包括自动聚焦像素的图像传感器的制作方法

1.本发明构思涉及图像传感器，更具体地，涉及包括自动聚焦(af)像素的图像传感器。


背景技术：

2.图像传感器捕获图像并将图像转换成电信号。图像传感器不仅可以用在诸如数码相机、移动电话相机和便携式摄像机的普通用途的电子装置中，而且可以用在附接到汽车、安全装置和机器人的相机中。图像传感器包括像素阵列，像素阵列中的每个像素可以包括光电二极管。自动聚焦(af)功能针对图像传感器被执行，使得图像捕获在短时间段内被准确地执行。


技术实现要素：

3.本发明构思提供能够同时优化普通像素的性能和自动聚焦(af)像素的性能的图像传感器。
4.根据本发明构思的一方面，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括普通像素、第一自动聚焦(af)像素和第二af像素，普通像素、第一af像素和第二af像素中的每个包括光电二极管。图像传感器还包括设置在普通像素上的普通微透镜以及设置在第一af像素和第二af像素上的第一af微透镜。普通像素的光电二极管、第一af像素的光电二极管和第二af像素的光电二极管分别设置在半导体衬底的光电检测区中。第一af微透镜从半导体衬底的顶表面起在垂直方向上的高度大于普通微透镜从半导体衬底的顶表面起在垂直方向上的高度。
5.根据本发明构思的另一方面，提供了一种包括图像传感器，该图像传感器包括像素阵列，该像素阵列包括在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上布置的多个像素。所述多个像素包括普通像素、第一自动聚焦(af)像素、在第一方向上与第一af像素相邻的第二af像素。图像传感器还包括设置在第一af像素和第二af像素上的第一af微透镜以及分别设置在普通像素上的普通微透镜。第一af微透镜的垂直高度大于普通微透镜的垂直高度。
6.根据本发明构思的另一方面，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括其中分别设置光电二极管的光电检测区、设置在光电检测区上的滤色器、以及设置在滤色器上的普通微透镜和自动聚焦(af)微透镜。普通微透镜对应于光电检测区当中的一个。af微透镜对应于光电检测区中的两个。af微透镜的垂直高度大于普通微透镜的垂直高度。
附图说明
7.本发明构思的实施方式将由以下结合附图的详细描述被更清楚地理解，附图中：
8.图1是根据本发明构思的实施方式的数字成像装置的示例结构的图；
9.图2是根据本发明构思的实施方式的图像传感器的配置的框图；
10.图3是根据本发明构思的实施方式的图像传感器的像素阵列的平面图；
11.图4是根据本发明构思的实施方式的图像传感器的像素阵列的截面图；
12.图5是根据本发明构思的实施方式的像素阵列中包括的像素的电路图；
13.图6是根据本发明构思的实施方式的图像传感器中包括的像素的电路图；
14.图7a、图7b、图7c、图7d、图7e、图7f和图7g是用于描述根据本发明构思的实施方式的制造图像传感器的方法的截面图；
15.图8和图9是根据本发明构思的实施方式的图像传感器的像素阵列的平面图；
16.图10是根据本发明构思的实施方式的图像传感器的像素阵列的平面图；
17.图11是包括多相机模块的电子装置的框图；以及
18.图12是图11所示的相机模块的详细框图。
具体实施方式
19.在下文中，将参照附图详细描述本发明构思的实施方式。
20.图1是根据本发明构思的实施方式的数字成像装置10的示例结构的图，其描述了数字成像装置10的自动聚焦(af)功能的性能。
21.根据本发明构思的实施方式的数字成像装置10可以包括相机11、图像传感器100和处理器12。数字成像装置10可以具有聚焦检测功能。
22.数字成像装置10的所有操作可以由处理器12控制。处理器12可以向透镜驱动器11_2、孔径驱动器11_4和控制器120提供控制信号，用于各个部件的操作。
23.作为被配置为接收光的部件，相机11可以包括透镜11_1、透镜驱动器11_2、孔径11_3和孔径驱动器11_4。透镜11_1可以包括多个透镜。
24.透镜驱动器11_2可以与处理器12交换关于聚焦检测的信息，并且可以根据处理器12提供的控制信号来调节透镜11_1的位置。透镜驱动器11_2可以在与客体20的距离增大或减小的方向上移动透镜11_1。通过这样做，可以调节透镜11_1和客体20之间的距离。根据透镜11_1的位置，对客体20的聚焦可以是准确的或者可以是模糊的。
25.例如，当透镜11_1和客体20之间的距离相对小时，透镜11_1可以偏离合焦位置，这是为了将焦点调节到客体20上，并且由图像传感器100捕获的图像之间可能出现相位差。基于处理器12提供的控制信号，透镜驱动器11_2可以在与客体20的距离增大的方向上移动透镜11_1。
26.替代地，当透镜11_1和客体20之间的距离相对大时，透镜11_1可以偏离合焦位置，并且图像传感器100捕获的图像之间可能出现相位差。基于处理器12提供的控制信号，透镜驱动器11_2可以在与客体20的距离减小的方向上移动透镜11_1。
27.图像传感器100可以将入射光转换成图像信号。图像传感器100可以包括像素阵列110、控制器120和信号处理器130。透过透镜11_1和孔径11_3的光学信号可以在像素阵列110的光接收表面处形成对象的图像。
