KR102558301B1 - 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 갖는 이미지 센싱 디바이스 - Google Patents
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Abstract
이미지 센싱 디바이스가 설명된다. 상기 이미지 센싱 디바이스는 유기 이미지 센싱 픽셀들을 가진 유기 픽셀 어레이; 및 무기 이미지 센싱 픽셀들을 가진 무기 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 상기 유기 픽셀 어레이 및 상기 무기 픽셀 어레이는 동일한 기판 상에 집적될 수 있다.
Description
본 발명은 이미지의 품질을 향상시킬 수 있는 이미지 센싱 디바이스 및 카메라 시스템에 관한 것이다.
최근 정보 통신 산업 발달과 전자 기기의 디지털 화에 따라 디지털 카메라, 캠코더, 휴대폰, PCS(personal communication system), 게임기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서들이 사용되고 있다. 상기 이미지 센서는 유기 광전 변환부를 가진 유기 이미지 센서 및 P-N 접합을 이용한 무기 광전 변환부를 가진 무기 (CMOS) 이미지 센서가 있다. 상기 유기 이미지 센서는 광 감도가 우수하지만 동작 속도가 늦고 색 감도가 낮으며, 및 상기 무기 (CMOS) 이미지 센서는 광 감도가 낮고 노이즈에 취약하다는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 동일한 기판 상에 집적된 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 갖는 이미지 센싱 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 동일한 기판 상에 집적된 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 가진 이미지 센싱 디바이스를 포함하는 카메라 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스는 유기 이미지 센싱 픽셀들을 가진 유기 픽셀 어레이; 및 무기 이미지 센싱 픽셀들을 가진 무기 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 상기 유기 픽셀 어레이 및 상기 무기 픽셀 어레이는 동일한 기판 상에 집적될 수 있다.
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들은 상기 기판 상에 형성된 하부 전극들; 상기 하부 전극들 상의 유기 포토 센싱 층; 상기 유기 포토 센싱 층 상의 공통 상부 전극; 및 상기 공통 상부 전극 상의 제1 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들은 상기 기판 내에 형성된 무기 포토 센싱 영역들; 상기 기판 상에 형성된 그리드 패턴들; 상기 그리드 패턴들 사이의 상기 기판 상에 형성된 컬러 필터들; 및 상기 컬러 필터들 상의 제2 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제1 마이크로 렌즈의 직경은 상기 제2 마이크로 렌즈의 직경의 두 배일 수 있다.
상기 하부 전극들과 상기 그리드 패턴들은 동일한 레벨에 형성되어 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 공통 유기 포토 센싱 층과 상기 컬러 필터들이 동일한 레벨에 형성될 수 있다.
상기 무기 이미지 센싱 픽셀들은 각각, 매트릭스 형태로 배열된 제1 내지 제4 서브 픽셀들을 가질 수 있다. 상면도에서 상기 제1 내지 제4의 서브 픽셀들을 가진 하나의 상기 무기 이미지 센싱 픽셀과 상기 하나의 유기 이미지 센싱 픽셀은 동일한 크기를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제4 서브 픽셀들은 그린 컬러 필터를 가질 수 있고, 상기 제2 서브 픽셀은 블루 컬러 필터를 가질 수 있고, 및 상기 제3 서브 픽셀은 레드 컬러 필터를 가질 수 있다. 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들은 화이트 필터를 가질 수 있다.
네 개의 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들이 하나의 유기 이미지 센싱 픽셀 그룹을 구성할 수 있다. 네 개의 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들이 하나의 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹을 구성할 수 있다. 상기 하나의 무기 이미지 센싱 픽셀은 제1 내지 제4 서브 픽셀들을 포함할 수 있다.
상면도에서 상기 하나의 유기 이미지 센싱 픽셀 그룹과 상기 하나의 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹의 크기는 동일할 수 있다.
상기 네 개의 유기 이미지 센싱 픽셀들은 그린 컬러 필터를 갖는 제1 유기 이미지 센싱 픽셀, 블루 컬러 필터를 갖는 제2 유기 이미지 센싱 픽셀, 레드 컬러 필터를 갖는 제3 유기 이미지 센싱 픽셀, 및 그린 컬러 필터를 갖는 제4 유기 이미지 센싱 픽셀을 포함할 수 있다.
상기 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹은 그린 컬러 필터를 갖는 상기 네 개의 서브 픽셀들을 가진 제1 무기 이미지 센싱 픽셀; 블루 컬러 필터를 갖는 상기 네 개의 서브 픽셀들을 가진 제2 무기 이미지 센싱 픽셀; 레드 컬러 필터를 갖는 상기 네 개의 서브 픽셀들을 가진 제3 무기 이미지 센싱 픽셀; 및 그린 컬러 필터를 갖는 상기 네 개의 서브 픽셀들을 가진 제4 무기 이미지 센싱 픽셀을 포함할 수 있다.
상기 제1 무기 이미지 센싱 픽셀들의 상기 네 개의 서브 픽셀들은 제1 스토리지 영역을 공유할 수 있다. 상기 제2 무기 이미지 센싱 픽셀들의 상기 네 개의 서브 픽셀들은 제2 스토리지 영역을 공유할 수 있다. 상기 제3 무기 이미지 센싱 픽셀들의 상기 네 개의 서브 픽셀들은 제3 스토리지 영역을 공유할 수 있다. 상기 제4 무기 이미지 센싱 픽셀들의 상기 네 개의 서브 픽셀들은 제4 스토리지 영역을 공유할 수 있다.
상기 이미지 센싱 디바이스는 상기 유기 픽셀 어레이와 상기 무기 픽셀 어레이 사이의 TSV 어레이를 더 포함할 수 있다.
상기 TSV 어레이는 상기 유기 픽셀 어레이와 가깝게 배치되어 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들과 전기적으로 연결된 제1 TSV 구조들 및 상기 무기 픽셀 어레이와 가깝게 배치되어 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들과 전기적으로 연결된 제2 TSV 구조들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스는 상부 기판 및 상기 상부 기판의 하면 상의 상부 절연층을 포함하는 상부 디바이스; 하부 기판 및 상기 하부 기판의 상면 상의 하부 절연층을 포함하는 하부 디바이스; 및 상기 상부 절연층의 하면과 상기 하부 절연층의 상면 사이의 중간층을 포함할 수 있다. 상기 상부 디바이스는 유기 이미지 센싱 픽셀들을 포함하는 유기 픽셀 어레이 및 무기 이미지 센싱 픽셀들을 포함하는 무기 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 상기 하부 디바이스는 상기 유기 픽셀 어레이 및 상기 무기 픽셀 어레이에 의해 공유되는 공통 로직 회로를 포함할 수 있다.
상기 유기 이미지 센싱 픽셀은 상기 상부 기판의 상면 상의 하부 전극들; 상기 하부 전극들 상의 공통 유기 포토 센싱 층; 및 상기 공통 유기 포토 센싱 층 상의 공통 상부 전극을 포함할 수 있다. 상기 무기 이미지 센싱 픽셀은 상기 상부 기판의 내부에 형성된 무기 포토 센싱 영역들; 상기 상부 기판의 상면 상의 그리드 패턴들; 및 상기 그리드 패턴들 사이의 상기 상부 기판의 상면 상의 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 상기 하부 전극들과 상기 그리드 패턴들이 동일한 레벨에 형성될 수 있다. 상기 공통 유기 포토 센싱 층과 상기 컬러 필터들이 동일한 레벨에 형성될 수 있다.
상기 유기 이미지 센싱 픽셀은 상기 상부 절연층 내에 형성된 제1 커넥터들; 상기 상부 기판의 상기 하면과 인접하도록 상기 상부 기판 내에 형성된 제1 스토리지 영역들; 상기 상부 기판을 관통하고 상기 상부 절연층으로 연장하여 상기 하부 전극들과 상기 제1 커넥터들을 각각, 전기적으로 연결하는 픽셀 비아 플러그들; 및 상기 제1 커넥터들과 상기 제1 스토리지 영역들을 각각 전기적으로 연결하는 제1 스토리지 비아 플러그들을 더 포함할 수 있다. 상기 무기 이미지 센싱 픽셀은 상기 상부 기판의 상기 하면과 인접하도록 상기 상부 기판 내에 형성된 제2 스토리지 영역들; 상기 상부 절연층 내에 형성된 제2 커넥터들; 상기 제2 커넥터들과 상기 제2 스토리지 영역들을 각각 연결하는 제2 스토리지 비아 플러그들; 및 상기 무기 포토 센싱 영역들로부터 상기 제2 스토리지 영역들로 전하들을 전달하기 위한 트랜스퍼 게이트들을 포함할 수 있다.
