[发明专利]具有白色像素和彩色像素的彩色图像传感器

权利要求书

1.一种彩色图像传感器，其包括具有N个有源光敏像素的矩阵，像素包括光电二极管以便给出通过光而在光电二极管中产生的电荷的电信号函数，矩阵覆盖有彩色滤色器的镶嵌，所述彩色滤色器的镶嵌放置为对应于像素的矩阵，以便形成被称为涂覆有彩色滤色器的彩色像素(R，G，B)的像素，滤色器具有与不同颜色的数量K相对应的K种不同类型，所述不同颜色的数量K至少等于2，并且每种颜色的像素分布在矩阵中，所述矩阵还包括被称为白色像素(T)的P个像素，其中PN，所述P个像素未覆盖有彩色滤色器并且分布在矩阵中，其特征在于，彩色像素的光电二极管构造为与白色像素的光电二极管不同，对于红外波长，彩色像素的光电二极管具有与白色像素的光电二极管对于相同波长的转换系数相比显著更低的光子转换成电荷的转换系数，其中，彩色像素的光电二极管构造为具有防止光在有源层的特定深度之外产生有用电荷的结构，而白色像素的光电二极管不具有这样的结构，所述有用电荷是通过光电二极管而能够有效地恢复以便被读取的电荷，其中，所述光电二极管由n掺杂的局部区(14)与被引至参考电位的p掺杂的有源层(10)之间的n-p结形成，有源层在结下方具有深度H，彩色像素的光电二极管包括比有源层(10)进行更高掺杂的p⁺型局部区(20)，该进行更高掺杂的局部区减小至值H’，所述值H’小于直接位于结下方的p型有源层的深度H，并且将通过光电二极管的反向偏置而在工作中产生的空间电荷区限制至这个深度H’，而白色像素不包括这样的p⁺型局部区，使得白色像素的空间电荷区能够延伸到大于H’的深度；或者彩色像素的光电二极管包括位于n-p结下方深度H”处的n⁺型掩埋局部区(30)，该深度H”使得位于掩埋局部区下方的有源层主要接收红外线，但实际上不接收可见光的辐射，掩埋局部区被引至这样的电位，所述电位使得在该区下方由红外辐射产生的电荷被排出，而未覆盖有彩色滤色器的像素的光电二极管不包括这种n型掩埋局部区。

2.根据权利要求1所述的彩色图像传感器，其中，深度H’在2和3微米之间，而深度差H-H’大于2微米。

3.根据权利要求1和2中的任一项所述的彩色图像传感器，其中，p⁺型局部区的掺杂是p型有源层的掺杂的至少10倍。

4.根据权利要求1和2中的任一项所述的彩色图像传感器，其中，p⁺型局部区的掺杂是p型有源层的掺杂的至少100倍。

5.根据权利要求1所述的彩色图像传感器，其中，n⁺型掩埋局部区的深度H”为至少3微米。

6.根据权利要求1和5中的任一项所述的彩色图像传感器，其中，彩色像素串联布置，使得它们经由一个角或经由一侧而接触，并且局部掩埋n⁺区形成延伸至矩阵的一个边缘的n⁺掺杂连续性。

7.根据权利要求1至2中的任一项所述的彩色图像传感器，其中，所述矩阵包括具有三种不同颜色的滤色器的像素布置以及X个白色像素，其中，所述三种不同颜色的滤色器包括蓝色滤色器、红色滤色器和两个绿色滤色器，X≥1，所述X个白色像素在矩阵的给定行或给定列的两个彩色像素之间。

8.根据权利要求1至2中的任一项所述的彩色图像传感器，其中，所述矩阵包括具有三种不同颜色的滤色器的像素的组的周期性布置以及X个白色像素，其中，所述三种不同颜色的滤色器包括蓝色滤色器、红色滤色器和两个绿色滤色器，X≥1，所述X个白色像素在矩阵的给定行或给定列的两个彩色像素之间。

9.根据权利要求7所述的彩色图像传感器，其中，X等于1、2或3。

10.根据权利要求1至2中的任一项所述的彩色图像传感器，其特征在于，像素的矩阵包括被称为黑色像素的像素，所述黑色像素允许红外线通过但不允许可见光通过，所述黑色像素分布在矩阵中，这些像素的光电二极管形成为与彩色像素的光电二极管相同，使得通过彩色像素和最近的黑色像素或最近的黑色像素的组合之间的信号相减，而能够提高传感器的彩色像素的色彩精度。