图像传感器和包括该图像传感器的电子装置的制作方法

本公开涉及一种图像传感器和包括该图像传感器的电子装置。

背景技术：

1、通常，图像传感器通过使用滤色器来感测入射光的颜色。然而，滤色器由于吸收除了对应颜色光之外的颜色光，因此其光利用效率可能劣化。例如，在使用rgb滤色器的情况下，由于仅1/3的入射光被透射，而其余部分的光(即，2/3的入射光)被吸收，因此其光利用效率仅为约33％。图像传感器的大部分光损失发生在滤色器中。相应地，已经尝试了一种用于在不使用滤色器的情况下按每个像素进行分色的方案。

技术实现思路

1、提供一种图像传感器，包括能够按波长分离并会聚入射光的分色透镜阵列。

2、提供了一种具有提高的光效率和自动对焦性能的图像传感器。

3、在下面的描述中将阐述附加的方面。附加的方面将从描述中变得显而易见，或者可以通过本公开的示例实施例的实践来了解。

4、根据本公开的一方面，一种图像传感器包括：传感器基板，包括感测第一波长的光的第一像素、感测比第一波长短的第二波长的光的第二像素、以及感测比第一波长长的第三波长的光的第三像素，其中，第一像素至第三像素中的每个像素包括多个感光单元；以及分色透镜阵列，改变第一波长、第二波长和第三波长的光的相位，并且将第一波长、第二波长和第三波长的相变光分别会聚到第一像素、第二像素和第三像素上，其中，分色透镜阵列包括分别面对第一像素、第二像素和第三像素的第一像素对应区域、第二像素对应区域和第三像素对应区域，其中，第一像素对应区域包括多个第一纳米柱，第二像素对应区域包括多个第二纳米柱，并且第三像素对应区域包括多个第三纳米柱，多个第二纳米柱之中具有最大截面宽度的第二中心纳米柱布置在与第二像素的中心重叠的位置处，并且多个第三纳米柱之中具有最大截面宽度的第三中心纳米柱布置在与第三像素的中心不重叠的位置处。

5、第二中心纳米柱的宽度可以大于或等于第三中心纳米柱的宽度。

6、第一像素至第三像素中的每个像素包括隔离结构，该隔离结构具有将相邻的感光单元分开的形状，其中，感光单元设置在第一方向和第二方向上，第一方向和第二方向彼此垂直，并且当在垂直于第一方向和第二方向的第三方向上观察时，第二中心纳米柱被布置为与第二像素中包括的隔离结构的中心重叠。

7、当在第三方向上观察时，多个第二纳米柱之中除了第二中心纳米柱之外的第二纳米柱可以被布置为与第二像素中包括的隔离结构不重叠。

8、当在第三方向上观察时，多个第一纳米柱全部可以被布置为与第一像素中包括的隔离结构不重叠。

9、多个第一纳米柱之中具有最大截面宽度的第一中心纳米柱可以被布置为比多个第一纳米柱中的其他纳米柱更靠近第一像素对应区域的中心。

10、当在第一方向上观察时，第二中心纳米柱和多个第二纳米柱之中的其他第二纳米柱可以被布置为彼此部分地重叠，并且当在第一方向上观察时，第一中心纳米柱和多个第一纳米柱之中的其他第一纳米柱可以被布置为彼此部分地重叠。

11、所述重叠的程度在第二像素对应区域和第一像素对应区域中可以彼此不同。

12、第一中心纳米柱的宽度可以小于或等于第二中心纳米柱的宽度和第三中心纳米柱的宽度。

13、多个第三纳米柱之中的第三中心纳米柱可以被布置为比多个第三纳米柱之中的其他纳米柱更靠近第三像素对应区域的中心。

14、第三中心纳米柱的宽度可以大于或等于多个第一纳米柱之中具有最大截面宽度的第一中心纳米柱的宽度。

15、当在第三方向上观察时，多个第一纳米柱之中具有最大截面宽度的第一中心纳米柱可以被布置为与第一像素中包括的隔离结构的中心重叠。

16、当在第一方向上观察时，第二中心纳米柱和多个第二纳米柱之中的其他第二纳米柱可以被布置为彼此部分地重叠，并且当在第一方向上观察时，第一中心纳米柱和多个第一纳米柱之中的其他第一纳米柱可以被布置为彼此部分地重叠。

