(57)【要約】【課題】イメージセンサによって生成されたイメージセンサの品質を向上させるイメージセンサを提供する。【解決手段】検知層、前記検知層上に配置された複数のフィルターユニット、および前記検知層上に配置され、各前記フィルターユニットを囲むグリッド構造を含み、前記グリッド構造は、前記検知層上に配置され、２つの隣接するフィルターユニットの間に配置された第１の隔壁、および前記第１の隔壁上に配置され、前記２つの隣接するフィルターユニットの間に配置された第２の隔壁を含み、前記第１の隔壁の屈折率は、前記第２の隔壁の屈折率より小さいイメージセンサ。【選択図】図１
2017028241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知層、
前記検知層上に配置された複数のフィルターユニット、および
前記検知層上に配置され、各前記フィルターユニットを囲むグリッド構造を含み、前記グリッド構造は、
前記検知層上に配置され、２つの隣接するフィルターユニットの間に配置された第１の隔壁、および
前記第１の隔壁上に配置され、前記２つの隣接するフィルターユニットの間に配置された第２の隔壁を含み、
前記第１の隔壁の第１の屈折率は、前記第２の隔壁の第２の屈折率より小さいイメージセンサ。
【請求項２】
前記第１の隔壁の第１の幅は、前記第２の隔壁の第２の幅より大きく、前記第１の幅と前記第２の幅は、前記検知層に平行する横方向で測定される請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記第１の隔壁の第１の断面と第２の隔壁の第２の断面は、長方形または台形である請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記第１の隔壁は、２つの隣接するフィルターユニットの中の１つと接触し、前記検知層に対して傾斜した第１の側面を有し、前記第２の隔壁は、２つの隣接するフィルターユニットの中の１つと接触し、前記検知層に対して傾斜した第２の側面を有し、検知層に対する第１の側面の第１の傾斜は、検知層に対する第２の側面の第２の傾斜より大きい請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記第１の隔壁は、前記検知層の反対側にあり、前記第２の隔壁と前記２つの隣接するフィルターユニットによって覆われた第１の上面を有し、前記第２の隔壁は、前記第１の隔壁の反対側にあり、前記２つの隣接するフィルターユニットによって覆われた第２の上面を有する請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記グリッド構造は、前記第１の隔壁と前記２つの隣接するフィルターユニットの中の１つとの間に配置され、且つ前記第２の隔壁と前記２つの隣接するフィルターユニットの中の１つとの間に配置された第１のカバー要素を更に含み、前記グリッド構造は、前記第１のカバー要素と前記２つの隣接するフィルターユニットの中の１つとの間に配置された第２のカバー要素を更に含み、前記第１のカバー要素の屈折率は、前記第１の屈折率より小さく、前記第２のカバー要素の屈折率は、前記第１のカバー要素の屈折率より小さい請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
各前記フィルターユニットは、前記検知層上に配置された下部、および前記下部上に配置された上部を含み、前記第２の屈折率は、前記上部の屈折率より小さく、前記上部の前記屈折率は、前記下部の屈折率より小さい請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
各マイクロレンズは、前記フィルターユニットの中の１つの上にそれぞれ配置された複数のマイクロレンズを更に含み、前記検知層は検知アレイに配列された複数の検知ユニットを含み、各前記フィルターユニットは前記検知ユニットの１つ上に配置される請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
前記グリッド構造は、前記第２の隔壁上に配置され、前記２つの隣接するフィルターユニットの間に配置され、前記第２の隔壁の前記第２の屈折率は、第３の隔壁の第３の屈折率より小さい第３の隔壁を更に含み、
