图像传感器

摘要

提供了图像传感器。图像传感器可以包括多个单元像素以及在所述多个单元像素上的滤色器阵列。滤色器阵列可以包括滤色器单元，该滤色器单元包括布置为二乘二阵列的四个滤色器，并且所述四个滤色器可以包括两个黄色滤色器、青色滤色器、以及红色滤色器和绿色滤色器中的一个。

权利要求

1.一种图像传感器，包括：

多个单元像素；和

滤色器阵列，在所述多个单元像素上，

其中所述滤色器阵列包括滤色器单元，所述滤色器单元包括布置为二乘二阵列的四个滤色器，并且其中所述四个滤色器包括两个黄色滤色器、青色滤色器、以及红色滤色器和绿色滤色器中的一个。

2.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述滤色器单元的所述二乘二阵列的第一行包括所述青色滤色器以及所述两个黄色滤色器中的第一个，并且其中所述滤色器单元的所述二乘二阵列的第二行包括所述两个黄色滤色器中的第二个，所述两个黄色滤色器中的第二个在相对于行方向的对角线方向上相邻于所述两个黄色滤色器中的所述第一个。

3.如权利要求1所述的图像传感器，包括多个所述滤色器单元，所述多个滤色器单元包括多个黄色滤色器、多个青色滤色器和多个红色滤色器，并且其中所述多个滤色器单元的所述多个黄色滤色器、所述多个青色滤色器和所述多个红色滤色器布置为拜耳图案。

4.如权利要求1所述的图像传感器，还包括基板，所述基板包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，其中所述多个单元像素中的每个包括在所述基板中的光电转换区域，并且其中所述基板的所述第一表面面对所述滤色器阵列。

5.如权利要求4所述的图像传感器，其中所述基板具有第一导电类型，并且其中所述多个单元像素中的每个的所述光电转换区域具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型。

6.如权利要求4所述的图像传感器，其中所述多个单元像素中的每个还包括在所述基板的所述第二表面上的多个晶体管。

7.如权利要求4所述的图像传感器，还包括在所述基板中的器件隔离层，其中所述器件隔离层使所述多个单元像素彼此隔离。

8.如权利要求7所述的图像传感器，其中所述基板的所述第一表面和所述第二表面在竖直方向上彼此间隔开，并且其中所述器件隔离层邻近所述基板的所述第一表面在水平方向上具有第一宽度并邻近所述基板的所述第二表面在所述水平方向上具有第二宽度，并且所述第一宽度与所述第二宽度不同。

9.一种图像传感器，包括：

滤色器单元，包括布置为二乘二阵列的两个黄色滤色器、青色滤色器、以及红色滤色器，该二乘二阵列为：其中Y表示所述两个黄色滤色器中的一个，C表示所述青色滤色器，R表示所述红色滤色器。

10.如权利要求9所述的图像传感器，包括二维地布置的多个所述滤色器单元。

11.如权利要求9所述的图像传感器，包括多个所述滤色器单元，所述多个滤色器单元包括多个黄色滤色器、多个青色滤色器和多个红色滤色器，并且其中所述多个滤色器单元的所述多个黄色滤色器、所述多个青色滤色器和所述多个红色滤色器布置为拜耳图案。

12.如权利要求9所述的图像传感器，还包括布置为二乘二阵列的多个单元像素，其中所述多个单元像素中的每个与所述滤色器单元的所述黄色滤色器、所述青色滤色器和所述红色滤色器中的对应的一个是一对一关系，其中所述多个单元像素中的每个包括：

光电转换器件；

转移晶体管，配置为控制所述光电转换器件中产生的电荷的转移；以及浮置扩散区域，配置为接收所述电荷。

13.如权利要求12所述的图像传感器，还包括基板，其中所述光电转换器件包括在所述基板中的光电转换区域，其中所述基板具有第一导电类型，并且

其中所述光电转换区域具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型。

14.一种图像传感器，包括：

基板，包括多个光电转换器件；和

滤色器单元，在所述基板上，

其中所述滤色器单元包括四个滤色器，所述四个滤色器包括布置为二乘二阵列的两个第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，该二乘二阵列为：其中所述两个第一滤色器和所述第二滤色器中的每个是补色滤色器，并且其中所述第三滤色器是基色滤色器。

