包括分色透镜阵列的图像传感器和包括该图像传感器的电子装置制造方法及图纸

提供了一种包括分色透镜阵列的图像传感器。所述图像传感器包括：传感器基板，包括被配置为感测第一波长的光的第一像素和被配置为感测第二波长的光的第二像素；所述传感器基板上的透明间隔层；以及所述间隔层上的分色透镜阵列，其中，所述分色透镜阵列使所述第一波长的光朝着所述第一像素会聚，并且包括所述间隔层上的第一透镜层、所述第一透镜层上的第二透镜层、以及所述第一透镜层与所述第二透镜层之间的蚀刻防止层。间的蚀刻防止层。间的蚀刻防止层。

【技术实现步骤摘要】
包括分色透镜阵列的图像传感器和包括该图像传感器的电子装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2020年10月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2020
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0143875和于2021年6月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0083125的优先权，所述申请的全部公开内容通过引用合并于此。


[0003]本公开涉及包括分色透镜阵列的图像传感器和包括该图像传感器的电子装置，其中所述分色透镜阵列能够根据入射光的波长分别聚焦入射光。

技术介绍

[0004]图像传感器通常通过使用滤色器来感测入射光的颜色。然而，因为滤色器吸收除了该滤色器的对应颜色的光以外的颜色的光，所以滤色器可能具有低的光利用效率。例如，当使用RGB滤色器时，只有1/3的入射光被透射，而其余(即2/3)的入射光被吸收。因此，光利用效率仅为约33％。因此，在彩色显示装置或彩色图像传感器中，大部分光损失发生在滤色器中。

