[发明专利]图像传感器、基于飞行时间技术的摄像装置及制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种图像传感器、一种基于飞行时间技术的摄像装置及一种图像传感器的制备方法；其中，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面；感光元件，所述感光元件形成在所述半导体衬底的所述第一表面上，所述感光元件用于将从所述第二表面入射的光信号转换成电信号；所述第二表面上与所述感光单元对应的位置处为曲面，所述曲面向远离所述第一表面的方向凸出，并作为微透镜将入射的光信号进行聚焦以传递至对应的所述感光元件。

技术领域

本发明涉及图像传感技术领域，尤其涉及一种图像传感器、一种基于飞行时间技术的摄像装置、以及一种图像传感器的制备方法。

背景技术

基于飞行时间(Time of flight，TOF)技术的摄像装置通常应用于深度相机中，通过光的飞行时间来计算距离；具体地，通过给目标物体连续发送光脉冲，然后用图像传感器接收从目标物体返回的光信号，通过探测光信号的往返时间来得到与该目标物体之间的距离信息。

现有的TOF摄像装置中的芯片是通过利用互补金属氧化物半导体(CMOS)芯片其复杂的逻辑机构，实现将高速率多帧图像合成单张图像以计算最终的深度。而CMOS芯片逻辑机构制造工艺分为正面制造工艺和背面制造工艺，在背面制造工艺后通常需要将芯片送至微透镜制造厂进行加工，以在芯片表面形成微透镜(Micro Lens)。这种制造技术往往流程复杂，工艺成本高；并且制造的器件架构本身带有串扰，导致无法精确地收集光子。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种图像传感器、一种基于飞行时间技术的摄像装置、以及一种图像传感器的制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例第一方面提供了一种图像传感器，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底包括第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面；

感光元件，所述感光元件形成在所述半导体衬底的所述第一表面上，所述感光元件用于将从所述第二表面入射的光信号转换成电信号；

所述第二表面上与所述感光单元对应的位置处为曲面，所述曲面向远离所述第一表面的方向凸出，并作为微透镜将入射的光信号进行聚焦以传递至对应的所述感光元件。

上述方案中，所述感光元件具体用于探测红外波段光信号。

上述方案中，所述半导体衬底为硅衬底，所述曲面为所述硅衬底经过减薄和刻蚀后形成的表面；或者，

所述半导体衬底为绝缘体上硅衬底，所述曲面为所述绝缘体上硅衬底中的底硅层经过减薄和刻蚀后形成的表面。

上述方案中，所述感光元件的数量为多个，多个所述感光元件在所述第一表面呈阵列排布；

所述第二表面呈与多个所述感光元件对应的阵列排布式曲面形貌。

上述方案中，还包括：

吸光层，所述吸光层覆盖在所述半导体衬底的所述第二表面上，所述吸光层的表面与所述第二表面同形。

本发明实施例第二方面提供了一种基于飞行时间技术的摄像装置，包括：上述方案中任意一项所述的图像传感器。

本发明实施例第三方面提供了一种图像传感器的制备方法，所述方法包括以下步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面；

在所述半导体衬底的所述第一表面上形成感光元件，所述感光元件用于将从所述第二表面入射的光信号转换成电信号；