特許7588120分光フィルタ、ならびにそれを含むイメージセンサ、及び電子装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-13
(45)【発行日】2024-11-21
(54)【発明の名称】分光フィルタ、ならびにそれを含むイメージセンサ、及び電子装置
(51)【国際特許分類】
G02B 5/20 20060101AFI20241114BHJP
G02B 5/26 20060101ALI20241114BHJP
G02B 5/28 20060101ALI20241114BHJP
H01L 27/146 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
G02B5/20 101
G02B5/26
G02B5/28
H01L27/146 D
【請求項の数】
35
(21)【出願番号】P 2022151255
(22)【出願日】2022-09-22
(65)【公開番号】P2023051803
(43)【公開日】2023-04-11
【審査請求日】2022-10-21
(31)【優先権主張番号】10-2021-0130289
(32)【優先日】2021-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0045809
(32)【優先日】2022-04-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】金 孝 哲
(72)【発明者】
【氏名】盧 永 瑾
(72)【発明者】
【氏名】李 在 崇
【審査官】内村 駿介
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００５９７５４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００１６０９１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－２４８３５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６０３１６５３（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１６３００５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００４－２８７１９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０２１－５１９５１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０２６３７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２１／００３３４６６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０３０６２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０９９４８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１２９３２９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－０１００８３９（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／２０－５／２８
Ｈ０１Ｌ ２７／１４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素を含む画素アレイに設けられる分光フィルタであって、第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含み、
前記複数の下部パターン膜は、前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に配置され、
前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層は、同一の金属物質を含み、
前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層のうち少なくとも１層は、poly－Ｓｉをさらに含む、分光フィルタ。
【請求項2】
複数の画素を含む画素アレイに設けられる分光フィルタであって、第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含み、
前記複数の下部パターン膜は、前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に配置され、
前記第２金属反射層の上部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する互いに異なる厚みを有する複数の上部膜をさらに含む、分光フィルタ。
【請求項3】
複数の画素を含む画素アレイに設けられる分光フィルタであって、第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含み、
前記複数の下部パターン膜は、前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に配置され、
前記第１金属反射層の上部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第３パターンを含む複数の上部パターン膜をさらに含む、分光フィルタ。
【請求項4】
複数の画素を含む画素アレイに設けられる分光フィルタであって、第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含み、
前記複数の下部パターン膜は、前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に配置され、
前記第２金属反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させる追加フィルタをさらに含む、分光フィルタ。
【請求項5】
複数の画素を含む画素アレイに設けられる分光フィルタであって、第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含み、
前記複数の下部パターン膜は、前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に配置され、
前記第２金属反射層の一部には、短波長吸収フィルタが設けられ、他の一部には、長波長遮断フィルタが設けられる、分光フィルタ。
【請求項6】
前記複数のキャビティは、同一の厚みを有するように設けられ、前記複数の下部パターン膜は、同一の厚みを有するように設けられる、請求項１～５のいずれかに記載の分光フィルタ。
【請求項7】
前記それぞれのキャビティは、５０ｎｍ～４００ｎｍの厚みを有する、請求項６に記載の分光フィルタ。
【請求項8】
前記それぞれの下部パターン膜は、１００ｎｍ～１，０００ｎｍの厚みを有する、請求項６に記載の分光フィルタ。
【請求項9】
前記複数のキャビティのうち少なくとも一つと、前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、所定の誘電物質を含むスペーサをさらに含む、請求項１～５のいずれかに記載の分光フィルタ。
【請求項10】
前記スペーサは、２０ｎｍ～３００ｎｍの厚みを有する、請求項９に記載の分光フィルタ。
【請求項11】
前記スペーサが設けられていない前記第２金属反射層には、平坦化層が設けられる、請求項９に記載の分光フィルタ。
【請求項12】
前記それぞれのキャビティは、第１誘電体と、前記第１誘電体と異なる屈折率を有し、前記第１パターンを形成する第２誘電体と、を含む、請求項１～５のいずれかに記載の分光フィルタ。
【請求項13】
前記それぞれのキャビティは、エッチング停止層をさらに含む、請求項１２に記載の分光フィルタ。
【請求項14】
前記それぞれの下部パターン膜は、第３誘電体と、前記第３誘電体と異なる屈折率を有し、前記第２パターンを形成する第４誘電体と、を含む、請求項１～５のいずれかに記載の分光フィルタ。
【請求項15】
前記それぞれの下部パターン膜は、エッチング停止層をさらに含む、請求項１４に記載の分光フィルタ。
【請求項16】
前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層は、それぞれＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＷまたはＴｉＮを含む、請求項１に記載の分光フィルタ。
【請求項17】
前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層は、１０ｎｍ～８０ｎｍの厚みを有する、請求項１～５のいずれかに記載の分光フィルタ。
【請求項18】
前記それぞれの上部パターン膜は、１００ｎｍ～１，０００ｎｍの厚みを有する、請求項３に記載の分光フィルタ。
【請求項19】
前記それぞれの上部パターン膜は、第５誘電体と、前記第５誘電体と異なる屈折率を有し、前記第３パターンを形成する第６誘電体と、を含む、請求項３に記載の分光フィルタ。
【請求項20】
前記それぞれの上部パターン膜は、エッチング停止層をさらに含む、請求項３に記載の分光フィルタ。
【請求項21】
前記第２金属反射層の上部に設けられる複数のマイクロレンズ、または複数のナノパターンをさらに含む、請求項１～５のいずれかに記載の分光フィルタ。
【請求項22】
前記追加フィルタは、カラーフィルタまたは広帯域フィルタを含む、請求項４に記載の分光フィルタ。
【請求項23】
複数の画素を含む画素アレイと、前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、
第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含み、
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する互いに異なる厚みを有する複数の上部膜をさらに含む、イメージセンサ。
【請求項24】
複数の画素を含む画素アレイと、前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、
第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含み、
前記分光フィルタは、前記第１金属反射層の上部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第３パターンを含む複数の上部パターン膜をさらに含む、イメージセンサ。
【請求項25】
複数の画素を含む画素アレイと、前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、
第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含み、
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させる追加フィルタをさらに含む、イメージセンサ。
【請求項26】
複数の画素を含む画素アレイと、前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、
第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、
タイミングコントローラ、ロウデコーダ及び出力回路と、を含む、イメージセンサ。
【請求項27】
前記画素アレイは、複数の画素を含み、前記各画素は、駆動回路が内部に設けられた配線層、及び前記配線層に設けられるフォトダイオードを含む、請求項２３～２６のいずれかに記載のイメージセンサ。
【請求項28】
前記複数のキャビティは、同一の厚みを有するように設けられ、前記複数の下部パターン膜は、同一の厚みを有するように設けられる、請求項２３～２６のいずれかに記載のイメージセンサ。
【請求項29】
前記それぞれのキャビティは、５０ｎｍ～４００ｎｍの厚みを有し、前記それぞれの下部パターン膜は、１００ｎｍ～１，０００ｎｍの厚みを有する、請求項２８に記載のイメージセンサ。
【請求項30】
前記分光フィルタは、前記複数のキャビティのうち少なくとも一つと、前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、所定の誘電物質を含むスペーサをさらに含む、請求項２３～２６のいずれかに記載のイメージセンサ。
【請求項31】
前記スペーサは、２０ｎｍ～３００ｎｍの厚みを有する、請求項３０に記載のイメージセンサ。
【請求項32】
前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層は、同一の金属物質を含む、請求項２３～２６のいずれかに記載のイメージセンサ。
【請求項33】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられる複数のマイクロレンズ、または複数のナノパターンをさらに含む、請求項２３～２６のいずれかに記載のイメージセンサ。
【請求項34】
請求項２３～２６のいずれかに記載のイメージセンサを含む、電子装置。
【請求項35】
