(57)【要約】 【課題】  位相差検出オートフォーカス（ＰＤＡＦ）機能を行うことができ、且つ高品質な撮像効果を有する新規な画像センサ構造を提供する。【解決手段】  画像センサ構造は、１つの緑色フィルターを含む第１のユニット、１つの緑色フィルターを含む第２のユニット、１つの青色フィルターを含む第３のユニット、および１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、第１のユニットは、第２のユニットに隣接している複数のカラーフィルターパターン、およびカラーフィルターパターン上に形成され、第１のユニットの１つの緑色フィルターと第２のユニットの１つの緑色フィルター上に１つのマイクロレンズを有する第１のマイクロレンズユニット、第３のユニットの１つの青色フィルター上の第２のマイクロレンズユニット、および第４のユニットの１つの赤色フィルター上の第３のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含む。【選択図】  図２Ａ
2018014476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの緑色フィルターを含む第１のユニット、１つの緑色フィルターを含む第２のユニット、１つの青色フィルターを含む第３のユニット、および１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、前記第１のユニットは、前記第２のユニットに隣接している複数のカラーフィルターパターン、および
前記カラーフィルターパターン上に形成され、前記第１のユニットの前記１つの緑色フィルターと前記第２のユニットの前記１つの緑色フィルター上に１つのマイクロレンズを有する第１のマイクロレンズユニット、前記第３のユニットの前記１つの青色フィルター上の第２のマイクロレンズユニット、および前記第４のユニットの前記１つの赤色フィルター上の第３のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含む画像センサ構造。
【請求項２】
前記第１のユニットは、水平方向に沿って前記第２のユニットに隣接し、前記第１のユニットは、水平方向に沿って前記１つの緑色フィルターに隣接するもう１つの緑色フィルターを更に含み、前記第２のユニットは、水平方向に沿って前記１つの緑色フィルターに隣接するもう１つの緑色フィルターを更に含む請求項１に記載の画像センサ構造。
【請求項３】
前記第３のユニットは、水平方向に沿って前記１つの青色フィルターに隣接するもう１つの赤色フィルターを更に含み、前記第４のユニットは、水平方向に沿って前記１つの赤色フィルターに隣接するもう１つの青色フィルターを更に含む請求項１に記載の画像センサ構造。
【請求項４】
前記第１のユニットは、水平方向に沿って前記１つの緑色フィルターに隣接する金属パターンを更に含み、前記第２のユニットは、水平方向に沿って前記１つの緑色フィルターに隣接する金属パターンを更に含む請求項１に記載の画像センサ構造。
【請求項５】
前記第１のマイクロレンズユニットの前記１つのマイクロレンズは、前記第２のマイクロレンズユニットと前記第３のマイクロレンズユニットの前記マイクロレンズの高さと同じ高さを有する請求項１に記載の画像センサ構造。
【請求項６】
前記第１のマイクロレンズユニットの前記１つのマイクロレンズは、平坦上面を含む請求項１に記載の画像センサ構造。
【請求項７】
前記第１のマイクロレンズユニットは、前記第１のユニットの前記１つの緑色フィルターと前記第２のユニットの前記１つの緑色フィルター上を前記１つのマイクロレンズでそれぞれ被覆した２つのサブマイクロレンズを更に含む請求項１に記載の画像センサ構造。
【請求項８】
前記２つのサブマイクロレンズは、前記第１のマイクロレンズユニットの１つのマイクロレンズの屈折率より大きい屈折率を有する請求項７に記載の画像センサ構造。
【請求項９】
基板、
前記基板に形成された複数の光電変換ユニット、
前記基板と前記光電変換ユニット上に形成され、２つの緑色フィルターを含む第１のユニット、２つの緑色フィルターを含む第２のユニット、１つの青色フィルターと１つの赤色フィルターを含む第３のユニット、および１つの青色フィルターと１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、前記第１のユニットは、水平方向に沿って、または対角方向に沿って第２のユニットに隣接する複数のカラーフィルターパターン、および
前記カラーフィルターパターン上に形成され、前記第１のユニットの前記２つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第１のマイクロレンズユニット、前記第２のユニットの前記２つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第２のマイクロレンズユニット、前記第３のユニットの前記１つの青色フィルターと前記１つの赤色フィルターをそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズを含む第３のマイクロレンズユニット、および前記第４のユニットの前記１つの青色フィルターと前記１つの赤色フィルターをそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズを含む第４のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含む画像センサ構造。
【請求項１０】
基板、
前記基板に形成された複数の光電変換ユニット、