前記第１の隔壁の第１の幅は、前記第２の隔壁の第２の幅より大きく、前記第２の隔壁の第２の幅は、前記第３の隔壁の第３の幅より大きく、前記第１の幅、前記第２の幅、および前記第３の幅は、前記検知層に平行する横方向で測定される請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
検知層、
前記検知層上に配置された複数のフィルターユニット、および
前記検知層上に配置され、各前記フィルターユニットを囲むグリッド構造を含み、前記グリッド構造は、
前記検知層上に配置され、２つの隣接するフィルターユニットの間に配置された第１の隔壁、および
前記第１の隔壁上に配置され、前記２つの隣接するフィルターユニットの間に配置された第２の隔壁を含み、
前記第１の隔壁の第１の断面と前記第２の隔壁の第２の断面は、長方形または台形であり、
前記第１の隔壁の第１の幅は、前記第２の隔壁の第２の幅より大きく、前記第１の幅と前記第２の幅は、前記検知層に平行する横方向で測定されるイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサに関し、特に、フィルターユニットおよびフィルターユニットを囲むグリッド構造を有するイメージセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、デジタルカメラは、イメージセンサを用いて光を検知して、画像信号を生成するため、デジタルカメラによって撮影された画像は、画像信号に従って生成されることができる。
【０００３】
デジタルカメラの継続的な発展に伴い、高品質の画像信号がますます必要とされている。裏面照射（ＢＳＩ）技術を用いたイメージセンサは、光をフォトダイオードに導く光パイプ構造を有する。イメージセンサは、高い感光性と画像品質を有する。
【０００４】
イメージセンサは、それらの意図された目的に一般に適っているが、全ての面において十分に満たしているわけではない。従って、イメージセンサを向上させる解決法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、イメージセンサによって生成されたイメージセンサの品質を向上させるイメージセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、検知層、複数のフィルターユニット、およびグリッド構造を含む画像センサを提供する。フィルターユニットは、検知層上に配置される。グリッド構造は、検知層上に配置され、各フィルターユニットを囲む。グリッド構造は、検知層上に配置され、且つ２つの隣接するフィルターユニットとの間に配置された第１の隔壁、および第１の隔壁上に配置され、２つの隣接するフィルターユニットとの間に配置された第２の隔壁を含む。第１の隔壁の屈折率は、第２の隔壁の屈折率より小さい。
【０００７】
本発明は、検知層、複数のフィルターユニット、およびグリッド構造を含む画像センサを提供する。フィルターユニットは、検知層上に配置される。グリッド構造は、検知層上に配置され、各フィルターユニットを囲む。グリッド構造は、検知層上に配置され、且つ２つの隣接するフィルターユニットとの間に配置された第１の隔壁、および第１の隔壁上に配置され、２つの隣接するフィルターユニットとの間に配置された第２の隔壁を含む。
【０００８】
また、第１の隔壁の断面と第２の隔壁の断面は、長方形または台形であり、断面は、検知層に垂直であり、且つ検知層に平行する横方向にある。第１の隔壁の幅は、第２の隔壁の幅より大きく、幅は、検知層に平行する横方向で測定される。
【０００９】
従って、イメージセンサのグリッド構造により、イメージセンサの光クロストークが低減される。また、グリッド構造に入る光線の部分は、フィルターユニットに導かれるため、検知ユニットの信号強度が向上する。従って、イメージセンサの画像品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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】本発明の第１の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図２】図１のラインＡＡに沿った断面図である。
