影像感测器制造技术

本发明专利技术提供一种影像感测器，包括：一滤光膜阵列，用于由一入射光线中取出多个色彩成份；以及多个光电元件，用于利用该滤光膜阵列接收该入射光，其中该滤光膜阵列包括：一绿色滤光膜，用于由该多个色彩成份中取出一绿色成份；一红色滤光膜，用于由该多个色彩成份中取出一红色成份；一蓝色滤光膜，用于由该多个色彩成份中取出一蓝色成份；以及一第一红外线滤光膜，用于取出一第一红外线成份，其中该第一红外线滤光膜包括该绿色滤光膜的材料以及具有一特定波长的一红外线高通滤光膜的材料。本发明专利技术的影像感测器前面并不需要额外的红外线截止滤光片，使得本发明专利技术可降低整个影像感测器的成本，且相像模组的厚度也更薄。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及影像装置，特别涉及影像感测器。
技术介绍
传统的彩色照像仪、影像感测器、及像素化影像阵列是使用多个像素或多个像素滤光膜的拜尔图样(Bayerpattern)，其具有红－绿－绿－蓝(R-G-G-B)的像素/滤波组态，如图1所示。在此种像素化阵列中，感测器包括个别的光学滤光膜以传递红、绿、蓝色，并且置于或镀于个别的像素的上。因此，会有一红色像素12a、一蓝色像素12b、及两个绿色像素12c以形成一2x2次阵列10，其可重复置于像素化阵列的中。三个色彩通道(红色、绿色、蓝色)不仅可让与红色、绿色、蓝色相关的波长范围及频带的光线穿透，其也会让在红外线、近红外线、或响应频带中的大量波长的光线穿透。因此，在具有红色、绿色、蓝色像素下，色彩成像仪的灵敏度或是响应的量子效率通常具有较广的红外线或近红外线响应。举例来说，传统的CMOS影像感测器的频谱响应是如图2所示。红色、绿色、及蓝色像素的频谱响应是可比较的，或是高于可视频谱的像素响应。来自环境的红外线也因此会影像可视频谱中的色彩响应，且可能会影响影像的色彩还原。这种情况通常称为红外线污染(IRcontamination)。在传统的彩色照像机中，为了要还原一真实彩色影像，通常会使用一红外线截止(IRcut-off)滤光片以截断或降低在红外线频带或频谱范围的光线或能量，藉以仅让可见光穿过滤光膜以被红－绿－绿－蓝像素进行成像，以能降低、限制、或实质上消除红外线污染。这种红外线截止滤光膜通常用在玻璃或塑胶元件上的多层镀膜所实现，例如是一平整玻璃基板，其可加入至照像机的镜头组成的元件中，或是加在镜头元件的表面上。专利
技术实现思路
本专利技术是提供一种影像感测器，包括：一滤光膜阵列，用于由一入射光线中取出多个色彩成份；以及多个光电元件，用于利用该滤光膜阵列接收该入射光，其中该滤光膜阵列包括：一绿色滤光膜，用于由该多个色彩成份中取出一绿色成份；一红色滤光膜，用于由该多个色彩成份中取出一红色成份；一蓝色滤光膜，用于由该多个色彩成份中取出一蓝色成份；以及一第一红外线滤光膜，用于取出一第一红外线成份，其中该第一红外线滤光膜包括该绿色滤光膜的材料以及具有一特定波长的一红外线高通滤光膜的材料。本专利技术更提供一种影像感测器，包括：一半导体基板，包括多个光电元件；以及一滤光膜阵列，置于该半导体基板的上，其中该滤光膜阵列包括一绿色滤光膜、一红色滤光膜、一蓝色滤光膜、以及一第一红外线滤光膜，其中该第一红外线滤光膜包括该绿色滤光膜的材料及具有一特定波长的一红外线高通滤光膜的材料。附图说明图1是显示传统的拜尔图样的示意图。图2是显示一CMOSRGB彩色感测器的频谱响应图。图3是显示根据本专利技术一实施例中的IRP4Gd滤光膜的响应图。图4A是显示根据本专利技术一实施例中的第一色彩马赛克图样的示意图。图4B是显示根据本专利技术一实施例中的第二色彩马赛克图样的示意图。图5是显示根据本专利技术一实施例中的影像感测器的截面图。图6是显示根据本专利技术另一实施例中的影像感测器的截面图。图7是显示根据本专利技术又一实施例中的影像感测器的截面图。其中，附图标记说明如下：12a～红色像素；12b～蓝色像素；12c～绿色像素；10～次阵列；210－230、310－330～曲线；400A、400B～阵列单元；410、420、430、440、450、460、470～色彩图样；471～透明像素；500、600、700～影像感测器；510、610、710～半导体基板；520、620、720～第一阶层；530、630～第二阶层；511－516、611－616、711－716～光电元件；521－526、532、533、621－626、632、633、721－726～滤光膜；531、631～透明材料；具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。图3是显示根据本专利技术一实施例中的IRP4Gd滤光膜的响应图。本专利技术中的IRP4Gd滤光膜的设计是混合绿色滤光膜及红外线穿透滤光膜(例如为一高通滤光膜)的响应，其可让波长超过650nm的光线穿过(后述实施例是以IR-pass@650nm滤光膜表示)。举例来说，绿色滤光膜及红外线穿透滤光膜的响应是分别如图3中的曲线310及320所示。IRP4Gd滤光膜的响应是如图3中的曲线330所示。IRP4Gd滤光膜可用两种方式来实现，例如是将绿色滤光膜及IR-pass@650nm滤光膜相迭，或是将绿色滤光膜及IR-pass@650nm滤光膜的材料混合为单一材料。