图像传感器以及包括图像传感器的电子装置制造方法及图纸

提供了一种用于获得超高分辨率图像的图像传感器。该图像传感器包括二维布置的多个像素，该多个像素中的每一个包括：第一超颖光电二极管，选择性地吸收红色波段的光；第二超颖光电二极管，选择性地吸收绿色波段的光；以及第三超颖光电二极管，选择性地吸收蓝色波段的光。图像传感器的多个像素中的每一个的宽度可以小于衍射极限。以小于衍射极限。以小于衍射极限。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器以及包括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2021年9月15日向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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0123466的优先权，该申请的公开通过全文引用合并于此。


[0003]本公开涉及图像传感器以及包括图像传感器的电子装置。

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，因为滤色器吸收除与滤色器相对应的颜色以外的颜色的光，所以可能会降低光利用效率。例如，当使用RGB滤色器时，因为仅1/3的入射光被透射，剩下的2/3被吸收，因此光的利用效率仅约33％。图像传感器的大部分光损失是由滤色器引起的。因此，已经尝试了一种在不使用滤色器的情况下，将颜色分离到图像传感器的每个像素中的方法。
[0005]另一方面，随着对高分辨率需求的增加，像素尺寸逐渐减小，这可能会限制颜色分离功能。此外，由于颜色分离方法是将进入到单位像素的能量划分并吸收到R、G和B有效区域中的方法，因此每个子像素负责一种颜色，并且由于信号处理中存在的欠采样，分辨率可能会下降。相应地，正在寻求一种实现适用于高分辨率实现方式的全色像素的方法。

