图像传感器制造技术

本公开的各实施例涉及图像传感器。本公开涉及一种图像传感器，该图像传感器包括多个像素，这些像素形成在半导体衬底中以及在半导体衬底上，并且以具有N行和M列的矩阵的形式布置，其中N是大于或等于1的整数，并且M是大于或等于2的整数。多个微透镜面向衬底，并且微透镜中的每个微透镜与相应的像素相关联。微透镜以矩阵形式被布置在N行和M列中，并且在像素矩阵的行的方向上，微透镜矩阵的间距大于像素矩阵的间距。本实用新型专利技术的实施例提供了对现有图像传感器的改进，例如补偿收集表面的与像素的填充因子有关的损失，并且提高像素的灵敏度。并且提高像素的灵敏度。并且提高像素的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器


[0001]本公开总体上涉及图像传感器领域。更具体地，本公开涉及一种图像传感器，该图像传感器包括像素矩阵，该像素矩阵形成在半导体衬底中以及在半导体衬底上并且被微透镜矩阵加盖。

技术介绍

[0002]图像传感器通常包括多个像素，这些像素形成在半导体衬底中以及在半导体衬底上，并且以矩阵的形式被布置在行和列中。每个像素通常包括感光区域以及一个或多个控制晶体管，入射光在该感光区域中被转换成电子
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空穴对，一个或多个控制晶体管使得可以读取表示感光区域中光生电荷量的信号。因此，像素的感光区域仅占据像素表面的一部分。为了补偿收集表面的与像素的填充因子有关的损失，并且提高像素的灵敏度，已经提出了在每个像素上布置微透镜，该微透镜基本上在像素的整个表面上延伸，并且被配置为将入射光汇聚在像素的感光区域上。
[0003]期望的是，至少部分地改进已知的图像传感器的某些方面，已知的图像传感器包括像素矩阵，该像素矩阵形成在半导体衬底中以及在半导体衬底上并且由微透镜矩阵加盖。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本技术旨在提供一种改进的图像传感器，其补偿了收集表面的与像素的填充因子有关的损失，并且提高像素的灵敏度。
[0005]根据本公开的一个或多个方面，提供了一种图像传感器，包括：半导体衬底；多个像素，形成在半导体衬底中以及在半导体衬底上，并且以具有N行和M列的矩阵的形式布置，其中N是大于或等于1的整数，并且M是大于或等于2的整数；以及多个微透镜，面向衬底，微透镜中的每个微透镜与相应的像素相关联，微透镜以矩阵形式被布置在N行和 M列中，其中，在像素矩阵的行的方向上，微透镜矩阵的间距大于像素矩阵的间距。
[0006]在一个或多个实施例中，每个微透镜的光轴线穿过与该微透镜相关联的像素的感光区域的中心。
[0007]在一个或多个实施例中，微透镜矩阵包括离轴微透镜。
[0008]在一个或多个实施例中，N大于或等于2，并且其中，在像素矩阵的列的方向上，微透镜矩阵的间距大于像素矩阵的间距。
[0009]在一个或多个实施例中，在像素矩阵的行的方向上以及在像素矩阵的列的方向上，多个像素中的像素具有相同的大小。
[0010]在一个或多个实施例中，在像素矩阵的行的方向上以及在像素矩阵的列的方向上，多个微透镜中的微透镜都具有相同的尺寸。
[0011]在一个或多个实施例中，在像素矩阵的行的方向上或在像素矩阵的列的方向上，多个微透镜中的微透镜具有不同的尺寸。
[0012]在一个或多个实施例中，每个微透镜的表面积对应于微透镜的中心轴线和与该微透镜相关联的像素的中心轴线之间的距离。
[0013]在一个或多个实施例中，还包括布置在像素矩阵与微透镜矩阵之间的光学间隔物。
[0014]在一个或多个实施例中，光学间隔物包括透明平面层。
[0015]在一个或多个实施例中，微透镜是折射微透镜或衍射微透镜中的至少一种。
[0016]在一个或多个实施例中，微透镜是菲涅耳波带片类型的衍射微透镜。
[0017]在一个或多个实施例中，微透镜是超表面类型的衍射微透镜。
[0018]根据本公开的一个或多个方面，提供了一种图像传感器，包括：衬底，包括以矩阵形式布置的多个像素；以及多个微透镜，以矩阵形式被布置在衬底上，并且覆盖多个像素，微透镜中的每个微透镜与相应的像素相关联，并且具有比相关联的像素大的大小，微透镜的矩阵向外延伸超出像素的矩阵的外围。
[0019]在一个或多个实施例中，每个微透镜的中心相对于相关联的像素的中心偏移。
[0020]在一个或多个实施例中，沿着行方向和列方向，微透镜矩阵的间距大于像素矩阵的间距。
[0021]在一个或多个实施例中，多个微透镜包括具有第一形状的第一微透镜以及横向地围绕第一微透镜的第二微透镜，第二微透镜具有与第一形状不同的第二形状。
[0022]在一个或多个实施例中，还包括在像素矩阵与微透镜矩阵之间的透明平面层，透明平面层具有在从5μm至50μm的范围内的厚度。