28.像素阵列110可以包括将光学信号转换为电信号的互补金属氧化物半导体图像传感器(csi)。诸如像素阵列110的灵敏度的特性可以由控制器120调节。像素阵列110可以包括将光学信号转换为电信号的多个像素。所述多个像素可以各自根据感测到的光的强度生成像素信号。
29.图像传感器100可以向处理器12提供图像信息，并且处理器12可以通过使用图像
信息来执行相位差计算。例如，处理器12可以通过从信号处理器130接收根据在第一af像素中生成的像素信号的图像信息和根据在第二af像素中生成的像素信号的图像信息来执行相位差计算，并且相位差计算的结果可以通过对图像信息执行关联运算而被获取。处理器12可以获取合焦位置、聚焦方向或客体20和图像传感器100之间的距离等作为相位差计算的结果。基于相位差计算的结果，处理器12可以向透镜驱动器11_2输出控制信号以移动透镜11_1的位置。
30.处理器12可以降低输入信号的噪声并执行用于图像质量改善的图像信号处理，例如伽马校正、滤色器阵列插值、颜色矩阵校正、颜色校正、颜色增强等。此外，处理器12可以通过对通过执行用于图像质量改善的图像信号处理而生成的图像数据执行压缩处理来生成图像文件，或替代地，可以从图像文件恢复图像数据。
31.图2是根据本发明构思的实施方式的图像传感器100的配置的框图。
32.参照图2，图像传感器100可以包括像素阵列110、控制器120、信号处理器130、行驱动器140和信号读出电路150。信号读出电路150可以包括相关双采样器(cds)151、模数转换器(adc)153和缓冲器155。
33.像素阵列110可以包括将光学信号转换为电信号的多个像素px。多个像素px可以根据感测到的光的强度分别生成像素信号。多个像素px可以包括被配置为执行成像功能的多个普通像素npx，并且还可以包括被配置为执行af功能或距离测量功能的多个af像素afpx。当不执行af功能时，af像素afpx可以像普通像素npx一样生成用于成像的像素信号。在这种情况下，af像素afpx可以包括在第一方向(例如，图4所示的x方向)或第二方向(例如，图4所示的y方向)上彼此相邻的第一af像素和第二af像素。
34.在根据本发明构思的图像传感器100中，形成在普通像素npx中的普通微透镜可以具有与形成在af像素afpx中的af微透镜的形状不同的形状。例如，形成在af像素afpx中的af微透镜在垂直方向上的第一高度可以大于形成在普通像素npx中的普通微透镜在垂直方向上的第二高度。普通微透镜和af微透镜均考虑到其焦距而形成，因此，普通像素npx的光接收焦点和af像素afpx的光接收焦点可以分别形成在普通像素npx的光电检测区和af像素afpx的光电检测区中。因此，可以同时优化普通像素npx和af像素afpx的性能。
35.普通像素npx和af像素afpx可以分别通过分别对应于普通像素npx和af像素afpx的第一列输出线clo_0至第n列输出线clo_n-1向cds151输出信号。根据实施方式，在af模式下，从af像素afpx输出的像素信号可以包括用于计算相位差的相位信号。相位信号可以包括关于形成在图像传感器100上的图像的位置的信息，并且透镜(例如，图1所示的透镜11_1)的合焦位置可以基于计算出的相位差来计算。例如，透镜11_1的在此处相位差为0的位置可以是合焦位置。
36.相位信号不仅可以具有聚焦在客体上的功能，而且可以用于测量客体(例如，图1中的客体20)和图像传感器100之间的距离。为了测量客体20和图像传感器100之间的距离，可以参照附加信息，诸如形成在图像传感器100上的图像之间的相位差、透镜11_1和图像传感器100之间的距离、透镜11_1的尺寸、透镜11_1的合焦位置等。
37.控制器120可以控制行驱动器140驱动像素阵列110吸收光并累积电荷，临时存储所累积的电荷，以及根据所存储的电荷将电信号输出到像素阵列110外部。此外，控制器120可以控制信号读出电路150测量由像素阵列110提供的像素信号的电平。
38.行驱动器140可以生成信号(即，复位控制信号rs、传输控制信号ts和选择信号sels)以控制像素阵列110，并且可以将信号提供给多个像素px。在实施方式中，行驱动器140可以确定复位控制信号rs、传输控制信号ts和选择信号sels的激活定时和去激活定时，该选择信号sels被提供给af像素afpx以执行af功能或距离测量功能。
39.cds 151可以采样并保持由像素阵列110提供的像素信号。cds 151可以针对噪声电平和根据像素信号的电平执行双采样，从而输出与其间的差值对应的电平。此外，cds 151可以接收由斜坡信号发生器157生成的斜坡信号的输入，将像素信号与斜坡信号进行比较，并输出比较结果。adc 153可以将与从cds 151接收的电平对应的模拟信号转换为数字信号。缓冲器155可以锁存数字信号，并且锁存的信号可以依次输出到信号处理器130或图像传感器100的外部。
40.信号处理器130可以基于从多个像素px输出的像素信号来执行信号处理。例如，信号处理器130可以执行降噪处理、增益调节处理、波形整形处理、插值处理、白平衡处理、伽马处理、边缘增强处理等。此外，信号处理器130可以基于在af操作期间从af像素afpx输出的相位信号来执行信号处理，并且可以将信号处理过的信息输出到处理器12，从而允许处理器12执行用于af操作的相位差计算。在实施方式中，信号处理器130也可以被提供在图像传感器100外部的处理器(即，图1所示的处理器12)中。