15.如权利要求14所述的图像传感器，其中所述第二滤色器的颜色和所述第三滤色器的颜色具有彼此互补的关系。

16.如权利要求14所述的图像传感器，其中所述两个第一滤色器的每个是黄色滤色器，所述第二滤色器是青色滤色器，并且所述第三滤色器是红色滤色器和绿色滤色器中的一个。

17.如权利要求14所述的图像传感器，包括多个所述滤色器单元，并且其中所述多个滤色器单元的所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器布置为拜耳图案。

18.如权利要求14所述的图像传感器，其中所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器中的每个与所述多个光电转换器件中的相应一个重叠。

19.如权利要求14所述的图像传感器，其中所述第一滤色器、所述第二滤色器和所述第三滤色器中的每个与所述多个光电转换器件中的一对重叠。

20.如权利要求14所述的图像传感器，其中所述多个光电转换器件的每个包括在所述基板中的光电转换区域，其中所述基板具有第一导电类型，并且

其中所述光电转换区域具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型。

说明书

图像传感器

技术领域

[0001] 本公开总地涉及一种图像传感器，更具体地，涉及互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。

背景技术

[0002] 图像传感器将光学图像转换成电信号。计算机和通信产业的最新进展已经导致对各种消费类电子装置中的高性能图像传感器的强的需求，各种消费类电子装置诸如为数码相机、摄像机、PCS(个人通信系统)、游戏装置、安全摄像机、医用微型相机等。

[0003] 图像传感器包括各种类型，包括电荷耦合器件(CCD)型和互补金属氧化物半导体(CMOS)型。CMOS图像传感器的操作可以不那么复杂，并且CMOS图像传感器的尺寸可以被最小化，因为信号处理电路能够被集成在单个芯片中。CMOS图像传感器可以消耗相对少量的电力，因此考虑到电池容量会是有益的。此外，由于CMOS图像传感器的制造工艺可以与CMOS工艺技术兼容，所以CMOS图像传感器可以以低的成本制造。

发明内容

[0004] 本发明构思的实施方式提供具有提高的光学特性的图像传感器。

[0005] 根据本发明构思的示例实施方式，图像传感器可以包括多个单元像素以及在所述多个单元像素上的滤色器阵列。滤色器阵列可以包括滤色器单元，该滤色器单元包括布置为二乘二阵列(in a two-by-two array)的四个滤色器，并且所述四个滤色器可以包括两个黄色滤色器、青色滤色器、以及红色滤色器和绿色滤色器中的一个。

[0006] 根据本发明构思的示例实施方式，图像传感器可以包括滤色器单元，该滤色器单元包括布置为二乘二阵列的两个黄色滤色器、青色滤色器和红色滤色器，该二乘二阵列为：

[0007]

[0008] Y表示所述两个黄色滤色器中的一个，C表示青色滤色器，R表示红色滤色器。

[0009] 根据本发明构思的示例实施方式，图像传感器可以包括包含多个光电转换器件的基板和在基板上的滤色器单元。滤色器单元可以包括四个滤色器，所述四个滤色器包括布置为二乘二阵列的两个第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，该二乘二阵列为：

[0010]

[0011] 所述两个第一滤色器和第二滤色器中的每个可以是补色滤色器(complementary color filter)，第三滤色器可以是基色滤色器。

附图说明

[0012] 图1示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的框图。

[0013] 图2示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的有源像素传感器阵列的电路图。

[0014] 图3示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的滤色器阵列的平面图。

[0015] 图4A和图4B示出根据本发明构思的示例实施方式的分别沿着图3的线I-I'和II-II'剖取的截面图。

[0016] 图5A是示出根据本发明构思的示例实施方式的基色滤色器阵列的透射率特性的曲线图。

[0017] 图5B是示出根据本发明构思的示例实施方式的补色滤色器阵列的透射率特性的曲线图。

[0018] 图6是示出根据本发明构思的示例实施方式的滤色器阵列的透射率特性的曲线图。

[0019] 图7示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的滤色器阵列的平面图。

[0020] 图8A、图8B、图9A、图9B、图10A和图10B示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的截面图。