【図３】図３Ａは、時間領域有限差分法（ＦＤＴＤ）シミュレーション法を用いたイメージセンサの断面の５２０ｎｍでの電界分布図である。図３Ｂは、同じ時間領域有限差分法（ＦＤＴＤ）シミュレーション法を用いた従来のイメージセンサの断面の５２０ｎｍでの電界分布図である。
【図４】本発明のイメージセンサおよび従来のイメージセンサの量子効率（ＱＥ）スペクトル図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次の開示は、その開示の異なる特徴を実施するための、多くの異なる実施の形態または実施例を提供することがわかる。本開示を簡素化するために、複数の要素および複数の配列の特定の実施例が以下に述べられる。例えば、本説明の第２の特徴の上方の、または第２の特徴上の第１の特徴の形成は、続いて、特徴が直接接触で形成される複数の実施形態を含むことができ、且つ前記特徴が直接接触でないように、付加的な特徴が前記第１と第２の特徴間に形成された複数の実施形態を含むこともできる。
【００１２】
また、本開示は、種々の実施例において、参照番号および／または文字を繰り返し用いている。この反復は、簡素化と明確さの目的のためであって、種々の実施の形態および／または議論された構成との間の関係を規定するものではない。また、図の形状、大きさ、または厚さは、説明を明確にするために縮尺通りに描かれない、または簡易化される可能性もある。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。図２は、図１のラインＡＡに沿った断面図である。イメージセンサ１は、画像を撮像するように構成される。イメージセンサ１は、撮像装置、例えばデジタルカメラなどに用いられることができる。いくつかの実施形態では、イメージセンサ１は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）センサである。いくつかの実施形態では、イメージセンサは、裏面照射（ＢＳＩ）ＣＭＯＳセンサである。
【００１４】
イメージセンサ１は、検知層１０、フィルターユニット２０、マイクロレンズ３０、およびグリッド構造４０を含む。検知層１０は、基準面Ｐ１に沿って延伸する。検知層１０は、入射光を検出し、検知層１０を照射する光に従って画像信号を生成するように構成される。
【００１５】
検知層１０は、以下の構成要素の全てを含むことができるが、検知層１０の目的が達成されるならば、以下の構成要素の全てを含まなくてもよい。検知層１０は、基板１１、検知ユニット１２、反射防止層１３を含む。いくつかの実施形態では、検知層１０は、他の任意の層（図に示されていない）を更に含む。
【００１６】
検知ユニット１２は、基板１１に配置される。検知ユニット１２は、基準面Ｐ１で検知アレイに配列される。いくつかの実施形態では、検知ユニット１２は、フォトダイオードである。各検知ユニット１２は、光を検出し、検知ユニット１２を照射する光の強度に従って強度信号を生成するように構成される。画像信号は、強度信号によって形成される。
【００１７】
反射防止層１３は、基板１１上に配置される。反射防止層１３は、検知ユニット１２に伝送される光の反射を減少するように構成される。いくつかの実施形態では、反射防止層１３は検知層１０に平行する。
【００１８】
フィルターユニット２０は、検知層１０の反射防止層１３上に配置される。フィルターユニット２０は、基準面Ｐ１に平行する平面上のフィルターアレイに配列される。各フィルターユニット２０は、検知ユニット１２の中の１つの上に配置される。
【００１９】
各フィルターユニット２０は、所定の波長範囲の光を通過させる。いくつかの実施形態では、フィルターユニット２０は、カラーフィルターユニットである。フィルターユニット２０は、赤色フィルターユニット２０ａ、緑色フィルターユニット２０ｂ、および青色フィルターユニット２０ｃを含む。赤色フィルターユニット２０ａ、緑色フィルターユニット２０ｂ、および青色フィルターユニット２０ｃは、フィルターアレイに交互に配列される。
【００２０】
