互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质技术

本申请实施例公开了一种互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质，CIS包括半导体基底、亚波长像素单元以及读出电路；亚波长像素单元设置于半导体基底中，亚波长像素单元与读出电路连接；其中，亚波长像素单元包括三种不同尺寸参数的至少三个PD柱；三种不同尺寸参数的至少三个PD柱通过光学共振，按照预设波长对入射光进行吸收转换，获得入射光对应的电信号。

Complementary Metal Oxide Image Sensor, Image Processing Method and Storage Media

【技术实现步骤摘要】
互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质
本申请实施例涉及图像处理领域，尤其涉及一种互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质。
技术介绍
图像传感器是一种能够将光信号转换为电信号的装置，可以分为电荷耦合元件(ChargeCoupledDevice，CCD)和互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，CMOS)两种类型。其中，互补金属氧化物图像传感器(CMOSImageSensor，CIS)因其制造工艺与信号处理芯片等制造工艺相兼容，易于集成片上系统，同时功耗相较于电荷耦合器件类传感器有较大优势，图像处理降噪算法可以提高信噪比，因此已在图像传感器应用领域占有优势地位。传统的CIS可以包括前感光式(FrontSideIllumination，FSI)和背感光式(BackSideIllumination，BSI)两种不同结构，而无论是FSI还是BSI，都需要设置滤光片控制同一个像素吸收RGB中的一种颜色，吸收效率低，从而大大降低了CIS的量子效率。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质，可以有效的提升吸收效率，从而大大提高CIS的量子效率。本申请实施例的技术方案是这样实现的：本申请实施例提供了一种CIS，所述CIS包括：半导体基底、亚波长像素单元以及读出电路；所述亚波长像素单元设置于所述半导体基底中，所述亚波长像素单元与所述读出电路连接；其中，所述亚波长像素单元包括三种不同尺寸参数的至少三个PD柱；所述三种不同尺寸参数的至少三个PD柱通过光学共振，按照预设波长对入射光进行吸收转换，获得所述入射光对应的电信号。在上述方案中，所述预设波长包括红光对应的第一波长、绿光对应的第二波长以及蓝光对应的第三波长。在上述方案中，所述至少三个PD柱对应的所述三种不同尺寸参数分别由所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长确定。在上述方案中，所述至少三个PD柱分别用于吸收所述入射光中的红光、绿光以及蓝光。在上述方案中，所述至少三个PD柱对应的形状包括长方体、圆柱体或者平行四边体中的一种。在上述方案中，所述亚波长像素单元对应的像素尺寸小于所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长中的任意一个。在上述方案中，所述CIS还包括：图像处理器，其中，所述读出电路与所述图像处理器连接。在上述方案中，所述亚波长像素单元，配置为通过所述至少三个PD柱将所述入射光转换为所述电信号，并将所述电信号传输至所述读出电路；所述读出电路，配置为将所述电信号转换为数字信号，得到原始数据，并将所述原始数据传输至所述图像处理器；所述图像处理器，配置为根据所述原始数据生成所述入射光对应的图像。在上述方案中，所述CIS还包括：透镜，其中，所述透镜与所述亚波长像素单元连接；所述透镜，用于对所述入射光进行聚焦。本申请实施例提供了一种图像处理方法，应用于CIS中，所述方法包括：按照预设波长对所述入射光进行吸收转换，获得所述入射光对应的电信号；根据所述电信号获得所述入射光对应的原始数据；按照所述原始数据进行图形处理，获得所述入射光对应的图像。在上述方案中，所述预设波长包括红光对应的第一波长、绿光对应的第二波长以及蓝光对应的第三波长。在上述方案中，所述按照预设波长对所述入射光进行吸收转换，包括：按照所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长，分别吸收所述入射光中的红光、绿光以及蓝光。在上述方案中，所述根据所述电信号获得所述入射光对应的原始数据，包括：将所述电信号转换为数字信号；根据所述数字信号获得所述原始数据。本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，应用于CIS中，所述程序被处理器执行时实现如上所述的图像处理方法。本申请实施例提供了一种互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质，CIS包括半导体基底、亚波长像素单元以及读出电路；亚波长像素单元设置于半导体基底中，亚波长像素单元与读出电路连接；其中，亚波长像素单元包括三种不同尺寸参数的至少三个PD柱；三种不同尺寸参数的至少三个PD柱通过光学共振，按照预设波长对入射光进行吸收转换，获得入射光对应的电信号。也就是说，在本申请的实施中，CIS中亚波长像素单元配置的三种不同尺寸参数的至少三个PD柱，可以通过光学共振同时吸收入射光的RGB三个颜色的光，能够有效的提升吸收效率，从而大大提高CIS的量子效率，且由于不同尺寸参数的不同PD柱可以对应吸收不同波长的光，因此CIS中可以不再设置滤光片和像素隔离件，结构更加简单。附图说明图1为FSI式的CIS示意图；图2为BSI式的CIS示意图；图3为本申请实施例提出的一种CIS的结构示意图一；图4为本申请实施例提出的一种CIS的结构示意图二；图5为本申请实施例提出的一种CIS的结构示意图三；图6为本申请实施例中亚波长像素单元的俯视图一；图7为本申请实施例中亚波长像素单元的俯视图二；图8为本申请实施例中亚波长像素单元的俯视图三；图9为本申请实施例中亚波长像素单元的俯视图四；图10为本申请实施例提出的一种图像处理方法。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。对于传统的CIS，无论是FSI还是BSI，其中的光电二极管(photodiode，PD)均是对400nm-1100nm的光全部吸收，因此，需要在其上加上不同颜色的滤光片，从而使其单个像素只吸收RGB中的一种颜色。同时，每个像素之间需要深槽隔离(DeepTrenchIsolation，DTI)进行隔离，从而防止不同颜色的入射光进入到相邻的像素中，进而避免相邻像素间的串扰。图1为FSI式的CIS示意图，图2为BSI式的CIS示意图，如图1和图2所示，CIS中包括有半导体基底、PD、红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片、像素隔离件以及金属布线层。其中，在每个滤光片之前还设置有透镜。由此可见，在现有的CIS中，像素阵列中的每一个像素需要设置透镜和滤光片，且由于设置有滤光片，PD只能吸收RGB中的一种颜色，其他两种颜色的能量则被浪费，即吸收效率低，进而大大降低了CIS的量子效率。本申请提出的一种互补金属氧化物图像传感器，可以基于纳米PD柱结构，通过不同直径的PD柱结构实现对不同波长的选择吸收，即实现单色光的吸收，省去滤光片的结构，同时还可以增强局域的光学态密度，以省去透镜的结构。进一步地，在本申请中，一个像素中可以排布三种不同直径的多个PD柱结构来实现单像素内RGB颜色的充分利用，进一步提高CIS的量子效率。同时突破了衍射的限制，将像素做到亚波长尺度。需要说明的是，本申请提出的一种互补金属氧化物图像传感器可以为FSI，也可以为BSI，本申请不作具体限定，以下实施例以BSI为例进行说明。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请一实施例提供了一种互补金属氧化物图像传感器，图3为本申请实施例提出的一种CIS的结构示意图一，如图3所示，在本申请的实施例中，对于BSI式的CIS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种互补金属氧化物图像传感器CIS，其特征在于，所述CIS包括：半导体基底、亚波长像素单元以及读出电路；所述亚波长像素单元设置于所述半导体基底中，所述亚波长像素单元与所述读出电路连接；其中，所述亚波长像素单元包括三种不同尺寸参数的至少三个光电二极管PD柱；所述三种不同尺寸参数的至少三个PD柱通过光学共振，按照预设波长对入射光进行吸收转换，获得所述入射光对应的电信号。