具体实施方式

[0021] 如这里所用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任何和所有组合。将理解，在各附图的全部中，相同的附图标记表示相同的部件，除非另外地指定。

[0022] 将理解，“同时形成”是指在大致(而不必精确)相同时间在相同的制造步骤中形成。

[0023] 图1示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的框图。

[0024] 参照图1，图像传感器可以包括有源像素传感器阵列(APS)1、行解码器2、行驱动器3、列解码器4、时序发生器5、相关双采样器(CDS)6、模拟数字转换器(ADC)7和输入/输出(I/O)缓冲器8。

[0025] 有源像素传感器阵列1可以包括二维布置的多个单元像素，每个单元像素配置为将光学信号转换成电信号。有源像素传感器阵列1可以由多个驱动信号驱动，该多个驱动信号诸如为例如行驱动器3产生和/或提供的像素选择信号、复位信号和/或电荷转移信号。相关双采样器6可以提供有所转换的电信号。

[0026] 行驱动器3可以根据从行解码器2获得的解码结果而向有源像素传感器阵列1提供用于驱动单元像素的驱动信号。当单元像素布置成矩阵形状时，驱动信号可以被供应到各行。

[0027] 时序发生器5可以向行解码器2和列解码器4提供时序和控制信号。

[0028] 相关双采样器6可以接收有源像素传感器阵列1中产生的电信号，并可以保持和/或采样所接收的电信号。相关双采样器6可以执行双采样操作以采样电信号的特定噪声电平和信号电平，然后可以输出与噪声电平和信号电平之间的差异相对应的差异电平。

[0029] 模拟数字转换器(ADC)7可以将对应于从相关双采样器6输出的差异电平的模拟信号转换成数字信号，然后可以输出所转换的数字信号。

[0030] 输入/输出缓冲器8可以锁存该数字信号，然后可以响应于从列解码器4获得的解码结果将锁存的数字信号依次输出到图像信号处理单元(未示出)。

[0031] 图2示出电路图，其示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的有源像素传感器阵列。

[0032] 参照图1和图2，传感器阵列1可以包括多个单元像素PX，该多个单元像素PX可以布置为矩阵形状。每个单元像素PX可以包括转移晶体管TX和逻辑晶体管。逻辑晶体管可以包括复位晶体管RX、选择晶体管SX和驱动晶体管DX。转移晶体管TX可以包括转移栅极TG。每个单元像素PX还可以包括光电转换器件PD和浮置扩散区域FD。

[0033] 光电转换器件PD可以与外部入射光的量成比例地产生并累积光电荷。光电转换器件PD可以包括例如光电二极管、光电晶体管、光电门、被钉扎的光电二极管、或其组合。转移晶体管TX可以将光电转换器件PD中产生的电荷转移到浮置扩散区域FD中。浮置扩散区域FD可以累积地保存从光电转换器件PD产生和转移的电荷。驱动晶体管DX可以由浮置扩散区域FD中累积的光电荷的量控制。

[0034] 复位晶体管RX可以周期性地复位浮置扩散区域FD中累积的电荷。复位晶体管RX可以具有连接到浮置扩散区域FD的漏电极和连接到电源电压VDD的源电极。当复位晶体管RX导通时，浮置扩散区域FD可以被供应有连接到复位晶体管RX的源电极的电源电压VDD。因此，当复位晶体管RX导通时，浮置扩散区域FD中累积的电荷可以耗尽，因此浮置扩散区域FD可以被复位。复位晶体管RX可以包括复位栅极RG。

[0035] 驱动晶体管DX可以用作源极跟随缓冲放大器。驱动晶体管DX可以放大浮置扩散区域FD的电位的变化(例如，改变)，并将放大的电位变化输出到输出线VOUT。

[0036] 选择晶体管SX可以选择将被读出的每行单元像素PX。当选择晶体管SX导通时，电源电压VDD可以被施加到驱动晶体管DX的漏电极。选择晶体管SX可以包括选择栅极SG。

