图像传感器、制备方法、成像方法及电子设备技术

本发明专利技术提供一种图像传感器结构、电子设备、制备及成像方法，结构包括：第一类像素和第二类像素；调制功能层，其至少包括位于第一类像素上的遮光部；基于调制功能层，入射光进入第二类像素并产生衍生光，衍生光进入第一类像素，基于衍生光以产生第一信号，第二类像素基于入射光以产生第二信号，且同一第一类像素对应的各第二类像素响应于同种类型的光信号。本发明专利技术可以基于第一类像素和第二类像素获取不同的光信号，以提高图像的动态范围，并有效实现具有光源闪烁的照片或者视频的获取。另外，可以实现遮光部与导光部的同时制备，实现第一类像素和第二类像素的光信号的调制，并可以有效防止不同类型光信号之间的串扰，可以简化制备工艺，提高效率。提高效率。提高效率。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器、制备方法、成像方法及电子设备


[0001]本专利技术属于图像传感器制造及成像
，特别是涉及一种图像传感器、制备方法、成像方法及电子设备。

技术介绍

[0002]图像传感器是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。根据元件的不同，可以分为CCD(电荷耦合元件)和CMOS(金属氧化物半导体元件)两大类。随着CMOS图像传感器(CIS)设计及制造工艺的不断发展，CMOS图像传感器逐渐取代CCD图像传感器已经成为主流。其中，CMOS图像传感器可以分为FSI(Front Side Illumination，前照式)和BSI(Back Side Illumination，背照式)两类。
[0003]然而，在一些应用中，CMOS图像传感器需要拍摄动态范围较大的场景，以在低光条件到亮光条件均得到清晰的图像。在另外一些时候，需要拍摄一些光源闪烁的照片或者视频，例如，拍摄具备交通信号灯的场景，CMOS图像传感器中的至少一部分像素需要进行长时间的曝光以免疫某些光源的闪烁(LFM，light flicker mitigation)；同时，在此场景下，长时间曝光的像素不能过曝，因此，需要图像传感器具有较大的动态范围。
[0004]因此，如何提供一种图像传感器、制备方法、成像方法及电子设备，以解决现有技术中的上述问题实属必要。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种图像传感器像素结构、制备方法、成像方法及电子设备，用于解决现有技术中图像传感器动态范围难以得到有效提升以及具有光源闪烁的照片或者视频难以有效获取等问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种图像传感器，包括：
[0007]第一类像素，所述第一类像素包括第一感光区；
[0008]第二类像素，所述第二类像素包括第二感光区，且所述第一类像素与所述第二类像素之间具有间隔区；以及
[0009]调制功能层，至少包括遮光部，所述遮光部位于所述第一类像素上以遮挡入射光；
[0010]基于所述调制功能层，入射光进入所述第二类像素对应的区域并产生衍生光，所述衍生光至少经由所述间隔区进入所述第一类像素，其中，所述第一感光区接收所述衍生光以产生第一信号，所述第二感光区接收所述入射光以产生第二信号，且同一所述第一类像素对应的各所述第二类像素响应于同种类型的光信号。
[0011]可选地，所述第一类像素的侧面由若干个入光表面构成，所述衍生光至少经由所述入光表面进入所述第一类像素的所述第一感光区，其中，各所述入光表面与所述第二类像素或其他所述第一类像素一一对应。
[0012]可选地，所述第二类像素为所述第一类像素的最近邻像素，至少同一所述第一类像素对应的各所述第二类像素覆盖同一种滤色器，以使得各所述第二类像素响应同种类型
的光信号。
[0013]可选地，所述图像传感器还包括第三类像素，所述第三类像素与所述第一类像素之间的对应面积小于所述第二类像素与所述第一类像素之间的对应面积的1/10，或者，所述第三类像素与所述第一类像素之间间隔设置。
[0014]可选地，所述图像传感器包括若干个像素单元，每一所述像素单元包括若干个所述像素子单元，每一所述像素子单元包括至少一个所述第一类像素及至少一个所述第二类像素。
[0015]可选地，所述图像传感器还包括若干个滤色单元层，所述滤色单元层与所述像素子单元一一对应，其中，所述滤色单元层位于所述第二类像素上或者同时覆盖所述第一类像素及所述第二类像素上，所述像素单元基于与各所述像素子单元对应的所述滤色单元层获取对应类型的光信号，以基于所述像素单元获取对应的图像信号。
[0016]可选地，所述像素单元至少包括响应红光的第一像素子单元、响应绿光的第二像素子单元及响应蓝光的第三像素子单元，且各像素子单元分别对应包括第一遮光部、第二遮光部、第三遮光部，所述像素单元中不同所述像素子单元的所述第一类像素的尺寸相同，其中，所述第一遮光部的尺寸大于所述第二遮光部的尺寸大于所述第三遮光部的尺寸，或者，不同所述像素子单元的遮光部的尺寸相同，且所述遮光部的尺寸大于、小于或等于对应的所述第一类像素的尺寸。
[0017]可选地，所述第二遮光部的尺寸与对应的所述第一类像素的尺寸相同，所述第一遮光部的尺寸不大于所述第二遮光部尺寸的120％，所述第三遮光部的尺寸不小于所述第二遮光部尺寸的70％。
[0018]可选地，所述像素子单元中像素的排布方式包括：所述像素子单元包括中心区及环绕所述中心区的外围区，所述第一类像素位于所述中心区，所述第二类像素至少位于所述外围区；或者，所述像素子单元包括边缘区，所述第一类像素位于所述边缘区，且位于所述边缘区的第一类像素具有显露的入光接触部，所述入光接触部与相邻像素子单元位于所述边缘区的第一类像素相接触。
[0019]可选地，所述像素单元包括四个所述像素子单元，所述像素子单元的排布方式包括：所述像素子单元的像素构成3
×
3结构，所述第一类像素位于中心，所述第二类像素位于四周；或者，所述像素子单元的像素构成2
×