前記電子装置は、モバイルフォン、スマートフォン、タブレット、スマートタブレット、デジタルカメラ、カムコーダ、ノート型パソコン、テレビ、スマートテレビ、スマート冷蔵庫、保安カメラ、ロボットまたは医療用カメラを含む、請求項３４に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分光フィルタ、ならびにそれを含むイメージセンサ、及び電子装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のイメージセンサは、波長帯域を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の三種類区間のみに分類したが、色表現の正確度および対象体の認識性能の向上のためには、波長帯域をより多くの区間に分ける分光フィルタを具備したイメージセンサの開発が必要である。しかしながら、従来の分光フィルタは、体積が大きく、複雑な光学素子部品によって構成された専用カメラ用として使用され、半導体チップ上に分光フィルタを集積したイメージセンサのモジュール技術は、まだ研究開発段階にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明が解決しようとする課題は、分光フィルタ、ならびにそれを含むイメージセンサ、及び電子装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
一態様において、
第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含む分光フィルタが提供される。
第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含む分光フィルタが提供される。
【0005】
前記複数のキャビティは、同一の厚みを有するように設けられ、前記複数の下部パターン膜は、同一の厚みを有しうる。
【0006】
前記それぞれのキャビティは、５０ｎｍ～４００ｎｍの厚みを有しうる。前記それぞれの下部パターン膜は、１００ｎｍ～１，０００ｎｍの厚みを有しうる。
【0007】
前記複数のキャビティのうち少なくとも一つと、前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、所定の誘電物質を含むスペーサをさらに含むものである。
【0008】
前記スペーサは、２０ｎｍ～３００ｎｍの厚みを有しうる。
【0009】
前記スペーサが設けられていない前記第２金属反射層には、平坦化層が設けられうる。
【0010】
前記それぞれのキャビティは、第１誘電体と、前記第１誘電体と異なる屈折率を有し、前記第１パターンを形成する第２誘電体と、を含むものである。前記それぞれのキャビティは、エッチング停止層（etch stop layer）をさらに含むものである。
【0011】
前記それぞれの下部パターン膜は、第３誘電体と、前記第３誘電体と異なる屈折率を有し、前記第２パターンを形成する第４誘電体と、を含むものである。前記それぞれの下部パターン膜は、エッチング停止層をさらに含むものである。
【0012】
前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層は、同一の金属物質を含むものである。
【0013】
前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層は、それぞれＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＷまたはＴｉＮを含むものである。前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層のうち少なくとも１層は、poly－Ｓｉをさらに含むものである。
【0014】
前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層は、１０ｎｍ～８０ｎｍの厚みを有しうる。
【0015】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する互いに異なる厚みを有する複数の上部膜をさらに含むものである。
【0016】
前記分光フィルタは、前記第１金属反射層の上部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第３パターンを含む複数の上部パターン膜をさらに含むものである。
【0017】
前記それぞれの上部パターン膜は、１００ｎｍ～１，０００ｎｍの厚みを有しうる。
【0018】
前記それぞれの上部パターン膜は、第５誘電体と、前記第５誘電体と異なる屈折率を有し、前記第３パターンを形成する第６誘電体と、を含むものである。前記それぞれの上部パターン膜は、エッチング停止層をさらに含むものである。
【0019】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられる複数のマイクロレンズ、または複数のナノパターンをさらに含むものである。
【0020】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させる追加フィルタをさらに含むものである。
【0021】
前記追加フィルタは、カラーフィルタまたは広帯域フィルタを含むものである。
【0022】
前記第２金属反射層の一部には、短波長吸収フィルタが設けられ、他の一部には、長波長遮断フィルタが設けられうる。
【0023】
他の態様において、
複数の画素を含む画素アレイと、
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、
第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含むイメージセンサが提供される。
複数の画素を含む画素アレイと、
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、
第１金属反射層と、
前記第１金属反射層の上部に設けられる第２金属反射層と、
前記第１金属反射層と前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、互いに異なる中心波長に対応する第１パターンを含む複数のキャビティと、
前記第１金属反射層と前記画素アレイとの間に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第２パターンを含む複数の下部パターン膜と、を含むイメージセンサが提供される。
【0024】
前記画素アレイは、複数の画素を含み、前記各画素は、駆動回路が内部に設けられた配線層、及び前記配線層に設けられるフォトダイオードを含むものである。
【0025】
前記複数のキャビティは、同一の厚みを有するように設けられ、前記複数の下部パターン膜は、同一の厚みを有するようにも設けられる。
【0026】
前記それぞれのキャビティは、５０ｎｍ～４００ｎｍの厚みを有し、前記それぞれの下部パターン膜は、１００ｎｍ～１，０００ｎｍの厚みを有しうる。
【0027】
前記分光フィルタは、前記複数のキャビティのうち少なくとも一つと、前記第２金属反射層との間に設けられるものであり、所定の誘電物質を含むスペーサをさらに含むものである。
【0028】
前記スペーサは、２０ｎｍ～３００ｎｍの厚みを有しうる。
【0029】
前記第１金属反射層及び前記第２金属反射層は、同一の金属物質を含むものである。
【0030】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する互いに異なる厚みを有する複数の上部膜をさらに含むものである。
【0031】
前記分光フィルタは、前記第１金属反射層の上部に設けられるものであり、前記中心波長に対応する第３パターンを含む複数の上部パターン膜をさらに含むものである。
【0032】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられる複数のマイクロレンズ、または複数のナノパターンをさらに含むものである。
【0033】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させる追加フィルタをさらに含むものである。
【0034】
前記イメージセンサは、タイミングコントローラ、ロウデコーダ及び出力回路をさらに含むものである。
【0035】
さらに他の態様において、
前述のイメージセンサを含む電子装置が提供される。
前述のイメージセンサを含む電子装置が提供される。
【0036】
前記電子装置は、モバイルフォン、スマートフォン、タブレット、スマートタブレット、デジタルカメラ、カムコーダ、ノート型パソコン、テレビ、スマートテレビ、スマート冷蔵庫、保安カメラ、ロボットまたは医療用カメラを含むものである。
【発明の効果】
【0037】
本発明によれば、キャビティ及び下部パターン膜を、屈折率が互いに異なる誘電体を利用し、周期的なパターンで形成することにより、キャビティ及び下部パターン膜を同一厚に作製することができ、それにより、分光フィルタの製造工程を単純化させることができる。また、第１金属反射層及び第２金属反射層を１つの金属物質で形成することにより、製造工程をさらに単純化させることができる。
【0038】
ユニットフィルタのうち一部にスペーサを適用し、二次モードの中心波長を、共振器の中心波長として使用することにより、カラーフィルタのような追加フィルタがなくても、広範囲の中心波長を効果的に具現することができる分光フィルタを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】例示的な実施形態によるイメージセンサの断面を概略的に図示した図である。
【図2】例示的な実施形態による分光フィルタの断面を概略的に図示した図である。
【図4】他の例示的な実施形態による分光フィルタを図示した図である。
【図5】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを図示した図である。
【図7A】第１ユニットフィルタ～第８ユニットフィルタの透過スペクトルを図示した図である。
【図9】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを図示した図である。
【図10】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを図示した図である。
【図11】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを図示した図である。
【図12】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを図示した図である。
【図13】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを図示した図である。
【図16】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを図示した図である。
【図17】例示的な実施形態によるイメージセンサのブロック図である。
【図21】例示的な実施形態によるイメージセンサを含む電子装置を概略的に図示したブロック図である。
【図23】例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図面である。
【図24】例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、添付図面を参照し、例示的な実施形態について詳細に説明する。以下の図面において、同一参照符号は、同一構成要素を称し、図面上において、各構成要素の大きさは、説明の明瞭さと便宜さとのために誇張されてもいる。一方、以下で説明される実施形態は、単に例示的なものに過ぎず、そのような実施形態から多様な変形が可能である。
【0041】
以下において、「上部」や「上」と記載されたところは、接触し、直接的に上下左右にあるものだけではなく、非接触で、上下左右にあるものも含む。単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味でない限り、複数の表現を含む。また、ある部分がある構成要素を「含み」とするとき、それは、特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むものであるということを意味する。
【0042】
「前記」の用語、及びそれと指示用語の使用は、単数及び複数のいずれにも該当しうる。方法を構成する段階につき、明白に順序を記載するか、あるいはそれと反する記載がなければ、そのような段階は、適切な順序でもっても実行され、必ずしも記載された順序に限定されるものではない。
【0043】
また、明細書に記載された「…部」、「モジュール」といった用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それらは、ハードウェアまたはソフトウェアによっても具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。
【0044】
図面に図示された構成要素間の線の連結または連結部材は、機能的な連結、及び／または物理的または回路的な連結を例示的に示したものであり、実際の装置においては、代替可能であったり、追加されたりする多様な機能的な連結、物理的な連結または回路連結としても示される。
【0045】
全ての例、または例示的な用語の使用は、単に、技術的思想について詳細に説明するためのものであり、請求範囲によって限定されない以上、そのような例、または例示的な用語によって範囲が限定されるものではない。
【0046】
図１は、例示的な実施形態によるイメージセンサ１０００の断面を概略的に図示したものである。図１に図示されたイメージセンサ１０００は、例えば、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサまたはＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサを含むものである。
【0047】