前記基板と前記光電変換ユニット上に形成され、１つの緑色フィルターと前記１つの緑色フィルターに隣接する金属パターンを含む第１のユニット、１つの緑色フィルターと前記１つの緑色フィルターに隣接する金属パターンを含む第２のユニット、１つの青色フィルターまたは１つの赤色フィルターを含む第３のユニット、および１つの青色フィルターまたは１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、前記第１のユニットは、水平方向に沿って前記第２のユニットに隣接する複数のカラーフィルターパターン、および
前記カラーフィルターパターン上に形成され、前記第１のユニットの前記１つの緑色フィルターと前記第２のユニットの前記１つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第１のマイクロレンズユニット、前記第３のユニットの前記１つの青色フィルターまたは前記１つの赤色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第２のマイクロレンズユニット、および前記第４のユニットの前記１つの青色フィルターまたは前記１つの赤色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第３のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含む画像センサ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像センサ構造に関し、特に、マイクロレンズを共用した画像センサ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサは、光学像を電気信号に変換する一種の半導体装置である。イメージセンサは、一般的に電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサ、および相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサに分けられることができる。これらのイメージセンサでは、ＣＭＯＳイメージセンサは、入射光を検出し、それを電気信号に変換するフォトダイオード、および電気信号を送信し処理する論理回路を含む。
【０００３】
近年、位相差検出オートフォーカス（ＰＤＡＦ）技術がＤＳＬＲ、ＤＳＣ、およびスマートフォンのカメラに導入されている。その原理は、その上にマイクロレンズを搭載した一対の半透光の緑色画素を有することである。この２つの緑色画素の異なる信号が位相差検出オートフォーカス機能を作り出している。しかしながら、この２つの画素は、入射光の半分を損失し、標準の緑色画素より低いため、信号の捕捉を悪くする。
【０００４】
従って、位相差検出オートフォーカス（ＰＤＡＦ）機能を行うことができ、且つ高品質な撮像効果を有する新規な画像センサ構造の開発が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
位相差検出オートフォーカス（ＰＤＡＦ）機能を行うことができ、且つ高品質な撮像効果を有する新規な画像センサ構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの実施形態は、１つの緑色フィルターを含む第１のユニット、１つの緑色フィルターを含む第２のユニット、１つの青色フィルターを含む第３のユニット、および１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、第１のユニットは、第２のユニットに隣接している複数のカラーフィルターパターン、およびカラーフィルターパターン上に形成され、第１のユニットの１つの緑色フィルターと第２のユニットの１つの緑色フィルター上に１つのマイクロレンズを有する第１のマイクロレンズユニット、第３のユニットの１つの青色フィルター上の第２のマイクロレンズユニット、および第４のユニットの１つの赤色フィルター上の第３のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含む画像センサ構造を提供する。
【０００７】
本発明の１つの実施形態は、基板、基板に形成された複数の光電変換ユニット、基板と光電変換ユニット上に形成され、２つの緑色フィルターを含む第１のユニット、２つの緑色フィルターを含む第２のユニット、１つの青色フィルターと１つの赤色フィルターを含む第３のユニット、および１つの青色フィルターと１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、第１のユニットは、水平方向に沿って、または対角方向に沿って第２のユニットに隣接する複数のカラーフィルターパターン、およびカラーフィルターパターン上に形成され、第１のユニットの２つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第１のマイクロレンズユニット、第２のユニットの２つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第２のマイクロレンズユニット、第３のユニットの１つの青色フィルターと１つの赤色フィルターをそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズを含む第３のマイクロレンズユニット、および第４のユニットの１つの青色フィルターと１つの赤色フィルターをそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズを含む第４のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含む画像センサ構造を提供する。
