图像感测装置制造方法及图纸

本公开涉及一种图像感测装置。一种图像感测装置包括：透镜模块，其被构造为汇聚来自场景的入射光；以及像素阵列，其相对于所述透镜模块定位以接收来自所述透镜模块的所述经汇聚的入射光，并且被构造为包括多个像素，所述多个像素中的每一者被构造为检测携载所述场景的图像信息的所述经汇聚的入射光。所述像素阵列中的所述多个像素包括所述像素阵列的边缘区域中的第一像素，所述边缘区域与所述透镜模块的光轴间隔开预定距离。第一像素包括：半导体区域，其包括被配置为产生与在第一像素处检测到的入射光的强度对应的光电荷的光电转换元件；微透镜，其设置在半导体区域上；以及反射结构，其被设置为覆盖第一像素的一部分。其被设置为覆盖第一像素的一部分。其被设置为覆盖第一像素的一部分。

【技术实现步骤摘要】
图像感测装置


[0001]在本专利文件中公开的技术和实现方式总体涉及一种图像感测装置，该图像感测装置包括成像像素，该成像像素被构造成检测入射光并产生与入射光的强度相对应的电信号。

技术介绍

[0002]图像感测装置是用于通过使用对光起反应的光敏半导体材料将光转换成电信号来捕获光学图像的装置。随着汽车、医疗、计算机和通信工业的发展，在诸如智能电话、数码相机、游戏机、IoT(物联网)、机器人、安全相机和医疗微型相机的各种领域中对高性能图像感测装置的需求正在增加。
[0003]图像感测装置可以大致分为CCD(电荷耦合器件)图像感测装置和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像感测装置。CCD图像感测装置提供更好的图像质量，但是与CMOS图像感测装置相比，它们倾向于消耗更多的功率并且更大。CMOS图像感测装置在尺寸上比CCD图像感测装置更小并且消耗更少的功率。此外，CMOS传感器是使用CMOS制造技术制造的，因此光敏元件和其它信号处理电路可以集成到单个芯片中，使得能够以更低成本制造小型化的图像感测装置。由于这些原因，CMOS图像感测装置正被开发用于许多应用，包括移动装置。