技术实现思路

[0006]提供了具有全色像素的图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。
[0007]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。
[0008]根据本公开的一方面，提供了一种图像传感器，包括：二维布置的多个像素，所述多个像素中的每一个包括：第一超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收红色波段的光；第二超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收绿色波段的光；以及第三超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收蓝色波段的光，其中，多个像素中的每一个的宽度p小于或等于衍射极限。
[0009]第一超颖光电二极管、第二超颖光电二极管和第三超颖光电二极管中的每一个都具有杆形状，且包括：堆叠在第一方向上的第一导电型半导体层、本征半导体层和第二导电型半导体层，其中，第一超颖光电二极管的垂直于第一方向的截面具有第一宽度，第二超颖光电二极管的垂直于第一方向的截面具有第二宽度，以及第三超颖光电二极管的垂直于第一方向的截面具有第三宽度，并且其中，第一宽度、第二宽度和第三宽度彼此不同。
[0010]第一超颖光电二极管、第二超颖光电二极管和第三超颖光电二极管中的每一个在第一方向上的高度为500nm或更大。
[0011]第一宽度、第二宽度和第三宽度在约50nm至约200nm的范围内。
[0012]宽度p在0.25μm≤p≤0.45μm的范围内。
[0013]第一宽度大于第二宽度，并且第二宽度大于第三宽度。
[0014]像素中包括的第一超颖光电二极管的数量为一个，像素中包括的第二超颖光电二极管的数量为一个，并且像素中包括的第三超颖光电二极管的数量为两个，其中，第一超颖光电二极管，第二超颖光电二极管和第三超颖光电二极管被设置为使得将一个第一超颖光电二极管、一个第二超颖光电二极管和两个第三超颖光电二极管的中心连接的线是方形。
[0015]两个第三超颖光电二极管布置在方形的对角线方向上。
[0016]像素中包括的第一超颖光电二极管的数量为一个，像素中包括的第二超颖光电二极管的数量多于一个，并且像素中包括的第三超颖光电二极管的数量多于一个，并且其中第一超颖光电二极管设置在该像素的中心。
[0017]第二超颖光电二极管和第三超颖光电二极管以方形或正六边形围绕第一超颖光电二极管。
[0018]图像传感器在多个像素的每一个中还包括：第四超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收红外波段的光。
[0019]第四超颖光电二极管的垂直于第一方向的截面的宽度大于第一宽度、第二宽度和第三宽度。
[0020]像素中包括的第四超颖光电二极管的数量为一个，像素中包括的第一超颖光电二极管的数量多于一个，像素中包括的第二超颖光电二极管的数量多于一个，并且像素中包括的第三超颖光电二极管多于一个，并且其中第四超颖光电二极管设置在该像素的中心。
[0021]图像传感器还包括：多个透镜，以一对一的方式面对多个像素。
[0022]图像传感器还包括：电路板，支撑第一超颖光电二极管、第二超颖光电二极管和第三超颖光电二极管，该电路板包括用于处理来自多个像素的信号的电路元件。
[0023]根据本公开的另一方面，提供了一种图像传感器，包括：二维布置的多个像素，所述多个像素中的每一个包括：两个或更多个超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收两个或更个不同波段的光，并且多个像素中的每一个的宽度小于或等于所述两个或更个不同波段中的最短波长。
[0024]两个或更多个超颖光电二极管中的每一个具有杆形状，且包括在第一方向上堆叠的第一导电型半导体层、本征半导体层和第二导电型半导体层，其中，两个或更多个超颖光电二极管包括第一超颖光电二极管、第二超颖光电二极管和第三超颖光电二极管，其中，第一超颖光电二极管的垂直于第一方向的截面具有第一宽度，第二超颖光电二极管的垂直于第一方向的截面具有第二宽度，并且第三超颖光电二极管的垂直于第一方向的截面具有第三宽度，并且其中，第一宽度、第二宽度和第三宽度彼此不同。
[0025]在两个或更多个超颖光电二极管中，第一超颖光电二极管吸收第一波长的光，并且第二超颖光电二极管吸收第二波长的光，其中，第一波长比第二波长长，并且其中，所述第一宽度大于所述第二宽度。
[0026]根据本专利技术的另一方面，提供了一种电子装置，包括：透镜组件，包括一个或多个透镜，该透镜组件被配置为形成对象的光学图像；图像传感器，被配置为将透镜组件形成的光学图像转换为电信号；以及处理器，被配置为处理图像传感器生成的电信号，其中，所述图像传感器包括二维布置的多个像素，多个像素中的每一个包括：第一超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收红色波段的光；第二超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收绿色波
段的光；以及第三超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收蓝色波段的光，并且其中，多个像素中的每一个的宽度p满足以下公式：p＜λ
·
F，其中，F是透镜组件的F数，λ是蓝色波段的中心波长。
[0027]图像传感器的多个像素中的每一个还包括：第四超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收红外波段的光，并且处理器计算对象的颜色信息和深度信息。
附图说明
[0028]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：
[0029]图1是根据示例实施例的图像传感器的框图；
[0030]图2是示出了图1的图像传感器的像素阵列的像素布置的平面图；
[0031]图3是示出了图1的图像传感器的像素阵列的结构的详细透视图；
[0032]图4是图3的像素阵列的平面图；
[0033]图5A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：二维布置的多个像素，所述多个像素中的每一个包括：第一超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收红色波段的光；第二超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收绿色波段的光；以及第三超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收蓝色波段的光，其中，所述多个像素中的每一个的宽度p小于或等于衍射极限。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一超颖光电二极管、所述第二超颖光电二极管和所述第三超颖光电二极管中的每一个具有杆形状，且包括在第一方向上堆叠的第一导电型半导体层、本征半导体层和第二导电型半导体层，其中，所述第一超颖光电二极管的垂直于所述第一方向的截面具有第一宽度，所述第二超颖光电二极管的垂直于所述第一方向的截面具有第二宽度，以及所述第三超颖光电二极管的垂直于所述第一方向的截面具有第三宽度，以及其中，所述第一宽度、所述第二宽度和所述第三宽度彼此不同。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一超颖光电二极管、所述第二超颖光电二极管和所述第三超颖光电二极管中的每一个在所述第一方向上的高度为500nm或更大。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一宽度、所述第二宽度和所述第三宽度在约50nm至约200nm的范围内。5.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述宽度p在0.25μm≤p≤0.45μm的范围内。6.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一宽度大于所述第二宽度，并且所述第二宽度大于所述第三宽度。7.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，像素中包括的第一超颖光电二极管的数量是一个，所述像素中包括的第二超颖光电二极管的数量是一个，并且所述像素中包括的第三超颖光电二极管的数量是两个，其中，所述第一超颖光电二极管、所述第二超颖光电二极管和所述第三超颖光电二极管被设置为使得将所述一个第一超颖光电二极管、所述一个第二超颖光电二极管和所述两个第三超颖光电二极管的中心连接的线是方形。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述两个第三超颖光电二极管布置在所述方形的对角线方向上。9.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，像素中包括的第一超颖光电二极管的数量为一个，所述像素中包括的第二超颖光电二极管的数量多于一个，并且所述像素中包括的第三超颖光电二极管的数量多于一个，并且其中，所述第一超颖光电二极管设置在所述像素的中心。10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述第二超颖光电二极管和所述第三超颖光电二极管以方形或正六边形围绕所述第一超颖光电二极管。11.根据权利要求2所述的图像传感器，在所述多个像素的每一个中还包括：第四超颖光电二极管，被配置为选择性地吸收红外波段的光。12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第四超颖光电二极管的垂直于所述第一方向的截面的宽度大于所述第一宽度、所述第二宽度和所述第三宽度。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李俊虎，卢淑英，尹鉐皓，李相润，赵春来，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：