【０００８】
本発明の１つの実施形態は、基板、基板に形成された複数の光電変換ユニット、基板と光電変換ユニット上に形成され、１つの緑色フィルターと１つの緑色フィルターに隣接する金属パターンを含む第１のユニット、１つの緑色フィルターと１つの緑色フィルターに隣接する金属パターンを含む第２のユニット、１つの青色フィルターまたは１つの赤色フィルターを含む第３のユニット、および１つの青色フィルターまたは１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、第１のユニットは、水平方向に沿って第２のユニットに隣接する複数のカラーフィルターパターン、およびカラーフィルターパターン上に形成され、第１のユニットの１つの緑色フィルターと第２のユニットの１つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第１のマイクロレンズユニット、第３のユニットの１つの青色フィルターまたは１つの赤色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第２のマイクロレンズユニット、および第４のユニットの１つの青色フィルターまたは１つの赤色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第３のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含む画像センサ構造を提供する。
【０００９】
本発明は、２つの隣接した緑色画素またはフォトダイオードを被覆する非伝統的なマイクロレンズを提供する。２つの緑色画素は、これらの２つの画素の和の緑色信号を提供する。２つの緑色画素は、位相差検出オートフォーカス信号を提供する。
【００１０】
本発明による特定の非伝統的なマイクロレンズの形状は、２つの緑色画素の間のインターフェースに位置する最大強度および２つの緑色画素の和の最大信号を作り出す。選択的に、非伝統的なマイクロレンズの形状の曲率半径は、標準マイクロレンズと部分的に同じであることができる。また、一対の隣接する半透過緑色画素を被覆するマイクロレンズも適している。また、本発明による非伝統的なマイクロレンズは、２つの緑色画素またはフォトダイオード上の２つの標準のマイクロレンズを被覆し、２つの標準のマイクロレンズは、非伝統的なマイクロレンズの屈折率より大きい屈折率を有する。
【００１１】
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。
【図１】本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造の断面図である。
【図２Ａ】本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造の画素ユニットのカラーフィルターパターンの配置とマイクロレンズの形状の上面図である。
【図２Ｂ】本発明の１つの実施形態に係る、図２Ａの画素ユニットを繰り返して構成されたアレイの上面図である。
【図３Ａ】本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造の画素ユニットのカラーフィルターパターンの配置とマイクロレンズの形状の上面図である。
【図３Ｂ】本発明の１つの実施形態に係る、図３Ａの画素ユニットを繰り返して構成されたアレイの上面図である。
【図４】本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造の断面図である。
【図５】本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造の断面図である。
【図６】本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造の断面図である。
【図７】本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造の断面図である。
【図８Ａ】本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造の画素ユニットのカラーフィルターパターンの配置とマイクロレンズの形状の上面図である。
【図８Ｂ】本発明の１つの実施形態に係る、図８Ａの画素ユニットを繰り返して構成されたアレイの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参考にして決定される。
【００１４】
図１に示すように、本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造１０が提供される。図１は、画像センサ構造１０の断面図である。
【００１５】
画像センサ構造１０は、基板１２、基板１２に形成された複数の光電変換ユニット１４、基板１２と光電変換ユニット１４上に形成された複数のカラーフィルターパターン１６、およびカラーフィルターパターン１６上に形成された複数のマイクロレンズ１８を含む。いくつかの実施形態では、画像センサ構造１０の異なる画素ユニット１９と１９’の異なるカラーフィルターパターン１６の配置およびマイクロレンズ１８の形状の上面図が図２Ａと図３Ａに示されている。
【００１６】