상기 상부 디바이스는 상기 유기 픽셀 어레이와 상기 무기 픽셀 어레이 사이의 TSV 어레이를 더 포함할 수 있다.
상기 TSV 어레이는 상기 상부 기판을 관통하여 상기 상부 절연층으로 연장하는 제1 및 제2 TSV 구조들을 포함할 수 있다.
상기 제1 TSV 구조는 상기 유기 픽셀 어레이와 가깝게 배치될 수 있고, 및 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 TSV 구조는 상기 무기 픽셀 어레이와 가깝게 배치될 수 있고, 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 TSV 구조는 상기 상부 기판의 상의 제1 상부 패드, 상기 상부 기판을 관통하고 상기 상부 절연층으로 연장하는 제1 상부 TSV; 및 상기 상부 기판과 상기 제1 상부 TSV를 전기적으로 절연시키는 제1 아이솔레이션 댐을 포함할 수 있다. 상기 제2 TSV 구조는 상기 상부 기판의 상의 제2 상부 패드, 상기 상부 기판을 관통하고 상기 상부 절연층으로 연장하는 제2 상부 TSV; 및 상기 상부 기판과 상기 제2 상부 TSV를 전기적으로 절연시키는 제2 아이솔레이션 댐을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 아이솔레이션 댐들은 각각 상기 상부 기판을 관통하는 트렌치들 및 상기 트렌치를 채우는 절연물을 포함할 수 있다.
상기 공통 로직 회로는 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들에 의해 공유되는 이미지 신호 처리 회로 및 저장 회로 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들은 제1 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들은 제2 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제1 마이크로 렌즈들의 직경은 상기 제2 마이크로 렌즈들의 직경보다 두 배일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스는 동일한 기판(board) 상에 적층된 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 포함할 수 있다.
상기 유기 픽셀 어레이는 다수의 유기 이미지 센싱 픽셀들 및 제1 로직 회로를 포함할 수 있다. 상기 무기 픽셀 어레이는 다수의 무기 이미지 센싱 픽셀들 및 제2 로직 회로를 포함할 수 있다.
상기 제1 로직 회로는 메모리 엘리먼트를 포함할 수 있다.
상기 제2 로직 회로는 이미지 신호 처리 회로를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 로직 회로는 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들로부터 제공되는 제1 이미지 신호 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들로부터 제공되는 제2 이미지 신호를 공통적으로 처리하도록 상기 제1 및 제2 로직 회로들과 모두 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 이미지 센싱 디바이스는 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들로부터 제1 이미지 정보를 상기 제1 로직 회로로 제공하는 제1 TSV, 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들로부터 제2 이미지 정보를 상기 제1 로직 회로로 제공하는 제2 TSV를 더 포함할 수 있다.
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들은 상기 기판 상에 형성된 하부 전극들, 상기 하부 전극들 상의 유기 포토 센싱 층, 상기 유기 포토 센싱 층 상의 공통 상부 전극, 및 상기 공통 상부 전극 상의 제1 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들은 상기 기판 내에 형성된 무기 포토 센싱 영역들, 상기 기판 상에 형성된 그리드 패턴들, 상기 그리드 패턴들 사이의 상기 기판 상에 형성된 컬러 필터들 및 상기 컬러 필터들 상의 제2 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있다.
상기 하부 전극들과 상기 그리드 패턴들은 동일한 레벨에 형성되어 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 공통 유기 포토 센싱 층과 상기 컬러 필터들이 동일한 레벨에 형성될 수 있다.
상기 제1 마이크로 렌즈의 직경은 상기 제2 마이크로 렌즈의 직경의 두 배일 수 있다.
상기 유기 포토 센싱 층은 화이트 필터를 포함할 수 있다.
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들이 동일한 상부 기판 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 로직 회로 및 상기 제2 로직 회로가 동일한 하부 기판 상에 배치될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 이미지 센싱 디바이스는 유기 이미지 센싱 픽셀들 및 무기 이미지 센싱 픽셀들을 포함하므로 우수한 광 감도 및 우수한 색 감도를 모두 가진 이미지를 표현할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 이미지 센싱 디바이스는 동일한 기판 상에 집적된 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 포함하므로 높은 해상도 및 소형화될 수 있다.
기타 언급되지 않은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 효과들은 본문 내에서 언급될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스를 개념적으로 보이는 상면도이다.
도 2는 도 1의 상기 이미지 센싱 디바이스를 I-I'선을 따라 절단하여 취해진 종단면도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스의 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 보이는 레이아웃 도면들이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스의 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 보이는 레이아웃 도면들이다.
도 5a 및 5b, 및 6a 및 6b는 본 발명의 실시예들에 의한 카메라 시스템들을 개념적으로 도시한 도면들이다.
도 2는 도 1의 상기 이미지 센싱 디바이스를 I-I'선을 따라 절단하여 취해진 종단면도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스의 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 보이는 레이아웃 도면들이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스의 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 보이는 레이아웃 도면들이다.
도 5a 및 5b, 및 6a 및 6b는 본 발명의 실시예들에 의한 카메라 시스템들을 개념적으로 도시한 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스(100)를 개념적으로 보이는 상면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스(100)은 유기 픽셀 어레이(200), 무기 픽셀 어레이(300), 및 상기 유기 픽셀 어레이(200)와 상기 무기 픽셀 어레이(300) 사이의 TSV (Through Silicon Vias) 어레이(400)를 포함할 수 있다. 상기 유기 픽셀 어레이(200), 상기 무기 픽셀 어레이(300), 및 상기 TSV 어레이(400)는 동일한 기판(10) 상에 구현, 집적될 수 있다. 상기 유기 픽셀 어레이(200) 및 상기 무기 픽셀 어레이(300)는 행들 및 열들 상에 매트릭스 형태로 배열된 유기 이미지 센싱 픽셀들(210) 및 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)을 각각, 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 이미지 센싱 디바이스(100)는 PCB (printed circuit board) 또는 모듈 보드 같은 회로 기판 상에 실장 또는 적층될 수 있다. 따라서, 상기 이미지 센싱 디바이스(100)는 유기 픽셀 영역(200), 무기 픽셀 영역(300), 및 상기 유기 픽셀 영역(200)과 상기 무기 픽셀 영역(300) 사이의 인터커넥션 영역(400)을 포함할 수 있다.
상기 TSV 어레이(400)는 상기 유기 픽셀 어레이(200)와 가깝도록 컬럼 방향을 따라 일렬로 배열된 다수의 제1 TSV들(170) 및 상기 무기 픽셀 어레이(300)와 가깝도록 상기 컬러 방향을 따라 일렬로 배열된 다수의 제2 TSV들(180)을 포함할 수 있다. 상기 제1 TSV들(170)은 상기 유기 픽셀 어레이(200) 내의 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210)과 전기적으로 연결될 수 있고, 및 상기 제2 TSV들(180)은 상기 무기 픽셀 어레이(300) 내의 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도면에서, 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210) 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)이 각각, 서로 이격된 것처럼 도시되었으나, 이것은 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210)과 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)의 특징들을 이해하기 쉽게 하기 위한 것이다. 즉, 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210) 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)은 각각, 서로 인접하게 배열될 수 있다.