図１を参照すれば、イメージセンサ１０００は、画素アレイ６５と、該画素アレイ６５上に設けられる共振器構造体８０と、を含むものである。ここで、画素アレイ６５は、二次元的に配列される複数の画素を含むものであり、共振器構造体８０は、複数の画素に対応するように設けられている複数の共振器を含むものである。図１には、画素アレイ６５が４個の画素を含み、共振器構造体８０が４個の共振器を含む場合が例示的に図示されている。
【0048】
画素アレイ６５の各画素は、光電変換素子であるフォトダイオード（photodiode）６２と、該フォトダイオード６２を駆動させるための駆動回路５２と、を含むものである。フォトダイオード６２は、半導体基板６１に埋め込まれるように設けられてもよい。半導体基板６１としては、例えば、シリコン基板が使用されうる。しかしながら、それに限定されるものではない。半導体基板６１の下面には、配線層（wiring layer）５１が設けられ、該配線層５１の内部に、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）のような駆動回路５２が設けられうる。
【0049】
半導体基板６１の上部には、複数の共振器を含む共振器構造体８０が設けられている。各共振器は、所望する特定波長領域の光を透過させるようにも設けられる。各共振器は、互いに離隔されて設けられる第１反射層８１及び第２反射層８２と、第１反射層８１と第２反射層８２との間に設けられるキャビティ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄと、を含むものである。第１反射層８１及び第２反射層８２のそれぞれは、例えば、金属反射層またはブラッグ反射層を含むものである。それぞれのキャビティ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄは、所望する特定波長領域の光を共振させるように設けられてもよい。
【0050】
半導体基板６１の上面と、共振器構造体８０との間には、第１機能層７１が設けられうる。第１機能層７１は、例えば、共振器構造体８０を透過し、フォトダイオード６２側に入射される光の透過度を向上させる役割を行うことができる。そのために、第１機能層７１は、屈折率が調節された誘電体層または誘電体パターンを含むものである。
【0051】
共振器構造体８０の上面には、第２機能層７２が設けられうる。第２機能層７２は、例えば、共振器構造体８０側に入射される光の透過度を向上させる役割を行うことができる。そのために、第２機能層７２は、屈折率が調節された誘電体層または誘電体パターンを含むものである。第２機能層７２の上面には、第３機能層９０がさらに設けられうる。第３機能層９０は、例えば、反反射層（antireflection layer）、集束レンズ、カラーフィルタ、短波長吸収フィルタまたは長波長遮断フィルタなどを含むものである。しかしながら、それらは、単に例示的なものである。
【0052】
前述の第１機能層７１、第２機能層７２及び第３機能層９０のうち少なくとも１層は、共振器構造体８０と共に、後述する分光フィルタを構成することができる。以下においては、例示的な実施形態による分光フィルタについて具体的に説明する。
【0053】
以下においては、イメージセンサ１０００の分光フィルタについて詳細に説明する。図２は、例示的な実施形態による分光フィルタ１１００を図示した断面図である。
【0054】
図２を参照すれば、分光フィルタ１１００は、二次元形態に配列される複数のユニットフィルタ１１１，１１２，１１３，１１４を含むものである。該分光フィルタ１１００の下には、複数のユニットフィルタ１１１，１１２，１１３，１１４に対応する複数の画素１０１，１０２，１０３，１０４を含む画素アレイ４１００が設けられうる。図２には、４個の第１ユニットフィルタ１１１、第２ユニットフィルタ１１２、第３ユニットフィルタ１１３及び第４ユニットフィルタ１１４、及び４個の第１画素１０１、第２画素１０２、第３及画素１０３及び第４画素１０４が例示的に図示されている。第１ユニットフィルタ１１１、第２ユニットフィルタ１１２、第３ユニットフィルタ１１３及び第４ユニットフィルタ１１４は、互いに異なる中心波長を有するように設けられうる。
【0055】
分光フィルタ１１００は、複数の共振器を含む共振層１２０を含む。共振層１２０は、互いに離隔されて設けられる第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８と、第１金属反射層１２７と第２金属反射層１２８との間に設けられる複数のキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４を含む。第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８は、それぞれ下部金属反射層及び上部金属反射層にもなる。図２には、４個の第１共振器、第２共振器、第３共振器及び第４共振器と、４個の第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４とが例示的に図示されている。
【0056】
該第１共振器は、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８と、第１金属反射層１２７と第２金属反射層１２８との間に設けられる第１キャビティ１２１と、を含み、該第２共振器は、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８と、第１金属反射層１２７と第２金属反射層１２８との間に設けられる第２キャビティ１２２と、を含む。そして、該第３共振器は、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８と、第１金属反射層１２７と第２金属反射層１２８との間に設けられる第３キャビティ１２３と、を含み、該第４共振器は、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８と、第１金属反射層１２７と第２金属反射層１２８との間に設けられる第４キャビティ１２４と、を含む。ここで、当該の第１共振器、第２共振器、第３共振器及び第４共振器は、互いに異なる中心波長（例えば、第１中心波長、第２中心波長、第３中心波長及び第４中心波長）を有しうる。
【0057】
各共振器は、ファブリ・ペロー（Fabry-Perot）構造を有しうる。光が第２金属反射層１２８を透過し、それぞれのキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４に入射されると、該光は、第１金属反射層１２７と第２金属反射層１２８との間で、それぞれのキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４の内部を往復することになり、該過程において、補強干渉と相殺干渉とを起こす。そして、それぞれのキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４において、補強干渉条件を満足する特定中心波長を有する光が、第１金属反射層１２７を透過し、画素アレイ４１００の各画素１０１，１０２，１０３，１０４に入射される。
【0058】
第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８は、所定波長領域の光を反射させることができる金属物質を含むものである。例えば、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８は、それぞれＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＷまたはＴｉＮなどを含むものである。しかしながら、それは、単に例示的なものである。第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８のうち少なくとも１層は、poly－Ｓｉをさらに含んでもよい。第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８は、同一金属物質を含んでもよい。しかしながら、必ずしもそれに限定されるものではなく、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８が互いに異なる金属物質を含むものであってもよい。第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８は、約数十ｎｍほどの厚みに設けられうる。例えば、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８は、約１０ｎｍ～８０ｎｍほどの厚みを有しうる。具体的な例を挙げれば、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８のそれぞれは、約１０ｎｍ～５０ｎｍほどの厚みを有しうる。しかしながら、それに限定されるものではない。
【0059】
第１金属反射層１２７と第２金属反射層１２８との間に、第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４が設けられている。それぞれのキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４は、複数の中心波長を有するマルチモード（multi-mode）構造を有しうる。その場合、それぞれのキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４の一次モード（first order mode）の中心波長を、各共振器の中心波長として使用することができる。しかしながら、本実施形態は、必ずしもそれに限定されるものではなく、それぞれのキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４は、単一中心波長を有するシングルモード（single-mode）構造を有することもできる。
【0060】
第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４は、有効屈折率を調節することにより、互いに異なる中心波長を有するようにも設けられうる。そのために、第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４は、中心波長に対応する互いに異なる第１パターンを含むものでありうる。例えば、第１キャビティ１２１は、第１中心波長に対応する第１パターンを有し、第２キャビティ１２２は、第２中心波長に対応する第１パターンを有しうる。第３キャビティ１２３は、第３中心波長に対応する第１パターンを有し、第４キャビティ１２４は、第４中心波長に対応する第１パターンを有しうる。
【0061】
それぞれのキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４は、第１誘電体１２５ａと、該第１誘電体１２５ａ内に周期的に配され、第１パターンを形成する第２誘電体１２５ｂと、を含むものである。ここで、第２誘電体１２５ｂは、第１誘電体１２５ａと異なる屈折率を有しうる。第１誘電体１２５ａ及び第２誘電体１２５ｂは、それぞれ、例えば、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物またはチタン酸化物などを含むものである。具体的な例として、第１誘電体１２５ａは、シリコン酸化物を含み、第２誘電体１２５ｂは、チタン酸化物を含むものである。しかしながら、それらは、単に例示的なものである。
【0062】
図２には、第２誘電体１２５ｂが、例えば、ダマシン工程を介し、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８と連結されるように形成された場合が例示的に図示されている。しかしながら、それに限定されるものではなく、第２誘電体１２５ｂは、第２金属反射層１２８とは連結されないメサ（mesa）構造を有するようにも形成されうる。
【0063】
図３Ａ及び図３Ｂには、それぞれのキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４に適用されうる例示的な第１パターンが図示されている。図３Ａを参照すれば、一例による第１パターン１７０においては、第１誘電体１７０ａ内部に、第１誘電体１７０ａより高い屈折率を有する第２誘電体１７０ｂが、二次元アレイ形態に配列されている。図３Ａには、各第２誘電体１７０ｂが、円形の断面を有する場合が例示的に図示されているが、それ以外にも、各第２誘電体１７０ｂは、他の多様な形状の断面を有しうる。図３Ｂを参照すれば、他の例による第１パターン１８０においては、第１誘電体内部１８０ａに、第１誘電体１８０ａより低い屈折率を有する第２誘電体１８０ｂが、二次元アレイ形態に配列されている。図３Ｂには、各第２誘電体１８０ｂが四角形の断面を有する場合が例示的に図示されているが、それ以外にも、各第２誘電体１８０ｂは、他の多様な形状の断面を有しうる。
【0064】
図２を参照すれば、第１誘電体１２５ａ内に周期的に配される第２誘電体１２５ｂの大きさ及び／または形態を変化させることにより、互いに異なる第１パターンを形成することができ、それにより、有効屈折率を変化させ、互いに異なる中心波長を有するキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４を形成することができる。
【0065】
キャビティ１２１，１２２，１２３，１２４の下面には、エッチング停止層（etch stop layer）１２９がさらに設けられうる。該エッチング停止層１２９は、キャビティ１２１，１２２，１２３，１２４形成のためのパターニング工程をさらに容易にするためのものである。エッチング停止層１２９は、例えば、シリコン酸化物、チタン酸化物またはハフニウム酸化物などを含むものであるが、それらに限定されるものではない。エッチング停止層１２９は、キャビティ１２１，１２２，１２３，１２４を構成する誘電物質より、エッチング速度が２倍以上（例えば、５倍以上）低い物質を含むものである。具体的な例として、キャビティ１２１，１２２，１２３，１２４がシリコン酸化物を含む場合、エッチング停止層１２９は、ハフニウム酸化物を含むものである。