１つの実施形態では、図２Ａに示すように、画素ユニット１９では、カラーフィルターパターン１６は、２つの緑色フィルターパターン２２と２４を含む第１のカラーフィルターパターンユニット２０、２つの緑色フィルターパターン２８と３０を含む第２のカラーフィルターパターンユニット２６、１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６を含む第３のカラーフィルターパターンユニット３２、および１つの青色フィルターパターン４０と１つの赤色フィルターパターン４２を含む第４のカラーフィルターパターンユニット３８に分けられる。図２Ａでは、第１のカラーフィルターパターンユニット２０は、水平方向４４に沿って第２のカラーフィルターパターンユニット２６に隣接する。
【００１７】
また、マイクロレンズ１８は、第１のカラーフィルターパターンユニット２０の２つの緑色フィルターパターン２２と２４を被覆する１つのマイクロレンズ４８を含む第１のマイクロレンズユニット４６、第２のカラーフィルターパターンユニット２６の２つの緑色フィルターパターン２８と３０を被覆する１つのマイクロレンズ５２を含む第２のマイクロレンズユニット５０、第３のカラーフィルターパターンユニット３２の１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６をそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズ５６と５８を含む第３のマイクロレンズユニット５４、および第４のカラーフィルターパターンユニット３８の１つの青色フィルターパターン４０と１つの赤色フィルターパターン４２をそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズ６２と６４を含む第４のマイクロレンズユニット６０に分かれる。
【００１８】
図２Ｂに示すように、図２Ｂは、図２Ａの画素ユニット１９を繰り返して構成されたアレイ２１の上面図である。画素ユニット１９は、繰り返し配置され、Ｘ方向とＹ方向に沿って延伸してアレイ２１を形成する。
【００１９】
１つの実施形態では、図３Ａに示すように、画素ユニット１９’では、カラーフィルターパターン１６は、２つの緑色フィルターパターン２２と２４を含む第１のカラーフィルターパターンユニット２０、２つの緑色フィルターパターン２８と３０を含む第２のカラーフィルターパターンユニット２６、１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６を含む第３のカラーフィルターパターンユニット３２、および１つの青色フィルターパターン４０と１つの赤色フィルターパターン４２を含む第４のカラーフィルターパターンユニット３８に分けられる。図３Ａでは、第１のカラーフィルターパターンユニット２０は、対角方向４５に沿って第２のカラーフィルターパターンユニット２６に隣接する。
【００２０】
また、マイクロレンズ１８は、第１のカラーフィルターパターンユニット２０の２つの緑色フィルターパターン２２と２４を被覆する１つのマイクロレンズ４８を含む第１のマイクロレンズユニット４６、第２のカラーフィルターパターンユニット２６の２つの緑色フィルターパターン２８と３０を被覆する１つのマイクロレンズ５２を含む第２のマイクロレンズユニット５０、第３のカラーフィルターパターンユニット３２の１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６をそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズ５６と５８を含む第３のマイクロレンズユニット５４、および第４のカラーフィルターパターンユニット３８の１つの青色フィルターパターン４０と１つの赤色フィルターパターン４２をそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズ６２と６４を含む第４のマイクロレンズユニット６０に分かれる。
【００２１】
図３Ｂに示すように、図３Ｂは、図３Ａの画素ユニット１９’を繰り返して構成されたアレイ２１’の上面図である。画素ユニット１９’は、繰り返し配置され、Ｘ方向とＹ方向に沿って延伸してアレイ２１’を形成する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、光電変換ユニット１４は、フォトダイオードを含む。
【００２３】
いくつかの実施形態では、２つの緑色フィルターパターン２２と２４は、第１のカラーフィルターパターンユニット２０の水平方向４４に沿って互いに隣接する。
【００２４】
いくつかの実施形態では、２つの緑色フィルターパターン２８と３０は、第２のカラーフィルターパターンユニット２６の水平方向４４に沿って互いに隣接する。
【００２５】
いくつかの実施形態では、１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６は、第３のカラーフィルターパターンユニット３２の水平方向４４に沿って互いに隣接する。
【００２６】
いくつかの実施形態では、１つの青色フィルターパターン４０と１つの赤色フィルターパターン４２は、第３のカラーフィルターパターンユニット３８の水平方向４４に沿って互いに隣接する。
【００２７】
マイクロレンズ１８の異なる形状および組み合わせが図４〜図６に示される。図４〜図６は、画像センサ構造１０の一部の断面図である。
【００２８】