도 2는 도 1의 상기 이미지 센싱 디바이스(100)를 I-I'선을 따라 절단하여 취해진 종단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 이미지 센싱 디바이스(100)는 상부 디바이스(110), 하부 디바이스(120), 및 상기 상부 디바이스(110)와 상기 하부 디바이스(120) 사이의 중간 층(190)을 포함할 수 있다. 상기 이미지 센싱 디바이스(100)는 상기 유기 픽셀 어레이(200), 상기 무기 픽셀 어레이(300), 및 상기 TSV 어레이(400)를 가질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 이미지 센싱 디바이스(100)는 PCB 또는 모듈 보드 같은 회로 기판 상에 실장 또는 적층될 수 있다. 따라서, 상기 이미지 센싱 디바이스(100)는 유기 픽셀 영역(200), 무기 픽셀 영역(300), 및 상기 유기 픽셀 영역(200)과 상기 무기 픽셀 영역(300) 사이의 인터커넥션 영역(400)을 포함할 수 있다.
상기 상부 디바이스(110)는 상부 기판(111) 및 상기 상부 기판(111)의 하면 상의 상부 절연층(112), 및 상기 상부 기판(111)의 상면 상의 표면 절연층(113)을 포함할 수 있다. 상기 상부 기판(111)의 상면과 하면은 서로 바뀔 수 있다. 상기 하부 디바이스(120)는 하부 기판(121) 및 상기 하부 기판(121)의 상면 상의 하부 절연층(122)을 포함할 수 있다. 상기 중간 층(190)은 상기 상부 절연층(112) 및 상기 하부 절연층(122) 사이에 배치될 수 있다.
상기 상부 디바이스(110)의 상기 상부 기판(111) 및 상기 하부 디바이스(120)의 상기 하부 기판(121)은 N-형 이온 및 P-형 이온이 도핑된 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 상부 디바이스(110)의 상기 상부 절연층(112) 및 상기 하부 디바이스(120)의 상기 하부 절연층(122)은 단층 또는 다층의 절연물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 절연층(112) 및 상기 하부 절연층(122)은 실리콘 산화물(SiO2) 및/또는 실리콘 질화물(SiN)을 포함할 수 있다. 상기 상부 디바이스(110)의 상기 표면 절연층(113)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiN), 알루미늄 산화물(Al2O3), 하프늄 산화물(HfO2), 또는 기타 절연층들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 중간 층(190)은 실리콘 산화물(SiO2)을 포함할 수 있다.
상기 상부 디바이스(110)는 상기 유기 픽셀 어레이(200) 내에 배치된 하부 전극들(131), 유기 포토 센싱 층(133), 공통 상부 전극(135), 제1 마이크로 렌즈들(137), 픽셀 비아 플러그들(141), 제1 커넥터들(143), 제1 스토리지 비아 플러그들(145), 제1 스토리지 영역들(147), 및 제1 회로 배선들(149)을 포함할 수 있다.
상기 하부 전극들(131) 중 하나, 상기 유기 포토 센싱 층(133) 중 일부(portion), 상기 공통 상부 전극(135) 중 일부(portion), 상기 제1 마이크로 렌즈들(137) 중 하나, 상기 픽셀 비아 플러그들(141) 중 하나, 상기 제1 커넥터들(143) 중 하나, 상기 제1 스토리지 비아 플러그들(145) 중 하나, 및 상기 제1 스토리지 영역들(147) 중 하나는 하나의 유기 이미지 센싱 픽셀(210)을 구성할 수 있다.
상기 하부 전극들(131)은 상기 상부 기판(111)의 상의 상기 표면 절연층(113) 상에 형성될 수 있다. 상기 하부 전극들(131)은 텅스텐(W) 같은 금속을 포함할 수 있다.
상기 유기 포토 센싱 층(133)은 빛을 센싱하여 전하를 발생할 수 있는 유기물을 포함할 수 있다. 상기 유기 포토 센싱 층(133)은 상기 하부 전극들(131)을 덮도록 상기 표면 절연층(113) 상에 전체적으로 하나의 층으로 형성될 수 있다. 상기 유기 포토 센싱 층(133)은 화이트 필터를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 상기 유기 포토 센싱 층(133)은 각 하부 전극들(131)에 해당하는 다수의 유기 포토 센싱 영역 또는 유기 포토 센싱 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 다수의 유기 포토 센싱 영역 또는 유기 포토 센싱 엘리먼트들은 레드, 블루, 및 그린의 컬러 필터들을 포함할 수 있다.
상기 상부 전극(135)은 인듐 산화물 (Indium Oxide) 같이 투명한 전도체를 포함할 수 있다. 상기 상부 전극(135)은 상기 유기 포토 센싱 층(133) 상에 전체적으로 하나의 층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 마이크로 렌즈들(137)은 반구형 모양을 가질 수 있다. 상기 제1 마이크로 렌즈들(137)은 상기 하부 전극들(131), 상기 픽셀 비아 플러그들(141), 상기 제1 커넥터들(143), 상기 제1 스토리지 비아 플러그들(145), 및 상기 제1 스토리지 영역들(147)과 각각 수직으로 중첩하도록 상기 상부 전극(135) 상에 배열될 수 있다.
상기 픽셀 비아 플러그들(141)은 상기 표면 절연층(113) 및 상기 상부 기판(111)을 관통하고 및 상기 상부 절연층(112)의 내부로 수직으로 연장할 수 있다. 상기 픽셀 비아 플러그들(141)은 상기 하부 전극들(131)과 상기 제1 커넥터들(143)을 각각, 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 픽셀 비아 플러그들(141)은 상기 하부 전극들(131) 및 상기 제1 커넥터들(143)과 각각 수직으로 중첩 및 정렬될 수 있다. 상기 픽셀 비아 플러그들(141)은 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 또는 구리(Cu), 같은 금속, 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 질화물(TiN), 또는 탄탈륨 질화물(TaN) 같은 금속 화합물, 또는 금속 합금같은 전도체를 포함할 수 있다.
상기 제1 커넥터들(143)은 상기 픽셀 비아 플러그들(141)과 상기 제1 스토리지 비아 플러그들(145)을 각각, 전기적으로 연결하도록 상기 상부 절연층(112) 내에 형성될 수 있다. 상기 제1 커넥터들(143)은 수평으로 연장하는 바(bar) 모양을 가질 수 있다. 상기 제1 커넥터들(143)은 상기 픽셀 비아 플러그들(141)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 스토리지 비아 플러그들(145)은 상기 제1 커넥터들(143)과 상기 제1 스토리지 영역들(147)을 각각, 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제1 스토리지 비아 플러그들(145)은 기둥 모양을 가질 수 있다. 상기 제1 스토리지 비아 플러그들(145)은 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 또는 구리(Cu), 같은 금속, 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 질화물(TiN), 또는 탄탈륨 질화물(TaN) 같은 금속 화합물, 또는 금속 합금같은 전도체를 포함할 수 있다.
상기 제1 스토리지 영역들(147)은 상기 상부 기판(111)의 하면과 인접하도록 상기 상부 기판(111)의 내부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스토리지 영역들(147)은 플로팅 디퓨전 영역들을 포함할 수 있다. 상기 제1 스토리지 영역들(147)은 상기 상부 기판(111) 내에 N-형 이온들이 도핑되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 스토리지 영역들(147)은 상기 상부 기판(111) 내의 N-도프드 영역을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 유기 포토 센싱 층(133)에서 생성된 광 전하들은 상기 하부 전극들(131), 상기 픽셀 비아 플러그들(141), 상기 제1 커넥터들(143), 및 상기 제1 스토리지 비아 플러그들(145)을 통하여 상기 제1 스토리지 영역들(147)로 제공될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제1 스토리지 영역들(147)은 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스토리지 영역들(147)은 MIMC(metal-to-metal capacitor), DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM (Static RAM), ReRAM(Resistive RAM), MRAM(Magneto-resistive RAM), PcRAM (Phase-changeable RAMN), 또는 기타 일시적인 저장 엘리먼트들로 대체될 수 있다.
상기 제1 회로 배선들(149)은 상기 상부 절연층(112) 내에 형성될 수 있다. 도시되지 않았으나, 상기 제1 회로 배선들(149)은 상기 제1 스토리지 영역들(147)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 회로 배선들(149)은 수평 배선들, 수직 비아 플러그들, 저항 엘리먼트들, 및/또는 MIMC 같은 전기적 전도성 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 상기 제1 회로 배선들(149)은 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 또는 구리(Cu), 같은 금속, 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 질화물(TiN), 또는 탄탈륨 질화물(TaN) 같은 금속 화합물, 또는 금속 합금같은 전도체를 포함할 수 있다.
