图像传感器制造技术

提供了一种图像传感器，其包括布置在基板上的第一滤色器层至第四滤色器层以及布置在第一滤色器层至第四滤色器层上的第一微透镜至第七微透镜。第一微透镜与由绿色

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年1月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2022
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0013620的优先权，其公开内容通过引用整体合并于此。


[0003]本专利技术构思的实施例涉及具有改善的分辨率的图像传感器。

技术介绍

[0004]图像传感器是捕获对象的二维或三维图像的装置。图像传感器通过使用根据从对象反射的光的强度而反应的光电转换元件来生成对象的图像。近来，已经广泛地使用能够实现高分辨率的基于互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像传感器。

技术实现思路

[0005]本专利技术构思的实施例涉及具有改善的分辨率的图像传感器。
[0006]根据本专利技术构思的一方面，一种图像传感器包括布置在基板上的多个滤色器层，所述多个滤色器层包括第一滤色器层至第四滤色器层，所述滤色器层彼此水平相邻地布置，其中，所述第一滤色器层和所述第四滤色器层透射与穿过所述第二滤色器层和所述第三滤色器层的入射可见光分量波段不同的可见光分量。所述图像传感器还包括多个微透镜，所述多个微透镜包括第一微透镜至第七微透镜。其中，所述多个微透镜布置在所述第一滤色器层至所述第四滤色器层上。在所述基板中，在垂直于所述基板的第三方向上与所述第一滤色器层交叠的绿色
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红色子像素形成第一子矩阵，在垂直于所述基板的第三方向上与所述第二滤色器层交叠的红色子像素形成第二子矩阵，在垂直于所述基板的第三方向上与所述第三滤色器层交叠的蓝色子像素形成第三子矩阵，并且在垂直于所述基板的第三方向上与所述第四滤色器层交叠的绿色
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蓝色子像素形成第四子矩阵。所述第一微透镜与由所述绿色
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红色子像素组成的所述第一子矩阵的对角子像素组件交叠。所述第二微透镜和所述第三微透镜与由所述绿色
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红色子像素组成的所述第一子矩阵的非对角线子像素组件交叠。每个所述第二微透镜的水平面积小于每个所述第一微透镜的水平面积。每个所述第三微透镜的水平面积大于每个所述第一微透镜的水平面积。
[0007]根据本专利技术构思的一方面，提供了一种图像传感器。所述图像传感器包括基板，在所述基板中，多个绿色
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红色子像素布置以形成第一子矩阵，多个红色子像素布置以形成第二子矩阵，多个蓝色子像素布置以形成第三子矩阵，并且多个绿色
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蓝色子像素布置以形成第四子矩阵。第一滤色器层、第二滤色器层、第三滤色器层和第四滤色器层彼此相邻地布置在所述基板上，并且第一微透镜、第二微透镜、第三微透镜、第四微透镜、第五微透镜、第六微透镜和第七微透镜布置在所述第一滤色器层、所述第二滤色器层、所述第三滤色器层和所述第四滤色器层上。所述第四微透镜与由多个红色子像素组成的所述第二子矩阵的对角组件垂直地交叠。所述第五微透镜和所述第六微透镜与由所述多个红色子像素组成的所述
第二子矩阵的非对角组件垂直地交叠。每个所述第四微透镜在第一方向上的长度基本上等于每个所述第四微透镜在第二方向上的长度。每个所述第五微透镜在第一方向上的长度大于每个所述第五微透镜在第二方向上的长度。每个所述第六微透镜在第二方向上的长度大于每个所述第六微透镜在所述第一方向上的长度。
[0008]根据本专利技术构思的一方面，提供了一种图像传感器。所述图像传感器包括透射绿光的第一滤色器层、透射红光的第二滤色器层、透射蓝光的第三滤色器层和透射绿光的第四滤色器层。第一微透镜、第二微透镜和第三微透镜布置在所述第一滤色器层和所述第四滤色器层上，并且第四微透镜、第五微透镜和第六微透镜布置在所述第二滤色器层上。所述第一滤色器层、所述第二滤色器层、所述第三滤色器层和所述第四滤色器层以在同一平面中在第一方向和第二方向上以矩阵排列，以形成拜耳图案。所述第三微透镜布置为比所述第二微透镜更靠近所述第二滤色器层。所述第二微透镜布置为比所述第三微透镜更靠近所述第三滤色器层。每个所述第三微透镜的水平面积大于每个所述第一微透镜的水平面积。每个所述第二微透镜的水平面积小于每个所述第一微透镜的水平面积。
附图说明
[0009]根据以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本专利技术构思的实施例，在附图中：
[0010]图1是示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的框图；
[0011]图2是示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器中包括的多个子像素的电路图；
[0012]图3示出了根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的像素阵列的布局；
[0013]图4A是沿着图3的线3A
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3A'截取的截面图；
[0014]图4B是沿着图3的线3B
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3B'截取的截面图；
[0015]图4C是沿着图3的线3C
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3C'截取的截面图；
[0016]图4D是沿着图3的线3D
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3D'截取的截面图；
[0017]图5是示出根据本专利技术构思的另一实施例的像素阵列的俯视图；
[0018]图6是示出图5的第一红色子像素、第二红色子像素、第五红色子像素和第六红色子像素的放大的局部俯视图；
[0019]图7是示出根据本专利技术构思的另一实施例的像素阵列的俯视图。
具体实施方式
[0020]在下文中将参考附图更全面地描述本专利技术构思的实施例。在整个附图中，同样的附图标记可以指代同样的元件。在附图中，为了方便起见，各个层的厚度或尺寸可能被夸大，并且可以与实际形状和比例不同。
[0021]将理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中用于将一个元件与另一元件区分开，并且元件不受这些术语的限制。因此，一个实施例中的“第一”元件可以在另一实施例中被描述为“第二”元件。
[0022]应当理解，除非上下文另有明确说明，否则每个实施例中的特征或方面的描述通常应当被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。
