图像传感器制造技术

一种图像传感器具有在图像区域上设置的多个微透镜，其中中心设置的红像素被提供有较小的微透镜，外围设置的红像素被提供有较大的微透镜。尺寸差异防止了微红效果在输出图像中的产生，该差异总计约为５％，用以补偿图像区域上的入射光的每个波长的折射率差异。该图像传感器包括：滤色器阵列，包括用于按照波长分别滤光的滤色器，所述滤色器包括长波长滤光器；以及多个微透镜，分别形成于滤色器阵列的滤色器上，与长波长滤光器对应的微透镜具有按照相关于滤色器阵列的布置而不同的相对尺寸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像传感器，尤其涉及防止微红(reddish)效果在输出图像中的产生的图像传感器。
技术介绍
图像传感器是用于将光图像转变为电信号的半导体器件，包括CMOS图像传感器，这些CMOS图像传感器具有与像素的数量相应的大量金属-氧化物-半导体(MOS)晶体管，这些晶体管与用于顺序地输出MOS晶体管的电信号的外围电路一起集成于单个芯片上。CMOS图像传感器使用互补型MOS技术以减少特征尺寸、功率消耗和制造成本，可适用于诸如数字照相机、蜂窝电话、个人数字助理、笔记本就算机、条码阅读器和玩具等产品。CMOS图像传感器一般包括信号处理芯片，该芯片包括光电二极管阵列，光电二极管配置有放大器、模拟至数字转换器、内部电压调整器、时序发生器和数字逻辑电路。为了增强CMOS图像传感器的光敏性，可提高它的填充因子；也就是，相关于器件自身的区域来增加光电二极管的区域。然而，填充因子的增加受到每个光电二极管的相关联逻辑和信号处理电路的限制。增强的光敏性也可通过聚焦入射光来实现，该入射光例如通过提供给每个光电二极管的微透镜来偏转，以将入射光聚集到光电二极管中和远离没有光电二极管表面的邻近区域。同时，例如用于移动电话的图像传感器被包括在光学模块中，其按照一般约为55°～65°的观察角度(视角或AOV)来紧凑地制造，以使来自光源(目标)的光倾斜地入射到图像区域的边缘，一般以30°或更少的角度，如图1所示。该视角确定了滤色器阵列中每个滤色器及其对应微透镜的尺寸，它们朝向该阵列的图像区域的中心都是较小的。也就是，在图像区域的中心处入射的直射光可将可见光聚集到相应的光电二极管上，但是同一光源可能在图像区域的边缘处倾斜地入射，使得聚集由于每个波长的折射率差异按照色像素(color pixel)而不同。也就是，红光线的折射率小于绿或蓝光线的折射率，该折射率差异造成了图像区域中心与其边缘之间的输出差异，由此给产生的图像带来了不需要的微红色调。
技术实现思路
因此，本专利技术是针对于一种图像传感器，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺陷造成的一个或多个问题。本专利技术的目的是提供一种图像传感器，其防止微红效果在输出图像中的产生。本专利技术的目的是提供一种图像传感器，其能够减少光聚集，从而获得具有所需动态范围的均匀图像。本专利技术的其它优点、目的和特征在下面的描述中将被部分地阐述，对于在察阅下文时的本领域技术人员将部分地变得明显，或者可从本专利技术的实践中来获悉。本专利技术的目的及其他优点可通过在书面的说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。为了实现按照本专利技术的这些目的和其它优点，如这里具体化和广义描述的，提供了一种图像传感器，包括滤色器阵列，包括用于按照波长分别滤光的滤色器，所述滤色器包括长波长滤光器；以及多个微透镜，分别形成于滤色器阵列的滤色器上，对应于长波长滤光器的微透镜具有按照相关于滤色器阵列的布置而不同的相对尺寸。应当理解，本专利技术的前面一般性描述和下面详细描述是示范性和说明性的，旨在于提供所请求保护的本专利技术的进一步解释。附图说明附示了本专利技术的实施例，与说明书一起用于解释本专利技术的原理，这些附图被囊括用以提供本专利技术的进一步理解以及并入和构成本申请的一部分。在附图中图1是现有图像传感器的光模块图；图2A是按照本专利技术的图像传感器中的中心图像区域的横截面图和平面图；图2B是按照本专利技术的图像传感器中的外围图像区域的横截面图和平面图；图3是按照本专利技术的图像传感器中包括像素单元阵列的示范性图像区域图；图4是图示了按照入射至现有图像传感器的微透镜的光的波长的折射率实例的图；以及图5是图示了滤光器输出比对图像区域的图。