【0066】
以上のように、第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４は、第１金属反射層１２７と第２金属反射層１２８との間において、中心波長に対応する互いに異なる第１パターンを有するように形成されうる。それにより、第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４は、同一厚みに形成されうる。例えば、第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４は、約５０ｎｍ～４００ｎｍの厚みを有しうる。しかしながら、それに限定されるものではない。
【0067】
共振層１２０と画素アレイ４１００との間には、下部誘電体層１３０が設けられている。該下部誘電体層１３０は、ユニットフィルタ１１１，１１２，１１３，１１４の透過率を向上させるために設けられうる。下部誘電体層１３０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる複数の下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４を含むものである。
【0068】
下部誘電体層１３０は、第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４を含むものである。第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、それぞれ第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４の下部に設けられうる。第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、有効屈折率を調節することにより、互いに異なる中心波長に対応するようにも設けられる。
【0069】
前述の第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４と類似して、第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、中心波長に対応する互いに異なる第２パターンを含むものである。例えば、第１下部パターン膜１３１は、第１中心波長に対応する第２パターンを有し、第２下部パターン膜１３２は、第２中心波長に対応する第２パターンを有しうる。第３下部パターン膜１３３は、第３中心波長に対応する第２パターンを有し、第４下部パターン膜１３４は、第４中心波長に対応する第２パターンを有しうる。
【0070】
それぞれの下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４の第２パターンは、前述のそれぞれのキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４の第１パターンと類似した形態を有しうる。それぞれの下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４は、第３誘電体１３５ａと、該第３誘電体１３５ａ内に周期的に配され、第２パターンを形成する第４誘電体１３５ｂと、を含むものである。ここで、第４誘電体１３５ｂは、第３誘電体１３５ａと異なる屈折率を有しうる。第３誘電体１３５ａ及び第４誘電体１３５ｂは、それぞれ、例えば、チタン酸化物、シリコン窒化物、ハフニウム酸化物、シリコン酸化物または高屈折ポリマーなどを含むものであるが、それらに限定されるものではない。
【0071】
第３誘電体１３５ａ内において、周期的に配される第４誘電体１３５ｂの大きさ及び／または形態を変化させることにより、互いに異なる第２パターンを形成することができ、それにより、有効屈折率が変化することにより、互いに異なる中心波長に対応する下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４が形成されうる。
【0072】
下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４の下面には、エッチング停止層１３９がさらに設けられうる。該エッチング停止層１３９は、下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４形成のためのパターニング工程をさらに容易にするためのものである。エッチング停止層１３９は、例えば、シリコン酸化物、チタン酸化物またはハフニウム酸化物などを含むものであるが、それらに限定されるものではない。
【0073】
以上のように、第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、中心波長に対応し、互いに異なる第２パターンを有するようにも形成される。従って、前述の第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４と同様に、第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、同一厚みに形成されてもよい。例えば、第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、約１００ｎｍ～１，０００ｎｍの厚みを有しうる。しかしながら、それに限定されるものではない。
【0074】
共振層１２０の上面には、上部誘電体層１４０が設けられる。該上部誘電体層１４０は、ユニットフィルタ１１１，１１２，１１３，１１４の透過率を向上させるために設けられうる。上部誘電体層１４０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる複数の上部膜１４１，１４２，１４３，１４４を含むものである。
【0075】
上部誘電体層１４０は、第１上部膜１４１、第２上部膜１４２、第３上部膜１４３及び第４上部膜１４４を含むものである。第１上部膜１４１、第２上部膜１４２、第３上部膜１４３及び第４上部膜１４４は、それぞれ第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４の上部に設けられうる。
【0076】
第１上部膜１４１、第２上部膜１４２、第３上部膜１４３及び第４上部膜１４４は、互いに異なる中心波長に対応するように設けられてもよい。そのために、第１上部膜１４１、第２上部膜１４２、第３上部膜１４３及び第４上部膜１４４は、中心波長に対応し、互いに異なる厚みに形成されてもよい。第１上部膜１４１、第２上部膜１４２、第３上部膜１４３及び第４上部膜１４４は、それぞれ、例えば、約１０ｎｍ～２０，０００ｎｍほどであるが、それに限定されるものではない。第１上部膜１４１、第２上部膜１４２、第３上部膜１４３及び第４上部膜１４４は、それぞれ、例えば、チタン酸化物、シリコン窒化物、ハフニウム酸化物、シリコン酸化物または高屈折ポリマーなどを含むものであるが、それは、単に例示的なものである。また、第１上部膜１４１、第２上部膜１４２、第３上部膜１４３及び第４上部膜１４４は、該物質の組み合わせによってなる複合層を含むものでもある。例えば、第１上部膜１４１、第２上部膜１４２、第３上部膜１４３及び第４上部膜１４４は、チタン酸化物及びシリコン酸化物によってなる複合層によって構成されてもよい。
【0077】
本実施形態においては、キャビティ１２１，１２２，１２３，１２４及び下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４を、屈折率が互いに異なる誘電体を利用し、周期的なパターンに形成することにより、キャビティ１２１，１２２，１２３，１２４及び下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４を同一厚に作製することができる。従って、分光フィルタ１１００の製造工程を単純化させることができる。また、第１金属反射層１２７及び第２金属反射層１２８を１つの金属物質によって形成することにより、製造工程をさらに単純化させることができる。
【0078】
【0079】
図４を参照すれば、分光フィルタ１２００は、複数のユニットフィルタ２１１，２１２，２１３，２１４を含むものである。分光フィルタ１２００は、共振層１２０と、共振層１２０の下面に設けられる下部誘電体層１３０と、共振層１２０の上部に設けられる上部誘電体層２４０と、を含む。上部誘電体層２４０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる複数の上部パターン膜２４１，２４２，２４３，２４４）含むものである。
【0080】
上部誘電体層２４０は、第１上部パターン膜２４１、第２上部パターン膜２４２、第３上部パターン膜２４３及び第４上部パターン膜２４４含むものである。第１上部パターン膜２４１、第２上部パターン膜２４２、第３上部パターン膜２４３及び第４上部パターン膜２４４は、それぞれ第１キャビティ１２１、第２キャビティ１２２、第３キャビティ１２３及び第４キャビティ１２４の上部に設けられうる。
【0081】
第１上部パターン膜２４１、第２上部パターン膜２４２、第３上部パターン膜２４３及び第４上部パターン膜２４４は、有効屈折率を調節することにより、互いに異なる中心波長に対応するようにも設けられる。第１上部パターン膜２４１、第２上部パターン膜２４２、第３上部パターン膜２４３及び第４上部パターン膜２４４は、中心波長に対応する互いに異なる第３パターンを含むものである。例えば、第１上部パターン膜２４１は、第１中心波長に対応する第３パターンを有し、第２上部パターン膜２４２は、第２中心波長に対応する第３パターンを有しうる。第３上部パターン膜２４３は、第３中心波長に対応する第３パターンを有し、第４上部パターン膜２４４は、第４中心波長に対応する第３パターンを有しうる。
【0082】
それぞれの上部パターン膜２４１，２４２，２４３，２４４の第３パターンは、前述のそれぞれの下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４の第２パターンと類似した形態を有しうる。それぞれの上部パターン膜２４１，２４２，２４３，２４４は、第５誘電体２４５ａと、該第５誘電体２４５ａ内に周期的に配され、第３パターンを形成する第６誘電体２４５ｂと、を含むものである。ここで、第６誘電体２４５ｂは、第５誘電体２４５ａと異なる屈折率を有しうる。第５誘電体２４５ａ及び第６誘電体２４５ｂは、それぞれ、例えば、チタン酸化物、シリコン窒化物、ハフニウム酸化物、シリコン酸化物または高屈折ポリマーなどを含むものであるが、それらに限定されるものではない。
【0083】
第５誘電体２４５ａ内において、周期的に配される第６誘電体２４５ｂの大きさ及び／または形態を変化させることにより、互いに異なる第２パターンを形成することができ、それにより、有効屈折率が変化することにより、互いに異なる中心波長に対応する上部パターン膜２４１，２４２，２４３，２４４が形成されうる。
【0084】
上部パターン膜２４１，２４２，２４３，２４４の下面には、エッチング停止層２４９がさらに設けられうる。エッチング停止層２４９は、例えば、シリコン酸化物、チタン酸化物またはハフニウム酸化物などを含むものであるが、それらに限定されるものではない。
【0085】
以上のように、第１上部パターン膜２４１、第２上部パターン膜２４２、第３上部パターン膜２４３及び第４上部パターン膜２４４は、中心波長に対応し、互いに異なる第３パターンを有するように形成されうる。従って、前述のキャビティ１２１，１２２，１２３，１２４及び下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４と同様に、第１上部パターン膜２４１、第２上部パターン膜２４２、第３上部パターン膜２４３及び第４上部パターン膜２４４は、同一厚みに形成されてもよい。例えば、第１上部パターン膜２４１、第２上部パターン膜２４２、第３上部パターン膜２４３及び第４上部パターン膜２４４は、約１００ｎｍ～１，０００ｎｍの厚みを有しうる。しかしながら、それに限定されるものではない。
【0086】
本実施形態においては、キャビティ１２１，１２２，１２３，１２４及び下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４だけでなく、上部パターン膜２４１，２４２，２４３，２４４も、屈折率が互いに異なる誘電体による周期的なパターンを形成することにより、製造工程をさらに単純化させることができる。
【0087】
図５は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１３００を図示したものである。以下においては、前述の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【0088】
図５を参照すれば、分光フィルタ１３００は、複数のユニットフィルタ３１１，３１２，３１３，３１４を含むものである。分光フィルタ１３００は、共振層３２０と、共振層３２０の下面に設けられる下部誘電体層１３０と、共振層３２０の上部に設けられる上部誘電体層３４０と、を含む。共振層３２０は、第１共振器、第２共振器、第３共振器及び第４共振器を含む。当該第１共振器、第２共振器、第３共振器及び第４共振器は、それぞれ第１中心波長、第２中心波長、第３中心波長及び第４中心波長を有しうる。
【0089】
