、第1光電変換層および第2光電変換層を定義する第1分離パターン、ピクセル分離パターンの上に配置される第1グリッドパターン、および第1分離パターンの上に配置され第1グリッドパターンの高さより低い高さを有する第2グリッドパターンを含む。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
光が入射する第１面および前記第１面と反対になる第２面を含む基板；
前記基板内に、隣接する単位ピクセルを定義するピクセル分離パターン；
前記ピクセル分離パターン内に、第１方向に沿って配列される第１光電変換層および第２光電変換層；
前記第１光電変換層と前記第２光電変換層の間の前記基板内に、前記第１光電変換層および前記第２光電変換層を定義する第１分離パターン；
前記ピクセル分離パターンの上に配置される第１グリッドパターン；および
前記第１分離パターンの上に配置され前記第１グリッドパターンの高さより低い高さを有する第２グリッドパターンを含む、イメージセンサ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第２グリッドパターンの高さは、前記第１グリッドパターンの高さの１／１０～１／４範囲を満足する、請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記第１グリッドパターンおよび前記第２グリッドパターンの上に配置され、前記第２グリッドパターンの屈折率より高い屈折率を有する第１カラーフィルタを含む、請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記第１グリッドパターンは、下部第１グリッドパターンと、前記下部第１グリッドパターンの上に配置される上部第１グリッドパターンとを含む、請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記下部第１グリッドパターンと前記第２グリッドパターンは同一の高さを有する、請求項４に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記単位ピクセル内に前記第１光電変換層と第２方向に隣接して配置される第３光電変換層、および
前記第２光電変換層と前記第２方向に隣接して配置される第４光電変換層をさらに含み、
前記第３光電変換層と前記第４光電変換層は前記第１分離パターンによって定義される、請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
前記第１分離パターンは、所定間隔離隔する第１サブ分離パターンおよび第２サブ分離パターンから構成される、請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
前記第２グリッドパターンは、前記第１サブ分離パターンおよび前記第２サブ分離パターンの面積より大きいか同じである、請求項７に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
前記単位ピクセルと離隔して配置される他の単位ピクセルは、
前記ピクセル分離パターン内に、第１方向に沿って配列される第１光電変換層および第２光電変換層；
前記第１光電変換層と前記第２光電変換層の間の前記基板内に、前記第１光電変換層と前記第２光電変換層を定義する第１分離パターン；および
前記第１光電変換層と前記第２光電変換層のうちの少なくともいずれか一つの上に配置される第３グリッドパターンを含む、請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
光が入射する第１面および前記第１面と反対になる第２面を含む基板；
前記基板内に、隣接する単位ピクセルを定義するピクセル分離パターン；
前記ピクセル分離パターン内に、第１方向に沿って配列される第１光電変換層および第２光電変換層；
前記第１光電変換層と前記第２光電変換層の間の前記基板内に、前記第１光電変換層および前記第２光電変換層を定義する第１分離パターン；
前記ピクセル分離パターン、前記第１光電変換層、前記第２光電変換層、および前記第１分離パターン上に配置される表面絶縁膜；
前記ピクセル分離パターンの上に配置される前記表面絶縁膜上に配置される第１グリッドパターン；
前記第１分離パターンの上に配置される前記表面絶縁膜上に配置され前記第１グリッドパターンの高さより低い高さを有する第２グリッドパターン；および
前記第１グリッドパターンおよび前記第２グリッドパターンの上に配置されるカラーフィルタを含み、
前記第２グリッドパターンの高さは前記第１グリッドパターンの高さの１／１０～１／４を満足する、イメージセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の技術的思想はイメージセンサに関するものであって、より詳しくは、光損失が低減されたイメージセンサに関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
イメージセンサ（ＩｍａｇｅＳｅｎｓｏｒ）は光学映像を電気信号に変換させる素子である。前記イメージセンサは、例えば、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサとＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）工程で実現されるＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＳ）に分類することができる。前記ＣＭＯＳイメージセンサは、ＣＩＳ（ＣＭＯＳＩｍａｇｅＳｅｎｓｏｒ）と略称することができる。
【０００３】
前記ＣＩＳは、光エネルギーを電気的エネルギーに変換して映像情報を読むことができる。具体的には、前記ＣＩＳは、レンズを通じて流入したアナログの映像信号を電気的映像信号に変換することで、電荷を伝送する前記ＣＣＤイメージセンサとは異なり、ＣＭＯＳデジタル信号を伝送するために開発された素子であり得る。
【０００４】
さらに具体的には、前記ＣＩＳは２次元的に配列された複数のピクセルを含み、前記ピクセルごとに複数のトランジスタを使用し、フォトダイオードで発生した信号電荷が各ピクセル内で電圧に変換された後に出力できる。このようなＣＩＳは既存の商用されている前記ＣＭＯＳ技術によって製作可能であるため、現在は製造が容易なＣＩＳに対する研究が活発に行われている。
【０００５】
前記ＣＩＳを製造することにおいて、一つのピクセルが２つ以上のフォトダイオードを含む構造で、カラーフィルタを経て流入する光がＤＴＩ（ＤｅｅｐＴｒｅｎｃｈＩｓｏｌａｔｉｏｎ）のポリシリコン領域に吸収されて光損失を誘発する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示が解決しようとする技術的課題は、光損失を減少させたイメージセンサを提供することである。
【０００７】
本開示が解決しようとする他の技術的課題は、前述の利点だけでなく、自動焦点（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ；ＡＦ）分離比を確保することができるイメージセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一実施形態による、イメージセンサは、光が入射する第１面および前記第１面と反対になる第２面を含む基板；前記基板内に、隣接する単位ピクセルを定義するピクセル分離パターン；前記ピクセル分離パターン内に、第１方向に沿って配列される第１光電変換層および第２光電変換層；前記第１光電変換層と前記第２光電変換層の間の前記基板内に、前記第１光電変換層および前記第２光電変換層を定義する第１分離パターン；前記ピクセル分離パターンの上に配置される第１グリッドパターン；および前記第１分離パターンの上に配置され前記第１グリッドパターンの高さより低い高さを有する第２グリッドパターン；を含むことができる。
【０００９】
一実施形態では、前記第２グリッドパターンの高さは、前記第１グリッドパターンの高さの１／１０～１／４範囲を満足することができる。
【００１０】
一実施形態では、前記第１グリッドパターンおよび前記第２グリッドパターンの上に配置され、前記第２グリッドパターンの屈折率より高い屈折率を有する第１カラーフィルタを含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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