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公開番号2025011025
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2024085293
出願日2024-05-27
発明の名称イメージセンサー
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 20250101AFI20250116BHJP()
要約【課題】より向上された光学的特性を有するイメージセンサーを提供する。
【解決手段】本発明はイメージセンサーに関し、より詳細にはセンターピクセル領域及び平面視において、前記センターピクセル領域を囲むエッジピクセル領域を有するピクセルアレイ領域を含む半導体基板と、前記ピクセルアレイ領域上のカラーフィルターグループと、前記カラーフィルターグループの各々はn行及びn列に配置されたカラーフィルターを含み、前記カラーフィルターグループを各々覆うように配置されるマイクロレンズと、を含み、前記カラーフィルターグループは前記センターピクセル領域上のセンターカラーフィルターグループ及び前記エッジピクセル領域と上のエッジカラーフィルターグループを含み、各々の前記エッジカラーフィルターグループ内で、前記カラーフィルターの中で少なくとも2つの厚さが互いに異なる。
【選択図】図6A
特許請求の範囲【請求項１】
センターピクセル領域及び平面視において、前記センターピクセル領域を囲むエッジピクセル領域を有するピクセルアレイ領域を含む半導体基板と、
前記ピクセルアレイ領域上のカラーフィルターグループであって、前記カラーフィルターグループの各々は、ｎ行及びｎ列に配置されたカラーフィルターを含む、カラーフィルターグループと、
前記カラーフィルターグループを各々覆うように配置されるマイクロレンズと、を含み、
前記カラーフィルターグループは、前記センターピクセル領域上のセンターカラーフィルターグループ及び前記エッジピクセル領域上のエッジカラーフィルターグループを含み、
各々の前記エッジカラーフィルターグループ内で、前記カラーフィルターの中で少なくとも２つの厚さが互いに異なるイメージセンサー。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記エッジカラーフィルターグループの各々は、第１カラーフィルター、第２カラーフィルター、第３カラーフィルター、及び第４カラーフィルターを含み、
前記第１カラーフィルターの厚さは、前記第２カラーフィルターの厚さより大きい請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項３】
前記第２カラーフィルターは、前記センターピクセル領域から前記第１カラーフィルターより遠く離れた請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項４】
前記第２乃至４カラーフィルターは、前記センターピクセル領域から前記第１カラーフィルターより遠く離れ、
前記第２カラーフィルターは、前記第１カラーフィルターと対角方向に対向するように配置され、
前記第３カラーフィルターの厚さ及び前記第４カラーフィルターの厚さは、各々前記第１カラーフィルターの厚さより小さい請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
前記エッジカラーフィルターグループは、第１エッジカラーフィルターグループ及び前記センターピクセル領域から前記第１エッジカラーフィルターグループより遠く離れた第２エッジカラーフィルターグループを含み、
前記第２エッジカラーフィルターグループの前記第２カラーフィルターの厚さは、前記第１エッジカラーフィルターグループの前記第２カラーフィルターの厚さより小さい請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項６】
前記第２エッジカラーフィルターグループの前記第１カラーフィルターの厚さは、前記第１エッジカラーフィルターグループの前記第１カラーフィルターの厚さと実質的に同一である請求項５に記載のイメージセンサー。
【請求項７】
前記センターカラーフィルターグループ内で、前記カラーフィルターの各々の厚さは、実質的に同一である請求項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は、前記エッジカラーフィルターグループを覆う第１マイクロレンズ及び前記センターカラーフィルターグループを覆う第２マイクロレンズを含み、
平面視において、前記第１マイクロレンズの中心は、各々前記エッジカラーフィルターグループの中心からシフトされる請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
前記ピクセルアレイ領域で複数のピクセル領域を定義し、前記半導体基板内に配置されるピクセル分離構造体をさらに含む請求項１乃至８のいずれか１項に記載のイメージセンサー。
【請求項１０】
前記半導体基板は、第１面及び前記第１面と対向する第２面を含み、
前記カラーフィルターグループは、前記第１面上に配置され、
前記ピクセル分離構造体の幅は、前記第１面で前記第２面に行くほど、広くなる請求項９に記載のイメージセンサー。

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に関し、より詳細には電気的及び光学的特性がより向上されたイメージセンサーに関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
イメージセンサーは光学映像を電気信号に変換させる。コンピュータ産業と通信産業の発達につれてデジタルカメラ、ビデオカメラ、ＰＣＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）、ゲーム機器、警備用カメラ、医療用マイクロカメラ等様々な分野で性能が向上されたイメージセンサーの需要が増大している。イメージセンサーとしては電荷結合素子（ＣＣＤ：ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）及びＣＭＯＳイメージセンサーがある。この中で、ＣＭＯＳイメージセンサーは駆動方式が簡単であり、信号処理回路を単一チップに集積することができるので、製品の小型化が可能である。ＣＭＯＳイメージセンサーは電力消耗もまた非常に低いので、バッテリー容量が制限的である製品に適用が容易である。また、ＣＭＯＳイメージセンサーはＣＭＯＳ工程技術を互換して使用することができるので、製造単価を下げることができる。したがって、ＣＭＯＳイメージセンサーは技術開発と共に高解像度が具現可能につれ、その使用が急激に増えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許１１，１２８，７９６Ｂ２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より向上された光学的特性を有す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課題は以上で言及した課題に限定されず、言及されないその他の課題は下の記載から通常の技術者に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】