2结构，所述第一类像素位于一角部，所述第二类像素位于其余位置；或者，所像素子单元的像素构成改进2
×
2结构，所述第一类像素位于中心且具有四个受光侧面，四个所述第二类像素位于所述第一类像素的周围且与四个所述受光侧面一一对应。
[0020]可选地，所述像素结构还包括辅助调制结构，所述辅助调制结构至少设置在所述第二类像素远离所述入射光的一侧，穿过所述第二类像素的入射光经由所述辅助调制结构调制进入所述第一类像素以得到调制光，所述第一类像素基于所述调制光及所述衍生光得到所述第一信号。
[0021]可选地，所述图像传感器还包括中间调制过渡层，位于所述基底与所述调制功能层之间。
[0022]可选地，所述中间调制过渡层的厚度大于20nm。
[0023]可选地，所述中间调制过渡层的材质为单层氧化物过渡层或多种氧化物构成的叠
层。
[0024]可选地，所述遮光部的遮光率大于98％。
[0025]可选地，所述第一类像素与所述第二类像素的形状及尺寸相同且二者呈周期性阵列分布。
[0026]可选地，所述调制功能层还包括导光部，所述导光部对应位于所述间隔区上，以使得所述调制功能层具有若干个与所述第二类像素对应的入光口，所述入射光经由所述入光口进入所述第二类像素区。
[0027]可选地，由所述导光部及所述遮光部构成的所述调制功能层为基于同一工艺形成的结构。
[0028]可选地，所述遮光部的材质包括钨、铝、钛、氮化钛、钽以及氮化钽中的至少一种。
[0029]可选地，所述导光部的材料包括钨、铝、钛、氮化钛、钽、氮化钽以及折射率小于相邻所述导光部之间填充材料层的折射率的材料中的至少一种。
[0030]另外，本专利技术还提供一种如上述方案中任意一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：第一类像素，所述第一类像素包括第一感光区；第二类像素，所述第二类像素包括第二感光区，且所述第一类像素与所述第二类像素之间具有间隔区；以及调制功能层，至少包括遮光部，所述遮光部位于所述第一类像素上以遮挡入射光；基于所述调制功能层，入射光进入所述第二类像素对应的区域并产生衍生光，所述衍生光至少经由所述间隔区进入所述第一类像素，其中，所述第一感光区接收所述衍生光以产生第一信号，所述第二感光区接收所述入射光以产生第二信号，且同一所述第一类像素对应的各所述第二类像素响应于同种类型的光信号。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一类像素的侧面由若干个入光表面构成，所述衍生光经由所述入光表面进入所述第一类像素的所述第一感光区，其中，各所述入光表面与所述第二类像素或其他所述第一类像素一一对应。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述第二类像素为所述第一类像素的最近邻像素，且至少同一所述第一类像素对应的各所述第二类像素覆盖同一种滤色器，以使得各所述第二类像素响应同种类型的光信号。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括第三类像素，所述第三类像素与所述第一类像素之间的对应面积小于所述第二类像素与所述第一类像素之间的对应面积的1/10，或者，所述第三类像素与所述第一类像素之间间隔设置。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括若干个像素单元，每一所述像素单元包括若干个所述像素子单元，其中，每一所述像素子单元包括至少一个所述第一类像素及至少一个所述第二类像素。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括若干个滤色单元层，所述滤色单元层与所述像素子单元一一对应，其中，所述滤色单元层位于所述第二类像素上或者同时覆盖所述第一类像素及所述第二类像素上，所述像素单元基于与各所述像素子单元对应的滤色单元层获取对应类型的光信号，以获取对应的图像信号。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元至少包括响应红光的第一像素子单元、响应绿光的第二像素子单元及响应蓝光的第三像素子单元，且各像素子单元分别对应包括第一遮光部、第二遮光部、第三遮光部，且所述像素单元中不同所述像素子单元的所述第一类像素的尺寸相同，其中，所述第一遮光部的尺寸大于所述第二遮光部的尺寸大于所述第三遮光部的尺寸，或者，不同所述像素子单元对应的遮光部的尺寸相同，且所述遮光部的尺寸大于、小于或等于对应的所述第一类像素的尺寸。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述第二遮光部的尺寸与对应的所述第一类像素的尺寸相同，所述第一遮光部的尺寸不大于所述第二遮光部尺寸的120％，所述第三遮光部的尺寸不小于所述第二遮光部尺寸的70％。9.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述像素子单元中像素的排布方式包括：所述像素子单元包括中心区及环绕所述中心区的外围区，所述第一类像素位于所述中心区，所述第二类像素至少位于所述外围区；或者，所述像素子单元包括边缘区，所述第一类像素位于所述边缘区，且位于所述边缘区的第一类像素具有显露的入光接触部，所述入光接触部与相邻像素子单元位于所述边缘区的第一类像素相接触。
10.根据权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元包括四个所述像素子单元，所述像素子单元的排布方式包括：所述像素子单元的像素构成3
×
3结构，所述第一类像素位于中心，所述第二类像素位于四周；或者，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭炳辉，石文杰，王婉晴，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：