共振層３２０は、互いに離隔されて設けられる第１金属反射層３２７及び第２金属反射層３２８と、第１金属反射層３２７と第２金属反射層３２８との間に設けられる第１キャビティ３２１、第２キャビティ３２２、第３キャビティ３２３及び第４キャビティ３２４を含む。第１キャビティ３２１、第２キャビティ３２２、第３キャビティ３２３及び第４キャビティ３２４は、有効屈折率を調節することにより、互いに異なる中心波長を有するようにも設けられる。そのために、第１キャビティ３２１、第２キャビティ３２２、第３キャビティ３２３及び第４キャビティ３２４は、中心波長に対応する互いに異なる第１パターンを含むものである。
【0090】
それぞれのキャビティ３２１，３２２，３２３，３２４は、第１誘電体３２５ａと、該第１誘電体３２５ａ内に周期的に配され、第１パターンを形成する第２誘電体３２５ｂと、を含むものである。キャビティ３２１，３２２，３２３，３２４の下面には、エッチング停止層３２９がさらに設けられうる。第１キャビティ３２１、第２キャビティ３２２、第３キャビティ３２３及び第４キャビティ３２４は、例えば、約５０ｎｍ～４００ｎｍの厚みを有しうるが、それに限定されるものではない。
【0091】
それぞれのキャビティ３２１，３２２，３２３，３２４は、複数の中心波長を有するマルチモード構造を有しうる。キャビティ３２１，３２２，３２３，３２４のうち一部には、所定の誘電物質を含むスペーサ（spacer）３２６が設けられうる。該スペーサ３２６により、共振器の中心波長として、キャビティ３２１，３２２のマルチモード構造から放出される二次モードの中心波長を使用することができる。スペーサ３２６は、例えば、シリコン酸化物、チタン酸化物、シリコン窒化物などを含むものであるが、それは、単に例示的なものである。スペーサ３２６は、約２０ｎｍ～３００ｎｍの厚みを有しうる。しかしながら、それに限定されるものではない。
【0092】
図５には、第１キャビティ３２１及び第２キャビティ３２２と、第２金属反射層３２８との間に、スペーサ３２６が設けられた場合が例示的に図示されている。第１キャビティ３２１と第２金属反射層３２８との間に設けられたスペーサ３２６により、第１共振器の第１中心波長として、第１キャビティ３２１のマルチモード構造から放出される二次モードの中心波長を使用することができる。そして、第２キャビティ３２２と第２金属反射層３２８との間に設けられたスペーサ３２６により、第２共振器の第２中心波長として、第２キャビティ３２２のマルチモード構造から放出される二次モードの中心波長を使用することができる。
【0093】
スペーサ３２６を含んでいない共振器は、中心波長として、キャビティ３２３，３２４のマルチモード構造から放出される一次モードの中心波長を使用することができる。具体的には、第３共振器の第３中心波長として、第３キャビティ３２３のマルチモード構造から放出される一次モードの中心波長を使用することができる。そして、第４共振器の第４中心波長として、第４キャビティ３２４のマルチモード構造から放出される一次モードの中心波長を使用することができる。
【0094】
共振層３２０と画素アレイ４１００との間には、下部誘電体層１３０が設けられている。下部誘電体層１３０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる複数の下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４を含むものである。第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、中心波長に対応する互いに異なる第２パターンを含むものである。
【0095】
それぞれの下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４は、第３誘電体と、該第３誘電体内に周期的に配され、第２パターンを形成する第４誘電体と、を含むものである。下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４の下面には、エッチング停止層１３９がさらに設けられうる。第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、例えば、約１００ｎｍ～１，０００ｎｍほどの厚みを有しうる。
【0096】
共振層３２０の上面には、上部誘電体層３４０が設けられている。上部誘電体層３４０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる第１上部パターン膜３４１、第２上部パターン膜３４２、第３上部パターン膜３４３及び第４上部パターン膜３４４を含むものである。
【0097】
第１上部パターン膜３４１、第２上部パターン膜３４２、第３上部パターン膜３４３及び第４上部パターン膜３４４は、中心波長に対応する互いに異なる第３パターンを含むものである。それぞれの上部パターン膜３４１，３４２，３４３，３４４は、第５誘電体と、該第５誘電体内に周期的に配され、第３パターンを形成する第６誘電体と、を含むものである。上部パターン膜３４１，３４２，３４３，３４４の下面には、エッチング停止層３４９がさらに設けられうる。第１上部パターン膜３４１、第２上部パターン膜３４２、第３上部パターン膜３４３及び第４上部パターン膜３４４は、例えば、約１００ｎｍ～１，０００ｎｍほどの厚みを有しうる。
【0098】
以上においては、共振層３２０の上面に、複数の上部パターン膜３４１，３４２，３４３，３４４が設けられる場合が説明された。しかしながら、共振層３２０の上面に、中心波長に対応し、互いに異なる厚みを有する複数の上部膜（図示せず）が設けられうる。
【0099】
本実施形態においては、ユニットフィルタ３１１，３１２，３１３，３１４のうち、第１ユニットフィルタ３１１及び第２ユニットフィルタ３１２に、スペーサ３２６を適用することにより、第１ユニットフィルタ３１１及び第２ユニットフィルタ３１２は、第１キャビティ３３１及び第２キャビティ３２２のマルチモード構造から放出される二次モードの中心波長を、第１中心波長及び第２中心波長として使用することができる。そして、第３ユニットフィルタ３１３及び第４ユニットフィルタ３１４は、第３キャビティ３２３及び第４キャビティ３２４のマルチモード構造から放出される一次モードの中心波長を、第３中心波長及び第４中心波長として使用することができる。それにより、分光フィルタ１３００は、カラーフィルタのような追加フィルタがなくとも、広範囲の中心波長を効果的に具現することができる。
【0100】
【0101】
図６に図示された分光フィルタにおいて、第１ユニットフィルタＦ１～第８ユニットフィルタＦ８には、前述のスペーサ３２６が適用され、第９ユニットフィルタＦ９～第１６ユニットフィルタＦ１６には、スペーサ３２６が適用されていない。それにより、第１ユニットフィルタＦ１～第８ユニットフィルタＦ８においては、キャビティのマルチモード構造から放出される二次モードの中心波長を、共振器の中心波長として使用し、第９ユニットフィルタＦ９～第１６ユニットフィルタＦ１６においては、キャビティのマルチモード構造から放出される一次モードの中心波長を共振器の中心波長として使用した。
【0102】
図７Ａには、スペーサ３２６が適用された第１ユニットフィルタＦ１～第８ユニットフィルタＦ８の透過スペクトルが例示的に図示されている。図７Ａを参照すれば、第１ユニットフィルタＦ１～第８ユニットフィルタＦ８は、４００ｎｍ～５４０ｎｍの中心波長を有していることが分かる。図７Ｂには、スペーサ３２６が適用されていない第９Ｆ９～第１６ユニットフィルタＦ１６の透過スペクトルが例示的に図示されている。図７Ｂを参照すれば、第９ユニットフィルタＦ９～第１６ユニットフィルタＦ１６は、５６０ｎｍ～７００ｎｍの中心波長を有していることが分かる。
【0103】
図８には、第１ユニットフィルタＦ１～第１６ユニットフィルタＦ１６の透過スペクトルが図示されている。図８に図示された透過スペクトルは、図７Ａの透過スペクトルと、図７Ｂの透過スペクトルとが結合されたものである。図８を参照すれば、第１ユニットフィルタＦ１～第１６ユニットフィルタＦ１６は、４００ｎｍ～７００ｎｍ範囲の中心波長を効果的に具現することができるということが分かる。
【0104】
図９は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１４００を図示したものである。図９に図示された分光フィルタ１４００は、第３ユニットフィルタ４１３及び第４ユニットフィルタ４１４に、平坦化層４５０が設けられているという点を除けば、図５に図示された分光フィルタ１３００と同一である。
【0105】
図９を参照すれば、分光フィルタ１４００は、複数のユニットフィルタ４１１，４１２，４１３，４１４を含むものである。分光フィルタ１４００は、共振層３２０と、共振層３２０の下面に設けられる下部誘電体層１３０と、共振層３２０の上部に設けられる上部誘電体層４４０と、を含む。
【0106】
前述のように、第１キャビティ３２１及び第２キャビティ３２２と、第２金属反射層３２８の間には、スペーサ３２６が設けられており、第３キャビティ３２３及び第４キャビティ３２４と、第２金属反射層３２８との間には、スペーサ３２６が設けられていない。従って、スペーサ３２６が設けられた第２金属反射層３２８と、スペーサ３２６が設けられていない第２金属反射層３２８との間には、スペーサ３２６の厚みほどに該当する段差が存在してしまう。そのような段差により、その上に設けられる層が平坦に形成されないのである。
【0107】
本実施形態においては、スペーサ３２６が設けられていない第２金属反射層３２８の上面に、平坦化層４５０が設けられる。ここで、平坦化層４５０は、スペーサ３２６が設けられた第２金属反射層３２８と、スペーサ３２６が設けられていない第２金属反射層３２８との段差に該当する厚みを有するように設けられうる。それにより、スペーサ３２６が設けられた第２金属反射層３２８の上面と、平坦化層４５０の上面とが同一平面を形成することができ、該平坦な同一平面上に、一定厚みを有する上部誘電体層４４０が形成されうる。
【0108】
上部誘電体層４４０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる第１上部パターン膜４４１、第２上部パターン膜４４２、第３上部パターン膜４４３及び第４上部パターン膜４４４を含むものである。第１上部パターン膜４４１、第２上部パターン膜４４２、第３上部パターン膜４４３及び第４上部パターン膜４４４は、中心波長に対応する互いに異なる第３パターンを含むものである。上部パターン膜４４１，４４２，４４３，４４４の下面には、エッチング停止層４４９がさらに設けられうる。第１上部パターン膜４４１、第２上部パターン膜４４２、第３上部パターン膜４４３及び第４上部パターン膜４４４は、例えば、約１００ｎｍ～１，０００ｎｍほどの厚みを有しうる。
【0109】
図１０は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１５００を図示したものである。
【0110】
図１０を参照すれば、分光フィルタ１５００は、複数のユニットフィルタ５１１，５１２，５１３，５１４を含むものである。分光フィルタ１５００は、共振層５２０と、共振層５２０の下面に設けられる下部誘電体層１３０と、共振層５２０の上部に設けられる上部誘電体層４４０と、を含む。
【0111】
共振層５２０は、互いに離隔されて設けられる第１金属反射層５２７及び第２金属反射層５２８と、第１金属反射層５２７と第２金属反射層５２８との間に設けられる第１キャビティ５２１、第２キャビティ５２２、第３キャビティ５２３及び第４キャビティ５２４を含む。第１キャビティ５２１、第２キャビティ５２２、第３キャビティ５２３及び第４キャビティ５２４は、中心波長に対応する互いに異なる第１パターンを含むものである。キャビティ５２１，５２２，５２３，５２４の下面には、エッチング停止層５２９がさらに設けられうる。第１キャビティ５２１、第２キャビティ５２２、第３キャビティ５２３及び第４キャビティ５２４は、例えば、約５０ｎｍ～４００ｎｍの厚みを有しうるが、それに限定されるものではない。
【0112】
第１キャビティ５２１、第２キャビティ５２２、第３キャビティ５２３及び第４キャビティ５２４のそれぞれは、複数の中心波長を有するマルチモード構造を有しうる。第１キャビティ５２１、第２キャビティ５２２、第３キャビティ５２３及び第４キャビティ５２４と、第２金属反射層５２８との間には、スペーサ５２６が設けられている。前述のように、該スペーサ５２６により、それぞれのキャビティ５２１，５２２，５２３，５２４のマルチモード構造から放出される二次モードの中心波長を、各共振器の中心波長として使用することができる。スペーサ５２６は、例えば、シリコン酸化物、チタン酸化物、シリコン窒化物などを含むものであるが、それは、単に例示的なものである。スペーサ５２６は、約２０ｎｍ～３００ｎｍの厚みを有しうる。しかしながら、それに限定されるものではない。
【0113】
下部誘電体層１３０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる複数の下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４を含むものである。第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、中心波長に対応する互いに異なる第２パターンを含むものである。下部パターン膜１３１，１３２，１３３，１３４の下面には、エッチング停止層１３９がさらに設けられうる。第１パターン膜１３１、第２パターン膜１３２、第３パターン膜１３３及び第４下部パターン膜１３４は、例えば、約１００ｎｍ～１，０００ｎｍほどの厚みを有しうる。
【0114】
