图像传感器和包括其的电子设备的制作方法

本申请要求于2015年5月27日提交的第10-2015-0073847号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请通过引用全部合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种半导体器件制造技术，更具体地，涉及一种包括网格结构的图像传感器以及具有该图像传感器的电子设备。

背景技术：

图像传感器将光学图像转换成电信号。近来，随着计算机和通信工业的发展，在各种领域(诸如数字相机、便携式摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、监控摄像机、医疗微型摄像机、机器人等)中对具有改善性能的图像传感器的需求已经增加。

技术实现要素：

各种实施例针对一种具有改善性能的图像传感器以及具有该图像传感器的电子设备。

在一个实施例中，图像传感器可以包括：衬底，包括用于多个单元像素的光电转换元件，所述多个单元像素以像素阵列二维地布置；光传输构件，位于衬底上；网格结构，位于光传输构件中并具有多个层；以及光收集构件，位于光传输构件上，其中，网格结构根据像素阵列中的位置针对单元像素的相应主光线角(chief ray angle)而倾斜。另外，图像传感器还可以包括滤色器层，滤色器层位于光传输构件和光收集构件之间并包括多个滤色器，其中，所述多个滤色器的相应边缘与网格结构的最上层叠置。

光传输构件可以具有与网格结构的多个层相对应的多个层。光传输构件的多个层中的每个可以包括绝缘材料，并且其中，光传输构件的多个层的折射率可以相同。光传输构件的多个层中的每个可以包括绝缘材料，并且其中，具有不同折射率的光传输构件的多个层被层叠，使得多个层中的每个朝向光电转换元件具有更大折射率。位于像素阵列的中心处的网格结构可以具有垂直侧壁，并且其中，随着单元像素的位置距离像素阵列的中心更远，网格结构的侧壁的倾斜量变得更大。网格结构可以位于单元像素之间。网格结构的多个层的数目可以随着单元像素的位置离像素阵列的中心更远而增加。网格结构的线宽可以随着单元像素的位置离像素阵列的中心更远而减小。网格结构可以包括金属材料。网格结构的平面形状可以与单元像素的相应的平面形状相同。

在另一个实施例中，图像传感器可以包括：衬底，包括用于多个单元像素的光电转换元件，所述多个单元像素二维地布置成像素阵列；光传输构件，位于衬底上；网格结构，位于光传输构件中并具有多个网格层；以及光收集构件，位于光传输构件上，其中，随着单元像素离像素阵列的中心更远，下网格层变得比上网格层更靠近像素阵列的边缘。此外，图像传感器还可以包括滤色器层，滤色器层位于光传输构件与光收集构件之间并包括多个滤色器，其中，滤色器的相应边缘与网格结构的最上层叠置。

位于像素阵列的中心的网格结构可以具有垂直侧壁，并且其中，网格结构的侧壁的倾斜量随着单元像素离像素阵列的中心更远而变得更大。网格结构可以位于单元像素之间。网格结构的多个层的数目可以随着单元像素离像素阵列的中心更远而增加。网格结构的线宽可以随着单元像素离像素阵列的中心更远而减小。网格结构可以包括金属材料。

在另一个实施例中，电子设备可以包括：光学系统；图像传感器，适用于接收来自光学系统的光；以及信号处理单元，适用于对从图像传感器输出的信号执行信号处理操作。图像传感器可以包括：衬底，包括用于多个单元像素的光电转换元件，所述多个单元像素二维地布置成像素阵列；光传输构件，位于衬底上；网格结构，位于光传输构件中并具有多个网格层；以及光收集构件，位于光传输构件上，其中，网格结构根据多个单元像素位于像素阵列中的位置针对单元像素的相应的主光线角而倾斜。

随着多个单元像素的位置从像素阵列的中心到像素阵列的边缘变得更远，在多个网格层之中，下网格层可以设置成比上网格层更靠近像素阵列的边缘。

根据本发明的示例性实施例，图像传感器的像素阵列可以包括具有网格结构的多个单元像素，网格结构以与单元像素的相应的主光线角(CRA)相对应的角度倾斜，使得能够改善明暗变化(shading variation)。此外，能够防止相邻的单元像素之间的串扰并提高量子效率。

