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公開番号2025018983
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2024116614
出願日2024-07-22
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.
代理人弁理士法人ITOH
主分類H10F 39/18 20250101AFI20250130BHJP()
要約【課題】受光効率を高めたイメージセンサーを提供する。
【解決手段】イメージセンサーは、行列形状に配列された複数のピクセルを含み、光が入射される第1面と前記第1面に反対になる第2面を有する半導体基板内に、各ピクセル毎に提供されたフォトダイオード、前記半導体基板の前記第1面上に提供されて前記光を集光するマイクロレンズ、前記半導体基板と前記マイクロレンズとの間に提供されたカラーフィルター、及び前記光が前記マイクロレンズを通じてフォトダイオード方向に進行する時、前記光の少なくとも一部の経路を変更する光経路変更部材を含む。
【選択図】図5A

特許請求の範囲【請求項１】
行列形状に配列された複数のピクセルを含むイメージセンサーであって、
光が入射される第１面と前記第１面に反対になる第２面を有する半導体基板内に各ピクセル毎に提供されたフォトダイオードと、
前記半導体基板の前記第１面上に提供されて前記光を集光するマイクロレンズと、
前記半導体基板と前記マイクロレンズとの間に提供されたカラーフィルターと、
前記光が前記マイクロレンズを通じてフォトダイオード方向に進行する時、前記光の少なくとも一部の経路を変更する光経路変更部材と、を含み、
前記光経路変更部材は、前記半導体基板の前記第１面から延長され、前記第２面に向かう方向に沿って凹んでいるか、又は膨らんでいる曲面を有する、イメージセンサー。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記複数のピクセルの中の少なくとも２つのピクセルは、前記マイクロレンズの中で１つのマイクロレンズを共有し、前記光経路変更部材は、平面視において前記少なくとも２つのピクセルの中心部に提供される、請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項３】
前記光経路変更部材は、前記半導体基板の前記第１面から前記半導体基板の前記第２面に向かう方向に沿って凹んでいるか、又は膨らんでいる曲面を有する、請求項２に記載のイメージセンサー。
【請求項４】
前記光経路変更部材は、前記第１面から前記第２面に向かう方向に陥没された陥没部を有する、請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
前記陥没部は、絶縁材を含む、請求項４に記載のイメージセンサー。
【請求項６】
前記陥没部は、前記カラーフィルターの中のいずれか１つを含む、請求項５に記載のイメージセンサー。
【請求項７】
前記カラーフィルターの中のいずれか１つは、前記陥没部のみに充填される、請求項６に記載のイメージセンサー。
【請求項８】
前記光経路変更部材は、前記半導体基板の前記第１面から前記半導体基板の前記第２面に向かう方向と反対方向に突出された突出部を有する、請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
前記突出部は、前記半導体基板と同一の材料を含む、請求項８に記載のイメージセンサー。
【請求項１０】
前記突出部と前記カラーフィルターとの間に提供された層間膜をさらに含む、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、イメージセンサーに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
イメージセンサーは、光学映像（Ｏｐｔｉｃａｌｉｍａｇｅ）を電気的信号に変換する素子である。イメージセンサーは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）形及びＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）形に分類されることができる。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ピクセルを具備する。
【０００３】
ピクセルの各々は、半導体基板内に形成されたフォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ、ＰＤ）と半導体基板上に提供されたマイクロレンズを含む。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し、マイクロレンズは、フォトダイオードヘの入射される光を集光する役割をする。
【０００４】
しかし、マイクロレンズによって集光された光がフォトダイオード進行しない場合、フォトダイオードの受光効率が低くなるので、これに対する改善が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許公開第２０２３／００４００６０Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一目的は、受光効率を高めたイメージセンサーを提供することにある。本発明の他の目的は、斜光によるクロストーク現象が改善されたイメージセンサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、行列形状に配列された複数のピクセルを含むイメージセンサーは、光が入射される第１面と前記第１面に反対になる第２面を有する半導体基板内に、各ピクセル毎に提供されたフォトダイオード、前記半導体基板の前記第１面上に提供されて前記光を集光するマイクロレンズ、前記半導体基板と前記マイクロレンズとの間に提供されたカラーフィルター、及び前記光が前記マイクロレンズを通じて前記フォトダイオード方向に進行する時、前記光の少なくとも一部の経路を変更する光経路変更部材を含み、前記光経路変更部材は前記半導体基板の前記第１面から延長され、前記第２面に向かう方向に沿って凹んでいるか、又は膨らんでいる曲面を有する。
【０００８】
本発明の一実施形態において、前記複数のピクセルの中で少なくとも２つのピクセルは、前記マイクロレンズの中で１つのマイクロレンズを共有し、前記光経路変更部材は、平面視において該当マイクロレンズを共有する前記少なくとも２つのピクセルの中心部に提供されることができる。
【０００９】
本発明の一実施形態において、前記光経路変更部材は、前記第１面から前記第２面に向かう方向に沿って凹んでいるか、又は膨らんでいる曲面を有することができる。
【００１０】
本発明の一実施形態において、前記陥没部は、絶縁材で充填されるか、或いは前記陥没部は前記カラーフィルターの中でいずれか１つで充填されることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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