具有红外滤波器的背侧照明图像传感器制造技术

提供了背侧照明(BSI)图像传感器。一种BSI图像传感器包括基板和多个像素，该多个像素配置为响应于入射在基板上的光而产生电信号。多个像素中的每个包括：光电二极管；红外辐射(IR)截止滤波器，在光电二极管之上；遮光图案，在光电二极管之上并包括对应于多个像素中的每个的1％至15％的面积的开口；平坦化层，在遮光图案上；以及透镜，在平坦化层上。

【技术实现步骤摘要】
具有红外滤波器的背侧照明图像传感器
本公开涉及背侧照明(BSI)图像传感器。
技术介绍
图像传感器是用于将光转换为电信号的器件。近来，随着计算机和通信产业的发展，在包括便携式摄像机、游戏机、数码相机、显示装置、移动电话(例如智能电话)等的各种领域中，期望具有改进的性能的图像传感器。传统上，主要使用前侧照明(FSI)图像传感器。FSI图像传感器的缺点在于，由于线路设置在光电二极管上，所以光接收效率降低。最近，已经发展了背侧照明(BSI)图像传感器以减少这样的FSI图像传感器的缺点。
技术实现思路
本专利技术构思的一些示例实施方式涉及提供嵌入红外线/辐射(IR)截止滤波器的背侧照明(BSI)图像传感器。此外，本专利技术构思的一些示例实施方式涉及提供一种BSI图像传感器模块，其制造效率通过在图像传感器内嵌入IR截止滤波器而提高。此外，本专利技术构思的一些示例实施方式涉及提供一种BSI图像传感器模块，其厚度和制造成本通过将IR截止滤波器嵌入到图像传感器中而减小。此外，本专利技术构思的一些示例实施方式涉及提供一种包括BSI图像传感器的电子装置，该BSI图像传感器具有IR截止滤波器。另外，本专利技术构思的一些示例实施方式涉及提供一种包括图像传感器的电子装置，该图像传感器的厚度减小。根据示例实施方式，提供一种BSI图像传感器，其包括基板和多个像素，多个像素配置为响应于入射在基板上的光而产生电信号。多个像素中的每个可以包括：光电二极管；器件隔离区域，在光电二极管周围；暗电流抑制层，在光电二极管之上；红外辐射(IR)截止滤波器，在光电二极管之上；遮光图案，在光电二极管之上并包括对应于多个像素中的每个像素的1％至15％的面积的开口；光截止滤波器层，在除了开口之外的遮光图案上；平坦化层，在光截止滤波器层上；以及透镜，在平坦化层上。根据示例实施方式，提供一种BSI图像传感器，其包括基板和多个像素，多个像素配置为响应于入射在基板的背侧上的光而产生电信号。多个像素中的每个可以包括：光电二极管；暗电流抑制层，在光电二极管之上并包括每个具有负电荷的多个层的堆叠；红外辐射(IR)截止滤波器，在光电二极管之上并包括多个折射率膜的堆叠；遮光图案，在光电二极管之上并包括对应于多个像素中的每个像素的1％至15％的面积的开口；在遮光图案上的平坦化层；以及在平坦化层上的透镜。根据示例实施方式，提供一种BSI图像传感器，其包括基板和多个像素，多个像素配置为响应于入射在基板的背侧上的光而产生电信号。BSI图像传感器可以包括配置为读出多个像素的电信号的多个读出电路。此外，多个像素中的每个可以包括：光电二极管；在光电二极管之上的红外辐射(IR)截止滤波器；遮光图案，在光电二极管之上并包括对应于多个像素中的每个的1％至15％的面积的开口；在遮光图案上的平坦化层；以及在平坦化层上的透镜。附图说明图1是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的包括具有IR截止滤波器的图像传感器的电子装置的图。图2A是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的图。图2B是构成像素阵列的单位像素的电路图。图3A示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的像素，并且是示出设置在遮光栅格上的IR截止滤波器的图。图3B是示出设置在图3A所示的像素中的暗电流抑制层的图。图3C是详细示出器件隔离部分和暗电流抑制层的图。图4A至图4D是示出高折射率膜和低折射率膜堆叠以形成IR截止滤波器的示例的图。图5A和图5B是示出本专利技术构思的图像传感器的遮光栅格的图。图6A是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的设置在遮光栅格下面的IR截止滤波器的图。图6B是示出设置在图6A所示的像素中的暗电流抑制层的图。图7A是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的设置在遮光栅格上的IR截止滤波器和设置在IR截止滤波器上的光截止滤波器层的图。图7B是示出设置在图7A所示的像素中的暗电流抑制层的图。图8A是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的设置在遮光栅格上的光截止滤波器层和设置在遮光栅格下面的IR截止滤波器的图。图8B是示出设置在图8A所示的像素中的暗电流抑制层的图。图9A是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的设置在平坦化层的中心部分处的IR截止滤波器的图。图9B是示出设置在图9A所示的像素中的暗电流抑制层的图。图10A是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的设置在平坦化层上的IR截止滤波器的图。图10B是示出设置在图10A所示的像素中的暗电流抑制层的图。图11A是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的设置在透镜上的IR截止滤波器的图。图11B是示出设置在图11A所示的像素中的暗电流抑制层的图。图12是通过比较其中IR截止滤波器嵌入在图像传感器中的情况与IR截止滤波器没有应用于图像传感器的情况而示出图像劣化的图。具体实施方式在下文，将参照附图描述根据本专利技术构思的示例实施方式的具有红外线/辐射(IR)截止滤波器的图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。图1是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的包括具有IR截止滤波器的图像传感器的电子装置的图。图2A是示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的图。参照图1和图2A，根据本专利技术构思的一些示例实施方式的电子装置10可以包括具有IR截止滤波器的图像传感器100和显示模块200。用于显示图像的显示模块200可以设置在电子装置10的上部中，图像传感器100可以设置在显示模块200下面。显示模块200可以包括有机发光二极管(OLED)面板210作为用于显示图像的显示面板。显示模块200可以包括用于感测用户的触摸的触摸面板220。触摸面板220可以设置在OLED面板210上。显示模块200可以包括设置在触摸面板220上的保护膜230和用于缓冲当用户触摸时施加的冲击的缓冲部分240。OLED面板210配置为基于输入图像信号显示图像，并可以通过自发光显示图像而不用背光。OLED面板210不需要背光，因此OLED面板210的厚度可以是小的。触摸面板220可以使用提供在触摸面板220的表面上的传感器，以通过将诸如施加到表面的压力变化、电容变化或光量变化的状态变化转换为电信号而检测触摸输入。在图1中，示出其中OLED面板210用作显示面板的示例。本专利技术构思不限于此，除了OLED面板210之外，可以应用能够透射光的其它种类的显示面板。触摸面板220可以被实现为电阻型、电容型、表面声波型或红外(IR)型。保护膜230设置在触摸面板220的前表面上并可以形成为具有预定厚度以保护触摸面板220的前表面。保护膜230可以防止/阻止从电子装置10的外部入射在触摸面板220上的光的反射。图像传感器100可以包括设置为一维或二维阵列的多个像素110以及印刷电路板(PCB)120，处理器和驱动电路设置在PCB120上以驱动所述多个像素11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背侧照明(BSI)图像传感器，包括：/n基板；和/n多个像素，配置为响应于入射在所述基板上的光而产生电信号，/n其中所述多个像素中的每个包括：/n光电二极管；/n器件隔离区域，在所述光电二极管周围；/n暗电流抑制层，在所述光电二极管之上；/n红外辐射(IR)截止滤波器，在所述光电二极管之上；/n遮光图案，在所述光电二极管之上并包括对应于所述多个像素中的每个像素的1％至15％的面积的开口；/n光截止滤波器层，在除了所述开口之外的所述遮光图案上；/n平坦化层，在所述光截止滤波器层上；以及/n透镜，在所述平坦化层上。/n