상기 상부 디바이스(110)는 상기 무기 픽셀 어레이(300) 내에 배치된 무기 포토 센싱 영역들(151), 그리드 패턴들(153), 컬러 필터들(155), 제2 마이크로 렌즈들(157), 제2 커넥터들(163), 제2 스토리지 비아 플러그들(165), 제2 스토리지 영역들(167), 트랜스퍼 게이트들(161), 및 제2 회로 배선들(169)을 포함할 수 있다.
상기 무기 포토 센싱 영역들(151) 중 일부(some), 상기 그리드 패턴들(153) 중 일부(some), 상기 컬러 필터들(155) 중 수 개(some), 상기 제2 마이크로 렌즈들(157) 중 수 개(some), 상기 제2 커넥터들(163) 중 하나, 상기 제2 스토리지 비아 플러그들(165) 중 하나, 상기 제2 스토리지 영역들(167) 중 하나, 및 상기 트랜스퍼 게이트들(161) 중 수 개(some)는 하나의 무기 이미지 센싱 픽셀(310)을 구성할 수 있다.
상기 무기 포토 센싱 영역들(151)은 상기 상부 기판(111) 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 포토 센싱 영역들(151)은 포토다이오드들을 포함할 수 있다.
상기 그리드 패턴들(153)은 상기 표면 절연층(113) 상에 상기 무기 포토 센싱 영역들(151)을 노출하는 윈도우들을 갖도록 격자형으로 배치될 수 있다. 상기 그리드 패턴들(153)은 텅스텐(W) 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 그리드 패턴들(153)과 상기 하부 전극들(131)은 동일한 레벨에 동일한 물질을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 컬러 필터들(155)은 상기 그리드 패턴들(153)에 의한 상기 윈도우들 내에 상기 무기 포토 센싱 영역들(151)과 수직으로 중첩하도록 상기 표면 절연층(113) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러 필터들(155)은 그린 필터, 레드 필터, 및 블루 필터 중 하나를 각각, 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터들(155)은 상기 유기 포토 센싱 층(133)과 동일한 레벨에 형성될 수 있다.
상기 제2 마이크로 렌즈들(157)은 반구형 모양을 가질 수 있다. 상기 제2 마이크로 렌즈들(157)은 상기 무기 포토 센싱 영역들(151) 중 하나 및 상기 컬러 필터들(155) 중 하나에 각각, 대응하도록 상기 컬러 필터들(155) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 마이크로 렌즈들(157)의 직경은 상기 제1 마이크로 렌즈들(137)의 직경의 1/2일 수 있다. 따라서, 상면도에서, 상기 제1 마이크로 렌즈들(137)의 크기 (점유 면적)은 상기 제2 마이크로 렌즈들(157)의 크기 (점유 면적)보다 네 배 클 수 있다.
상기 제2 커넥터들(163)은 상기 제2 스토리지 비아 플러그들(165)과 전기적으로 연결되도록 상기 하부 절연층(122) 내에 배치될 수 있다. 상기 제2 스토리지 비아 플러그들(165)은 상기 제2 커넥터들(163)과 상기 제2 스토리지 영역들(167)을 각각 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제2 스토리지 비아 플러그들(165)은 기둥 모양을 가질 수 있다. 상기 제2 커넥터들(163) 및 상기 제2 스토리지 비아 플러그들(165)은 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 또는 구리(Cu), 같은 금속, 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 질화물(TiN), 또는 탄탈륨 질화물(TaN) 같은 금속 화합물, 또는 금속 합금같은 전도체를 포함할 수 있다. 상기 제1 커넥터들(143)과 상기 제2 커넥터들(163)이 동일한 레벨에 형성될 수 있고, 및 상기 제1 스토리지 비아 플러그들(145)과 상기 제2 스토리지 비아 플러그들(165)이 동일한 레벨에 형성될 수 있다.
상기 제2 스토리지 영역들(167)은 상기 상부 기판(111)의 하면과 인접하도록 상기 상부 기판(111)의 내부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 스토리지 영역들(167)은 플로팅 디퓨전 영역들을 포함할 수 있다. 상기 제2 스토리지 영역들(167)은 상기 제1 스토리지 영역들(147)처럼 상기 상부 기판(111) 내에 N-형 이온들이 도핑되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 스토리지 영역들(167)은 상기 상부 기판(111) 내의 N-도프드 영역을 포함할 수 있다.
상기 트랜스퍼 게이트들(161)은 상기 무기 포토 센싱 영역들(151) 내에서 생성된 광전하들을 상기 제2 스토리지 영역들(167)로 각각 전달할 수 있다. 상기 제2 회로 배선들(169)은 상기 하부 절연층(122) 내에 형성될 수 있다. 상기 제2 회로 배선들(169)은 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)의 상기 제2 스토리지 영역들(167) 및/또는 상기 트랜스퍼 게이트들(161)의 게이트 전극들과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 회로 배선들(169)은 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 또는 구리(Cu), 같은 금속, 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 질화물(TiN), 또는 탄탈륨 질화물(TaN) 같은 금속 화합물, 또는 금속 합금같은 전도체를 포함할 수 있다.
상기 상부 디바이스(110)는 상기 TSV 어레이(400) 내에 배치된 제1 및 제2 아이솔레이션 댐들(115, 116) 및 제1 및 제2 TSV 구조들(170, 180)을 포함할 수 있다. 상기 제1 TSV 구조(170)는 제1 상부 패드(171), 제1 상부 TSV(173), 제1 중간 패드(175), 및 제1 하부 TSV(177)를 포함할 수 있고, 및 상기 제2 TSV 구조(180)는 제2 상부 패드(181), 제2 상부 TSV(183), 제2 중간 패드(185), 및 제2 하부 TSV(187)를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 아이솔레이션 댐들(115, 116)은 각각, 상기 상부 기판(111)과 상기 제1 및 제2 상부 TSV 구조들(170, 180)을 각각, 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상면도에서, 상기 제1 및 제2 아이솔레이션 댐들(115, 116)은 상기 제1 및 제2 상부 TSV들(173, 183)을 각각 둘러싸도록 다각형 모양을 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 아이솔레이션 댐들(115, 116)은 상기 상부 기판(111)을 관통하는 트렌치들 내에 채워진 절연물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 아이솔레이션 댐들(115, 116)은 실리콘 산화물(SiO2) 및/또는 실리콘 질화물(SiN)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 상부 TSV들(173, 183)은 상기 상부 기판(111)을 관통하고 및 상기 상부 절연층(112)의 내부로 수직으로 연장하여 상기 제1 및 제2 상부 패드들(171, 181)들과 상기 제1 및 제2 중간 패드들(175, 185)을 각각, 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제1 및 제2 상부 TSV들(173, 183)은 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 또는 구리(Cu), 같은 금속, 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 질화물(TiN), 또는 탄탈륨 질화물(TaN) 같은 금속 화합물, 또는 금속 합금같은 전도체를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 상부 패드들(171, 181)은 상기 제1 및 제2 상부 TSV들(173, 183)과 수직으로 정렬되도록 상기 표면 절연층(113) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 상부 패드들(171, 181)은 상기 하부 전극들(131) 및 상기 그리드 패턴들(153)과 동일한 레벨에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 상부 패드들(171, 181)은 상기 하부 전극들(131) 및 상기 그리드 패턴들(153)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 중간 패드들(175, 185)은 상기 제1 및 제2 상부 TSV들(173, 183)과 상기 제1 및 제2 하부 TSV들(177, 187) 사이에 각각, 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 중간 패드들(175, 185)은 상기 제1 및 제2 상부 TSV들(173, 183)과 상기 제1 및 제2 하부 TSV들(177, 187)을 각각 전기적으로 연결하도록 상기 제1 및 제2 회로 배선들(149, 169) 중 하나와 동일한 레벨에 배치될 수 있고, 및 상기 제1 및 제2 회로 배선들(149, 169)과 동일한 전도체를 포함할 수 있다. 상기 제1 중간 패드(175)는 상기 제1 회로 배선들(149)의 일부(some)와 전기적으로 연결될 수 있고, 및 상기 제2 중간 패드(185)는 상기 제2 회로 배선들(169)의 일부(some)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 하부 TSV들(177, 187)은 상기 상부 절연층(112)의 상기 제1 및 제2 중간 패드들(175, 185)로부터 상기 중간 층(190)을 관통하여 상기 하부 디바이스(120)의 상기 하부 절연층(122) 내부로 수직으로 연장할 수 있다. 상기 제1 및 제2 하부 TSV들(177, 187)은 상기 제1 및 제2 상부 TSV들(173, 183)과 동일한 전도체를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제1 및 제2 상부 TSV들(173, 183)과 상기 제1 및 제2 하부 TSV들(177, 187)은 각각, 일체형으로 통합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 상부 TSV들(173, 183)과 상기 제1 및 제2 하부 TSV들(177, 187)이 연결된 바디들은 상기 제1 및 제2 중간 패드들(175, 185)을 관통할 수 있다.