对于本专利技术中的色彩相减演算法而言，绿色、红色、及蓝色通道的响应可由下列方程式所表示：SG-SIRP4Gd＝SG’VSR-SIRP4Rd＝SR’VSB-SIRP4Bd＝SB’V其中SG、SR、SB是分别表示绿色、红色、蓝色通道的原始信号；SIRP4Gd是表示用于绿色扣除(greendeduction)的红外线穿透滤光膜的信号；SIRP4Rd是表示用于红色扣除(reddeduction)的红外线穿透滤光膜的信号；SIRP4Bd是表示用于蓝色扣除(bluededuction)的红外线穿透滤光膜的信号；SG’V、SR’V、SB’V是分别表示绿色、红色、蓝色通道的调整后(色彩平衡)的信号。更进一步而言，红外线信号SIRP4Gd、SIRP4Rd、SIRP4Bd是分别从绿色、红色、及蓝色通道扣除。因此，本专利技术并不需要在影像感测器前方放置额外的红外线截止(IR-cut)滤光片，使得本专利技术可降低整个影像感测器的成本，且相像模组的厚度也更薄。如上所述，IRP4Gd滤光膜可由将绿色滤光膜及IR-pass@650nm滤光膜相迭、或是将绿色滤光膜及IR-pass@650nm滤光膜的材料混合为单一材料来实现。此外，IRP4Rd滤光膜可由IR-pass@650nm滤光膜所实现，且IRP4Bd滤光膜可由让波长超过800nm的光线通过的红外线穿透滤光膜所实现(后述实施例是以IR-pass@800nm滤光膜表示)。然而，IR-pass@800nm滤光膜(例如为一高通滤光膜)可简单地将红色滤光膜及蓝色滤光膜的材料混合所实现。本专利技术的影像感测器包括一二维像素化成像阵列(pixelatedimagingarray)，其包括多个影像感测像素或是光电元件，安排、置放、或建立于一半导体基板(semiconductorsubstrate)的上。举例来说，影像感测器可包括一互补式金属氧化物半导体(CMOS)或感光耦合元件(CCD)感测器、装置、或类似元件，其细节可参考后述实施例。图4A是显示根据本专利技术一实施例中的第一色彩马赛克图样(colormosaicpattern)的示意图。如图4A所示，因为使用了红外线扣除(IRsubtraction)演算法，不同的红外线像素(例如IRP4Rd、IRP4Gd、IRP4Bd)可安置于阵列单元400A中的不同位置。举例来说，阵列单元400A包括三个水平相邻的色彩图样410、420及430。色彩图样410包括红色、蓝色、绿色滤光膜及IRP4Bd滤光膜。色彩图样420包括红色、蓝色、绿色滤光膜及IRP4Rd滤光膜。色彩图样430包括红色、蓝色、绿色滤光膜及IRP4Gd滤光膜。更适宜地，色彩图样410、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种影像感测器，包括：一滤光膜阵列，用于由一入射光线中取出多个色彩成份；以及多个光电元件，用于利用所述滤光膜阵列接收所述入射光，其中所述滤光膜阵列包括：一绿色滤光膜，用于由所述多个色彩成份中取出一绿色成份；一红色滤光膜，用于由所述多个色彩成份中取出一红色成份；一蓝色滤光膜，用于由所述多个色彩成份中取出一蓝色成份；以及一第一红外线滤光膜，用于取出一第一红外线成份，其中所述第一红外线滤光膜包括所述绿色滤光膜的材料以及具有一特定波长的一红外线高通滤光膜的材料。

【技术特征摘要】
2015.05.20 US 14/717,5121.一种影像感测器，包括：一滤光膜阵列，用于由一入射光线中取出多个色彩成份；以及多个光电元件，用于利用所述滤光膜阵列接收所述入射光，其中所述滤光膜阵列包括：一绿色滤光膜，用于由所述多个色彩成份中取出一绿色成份；一红色滤光膜，用于由所述多个色彩成份中取出一红色成份；一蓝色滤光膜，用于由所述多个色彩成份中取出一蓝色成份；以及一第一红外线滤光膜，用于取出一第一红外线成份，其中所述第一红外线滤光膜包括所述绿色滤光膜的材料以及具有一特定波长的一红外线高通滤光膜的材料。2.如权利要求1所述的影像感测器，其中所述特定波长为650nm，且所述第一红外线滤光膜是由混合所述绿色滤光膜的材料及所述红外线高通滤光膜的材料所实现。3.如权利要求1所述的影像感测器，其中所述特定波长为650nm，且所述第一红外线滤光膜是将所述绿色滤光膜及所述红外线高通滤光膜相迭所实现。4.如权利要求1所述的影像感测器，其中所述滤光膜阵列还包括：一第二红外线滤光膜，用于取出一第二红外线成份；以及一第三红外线滤光膜，用于取出一第三红外线成份。5.如权利要求4所述的影像感测器，其中所述第二红外线滤光膜是由混合所述红色滤光膜的材料及所述蓝色滤光膜的材料所实现，且所述第二红外线滤光膜为一红外线穿透滤光膜，用于让具有超过800nm的波长的所述入射光线穿透。6.如权利要求4所述的影像感测器，其中所述第二红外线滤光膜是将所述红色滤光膜及所述蓝色滤光膜相迭所实现，且所述第二红外线滤光膜为一红外线穿透滤光膜，用于让具有超过800nm的波长的所述入射光线穿透。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王唯科，
申请(专利权)人：采钰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71