[0037] 图3示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的滤色器阵列的平面图。

[0038] 参照图3，有源像素传感器阵列1可以包括滤色器单元FU(即滤色器的组)。滤色器单元FU可以在第一方向D1(例如列方向)和第二方向D2(例如行方向)两者上被二维地布置。在某些实施方式中，第一方向D1和第二方向D2的每个可以是水平方向，并且第一方向D1可以垂直于第二方向D2。每个滤色器单元FU可以包括四个滤色器303，该四个滤色器303布置成二乘二(2×2)阵列(即具有两行和两列的阵列)。在某些实施方式中，单一滤色器单元FU的该四个滤色器303可以布置为形成二乘二(2×2)阵列，如图3所示。在某些实施方式中，每个滤色器单元FU可以包括四个滤色器303。在某些实施方式中，每个滤色器单元FU可以由四个滤色器303组成(即可以仅包括四个滤色器303)，如图3所示。滤色器单元FU的滤色器303可以设置为对应于多个单元像素。

[0039] 每个滤色器单元FU可以包括第一滤色器303a、第二滤色器303b和第三滤色器303c。第一滤色器303a和第二滤色器303b可以是补色滤色器，第三滤色器303c可以是基色滤色器。例如，第一滤色器303a可以是黄色滤色器，第二滤色器303b可以是青色滤色器，第三滤色器303c可以是红色滤色器。每个滤色器单元FU可以包括布置为下面的二乘二(2×2)阵列的两个黄色滤色器Y、青色滤色器C和红色滤色器R。在某些实施方式中，所述两个黄色滤色器Y可以在相对于第一方向D1或第二方向D2的对角线方向(即第三方向D3)上彼此相邻，如图3所示。

[0040]

[0041] 第一滤色器303a可以配置为允许黄色可见光通过，并且具有第一滤色器303a的单元像素可以产生对应于黄色可见光的光电荷。第二滤色器303b可以配置为允许青色可见光通过，并且具有第二滤色器303b的单元像素可以产生对应于青色可见光的光电荷。第三滤色器303c可以配置为允许红色可见光通过，并且具有第三滤色器303c的单元像素可以产生对应于红色可见光的光电荷。

[0042] 在某些实施方式中，第一滤色器303a、第二滤色器303b和第三滤色器303c中的每个与光电转换区域110中的单一对应的一个重叠，如图4A和图4B所示。换言之，在某些实施方式中，第一滤色器303a、第二滤色器303b和第三滤色器303c与光电转换区域110是一对一关系，如图4A和图4B所示。

[0043] 单个滤色器单元FU可以提供有两个第一滤色器303a。例如，第一至第三滤色器303a、303b和303c可以布置为拜耳图案(Bayer pattern)，其中第一滤色器303a的数量是第二滤色器303b的数量或第三滤色器303c的数量的两倍。

[0044] 在有源像素传感器阵列1中，第一滤色器303a可以布置在第三方向D3上。第三方向D3可以与第一方向D1和第二方向D2两者相交。例如，第一滤色器303a可以在第一方向D1上或在第二方向D2上都不彼此相邻。在有源像素传感器阵列1中，第二滤色器303b和第三滤色器303c可以沿着第三方向D3交替地布置。第二滤色器303b和第三滤色器303c的每个可以设置在相邻的第一滤色器303a之间。

[0045] 在某些实施方式中，单个滤色器单元FU的两个第一滤色器303a可以沿着第三方向D3布置，如图3所示。第三方向D3可以是水平方向，并可以与第一方向D1和第二方向D2形成一角度。

[0046] 图4A和图4B示出根据本发明构思的示例实施方式的分别沿着图3的线I-I'和II-II'剖取的截面图。

[0047] 参照图3、图4A和图4B，根据本发明构思的某些实施方式的图像传感器可以包括光电转换层10、布线层20和光学透射层30。光电转换层10可以插设在布线层20和光学透射层30之间。光电转换层10可以包括基板100(例如半导体基板)和提供在基板100中的光电转换区域110。光电转换区域110可以将外部入射光转换成电信号。光电转换区域110可以响应于入射光产生电信号。将理解，基板100可以包括半导体材料。因此，基板100在这里被称为半导体基板100。然而，应注意，基板100可以包括非半导体材料。