상기 하부 디바이스(120)는 다양한 제1 및 제2 로직 회로들(125, 126)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 로직 회로들(125, 126)은 상기 하부 기판(121)의 상면 상에 배치된 다수의 트랜지스터들, 및 상기 하부 절연층(122) 내에 배치된 다수의 로직 배선들 및 로직 비아 플러그들을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 로직 회로들(125, 126)은 이미지 신호 처리 회로(ISP, Image Signal Processor), DRAM(Dynamic Random Access Memory) 및/또는 SRAM (Static Random Access Memory) 같은 저장 엘리먼트, 레지스터(register), 전압, 타이밍, 및/또는 신호 제네레이터, 출력 버퍼, 증폭 회로, 또는 기타 다양한 공통 로직 회로들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 로직 회로들(125)는 DRAM 및/또는 SRAM 같은 저장 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 상기 제2 로직 회로들(125)은 이미지 신호 처리 회로를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 로직 회로들(125, 126)은 상기 유기 픽셀 어레이(200) 및 상기 무기 픽셀 어레이(300)에 의해 공통적으로 공유될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 로직 회로들(125, 126)은 상기 유기 픽셀 어레이(200)의 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210)로부터 생성된 이미지 신호들 및 상기 무기 픽셀 어레이(300)의 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)로부터 생성된 이미지 신호들을 공통적으로 처리할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 로직 회로(125)는 상기 유기 픽셀 어레이(200) 내의 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210)로부터 제공된 제1 이미지 신호들 및 상기 무기 픽셀 어레이(300) 내의 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)로부터 제공된 제2 이미지 신호들을 저장할 수 있다. 상기 제1 이미지 신호들은 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210)로부터 상기 제1 TSV 구조(170)를 통해 제공된 전기적 신호들을 포함할 수 있고, 상기 제2 이미지 신호들은 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)로부터 상기 제2 TSV 구조(180)를 통해 제공된 전기적 신호들을 포함할 수 있다. 상기 제2 로직 회로(126)는 상기 제1 로직 회로(125) 내에 저장된 상기 제1 및 제2 이미지 신호들을 공통적으로 처리할 수 있다.
본 발명에서, 상기 제1 및 제2 로직 신호들은 상기 상부 디바이스(110) 내부로부터 이동되어 상기 하부 디바이스(120) 내부에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 상부 기판(111) 내/상에서, 상기 제1 및 제2 로직 회로들(125, 126)의 트랜지스터들을 위한 공간들이 필요 없게 되고, 상기 상부 기판(111)은 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210) 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)만을 위하여 이용될 수 있다. 본 발명에 의하면, 상기 상부 기판(111)을 가진 상기 상부 디바이스(110) 내에서, 상기 유기 픽셀 어레이(200)의 픽셀 집적도 및 상기 무기 픽셀 어레이(300)의 픽셀 집적도가 모두 향상될 수 있고 및/또는 상기 이미지 센싱 디바이스(100)가 소형화될 수 있다.
본 발명에서, 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210)과 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)은 동시에 동작할 수도 있고, 또는 순차적 및 선택적으로 동작할 수 있다. 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210)과 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)이 동시에 동작할 경우, 상기 제1 및 제2 스토리지 영역들(147, 167)들이 일시적으로 이미지 정보를 저장할 수 있다. 상기 제1 및 제2 스토리지 영역들(147, 167) 내에 일시적으로 저장된 이미지 정보들은 순차적 또는 선택적으로 상기 제1 및 제3 TSV 구조들(170, 180)을 통하여 각각, 상기 제1 로직 회로(125) 또는 상기 제2 로직 회로(126)로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 로직 회로들(125, 126)은 동시에 상기 제1 및 제2 이미지 신호들을 저장 및 처리할 수도 있고, 또는 순차적 또는 선택적으로 상기 제1 및 제2 이미지 신호들을 저장 및 처리할 수 있다. 그러므로, 상기 제1 및 제2 로직 회로들(125, 126)의 이용 효율이 높아질 수 있으므로, 상기 하부 디바이스(120)가 소형화될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 하부 기판(121) 상에 보다 많은 전기적 회로들이 배치될 수 있으므로, 상기 하부 디바이스(120)가 보다 많은 전기적 회로를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(210) 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(310)이 상기 동일한 상부 기판(111) 상에 배치될 수 있고, 및 상기 제1 로직 회로(125) 및 상기 제2 로직 회로(126)이 상기 동일한 하부 기판(121) 상에 배치될 수 있다. 본 발명에 의하면, 상기 이미지 센싱 시스템(100)은 하나의 복합적인 이미지 센서로 응용될 수도 있고, 및 SIP (System - In - (a) Chip) 또는 SOP (System - On - (a) Chip) 처럼, 하나의 칩이 하나의 카메라 시스템으로 응용될 수도 있다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스(100)의 유기 픽셀 어레이(200A) 및 무기 픽셀 어레이(300A)를 보이는 레이아웃 도면들이다. 도 3a 및 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센싱 디바이스(100)의 상기 유기 픽셀 어레이(200A) 및 상기 무기 픽셀 어레이(300A)는 각각, 매트릭스 모양으로 배열된 유기 이미지 센싱 픽셀들(211) 및 무기 이미지 센싱 픽셀들(311)을 포함할 수 있다. 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(311)은 각각, 제1 내지 제4 서브 픽셀들(Pi1-Pi4)을 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀들(Pi1-Pi4)은 2행 및 2열 상의 베이어(bayer) 패턴 배열을 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀들(Pi1-Pi4)은 하나의 레드 픽셀(R), 하나의 블루 픽셀(B), 및 두 개의 그린 픽셀들(G)을 포함할 수 있다. 상기 그린 픽셀들(G)은 대각선으로 배열될 수 있다. 또한, 상기 레드 픽셀(R)과 상기 블루 픽셀(B)은 대각선으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 1행 및 1열 상의 제1 서브 픽셀(Pi1) 및 2행 및 2열 상의 제4 서브 픽셀(Pi4)은 그린 픽셀들(G)일 수 있고, 1행 및 2열 상의 제2 서브 픽셀(Pi2)은 블루 픽셀(B)일 수 있고, 및 2행 및 1열 상의 제3 서브 픽셀(Pi3)은 레드 픽셀(R)일 수 있다. 도면에서, 상기 컬러 픽셀들(R/G/B)의 배열은 예시적인 것이다. 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀들(Pi1-Pi4)은 동일한 스토리지 영역(예를 들어, 플로팅 디퓨전 영역)을 공유할 수 있다. 도 2를 더 참조하여, 하나의 상기 제2 스토리지 영역(167)이 상기 제1 내지 제4 서브 픽셀들(Pi1-Pi4)에 공유될 수 있다.
상면도에서 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(211)과 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(311)은 동일한 크기 (점유 면적)을 가질 수 있다. 따라서, 상기 유기 이미지 센싱 픽셀(211)의 점유 면적은 상기 서브 픽셀들(Pi1-Pi4)의 점유 면적의 네 배일 수 있다. 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(211)과 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들(311)은 각각, 이미지를 센싱하기 위한 하나의 유닛 이미지 픽셀들이므로, 상기 유기 픽셀 어레이(200A)와 상기 무기 픽셀 어레이(300A)의 이미지 해상도는 동일할 수 있다.