図４では、第１のカラーフィルターパターンユニット２０は、２つの緑色フィルターパターン２２と２４を含む。第３のカラーフィルターパターンユニット３２は、１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６を含む。第１のマイクロレンズユニット４６は、第１のカラーフィルターパターンユニット２０の２つの緑色フィルターパターン２２と２４を被覆する１つのマイクロレンズ４８を含む。第３のマイクロレンズユニット５４は、第３のカラーフィルターパターンユニット３２の１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６をそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズ５６と５８を含む。具体的には、第１のマイクロレンズユニット４６の第１のマイクロレンズ４８は、第３のマイクロレンズユニット５４のマイクロレンズ５６と５８の高さＨ’と同じ高さＨを有する。
【００２９】
図５では、第１のカラーフィルターパターンユニット２０は、２つの緑色フィルターパターン２２と２４を含む。第３のカラーフィルターパターンユニット３２は、１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６を含む。第１のマイクロレンズユニット４６は、第１のカラーフィルターパターンユニット２０の２つの緑色フィルターパターン２２と２４を被覆する１つのマイクロレンズ４８を含む。第３のマイクロレンズユニット５４は、第３のカラーフィルターパターンユニット３２の１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６をそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズ５６と５８を含む。具体的には、第１のマイクロレンズユニット４６の第１のマイクロレンズ４８は、平坦上面６６を含む。
【００３０】
図６では、第１のカラーフィルターパターンユニット２０は、２つの緑色フィルターパターン２２と２４を含む。第３のカラーフィルターパターンユニット３２は、１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６を含む。第１のマイクロレンズユニット４６は、第１のカラーフィルターパターンユニット２０の２つの緑色フィルターパターン２２と２４を被覆する１つのマイクロレンズ４８を含む。第３のマイクロレンズユニット５４は、第３のカラーフィルターパターンユニット３２の１つの青色フィルターパターン３４と１つの赤色フィルターパターン３６をそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズ５６と５８を含む。具体的には、第１のマイクロレンズユニット４６は、第１のマイクロレンズユニット４６の１つのマイクロレンズ４８内に形成され第１のカラーフィルターパターンユニット２０の２つの緑色フィルターパターン２２と２４をそれぞれ被覆する２つのサブマイクロレンズ６８と７０を更に含む。
【００３１】
いくつかの実施形態では、第２のマイクロレンズユニット５０は、第２のマイクロレンズユニット５０の１つのマイクロレンズ５２内に形成され第２のカラーフィルターパターンユニット２６の２つの緑色フィルターパターン２８と３０をそれぞれ被覆する２つのサブマイクロレンズ（図示されていない）を更に含む。
【００３２】
いくつかの実施形態では、２つのサブマイクロレンズ６８と７０は、第１のマイクロレンズユニット４６の１つのマイクロレンズ４８の屈折率より大きい屈折率を有する。
【００３３】
いくつかの実施形態では、２つのサブマイクロレンズ６８と７０は、第２のマイクロレンズユニット５０の１つのマイクロレンズ５２の屈折率より大きい屈折率を有する。
【００３４】
図７に示すように、本発明の１つの実施形態に係る、画像センサ構造１００が提供される。図７は、画像センサ構造１００の断面図である。
【００３５】
画像センサ構造１００は、基板１２０、基板１２０に形成された複数の光電変換ユニット１４０、基板１２０と光電変換ユニット１４０上に形成された複数のカラーフィルターパターン１６０、およびカラーフィルターパターン１６０上に形成された複数のマイクロレンズ１８０を含む。いくつかの実施形態では、画像センサ構造１００の画素ユニット１９０のカラーフィルターパターン１６０の配置およびマイクロレンズ１８０の形状の上面図が図８Ａに示されている。
【００３６】
図８Ａに示すように、画素ユニット１９０では、カラーフィルターパターン１６０は、１つの緑色フィルターパターン２２０と１つの緑色フィルターパターン２２０に隣接した金属パターン２４０を含む第１のカラーフィルターパターンユニット２００、１つの緑色フィルターパターン２８０と１つの緑色フィルターパターン２８０に隣接する金属パターン３００を含む第２のカラーフィルターパターンユニット２６０、１つの青色フィルターパターン３４０または１つの赤色フィルターパターン３４０を含む第３のカラーフィルターパターンユニット３２０、および１つの青色フィルターパターン４００または１つの赤色フィルターパターン４００を含む第４のカラーフィルターパターンユニット３８０に分けられる。第１のカラーフィルターパターンユニット２００は、水平方向４４０に沿って第２のカラーフィルターパターンユニット２６０に隣接する。
【００３７】