赤色フィルターユニット２０ａは、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ（赤色）の範囲の波長の光を検知ユニット１２に通過させる。緑色フィルターユニット２０ｂは、４９５ｎｍ〜５７０ｎｍ（緑色）の範囲の波長の光を検知ユニット１２に通過させる。青色フィルターユニット２０ｃは、４７６ｎｍ〜４９５ｎｍ（青色）の範囲の波長の光を検知ユニット１２に通過させる。
【００２１】
各マイクロレンズ３０は、フィルターユニット２０の中の１つの上に配置される。マイクロレンズ３０は、基準面Ｐ１に平行する平面上のマイクロレンズアレイに配列される。マイクロレンズ３０は、検知ユニット１２に光を集光するように構成される。
【００２２】
グリッド構造４０は、各フィルターユニット２０に接続されてフィルター構造を囲む。また、グリッド構造４０は、検知層１０上に配置され、基準面Ｐ１に平行する。グリッド構造４０は、フィルターユニット２０の光を検知ユニット１２に向けて反射するように構成される。
【００２３】
いくつかの実施形態では、グリッド構造４０の屈折率は、フィルターユニット２０の屈折率より低いため、フィルターユニット２０とグリッド構造４０は、光パイプ構造を形成して光を検出ユニット１２に導く。いくつかの実施形態では、グリッド構造４０の屈折率は、約１．２〜約１．５の範囲にある。フィルターユニット２０の屈折率は、約１．７〜約３．２の範囲にある。
【００２４】
グリッド構造４０は、互いに積層された隔壁の少なくとも２つの層を含む。この実施形態では、グリッド構造４０は、隔壁４１、４２、および４３の３層を含む。隔壁４１、４２、および４３は、２つの隣接するフィルターユニット２０の間に配置される。隔壁４１は検知層１０上に配置され、隔壁４２は隔壁４１上に配置され、隔壁４３は隔壁４２上に配置される。
【００２５】
隔壁４１は、検知層１０の反対側に上面４１１を有する。上面４１１は、隔壁４２と２つの隣接するフィルターユニット２０によってカバーされる。いくつかの実施形態では、上面４１１は、隔壁４２と２つの隣接するフィルターユニット２０と接触する。
【００２６】
隔壁４２は、隔壁４１の反対側に上面４２１を有する。上面４２１は、隔壁４３と２つの隣接するフィルターユニット２０によってカバーされる。いくつかの実施形態では、上面４２１は、隔壁４３と２つの隣接するフィルターユニット２０と接触する。
【００２７】
隔壁４３は、隔壁４２の反対側に上面４３１を有する。この実施形態では、隔壁４３の上面４３１（またはグリッド構造４０）とフィルターユニット２０の上面２１は、基準面Ｐ１に平行する同じ平面上にある。隔壁４３（またはグリッド構造４０）の上面４３１は、マイクロレンズ３０によってカバーされる。マイクロレンズ３０の縁部は、隔壁４３（またはグリッド構造４０）の上面４３１と接触している。
【００２８】
隔壁４１、４２、および４３の断面は、長方形または台形である。この実施形態では、隔壁４１、４２、および４３の断面は、長方形である。隔壁４１、４２、および４３の断面は、検知層１０に垂直し、且つ検知層１０に平行する横方向Ｄ１にある。
【００２９】
また、隔壁４１の断面の面積は、隔壁４２の断面の面積より大きい。隔壁４２の第２の断面の面積は、隔壁４３の断面の面積より大きい。
【００３０】
この実施形態では、隔壁４１の幅Ｗ１は、隔壁４２の幅Ｗ２より大きい。隔壁４２の幅Ｗ２は、隔壁４３の幅Ｗ３より大きい。幅Ｗ１、Ｗ２と、Ｗ３は、検知層１０に平行する横方向Ｄ１で測定される。
【００３１】
いくつかの実施形態では、幅Ｗ１は、約１５０ｎｍから約２００ｎｍの範囲にある。幅Ｗ２は、約１００ｎｍから約１５０ｎｍの範囲にある。幅Ｗ３は、約５０ｎｍから約１００ｎｍの範囲にある。いくつかの実施形態では、幅Ｗ１は、幅Ｗ２の約１．１〜２倍である。いくつかの実施形態では、幅Ｗ２は、幅Ｗ３の約１．１〜２倍である。
【００３２】
いくつかの実施形態では、隔壁４１、４２、および４３の屈折率は同じである。いくつかの実施形態では、隔壁４１、４２、および４３の屈折率は、約１．２〜約１．５の範囲にある。
【００３３】
隔壁４１の屈折率は、隔壁４２の屈折率より小さい。隔壁４２の屈折率は、隔壁４３の屈折率より小さい。言い換えれば、隔壁４１、４２、および４３（またはグリッド構造４０）の屈折率は、マイクロレンズ３０から検知層１０に徐々に減少される。