17、所述重叠的程度在第二像素对应区域和第一像素对应区域中可以彼此不同。

18、第一中心纳米柱的宽度可以小于或等于第二中心纳米柱的宽度。

19、多个第一纳米柱至第三纳米柱中的每个纳米柱可以被堆叠并布置为多个层。

20、传感器基板还可以包括感测第一波长的光的第四像素，并且第一像素至第四像素可以以拜耳图案形式布置。

21、传感器基板与分色透镜阵列之间的距离可以小于分色透镜阵列针对第一波长的光的焦距。

22、图像传感器还可以包括布置在传感器基板和分色透镜阵列之间的滤色器，其中，分色透镜阵列和滤色器之间的距离为约1μm或更大以及约2μm或更小。

23、根据本公开的另一方面，一种电子装置包括：透镜组件，包括一个或多个透镜并形成对象的光学图像；图像传感器，将由透镜组件形成的光学图像转换为电信号；以及处理器，被配置为处理由图像传感器生成的电信号，其中，图像传感器包括：传感器基板，包括感测第一波长的光的第一像素、感测比第一波长短的第二波长的光的第二像素、以及感测比第一波长长的第三波长的光的第三像素，其中，第一像素至第三像素中的每个像素包括多个感光单元；以及分色透镜阵列，改变第一波长、第二波长和第三波长的光的相位，并且将第一波长、第二波长和第三波长的相变光分别会聚到第一像素、第二像素和第三像素上，其中，分色透镜阵列包括分别面对第一像素、第二像素和第三像素的第一像素对应区域、第二像素对应区域和第三像素对应区域，其中，第一像素对应区域包括多个第一纳米柱，第二像素对应区域包括多个第二纳米柱，并且第三像素对应区域包括多个第三纳米柱，多个第二纳米柱之中具有最大截面宽度的第二中心纳米柱布置在与第二像素的中心重叠的位置处，并且多个第三纳米柱之中具有最大截面宽度的第三中心纳米柱布置在与第三像素的中心不重叠的位置处。

技术特征：

1.一种图像传感器，包括：

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二中心纳米柱的宽度大于或等于所述第三中心纳米柱的宽度。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一像素至第三像素中的每个像素包括隔离结构，所述隔离结构具有将相邻的感光单元分开的形状，其中，所述感光单元设置在第一方向和第二方向上，所述第一方向和所述第二方向彼此垂直，并且

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，当在所述第三方向上观察时，所述多个第二纳米柱之中除了所述第二中心纳米柱之外的第二纳米柱被布置为与所述第二像素中包括的隔离结构不重叠。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，当在所述第三方向上观察时，所述多个第一纳米柱全部被布置为与所述第一像素中包括的隔离结构不重叠。

6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述多个第一纳米柱之中具有最大截面宽度的第一中心纳米柱被布置为比所述多个第一纳米柱中的其他纳米柱更靠近所述第一像素对应区域的中心。

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，当在所述第一方向上观察时，所述第二中心纳米柱和所述多个第二纳米柱之中的其他第二纳米柱被布置为彼此部分地重叠，并且

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述重叠的程度在所述第二像素对应区域和所述第一像素对应区域中彼此不同。

9.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述第一中心纳米柱的宽度小于或等于所述第二中心纳米柱的宽度和所述第三中心纳米柱的宽度。

10.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述多个第三纳米柱之中的第三中心纳米柱被布置为比所述多个第三纳米柱之中的其他纳米柱更靠近所述第三像素对应区域的中心。

11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，所述第三中心纳米柱的宽度大于或等于所述多个第一纳米柱之中具有最大截面宽度的第一中心纳米柱的宽度。

12.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，当在所述第三方向上观察时，所述多个第一纳米柱之中具有最大截面宽度的第一中心纳米柱被布置为与所述第一像素中包括的隔离结构的中心重叠。

13.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，当在所述第一方向上观察时，所述第二中心纳米柱和所述多个第二纳米柱之中的其他第二纳米柱被布置为彼此部分地重叠，并且

14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述重叠的程度在所述第二像素对应区域和所述第一像素对应区域中彼此不同。

15.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，所述第一中心纳米柱的宽度小于或等于所述第二中心纳米柱的宽度。

16.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个第一纳米柱至所述多个第三纳米柱中的每个纳米柱被堆叠并布置为多个层。

17.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述传感器基板还包括感测所述第一波长的光的第四像素，并且所述第一像素至所述第四像素以拜耳图案形式布置。

18.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述传感器基板与所述分色透镜阵列之间的距离小于所述分色透镜阵列针对所述第一波长的光的焦距。

19.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括布置在所述传感器基板和所述分色透镜阵列之间的滤色器，

20.一种电子装置，包括：

技术总结
一种图像传感器包括：传感器基板，包括分别感测第一波长、第二波长和第三波长的光的第一像素、第二像素和第三像素；分色透镜阵列，改变第一波长、第二波长和第三波长的光的相位，并将相变光分别会聚到第一像素、第二像素和第三像素上。分色透镜阵列包括分别面对第一像素至第三像素的第一像素对应区域至第三像素对应区域。第一像素对应区域包括多个第一纳米柱，第二像素对应区域包括多个第二纳米柱，并且第三像素对应区域包括多个第三纳米柱，第二纳米柱之中具有最大截面宽度的第二中心纳米柱与第二像素的中心重叠，并且第三纳米柱之中具有最大截面宽度的第三中心纳米柱与第三像素的中心不重叠。

技术研发人员：赵春来,文祥银,安城模,卢淑英,朴贤圣,尹鉐皓,李相润,李俊虎
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5