[0048] 半导体基板100可以具有彼此相反的第一表面100a(例如前表面)和第二表面100b(例如后侧表面)。布线层20可以设置在半导体基板100的第一表面100a上，光学透射层30可以设置在半导体基板100的第二表面100b上。在某些实施方式中，半导体基板100的第一表面100a可以面对布线层20，并且半导体基板100的第二表面100b可以面对光学透射层30。

[0049] 布线层20可以包括转移晶体管TX、逻辑晶体管(RX、SX和DX)、以及第一布线212和第二布线213。转移晶体管TX可以电连接到光电转换区域110。第一布线212和第二布线213可以通过通路VI连接到转移晶体管TX以及逻辑晶体管(RX、SX和DX)。在某些实施方式中，单个通路VI可以延伸穿过第一层间电介质层221。布线层20可以对光电转换区域110中转换的电信号进行信号处理。第一布线212和第二布线213可以分别设置在半导体基板100的第一表面100a上堆叠的第二层间电介质层222和第三层间电介质层223中。在某些实施方式中，第一布线212和第二布线213可以被布置而与光电转换区域110的布置无关。例如，第一布线212和第二布线213可以跨过光电转换区域110。

[0050] 光学透射层30可以包括微透镜307以及第一至第三滤色器303a、303b和303c。光学透射层30可以聚焦和/或过滤外部入射光，并且光电转换层10可以被提供有被聚焦且过滤过的光。

[0051] 半导体基板100可以是例如形成在块体硅基板上的外延层，该块体硅基板具有与外延层的导电类型相同的第一导电类型(例如p型)。块体硅基板可以在制造图像传感器的过程中从半导体基板100去除，因此半导体基板100可以仅包括第一导电类型的外延层。在某些实施方式中，半导体基板100可以是包括第一导电类型的阱的块体半导体基板。在某些实施方式中，半导体基板100可以包括第二导电类型(例如n型)的外延层、第二导电类型的块体硅基板、绝缘体上硅(SOI)基板、或各种基板。

[0052] 半导体基板100可以包括由第一器件隔离层101限定的多个单元像素PX。单元像素PX可以在彼此相交的第一方向D1和第二方向D2两者上被二维地布置。例如，单元像素PX可以沿着第一方向D1和第二方向D2布置成矩阵形状。当在平面图中看时，在某些实施方式中，第一器件隔离层101可以完全围绕每个单元像素PX。第一器件隔离层101可以减少或可能防止从入射到每个单元像素PX的光产生的光电荷随机漂移到相邻的单元像素PX中。第一器件隔离层101可以因此禁止或抑制单元像素PX之间的串扰现象。在某些实施方式中，第一器件隔离层101可以将所述多个单元像素PX彼此分隔开。例如，第一器件隔离层101可以将所述多个单元像素PX彼此分隔开和/或隔离(例如电隔离或物理隔离)。

[0053] 第一器件隔离层101可以包括其折射率比半导体基板100(例如硅)的折射率小的绝缘材料。第一器件隔离层101可以包括一个或多个绝缘层。例如，第一器件隔离层101可以包括硅氧化物层、硅氮氧化物层或硅氮化物层。

[0054] 当在截面图中看时，第一器件隔离层101可以从半导体基板100的第一表面100a朝向第二表面100b延伸。第一器件隔离层101可以穿过半导体基板100，同时沿着第四方向D4延伸。例如，第一器件隔离层101可以具有与半导体基板100的竖直厚度基本上相同的深度。在某些实施方式中，第一器件隔离层101可以完全地延伸穿过半导体基板100，如图4A和图
4B所示。在某些实施方式中，如图4A和图4B所示，第一器件隔离层101可以包括在竖直方向(即第四方向D4)上彼此间隔开的相反两侧，第一器件隔离层101的相反两侧可以分别与半导体基板100的第一表面100a和第二表面100b共平面。

[0055] 第一器件隔离层101可以具有从半导体基板100的第一表面100a到第二表面100b减小(例如逐渐减小)的宽度。例如，第一器件隔离层101可以邻近第一表面100a在第二方向D2上具有第一宽度W1并邻近第二表面100b在第二方向D2上具有第二宽度W2，并且第一宽度W1可以大于第二宽度W2。

