图像传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及图像传感器。本实用新型专利技术的一个目的是提供图像传感器。该图像传感器包括：非矩形像素，所述非矩形像素具有第一光敏区和第二光敏区；以及微透镜，所述微透镜覆盖所述第一光敏区和所述第二光敏区。一个实施例已经解决了技术问题中的至少一个并且实现了本实用新型专利技术的相应的有利效果。

image sensor

The utility model relates to an image sensor. One of the purposes of the utility model is to provide an image sensor. The image sensor comprises a non-rectangular pixel having a first photosensitive region and a second photosensitive region, and a microlens covering the first photosensitive region and the second photosensitive region. One embodiment has solved at least one of the technical problems and realized the corresponding beneficial effect of the utility model.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
本技术整体涉及成像系统，并且更具体地讲涉及具有高动态范围功能和相位检测能力的成像系统。
技术介绍
现代电子设备(诸如移动电话、相机和计算机)通常使用数字图像传感器。成像传感器(有时称为成像器)可由二维图像感测像素阵列形成。每个像素接收入射光子(光)并将这些光子转换成电信号。有时，图像传感器被设计为使用联合图像专家组(JPEG)格式将图像提供给电子设备。诸如自动聚焦和三维(3D)成像的一些应用可能需要电子设备提供立体和/或深度感测能力。例如，为了将感兴趣的物体带入焦点中以便捕获图像，电子设备可能需要识别电子设备与感兴趣的物体之间的距离。为了识别距离，常规电子设备使用复杂的布置。一些布置需要使用多个图像传感器以及从各种视点捕获图像的相机透镜。其它布置需要添加透镜阵列，该透镜阵列将入射光聚焦在二维像素阵列的子区域上。由于添加了诸如附加图像传感器或复杂透镜阵列的部件，这些布置导致降低的空间分辨率、增加的成本和增加的复杂性。常规成像系统还可能具有带有与低动态范围相关的伪影的图像。具有较亮部分和较暗部分的场景可在常规图像传感器中产生伪影，因为低动态范围图像的各部分可能曝光过度或曝光不足。多个低动态范围图像可以组合成单个高动态范围图像，但是这通常会引入伪影，特别是在动态场景中。本文的实施方案就是在这种背景下出现的。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供图像传感器。根据本技术的一个方面，提供有一种图像传感器，包括：非矩形像素，所述非矩形像素具有第一光敏区和第二光敏区；以及微透镜，所述微透镜覆盖所述第一光敏区和所述第二光敏区。优选地，所述非矩形像素为六边形。优选地，所述第一光敏区和所述第二光敏区具有相同尺寸。优选地，所述非矩形像素还包括被所述微透镜覆盖的第三光敏区，其中所述非矩形像素还包括被所述微透镜覆盖的第四光敏区，其中所述非矩形像素还包括被所述微透镜覆盖的第五光敏区和第六光敏区，并且其中所述图像传感器还包括将所述六个光敏区分隔开的深沟槽隔离结构。优选地，所述图像传感器还包括：深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构插置在所述第一光敏区与所述第二光敏区之间。优选地，所述图像传感器还包括：滤色器元件，所述滤色器元件形成在所述非矩形像素上方；以及滤色器外壳结构，所述滤色器外壳结构包围所述滤色器元件。根据本技术的又一个方面，提供有一种图像传感器，包括：非矩形像素，所述非矩形像素包括：内部子像素；以及外部子像素，所述外部子像素包围所述内部子像素。优选地，所述外部子像素完全包围所述内部子像素。优选地，所述非矩形像素为六边形，并且其中所述图像传感器还包括覆盖所述六边形像素的半环形微透镜。优选地，所述外部子像素划分为多个光电二极管区，并且其中所述内部子像素划分为多个光电二极管区。一个实施例已经解决了技术问题中的至少一个并且实现了本技术的相应的有利效果。附图说明图1是根据一个实施方案的具有图像传感器的例示性电子设备的示意图，该图像传感器可包括相位检测像素。图2A是根据一个实施方案的具有光敏区的例示性相位检测像素的横截面侧视图，这些光敏区具有不同且非对称的角度响应。图2B和图2C是根据一个实施方案的图2A的相位检测像素的剖视图。图3是根据一个实施方案的将入射光以不同的入射角照射深度感测像素时，深度感测像素的光敏区的例示性信号输出的示意图。图4是根据一个实施方案的六边形图像传感器像素阵列的透视图。图5A至图5D是根据至少一些实施方案的示出每个六边形图像传感器像素可如何划分为多个光敏区的示意图。