【００３４】
いくつかの実施形態では、隔壁４１の屈折率は、約１．２〜約１．３５の範囲にある。隔壁４２の屈折率は、約１．２５〜約１．４５の範囲にある。隔壁４３の屈折率は、約１．３５〜約１．５の範囲にある。また、隔壁４３の屈折率は、フィルターユニット２０の屈折率より小さい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、フィルターユニット２０とグリッド構造４０は、以下の公式：
Ｎｃｆ  ×  Ｄｃｆ  ＝  ΣＮｅｆｆｍ  ×  Ｄｍに従う。Ｎｃｆは、フィルターユニット２０の有効屈折率であり、Ｄｃｆは、フィルターユニット２０の厚さであり、Ｎｅｆｆｍは、隔壁４１、４２、および４３の中の１つの有効屈折率であり、且つＤｍは、隔壁４１、４２、および４３の中の１つの厚さである。フィルターユニット２０とグリッド構造４０が記述した公式に従ったとき、フィルターユニット２０の導波路効果とフィルターユニット２０を通過する光の量は、向上する。
【００３６】
図１に示されるように、光線Ｂ１がイメージセンサ１を照射したとき、光線Ｂ１は、マイクロレンズ３０とフィルターユニット２０から検知ユニット１２に通過する。光線Ｂ１は、マイクロレンズ３０によって集光される。各フィルターユニット２０は、所定の波長範囲の光線Ｂ１を通過させる。各検知ユニット１２は、検知ユニット１２を照射する光線Ｂ１の強度に従って強度信号を生成し、画像信号は、強度信号によって形成される。
【００３７】
いくつかの実施形態では、例えば、フィルターユニット２０ｂを通過する光線Ｂ２は、フィルターユニット２０ｂの下方の隣接する検知ユニット２０ａに向けて伝送されることができる。しかしながら、グリッド構造４０の構造および／または屈折率により、光線Ｂ２は、グリッド構造４０の隔壁４２によって反射される。
【００３８】
また、フィルターユニット２０ａを通過する光線Ｂ３は、フィルターユニット２０ｂの下方の隣接する検知ユニット２０ｂに向けて伝送されることができる。グリッド構造４０の構造および／または屈折率により、光線Ｂ３は、隔壁４１の上面４１１によって反射される。従って、イメージセンサ１の光クロストークが低減されるため、イメージセンサ１の画像品質が向上する。
【００３９】
また、光線Ｂ４は、グリッド構造４０に入ることができる。隔壁４１、４２、および４３の構造および／または屈折率により、光線Ｂ４の一部は、隔壁４２の上面４２１によって反射されることができ、フィルターユニット２０ｂ内に導かれる。光線Ｂ４の一部は、隔壁４１の上面４１１によって反射されることができ、フィルターユニット２０ｂ内に導かれる。
【００４０】
従って、フィルターユニット２０から検知ユニット１２に通過する光の量が増加され、検知ユニット１２の信号強度が向上する。また、グリッド構造４０による光漏れが軽減され、フィルターユニット２０の導波路効果とフィルターユニット２０を通過する光の量が向上する。従って、イメージセンサ１の画像品質が向上する。
【００４１】
図３Ａと図３Ｂに示されるように、電界強度は、図３Ｂの従来の画像センサに対応する領域に比べ、緑色フィルターユニット２０ｂと検知ユニット１２ｂの領域でより目立っている。また、赤色フィルターユニット２０ａと検知ユニット１２ａの領域での電場分布は、減少されるため、イメージセンサ１の光クロストークが低減される。
【００４２】
図４に示されるように、本発明のイメージセンサ１の感光性と光クロストークは、量子効率（ＱＥ）スペクトルに従って大幅に向上する。イメージセンサ１のＱＥ  Ｒ−ｐｅａｋは、従来のイメージセンサに比べ、約８％増加され、イメージセンサ１のＱＥ  Ｇ−ｐｅａｋは、従来のイメージセンサに比べ、約２％増加される。また、イメージセンサ１の光クロストークは、従来のイメージセンサに比べ、５３５ｎｍの波長において約５％減少される。本発明のイメージセンサ１の信号対雑音比（ＳＮＲ）１０は、従来のイメージセンサに比べ、約４Ｌｕｘ向上する。
【００４３】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。この実施形態では、グリッド構造４０は、２層の隔壁４１と４２を含む。隔壁４２（またはグリッド構造４０）の上面４２１は、２つの隣接するフィルターユニット２０の上面２１と離間している。言い換えれば、第２の隔壁の上面４２１は、隣接のフィルターユニット２０と完全に接触している。