[0056] 在某些实施方式中，布线层20、光电转换层10和光学透射层30可以顺序地堆叠在第四方向D4上，如图4A所示。第四方向D4可以是竖直方向，并可以垂直于第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3。

[0057] 光电转换区域110可以设置在对应的单元像素PX中。光电转换区域110可以用具有第二导电类型(例如n型)的杂质掺杂，该第二导电类型与半导体基板100的导电类型相反。例如，光电转换区域110可以相邻于半导体基板100的第二表面100b并与半导体基板100的第一表面100a竖直地间隔开。每个光电转换区域110可以包括相邻于第一表面100a的第一区域和相邻于第二表面100b的第二区域，并且光电转换区域110的第一区域和第二区域可以具有不同的杂质浓度。每个光电转换区域110可以因此具有在第一表面100a和第二表面
100b之间的电位斜坡(potential slope)。

[0058] 半导体基板100和光电转换区域110可以构成例如光电二极管。在每个单元像素PX中，光电二极管可以由第一导电类型的半导体基板100和第二导电类型的光电转换区域110之间的p-n结构成。构成光电二极管的光电转换区域110的每个可以与入射光的量成比例地产生和/或累积光电荷。

[0059] 半导体基板100可以在其中提供有第二器件隔离层103，第二器件隔离层103与第一表面100a相邻并限定有源图案(即有源区域)。每个单元像素PX可以包括有源图案。例如，有源图案可以包括下面讨论的浮置扩散区域FD和杂质区域DR。

[0060] 第二器件隔离层103可以具有从半导体基板100的第一表面100a朝向第二表面100b减小(例如逐渐减小)的宽度。第二器件隔离层103可以在第四方向D4上具有比第一器件隔离层101在第四方向D4上的深度小的深度。在某些实施方式中，第二器件隔离层103可以在第四方向D4上具有比第一器件隔离层101在第四方向D4上的厚度小的厚度。第一器件隔离层101可以与第二器件隔离层103的一部分竖直地重叠。第二器件隔离层103可以包括硅氧化物层、硅氮氧化物层和/或硅氮化物层。例如，第一器件隔离层101和第二器件隔离层
103可以彼此一体地连接。

[0061] 每个单元像素PX可以提供有转移晶体管(例如图2的TX)。转移晶体管可以包括转移栅极TG和浮置扩散区域FD。转移栅极TG可以包括插入到半导体基板100中的下段，并且还可以包括连接到下段且突出在半导体基板100的第一表面100a之上的上段。在某些实施方式中，如图4A所示，转移栅极TG可以包括在半导体基板100中的部分和从半导体基板100突出的部分。栅极电介质层GI可以插设在转移栅极TG和半导体基板100之间。浮置扩散区域FD可以具有与半导体基板100的导电类型相反的第二导电类型(例如n型)。

[0062] 每个单元像素PX可以提供有驱动晶体管(例如图2的DX)、选择晶体管(例如图2的SX)和复位晶体管(例如图2的RX)。驱动晶体管可以包括驱动栅极，选择晶体管可以包括选择栅极，复位晶体管可以包括复位栅极。杂质区域DR可以提供在有源图案的上部上且在驱动栅极、选择栅极和复位栅极中的每个的相反两侧上。例如，杂质区域DR可以具有与半导体基板100的导电类型相反的第二导电类型(例如n型)。

[0063] 半导体基板100的第二表面100b可以在其上提供有微透镜307以及第一至第三滤色器303a、303b和303c。第一至第三滤色器303a、303b和303c的每个可以设置在单元像素PX中的对应一个上。每个微透镜307可以设置在第一至第三滤色器303a、303b和303c中的对应一个上。第一平坦化层301可以设置在半导体基板100的第二表面100b与第一至第三滤色器303a、303b和303c之间，第二平坦化层305可以设置在微透镜307与第一至第三滤色器303a、
303b和303c之间。

[0064] 第一滤色器303a和第二滤色器303b可以是补色滤色器，第三滤色器303c可以是基色滤色器。例如，第一滤色器303a可以是黄色滤色器，第二滤色器303b可以是青色滤色器，第三滤色器303c可以是红色滤色器。