상기 유기 이미지 센싱 픽셀(211)은 가시 광선에 투명할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 이미지 센싱 픽셀(211)은 가시 광선에 투명한 화이트 필터(W)를 포함할 수 있다. 상기 유기 이미지 센싱 픽셀(211)은 수집한 가시 광선의 대부분을 이미지 신호로 변환하기 위하여 이용할 수 있으므로 상기 무기 이미지 센싱 픽셀(311)보다 광 손실이 상대적으로 적다. 따라서, 상기 유기 이미지 센싱 픽셀(211)은 상기 무기 이미지 센싱 픽셀(311)보다 상대적으로 우수한 광 감도를 가질 수 있다. 반면, 상기 유기 이미지 센싱 픽셀(211)은 빛의 파장(색깔)을 분리하지 않으므로, 컬러 이미지를 표현하기 어렵다.
상기 무기 이미지 센싱 픽셀(311)은 수집한 가시 광선의 일부만을 이미지 신호로 변환할 수 있으므로 상기 유기 이미지 센싱 픽셀(211)보다 광 손실이 상대적으로 크다. 반면, 상기 무기 이미지 센싱 픽셀(311)은 컬러 필터들을 포함하므로 상기 유기 이미지 센싱 픽셀(211)보다 색 감도가 우수하다. 따라서, 상기 유기 픽셀 어레이(200A)에서 얻어진 우수한 광 감도를 가진 이미지 정보와 상기 무기 픽셀 어레이(300A)에서 얻어진 우수한 색 감도를 가진 이미지 정보를 통합하면 우수한 광 감도 및 우수한 색 감도를 가진 최종 이미지 정보를 얻을 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에서, 상기 유기 픽셀 어레이(200A)의 이미지 정보와 상기 무기 픽셀 어레이(300A)의 이미지 정보는 공통 이미지 신호 처리부에서 통합될 수 있거나 또는 동시에 처리될 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센싱 디바이스(100)의 유기 픽셀 어레이(200B) 및 무기 픽셀 어레이(300B)를 보이는 레이아웃 도면들이다. 도 4a 및 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 이미지 센싱 디바이스(100)의 상기 유기 픽셀 어레이(200B) 및 상기 무기 픽셀 어레이(300B)는 각각, 매트릭스 모양으로 배열된 유기 이미지 센싱 픽셀 그룹들(212) 및 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹들(312)을 포함할 수 있다. 상면도에서 상기 하나의 유기 이미지 센싱 픽셀 그룹(212)과 상기 하나의 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹(312)은 동일한 크기 (점유 면적)을 가질 수 있다.
상기 유기 이미지 센싱 그룹들(221)은 각각, 네 개의 유기 이미지 센싱 픽셀들(211a-211d)을 가질 수 있다. 즉, 도 3a에 도시된 네 개의 상기 이미지 센싱 픽셀들(211a-211d)이 하나의 상기 유기 이미지 센싱 그룹(212)을 구성할 수 있다. 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(211a-211d)은 2행 및 2열 상의 베이어(bayer) 패턴 배열을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 이미지 센싱 그룹(212)은 1행 및 1열 상의 제1 유기 이미지 센싱 픽셀(211a), 1행 및 1열 상의 제2 유기 이미지 센싱 픽셀(211b), 2행 및 1열 상의 제3 유기 이미지 센싱 픽셀(211c), 및 2행 및 2열 상의 제4 유기 이미지 센싱 픽셀(211d)을 포함할 수 있다. 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(211a-211d)은 컬러 필터들(R/G/B)을 각각 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 유기 이미지 센싱 픽셀(211a)은 그린 필터(G)를 포함할 수 있고, 상기 제2 유기 이미지 센싱 픽셀(211b)은 블루 필터(B)를 포함할 수 있고, 상기 제3 유기 이미지 센싱 픽셀(211c)은 레드 필터(R)를 포함할 수 있고, 및 상기 제4 유기 이미지 센싱 픽셀(211d)은 그린 필터(G)를 포함할 수 있다.
상기 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹들(312)은 쿼드(quad) 픽셀 배열을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹(312)은 각각, 2행 및 2열 상에 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 무기 이미지 센싱 픽셀들(311a-311d)을 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제4 무기 이미지 센싱 픽셀들(311a-311d)은 각각, 네 개의 서브 픽셀들(P11-P14, P21-P24, P31-P34, P41-P44)을 포함할 수 있다.
상기 제1 무기 이미지 센싱 픽셀(311a)의 상기 서브 픽셀들(P11-P14)은 동일한 컬러를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 무기 이미지 센싱 픽셀(311a)의 상기 서브 픽셀들(P11-P14)은 모두 그린 컬러 필터(G)를 가질 수 있다.
상기 제2 무기 이미지 센싱 픽셀(311b)의 상기 서브 픽셀들(P21-P24)도 동일한 컬러를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 무기 이미지 센싱 픽셀(311b)의 상기 서브 픽셀들(P21-P24)은 모두 블루 컬러 필터(B)를 가질 수 있다.
상기 제3 무기 이미지 센싱 픽셀(311c)의 상기 서브 픽셀들(P31-P34)도 동일한 컬러를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 무기 이미지 센싱 픽셀(311c)의 상기 서브 픽셀들(P31-P34)은 모두 레드 컬러 필터(R)를 가질 수 있다.
상기 제4 무기 이미지 센싱 픽셀(311d)의 상기 서브 픽셀들(P41-P44)도 동일한 컬러를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 무기 이미지 센싱 픽셀(311d)의 상기 서브 픽셀들(P41-P44)은 모두 그린 컬러 필터(G)를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 이미지 센싱 디바이스(100)는 도 3a에 도시된 상기 유기 픽셀 어레이(200A) 및 도 4b에 도시된 상기 무기 픽셀 어레이(300B)를 가질 수 있다. 상세하게, 상기 유기 픽셀 어레이(200A)의 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들(211)은 모두 가시 광선에 투명한 화이트 필터(W)를 가질 수 있고, 및 상기 무기 픽셀 어레이(300B)는 쿼드 픽셀 배열을 가질 수 있다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 시스템(500A)을 개념적으로 도시한 도면들이다. 도 5a 및 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 시스템(500A)은 하우징(510), 이미지 센싱 디바이스(100), 및 렌즈 어셈블리(520)를 포함할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상을 이해하기 쉽도록 설명하기 위하여, 상기 이미지 센싱 디바이스(100)의 상기 유기 픽셀 어레이(200) 및 상기 무기 픽셀 어레이(300)가 표시되었다. 상기 이미지 센싱 디바이스(100)의 상기 유기 픽셀 어레이(200)는 도 3a 및 4a를 참조하여 설명된 상기 유기 픽셀 어레이들(200A, 200B) 중 하나일 수 있다. 상기 이미지 센싱 디바이스(100)의 상기 무기 픽셀 어레이(300)는 도 3b 및 4b를 참조하여 설명된 상기 무기 픽셀 어레이들(300A, 300B) 중 하나일 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리(520)는 다수 개의 광학 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리(520)는 상기 이미지 센싱 디바이스(100)의 상기 유기 픽셀 어레이(200) 및 상기 무기 픽셀 어레이(300)를 동시에 커버할 수 있다. 상기 카메라 시스템(500A)은 상기 하우징(520) 내에 상기 이미지 센싱 디바이스(100)와 상기 렌즈 어셈블리(520) 사이에 배치된 적외선 (infrared) 필터(530)를 더 포함할 수 있다. 상기 적외선 필터(530)는 상기 카메라 시스템(500A)으로 전달되는 빛의 적외선을 반사 및 필터링하여 이미지의 컬러를 보정하고 이미지의 선명도를 높일 수 있다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 시스템(500B)을 개념적으로 도시한 도면들이다. 도 6a 및 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 시스템(500B)은 하우징(510), 이미지 센싱 디바이스(100), 및 렌즈 어셈블리들(520a, 520b)를 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리들(520a, 520b)은 상기 유기 픽셀 어레이(200)를 커버하는 제1 렌즈 어셈블리(520a) 및 상기 무기 픽셀 어레이(300)를 커버하는 제2 렌즈 어셈블리(520b)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 카메라 시스템(500B)은 상대적으로 작은 직경을 갖는 상기 렌즈 어셈블리들(520a, 520b)을 포함하므로, 효율적으로 동작할 수 있다. 상기 카메라 시스템(500B)은 상기 하우징(520) 내에 상기 이미지 센싱 디바이스(100)와 상기 렌즈 어셈블리들(520a, 520b) 사이에 배치된 적외선 (infrared) 필터(530)를 더 포함할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 이미지 센싱 디바이스