【００４４】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。この実施形態では、グリッド構造４０は、１つ以上のカバー要素を更に含む。いくつかの実施形態では、グリッド構造４０は、第１のカバー要素４４と第２のカバー要素４５を含む。
【００４５】
第１のカバー要素４４は、隔壁４１、４２、および４３との間に配置され、フィルターユニット２０の１つは第１のカバー要素４４に隣接する。この実施形態では、第１のカバー要素４４は、隔壁４１、４２、および４３と第２のカバー要素４５との間に配置される。第１のカバー要素４４は、検知層１０に対して傾斜した第１のカバー面４４１を含む。いくつかの実施形態では、第１のカバー面４４１は、平面である。第１のカバー面４４１と検知層１０との間の角度は、約７０度から約９５度の範囲にある。
【００４６】
第２のカバー要素４５は、第１のカバー要素４４と第２のカバー要素４５に隣接した第１のユニット２０の１つとの間に配置される。この実施形態では、第２のカバー要素４５は、フィルターユニット２０と第１のカバー要素４４に接触している。第２のカバー要素４５は、検知層１０に対して傾斜した第２のカバー面４５１を含む。いくつかの実施形態では、第２のカバー面は、平面である。
【００４７】
第２のカバー面４５１と検知層１０との間の角度は、約６０度から約９０度の範囲にある。いくつかの実施形態では、検知層１０に対する第２のカバー面４５１の傾斜は、検知層１０に対する第１のカバー面４４１の傾斜より大きい。
【００４８】
第１のカバー要素４４の屈折率は、隔壁４１の屈折率より小さい。第２のカバー要素４５の屈折率は、第１のカバー要素４４の屈折率より小さい。例えば、第１のカバー要素４４の屈折率は、約１．２５〜約１．３２の範囲にある。第２のカバー要素４５の屈折率は、約１．２〜約１．２７の範囲にある。
【００４９】
いくつかの実施形態では、第２のカバー要素４５は省かれる。第１のカバー要素４４は、フィルターユニット２０と接触している。
【００５０】
カバー要素４４と４５の構造により、グリッド構造４０による光漏れが軽減され、フィルターユニット２０の導波路効果とフィルターユニット２０を通過する光の量が向上する。従って、イメージセンサ１の画像品質が向上する。
【００５１】
図７は、本発明の第４の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。この実施形態では、隔壁４１、４２、および４３の断面は、台形である。隔壁４１は、フィルターユニット２０と接触している２つの側面４１２を有する。側面４１２は、検知層１０に対して傾斜している。いくつかの実施形態では、側面４１２は、平面である。側面４１２は、隔壁４１の中心に対して対称である。
【００５２】
隔壁４２は、フィルターユニット２０と接触している２つの側面４２２を有する。側面４２２は、検知層１０に対して傾斜している。いくつかの実施形態では、側面４２２は、平面である。側面４２２は、隔壁４２の中心に対して対称である。
【００５３】
隔壁４３は、フィルターユニット２０と接触している２つの側面４３２を有する。側面４３２は、検知層１０に対して傾斜している。いくつかの実施形態では、側面４３２は、平面である。側面４３２は、隔壁４３の中心に対して対称である。
【００５４】
検知層１０に対する側面４１２の傾斜は、検知層１０に対する側面４２２の傾斜より大きい。検知層１０に対する側面４２２の傾斜は、検知層１０に対する側面４３２の傾斜より大きい。
【００５５】
例えば、側面４１２の延伸と検知層１０との間の角度は、約５０度から約７０度の範囲にある。側面４２２の延伸と検知層１０との間の角度は、約６０度から約８０度の範囲にある。側面４３２の延伸と検知層１０との間の角度は、約７０度から約９０度の範囲にある。
【００５６】
隔壁４１、４２、および４３の構造と傾斜により、グリッド構造４０による光漏れが軽減され、フィルターユニット２０の導波路効果とフィルターユニット２０を通過する光の量が向上する。従って、イメージセンサ１の画像品質が向上する。