【技术特征摘要】
1.一种互补金属氧化物图像传感器CIS，其特征在于，所述CIS包括：半导体基底、亚波长像素单元以及读出电路；所述亚波长像素单元设置于所述半导体基底中，所述亚波长像素单元与所述读出电路连接；其中，所述亚波长像素单元包括三种不同尺寸参数的至少三个光电二极管PD柱；所述三种不同尺寸参数的至少三个PD柱通过光学共振，按照预设波长对入射光进行吸收转换，获得所述入射光对应的电信号。2.根据权利要求1所述的CIS，其特征在于，所述预设波长包括红光对应的第一波长、绿光对应的第二波长以及蓝光对应的第三波长。3.根据权利要求2所述的CIS，其特征在于，所述至少三个PD柱对应的所述三种不同尺寸参数分别由所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长确定。4.根据权利要求1所述的CIS，其特征在于，所述至少三个PD柱分别用于吸收所述入射光中的红光、绿光以及蓝光。5.根据权利要求1所述的CIS，其特征在于，所述至少三个PD柱对应的形状包括长方体、圆柱体或者平行四边体中的一种。6.根据权利要求2所述的CIS，其特征在于，所述亚波长像素单元对应的像素尺寸小于所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长中的任意一个。7.根据权利要求1所述的CIS，其特征在于，所述CIS还包括：图像处理器，其中，所述读出电路与所述图像处理器连接。8.根据权利要求7所述的CIS，其特征在于，所述亚波长像素单元，配置为通过所述至少三个PD柱将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44