また、マイクロレンズ１８０は、第１のカラーフィルターパターンユニット２００の１つの緑色フィルターパターン２２０と第２のカラーフィルターパターンユニット２６０の１つの緑色フィルターパターン２８０を被覆する１つのマイクロレンズ４８０を含む第１のマイクロレンズユニット４６０、第３のカラーフィルターパターンユニット３２０の１つの青色フィルターパターン３４０または１つの赤色フィルターパターン３４０を被覆する１つのマイクロレンズ５６０を含む第２のマイクロレンズユニット５４０、および第４のカラーフィルターパターンユニット３８０の１つの青色フィルターパターン４００または１つの赤色フィルターパターン４００を被覆する１つのマイクロレンズ６２０を含む第３のマイクロレンズユニット６００に分けられる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、第１のカラーフィルターパターンユニット２００の１つの緑色フィルターパターン２２０と金属パターン２４０は、水平方向４４０に沿ってお互いに隣接する。
【００３９】
いくつかの実施形態では、第２のカラーフィルターパターンユニット２６０の１つの緑色フィルターパターン２８０と金属パターン３００は、水平方向４４０に沿ってお互いに隣接する。
【００４０】
図８Ｂに示すように、図８Ｂは、図８Ａの画素ユニット１９０を繰り返して構成されたアレイ２１０の上面図である。画素ユニット１９０は、繰り返し配置され、Ｘ方向とＹ方向に沿って延伸してアレイ２１０を形成する。
【００４１】
本発明は、２つの隣接した緑色画素またはフォトダイオードを被覆する非伝統的なマイクロレンズを提供する。２つの緑色画素は、これらの２つの画素の和の緑色信号を提供する。２つの緑色画素は、位相差検出オートフォーカス信号を提供する。
【００４２】
特定の非伝統的なマイクロレンズの形状は、２つの緑色画素の間のインターフェースに位置する最大強度および２つの緑色画素の和の最大信号を作り出す。選択的に、非伝統的なマイクロレンズの形状の曲率半径は、標準マイクロレンズと部分的に同じであることができる。また、一対の隣接する半透過緑色画素を被覆するマイクロレンズも適している。また、非伝統的なマイクロレンズは、２つの緑色画素またはフォトダイオード上の２つの標準のマイクロレンズを被覆し、２つの標準のマイクロレンズは、非伝統的なマイクロレンズの屈折率より大きい屈折率を有する。
【００４３】
本発明は、例として及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の特許請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１００  画像センサ構造
１２、１２０  基板
１４、１４０  光電変換ユニット
１６、１６０  カラーフィルターパターン
１８、４８、５２、５６、６２、６４、１８０、４８０、５６０、６２０  マイクロレンズ
１９、１９’、１９０  画素ユニット
２０、２００  第１のユニット
２１、２１’、２１０  画素ユニットのアレイ
２２、２４、２８、３０、２２０、２８０  緑色フィルターパターン
２６、２６０  第２のユニット
３２、３２０  第３のユニット
３４、４０  青色フィルターパターン
３６、４２  赤色フィルターパターン
３８、３８０  第４のユニット
４４、４４０  水平方向
４５  対角方向
４６、４６０  第１のマイクロレンズユニット
５０、５４０  第２のマイクロレンズユニット
５４、６００  第３のマイクロレンズユニット
６０  第４のマイクロレンズユニット
６６  マイクロレンズの平坦上面
６８、７０  サブマイクロレンズ
２４０、３００  金属パターン
３４０、４００  青色フィルターパターンまたは赤色フィルターパターン
Ｈ、Ｈ’  マイクロレンズの高さ
Ｘ、Ｙ  画素ユニットの延伸方向
【図１】
2018014476.tif 000003
【図２Ａ】
2018014476.tif 000004
【図２Ｂ】
2018014476.tif 000005
【図３Ａ】
2018014476.tif 000006
【図３Ｂ】
2018014476.tif 000007
【図４】
2018014476.tif 000008
【図５】
2018014476.tif 000009
【図６】
2018014476.tif 000010
【図７】
2018014476.tif 000011
【図８Ａ】
2018014476.tif 000012
【図８Ｂ】
2018014476.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月22日(2017.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に沿って互いに隣接する２つの緑色フィルターを含む第１のユニット、水平方向に沿って互いに隣接する２つの緑色フィルターを含む第２のユニット、１つの青色フィルターを含む第３のユニット、および１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、前記第１のユニットは、水平方向に沿って前記第２のユニットに隣接している複数のカラーフィルターパターン、および
前記カラーフィルターパターン上に形成され、前記第１のユニットの前記２つの緑色フィルターと前記第２のユニットの前記２つの緑色フィルターの上に２つのマイクロレンズを有する第１のマイクロレンズユニット、前記第３のユニットの前記１つの青色フィルター上の第２のマイクロレンズユニット、および前記第４のユニットの前記１つの赤色フィルター上の第３のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含む画像センサ構造。
【請求項２】
前記第３のユニットは、水平方向に沿って前記１つの青色フィルターに隣接するもう１つの赤色フィルターを更に含み、前記第４のユニットは、水平方向に沿って前記１つの赤色フィルターに隣接するもう１つの青色フィルターを更に含む請求項１に記載の画像センサ構造。
【請求項３】
