[发明专利]图像传感器、电子装置及其制造方法

说明书

本发明涉及图像传感器、电子装置及其制造方法。本公开涉及一种图像传感器，所述图像传感器包括像素传感器阵列；栅格，布置在所述像素传感器阵列之上且具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口；滤色器阵列，每个滤色器容纳在所述栅格的一个开口中，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器；其中容纳所述白色滤色器的开口的一个或者多个侧壁的厚度较容纳所述彩色滤色器的开口的侧壁厚度更厚，使得白色滤色器的受光面积比彩色滤色器的受光面积更小，以减少进入到与所述白色滤色器的光量。

技术领域

本公开一般涉及半导体技术领域，更具体地，涉及图像传感器、电子装置及其制造方法。

背景技术

近年来，诸如视频相机或数字静态相机的固态图像传感器通常使用CCD图像传感器或CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，其不仅用于消费电子领域，例如微型数码相机、手机摄像头、摄像机和数码单反中，而且在汽车电子、监控、生物技术和医学等领域也得到了广泛的应用。

随着对像素大小的要求与日俱增，图像传感器中像素的数目正迅速增加，或者图像传感器的大小正迅速缩减。然而，随着像素数目的增加或大小的缩减，图像传感器中的相邻像素之间的间隔变小，从而产生了一个被称为高光溢出的新问题，即像素饱和之后电荷泄漏到相邻像素。溢出到相邻像素中的电荷会使得相邻像素输出不能体现其真实入射光量的电信号。

此外，为了在黑暗的地方获得更明亮的拍摄图像，除了红色(R)像素、绿色(G)像素和蓝色(B)像素之外，还设计了包括白色(W)像素的图像传感器装置。由于白光是由不同颜色(即，不同频率)的光混合而成，因此白光的光谱自然要比彩色光的光谱宽。在相同光照条件下，白色像素由于会接受到更多数量的光子，会比其他彩色像素更早饱和，而白色像素在饱和后所产生的电荷会溢出到相邻的像素中，因此像素之间发生了电荷泄漏。泄漏到周围彩色像素(即，R像素、G像素以及B像素)的电荷会不期望地使这些彩色像素着色，从而导致发生画面的失真。

因此，需要改善这种着色以及失真现象，并且抑制图像质量的下降。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的一个或多个缺陷，本公开提供一种本领域的新技术。

由于白光是由不同颜色(即，不同频率)的光混合而成，因此在包括RGBW像素的图像传感器中，白色(W)像素会接受更宽光谱范围内的光，因此在相同的光照条件下白色像素相较于其他彩色像素会接受更多的光子，从而产生更多的光生载流子，由此白像素会比其他彩色像素更早饱和。而白色像素在饱和后所产生的电荷会溢出到相邻彩色像素中，泄漏到相邻彩色像素的电荷会不期望地使该彩色像素着色，从而导致画面的失真。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种改进的图像传感器结构从而减少甚至避免白色像素传感器中所产生的电荷泄漏到相邻的彩色像素传感器。在相同入射光的情况下，相对于彩色像素传感器本发明有意地减少白色像素传感器的进光量，从而降低白色像素传感器的光电转化效率，减少由白色像素传感器产生的光生载流子，进而减少由于满阱容量的不足所导致的电荷溢出。具体来说，可以使白色像素传感器上的栅格的厚度更宽，由此栅格所包围的面积也就越小，进而栅格中容纳的白色滤色器的受光面积比其他彩色滤色器的受光面积相比要更小，进而与其他彩色像素传感器相比减少进入到白色像素传感器中的光量。或者，可以在白色像素传感器之上设置光阻挡件，以部分地阻挡进入到白色像素传感器中的光量。

本公开的方面可以包括图像传感器、图像传感器的制造方法、包括该图像传感器的电子装置中的至少一个。

根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括像素传感器阵列；栅格，布置在所述像素传感器阵列上且具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口；滤色器阵列，每个滤色器容纳在所述栅格的一个开口中，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器；其中容纳所述白色滤色器的开口的一个或者多个侧壁的厚度较容纳所述彩色滤色器的开口的侧壁厚度更厚，使得白色滤色器的受光面积比彩色滤色器的受光面积更小，以减少进入到与所述白色滤色器的光量。