41.图3是根据本发明构思的实施方式的图像传感器100的像素阵列110a的平面图，作为图2所示的像素阵列110的至少一部分的示例。图4是根据本发明构思的实施方式的图像传感器100的像素阵列110a的截面图，其是沿着图3所示的i-i'截取的截面。
42.参照图3，像素阵列110a可以包括在第一方向x和第二方向y上布置的多个像素npx、afpx1和afpx2。第一方向x和第二方向y可以是与其上形成像素阵列110a的半导体衬底平行的方向。多个像素npx、afpx1和afpx2可以包括多个普通像素npx，并且可以包括作为af像素afpx的第一af像素afpx1和第二af像素afpx2。
43.在多个普通像素px的每个中，可以形成对应的普通微透镜mln。因此，与af微透镜mlaf相比，普通微透镜mln可以相对接近圆形。
44.第一af像素afpx1和第二af像素afpx2可以在第一方向x上彼此平行，并且af微透镜mlaf可以形成在第一af像素afpx1和第二af像素afpx2上。af微透镜mlaf可以将入射在像素阵列110a上的光折射到第一af像素afpx1和第二af像素afpx2中的每个的光电检测区pda。
45.af微透镜mlaf可以具有其中在第二方向y上的宽度小于在第一方向x上的宽度的椭圆形状。因为af微透镜mlaf形成在第一af像素afpxl和第二af像素中afpx2中，所以由于af微透镜mlaf的形状和折射率，第一af像素afpx1和第二af像素afpx2可以分别输出不同的相位信号。通过使用分别从第一af像素afpx1和第二af像素afpx2输出的相位信号，图像传感器100可以在第一方向x上执行af功能。
46.尽管参照图3描述了第一af像素afpx1和第二af像素afpx2在第一方向x上彼此平行的示例，但是根据本发明构思的图像传感器100不限于此，第一af像素afpx1和第二af像素afpx2也可以在第二方向y上彼此平行。在这种情况下，af微透镜mlaf可以具有其中在第二方向y上的宽度大于在第一方向x上的宽度的椭圆形状，并且通过使用分别从第一af像素afpx1和第二af像素afpx2输出的相位信号，图像传感器100可以在第二方向y上执行af功
能。
47.在实施方式中，除了第二af像素afpx2以外，第一af像素afpx1可以与普通像素npx相邻。例如，第一af像素afpx1可以在第二方向y和与第二方向y相反的方向上与普通像素npx相邻。此外，在实施方式中，除了第一af像素afpx1以外，第二af像素afpx2可以与普通像素npx相邻。例如，第二af像素afpx2可以在第二方向y和与第二方向y相反的方向上与普通像素npx相邻。
48.在实施方式中，在第二方向y上与第一af像素afpx1相邻的普通像素npx中形成的滤色器(即，蓝色滤色器bf)和在第二方向y上与第二af像素afpx2相邻的普通像素npx中形成的滤色器(即，绿色滤色器gf)可以彼此不同。替代地，在实施方式中，在与第二方向y相反的方向上与第一afpx像素相邻的普通像素npx中形成的滤色器(即，绿色滤色器gf)和在与第二方向y相反的方向上与第二af像素afpx2相邻的普通像素npx中形成的滤色器(即，红色滤色器rf)可以彼此不同。
49.滤色器可以分别形成在多个像素npx、afpx1和afpx2中，使得多个像素npx、afpx1和afpx2可以感测各种颜色。在实施方式中，滤色器可以包括感测红色的红色滤色器rf、感测绿色的绿色滤色器gf和感测蓝色的蓝色滤色器bf。
50.布置成彼此相邻的两行和彼此相邻的两列的其中形成相同滤色器的普通像素npx可以构成一个像素组pg。例如，构成一个像素组pg的第一像素px1、第二像素px2、第三像素px3和第四像素px4可以布置为在两行和两列中彼此相邻，并且相同的绿色滤色器gf可以形成在其中。然而，这是示例，构成一个像素组pg的普通像素npx可以各种各样地布置。
51.在实施方式中，像素阵列110a中的像素组pg可以被布置为对应于拜耳(bayer)图案。然而，这是示例，根据本发明构思的实施方式的像素阵列110a可以包括各种滤色器。例如，滤色器可以包括被配置为感测黄色、青色和品红色的滤色器。替代地，滤色器可以包括被配置为感测白色的滤色器。
52.相同的滤色器可以形成在彼此相邻的第一af像素afpx1和第二af像素afpx2中。例如，绿色滤色器gf可以形成在第一af像素afpx1和第二af像素afpx2中。
53.在实施方式中，当多个像素npx、afpx1和afpx2在像素阵列110a中布置成十六行和十六列时，第一af像素afpx1和第二af像素afpx2中的每个可以布置成四个。然而，这是示例，像素阵列110a中包括的第一af像素afpx1和第二af像素afpx2的比例可以变化。
54.参照图3和图4，可以提供其上形成多个像素npx、apfx1和afpx2的半导体衬底，并且半导体衬底可以具有彼此面对的第一表面ff和第二表面bb。例如，第一表面ff可以是半导体衬底的底表面，第二表面bb可以是半导体衬底的顶表面。电路可以在第一表面ff上，并且光可以入射在第二表面bb上。
55.光电检测区pda可以在半导体衬底中。光电检测区pda可以通过深沟槽隔离部分dti彼此隔离，并且在平面图中，可以在第一方向x(第一水平方向)和第二方向y(第二水平方向)上布置成矩阵的形式。第一水平方向和第二水平方向可以平行于半导体衬底的第二表面bb。光电检测区pda可以分别对应于多个像素npx、afpx1和afpx2，并且分别包括在多个像素npx、afpx1和afpx2中的光电二极管可以形成在光电检测区pda中。