附图说明

图1是示意性示出根据本发明的实施例的图像传感器的示图。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的图像传感器的像素阵列的平面图。

图3是图2中示出的像素阵列的剖面图的第一示例。

图4是图2中示出的像素阵列的剖面图的第二示例。

图5是图2中示出的像素阵列的剖面图的第三示例。

图6是图2中示出的像素阵列的剖面图的第四示例。

图7是示出根据本发明的实施例的具有图像传感器的电子设备的示图。

具体实施方式

下面将参考附图来更详细地描述各种实施例。然而，本发明可以以不同形式实现，且不应该被解释为局限于本文所阐述的实施例。相反地，提供这些实施例使得本公开将是彻底的且完整的，并且这些实施例将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。贯穿本公开，相同的附图标记在本发明的各种附图和实施例中指示相同的部分。

附图不一定按比例绘制，在一些情况下，比例可以被夸大以清楚示出实施例的特征。当第一层被称为“在”第二层“上”或“在”衬底“上”时，不仅指第一层直接形成在第二层或衬底上的情况，而且还指在第一层与第二层或衬底之间存在第三层的情况。

根据本发明的示例性实施例，提供了在较高光场中具有改善的明暗变化(shading variation)的图像传感器，其中，明暗变化随着模块透镜的‘F’数目减少而增加。当像素阵列由场表示时，像素阵列的中心可以表示为‘0’场，而距像素阵列的中心最远的位置(即，在对角线方向上的像素阵列的端部)可以表示为‘1’场。因此，较高光场可以表示在边缘方向上的距像素阵列的中心更远的外场。

明暗变化随着单元像素的大小逐渐缩小且主光线角(CRA)逐渐增大而发生，并且成为使图像质量劣化的直接因素。详细地，随着单元像素的大小缩小且CRA增大，明暗变化因根据像素阵列的位置而变化的光的量的差异而发生。即，明暗变化可以随着落到位于像素阵列的中心处的单元像素的入射光与落到位于像素阵列的边缘处的单元像素的入射光的差异的增大而增大。在一些高像素产品组中，通过诸如镜头阴影校正(lens shading correction)的图像处理来校正明暗变化，诸如镜头阴影校正的图像处理可能不是改善明暗变化的最佳方案。

图像传感器将光学图像转换成电信号，并且可以分类为电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体图像传感器(CIS)。CIS图像传感器具有比CCD图像传感器简单的驱动方案，并且可以采用各种扫描方案。此外，用于信号处理的CIS电路可以通过CMOS工艺容易地集成在单个芯片中，消耗较少功率，并且可以降低制造成本。CIS图像传感器可以分类为前侧照明类型和后侧照明类型。与前侧照明类型CIS相比，后侧照明类型CIS可以实现优异的操作特性，例如，更大的灵敏度。因此，将使用后侧照明类型CIS图像传感器作为示例来描述下面的实施例。

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的图像传感器的示图。

如图1所示，根据实施例的图像传感器可以包括像素阵列1100、相关双采样器(CDS)1200、模数转换器(ACD)1300、缓冲器1400、行驱动器1500、时序发生器1600、控制寄存器1700以及斜坡信号发生器1800。

像素阵列1100可以是多个单元像素1000的二维阵列。在像素阵列1100中，多个红色像素R、多个绿色像素G以及多个蓝色像素B可以以RG/GB贝尔图案(Bayer pattern)布置。多个单元像素1000中的每个可以具有矩形平面形状，并且可以以矩阵结构布置。虽然在附图中没有示出，但是多个单元像素1000中的每个也可以具有六边形或圆形平面形状，并且也可以以蜂窝结构布置。

时序发生器1600可以产生用于控制行驱动器1500、相关双采样器1200、模数转换器1300和斜坡信号发生器1800的相应操作的一个或更多个控制信号。控制寄存器1700可以产生用于控制斜坡信号发生器1800、定时发生器1600和缓冲器1400的相应操作的一个或更多个控制信号。