110: 상부 디바이스
111: 상부 기판
112: 상부 절연층
113: 표면 절연층
115, 116: 아이솔레이션 댐
120: 하부 디바이스
121: 하부 기판
122: 하부 절연층
125, 126 공통 로직 회로
131: 하부 전극
133: 유기 포토 센싱 층
135: 공통 상부 전극
137: 제1 마이크로 렌즈
141: 픽셀 비아 플러그
143: 제1 커넥터
145: 제1 스토리지 비아 플러그
147: 제1 스토리지 영역
149: 제1 회로 배선
151: 무기 포토 센싱 영역
153: 그리드 패턴
155: 컬러 필터
157: 제2 마이크로 렌즈
161: 트랜스퍼 게이트
163: 제2 커넥터
165: 제2 스토리지 비아 플러그
167: 제2 스토리지 영역
169: 제2 회로 배선
170: 제1 TSV 구조
171: 제1 상부 패드
173: 제1 상부 TSV
175: 제1 중간 패드
177: 제1 하부 TSV
179: 제1 하부 패드
180: 제2 TSV
181: 제2 상부 패드
183: 제2 상부 TSV
185: 제2 중간 패드
187: 제2 하부 TSV
189: 제2 하부 패드
190: 중간층
200: 유기 픽셀 어레이
210, 211, 212: 유기 이미지 센싱 픽셀
300: 무기 픽셀 어레이
310, 311, 312: 무기 이미지 센싱 픽셀
400: TSV 어레이
500: 카메라 시스템
510: 하우징
520: 렌즈 어셈블리
530: 적외선 필터
W: 화이트 필터
R/G/B: 컬러 필터
110: 상부 디바이스
111: 상부 기판
112: 상부 절연층
113: 표면 절연층
115, 116: 아이솔레이션 댐
120: 하부 디바이스
121: 하부 기판
122: 하부 절연층
125, 126 공통 로직 회로
131: 하부 전극
133: 유기 포토 센싱 층
135: 공통 상부 전극
137: 제1 마이크로 렌즈
141: 픽셀 비아 플러그
143: 제1 커넥터
145: 제1 스토리지 비아 플러그
147: 제1 스토리지 영역
149: 제1 회로 배선
151: 무기 포토 센싱 영역
153: 그리드 패턴
155: 컬러 필터
157: 제2 마이크로 렌즈
161: 트랜스퍼 게이트
163: 제2 커넥터
165: 제2 스토리지 비아 플러그
167: 제2 스토리지 영역
169: 제2 회로 배선
170: 제1 TSV 구조
171: 제1 상부 패드
173: 제1 상부 TSV
175: 제1 중간 패드
177: 제1 하부 TSV
179: 제1 하부 패드
180: 제2 TSV
181: 제2 상부 패드
183: 제2 상부 TSV
185: 제2 중간 패드
187: 제2 하부 TSV
189: 제2 하부 패드
190: 중간층
200: 유기 픽셀 어레이
210, 211, 212: 유기 이미지 센싱 픽셀
300: 무기 픽셀 어레이
310, 311, 312: 무기 이미지 센싱 픽셀
400: TSV 어레이
500: 카메라 시스템
510: 하우징
520: 렌즈 어셈블리
530: 적외선 필터
W: 화이트 필터
R/G/B: 컬러 필터
Claims (30)
- 유기 이미지 센싱 픽셀들을 가진 유기 픽셀 어레이; 및
무기 이미지 센싱 픽셀들을 가진 무기 픽셀 어레이를 포함하고, 및
상기 유기 픽셀 어레이 및 상기 무기 픽셀 어레이는 동일한 기판 상에 집적되고,
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들은 상기 기판 상에 형성된 하부 전극들을 포함하고,
상기 무기 이미지 센싱 픽셀들은 상기 기판 내에 형성된 무기 포토 센싱 영역들 및 상기 기판 상에 형성된 그리드 패턴들을 더 포함하고,
상기 하부 전극들과 상기 그리드 패턴들은 동일한 레벨에 형성되어 동일한 물질을 포함하는 이미지 센싱 디바이스.
- ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들은:
상기 하부 전극들 상의 유기 포토 센싱 층;
상기 유기 포토 센싱 층 상의 공통 상부 전극; 및
상기 공통 상부 전극 상의 제1 마이크로 렌즈들을 포함하고, 및
상기 무기 이미지 센싱 픽셀들은:
상기 그리드 패턴들 사이의 상기 기판 상에 형성된 컬러 필터들; 및
상기 컬러 필터들 상의 제2 마이크로 렌즈들을 포함하고,
상기 제1 마이크로 렌즈의 직경은 상기 제2 마이크로 렌즈의 직경의 두 배인 이미지 센싱 디바이스.
- ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제2항에 있어서,
상기 유기 포토 센싱 층과 상기 컬러 필터들이 동일한 레벨에 형성되는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
- ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 무기 이미지 센싱 픽셀들은 각각, 매트릭스 형태로 배열된 제1 내지 제4 서브 픽셀들을 갖고,
상면도에서 상기 제1 내지 제4의 서브 픽셀들을 가진 하나의 상기 무기 이미지 센싱 픽셀과 상기 하나의 유기 이미지 센싱 픽셀은 동일한 크기를 갖고,
상기 제1 및 제4 서브 픽셀들은 그린 컬러 필터를 갖고, 상기 제2 서브 픽셀은 블루 컬러 필터를 갖고, 및 상기 제3 서브 픽셀은 레드 컬러 필터를 갖고, 및
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들은 화이트 필터를 갖는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
- ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
네 개의 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들이 하나의 유기 이미지 센싱 픽셀 그룹을 구성하고,
네 개의 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들이 하나의 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹을 구성하고,
상기 하나의 무기 이미지 센싱 픽셀은 제1 내지 제4 서브 픽셀들을 포함하고,
상면도에서 상기 하나의 유기 이미지 센싱 픽셀 그룹과 상기 하나의 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹의 크기는 동일하고, 및
상기 네 개의 유기 이미지 센싱 픽셀들은 그린 컬러 필터를 갖는 제1 유기 이미지 센싱 픽셀, 블루 컬러 필터를 갖는 제2 유기 이미지 센싱 픽셀, 레드 컬러 필터를 갖는 제3 유기 이미지 센싱 픽셀, 및 그린 컬러 필터를 갖는 제4 유기 이미지 센싱 픽셀을 포함하는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
- ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 무기 이미지 센싱 픽셀 그룹은:
그린 컬러 필터를 갖는 상기 네 개의 서브 픽셀들을 가진 제1 무기 이미지 센싱 픽셀;
블루 컬러 필터를 갖는 상기 네 개의 서브 픽셀들을 가진 제2 무기 이미지 센싱 픽셀;
레드 컬러 필터를 갖는 상기 네 개의 서브 픽셀들을 가진 제3 무기 이미지 센싱 픽셀; 및
그린 컬러 필터를 갖는 상기 네 개의 서브 픽셀들을 가진 제4 무기 이미지 센싱 픽셀을 갖고,
상기 제1 무기 이미지 센싱 픽셀들의 상기 네 개의 서브 픽셀들은 제1 스토리지 영역을 공유하고,
상기 제2 무기 이미지 센싱 픽셀들의 상기 네 개의 서브 픽셀들은 제2 스토리지 영역을 공유하고,
상기 제3 무기 이미지 센싱 픽셀들의 상기 네 개의 서브 픽셀들은 제3 스토리지 영역을 공유하고, 및
상기 제4 무기 이미지 센싱 픽셀들의 상기 네 개의 서브 픽셀들은 제4 스토리지 영역을 공유하는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
- ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 유기 픽셀 어레이와 상기 무기 픽셀 어레이 사이의 TSV 어레이를 더 포함하고, 및
상기 TSV 어레이는 상기 유기 픽셀 어레이와 가깝게 배치되어 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들과 전기적으로 연결된 제1 TSV 구조들 및 상기 무기 픽셀 어레이와 가깝게 배치되어 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들과 전기적으로 연결된 제2 TSV 구조들을 포함하는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
- 상부 기판 및 상기 상부 기판의 하면 상의 상부 절연층을 포함하는 상부 디바이스;
하부 기판 및 상기 하부 기판의 상면 상의 하부 절연층을 포함하는 하부 디바이스; 및
상기 상부 절연층의 하면과 상기 하부 절연층의 상면 사이의 중간층을 포함하고,
상기 상부 디바이스는 유기 이미지 센싱 픽셀들을 포함하는 유기 픽셀 어레이 및 무기 이미지 센싱 픽셀들을 포함하는 무기 픽셀 어레이를 포함하고,
상기 하부 디바이스는 상기 유기 픽셀 어레이 및 상기 무기 픽셀 어레이에 의해 공유되는 공통 로직 회로를 포함하고,
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들은 제1 마이크로 렌즈들을 포함하고,
상기 무기 이미지 센싱 픽셀들은 제2 마이크로 렌즈들을 포함하고, 및
상기 제1 마이크로 렌즈들의 직경은 상기 제2 마이크로 렌즈들의 직경보다 두 배 큰 이미지 센싱 디바이스.
- ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제13항에 있어서,
상기 유기 이미지 센싱 픽셀은:
상기 상부 기판의 상면 상의 하부 전극들;
상기 하부 전극들 상의 공통 유기 포토 센싱 층; 및
상기 공통 유기 포토 센싱 층 상의 공통 상부 전극을 포함하고, 및
상기 무기 이미지 센싱 픽셀은:
상기 상부 기판의 내부에 형성된 무기 포토 센싱 영역들;
상기 상부 기판의 상면 상의 그리드 패턴들; 및
상기 그리드 패턴들 사이의 상기 상부 기판의 상면 상의 컬러 필터들을 포함하고,
상기 하부 전극들과 상기 그리드 패턴들이 동일한 레벨에 형성되고,
상기 공통 유기 포토 센싱 층과 상기 컬러 필터들이 동일한 레벨에 형성되는 이미지 센싱 디바이스.
- ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제14항에 있어서,
상기 유기 이미지 센싱 픽셀은:
상기 상부 절연층 내에 형성된 제1 커넥터들;
상기 상부 기판의 상기 하면과 인접하도록 상기 상부 기판 내에 형성된 제1 스토리지 영역들;
상기 상부 기판을 관통하고 상기 상부 절연층으로 연장하여 상기 하부 전극들과 상기 제1 커넥터들을 각각, 전기적으로 연결하는 픽셀 비아 플러그들; 및
상기 제1 커넥터들과 상기 제1 스토리지 영역들을 각각 전기적으로 연결하는 제1 스토리지 비아 플러그들을 더 포함하고, 및
상기 무기 이미지 센싱 픽셀은:
상기 상부 기판의 상기 하면과 인접하도록 상기 상부 기판 내에 형성된 제2 스토리지 영역들;
상기 상부 절연층 내에 형성된 제2 커넥터들;
상기 제2 커넥터들과 상기 제2 스토리지 영역들을 각각 연결하는 제2 스토리지 비아 플러그들; 및
상기 무기 포토 센싱 영역들로부터 상기 제2 스토리지 영역들로 전하들을 전달하기 위한 트랜스퍼 게이트들을 포함하는 이미지 센싱 디바이스.
- ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제13항에 있어서,
상기 상부 디바이스는 상기 유기 픽셀 어레이와 상기 무기 픽셀 어레이 사이의 TSV 어레이를 더 포함하고,
상기 TSV 어레이는 상기 상부 기판을 관통하여 상기 상부 절연층으로 연장하는 제1 및 제2 TSV 구조들을 포함하고,
상기 제1 TSV 구조는 상기 유기 픽셀 어레이와 가깝게 배치되고 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들과 전기적으로 연결되고, 및
상기 제2 TSV 구조는 상기 무기 픽셀 어레이와 가깝게 배치되고 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들과 전기적으로 연결되는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
- ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제16항에 있어서,
상기 제1 TSV 구조는 상기 상부 기판의 상의 제1 상부 패드, 상기 상부 기판을 관통하고 상기 상부 절연층으로 연장하는 제1 상부 TSV; 및 상기 상부 기판과 상기 제1 상부 TSV를 전기적으로 절연시키는 제1 아이솔레이션 댐을 포함하고,
상기 제2 TSV 구조는 상기 상부 기판의 상의 제2 상부 패드, 상기 상부 기판을 관통하고 상기 상부 절연층으로 연장하는 제2 상부 TSV; 및 상기 상부 기판과 상기 제2 상부 TSV를 전기적으로 절연시키는 제2 아이솔레이션 댐을 포함하고, 및
상기 제1 및 제2 아이솔레이션 댐들은 각각 상기 상부 기판을 관통하는 트렌치들 및 상기 트렌치를 채우는 절연물을 포함하는 이미지 센싱 디바이스.
- ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제13항에 있어서,
상기 공통 로직 회로는 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들에 의해 공유되는 이미지 신호 처리 회로 및 저장 회로 중 어느 하나를 포함하는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
- 유기 픽셀 어레이 및 무기 픽셀 어레이를 포함하고,
상기 유기 픽셀 어레이는 다수의 유기 이미지 센싱 픽셀들 및 제1 로직 회로를 포함하고, 및
상기 무기 픽셀 어레이는 다수의 무기 이미지 센싱 픽셀들 및 제2 로직 회로를 포함하고,
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들이 동일한 상부 기판 상에 배치되고, 및
상기 제1 로직 회로 및 상기 제2 로직 회로가 동일한 하부 기판 상에 배치되고,
상기 제1 로직 회로는 메모리 엘리먼트를 포함하고, 및
상기 제2 로직 회로는 이미지 신호 처리 회로를 포함하는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- ◈청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제21항에 있어서,
상기 제1 및 제2 로직 회로는 상기 유기 이미지 센싱 픽셀들로부터 제공되는 제1 이미지 신호 및 상기 무기 이미지 센싱 픽셀들로부터 제공되는 제2 이미지 신호를 공통적으로 처리하도록 상기 제1 및 제2 로직 회로들과 모두 전기적으로 연결되고,
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들로부터 제1 이미지 정보를 상기 제1 로직 회로로 제공하는 제1 TSV; 및
상기 무기 이미지 센싱 픽셀들로부터 제2 이미지 정보를 상기 제1 로직 회로로 제공하는 제2 TSV를 더 포함하는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
- ◈청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제21항에 있어서,
상기 유기 이미지 센싱 픽셀들은:
상기 기판 상에 형성된 하부 전극들;
상기 하부 전극들 상의 유기 포토 센싱 층;
상기 유기 포토 센싱 층 상의 공통 상부 전극; 및
상기 공통 상부 전극 상의 제1 마이크로 렌즈들을 포함하고, 및
상기 무기 이미지 센싱 픽셀들은:
상기 기판 내에 형성된 무기 포토 센싱 영역들;
상기 기판 상에 형성된 그리드 패턴들;
상기 그리드 패턴들 사이의 상기 기판 상에 형성된 컬러 필터들; 및
상기 컬러 필터들 상의 제2 마이크로 렌즈들을 포함하고,
상기 하부 전극들과 상기 그리드 패턴들은 동일한 레벨에 형성되어 동일한 물질을 포함하고, 및
상기 유기 포토 센싱 층과 상기 컬러 필터들이 동일한 레벨에 형성되는 이미지 센싱 디바이스.
- ◈청구항 28은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제27항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 직경은 상기 제2 마이크로 렌즈의 직경의 두 배인 이미지 센싱 디바이스.
- ◈청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제27항에 있어서,
상기 유기 포토 센싱 층은 화이트 필터를 포함하는 이미지 센싱 디바이스.
- 삭제
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