【０００６】
前記解決しようとする課題を達成するために本発明の実施形態によるイメージセンサーは、センターピクセル領域及び平面視において、前記センターピクセル領域を囲むエッジピクセル領域を有するピクセルアレイ領域を含む半導体基板と、前記ピクセルアレイ領域上のカラーフィルターグループと、前記カラーフィルターグループの各々はｎ行及びｎ列に配置されたカラーフィルターを含み、前記カラーフィルターグループを各々覆うように配置されるマイクロレンズと、を含み、前記カラーフィルターグループは前記センターピクセル領域上のセンターカラーフィルターグループ及び前記エッジピクセル領域上のエッジカラーフィルターグループを含み、各々の前記エッジカラーフィルターグループ内で、前記カラーフィルターの中で少なくとも２つの厚さが互いに異なることができる。
【０００７】
前記解決しようとする課題を達成するために本発明の実施形態によるイメージセンサーは、互いに対向される第１面及び第２面を有し、ピクセルアレイ領域を含む第１導電形の半導体基板と、前記ピクセルアレイ領域に提供され、第２導電形の不純物を含む光電変換領域と、前記ピクセルアレイ領域の中で少なくとも一部を覆うカラーピクセルグループと、前記カラーピクセルグループの各々は２行及び２列で配置される第１乃至第４カラーフィルターを含み、前記カラーフィルターグループを各々覆うように配置されるマイクロレンズと、を含み、前記ピクセルアレイ領域は前記センターピクセル領域及び平面視において、前記センターピクセル領域を囲むエッジピクセル領域を含み、前記カラーフィルターグループは前記センターピクセル領域上のセンターカラーフィルターグループ及び前記エッジピクセル領域上のエッジカラーフィルターグループを含み、各々の前記エッジカラーフィルターグループ内で、前記第１カラーフィルターの厚さは前記第２カラーフィルターの厚さより大きいことができる。
【０００８】
前記解決しようとする課題を達成するために本発明の実施形態によるイメージセンサーは、受光領域、遮光領域、及びパッド領域を含み、互いに対向する第１面及び第２面を有する半導体基板と、前記受光領域及び前記遮光領域で、前記半導体基板内に配置され、複数のピクセル領域を定義するピクセル分離構造体と、前記受光領域及び前記遮光領域に配置される前記半導体基板内の光電変換領域と、前記第１面上に配置されるカラーフィルターグループと、前記カラーフィルターグループの各々は２行及び２列で配置される第１乃至第４カラーフィルターを含み、前記第２面上のトランスファーゲート電極と、前記第２面上のピクセル回路層と、前記カラーフィルターグループを各々覆うように配置されるマイクロレンズと、を含み、前記受光領域は前記センターピクセル領域及び平面視において、前記センターピクセル領域を囲むエッジピクセル領域を含み、前記カラーフィルターグループは前記センターピクセル領域上のセンターカラーフィルターグループ及び前記エッジピクセル領域上のエッジカラーフィルターグループを含み、各々の前記エッジカラーフィルターグループ内で、前記第１カラーフィルターの厚さは前記第２カラーフィルターの厚さより大きいことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、イメージセンサーの光学的性能が向上されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態によるイメージセンサーのブロック図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの単位ピクセルの回路図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの単位ピクセルの回路図である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーを示す平面図である。
図３の受光領域を拡大した図面である。
図４のＰ１部分を拡大した図面である。
図４のＰ１’部分を拡大した図面である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図５ＡのＡ－Ａ’線に沿って切断した図面である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図５ＡのＢ－Ｂ’線に沿って切断した図面である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図５ＡのＣ－Ｃ’線に沿って切断した図面である。
図４のＰ２部分を拡大した図面である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図７のＩ－Ｉ’線に沿って切断した図面である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図７のＩＩ－ＩＩ’線に沿って切断した図面である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図７のＩＩＩ－ＩＩＩ’線に沿って切断した図面である。
本発明の複数の実施形態によるイメージセンサーを示す平面図である。
本発明の複数の実施形態によるイメージセンサーを示す平面図である。
本発明の複数の実施形態によるイメージセンサーを示す断面図である。
本発明の複数の実施形態によるイメージセンサーを示す断面図である。
本発明の複数の実施形態によるイメージセンサーを示す断面図である。
本発明の他の実施形態によるイメージセンサーを示す平面図である。
本発明の他の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図１４のＡ－Ａ’線に沿って切断した図面である。
本発明のその他の実施形態によるイメージセンサーを示す平面図である。
本発明のその他の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図１６のＡ－Ａ’線に沿って切断した図面である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図３のＡ－Ａ’線に沿って切断した図面である。
本発明の実施形態によるイメージセンサーの断面図であって、図３のＡ－Ａ’線に沿って切断した図面である。
【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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