具体实施例方式现在将详细地参考本专利技术的示范性实施例，其实例在附图中被图示。如有可能，相似的参考标记在整个附图中被用于指代相同或相似部分。按照本专利技术的图像传感器包括在具有中心图像区域和外围图像区域的半导体衬底上形成的用于接收红、绿和蓝光的多个光传感器(例如光电二极管)。绝缘夹层(interlayer)、图案化的金属层和钝化层被形成在光传感器上。滤色器阵列被形成在钝化层上，多个微透镜被形成在滤色器阵列上。如图2A和2B所示，跨过半导体衬底的中心图像区域和外围图像区域，利用CMOS技术来形成滤色器阵列和微透镜。如图2A所示，第一绿滤光器11被设置于中心图像区域中，邻近于第一红滤光器10和第一蓝滤光器12，多个微透镜分别位于中心图像区域的每个滤色器顶上。同时，如图2B所示，第二绿滤光器15被设置在外围图像区域中，邻近于第二红滤光器14和第二蓝滤光器16，多个微透镜分别位于外围图像区域的每个滤色器顶上。这里，第一和第二绿滤光器11和15以及第一和第二蓝滤光器12和16是用于分别滤绿和蓝光的较短波长滤光器，从而第一和第二红滤光器10和14是用于滤红光，因此是长波长滤光器。按照本专利技术，对应于长波长滤光器的微透镜具有按照相关于半导体衬底各区域的布置而不同的相对尺寸。也就是，相对微透镜尺寸的差异在衬底上渐变(graduate)，从外围图像区域至中心图像区域而减少，于是相应地减少了所传递的光能。这里，滤色器阵列包括分开的滤色器，用于按照波长，也就是较短的波长滤光器11、12、15和16以及长波长滤光器10及14，来分别对光进行过滤。具体而言，在中心区域中，相对小的尺寸的微透镜13a提供在第一红滤光器10上，尺寸相等但是较大的微透镜13b和13c分别被提供用于绿和蓝滤光器11和12。同时，在外围图像区域中，尺寸与微透镜13b、13c的尺寸相应的微透镜13a′、13b′和13c′分别被提供用于第二红、绿和蓝滤光器14、15和16。应当清楚，在外围图像区域的边缘处，微透镜13a′与微透镜13b′和13c′尺寸相同。于是，红的中心区域微透镜13a小于红的外围区域微透镜13b，总的尺寸差异约为5％，其是从中心图像区域的最小(最中心)红滤光器微透镜到外围图像区域的最大(最远)红滤光器微透镜渐变的数量。该设置可通过参考图3来理解，其图示了按照本专利技术的图像传感器中的像素单元阵列。按照图像区域布置的红滤光器微透镜尺寸的渐变是以如图4所示的入射光的每个波长的折射率差异以及如图5所示的图像区域上的滤光器的输出为基础的。在按照本专利技术的图像传感器中，按照渐变的标度(scale)，位于图像区域中心处的红像素的微透镜小于位于图像区域边缘处的红像素的微透镜，由此防止微红效果在输出图像中的产生。于是，光集中可被减少，从而可获得均匀图像。因此，通过将数字信号处理器应用于本专利技术的图像传感器，高色彩品质和高性能的图像传感器能够通过减少图像区域中心的红光信号来实现，从而能够保持所需动态范围。对于本领域技术人员明显的是，不脱离本专利技术的精神或范围，可在本专利技术中做出各种改型。由此，旨在于本专利技术覆盖这样的改型，只要它们落入所附权利要求及其等效的范围之内。权利要求1.一种图像传感器，包括滤色器阵列，包括用于按照波长分别滤光的滤色器，所述滤色器包括长波长滤光器；以及多个微透镜，分别形成于所述滤色器阵列的滤色器上，对应于长波长滤光器的微透镜具有按照相关于所述滤色器阵列的布置而不同的相对尺寸。2.权利要求1的图像传感器，其中相对微透镜尺寸的差异沿所述滤色器阵列渐变，从所述滤色器阵列的外围图像区域到所述滤色器阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：滤色器阵列，包括用于按照波长分别滤光的滤色器，所述滤色器包括长波长滤光器；以及多个微透镜，分别形成于所述滤色器阵列的滤色器上，对应于长波长滤光器的微透镜具有按照相关于所述滤色器阵列的布置而不同的相对尺寸 。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金相植，
申请(专利权)人：东部亚南半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]