技术实现思路

[0005]提供了通过使用分色透镜阵列具有改进的光利用效率和颜色再现性的图像传感器和包括该图像传感器的电子装置，所述分色透镜阵列能够根据入射光的波长分别聚焦入射光。
[0006]附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。
[0007]根据示例实施例的一方面，提供了一种图像传感器，包括：传感器基板，包括被配置为感测第一波长的光的第一像素和被配置为感测第二波长的光的第二像素；所述传感器基板上的间隔层，所述间隔层是透明的；以及所述间隔层上的分色透镜阵列，所述分色透镜阵列被配置为使入射在所述分色透镜阵列上的所述第一波长的光朝着所述第一像素会聚，其中，所述分色透镜阵列包括所述间隔层上的第一透镜层、所述第一透镜层上的第二透镜层、以及所述第一透镜层与所述第二透镜层之间的第一蚀刻防止层。
[0008]根据示例实施例的方面，提供了一种制造图像传感器的方法，所述方法包括：在传感器基板上形成间隔层，所述传感器基板包括被配置为感测第一波长的光的第一像素和被配置为感测第二波长的光的第二像素；在所述间隔层上形成第一透镜层；在所述第一透镜层上形成第一蚀刻防止层；在所述第一蚀刻防止层上形成第一介电层；在所述第一介电层中形成雕刻图案；以及通过在所述雕刻图案中填充第一高折射材料来形成第二透镜层。
[0009]根据示例实施例的一方面，提供了一种电子装置，包括：图像传感器，被配置为将光学图像转换为电信号；以及处理器，被配置为控制所述图像传感器的操作，并且存储和输
出由所述图像传感器生成的信号，其中，所述图像传感器包括：传感器基板，包括被配置为感测第一波长的光的第一像素和被配置为感测第二波长的光的第二像素；所述传感器基板上的间隔层，所述间隔层是透明的；以及所述间隔层上的分色透镜阵列，所述分色透镜阵列被配置为使入射在所述分色透镜阵列上的所述第一波长的光朝着所述第一像素会聚，并且其中，所述分色透镜阵列包括所述间隔层上的第一透镜层、所述第一透镜层上的第二透镜层、以及所述第一透镜层与所述第二透镜层之间的第一蚀刻防止层。
附图说明
[0010]根据以下结合附图的描述，本公开的一些实施例的上述和其它方面、特征以及优点将更清楚，在附图中：
[0011]图1是根据实施例的图像传感器的框图；
[0012]图2A至图2C是示出图像传感器的像素阵列中的各种像素布置的示例的图；
[0013]图3A和图3B是示出根据实施例的分色透镜阵列的结构和作用的概念图；
[0014]图4A和图4B是从不同方向观察的根据实施例的图像传感器中的像素阵列的截面图；
[0015]图5A是示出根据实施例的像素阵列中的像素布置的平面图，图5B是示出根据实施例的在分色透镜阵列的多个区域中布置多个纳米柱的示例的平面图，图5C是示出图5B中的一部分的放大图的平面图，并且图5D是示出根据实施例的在第二透镜层中布置纳米柱的示例的平面图；
[0016]图6A是示出沿图5B的线I
‑
I
′
穿过分色透镜阵列的绿色光和蓝色光的相位分布的图，图6B是示出穿过图5B的分色透镜阵列的绿色光在像素对应区域的中心处的相位的图，并且图6C是示出穿过图5B的分色透镜阵列的蓝色光在像素对应区域的中心处的相位的图；
[0017]图6D是示出入射在根据实施例的第一绿色光会聚区域上的绿色光的行进方向的示例的图，并且图6E是示出根据实施例的第一绿色光会聚区域的阵列的示例的图；
[0018]图6F是示出入射在蓝色光会聚区域上的蓝色光的行进方向的示例的图，并且图6G是示出蓝色光会聚区域的阵列的示例的图；
[0019]图7A是示出沿图5B的线II
‑
II
’
穿过分色透镜阵列的红色光和绿色光的相位分布的图，图7B是示出穿过图5B的分色透镜阵列的红色光在像素对应区域的中心处的相位的图，并且图7C是示出穿过图5B的分色透镜阵列的绿色光在像素对应区域的中心处的相位的图；
[0020]图7D是示出入射在根据实施例的红色光会聚区域上的红色光的行进方向的示例的图，并且图7E是示出根据实施例的红色光会聚区域的阵列的示例的图；
[0021]图7F是示出入射在根据实施例的第二绿色光会聚区域上的绿色光的行进方向的示例的图，并且图7G是示出根据实施例的第二绿色光会聚区域的阵列的示例的图；
[0022]图8A至图8H是用于说明制造图4A的像素阵列的方法的图；
[0023]图9A和图9B是示出根据实施例的当蚀刻防止层的厚度改变时入射在传感器基板上的光的光谱的变化的图；
[0024]图10A和图10B是根据实施例的在分色透镜阵列上还包括抗反射层的像素阵列的截面图；
[0025]图11A和图11B是用于说明根据实施例的由于抗反射层引起的入射在传感器基板上的光的光谱的变化的图；
[0026]图12是根据一个或多个实施例的包括图像传感器的电子装置的框图；
[0027]图13是图12中的相机模块的框图；以及
[0028]图14至图23是示出应用根据一个或多个实施例的图像传感器的电子装置的各种示例的图。
具体实施方式
[0029]现在将详细参考实施例，在附图中示出实施例的示例，其中，在全部附图中用类似的附图标记表示类似的元件。在这点上，本实施例可以具有不同的形式，并且不应当被解释为受限于本文中阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述实施例，以解释各个方面。如本文中所使用的术语“和/或”包括相关列出项中的任一项和一项或多项的所有组合。诸如
“…
中的至少一个”之类的表述当在元件列表之后时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。
[0030]在下文中，将参考附图详细描述包括分色透镜阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：传感器基板，包括被配置为感测第一波长的光的第一像素和被配置为感测第二波长的光的第二像素；所述传感器基板上的间隔层，所述间隔层是透明的；以及所述间隔层上的分色透镜阵列，所述分色透镜阵列被配置为使入射在所述分色透镜阵列上的所述第一波长的光朝着所述第一像素会聚，其中，所述分色透镜阵列包括所述间隔层上的第一透镜层、所述第一透镜层上的第二透镜层、以及所述第一透镜层与所述第二透镜层之间的第一蚀刻防止层。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一蚀刻防止层具有3nm至30nm的厚度。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一蚀刻防止层具有5nm至15nm的厚度。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一蚀刻防止层包括HfO2。5.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括所述分色透镜阵列上的抗反射层。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述抗反射层包括SiO2层。7.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述抗反射层具有80nm至120nm的厚度。8.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述抗反射层包括第一抗反射层和第二抗反射层，所述第一抗反射层包括第一材料，并且所述第二抗反射层包括与所述第一材料不同的第二材料。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述第一材料包括SiO2并且所述第二材料包括Si3N4。10.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述第二抗反射层具有20nm至60nm的厚度。11.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括所述间隔层与所述分色透镜阵列之间的第二蚀刻防止层。12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一透镜层和所述第二透镜层中的每一个均包括具有第一折射率的高折射材料、和具有第二折射率并且设置在所述高折射材料之间的低折射材料。13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述分色透镜阵列还被配置为使所述第二波长的光朝着所述第二像素会聚。14.一种制造图像传感器的方法，所述方法包括：在传感器基板上形成间隔层，所述传感器基板包括被配置为感测第一波长的光的第一像素和被配置为感测第二波长的光的第二像素；在所述间隔层上形成第一透镜层；在所述第一透镜层上形成第一蚀刻防止层；在所述第一蚀刻防止层上形成第一介电层；
在所述第一介电层中形成雕刻图案；以及通过在所述雕刻图案中填充第一高折射材料来形成第二透镜层。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一蚀刻防止层具有3nm至30nm的厚度。16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一蚀刻防止层具有5nm至15nm的厚度。17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一蚀刻防止层包括HfO2。18.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述第一透镜层包括：在所述间隔层上形成第二蚀刻防止层；在所述第二蚀刻防止层上形成第二介电层；在所述第二介电层中形成雕刻图案；以及在所述第二介电层中的雕刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴弘圭，尹鉐皓，林珉愚，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：