[0065] 每个微透镜307可以具有凸起形状以聚焦入射到单元像素PX上的光。微透镜307可以与对应的光电转换区域110竖直地重叠。在某些实施方式中，单个微透镜307可以与单个光电转换区域110重叠。

[0066] 图5A是示出基色滤色器阵列的透射率特性的曲线图。参照图5A，基色滤色器阵列可以包括红色滤色器RCF、绿色滤色器GCF和蓝色滤色器BCF。蓝色滤色器BCF可以对于波长为约450nm的蓝光是透明的。绿色滤色器GCF可以对于波长为约530nm的绿光是透明的。红色滤色器RCF可以对于波长为约600nm的红光是透明的。基色滤色器阵列可以对于红色、绿色和蓝色的三基色的光是透明的，从而实现相对优良的清晰度。相反，基色滤色器阵列会降低像素灵敏度。

[0067] 图5B是示出补色滤色器阵列的透射率特性的曲线图。参照图5B，补色滤色器阵列可以包括青色滤色器CCF、洋红色滤色器MCF和黄色滤色器YCF。青色、洋红色和黄色可以分别与红色、绿色和蓝色(即三基色)具有互补关系。青色滤色器CCF可以对于波长落入从约400nm至约550nm的范围内的青色光是透明的。黄色滤色器YCF可以对于波长落入从约500nm至约650nm的范围内的黄色光是透明的。洋红色滤色器MCF可以对于波长落入从约450nm至约600nm的范围内的洋红色光是透明的。洋红色滤色器MCF可以对于波长为约530nm的绿光是不透明的。

[0068] 图5B的补色滤色器可以透射波长范围比穿过图5A的基色滤色器阵列的光的波长范围宽的光。补色滤色器阵列可以因此具有比基色滤色器阵列的像素灵敏度高的像素灵敏度。相反，补色滤色器阵列会具有比基色滤色器阵列的清晰度低的清晰度。

[0069] 图6是示出根据本发明构思的示例实施方式的滤色器阵列的透射率特性的曲线图。参照图6，根据本发明构思的示例实施方式的滤色器阵列可以包括两个补色滤色器(例如青色和黄色)和一个基色滤色器(例如红色)。本发明构思的滤色器阵列可以透射波长范围比穿过图5A的基色滤色器阵列的光的波长范围宽的光。根据本发明构思的示例实施方式的滤色器阵列可以因此具有比基色滤色器阵列的像素灵敏度高的像素灵敏度。与图5B的补色滤色器阵列相比，本发明构思的滤色器阵列可以准确地透射红光。因此，本发明构思的滤色器阵列可以具有比补色滤色器阵列的清晰度大的清晰度。

[0070] 图7示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的滤色器阵列的平面图。可以省略以上参照图3讨论的那些重复的技术特征的详细描述，并将详细讨论差异。参照图
7，每个滤色器单元FU可以包括两个第一滤色器303a、第二滤色器303b和第三滤色器303c。
第三滤色器303c可以是绿色滤色器。

[0071] 图8A、图8B、图9A、图9B、图10A和图10B示出根据本发明构思的示例实施方式的图像传感器的截面图。图8A、图9A和图10A示出沿着图3的线I-I'剖取的截面图，图8B、图9B和图10B示出沿着图3的线II-II'剖取的截面图。可以省略以上参照图3、图4A和图4B讨论的那些重复的技术特征的详细描述，并将详细讨论差异。

[0072] 参照图3、图8A和图8B，第一器件隔离层101可以具有从第一表面100a朝向第二表面100b逐渐增大的宽度。第一器件隔离层101可以邻近第一表面100a具有第一宽度W1并邻近第二表面100b具有第二宽度W2，并且第二宽度W2可以大于第一宽度W1。

[0073] 参照图3、图9A和图9B，第一器件隔离层101可以具有不变的宽度，而与第一器件隔离层101的深度无关。在某些实施方式中，第一器件隔离层101可以沿着竖直方向(例如第四方向D4)在水平方向(例如第二方向D2)上具有均匀的宽度，如图9A所示。第一器件隔离层101可以邻近第一表面100a具有第一宽度W1并邻近第二表面100b具有第二宽度W2，并且第一宽度W1和第二宽度W2可以基本上彼此相同。例如，第一宽度W1和第二宽度W2之间的差异可以小于第一宽度W1和第二宽度W2的3％、5％、10％或15％。