行驱动器1500可以以行线为单位来驱动像素阵列1100。例如，行驱动器1500可以产生用于选择多个行线中的任意一个的选择信号。多个单元像素1000中的每个可以感测入射光，并且可以通过列线来将图像重置信号和图像信号输出到相关双采样器1200。相关双采样器1200可以对接收到的图像重置信号和图像信号执行采样。

模数转换器1300可以将从斜坡信号发生器1800输出的斜坡信号与从相关双采样器1200输出的采样信号进行比较，并且可以输出比较信号。模数转换器1300可以根据从时序发生器1600提供的时钟信号来计数比较信号的电平转换时间，并且可以将计数值输出到缓冲器1400。斜坡信号发生器1800可以在时序发生器1600的控制下操作。

缓冲器1400可以储存从模数转换器1300输出的多个数字信号中的每个，然后感测、放大以及输出这些数字信号。因此，缓冲器1400可以包括存储器(未示出)和感测放大器(未示出)。存储器储存与从多个单元像素1000输出的信号关联的计数值。感测放大器可以感测并放大从存储器输出的相应的计数值。

根据本发明的示例性实施例，图像传感器可以包括根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜的网格结构。针对多个单元像素1000的相应的CRA而倾斜的网格结构可以改善明暗变化，可以防止相邻单元像素1000之间的串扰，并且可以提高量子效率。图2是示出根据本发明的示例性实施例的图像传感器的像素阵列的平面图，图3是图2中示出的像素阵列1100的剖面图的第一示例。图3示出了三个单元像素，其每个剖面图分别沿着图2中示出的线A-A′、B-B′和C-C′截取。图3中示出的箭头指示入射光的路径。

如图2和图3所示，图像传感器可以包括：衬底100，包括分别针对多个单元像素1000而形成的光电转换元件110；光传输构件120，形成在衬底100上；网格结构130，形成在光传输构件120中并且具有多层结构，在多层结构中层叠有多个网格层131至134；滤色器层140，形成在光传输构件120上；以及光收集构件150，形成在滤色器层140上。

衬底100可以包括半导体衬底。半导体衬底可以处于单晶状态，并且可以包括含硅材料。即，衬底100可以包括单晶含硅材料。

光电转换元件110可以包括光电二极管。例如，形成在衬底100中的光电转换元件110可以包括垂直地叠置的多个光电转换层(未示出)，其中，多个光电转换层中的每个可以是包括N型杂质区和P型杂质区的光电二极管。

形成在衬底100上的光传输构件120可以提供用于网格结构130的空间。光传输构件120可以具有与网格结构130相对应的多层结构，并且包括绝缘材料。例如，在光传输构件120中，层叠基本上具有相同的折射率或不同的折射率的多个绝缘层。详细地，如附图中所示，光传输构件120可以通过将第一绝缘层121至第四绝缘层124层叠在衬底100上而形成。第一绝缘层121至第四绝缘层124可以是基本上相同的绝缘层。因此，第一绝缘层121至第四绝缘层124可以具有基本上相同的折射率。同时，第一绝缘层121至第四绝缘层124可以具有不同的折射率。在这种情况下，第一绝缘层121至第四绝缘层124的折射率可以朝着光电转换元件110而变得更大，以防止光损失并增大光收集效率。详细地，第四绝缘层124可以具有最低的折射率，第一绝缘层121可以具有最高的折射率。当第一绝缘层121至第三绝缘层123具有基本上相同的折射率且第四绝缘层124具有最低的折射率时，第一绝缘层121至第四绝缘层124之中的折射率的变化可以是非线性的。

网格结构130可以位于多个单元像素1000之中，以防止从光收集构件150传播到光电转换元件110的入射光的损失。另外，网格结构130可以位于多个单元像素1000之中，以防止相邻单元像素1000之间的串扰。

此外，为了改善明暗变化，网格结构130可以具有其中层叠有多个网格层131至134的多层结构。例如，网格结构130可以包括分别形成在第一绝缘层121至第四绝缘层124中的第一网格层131至第四网格层134。第一网格层131至第四网格层134可以具有基本上相同的平面形状和线宽，而不管它们在像素阵列1100中的位置如何。即，由网格结构130提供的光接收区可以基本上相等，而不管它们在像素阵列1100中的位置如何。此外，第一网格层131至第四网格层134可以具有基本上相同的平面形状和线宽，而不管 像素的类型(即，红色像素、绿色像素和蓝色像素)如何。即，由网格结构130提供的光接收区可以基本上相等，而不管像素的类型如何。第一网格层131至第四网格层134的平面形状可以与多个单元像素1000的相应平面形状基本上相同。

