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公開番号2025112348
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006508
出願日2024-01-19
発明の名称イメージセンサ
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人IBC一番町弁理士法人
主分類H10F 39/12 20250101AFI20250725BHJP()
要約【課題】階調画素での受光量の低下を抑えることが可能なイメージセンサを提供する。
【解決手段】第1階調画素と、前記第1階調画素に隣り合う位置に設けられた検出画素とを有するイメージセンサであって、前記第1階調画素は、第1光電変換部と、前記第1光電変換部に第1波長域の光を集光する第1集光部とを含み、前記検出画素は、前記第1階調画素に隣り合う位置に設けられ、かつ、検出光電変換部と、前記検出光電変換部に入射した光の量の時間変化を検出する検出回路とを含み、前記第1集光部には、所定の屈折率を有する高屈折率領域と、前記高屈折率領域よりも低い屈折率を有する低屈折率領域とが所定のパターンで設けられているイメージセンサ。
【選択図】図3A
特許請求の範囲【請求項１】
第１階調画素と、前記第１階調画素に隣り合う位置に設けられた検出画素とを備えるイメージセンサであって、
前記第１階調画素は、第１光電変換部と、前記第１光電変換部に第１波長域の光を集光する第１集光部とを含み、
前記検出画素は、検出光電変換部と、前記検出光電変換部に入射した光の量の時間変化を検出する検出回路とを含み、
前記第１集光部には、所定の屈折率を有する高屈折率領域と、前記高屈折率領域よりも低い屈折率を有する低屈折率領域とが所定のパターンで設けられているイメージセンサ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記高屈折率領域には、前記第１光電変換部および前記第１集光部の積層方向に延在するピラー状の構造物が設けられている請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記第１集光部には、径の大きさが互いに異なる複数の前記ピラー状の構造物が設けられている請求項２に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記検出画素に隣り合う位置に設けられ、かつ、第２光電変換部と、前記第２光電変換部に、前記第１波長域とは異なる第２波長域の光を集光する第２集光部とを含む第２階調画素をさらに有し、
前記第２集光部には、前記第１集光部のパターンとは異なるパターンで、前記高屈折率領域と前記低屈折率領域とが設けられている請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記検出画素は、前記第１集光部に隣り合う検出集光部を有し、
前記第１集光部と、前記検出集光部の少なくとも一部とを含む第１集光領域に入射した前記第１波長域の光が前記第１光電変換部に入射し、
前記第２集光部と、前記検出集光部の少なくとも一部とを含む第２集光領域に入射した前記第２波長域の光が前記第２光電変換部に入射する請求項４に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記第１集光領域の大きさと前記第２集光領域の大きさとが異なる請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
前記検出集光部には、前記高屈折率領域と前記低屈折率領域とが設けられている請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
前記検出画素は、前記検出光電変換部と前記検出集光部との間に設けられるとともに、所定の波長域の光を選択的に透過させる検出カラーフィルタをさらに有する請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
前記検出画素に隣り合う位置に設けられ、かつ、第３光電変換部と、前記第３光電変換部に、前記第１波長域および前記第２波長域とは異なる第３波長域の光を集光する第３集光部とを含む第３階調画素をさらに有し、
単位画素群に含まれる前記第１階調画素、前記第２階調画素および前記第３階調画素の総数と、前記単位画素群に含まれる前記検出画素の総数とが同じである請求項４に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
前記第１波長域および前記第２波長域は、可視領域である請求項４に記載のイメージセンサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
イメージセンサは、入射光を光電変換し、電気的信号を生成する。近年では、受光量に応じて電気的信号を生成する階調画素と、受光量の時間変化を検出する検出画素とを有するイメージセンサの開発が進められている（たとえば、特許文献１）。階調画素および検出画素は、一つの半導体チップに配置され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２１／２５６２９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一つの半導体チップに階調画素とともに検出画素を設けると、一つの半導体チップに階調画素のみを設けた場合に比べて、階調画素での受光量が低下しやすくなる。したがって、一つの半導体チップに階調画素および検出画素を有するイメージセンサでは、階調画素での受光量の低下を抑えることが望ましい。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、階調画素での受光量の低下を抑えることが可能なイメージセンサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００７】
（１）第１階調画素と、前記第１階調画素に隣り合う位置に設けられた検出画素とを備えるイメージセンサであって、前記第１階調画素は、第１光電変換部と、前記第１光電変換部に第１波長域の光を集光する第１集光部とを含み、前記検出画素は、検出光電変換部と、前記検出光電変換部に入射した光の量の時間変化を検出する検出回路とを含み、前記第１集光部には、所定の屈折率を有する高屈折率領域と、前記高屈折率領域よりも低い屈折率を有する低屈折率領域とが所定のパターンで設けられているイメージセンサ。
【０００８】
（２）前記高屈折率領域には、前記第１光電変換部および前記第１集光部の積層方向に延在するピラー状の構造物が設けられている上記（１）に記載のイメージセンサ。
【０００９】
（３）前記第１集光部には、径の大きさが互いに異なる複数の前記ピラー状の構造物が設けられている上記（２）に記載のイメージセンサ。
【００１０】
（４）前記検出画素に隣り合う位置に設けられ、かつ、第２光電変換部と、前記第２光電変換部に、前記第１波長域とは異なる第２波長域の光を集光する第２集光部とを含む第２階調画素をさらに有し、前記第２集光部には、前記第１集光部のパターンとは異なるパターンで、前記高屈折率領域と前記低屈折率領域とが設けられている上記（１）～（３）のいずれかに記載のイメージセンサ。
（【００１１】以降は省略されています）

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