[0023]通过使用根据本公开的实施例，可以至少解决前述问题的至少一部分，并实现相应的效果，例如补偿收集表面的与像素的填充因子有关的损失，并且提高像素的灵敏度。
附图说明
[0024]在对具体实施例的以下描述中详细描述上述特征和优点、以及其他特征和优点，这些具体实施例通过参考附图以说明而非限制的方式给出，其中：
[0025]图1A示意性地示出了图像传感器的示例的俯视图；并且图1B示意性地示出了图1A所示的图像传感器的横截面图；
[0026]图2A示意性地示出了根据一个实施例的图像传感器的示例的俯视图；并且图2B示意性地示出了图2A所示的图像传感器的横截面图；
[0027]图3示意性地示出了图2A和图2B的图像传感器的示例微透镜；
[0028]图4图示了图2A和图2B的图像传感器的变型；
[0029]图5示出了图2A和图2B的图像传感器的另一实施例变型；
[0030]图6示出了图5的图像传感器的微透镜的示例性实施例；
[0031]图7示出了图2A和图2B的图像传感器的另一实施例变型；
[0032]图8示出了图2A和图2B的图像传感器的另一实施例变型；以及
[0033]图9示出了图2A和图2B的图像传感器的另一实施例变型。
具体实施方式
[0034]为此，一个实施例提供了一种图像传感器，该图像传感器包括：多个像素，这些像
素形成在半导体衬底中以及在半导体衬底上，并且以具有N行和M列的矩阵的形式布置，其中N是大于或等于1的整数，并且M是大于或等于2的整数；以及，对于每个像素，与像素相关联的微透镜，该微透镜面向衬底，微透镜以矩阵形式被布置在N行和M列中，其中，在像素矩阵的行的方向上，微透镜矩阵的间距大于像素矩阵的间距。
[0035]根据一个实施例，每个微透镜的光轴线穿过与其相关联的像素的感光区域的中心。
[0036]根据一个实施例，微透镜矩阵包括离轴微透镜。
[0037]根据一个实施例，N大于或等于2，并且，在像素矩阵的列的方向上，微透镜矩阵的间距大于像素矩阵的间距。
[0038]根据一个实施例，在像素矩阵的行的方向上以及在像素矩阵的列的方向上，多个像素中的像素具有相同的大小。
[0039]根据一个实施例，在像素矩阵的行的方向上以及在像素矩阵的列的方向上，多个微透镜中的微透镜都具有相同的尺寸。
[0040]根据一个实施例，在像素矩阵的行的方向上和/或在像素矩阵的列的方向上，多个微透镜中的微透镜具有不同的尺寸。
[0041]根据一个实施例，当微透镜的中心轴线和与其相关联的像素的中心轴线之间的距离大时，每个微透镜的表面都较大。
[0042]根据一个实施例，传感器包括布置在像素矩阵与微透镜矩阵之间的光学间隔物。
[0043]根据一个实施例，微透镜是折射微透镜或衍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：半导体衬底；多个像素，形成在所述半导体衬底中以及在所述半导体衬底上，并且以具有N行和M列的矩阵的形式布置，其中N是大于或等于1的整数，并且M是大于或等于2的整数；以及多个微透镜，面向所述衬底，所述微透镜中的每个微透镜与相应的像素相关联，所述微透镜以矩阵形式被布置在N行和M列中，其中，在像素矩阵的行的方向上，所述微透镜矩阵的间距大于所述像素矩阵的间距。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，每个微透镜的光轴线穿过与该微透镜相关联的所述像素的感光区域的中心。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述微透镜矩阵包括离轴微透镜。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，N大于或等于2，并且其中，在所述像素矩阵的列的方向上，所述微透镜矩阵的间距大于所述像素矩阵的间距。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在所述像素矩阵的行的方向上以及在所述像素矩阵的列的方向上，所述多个像素中的像素具有相同的大小。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，在所述像素矩阵的行的方向上以及在所述像素矩阵的列的方向上，所述多个微透镜中的微透镜都具有相同的尺寸。7.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，在所述像素矩阵的行的方向上或在所述像素矩阵的列的方向上，所述多个微透镜中的微透镜具有不同的尺寸。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，每个微透镜的表面积对应于所述微透镜的中心轴线和与该微透镜相关联的所述像素的中心轴线之间的距离。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：法国原子能及替代能源委员会，
类型：新型
国别省市：