56.深沟槽隔离部分dti可以形成在半导体衬底中。在实施方式中，深沟槽隔离部分dti可以形成为从半导体衬底的第一表面ff延伸到其第二表面bb。例如，深沟槽隔离部分
dti接触第一表面ff的截面中的第一宽度w1可以大于深沟槽隔离部分dti接触第二表面bb的截面中的第二宽度w2。替代地，在实施方式中，深沟槽隔离部分dti可以形成为在与垂直方向z相反的方向上从半导体衬底的第二表面bb延伸到其第一表面ff，并且第一宽度w1可以小于第二宽度w2。深沟槽隔离部分dti的形状和制造工艺可以被各种各样地配置。
57.深沟槽隔离部分dti可以包括具有比半导体衬底的折射率低的折射率的绝缘材料。例如，深沟槽隔离部分dti可以包括硅氧化物、硅氮化物、无掺杂的多晶硅、空气或其组合。深沟槽隔离部分dti可以折射入射在每个光电检测区pda上的入射光。
58.绝缘层il和滤色器(即，绿色滤色器gf、红色滤色器rf和蓝色滤色器bf)可以在半导体衬底的第二表面bb上，普通微透镜mln和af微透镜mlaf之一可以在绿色滤色器gf、红色滤色器rf和蓝色滤色器bf上。普通微透镜mln可以在其上形成普通像素npx的半导体衬底的第二表面bb上，af微透镜mlaf可以在其上形成第一af像素afpx1和第二af像素afpx2的半导体衬底的第二表面bb上。在实施方式中，普通微透镜mln和af微透镜mlaf可以包括聚合物。
59.在实施方式中，af微透镜mlaf在垂直方向z上的第一高度h1可以不同于普通微透镜mln在垂直方向z上的高度h2。例如，af微透镜mlaf的第一高度h1可以大于普通微透镜mln的第二高度h2。
60.由于普通微透镜mln在一个普通像素npx上并且af微透镜mlaf在两个af像素afpx1和afpx2上，因此可能出现普通微透镜mln和af微透镜mlaf之间在水平方向上的形状差异。af微透镜mlaf在水平方向上的面积可以大于普通微透镜mln在水平方向上的面积。因此，通过将af微透镜mlaf的第一高度h1形成为大于普通微透镜mln的第二高度h2，普通像素npx的光接收焦点以及af像素afpx1和afpx2的光接收焦点可以分别形成在普通像素npx的光电检测区pda以及af像素afpx1和afpx2的光电检测区pda中。因此，可以同时优化普通像素npx的性能以及af像素afpx1和afpx2的性能。
61.保护层pl可以形成在普通微透镜mln和af微透镜mlaf上。保护层pl可以形成为保护普通微透镜mln和af微透镜mlaf，并且在实施方式中，保护层pl可以包括氧化物。
62.在实施方式中，保护层pl可以不形成在普通微透镜mln和af微透镜mlaf中。例如，普通微透镜mln和af微透镜mlaf的每个中可以不包括氧化物膜。即，af微透镜mlaf可以在其中不形成有其他层，并且可以在垂直方向z上由相同的材料连续地形成。
63.图5是根据本发明构思的实施方式的像素阵列中包括的像素px的电路图。
64.参照图5，像素px(例如，普通像素npx和af像素afpx之一)可以包括光电二极管pd、传输晶体管tx、选择晶体管sx、源极跟随器sf和复位晶体管rx。与图5所示不同，可以省略传输晶体管tx、选择晶体管sx、源极跟随器sf和复位晶体管rx中的任何一个或任何组合。
65.光电二极管pd可以产生根据光的强度而改变的光电荷。例如，作为p-n结二极管的光电二极管pd可以产生与入射光的量成比例的电荷，即电子(负电荷)和空穴(正电荷)。作为光电转换元件的示例，光电二极管pd可以包括光电晶体管、光电门和钉扎光电二极管(ppd)中的任何一个或任何组合。
66.传输晶体管tx可以响应于传输控制信号(例如，图2中的传输控制信号ts之一)将产生的光电荷传输到浮置扩散区fd。当传输晶体管tx导通时，光电二极管pd产生的光电荷可以传输到浮置扩散区fd，并且可以累积和存储在浮置扩散区fd中。
67.复位晶体管rx可以周期性地复位浮置扩散区fd中累积的光电荷。复位晶体管rx的
第一端可以连接到浮置扩散区fd，第二端可以连接到电源电压vpix。当复位晶体管rx响应于复位控制信号(例如，图2中的复位控制信号rs之一)导通时，连接到复位晶体管rx的电源电压vpix可以传送到浮置扩散区fd。当复位晶体管rx导通时，浮置扩散区df中累积的光电荷可以被释放，并且浮置扩散区fd可以被复位。
68.源极跟随器可以根据浮置扩散区fd中累积的光电荷的量来控制。作为缓冲放大器的源极跟随器sf可以根据浮置扩散区fd中所充的电荷来缓冲信号。源极跟随器sf可以放大浮置扩散区fd中的电位变化，并通过列输出线(例如，第一列输出线clo_0至第n列输出线clo_n-1之一)输出电位变化作为像素信号vout。
69.选择晶体管sx连接到源极跟随器sf，并且可以响应于选择信号(例如，图2中的选择信号sels之一)通过第一列输出线clo_0将像素信号vout输出到cds(例如，图2中的cds 151)。
70.图6是根据本发明构思的实施方式的图像传感器100中包括的像素的电路图，作为图3所示的像素阵列110a中包括的像素组的示例。
71.参照图3和图6，其中形成有相同滤色器并在第一方向x和第二方向y上彼此相邻的像素(例如，第一像素px1、第二像素px2、第三像素px3和第四像素px4)可以构成共享浮置扩散区fd的像素组pg。尽管为了便于说明，图3将像素组pg示出为其中形成绿色滤色器gf的包括第一像素px1、第二像素px2、第三像素px3和第四像素px4的普通像素npx，共享除了绿色滤色器gf以外的滤色器(例如，红色滤色器rf和蓝色滤色器bf之一)的多个像素可以形成一个像素组pg。此外，一个像素组pg中包括的像素数量可以不同，并且af像素afpx也可以构成一个像素组pg。
72.像素组pg可以包括多个光电二极管pd1至pd4、多个传输晶体管tx1至tx4、选择晶体管sx、源极跟随器sf和复位晶体管rx。在实施方式中，可以省略选择晶体管sx、源极跟随器sf和复位晶体管rx中的任何一个或任何组合。
73.光电二极管pd1至pd4中的每个可以产生根据光的强度而改变的光电荷。响应于传输控制信号(例如，传输控制信号ts)，传输晶体管tx1至tx4可以各自将产生的光电荷传输到浮置扩散区fd。产生的光电荷可以累积并存储在浮置扩散区fd中。
74.构成像素组pg的像素px1至px4中的每个可以包括对应的光电二极管(例如，光电二极管pd1至pd4之一)，并且可以包括对应的传输晶体管tx1至tx4。例如，构成像素组pg的第一像素px1可以包括第一光电二极管pd1和第一传输晶体管tx1，第二像素px2可以包括第二光电二极管pd2和第二传输晶体管tx2，第三像素px3可以包括第三光电二极管pd3和第三传输晶体管tx3，第四像素px4可以包括第四光电二极管pd4和第四传输晶体管tx4。
75.构成像素组pg的像素px1至px4可以共享一个浮置扩散区fd。像素组pg的共享不仅可以包括通过多个光电二极管pd1至pd4共享一个浮置扩散区fd，也可以包括共享除了传输晶体管tx1至tx4以外的晶体管rx、sf和sx。因此，在各个光电二极管pd1至pd4中产生的光电荷可以全部累积在共享的浮置扩散区fd中。
76.图7a、图7b、图7c、图7d、图7e、图7f和图7g是用于描述根据本发明构思的实施方式的制造图像传感器100的方法的截面图，其是与沿着图3所示的i-i'切割的截面对应的图。在关于图7a至图7g的描述中，可以省略关于与图3和图4的附图标记相同的附图标记的重复描述。
77.参照图7a，透镜层ll可以形成在半导体衬底的第二表面bb上并覆盖滤色器gf和bf的顶表面。在实施方式中，透镜层ll可以包括聚合物，并且例如，透镜层ll可以使用有机材料(例如，光致抗蚀剂材料)或热固性树脂通过旋涂工艺形成。
78.第一光致抗蚀剂膜pr1可以形成在透镜层ll上。第一光致抗蚀剂膜pr1可以由对应于各个普通像素npx的图案形成，并且第一光致抗蚀剂膜pr1可以在第一af像素afpx1和第二af像素afpx2上由一个相同的图案形成。第一光致抗蚀剂膜pr1的图案可以在其间形成有间隙。
79.参照图7a和图7b，可以执行对第一光致抗蚀剂膜pr1的回流工艺，并且随着第一光致抗蚀剂膜pr1的形状改变，第一虚设透镜dl1可以形成为凸半球形状。
80.参照图7b和图7c，可以通过其中第一虚设透镜dl1作为蚀刻掩模的蚀刻工艺来蚀刻透镜层ll的一部分，并且可以形成微透镜图案lp。微透镜图案lp可以通过借助第一虚设透镜dl1的转录蚀刻工艺形成在透镜层ll中，并且可以通过其中第一虚设透镜dl1用作蚀刻掩模的湿回蚀刻工艺形成。湿蚀刻工艺可以是其中绿色滤色器gf、红色滤色器rf和蓝色滤色器bf不被损坏的蚀刻化学工艺。
81.由于执行蚀刻工艺使得第一虚设透镜dl1的形状被转录到透镜层ll，因此可以形成凸透镜形状的微透镜图案lp。用于形成微透镜图案lp的透镜层ll的蚀刻可以被执行直到构成第一虚设透镜dl1的光致抗蚀剂被完全蚀刻。
82.参照图7c和图7d，可以在微透镜图案lp上形成第二光致抗蚀剂膜pr2。第二光致抗蚀剂膜pr2可以形成为第一af像素afpx1和第二af像素afpx2上的公共图案。即，第二光致抗蚀剂膜pr2可以形成在第一af像素afpx1和第二af像素afpx2上，并且可以不形成在普通像素npx上。
83.参照图7d和图7e，可以执行对第二光致抗蚀剂膜pr2的回流工艺，并且随着第二光致抗蚀剂膜pr2的形状改变，第二虚设透镜dl2可以每个形成为凸半球形状。
84.参照图7e和图7f，可以通过其中第二虚设透镜dl2用作蚀刻掩模的蚀刻工艺来蚀刻微透镜图案lp的一部分，并且可以形成普通微透镜mln和af微透镜mlaf。普通微透镜mln和af微透镜mlaf可以通过借助第二虚设透镜dl2的转录蚀刻工艺和其中第二虚设透镜dl2用作蚀刻掩模的湿回蚀刻工艺形成。
85.由于执行蚀刻工艺使得第二虚设透镜dl2的形状被转录在微透镜图案lp上，因此af微透镜mlaf在垂直方向z上的第一高度(例如，图4中的第一高度h1)可以形成为大于普通微透镜mln在垂直方向z上的第二高度(例如，图4中的第二高度h2)。可以执行微透镜图案lp的蚀刻以形成普通微透镜mln和af微透镜mlaf，直到构成第二虚设透镜dl2的光致抗蚀剂被完全蚀刻。
86.参照图7g，保护层pl可以沉积在普通微透镜mln和af微透镜mlaf上。例如，保护层pl可以包括氧化物。
87.在根据本发明构思的制造图像传感器的方法中，可以对透镜层ll执行两次光工艺以制造普通微透镜mln和af微透镜mlaf。可以执行对透镜层ll的第一光工艺以制造如参照图7a至图7c描述的普通微透镜mln和af微透镜mlaf的形状，并且可以执行对透镜层ll的第二光工艺以制造如参照图7d至图7f描述的普通微透镜mln和af微透镜mlaf的形状。因此，在根据本发明构思的图像传感器中，考虑到焦距，可以不同地形成普通像素npx中形成的普通
微透镜mln和af像素afpx中形成的af微透镜mlaf的垂直高度。普通像素npx和af像素afpx对于入射在图像传感器上的光的光接收焦点可以分别形成在普通像素npx的光电检测区pda和af像素afpx的光电检测区pda中。因此，可以同时优化普通像素npx和af像素afpx的性能。
88.图8和图9是根据本发明构思的实施方式的图像传感器100的像素阵列110b和110c的图，作为图2所示的像素阵列110的至少一部分的示例。在关于图8和图9的描述中，可以省略关于与图3的附图标记相同的附图标记的重复描述。
89.参照图8，像素阵列110b可以包括在第一方向x和第二方向y上布置的多个像素npx、afpx1b和afpx2b。多个像素npx、afpx1b和afpx2b可以包括多个普通像素npx，并且可以包括作为af像素afpx的第一af像素afpx1b和第二af像素afpx2b。
90.第一af像素afpx1b和第二af像素afpx2b可以在第一方向x上彼此相邻，或者可以在第二方向y上彼此相邻。第一af像素afpx1b和第二af像素afpx2b可以共享一个af微透镜mlaf。即，一个af微透镜mlaf可以形成在第一af像素afpx1b和第二af像素afpx2b上。
91.相同的滤色器可以形成在彼此相邻的第一af像素afpx1b和第二af像素afpx2b中。例如，白色滤色器wf可以形成在第一af像素afpx1b和第二af像素afpx2b中。
92.参照图9，像素阵列110c可以包括在第一方向x和第二方向y上布置的多个像素npx和afpx1c至afpx4c。多个像素npx和afpx1c至afpx4c可以包括多个普通像素npx，并且可以包括作为af像素afpx的第一af像素afpx1c至第四af像素afpx4c。
93.第一af像素afpx1c和第二af像素afpx2c可以在第一方向x上平行布置，并且第一af像素afpx1c和第二af像素afpx2c可以共享第一af微透镜mlaf1。即，一个第一af微透镜mlaf1可以形成在第一af像素afpx1c和第二af像素afpx2c上。第一af微透镜mlaf1可以将入射在像素阵列110c上的光折射到第一af像素afpx1c和第二af像素afpx2c中的每个的光电检测区pda。
94.第三af像素afpx3c和第四af像素afpx4c可以在第一方向x上彼此平行，并且可以共享第二af微透镜mlaf2。即，一个第二af微透镜mlaf2可以形成在第三af像素afpx3c和第四af像素afpx4c上。第二af微透镜mlaf2可以将入射在像素阵列110c上的光折射到第三af像素afpx3c和第四af像素afpx4c中的每个的光电检测区。
95.在实施方式中，第一af像素afpx1c可以与第三af像素afpx3c相邻，并且第二af像素afpx2c可以与第四af像素afpx4c相邻。例如，第一af像素afpx1c和第三像素afpx3c可以在第二方向y上彼此相邻，并且第二af像素afpx2c和第四像素afpx4c可以在第二方向y上彼此相邻。
96.第一af微透镜mlaf1和第二微透镜mlaf2可以各自具有其中在第二方向y上的宽度小于在第一方向x上的宽度的椭圆形状。由于第一af微透镜mlaf1和第二af微透镜mlaf2的形状和折射率，通过使用从第一af像素afpx1c至第四af像素afpx4c输出的相位信号，图像传感器可以在第一方向x上执行af功能。
97.在实施方式中，第一af微透镜mlaf1和第二af微透镜mlaf2在垂直方向上的第一高度可以大于普通微透镜mln的第二高度。因此，第一af微透镜mlaf1和第二af微透镜mlaf2可以将入射光折射到第一af像素afpx1c至第四afp像素afpx4c中的每个的光电检测区。
98.相同的滤色器可以形成在沿第一方向x彼此相邻的第一af像素afpx1c和第二af像素afpx2c中，并且相同的滤色器可以形成在沿第一方向x彼此相邻的第三af像素afpx3c和
第四af像素afpx4c中。在实施方式中，绿色滤色器gf可以形成在第一像素afpx1c至第四af像素afpx4c中。替代地，例如，白色滤色器可以形成在第一af像素afpx1c至第四af像素afpx4c中。然而，这是示例，可以各种各样地改变形成在第一af像素afpx1c至第四af像素afpx4c中的滤色器。
99.例如，当多个像素npx和afpx1c至afpx4c在像素阵列110c中布置成十六行和十六列时，可以布置总共八个af像素afpxs。例如，当在像素阵列110c中布置多个像素npx和afpx1c至afpxc4c时，可以布置第一af像素afpx1c至第四af像素afpx4c中的每两个。然而，这是示例，可以各种各样地配置像素阵列110c中包括的af像素afpx的比例。
100.图10是根据本发明构思的实施方式的图像传感器100的像素阵列110d的平面图，作为图2所示的像素阵列110的至少一部分的示例。在关于图10的描述中，可以省略与图3的附图标记相同的附图标记的重复描述。
101.参照图10，像素阵列110d可以包括在第一方向x和第二方向y上布置的多个像素npxd、afpx1d至afpx4d。多个像素npxd和afpx1d至afpx4d可以包括多个普通像素npxd，并且可以包括作为af像素afpx的第一af像素afpx1d至第四af像素afpx4d。
102.第一af像素afpx1d和第二af像素afpx2d可以在第一方向x上彼此相邻，并且第一af像素afpx1d和第二af像素afpx2d可以共享第一af微透镜mlaf1。第三af像素afpx3d和第四af像素afpx4d可以在第一方向x上彼此相邻，并且第三af像素afpx3d和第四像素afpx4d可以共享第二af微透镜mlaf2。
103.在实施方式中，第一af像素afpx1d可以与第三af像素afpx3d相邻，并且第二af像素afpx2d可以与第四像素afpx4d相邻。例如，第一af像素afpx1d和第三af像素afpx3d可以在第二方向y上彼此相邻，并且第二af像素afpx2d和第四像素afpx4d可以在第二方向y上彼此相邻。
104.第一af微透镜mlaf1和第二af微透镜mlaf2可以各自具有其中在第二方向y上的宽度小于在第一方向x上的宽度的椭圆形状。由于第一af微透镜mlaf1和第二af微透镜mlaf2的形状和折射率，通过使用从第一af像素afpx1d至第四af像素afpx4d输出的相位信号，图像传感器可以在第一方向x上执行af功能。
105.在实施方式中，第一af微透镜mlaf1和第二af微透镜mlaf2在垂直方向上的第一高度可以大于普通微透镜mln在垂直方向上的第二高度。因此，第一af微透镜mlaf1和第二af微透镜mlaf2可以将入射光折射到第一af像素afpx1d至第四af像素afpx4d中的每个的光电检测区pda。
106.相同的滤色器可以形成在沿第一方向x彼此相邻的第一af像素afpx1d和第二af像素afpx2d中，并且相同的滤色器可以形成在沿第一方向x彼此相邻的第三af像素afpx3d和第四af像素afpx4d中。在实施方式中，绿色滤色器gf可以形成在第一af像素afpx1d至第四af像素afpx4d中。替代地，例如，白色滤色器可以形成在第一af像素afpx1d至第四af像素afpx4d中。然而，这是示例，可以各种各样地修改形成在第一af像素afpx1c至第四af像素afpx4d中的滤色器。
107.在实施方式中，当多个像素npxd、afpx1d至afpx4d布置成十二行和十二列时，af像素afpx可以布置成总数为四个。例如，当多个像素npxd、afpx1d至afpx4d在像素阵列110c中布置成十二行和十二列时，第一af像素afpx1d至第四af像素afpx4d中的每个可以布置成数
量为一。然而，这是示例，可以各种各样地配置像素阵列110c中包括的af像素afpx的比例。
108.其中形成相同滤色器的布置成彼此相邻的三行和三列的普通像素npxd可以构成一个像素组pgd。例如，构成一个像素组pgd的第一像素px1d至第九像素px9d彼此布置成三行和三列，并且可以在其中形成相同的绿色滤色器gf。然而，这是实施方式，可以各种各样地布置构成一个像素组pgd的普通像素npxd，并且可以在其中布置绿色滤色器gf、红色滤色器rf和蓝色滤色器bf当中的一个对应的滤色器。
109.在实施方式中，每个像素组pgd可以布置在像素阵列110d中以对应于拜耳图案，并且可以包括例如绿色滤色器gf、红色滤色器rf和蓝色滤色器bf当中对应的滤色器。然而，这是实施方式，根据本发明构思的实施方式的像素阵列110d可以包括各种滤色器。
110.在实施方式中，一个像素组pgd中包括的普通像素npxd可以共享浮置扩散区(例如，图6中的浮置扩散区fd)，并且还可以共享选择晶体管(例如，图6中的选择晶体管sx)、源极跟随器(例如，图6中的源极跟随器sf)和复位晶体管(例如，图6中的复位晶体管rx)。替代地，在实施方式中，一个像素组pgd中包括的普通像素npxd可以不共享浮置扩散区fd并且分别各自包括单独的浮置扩散区fd。
111.图11是包括多相机模块的电子装置1000的框图。图12是图11所示的相机模块的详细框图。尽管在图12中描述了相机模块1100b的详细配置，但是根据实施方式，以下描述也可以应用于其他相机模块1100a和1100c。
112.参照图11，电子装置1000可以包括相机模块组1100、应用处理器、电力管理集成电路(pmic)1300和外部存储器1400。相机模块组1100可以包括多个相机模块1100a、1100b、和1100c。尽管图11示出了布置三个相机模块1100a、1100b和1100c的实施方式，但实施方式不限于此。
113.参照图11和图12，相机模块1100b可以包括棱镜1105、光路折叠元件(在下文中称为“opfe”)1110、致动器1130、图像感测装置1140和存储1150。
114.包括由光反射材料形成的反射面1107的棱镜1105可以改变从外部入射的光l的路径。opfe 1110可以包括例如构造成m(其中m是自然数)个组的光学透镜。致动器1130可以将opfe 1110或光学透镜(在下文中称为光学透镜)移动到一位置。
115.图像感测装置1140可以包括图像传感器1142、控制逻辑1144和存储器1146。图像传感器1142可以通过使用经由光学透镜提供的光l来感测感测客体的图像。图像传感器1142可以是参照图1和图2描述的图像传感器100，并且可以包括参照图3至图10描述的像素阵列110、110a、110b、110c和110d。
116.控制逻辑1144可以控制相机模块1100b的所有操作。例如，控制逻辑1144可以响应于通过控制信号线cslb提供的控制信号来控制相机模块1100b的操作。
117.在实施方式中，多个相机模块1100a、1100b和1100c当中的相机模块(例如，相机模块1100b)可以是具有折叠透镜形状的相机模块，其包括上述棱镜1105和opfe 1110，其他相机模块(例如，相机模块1100a和1100c)可以是其中不包括棱镜1105和opfe 1110的具有垂直形状的相机模块，但实施方式不限于此。
118.在实施方式中，多个相机模块1100a、1100b和1100c当中的相机模块(例如，相机模块1100c)可以包括例如具有垂直深度的深度相机，其通过使用红外线(ir)提取深度信息。在这种情况下，应用处理器1200可以通过合并从深度相机提供的图像数据值和从另一相机
模块(例如，相机模块1100a或1100b)提供的图像数据值来生成三维(3d)图像深度。
119.在实施方式中，多个相机模块1100a、1100b和1100c当中的至少两个相机模块(例如，相机模块1100a和1100b)可以具有不同的视场。在这种情况下，多个相机模块1100a、1100b和1100c当中的至少两个相机模块(例如，相机模块1100a和1100b)的光学透镜可以彼此不同，但是实施方式不限于此。
120.此外，在实施方式中，多个相机模块1100a、1100b和1100c的视场可以彼此不同。在这种情况下，分别包括在多个相机模块1100a、1100b和1100c中的光学透镜可以彼此不同，但是实施方式不限于此。
121.在实施方式中，多个相机模块1100a、1100b和1100c可以彼此物理分离。即，一个图像传感器1142的感测区域不被多个相机模块1100a、1100b和1100c划分使用，并且图像传感器1142可以单独地布置在多个相机模块1100a、1100b和1100c的每个中。
122.再次参照图11，应用处理器1200可以包括图像处理装置1210、存储器控制器1220和内部存储器1230。应用处理器1200可以与多个相机模块1100a、1100b和1100c分离地实现。例如，应用处理器1200以及多个相机模块1100a、1100b和1100c可以彼此分离地实现为分离的半导体芯片。
123.图像处理装置1210可以包括多个子图像处理器1212a、1212b和1212c、图像生成器1214以及相机模块控制器1216。
124.图像处理装置1210可以包括与多个相机模块1100a、1100b和1100c的数量对应的数量的多个子图像处理器1212a、1212b和1212c。
125.分别由相机模块1100a、1100b和1100c生成的图像数据值可以通过彼此分离的图像信号线isla、islb和islc提供给对应的子图像处理器1212a、1212b和1212c。例如，相机模块1100a提供的图像数据值可以通过图像信号线isla提供给子图像处理器1212a，相机模块1100b提供的图像数据值可以通过图像信号线islb提供给子图像处理器1212b，相机模块1100c提供的图像数据值可以通过图像信号线islc提供给子图像处理器1212c。例如，可以通过使用基于移动产业处理器接口(mipi)的相机串行接口(csi)来执行图像数据值的传输，但是实施方式不限于此。
126.提供给子图像处理器1212a、1212b和1212c的图像数据值可以提供给图像生成器1214。图像生成器1214可以根据图像生成信息或模式信号通过使用由子图像处理器1212a、1212b和1212c中的每个提供的图像数据来生成输出图像。
127.详细地，图像生成器1214可以根据图像生成信息或模式信号通过合并从具有不同视场的相机模块1100a、1100b和1100c生成的图像数据值中的至少一些来生成输出图像。此外，图像生成器1214可以根据图像生成信息或模式信号通过选择从具有不同视场的相机模块1100a、1100b和1100c生成的图像数据值中的任何一个来生成输出图像。
128.相机模块控制器1216可以向相机模块1100a、1100b和1100c中的每个提供控制信号。由相机模块控制器1216生成的控制信号可以通过彼此分离的控制信号线csla、cslb和cslc提供给对应的相机模块1100a、1100b和1100c。
129.应用处理器1200可以将接收到的图像数据值(即，编码后的数据)存储在内部存储器1230或应用处理器1200外部的外部存储器1400中，然后，可以从内部存储器1230或外部存储器1400读取和解码编码后的数据并显示基于解码后的图像值生成的图像。例如，图像
处理装置1210的多个子图像处理器1212a、1212b和1212c当中的对应的子处理器可以执行解码，并且还可以针对解码后的图像值执行解码。
130.pmic 1300可以向多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每个提供电力(例如，电源电压)。例如，在应用处理器1200的控制下，pmic 1300可以通过电力信号线psla向相机模块1100a提供第一电力，通过电力信号线pslb向相机模块1100b提供第二电力，并通过电力信号线pslc向相机模块1100c提供第三电力。
131.虽然已经参照本发明构思的实施方式示出和描述了本发明构思，但是将理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。
132.本技术基于2020年12月3日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0167829号韩国专利申请并要求其优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全文合并于此。