【００５７】
図８は、本発明の第５の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。この実施形態では、隔壁４１の幅Ｗ１は、隔壁４２の幅Ｗ２と等しい。隔壁４２の幅Ｗ２は、隔壁４３の幅Ｗ３と等しい。また、隔壁４１の屈折率は、隔壁４２の屈折率より小さい。隔壁４２の屈折率は、隔壁４３の屈折率より小さい。
【００５８】
隔壁４１、４２、および４３の幅と屈折率により、グリッド構造４０による光漏れが軽減され、フィルターユニット２０の導波路効果とフィルターユニット２０を通過する光の量が向上する。従って、イメージセンサ１の画像品質が向上する。
【００５９】
図９は、本発明の第６の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。各フィルターユニット２０は、互いに積層される複数の部分を含む。この実施形態では、各フィルターユニット２０は、下部２２と上部２３を含む。下部２２は、検知層１０上に配置され、上部２３は、下部２２上に配置される。
【００６０】
隔壁４１、４２、および４３の屈折率は、上部２３の屈折率より小さい。上部２３の屈折率は、下部２２の屈折率より小さい。言い換えれば、フィルターユニット２０の屈折率は、検知層１０からマイクロレンズ３０に徐々に減少される。いくつかの実施形態では、上部２３の屈折率は、約１．７〜約２．５の範囲にある。下部２２の屈折率は、約２．５〜約３．２の範囲にある。
【００６１】
いくつかの実施形態では、フィルターユニット２０とグリッド構造４０は、以下の公式：
ΣＮｃｆｎ  ×  Ｄｃｆｎ  ＝ΣＮｅｆｆｍ  ×  Ｄｍに従う。Ｎｃｆｎは、フィルターユニット２０の部分の中の１つの有効屈折率であり、Ｄｃｆｎは、部分２２と２３の１つの厚さであり、Ｎｅｆｆｍは、隔壁４１、４２、および４３の中の１つの有効屈折率であり、且つＤｍは、隔壁４１、４２、および４３の中の１つの厚さである。フィルターユニット２０とグリッド構造４０が記述した公式に従ったとき、フィルターユニット２０の導波路効果とフィルターユニット２０を通過する光の量は、向上する。
【００６２】
フィルターユニット２０とグリッド構造４０の構造と屈折率により、グリッド構造４０による光漏れが軽減され、フィルターユニット２０の導波路効果とフィルターユニット２０を通過する光の量が向上する。従って、イメージセンサ１の画像品質が向上する。
【００６３】
従って、イメージセンサのグリッド構造により、イメージセンサの光クロストークが低減される。また、グリッド構造に入る光線の部分は、フィルターユニットに導かれるため、検知ユニットの信号強度が向上する。従って、イメージセンサの画像品質が向上する。
【００６４】
上述の特徴は、本発明の特徴は、特定の実施形態に限定されるものでなく、１つ以上の本発明の実施形態に好適な方式で組み合わせ、変更、または代替されることができる。
【００６５】
本発明は、実施例の方法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】
【００６６】
１  イメージセンサ
１０  検知層
１１  基板
１２  検知ユニット
１３  反射防止層
２０  フィルターユニット
２０ａ  赤色フィルターユニット
２０ｂ  緑色フィルターユニット
２０ｃ  青色フィルターユニット
２１  上面
２２  下部
２３  上部
３０  マイクロレンズ
４０  グリッド構造
４１、４２、４３  隔壁
４１１、４２１、４３１  上面
４１２、４２２、４３２  側面
４４  第１のカバー要素
４４１  第１のカバー面
４５  第２のカバー要素
４５１  第２のカバー面
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４  光線
Ｄ１  横方向
Ｐ１  基準面
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３  幅
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図３】
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