技术实现思路

[0004]所公开的技术的各种实施例涉及具有改进的光接收(Rx)效率的图像感测装置。
[0005]根据所公开的技术的实施例，一种图像感测装置可包括：透镜模块，其被构造为汇聚来自场景的入射光；以及像素阵列，其相对于所述透镜模块定位以接收来自所述透镜模块的所述经汇聚的入射光，且被构造为包括多个像素，所述多个像素中的每一者被构造为检测携载所述场景的图像信息的所述经汇聚的入射光。所述像素阵列中的所述多个像素包括所述像素阵列的边缘区域中的第一像素，所述边缘区域与所述透镜模块的光轴间隔开预定距离。第一像素包括：半导体区域，其包括被配置为产生与在第一像素处检测到的入射光的强度对应的光电荷的光电转换元件；微透镜，其设置在半导体区域上；以及反射结构，其被设置为覆盖第一像素的一部分。
[0006]根据所公开的技术的另一实施例，一种图像感测装置可包括：半导体区域，其包括被构造为产生对应于入射光的强度的光电荷的光电转换元件；微透镜，其设置在所述半导体区域上以将入射光引导到所述半导体区域；及反射结构，其被设置为覆盖所述微透镜的一部分。
[0007]应当理解，所公开技术的前述一般描述和以下详细描述都是说明性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本公开的进一步解释。
附图说明
[0008]图1是例示基于所公开的技术的一些实现的图像感测装置的示例的框图。
[0009]图2是例示图1中所示的像素阵列的示例的示意图。
[0010]图3A是例示入射到图2所示的像素阵列上的光线的示例的图。
[0011]图3B是例示入射到图2所示的像素阵列上的光线的示例的图。
[0012]图4是例示根据每个像素的位置而变化的像素的示例结构的图。
[0013]图5是例示包括图4中所示的反射结构以增大光接收(Rx)效率的示例像素结构的图。
[0014]图6是例示包括图4中所示的反射结构以减少光学串扰的示例像素结构的图。
[0015]图7是例示用于计算第一计算角度的示例方法的图。
[0016]图8是例示包括设置在第一边缘区域中的像素的示例像素阵列的图。
[0017]图9是例示用于计算反射结构的长度的示例方法的图。
[0018]图10是例示用于计算反射结构的旋转角度的示例方法的图。
具体实施方式
[0019]该专利文件提供了包括图像感测像素的图像感测装置的实现和示例，该图像感测像素可以产生对应于入射光强度的电信号，该图像感测装置可以用于基本上解决一个或多个技术或工程问题并且减轻在一些其他图像感测装置中遇到的限制或缺点。所公开的技术的一些实现涉及具有改进的光接收(Rx)效率的图像感测装置。所公开的技术提供可改进像素的光接收(Rx)效率且减少像素之间的串扰的图像感测装置的各种实现。
[0020]现在将详细参考所公开的技术的实施例，其示例在附图中示出。只要可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。尽管本公开容许各种修改和替代形式，但其特定实施例通过示例的方式在附图中示出。然而，不应将本公开解释为限于本文所阐述的实施例。
[0021]此后，将参照附图描述各种实施例。然而，应当理解，所公开的技术不限于特定实施例，而是包括实施例的各种修改、等同物和/或替换物。所公开的技术的实施例可以提供能够通过所公开的技术直接或间接识别的各种效果。
[0022]图1是示出基于所公开的技术的一些实现的图像感测装置100的框图。
[0023]参照图1，图像感测装置100可包括像素阵列110、行驱动器120、相关双采样器(CDS)130、模数转换器(ADC)140、输出缓冲器150、列驱动器160和定时控制器170。图1中所示的图像感测装置100的组件仅以示例的方式进行讨论，并且本专利文件包括许多其它改变、替换、变化、变更和修改。
[0024]像素阵列110可包括以行和列布置的多个单位成像像素。在一个示例中，多个单位成像像素可布置在包括行和列的二维像素阵列中。在另一示例中，多个单位成像像素可布置在三维像素阵列中。所述多个单位像素可基于单位像素或基于像素组将光信号转换为电信号，其中像素组中的单位像素共享至少某些内部电路。像素阵列110可以从行驱动器120接收驱动信号，驱动信号包括行选择信号、像素复位信号和传输信号。在接收到驱动信号时，可激活像素阵列110中的对应成像像素以执行对应于行选择信号、像素复位信号和传输信号的操作。
[0025]行驱动器120可以基于由控制器电路(例如定时控制器170)提供的命令和控制信号而激活像素阵列110以对对应行中的成像像素执行某些操作。在一些实施方案中，行驱动
器120可选择像素阵列110的布置在一个或更多行中的一个或更多成像像素。行驱动器120可产生行选择信号以在多个行中选择一个或更多行。行驱动器120可顺序地使能用于复位对应于至少一个选定行的成像像素的像素复位信号和用于对应于所述至少一个选定行的像素的传输信号。因此，作为由选定行的成像像素中的每个产生的模拟信号的参考信号和图像信号可被顺序地传送到CDS130。参考信号可以是当成像像素的感测节点(例如，浮置扩散节点)被复位时提供给CDS130的电信号，并且图像信号可以是当在感测节点中累积由成像像素产生的光电荷时提供给CDS130的电信号。
[0026]CMOS图像传感器可以使用相关双采样(CDS)通过对像素信号采样两次以去除这两个采样之间的差异来去除被称为固定图案噪声的像素的不期望出现的偏移值。在一个示例中，相关双采样(CDS)可通过比较在感测节点中累积由入射光产生的光电荷之前和之后获得的像素输出电压来移除像素的不期望出现的偏移值，使得可仅测量基于入射光的像素输出电压。在所公开的技术的一些实施例中，CDS130可以顺序地采样和保持参考信号和图像信号的电压电平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：透镜模块，所述透镜模块被构造为汇聚来自场景的入射光；以及像素阵列，所述像素阵列相对于所述透镜模块定位以接收来自所述透镜模块的经汇聚的入射光，并且被构造为包括多个像素，所述多个像素中的每一个被构造为检测携载所述场景的图像信息的所述经汇聚的入射光，其中，所述像素阵列中的所述多个像素包括所述像素阵列的边缘区域中的第一像素，所述边缘区域与所述透镜模块的光轴间隔开预定距离，并且其中，所述第一像素包括：半导体区域，所述半导体区域包括光电转换元件，所述光电转换元件产生与在所述第一像素处检测到的入射光的强度相对应的光电荷；微透镜，所述微透镜设置在所述半导体区域上；以及反射结构，所述反射结构被设置成覆盖所述第一像素的一部分。2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述微透镜被设置成使得所述微透镜的光轴从所述半导体区域的中心朝向所述透镜模块的光轴偏移。3.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述反射结构被构造为将从所述半导体区域的顶表面反射的光线朝向所述半导体区域反射。4.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述反射结构被构造为将入射到所述反射结构的顶表面上的光线反射到所述第一像素的外部。5.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述反射结构设置在入射到所述微透镜上的针对所述第一像素的主光线被折射朝向与所述第一像素相邻的另一像素的位置处。6.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述微透镜包括与第一反射结构交叠的第一微透镜和与第二反射结构交叠的第二微透镜，所述第一微透镜被设置成比所述第二微透镜更靠近所述像素阵列的边缘，并且所述第一反射结构具有比所述第二反射结构的弧长更大的弧长。7.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述反射结构在远离所述透镜模块的光轴并且更靠近所述像素阵列的边缘的方向上从所述微透镜的中心偏移。8.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述反射结构被形成为具有弓形形状。9.根据权利要求8所述的图像感测装置，其中，所述反射结构的弦部与将所述透镜模块的光轴连接到所述微透镜的中心轴线的直线垂直。10.根据权利要求1所述的图像感测装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李殷光，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：