[0023]为了便于描述，在本文中可以使用诸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等的空
间相对术语来描述如图所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解的是，除了在图中描绘的取向之外，空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将随后被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方两种取向。装置可以以其他方式取向(旋转90度或处于其他取向)，并且相应地解释本文使用的空间相对描述语。
[0024]如在本文中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该(所述)”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。
[0025]图1是示出根据本专利技术构思的实施例的图像传感器1的框图。图像传感器1可以安装在具有图像感测功能或光感测功能的电子设备中。例如，图像传感器1可以安装在诸如相机、智能电话、可穿戴设备、物联网(IoT)、个人计算机(PC)、个人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：基板，所述基板具有与共面的第一方向和第二方向中的每一者平行取向的顶表面；多个滤色器层，所述多个滤色器层包括第一滤色器层、第二滤色器层、第三滤色器层和第四滤色器层，其中，所述多个滤色器层彼此水平相邻地布置在所述基板上，其中，所述第一滤色器层和所述第四滤色器层被配置为透射与穿过所述第二滤色器层和所述第三滤色器层的入射可见光分量波段不同的可见光分量；以及多个微透镜，所述多个微透镜包括多个第一微透镜、多个第二微透镜、多个第三微透镜、多个第四微透镜、多个第五微透镜、多个第六微透镜和多个第七微透镜，其中，所述多个微透镜布置在所述第一滤色器层、所述第二滤色器层、所述第三滤色器层和所述第四滤色器层上，其中，所述基板包括：多个绿色
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红色子像素，所述多个绿色
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红色子像素在垂直于所述基板的第三方向上与所述第一滤色器层交叠，并且形成第一子矩阵；多个红色子像素，所述多个红色子像素在所述第三方向上与所述第二滤色器层交叠，并且形成第二子矩阵；多个蓝色子像素，所述多个蓝色子像素在所述第三方向上与所述第三滤色器层交叠，并且形成第三子矩阵；以及多个绿色
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蓝色子像素，所述多个绿色
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蓝色子像素在所述第三方向上与所述第四滤色器层交叠，并且形成第四子矩阵，其中，所述多个第一微透镜分别与由所述绿色
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红色子像素组成的所述第一子矩阵的对角组件交叠，其中，所述多个第二微透镜和所述多个第三微透镜分别与由所述绿色
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红色子像素组成的所述第一子矩阵的非对角组件交叠，其中，每个所述第二微透镜的水平面积小于每个所述第一微透镜的水平面积，并且其中，每个所述第三微透镜的水平面积大于每个所述第一微透镜的水平面积。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个第二微透镜布置为比所述多个第三微透镜更靠近所述第三滤色器层。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个第三微透镜布置为比所述多个第二微透镜更靠近所述第二滤色器层。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，每个所述第二微透镜的水平面积等于或大于每个所述第一微透镜的水平面积的95％。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，每个所述第二微透镜的水平面积等于或小于每个所述第一微透镜的水平面积的105％。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个第四微透镜分别与作为所述第二子矩阵的对角组件布置的所述红色子像素交叠，其中，所述多个第五微透镜和所述多个第六微透镜分别与作为所述第二子矩阵的非对角组件布置的所述红色子像素交叠，其中，每个所述第五微透镜在所述第一方向上的长度大于每个所述第五微透镜在所述第二方向上的长度，并且
其中，每个所述第六微透镜在所述第二方向上的长度大于每个所述第六微透镜在所述第一方向上的长度。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，每个所述第五微透镜在所述第一方向上的长度大于每个所述第一微透镜在所述第一方向上的长度，并且其中，每个所述第五微透镜在所述第二方向上的长度小于每个所述第一微透镜在所述第二方向上的长度。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，每个所述第五微透镜在所述第一方向上的长度等于或小于每个所述第一微透镜在所述第一方向上的长度的105％。9.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，每个所述第五微透镜在所述第二方向上的长度等于或大于每个所述第一微透镜在所述第二方向上的长度的95％。10.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，每个所述第六微透镜在所述第二方向上的长度大于每个所述第一微透镜在所述第二方向上的长度，并且其中，每个所述第六微透镜在所述第一方向上的长度小于每个所述第一微透镜在所述第一方向上的长度。11.一种图像传感器，所述图像传感器包括：基板，所述基板具有与彼此垂直且共面的第一方向和第二方向平行的顶表面，多个绿色
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红色子像素、多个红色子像素、多个蓝色子像素和多个绿色
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蓝色子像素，所述多个绿色
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红色子像素布置在所述基板内以形成第一子矩阵，所述多个红色子像素布置在所述基板内以形成第二子矩阵，所述多个蓝色子像素布置在所述基板内以形成第三子矩阵，所述多个绿色
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蓝色子像素布置在所述基板内以形成第四子矩阵；多个滤色器层，所述多个滤色器层包括第一滤色器层、第二滤色器层、第三滤色器层和第四滤色器层，其中，所述多个滤色器层彼此相邻地布置在所述基板上；以及多...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰汉，琴东旻，金范锡，李光熙，李允基，张艺珠，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：