此外，为了改善明暗变化，网格结构130可以根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜。网格结构130的侧壁可以用与多个单元像素1000的相应CRA相对应的斜度来倾斜。详细地，位于像素阵列1100的中心处的单元像素1000的网格结构130可以具有垂直的侧壁，因为入射光是垂直的。由于入射光变倾斜且因此入射角朝向像素阵列1100的边缘变得更大，所以单元像素1000的网格结构130的侧壁可以随着单元像素1000的位置变得离像素阵列1100的中心更远而更倾或更倾斜。在这种情况下，由于CRA从像素阵列1100的中心到像素阵列1100的边缘逐渐增大，因此网格结构130的侧壁的斜度可以与CRA相一致地逐渐增大。

在根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜的网格结构130的多个网格层131至134之中，随着单元像素1000的位置变得离像素阵列1100的中心更远，下网格层可以被设置成比上网格层更靠近像素阵列1100的边缘。位于像素阵列1100的中心处的单元像素1000的网格结构130可以具有垂直层叠的网格层131至134。位于像素阵列1100的边缘处的单元像素1000的网格结构130可以具有最斜或最倾斜的网格层131至134，使得下网格层被设置成比上网格层更靠近像素阵列1100的边缘。随着单元像素1000的位置离像素阵列1100的中心更远，下网格层与上网格层之间的设置上的差异可以逐渐增大，因此单元像素1000的网格结构130的多个网格层131至134的倾或倾斜的量可以变得更大。

此外，网格结构130的形状可以取决于像素阵列1100中的多个单元像素1000的平面形状和布置。例如，当多个单元像素1000每个具有矩形平面形状且以矩阵结构布置时，与多个单元像素1000相对应的网格结构130也可以具有矩形平面形状且可以以网状结构布置。例如，当多个单元像素1000每个具有圆形平面形状且以蜂窝结构布置时，与多个单元像素1000相对应的网格结构130也可以具有圆形平面形状且可以以蜂窝结构布置。

此外，网格结构130可以包括金属材料。例如，网格结构130可以具有钨。由于网格结构130包括金属材料，因此能够有效地防止相邻单元像素1000之间的串扰。

滤色器层140可以包括多个滤色器。例如，滤色器层140可以包括从包括红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、黄色滤色器、品红色滤色器、黑色滤色器和白色滤色器的组中选择的三种或更多种滤色器。详细地，在滤色器层140中，红色滤色器R、绿色滤色器G和蓝色滤色器B可以以贝尔图案布置。滤色器层140中的多个滤 色器的相应边缘可以与网格结构130重叠。更详细地，在网格结构130中，最上网格层(例如，第四网格层134)可以与滤色器的边缘重叠。光收集构件150可以包括半球微透镜。

根据本发明的实施例，图像传感器可以包括根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜的网格结构130，从而改善明暗变化。随着明暗变化被改善，能够提高位于像素阵列1100的边缘处的单元像素1000的量子效率。网格结构130可以增加进入位于像素阵列1100的边缘处的单元像素1000中的入射光的量。此外，包括金属材料的网格结构130可以防止相邻单元像素1000之间的串扰。

图4是图2中示出的像素阵列1100的剖面图的第二示例。图4示出了三个单元像素，其每个剖面图沿着图2中示出的线A-A′、B-B′和C-C′截取。除了网格结构130的线宽之外，图4中示出的第二示例可以与参考图1至图3描述的第一示例相同。

如图2和图4所示，在图像传感器中，根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜的网格结构130的线宽可以根据它们在像素阵列1100中的位置而不同。

如图3的第一示例所示，网格结构130可以具有相同的平面形状和线宽，而不管像素阵列1100中的位置如何。根据第一示例，由网格结构130提供的光接收区可以相等，而不管像素阵列1100的位置如何。

如图4的第二示例所示，虽然网格结构130不管像素阵列1100中的位置如何而可以具有相同的平面形状，但是网格结构130的线宽可以随着单元像素1000的位置从像素阵列1100的中心到像素阵列1100的边缘变得更远而变窄。因此，由网格结构130提供的光接收区可以随着单元像素1000的位置变得离像素阵列1100的中心更远而变得更大。因为由网格结构130提供的光接收区在像素阵列1100的边缘最大，因此能够进一步减小单元像素1000之间的入射光的量的差异。因此，能够更有效地改善明暗变化。

而且，根据像素的类型，由网格结构130提供的光接收区可以彼此不同。例如，绿色像素的光接收区可以最大，而红色像素的光接收区可以最小。根据整个像素阵列1100或像素阵列1100的部分中的像素的类型，由网格结构130提供的光接收区可以不同。根据滤色器的不同的光接收区和材料的不同折射率可以防止短波长光(即，针对蓝色像素)的损失以及长波长光(即，针对红色像素)的串扰。

图5是图2中示出的像素阵列的剖面图的第三示例。图5示出了三个单元像素，其每个剖面图沿着图2中示出的线A-A′、B-B′和C-C′截取。图5中示出的箭头指示入射光 的路径。

如图2和图5所示，图像传感器可以包括：衬底200，包括分别针对多个单元像素1000而形成的光电转换元件210；光传输构件220，形成在衬底200上；网格结构230，形成在光传输构件220中，并且具有在其中层叠有多个网格层231至234的多层结构；滤色器层250，形成在光传输构件220上；以及光收集构件260，形成在滤色器层250上。网格结构230可以形成在多个单元像素1000之中，并且可以根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜。此外，网格结构230的层的数目可以随着单元像素1000的位置从像素阵列1100的中心到像素阵列1100的边缘变得更远而增加。

衬底200可以包括半导体衬底。半导体衬底可以具有单晶状态，并且包括含硅材料。即，衬底200可以包括单晶含硅材料。

光电转换元件210可以包括光电二极管。例如，形成在衬底200中的光电转换元件210可以包括彼此垂直叠置的多个光电转换层(未示出)，其中，多个光电转换层中的每个可以是包括N型杂质区和P型杂质区的光电二极管。

形成在衬底200上的光传输构件220可以提供用于网格结构230的空间。针对具有多层的网格结构230，光传输构件220可以具有类似于网格结构230的多层结构，并且包括绝缘材料。例如，如附图所示，光传输构件220可以通过将第一绝缘层221至第四绝缘层224层叠在衬底200上而形成。第一绝缘层221至第四绝缘层224可以基本上相同。因此，第一绝缘层221至第四绝缘层224可以具有基本上相同的折射率。第一绝缘层221至第四绝缘层224可以具有不同的折射率。在这种情况下，朝向光电转换元件210，第一绝缘层221至第四绝缘层224的折射率可以更大，以防止光损失并增大光收集效率。详细地，第四绝缘层224可以具有最低折射率，第一绝缘层221可以具有最高折射率。当第一绝缘层221至第三绝缘层223具有基本上相同的折射率且第四绝缘层224具有最低折射率时，第一绝缘层221至第四绝缘层224之中的折射率的变化可以是非线性的。

网格结构230可以位于多个单元像素1000之中，以基本上防止从光收集构件260传播到光电转换元件210的入射光的损失。另外，网格结构230可以位于多个单元像素1000之中，以基本上防止相邻单元像素1000之间的串扰。

此外，为了改善明暗变化，网格结构230可以具有在其中层叠有多个网格层231至234的多层结构。例如，网格结构230可以包括分别形成在第一绝缘层221至第四绝缘层224中的第一网格层231至第四网格层234。第一网格层231至第四网格层234可以具有基本上相同的平面形状和线宽，而不管像素阵列1100中的位置如何。即，由网格结 构230提供的光接收区可以基本上相等，而不管像素阵列1100中的位置如何。此外，第一网格层231至第四网格层234可以具有基本上相同的平面形状和线宽，而不管颜色的类型如何。即，由网格结构230提供的光接收区可以基本上相等，而不管像素的类型如何。第一网格层231至第四网格层234的平面形状可以与多个单元像素1000的相应的平面形状基本上相同。

此外，为了改善明暗变化，网格结构230可以根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜。根据倾斜的形状，网格结构230的侧壁可以以与多个单元像素1000的相应CRA相对应的斜度倾斜。详细地，位于像素阵列1100的中心处的单元像素1000的网格结构230可以具有垂直的侧壁，因为入射光是垂直的。由于朝向像素阵列1100的边缘，入射光变得更倾斜且因此入射角变得更大，因此随着单元像素1000的位置从像素阵列1100的中心到像素阵列1100的边缘变得更远，单元像素1000的网格结构230的侧壁可以变得更倾或更倾斜。在这种情况下，由于CRA从像素阵列1100的中心到像素阵列1100的边缘逐渐增大，因此网格结构230的侧壁的斜度可以与CRA相对应地逐渐增大。

在根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜的网格结构230的多个网格层231至234之中，随着单元像素1000的位置变得离像素阵列1100的中心更远，下网格层可以被设置成比上网格层更靠近像素阵列1100的边缘。位于像素阵列1100的中心处的单元像素1000的网格结构230可以具有垂直层叠的网格层231至234。位于像素阵列1100的边缘处的单元像素1000的网格结构230可以具有最斜或最倾斜的网格层231至234，使得下网格层被设置成比上网格层更靠近像素阵列1100的边缘。随着单元像素1000的位置变得离像素阵列1100的中心更远，下网格层与上网格层之间的设置的差异可以逐渐增大，因此单元像素1000的网格结构230的多个网格层231至234的斜或倾斜的量可以变得更大。

此外，为了更有效地改善明暗变化，网格结构230的层的数目可以随着单元像素1000的位置变得离像素阵列1100的中心更远而增加。例如，位于像素阵列1100的中心处的网格结构230可以具有第一网格层231和第二网格层232，而位于像素阵列1100的边缘处的网格结构230可以具有第一网格层231至第四网格层234。网格结构230的层的数目的增加可以是非线性的。

此外，网格结构230的形状可以取决于像素阵列1100中的多个单元像素1000的平面形状和布置。例如，当多个单元像素1000每个具有矩形平面形状并且以矩阵结构布置时，与多个单元像素1000相对应的网格结构230也可以具有矩形平面形状并且可以以网状结构布置。例如，当多个单元像素1000每个具有圆形平面形状并且以蜂窝结构布置时， 与多个单元像素1000相对应的网格结构230也可以具有圆形平面形状并且可以以蜂窝结构布置。

此外，网格结构230可以包括金属材料。例如，网格结构230可以具有钨。由于网格结构230包括金属材料，因此能够有效地防止相邻单元像素1000之间的串扰。

滤色器层250可以包括多个滤色器。例如，滤色器层250可以包括从包括红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、黄色滤色器、品红色滤色器、黑色滤色器和白色滤色器的组中选择的三种或更多种滤色器。详细地，在滤色器层250中，红色滤色器R、绿色滤色器G和蓝色滤色器B可以以贝尔图案布置。滤色器层250中的多个滤色器的相应边缘可以与网格结构230叠置。更详细地，在网格结构230中，最上网格层(例如，第四网格层234)可以与滤色器的边缘叠置。光收集构件260可以包括半球微透镜。

根据本发明的实施例，图像传感器可以包括网格结构230，网格结构230根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜，从而改善明暗变化。此外，网格结构230根据像素阵列1100中的位置而具有不同数目的层，并且能够更有效地改善明暗变化。随着明暗变化被改善，能够提高位于像素阵列1100的边缘处的单元像素1000的量子效率。网格结构230可以增加位于像素阵列1100的边缘处的单元像素1000中的入射光的量。此外，包括金属材料的网格结构230可以防止相邻单元像素1000之间的串扰。

图6是图2中示出的像素阵列1100的剖面图的第四示例。图6示出了三个单元像素，其每个剖面图沿着图2中示出的线A-A′、B-B′和C-C′截取。除了网格结构230的线宽之外，图6中示出的第四示例可以与参考图1、图2和图5描述的第三示例相同。

如图2和图6所示，在图像传感器中，根据像素阵列1100中的位置针对多个单元像素1000的相应CRA而倾斜的网格结构230的线宽可以根据像素阵列1100中的位置而不同。

如图5的第三示例所示，网格结构230可以具有相同的平面形状和线宽，而不管像素阵列1100中的位置如何。根据第三示例，由网格结构230提供的光接收区可以相等，而不管像素阵列1100中的位置如何。

如图6的第四示例所示，网格结构230不管像素阵列1100中的位置如何而可以具有相同的平面形状，但是网格结构230的线宽可以随着单元像素1000的位置变得离像素阵列1100的中心更远而变得更窄。因此，由网格结构230提供的光接收区可以随着单元 像素1000的位置变得离像素阵列1100的中心更远而变得更大。因为由网格结构230提供的光接收区在像素阵列1100的边缘最大，因此能够进一步减小单元像素1000之间的入射光的量的差异。因此，能够更有效地改善明暗变化。

而且，根据像素的类型，由网格结构230提供的光接收区可以不同。例如，绿色像素的光接收区可以最大，而红色像素的光接收区可以最小。根据整个像素阵列1100或像素阵列1100的部分中的像素的类型，由网格结构230提供的光接收区可以不同。根据滤色器的不同的光接收区和材料的不同折射率可以防止短波长光(即，针对蓝色像素)的损失以及长波长光(即，针对红色像素)的串扰。在根据前述第一实施例和第二实施例以及其变型示例的图像传感器中，已经例示其中网格结构130和230被倾斜以对应于多个单元像素1000的相应CRA的情况。然而，网格结构130和230也可以形成为具有垂直侧壁，而不管像素阵列1100中的位置如何。即，形成在像素阵列1100的中心和边缘处的网格结构130和230也可以具有基本上相同的形状。然而，在这种情况下，通过具有垂直侧壁的网格结构130和230可以阻挡通过穿过在像素阵列1100的边缘处的光收集构件150和260而收集的入射光。即，明暗变化也可以通过网格结构130和230来增加。

为了改善由位于光收集构件150和260与光电转换元件110和210之间的网格结构130和230引起的副效应，网格结构130和230也可以形成在光收集构件150和250之间。然而，在这种情况下，由于在入射光经由光收集构件150和260被收集之前定位网格结构130和230，因此其缺点在于入射光可能损失并且不能处理在入射光通过光收集构件150和260之后产生的问题。

结果，根据前述实施例的图像传感器包括位于光收集构件150和260与光电转换元件110和210之间的网格结构130和230，网格结构130和230被倾斜以根据像素阵列1100中的位置对应于多个单元像素1000的相应CRA，使得能够有效地改善明暗变化。

根据前述实施例的图像传感器可以在各种电子设备或系统中使用。在下文中，参考图7，将描述根据本发明的实施例的图像传感器应用到相机的情况作为示例。

图7是示出根据本发明的实施例的具有图像传感器的电子设备的示图。

参照图7，根据实施例的具有图像传感器的电子设备可以包括能够捕获静态图像或动态图像的相机。电子设备可以包括光学系统310(或光学透镜)、快门单元311、控制并驱动图像传感器300和快门单元311的驱动单元313以及信号处理单元312。

光学系统310将图像光(入射光)从物体引导至图像传感器300的像素阵列(参考图1和图2的附图标记‘1000’)。光学系统310可以包括多个光学透镜。快门单元311 控制针对图像传感器300的光辐射时段和阻挡时段。驱动单元313控制图像传感器300的传输操作和快门单元311的快门操作。信号处理单元312对从图像传感器300输出的信号执行各种类型的信号处理。经受信号处理的图像信号Dout被储存在储存介质(诸如存储器)中，或被输出到监控器等。

虽然出于说明的目的已经描述了各种实施例，但是对于本领域技术人员来说明显的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变和变型。

通过以上实施例可见，本申请可以提供以下技术方案。

技术方案1.一种图像传感器，包括：

衬底，包括用于多个单元像素的光电转换元件，所述多个单元像素被二维地布置成像素阵列；

光传输构件，位于衬底上；

网格结构，位于光传输构件中并具有多个层；以及

光收集构件，位于光传输构件上，

其中，网格结构根据像素阵列中的位置针对单元像素的相应的主光线角而倾斜。

技术方案2.如技术方案1所述的图像传感器，还包括：滤色器层，位于光传输构件与光收集构件之间并包括多个滤色器，

其中，所述多个滤色器的相应边缘与网格结构的最上层叠置。

技术方案3.如技术方案1所述的图像传感器，其中，光传输构件具有与网格结构的所述多个层相对应的多个层。

技术方案4.如技术方案3所述的图像传感器，

其中，光传输构件的所述多个层中的每个包括绝缘材料，以及

其中，光传输构件的所述多个层的折射率相同。

技术方案5.如技术方案3所述的图像传感器，

其中，光传输构件的所述多个层中的每个包括绝缘材料，以及

其中，具有不同折射率的光传输构件的所述多个层被层叠，使得所述多个层中的每个层朝着光电转换构件具有更大的折射率。

技术方案6.如技术方案1所述的图像传感器，

其中，位于像素阵列的中心处的网格结构具有垂直侧壁，以及

其中，网格结构的侧壁的倾斜量随着单元像素的位置距离像素阵列的中心更远而变得更大。

技术方案7.如技术方案1所述的图像传感器，

其中，网格结构位于单元像素之间。

技术方案8.如技术方案1所述的图像传感器，其中，网格结构的所述多个层的数目随着单元像素的位置距离像素阵列的中心更远而增加。

技术方案9.如技术方案1所述的图像传感器，其中，网格结构的线宽随着单元像素的位置距离像素阵列的中心更远而减小。

技术方案10.如技术方案1所述的图像传感器，其中，网格结构包括金属材料。

技术方案11.如技术方案1所述的图像传感器，其中，网格结构的平面形状与单元像素的相应的平面形状相同。

技术方案12.一种图像传感器，包括：

衬底，包括用于多个单元像素的光电转换元件，所述多个单元像素以像素阵列二维地布置；

光传输构件，位于衬底上；

网格结构，位于光传输构件中并具有多个网格层；以及

光收集构件，位于光传输构件上，

其中，随着单元像素距离像素阵列的中心更远，下网格层变得比上网格层更靠近像素阵列的边缘。

技术方案13.如技术方案12所述的图像传感器，还包括：滤色器层，位于光传输构件与光收集构件之间并包括多个滤色器，

其中，滤色器的相应的边缘与网格结构的最上层叠置。

技术方案14.如技术方案12所述的图像传感器，

其中，位于像素阵列的中心处的网格结构具有垂直侧壁，以及

其中，网格结构的侧壁的倾斜量随着单元像素距离像素阵列的中心更远而变得更大。

技术方案15.如技术方案12所述的图像传感器，其中，网格结构位于单元像素之间。

技术方案16.如技术方案12所述的图像传感器，其中，网格结构的多个层的数目随着单元像素距离像素阵列的中心更远而增加。

技术方案17.如技术方案12所述的图像传感器，其中，网格结构的线宽随着单元像素距离像素阵列的中心更远而减小。

技术方案18.如技术方案12所述的图像传感器，其中，网格结构包括金属材料。

技术方案19.一种电子设备，包括：

光学系统；

图像传感器，适用于接收来自光学系统的光；以及

信号处理单元，适用于对从图像传感器输出的信号执行信号处理操作，

其中，图像传感器包括：

衬底，包括用于多个单元像素的光电转换元件，所述多个单元像素二维地布置成像素阵列；

光传输构件，位于衬底上；

网格结构，位于光传输构件中并具有多个网格层；以及

光收集构件，位于光传输构件上，

其中，网格构件根据所述多个单元像素位于像素阵列中的位置针对单元像素的相应主光线角而倾斜。

技术方案20.如技术方案19所述的电子设备，其中，随着所述多个单元像素的位置从像素阵列的中心到像素阵列的边缘变得更远，在所述多个网格层之中，下网格层被设置为比上网格层更靠近像素阵列的边缘。