[0074] 参照图3、图10A和图10B，光电转换层10可以包括半导体基板100以及提供在半导体基板100中的第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b。第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b可以将外部入射光转换成电信号。成对的第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b可以提供在每个单元像素PX中。第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b的每个可以用具有第二导电类型(例如n型)的杂质掺杂，该第二导电类型与半导体基板100的导电类型相反。

[0075] 第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b的每个可以包括相邻于第一表面100a的第一区域以及相邻于第二表面100b的第二区域，并且第一区域和第二区域具有不同的杂质浓度。于是，第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b的每个可以具有在半导体基板100的第一表面100a和第二表面100b之间的电位斜坡。

[0076] 半导体基板100以及第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b可以构成一对光电二极管。在每个单元像素PX中，该对光电二极管可以由第一导电类型的半导体基板100和第二导电类型的第一光电转换区域110a之间以及在第一导电类型的半导体基板100和第二导电类型的第二光电转换区域110b之间的p-n结构成。

[0077] 在每个单元像素PX中，相位上的差异(例如相位偏移或相位差)可以提供在从第一光电转换区域110a输出的电信号和从第二光电转换区域110b输出的电信号之间。在图10A和图10B所示的图像传感器中，可以通过比较从成对的第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b输出的电信号之间的相位差来执行聚集上的校正。

[0078] 在每个单元像素PX中，第三器件隔离层105可以设置在第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b之间。当在平面图中看时，第三器件隔离层105可以包括在第一方向D1上延伸并同时跨过一个单元像素PX的第一部分P1以及在第二方向D2上延伸并同时跨过所述一个单元像素PX的第二部分P2。例如，第三器件隔离层105可以在平面图中具有十字形状。第三器件隔离层105的第一部分P1可以设置在第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b之间。第三器件隔离层105的第二部分P2可以跨过第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b。第三器件隔离层105可以从半导体基板100的第二表面100b朝向第一表面100a延伸。第三器件隔离层105可以与半导体基板100的第一表面100a间隔开。在某些实施方式中，第三器件隔离层105可以不延伸穿过半导体基板100，并因此可以与半导体基板100的第一表面100a竖直地间隔开，如图10A和图10B所示。

[0079] 在某些实施方式中，第一器件隔离层101和第三器件隔离层105可以在相同的时间(例如，同时地)形成。在某些实施方式中，第三器件隔离层105可以包括与第一器件隔离层101的绝缘材料相同的绝缘材料。第三器件隔离层105可以一体地连接到第一器件隔离层
101。在某些实施方式中，第三器件隔离层105和第一器件隔离层101可以具有一体的结构，并且第三器件隔离层105和第一器件隔离层101之间的界面可以是不可见的。

[0080] 第三器件隔离层105可以减小或可能防止每个单元像素PX中的第一光电转换区域110a和第二光电转换区域110b之间的串扰。因此，每个单元像素PX可以配置为检测(例如准确地检测)电信号的相位差。结果，根据本发明构思的某些实施方式的图像传感器可以具有提高的自动聚焦功能。

[0081] 根据本发明构思，图像传感器可以具有比包括红色、绿色和蓝色(例如由红色、绿色和蓝色组成)的基色滤色器阵列的像素灵敏度优良的像素灵敏度。此外，图像传感器可以具有比包括青色、洋红色和黄色(例如由青色、洋红色和黄色组成)的补色滤色器阵列的清晰度(例如图像清晰度)优良的清晰度(例如图像清晰度)。

[0082] 尽管已经参照附图讨论了本发明构思的示例实施方式，但是将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种变化，而没有脱离本发明构思的精神和范围。因此，将理解，以上描述的实施方式仅是说明性的，而不是限制性的，并且权利要求书旨在覆盖落入本发明构思的实际精神和范围内的所有这样的修改、增强和其它的实施方式。因此，至法律允许的最大程度，所述范围将由权利要求书及其等同物的最宽可允许解释来确定，而不应受以上详细描述的限制或限定。

[0083] 本申请要求于2018年1月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0002920号的优先权，其公开内容通过引用整体地结合于此。