共振層５２０の上面には、上部誘電体層４４０が設けられる。上部誘電体層４４０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる第１上部パターン膜４４１、第２上部パターン膜４４２、第３上部パターン膜４４３及び第４上部パターン膜４４４を含むものである。第１上部パターン膜４４１、第２上部パターン膜４４２、第３上部パターン膜４４３及び第４上部パターン膜４４４は、中心波長に対応する互いに異なる第３パターンを含むものである。上部パターン膜４４１，４４２，４４３，４４４の下面には、エッチング停止層４４９がさらに設けられうる。第１上部パターン膜４４１、第２上部パターン膜４４２、第３上部パターン膜４４３及び第４上部パターン膜４４４は、例えば、約１００ｎｍ～１，０００ｎｍほどの厚みを有しうる。
【0115】
以上においては、共振層５２０の上面に、複数の上部パターン膜４４１，４４２，４４３，４４４が設けられる場合が説明された。しかしながら、共振層５２０の上面に、中心波長に対応し、互いに異なる厚みを有する複数の上部膜（図示せず）が設けられうる。
【0116】
図１１は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ２１００を図示したものである。
【0117】
図１１を参照すれば、分光フィルタ２１００は、複数のユニットフィルタ１１１１～１１１６と、該複数のユニットフィルタに設けられるマイクロレンズアレイ１１５０を含む。ここで、複数のユニットフィルタ１１１１～１１１６は、前述の実施形態で説明されたユニットフィルタにもなる。
【0118】
複数のユニットフィルタ１１１１～１１１６上部には、複数のマイクロレンズ１１５０ａを含むマイクロレンズアレイ１１５０が設けられうる。各マイクロレンズ１１５０ａは、外部光を、対応するユニットフィルタ１１１１～１１１６に集束させて入射させる役割を行うことができる。
【0119】
図１１には、マイクロレンズ１１５０ａがユニットフィルタ１１１１～１１１６に一対一対応するように設けられた場合が例示的に図示されている。しかしながら、それは、単に例示的なものであり、１つのマイクロレンズ１１５０ａに対応し、２個以上のユニットフィルタ１１１１～１１１６が設けられうる。
【0120】
図１２は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ２２００を図示したものである。
【0121】
図１２を参照すれば、複数のユニットフィルタ１１１１～１１１６上部には、複数のナノパターン１２５０ａを含むナノパターンアレイ１２５０が設けられうる。各ナノパターン１２５０ａは、外部光を、対応するユニットフィルタ１１１１～１１１６に集束させて入射させる役割を行うことができる。図１２には、ナノパターン１２５０ａが、ユニットフィルタ１１１１～１１１６に一対一対応するように設けられた場合が例示的に図示されているが、１つのナノパターン１２５０ａに対応し、２個以上のユニットフィルタ１１１１～１１１６が設けられうる。
【0122】
図１３は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ２３００を図示したものである。
【0123】
図１３を参照すれば、複数のユニットフィルタ１１１１～１１１６には、追加フィルタアレイ２５００が設けられている。追加フィルタアレイ２５００は、複数の追加フィルタ２５０１，２５０２，２５０３を含むものである。図１３には、第１追加フィルタ２５０１が、第１ユニットフィルタ１１１１及び第２ユニットフィルタ１１１２に対応して設けられ、第２追加フィルタ２５０２が、第３ユニットフィルタ１１１３及び第４ユニットフィルタ１１１４に対応して設けられ、第３追加フィルタ２５０３が、第５ユニットフィルタ１１１５及び第６ユニットフィルタ１１１６に対応して設けられた場合が図示されている。しかしながら、それは、単に例示的なものであり、第１追加フィルタ２５０１、第２追加フィルタ２５０２及び第３追加フィルタ２５０３のそれぞれは、１つのユニットフィルタ１１１１～１１１６に対応するように設けられるか、あるいは３個以上のユニットフィルタ１１１１～１１１６に対応するように設けられることも可能である。
【0124】
第１追加フィルタ２５０１、第２追加フィルタ２５０２及び第３追加フィルタ２５０３のそれぞれは、対応するユニットフィルタ１１１１～１１１６が、所望しない波長帯域の光を遮断する役割を行うことができる。例えば、第１ユニットフィルタ１１１１及び第２ユニットフィルタ１１１２が、約４００ｎｍ～５００ｎｍの波長帯域の中心波長を有する場合には、第１追加フィルタ２５０１は、青色光を透過させる青色フィルタであってもよい。また、第３ユニットフィルタ１１１３及び第４ユニットフィルタ１１１４が、約５００ｎｍ～６００ｎｍの波長帯域の中心波長を有する場合には、第２追加フィルタ２５０２は、緑色光を透過させる緑色フィルタにもなる。そして、第５ユニットフィルタ１１１５及び第６ユニットフィルタ１１１６が、約６００ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域の中心波長を有する場合には、第３追加フィルタ２５０３は、赤色光を透過させる赤色フィルタであってもよい。
【0125】
追加フィルタアレイ２５００は、カラーフィルタアレイであってもよい。その場合、第１追加フィルタ２５０１、第２追加フィルタ２５０２及び第３追加フィルタ２５０３は、それぞれ、青色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び赤色カラーフィルタでありうる。そのような青色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び赤色カラーフィルタとしては、例えば、液晶表示装置または有機発光表示装置のようなカラーディスプレイ装置に一般的に適用されるカラーフィルタが使用されうる。
【0126】
追加フィルタアレイ２５００は、広帯域フィルタアレイにもなる。その場合、第１追加フィルタ２５０１、第２追加フィルタ２５０２及び第３追加フィルタ２５０３は、第１広帯域フィルタ、第２広帯域フィルタ及び第３広帯域フィルタであってもよい。ここで、該広帯域フィルタそれぞれは、例えば、マルチキャビティ（multi-cavity）構造または金属ミラー構造を有しうる。
【0127】
【0128】
図１４を参照すれば、広帯域フィルタ２５１０は、互いに離隔されて配される複数の反射層２５１３，２５１４，２５１５と、該反射層２５１３，２５１４，２５１５間に設けられる複数のキャビティ２５１１，２５１２と、を含むものである。図１４には、３層の反射層２５１３，２５１４，２５１５と、２個のキャビティ２５１１，２５１２とが例示的に図示されているが、反射層２５１３，２５１４，２５１５及びキャビティ２５１１，２５１２の数は、多様に変形されうる。
【0129】
反射層２５１３，２５１４，２５１５のそれぞれは、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）であってもよい。そのような反射層２５１３，２５１４，２５１５のそれぞれは、互いに異なる屈折率を有する複数の物質層が相互に積層された構造を有しうる。そして、キャビティ２５１１，２５１２のそれぞれは、所定の屈折率を有する物質を含むか、あるいは互いに異なる屈折率を有する２以上の物質を含むものである。
【0130】
図１５は、図１３に図示された追加フィルタ２５０１，２５０２，２５０３で使用されうる他の例示的な広帯域フィルタ２５２０を図示したものである。図１５を参照すれば、広帯域フィルタ２５２０は、互いに離隔されて配される２層の金属ミラー層２５２２，２５２３と、該金属ミラー層２５２２，２５２３間に設けられるキャビティ２５２１と、を含むものである。
【0131】
図１６は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ３０００を図示したものである。
【0132】
図１６を参照すれば、複数のユニットフィルタ１１１１～１１１６には、少なくとも１つの短波長吸収フィルタ１６１０、及び少なくとも１つの長波長遮断フィルタ１６２０が設けられている。短波長吸収フィルタ１６１０は、ユニットフィルタ１１１１～１１１６のうち一部（１１１１，１１１３，１１１５）に設けられ、長波長遮断フィルタ１６２０は、ユニットフィルタ１１１１～１１１６のうち他の一部（１１１２，１１１４，１１１６）に設けられうる。図１６には、短波長吸収フィルタ１６１０及び長波長遮断フィルタ１６２０のそれぞれが、１つのユニットフィルタ１１１１～１１１６に対応するように設けられる場合が図示されているが、それに限定されず、短波長吸収フィルタ１６１０及び長波長遮断フィルタ１６２０のそれぞれは、２個以上のユニットフィルタ１１１１～１１１６に対応するようにも設けられうる。
【0133】
短波長吸収フィルタ１６１０は、例えば、可視光のような短波長の光を遮断する役割を行うことができる。そのような短波長吸収フィルタ１６１０は、例えば、可視光を吸収することができる物質であるシリコンを、ユニットフィルタ１１１１～１１１６の一部（１１１１，１１１３，１１１５）に蒸着することによっても作製される。短波長吸収フィルタ１６１０が設けられたユニットフィルタ１１１１，１１１３，１１１５は、可視光より波長が長い近赤外線（ＮＩＲ：near infrared）を透過させることができる。
【0134】
長波長遮断フィルタ１６２０は、例えば、近赤外線のような長波長の光を遮断する役割を行うことができる。そのような長波長遮断フィルタ１６２０は、近赤外線遮断フィルタを含むものである。長波長遮断フィルタ１６２０が設けられたユニットフィルタ１１１２，１１１４，１１１６は、近赤外線より波長が短い可視光を透過させることができる。
【0135】
本実施形態によれば短波長吸収フィルタ１６１０及び長波長遮断フィルタ１６２０を複数のユニットフィルタ１１１１～１１１６に設けることにより、可視光帯域から近赤外線帯域まで具現することができる広帯域特性を有する分光フィルタ３０００を作製することができる。
【0136】
図１７は、例示的な実施形態によるイメージセンサの概略的なブロック図である。
【0137】
図１７を参照すれば、イメージセンサ１０００は、分光フィルタ９１００、画素アレイ４１００、タイミングコントローラ（Ｔ／Ｃ）４０１０、ロウデコーダ４０２０及び出力回路４０３０を含むものである。イメージセンサは、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサを含むものであるが、それらに限定されるものではない。
【0138】
分光フィルタ９１００は、互いに異なる波長領域の光を透過させるものであり、二次元に配列される複数のユニットフィルタを含む。画素アレイ４１００は、複数のユニットフィルタを透過した互いに異なる波長の光を感知する複数の画素を含む。具体的には、画素アレイ４１００は、複数のロウとカラムとに沿って二次元配列された画素を含む。ロウデコーダ４０２０は、タイミングコントローラ４０１０から出力されたロウアドレス信号に応答し、画素アレイ４１００のロウ一つを選択する。出力回路４０３０は、選択されたロウに沿って配列された複数の画素から、カラム単位で光感知信号を出力する。そのために、出力回路４０３０は、カラムデコーダとアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ：analog to digital converter）を含むものである。例えば、出力回路４０３０は、カラムデコーダと画素アレイ４１００との間において、カラム別にそれぞれ配された複数のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、またはカラムデコーダの出力端に配された１つのアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）を含むものである。タイミングコントローラ４０１０、ロウデコーダ４０２０及び出力回路４０３０は、１つのチップ、またはそれぞれ別個のチップにも具現されることができる。出力回路４０３０を介して出力された映像信号を処理するためのプロセッサが、タイミングコントローラ４０１０、ロウデコーダ４０２０及び出力回路４０３０と共に１つのチップで具現されうる。画素アレイ１１００は、互いに異なる波長の光を感知する複数の画素を含み、ここで、画素の配列は、多様な方式によっても具現される。
【0139】
【0140】
図１８を参照すれば、分光フィルタ９１００は、二次元形態に配列される複数のフィルタグループ９１１０を含むものである。ここで、各フィルタグループ９１１０は、４×４アレイ形態に配列される１６個のユニットフィルタＦ１～Ｆ１６を含むものである。
【0141】
第１ユニットフィルタＦ１及び第２ユニットフィルタＦ２は、紫外線領域の中心波長ＵＶ１，ＵＶ２を有し、第３ユニットフィルタＦ３ないし第５ユニットフィルタＦ３～Ｆ５は、青色光領域の中心波長Ｂ１～Ｂ３を有しうる。第６ユニットフィルタＦ６ないし第１１ユニットフィルタＦ１１は、緑色光領域の中心波長Ｇ１～Ｇ６を有し、第１２ユニットフィルタＦ１２ないし第１４ユニットフィルタＦ１４は、赤色光領域の中心波長Ｒ１～Ｒ３を有しうる。そして、第１５ユニットフィルタＦ１５及び第１６ユニットフィルタＦ１６は、近赤外線領域の中心波長ＮＩＲ１，ＮＩＲ２を有しうる。
【0142】
【0143】
図１９を参照すれば、各フィルタグループ９１２０は、３×３アレイ形態に配列される９個のユニットフィルタＦ１～Ｆ９を含むものである。ここで、第１ユニットフィルタＦ１及び第２ユニットフィルタＦ２は、紫外線領域の中心波長ＵＶ１，ＵＶ２を有し、第４ユニットフィルタＦ４、第５ユニットフィルタＦ５及び第７ユニットフィルタＦ７は、青色光領域の中心波長Ｂ１～Ｂ３を有しうる。第３ユニットフィルタＦ３及び第６ユニットフィルタＦ６は、緑色光領域の中心波長Ｇ１，Ｇ２を有し、第８ユニットフィルタＦ８及び第９ユニットフィルタＦ９は、赤色光領域の中心波長Ｒ１，Ｒ２を有しうる。
【0144】
【0145】