【技术特征摘要】
20181220 KR 10-2018-01659351.一种背侧照明(BSI)图像传感器，包括：
基板；和
多个像素，配置为响应于入射在所述基板上的光而产生电信号，
其中所述多个像素中的每个包括：
光电二极管；
器件隔离区域，在所述光电二极管周围；
暗电流抑制层，在所述光电二极管之上；
红外辐射(IR)截止滤波器，在所述光电二极管之上；
遮光图案，在所述光电二极管之上并包括对应于所述多个像素中的每个像素的1％至15％的面积的开口；
光截止滤波器层，在除了所述开口之外的所述遮光图案上；
平坦化层，在所述光截止滤波器层上；以及
透镜，在所述平坦化层上。


2.根据权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中所述器件隔离区域和所述暗电流抑制层共同地包括多个层的一体堆叠，每个层具有负电荷。


3.根据权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中所述遮光图案的所述开口在所述多个像素中的每个像素的中心部分中。


4.根据权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中所述IR截止滤波器在所述光电二极管和所述遮光图案之间。


5.根据权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中所述IR截止滤波器在所述遮光图案和所述平坦化层之间。


6.根据权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中：
所述平坦化层包括在所述遮光图案上的第一平坦化层和在所述第一平坦化层上的第二平坦化层；并且
所述IR截止滤波器在所述第一平坦化层和所述第二平坦化层之间。


7.根据权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中所述IR截止滤波器在所述平坦化层和所述透镜之间。


8.根据权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中所述IR截止滤波器在所述透镜上。


9.根据权利要求1所述的背侧照明图像传感器，
其中所述IR截止滤波器包括多个折射率膜，所述多个折射率膜包括：
多个第一折射率膜，具有第一折射率；和
多个第二折射率膜，具有高于所述第一折射率的第二折射率，并且
其中所述多个第一折射率膜与所述多个第二折射率膜交替地堆叠。


10.根据权利要求9所述的背侧照明图像传感器，其中：
所述多个第一折射率膜中的每个具有1.2至1.8的折射率，并且
所述多个第二折射率膜中的每个具有2.0至2.8的折射率。


11.根据权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中：
所述IR截止滤波器包括多个折射率膜的堆叠，
所述多个折射率膜中的包括所述堆叠的奇数层的第一折...

【专利技术属性】
技术研发人员：李允基，朴钟勋，朴俊城，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR