图像传感器和包括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，并且更具体地，涉及一种具有被配置为减少串扰的滤色器阵列的图像传感器和包括该图像传感器的电子装置。

背景技术：

1、图像传感器通常使用滤色器来感测入射光的颜色。通常，滤色器是吸收型滤光器，该吸收型滤光器选择性地仅透射特定波段中的光并吸收其他波段中的光。吸收型滤光器的透射光谱可以由吸收型滤光器的厚度来确定。随着滤光器的厚度减小，滤光器可能透射不期望波段中的光。因此，减小滤光器的厚度存在限制。

2、此外，最近开发了具有数亿像素或更多像素的超高分辨率、超小型和高灵敏度的图像传感器。然而，随着图像传感器的像素尺寸减小，吸收型滤光器的厚度相对于像素尺寸增加。因此，穿过滤色器的光进入相邻的其他像素，从而可能容易地发生串扰。

技术实现思路

1、一个或多个实施例提供一种能够通过减小滤色器的厚度来减少串扰的图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。

2、此外，一个或多个实施例提供一种能够通过附加地吸收或反射不期望波段中的光来减少串扰的图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。

3、附加方面将部分地在后面的描述中进行阐述，并且部分地将从描述中是显然的，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。

4、根据本公开的一个方面，一种图像传感器包括：传感器基板，包括多个第一像素和多个第二像素；以及滤色器阵列，包括分别对应于多个第一像素的多个第一滤色器和分别对应于多个第二像素的多个第二滤色器，其中，多个第一滤色器和多个第二滤色器中的每一个包括：吸收型滤光层，包括聚合物基颜料；以及谐振器，包括设置在吸收型滤光层的下表面上的第一反射膜和设置在吸收型滤光层的上表面上的第二反射膜，以允许光在吸收型滤光层中谐振，并且其中，吸收型滤光层的下表面和上表面可以彼此相对。

5、多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层可以包括第一颜料，该第一颜料透射第一波段中的光并吸收其他波段中的光，以及多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层可以包括第二颜料，该第二颜料透射不同于第一波段的第二波段中的光并吸收其他波段中的光。

6、例如，谐振器可以具有约1.5至约20的q因数。

7、例如，谐振器可以具有约2至约10的q因数。

8、例如，谐振器可以具有约2至约5的q因数。

9、谐振器可以具有法布里-珀罗谐振结构，在该法布里-珀罗谐振结构中，吸收型滤光层设置在谐振器的内部。

10、例如，第一反射膜的反射率与第二反射膜的反射率的算术和可以是约50％至约150％。

11、第一反射膜的反射率和第二反射膜的反射率可以被设置为使得多个第一滤色器和多个第二滤色器中的每一个的透射光谱可以具有在约50nm至约250nm的范围内的半峰全宽。

12、第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以具有：周期性结构沿一个方向布置的一维周期性结构，或周期性结构沿两个方向布置的二维周期性结构。

13、第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以包括分布式布拉格反射器。

14、例如，第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以包括选自多晶硅(poly-si)、金(au)、铜(cu)、铝(a1)、银(ag)、钨(w)和钛(ti)中的至少一种金属或类金属材料。

15、例如，第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以具有约1nm至约30nm的厚度。

16、例如，第一反射膜和第二反射膜可以包括选自poly-si、tin、sio2、tio2、hfo2、ta2os、sic和sin中的至少一种电介质材料。

17、例如，第一反射膜和第二反射膜中的每一个可以具有约30nm至约600nm的厚度。

18、多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层的厚度可以等于多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层的厚度。

19、在多个第一滤色器和多个第二滤色器中，第一反射膜可以引起不同的相位延迟，或者第二反射膜可以引起不同的相位延迟。

20、多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层可以具有第一厚度，并且多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层可以具有不同于第一厚度的第二厚度。

21、多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层的第一厚度可以被设置为使得多个第一滤色器中的每个第一滤色器的透射波段的中心波长可以等于多个第一滤色器中的每个第一滤色器的谐振器的谐振波长，并且多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层的第二厚度可以被设置为使得多个第二滤色器中的每个第二滤色器的透射波段的中心波长可以等于多个第二滤色器中的每个第二滤色器的谐振器的谐振波长。