図２０を参照すれば、各フィルタグループ９１３０は、５×５アレイ形態に配列される２５個のユニットフィルタＦ１～Ｆ２５を含むものである。ここで、第１ユニットフィルタＦ１ないし第３ユニットフィルタＦ３は、紫外線領域の中心波長ＵＶ１～ＵＶ３を有し、第６ユニットフィルタＦ６、第７ユニットフィルタＦ７、第８ユニットフィルタＦ８、第１１ユニットフィルタＦ１１及び第１２ユニットフィルタＦ１２は、青色光領域の中心波長Ｂ１～Ｂ５を有しうる。第４ユニットフィルタＦ４、第５ユニットフィルタＦ５及び第９ユニットフィルタＦ９は、緑色光領域の中心波長Ｇ１～Ｇ３を有し、第１０ユニットフィルタＦ１０、第１３ユニットフィルタＦ１３、第１４ユニットフィルタＦ１４、第１５ユニットフィルタＦ１５、第１８ユニットフィルタＦ１８及び第１９ユニットフィルタＦ１９は、赤色光領域の中心波長Ｒ１～Ｒ６を有しうる。そして、第２０ユニットフィルタＦ２０、第２３ユニットフィルタＦ２３、第２４ユニットフィルタＦ２４及び第２５ユニットフィルタＦ２５は、近赤外線領域の中心波長ＮＩＲ１～ＮＩＲ４を有しうる。
【0146】
前述の分光フィルタを含むイメージセンサ１０００は、多様な高性能光学装置または高性能電子装置にも採用される。そのような電子装置は、例えば、スマートフォン、携帯電話、ハンドフォン、ＰＤＡ（personal digital assistant）、ラップトップ（laptop）、ＰＣ（personal computer）、多様な携帯用機器、家電製品、保安カメラ、医療用カメラ、自動車、事物インターネット（ＩｏＴ：Internet of Things）機器、その他モバイルまたは非モバイルのコンピューティング装置でもあるが、それらに制限されるものではない。
【0147】
該電子装置は、イメージセンサ１０００以外にも、イメージセンサを制御するプロセッサ、例えば、アプリケーションプロセッサ（ＡＰ：Application Processor）をさらに含むものであり、プロセッサを介し、オペレーティングシステムまたは応用プログラムを駆動し、多数のハードウェア構成要素またはソフトウェア構成要素を制御することができ、各種データ処理及び演算を行うことができる。該プロセッサは、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）及び／またはイメージ信号プロセッサ（image signal processor）をさらに含むものである。該プロセッサに該イメージ信号プロセッサが含まれる場合、イメージセンサによって獲得されたイメージ（または、映像）を、該プロセッサを利用し、保存及び／または出力することができる。
【0148】
図２１は、イメージセンサ１０００を含む電子装置ＥＤ０１の一例を示すブロック図である。図２１を参照すれば、ネットワーク環境ＥＤ００において電子装置ＥＤ０１は、第１ネットワークＥＤ９８（近距離無線通信ネットワークなど）を介し、他の電子装置ＥＤ０２と通信するか、あるいは第２ネットワークＥＤ９９（遠距離無線通信ネットワークなど）を介し、さらに他の電子装置ＥＤ０４及び／またはサーバＥＤ０８と通信することができる。電子装置ＥＤ０１は、サーバＥＤ０８を介し、電子装置ＥＤ０４と通信することができる。電子装置ＥＤ０１は、プロセッサＥＤ２０、メモリＥＤ３０、入力装置ＥＤ５０、音響出力装置ＥＤ５５、表示装置ＥＤ６０、オーディオモジュールＥＤ７０、センサモジュールＥＤ７６、インターフェースＥＤ７７、ハプティックモジュールＥＤ７９、カメラモジュールＥＤ８０、電力管理モジュールＥＤ８８、バッテリＥＤ８９、通信モジュールＥＤ９０、加入者識別モジュールＥＤ９６及び／またはアンテナモジュールＥＤ９７を含むものである。電子装置ＥＤ０１には、該構成要素のうち一部（表示装置ＥＤ６０など）が省略されるか、あるいは他の構成要素が追加されうる。該構成要素のうち一部は、１つの統合された回路によっても具現される。例えば、センサモジュールＥＤ７６（指紋センサ、虹彩センサ、照度センサなど）は、表示装置ＥＤ６０（ディスプレイなど）に埋め込まれても具現される。また、イメージセンサ１０００に分光機能が含まれる場合、センサモジュールの一部機能（カラーセンサ、照度センサ）が、別途のセンサモジュールではなく、イメージセンサ１０００自体でもって具現されうる。
【0149】
プロセッサＥＤ２０は、ソフトウェア（プログラムＥＤ４０など）を実行し、プロセッサＥＤ２０に連結された電子装置ＥＤ０１のうち一つまたは複数個の他の構成要素（ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素など）を制御することができ、多様なデータ処理または演算を行うことができる。データ処理または演算の一部として、プロセッサＥＤ２０は、他の構成要素（センサモジュールＥＤ７６、通信モジュールＥＤ９０など）から受信された命令及び／またはデータを、揮発性メモリＥＤ３２にロードし、揮発性メモリＥＤ３２に保存された命令及び／またはデータを処理し、結果データを不揮発性メモリＥＤ３４に保存することができる。プロセッサＥＤ２０は、メインプロセッサＥＤ２１（中央処理装置、アプリケーションプロセッサなど）、及びそれと独立して、あるいはそれと共に運用可能な補助プロセッサＥＤ２３（グラフィック処理装置、イメージシグナルプロセッサ、センサハブプロセッサ、コミュニケーションプロセッサなど）を含むものである。補助プロセッサＥＤ２３は、メインプロセッサＥＤ２１より電力を少なく使用し、特化された機能を遂行することができる。
【0150】
補助プロセッサＥＤ２３は、メインプロセッサＥＤ２１がインアクティブ状態（スリープ状態）にある間、メインプロセッサＥＤ２１の代わりを行い、あるいはメインプロセッサＥＤ２１がアクティブ状態（アプリケーション実行状態）にある間、メインプロセッサＥＤ２１と共に、電子装置ＥＤ０１の構成要素のうち一部構成要素（表示装置ＥＤ６０、センサモジュールＥＤ７６、通信モジュールＥＤ９０など）と係わる機能及び／または状態を制御することができる。補助プロセッサＥＤ２３（イメージシグナルプロセッサ、コミュニケーションプロセッサなど）は、機能的に関連する他の構成要素（カメラモジュールＥＤ８０、通信モジュールＥＤ９０など）の一部としても具現される。
【0151】
メモリＥＤ３０は、電子装置ＥＤ０１の構成要素（プロセッサＥＤ２０、センサモジュールＥＤ７６など）が必要とする多様なデータを保存することができる。該データは、例えば、ソフトウェア（プログラムＥＤ４０など）、並びにそれと係わる命令に対する入力データ及び／または出力データを含むものである。メモリＥＤ３０は、揮発性メモリＥＤ３２及び／または不揮発性メモリＥＤ３４を含むものである。不揮発性メモリＥＤ３４は、電子装置ＥＤ０１内に固定装着された内蔵メモリＥＤ３６と、脱着可能な外装メモリＥＤ３８とを含むものである。
【0152】
プログラムＥＤ４０は、メモリＥＤ３０に、ソフトウェアとして保存されてもよく、オペレーティングシステムＥＤ４２、ミドルウェアＥＤ４４及び／またはアプリケーションＥＤ４６を含むものである。
【0153】
入力装置ＥＤ５０は、電子装置ＥＤ０１の構成要素（プロセッサＥＤ２０など）に使用される命令及び／またはデータを、電子装置ＥＤ０１の外部（ユーザなど）から受信することができる。入力装置ＥＤ５０は、マイク、マウス、キーボード及び／またはデジタルペン（スタイラスペンなど）を含むものである。
【0154】
音響出力装置ＥＤ５５は、音響信号を電子装置ＥＤ０１の外部に出力することができる。音響出力装置ＥＤ５５は、スピーカ及び／またはレシーバを含むものである。該スピーカは、マルチメディア再生または録音再生のように、一般的な用途としても使用され、該レシーバは、着信電話を受信するためにも使用される。該レシーバは、該スピーカの一部に結合されているか、あるいは独立した別途の装置でもっても具現される。
【0155】
表示装置ＥＤ６０は、電子装置ＥＤ０１の外部に情報を視覚的に提供することができる。表示装置ＥＤ６０は、ディスプレイ、ホログラム装置またはプロジェクタ、及び当該装置を制御するための制御回路を含むものである。表示装置ＥＤ６０は、タッチを感知するように設定されたタッチ回路（touch circuitry）、及び／またはタッチによって生じる力の強さを測定するように設定されたセンサ回路（圧力センサなど）を含むものである。
【0156】
オーディオモジュールＥＤ７０は、音を電気信号に変換させるか、あるいは反対に電気信号を音に変換させることができる。オーディオモジュールＥＤ７０は、入力装置ＥＤ５０を介して音を獲得するか、あるいは音響出力装置ＥＤ５５及び／または電子装置ＥＤ０１と、直接または無線で連結された他の電子装置（電子装置ＥＤ０２など）のスピーカ及び／またはヘッドホーンを介し、音を出力することができる。
【0157】
センサモジュールＥＤ７６は、電子装置ＥＤ０１の作動状態（電力、温度など）、または外部の環境状態（ユーザ状態など）を感知し、感知された状態に対応する電気信号及び／またはデータ値を生成することができる。センサモジュールＥＤ７６は、ジェスチャセンサ、ジャイロセンサ、気圧センサ、マグネチックセンサ、加速度センサ、グリップセンサ、近接センサ、カラーセンサ、ＩＲ（infrared）センサ、生体センサ、温度センサ、湿度センサ及び／または照度センサを含むものである。
【0158】
インターフェースＥＤ７７は、電子装置ＥＤ０１が、他の電子装置（電子装置ＥＤ０２など）と直接または無線で連結されるために使用されうる１または複数の指定されたプロトコルを支援することができる。インターフェースＥＤ７７は、ＨＤＭＩ（登録商標）（High Definition Multimedia Interface）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェース、ＳＤ（Secure Digital）カードインターフェース及び／またはオーディオインターフェースを含むものである。
【0159】
連結端子ＥＤ７８は、電子装置ＥＤ０１が、他の電子装置（電子装置ＥＤ０２など）と物理的に連結されうるコネクタを含むものである。連結端子ＥＤ７８は、ＨＤＭＩコネクタ、ＵＳＢコネクタ、ＳＤカードコネクタ、及び／またはオーディオコネクタ（ヘッドホーンコネクタなど）を含むことができる。
【0160】
ハプティックモジュールＥＤ７９は、電気的信号を、ユーザが触覚または運動感覚を介して認知することができる機械的な刺激（振動、動きなど）、または電気的な刺激に変換することができる。ハプティックモジュールＥＤ７９は、モータ、圧電素子及び／または電気刺激装置を含むものである。
【0161】
カメラモジュールＥＤ８０は、静止映像及び動画を撮影することができる。カメラモジュールＥＤ８０は、１または複数のレンズを含むレンズアセンブリ、図１のイメージセンサ１０００、イメージシグナルプロセッサ及び／またはフラッシュを含むものである。カメラモジュールＥＤ８０に含まれているレンズアセンブリは、イメージ撮影の対象である被写体から放出される光を収集することができる。
【0162】
電力管理モジュールＥＤ８８は、電子装置ＥＤ０１に供給される電力を管理することができる。電力管理モジュールＥＤ８８は、ＰＭＩＣ（Power Management Integrated Circuit）の一部としても具現される。
【0163】
バッテリＥＤ８９は、電子装置ＥＤ０１の構成要素に電力を供給することができる。バッテリＥＤ８９は、再充電不可能な一次電池、再充電可能な二次電池、及び／または燃料電池を含むものである。
【0164】
通信モジュールＥＤ９０は、電子装置ＥＤ０１と、他の電子装置（電子装置ＥＤ０２、電子装置ＥＤ０４、サーバＥＤ０８など）との直接（有線）通信チャネル及び／または無線通信チャネルの樹立、及び樹立された通信チャネルを介する通信遂行を支援することができる。通信モジュールＥＤ９０は、プロセッサＥＤ２０（アプリケーションプロセッサなど）と独立して運用され、直接通信及び／または無線通信を支援する１または複数のコミュニケーションプロセッサを含むものである。通信モジュールＥＤ９０は、無線通信モジュールＥＤ９２（セルラ通信モジュール、近距離無線通信モジュール、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）通信モジュールなど）及び／または有線通信モジュールＥＤ９４（ＬＡＮ（Local Area Network）通信モジュール、電力線通信モジュールなど）を含むものである。それら通信モジュールのうち該当する通信モジュールは、第１ネットワークＥＤ９８（ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（Wireless Fidelity） DirectまたはＩｒＤＡ（infrared data association）のような近距離通信ネットワーク）、または第２ネットワークＥＤ９９（セルラネットワーク、インターネットまたはコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、ＷＡＮ（Wide Area Network）など）のような遠距離通信ネットワーク）を介し、他の電子装置と通信することができる。そのようなさまざまな種類の通信モジュールは、１つの構成要素（単一チップなど）に統合されるか、あるいは互いに別途の複数の構成要素（複数チップ）によっても具現される。無線通信モジュールＥＤ９２は、加入者識別モジュールＥＤ９６に保存された加入者情報（国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ）など）を利用し、第１ネットワークＥＤ９８及び／または第２ネットワークＥＤ９９のような通信ネットワーク内において、電子装置ＥＤ０１を確認及び認証することができる。
【0165】