图6A至图6D是根据至少一些实施方案的示出高动态范围(HDR)六边形像素的各种配置的示意图。图7A至图7C是根据至少一些实施方案的示出用于HDR像素中的中心子像素的各种透镜选项的横截面侧视图。图8A和图8B是根据至少一些实施方案的雪花图像传感器像素阵列的透视图。图9A至图9I是根据至少一些实施方案的示出每个雪花图像传感器像素可如何划分为多个光敏区且可支持高动态范围功能的示意图。图10A和图10B是根据至少一些实施方案的示出每个图像传感器像素可如何具有不规则多边形形状的示意图。图11A和图11B是根据至少一些实施方案的示出每个微透镜可如何具有不规则多边形形状的示意图。具体实施方式本技术的实施方案涉及具有高动态范围(HDR)功能和深度感测能力的图像传感器。图1中示出了具有数字相机模块的电子设备。电子设备10可以是数字照相机、计算机、移动电话、医疗设备或其他电子设备。相机模块12(有时称为成像设备)可包括图像传感器14和一个或多个透镜28。在操作期间，透镜28(有时称为光学器件28)将光聚焦到图像传感器14上。图像传感器14包括将光转换成数字数据的光敏元件(例如，像素)。图像传感器可具有任何数量(例如，数百、数千、数百万或更多)的像素。典型的图像传感器可(例如)具有数百万的像素(例如，百万像素)。例如，图像传感器14可包括偏置电路(例如，源极跟随器负载电路)、采样保持电路、相关双采样(CDS)电路、放大器电路、模拟-数字(ADC)转换器电路、数据输出电路、存储器(例如，缓冲电路)、寻址电路等。可将来自图像传感器14的静态图像数据和视频图像数据经由路径26提供给图像处理和数据格式化电路16。图像处理和数据格式化电路16可用于执行图像处理功能，诸如自动聚焦功能、深度感测、数据格式化、调节白平衡和曝光、实现视频图像稳定、脸部检测等。例如，在自动聚焦操作期间，图像处理和数据格式化电路16可处理由图像传感器14中的相位检测像素收集的数据，以确定将感兴趣的物体带入焦点中所需的透镜移动(例如，透镜28的移动)的大小和方向。图像处理和数据格式化电路16也可用于根据需要压缩原始相机图像文件(例如，压缩成联合图像专家组或JPEG格式)。在典型布置(有时称为片上系统(SOC)布置)中，相机传感器14以及图像处理和数据格式化电路16在共用集成电路上实现。使用单个集成电路来实现相机传感器14以及图像处理和数据格式化电路16可有助于降低成本。然而，这仅为例示性的。如果需要，相机传感器14以及图像处理和数据格式化电路16可使用单独的集成电路来实现。如果需要，相机传感器14和图像处理电路16可形成在单独的半导体衬底上。例如，相机传感器14和图像处理电路16可形成在已堆叠的单独衬底上。相机模块12可通过路径18将采集的图像数据传送到主机子系统20(例如，图像处理和数据格式化电路16可将图像数据传送到子系统20)。电子设备10通常向用户提供许多高级功能。例如，在计算机或高级移动电话中，可为用户提供运行用户应用程序的能力。为实现这些功能，电子设备10的主机子系统20可包括存储和处理电路24以及输入-输出设备22，诸如小键盘、输入-输出端口、操纵杆和显示器。存储和处理电路24可包括易失性和非易失性的存储器(例如，随机存取存储器、闪存存储器、硬盘驱动器、固态驱动器等)。存储和处理电路24还可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路或其他处理电路。图像传感器有时可提供有高动态范围功能(例如，在低光环境和明亮环境中使用以在低光环境中补偿感兴趣的高光点，反之亦然)。为了提供高动态范围功能，图像传感器14可包括高动态范围像素。图像传感器也可提供有深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：非矩形像素，所述非矩形像素具有第一光敏区和第二光敏区；以及微透镜，所述微透镜覆盖所述第一光敏区和所述第二光敏区。

【技术特征摘要】
2017.04.17 US 15/488,6461.一种图像传感器，其特征在于，包括：非矩形像素，所述非矩形像素具有第一光敏区和第二光敏区；以及微透镜，所述微透镜覆盖所述第一光敏区和所述第二光敏区。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述非矩形像素为六边形。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一光敏区和所述第二光敏区具有相同尺寸。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述非矩形像素还包括被所述微透镜覆盖的第三光敏区，其中所述非矩形像素还包括被所述微透镜覆盖的第四光敏区，其中所述非矩形像素还包括被所述微透镜覆盖的第五光敏区和第六光敏区，并且其中所述图像传感器还包括将所述六个光敏区分隔开的深沟槽隔离结构。5.根据权利要求1所述的图像传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·瓦尔特斯塔，N·W·查普曼，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US