22、例如，吸收型滤光层可以具有约100nm至约1000nm的厚度。

23、根据本公开的另一方面，一种电子装置包括：图像传感器，被配置为将光学图像转换为电信号；处理器，被配置为控制图像传感器，其中，图像传感器包括：传感器基板，包括多个第一像素和多个第二像素；以及滤色器阵列，包括分别对应于多个第一像素的多个第一滤色器和分别对应于多个第二像素的多个第二滤色器，其中，多个第一滤色器和多个第二滤色器中的每一个包括：吸收型滤光层，包括聚合物基颜料；以及谐振器，包括分别设置在吸收型滤光层的两个相对表面上的第一反射膜和第二反射膜，以允许光在吸收型滤光层中谐振。

24、根据本公开的另一方面，一种图像传感器可以包括：滤色器层，被配置为经由滤色器层中包括的聚合物材料，使透射波段通过，并吸收除了透射波段之外的其他波段；以及谐振器，包括设置在滤色器层的光入射表面上的第一反射膜和设置在滤色器层的与光入射表面相对的光出射表面上的第二反射膜，其中，谐振器可以具有1.5至20的质量因数并且使光在设置在第一反射膜与第二反射膜之间的滤色器层内谐振。

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，所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层包括第一颜料，所述第一颜料被配置为透射第一波段中的光并吸收其他波段中的光，以及所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层包括第二颜料，所述第二颜料被配置为透射不同于所述第一波段的第二波段中的光并吸收其他波段中的光。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述谐振器具有1.5至20的质量因数，即q因数。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述谐振器具有2至10的q因数。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述谐振器具有2至5的q因数。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述谐振器具有法布里-珀罗谐振结构，在所述法布里-珀罗谐振结构中，所述吸收型滤光层设置在所述谐振器的内部。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜的反射率与所述第二反射膜的反射率的算术和为50％至150％。

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜的反射率和所述第二反射膜的反射率被设置为使得所述多个第一滤色器和所述多个第二滤色器中的每一个的透射光谱具有在50nm至250nm的范围内的半峰全宽。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个具有：周期性结构沿一个方向布置的一维周期性结构，或周期性结构沿两个方向布置的二维周期性结构。

10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个包括分布式布拉格反射器。

11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个包括选自多晶硅、金、铜、铝、银、钨和钛中的至少一种金属或类金属材料。

12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个具有1nm至30nm的厚度。

13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜包括选自多晶硅、tin、sio2、tio2、hfo2、ta2o5、sic和sin中的至少一种电介质材料。

14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述第一反射膜和所述第二反射膜中的每一个具有30nm至600nm的厚度。

15.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层的厚度等于所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层的厚度。

16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，在所述多个第一滤色器和所述多个第二滤色器中，所述第一反射膜引起不同的相位延迟，或者所述第二反射膜引起不同的相位延迟。

17.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层具有第一厚度，并且所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层具有不同于所述第一厚度的第二厚度。

18.根据权利要求17所述的图像传感器，其中，所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的吸收型滤光层的第一厚度被设置为使得所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的透射波段的中心波长等于所述多个第一滤色器中的每个第一滤色器的谐振器的谐振波长，并且所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的吸收型滤光层的第二厚度被设置为使得所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的透射波段的中心波长等于所述多个第二滤色器中的每个第二滤色器的谐振器的谐振波长。

19.一种电子装置，包括：

20.一种图像传感器，包括：

技术总结
提供了一种被配置为通过减小滤色器厚度来减少串扰的图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。该图像传感器包括：传感器基板，包括多个第一像素和多个第二像素；以及滤色器阵列，包括分别对应于多个第一像素的多个第一滤色器和分别对应于多个第二像素的多个第二滤色器，其中，多个第一滤色器和多个第二滤色器中的每一个包括：吸收型滤光层，包括聚合物基颜料；以及谐振器，包括设置在吸收型滤光层的下表面上的第一反射膜和设置在吸收型滤光层的上表面上的第二反射膜，以允许光在吸收型滤光层中谐振。

技术研发人员：卢永瑾,金孝哲
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：2024/1/13