アンテナモジュールＥＤ９７は、信号及び／または電力を、外部（他の電子装置など）に送信するか、あるいは外部から受信することができる。アンテナは、基板（ＰＣＢ（Printed Circuit Board）など）上に形成された導電性パターンによってなる放射体を含むものである。アンテナモジュールＥＤ９７は、１または複数のアンテナを含むものである。複数のアンテナが含まれる場合、通信モジュールＥＤ９０により、複数のアンテナの売り、第１ネットワークＥＤ９８及び／または第２ネットワークＥＤ９９のような通信ネットワークで使用される通信方式に適するアンテナが選択されうる。選択されたアンテナを介し、通信モジュールＥＤ９０と、他の電子装置との間において、信号及び／または電力が送信されたり受信されたりするのである。該アンテナ以外に他の部品（ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）など）がアンテナモジュールＥＤ９７の一部にも含まれる。
【0166】
該構成要素のうち一部は、周辺機器との通信方式（バス、ＧＰＩＯ（General Purpose Input and Output）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、ＭＩＰＩ（Mobile Industry Processor Interface）など）を介して互いに連結され、信号（命令、データなど）を相互交換することができる。
【0167】
命令またはデータは、第２ネットワークＥＤ９９に連結されたサーバＥＤ０８を介し、電子装置ＥＤ０１と、外部の電子装置ＥＤ０４との間において、送信または受信されうる。他の電子装置ＥＤ０２，ＥＤ０４は、電子装置ＥＤ０１と同一であるか、あるいは異なる種類の装置でもある。電子装置ＥＤ０１で実行される動作の全部または一部は、他の電子装置ＥＤ０２，ＥＤ０４，ＥＤ０８のうち、一つまたは複数の装置においても実行される。例えば、電子装置ＥＤ０１が、ある機能やサービスを遂行しなければならないとき、該機能または該サービスを自主的に実行させる代わりに、１または複数の他の電子装置に、その機能またはそのサービスの一部または全体を遂行するように要請することができる。要請を受信した１または複数の他の電子装置は、要請と係わる追加機能またはサービスを実行し、その実行の結果を、電子装置ＥＤ０１に伝達することができる。そのために、クラウドコンピュー酒石酸、分散コンピューティング及び／またはクライアント・サーバコンピューティングの技術が利用されうる。
【0168】
図２２は、図２１のカメラモジュールＥＤ８０を例示するブロック図である。図２２を参照すれば、カメラモジュールＥＤ８０は、レンズアセンブリＣＭ１０、フラッシュＣＭ２０、イメージセンサ１０００（図１７のイメージセンサ１０００など）、イメージスタビライザＣＭ４０、メモリＣＭ５０（バッファメモリなど）及び／またはイメージシグナルプロセッサＣＭ６０を含むものである。レンズアセンブリＣＭ１０は、イメージ撮影の対象である被写体から放出される光を収集することができる。カメラモジュールＥＤ８０は、複数のレンズアセンブリＣＭ１０を含み、そのような場合、カメラモジュールＥＤ８０は、デュアルカメラ、３６０°カメラまたは球形カメラ（spherical camera）にもなる。複数のレンズアセンブリＣＭ１０のうち一部は、同一レンズ属性（画角、焦点距離、自動焦点、Ｆナンバー（Ｆ number）、光学ズームなど）を有するか、あるいは他のレンズ属性を有しうる。レンズアセンブリＣＭ１０は、広角レンズまたは望遠レンズを含むものである。
【0169】
フラッシュＣＭ２０は、被写体から放出または反射される光を強化するために使用される光を放出することができる。フラッシュＣＭ２０は、１または複数の発光ダイオード（ＲＧＢ（Red-Green-Blue） ＬＥＤ、White ＬＥＤ、Infrared ＬＥＤ、Ultraviolet ＬＥＤなど）及び／またはキセノンランプを含むものである。イメージセンサ１０００は、図１で説明したイメージセンサでもあり、被写体から放出または反射され、レンズアセンブリＣＭ１０を介して伝達された光を電気的な信号に変換することにより、被写体に対応するイメージを獲得することができる。イメージセンサ１０００は、ＲＧＢセンサ、ＢＷ（Black and White）センサ、ＩＲセンサまたはＵＶセンサのように、属性が異なるイメージセンサのうちから選択された１または複数のセンサを含むものである。イメージセンサ１０００に含まれているそれぞれのセンサは、ＣＣＤセンサ及び／またはＣＭＯＳセンサによっても具現される。
【0170】
イメージスタビライザＣＭ４０は、カメラモジュールＥＤ８０、またはそれを含む電子装置ＥＤ０１の動きに反応し、レンズアセンブリＣＭ１０に含まれている１または複数個のレンズまたはイメージセンサ１０００を特定の方向に動かしたり、イメージセンサ１０００の動作特性を制御（リードアウト（read-out）タイミングの調整など）したりし、動きによる否定的な影響が補償されるようにすることができる。イメージスタビライザＣＭ４０は、カメラモジュールＥＤ８０の内部または外部に配されたジャイロセンサ（図示せず）または加速度センサ（図示せず）を利用し、カメラモジュールＥＤ８０または電子装置ＥＤ０１の動きを感知することができる。イメージスタビライザＣＭ４０は、光学式にも具現される。
【0171】
メモリＣＭ５０は、イメージセンサ１０００を介して獲得されたイメージの一部または全体のデータを、次のイメージ処理作業のために保存することができる。例えば、複数のイメージが高速に獲得される場合、獲得された原本データ（ベイヤーパターン（Bayer－patterned）データ、高解像度データなど）は、メモリＣＭ５０に保存し、低解像度イメージのみをディスプレイした後、選択された（ユーザ選択など）イメージの原本データが、イメージシグナルプロセッサＣＭ６０に伝達されるようにするところにも使用される。メモリＣＭ５０は、電子装置ＥＤ０１のメモリＥＤ３０に統合されているか、あるいは独立して運用される別途のメモリによっても構成される。
【0172】
イメージシグナルプロセッサＣＭ６０は、イメージセンサ１０００を介して獲得されたイメージ、またはメモリＣＭ５０に保存されたイメージデータにつき、イメージ処理を行うことができる。該イメージ処理は、デプスマップ（depth map）生成、三次元モデリング、パノラマ生成、特徴点抽出、イメージ合成及び／またはイメージ補償（ノイズ低減、解像度調整、明るさ調整、ぼかし（blurring）、シャープニング（sharpening）、ソフトニング（softening）など）を含むものである。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０は、カメラモジュールＥＤ８０に含まれている構成要素（イメージセンサ１０００など）に対する制御（露出時間制御またはリードアウトタイミング制御など）を行うことができる。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０によって処理されたイメージは、追加処理のために、メモリＣＭ５０にさらに保存されるか、あるいはカメラモジュールＥＤ８０の外部構成要素（メモリＥＤ３０、表示装置ＥＤ６０、電子装置ＥＤ０２、電子装置ＥＤ０４、サーバＥＤ０８など）にも提供される。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０は、プロセッサＥＤ２０に統合されるか、あるいはプロセッサＥＤ２０と独立して運用される別途のプロセッサによっても構成される。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０が、プロセッサＥＤ２０と別途のプロセッサによって構成された場合、イメージシグナルプロセッサＣＭ６０によって処理されたイメージは、プロセッサＥＤ２０によって追加されるイメージ処理を経た後、表示装置ＥＤ６０を介しても表示される。
【0173】
電子装置ＥＤ０１は、それぞれ異なる属性または機能を有する複数のカメラモジュールＥＤ８０を含むものである。そのような場合、複数のカメラモジュールＥＤ８０のうち一つは、広角カメラであり、他の一つは、望遠カメラであってもよい。類似して、複数のカメラモジュールＥＤ８０のうち一つは、前面カメラであり、他の一つは、背面カメラであってもよい。
【0174】
一実施形態によるイメージセンサ１０００は、図２３（ａ）に図示されたモバイルフォンまたはスマートフォン５１００ｍ、図２３（ｂ）に図示されたタブレットまたはスマートタブレット５２００、図２３（ｃ）に図示されたデジタルカメラまたはカムコーダ５３００、図２３（ｄ）に図示されたノート型パソコン５４００、または図２３（ｅ）に図示されたテレビまたはスマートテレビ５５００などに適用されうる。例えば、スマートフォン５１００ｍまたはスマートタブレット５２００は、高解像度イメージセンサがそれぞれ搭載された複数の高解像度カメラを含むものである。該高解像度カメラを利用し、映像内被写体の深さ情報を抽出したり、映像のアウトフォーカシングを調節したり、映像内被写体を自動的に識別したりすることができる。
【0175】
また、イメージセンサ１０００は、図２４（ａ）に図示されたスマート冷蔵庫５６００、図２４（ｂ）に図示された保安カメラ５７００、図２４（ｃ）に図示されたロボット５８００、図２４（ｄ）に図示された医療用カメラ５９００などにも適用される。例えば、スマート冷蔵庫５６００は、イメージセンサを利用し、冷蔵庫内にある飲食物を自動的に認識し、特定飲食物の存在いかん、入庫または出庫した飲食物の種類などをスマートフォンを介し、ユーザに知らせることができる。保安カメラ５７００は、超高解像度映像を提供することができ、高感度を利用し、暗い環境においても、映像内の事物または人を認識することができるようにする。ロボット５８００は、人が直接接近することができない災害現場または産業現場に投入され、高解像度映像を提供することができる。医療用カメラ５９００は、診断または手術のための高解像度映像を提供することができ、視野を動的に調節することができる。
【0176】
また、イメージセンサ１０００は、図２４（ｅ）に図示されているように車両６０００に適用されうる。車両６０００は、多様な位置に配された複数の車両用カメラ６０１０，６０２０，６０３０，６０４０を含むものであり、それぞれの車両用カメラ６０１０，６０２０，６０３０，６０４０は、一実施形態によるイメージセンサを含むものである。車両６０００は、複数の車両用カメラ６０１０，６０２０，６０３０，６０４０を利用し、車両６０００の内部または周辺に係わる多様な情報を運転者に提供することができ、映像内の事物または人を自動的に認識し、自律走行に必要な情報を提供することができる。
【0177】
以上の例示的な実施形態によれば、キャビティ及び下部パターン膜を、屈折率が互いに異なる誘電体を利用し、周期的なパターンで形成することにより、キャビティ及び下部パターン膜を同一厚に作製することができ、それにより、分光フィルタの製造工程を単純化させることができる。また、第１金属反射層及び第２金属反射層を１つの金属物質によって形成することにより、製造工程をさらに単純化させることができる。
【0178】
ユニットフィルタのうち一部にスペーサを適用し、二次モードの中心波長を、共振器の中心波長として使用することにより、カラーフィルタのような追加フィルタがなくとも、広範囲の中心波長を効果的に具現することができる分光フィルタを作製することができる。
【0179】
前述の分光フィルタを具備するイメージセンサ、及びそれを含む電子装置が、図面に図示された実施形態を参照して説明されたが、それらの説明は、例示的なものに過ぎず、当該分野において当業者であれば、それらから、多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。権利範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差異は、権利範囲に含まれるものであると解釈されなければならない。
【符号の説明】
【0180】
５１ 配線層
５２ 駆動回路
６１ 半導体基板
６２ フォトダイオード
６５ 画素アレイ
７１ 第１機能層
７２ 第２機能層
８０ 共振器構造体
８１ 第１反射層
８２ 第２反射層
９０ 第３機能層
８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ，１２１，１２２，１２２，１２４ キャビティ
１０１，１０２，１０３，１０４ 画素
１１１，１１２，１１３，１１４ ユニットフィルタ
１２０ 共振器
１２５ａ 第１誘電体
１２５ｂ 第２誘電体
１２７ 第１金属反射層
１２８ 第２金属反射層
１２９，１３９ エッチング停止層
１３０ 下部誘電体層
１３１，１３２，１３３，１３４ 下部パターン膜
１３５ａ 第３誘電体
１３５ｂ 第４誘電体
１４０ 上部誘電体層
１４１，１４２，１４３，１４４ 上部膜
１０００ イメージセンサ
１１００ 分光フィルタ
４１００ 画素アレイ
５２ 駆動回路
６１ 半導体基板
６２ フォトダイオード
６５ 画素アレイ
７１ 第１機能層
７２ 第２機能層
８０ 共振器構造体
８１ 第１反射層
８２ 第２反射層
９０ 第３機能層
８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ，１２１，１２２，１２２，１２４ キャビティ
１０１，１０２，１０３，１０４ 画素
１１１，１１２，１１３，１１４ ユニットフィルタ
１２０ 共振器
１２５ａ 第１誘電体
１２５ｂ 第２誘電体
１２７ 第１金属反射層
１２８ 第２金属反射層
１２９，１３９ エッチング停止層
１３０ 下部誘電体層
１３１，１３２，１３３，１３４ 下部パターン膜
１３５ａ 第３誘電体
１３５ｂ 第４誘電体
１４０ 上部誘電体層
１４１，１４２，１４３，１４４ 上部膜
１０００ イメージセンサ
１１００ 分光フィルタ
４１００ 画素アレイ
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