水平方に沿って互いに隣接する１つの緑色フィルター、および金属パターンを含む第１のユニット、水平方向に沿って互いに隣接する１つの緑色フィルター、および金属パターンを含む第２のユニット、１つの青色フィルターを含む第３のユニット、および１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、前記第１のユニットは、水平方向に沿って前記第２のユニットに隣接している複数のカラーフィルターパターン、および
前記カラーフィルターパターン上に形成され、前記第１のユニットの前記１つの緑色フィルター、および、前記第２のユニットの前記１つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第１のマイクロレンズユニット、前記第３のユニットの前記１つの青色フィルター上の第２のマイクロレンズユニット、および前記第４のユニットの前記１つの赤色フィルター上の第３のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含み、前記第１のマイクロレンズユニットは、前記第１のユニットの前記１つの緑色フィルターと前記第２のユニットの前記１つの緑色フィルターの上にそれぞれ位置し、前記第１のマイクロレンズユニットの前記１つのマイクロレンズで被覆される２つのサブマイクロレンズを更に含む画像センサ構造。
【請求項４】
前記第１のマイクロレンズユニットの前記マイクロレンズは、前記第２のマイクロレンズユニットと前記第３のマイクロレンズユニットの前記マイクロレンズの高さと同じ高さを有する請求項１に記載の画像センサ構造。
【請求項５】
前記第１のマイクロレンズユニットの前記マイクロレンズは、平坦上面を含む請求項１に記載の画像センサ構造。
【請求項６】
基板、
前記基板に形成された複数の光電変換ユニット、
前記基板と前記光電変換ユニット上に形成され、２つの緑色フィルターを含む第１のユニット、２つの緑色フィルターを含む第２のユニット、１つの青色フィルターと１つの赤色フィルターを含む第３のユニット、および１つの青色フィルターと１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、前記第１のユニットは、水平方向に沿って、または対角方向に沿って第２のユニットに隣接する複数のカラーフィルターパターン、および
前記カラーフィルターパターン上に形成され、前記第１のユニットの前記２つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第１のマイクロレンズユニット、前記第２のユニットの前記２つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第２のマイクロレンズユニット、前記第３のユニットの前記１つの青色フィルターと前記１つの赤色フィルターをそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズを含む第３のマイクロレンズユニット、および前記第４のユニットの前記１つの青色フィルターと前記１つの赤色フィルターをそれぞれ被覆する２つのマイクロレンズを含む第４のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含み、前記第１のマイクロレンズユニットは、前記第１のユニットの前記２つの緑色フィルターの上にそれぞれ位置し、前記第１のマイクロレンズユニットの前記１つのマイクロレンズで被覆される２つのサブマイクロレンズを更に含む画像センサ構造。
【請求項７】
基板、
前記基板に形成された複数の光電変換ユニット、
前記基板と前記光電変換ユニット上に形成され、１つの緑色フィルターと前記１つの緑色フィルターに隣接する金属パターンを含む第１のユニット、１つの緑色フィルターと前記１つの緑色フィルターに隣接する金属パターンを含む第２のユニット、１つの青色フィルターまたは１つの赤色フィルターを含む第３のユニット、および１つの青色フィルターまたは１つの赤色フィルターを含む第４のユニットに分けられ、前記第１のユニットは、水平方向に沿って前記第２のユニットに隣接する複数のカラーフィルターパターン、および
前記カラーフィルターパターン上に形成され、前記第１のユニットの前記１つの緑色フィルターと前記第２のユニットの前記１つの緑色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第１のマイクロレンズユニット、前記第３のユニットの前記１つの青色フィルターまたは前記１つの赤色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第２のマイクロレンズユニット、および前記第４のユニットの前記１つの青色フィルターまたは前記１つの赤色フィルターを被覆する１つのマイクロレンズを含む第３のマイクロレンズユニットに分けられた複数のマイクロレンズを含み、前記第１のマイクロレンズユニットは、前記第１のユニットの前記１つの緑色フィルター、および前記第２のユニットの前記１つの緑色フィルターの上にそれぞれ位置し、前記第１のマイクロレンズユニットの前記１つのマイクロレンズで被覆される２つのサブマイクロレンズを更に含む画像センサ構造。
【請求項８】
前記２つのサブマイクロレンズは、前記第１のマイクロレンズユニットの前記１つのマイクロレンズの屈折率より大きい屈折率を有する請求項６に記載の画像センサ構造。
【請求項９】
前記２つのサブマイクロレンズは、前記第１のマイクロレンズユニットの前記１つのマイクロレンズの屈折率より大きい屈折率を有する請求項７に記載の画像センサ構造。