[发明专利]彩色CMOS图像传感器像素阵列、传感器以及制备工艺

说明书

本发明公开了一种彩色CMOS图像传感器像素阵列、传感器以及制备工艺，其中，彩色CMOS图像传感器像素阵列包括：a像素、b像素和c像素；所述a像素的表面具有第一滤光层；所述b像素的表面具有第二滤光层；所述c像素的表面具有第三滤光层；其中，所述第一滤光层、所述第二滤光层和所述第三滤光层具有不同的N+掺杂浓度和/或深度；由所述a像素、b像素和c像素通过差分光谱响应的方式实现色彩还原。解决了现有技术中色彩呈现度和有效空间分辨率降低，以及滤光片本身不利于弱光条件下的成像的问题。通过设计彩色CMOS图像传感器像素阵列减少滤光片的制备，增强了弱光条件下彩色CMOS图像传感器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及彩色图像成像的技术领域，具体涉及彩色CMOS图像传感器像素阵列、传感器以及制备工艺。

背景技术

随着摄影摄像技术的发展，对于彩色图像的输入输出也提出了很大的挑战，彩色图像传感器的研究变得尤为重要。互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，简称CMOS)图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与电荷耦合器件(Charge-coupled Device，简称CCD)有着共同的历史渊源，通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、模数转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成。传统的彩色CMOS图像传感器为了获取彩色图像，通常依靠拜尔阵列(Bayer array)滤光片来实现，同时为了在弱光条件下获得高灵敏度成像，在拜尔阵列基础上引入了白光像素(Wpixels)。通过这种结构，可以在获得RGB(红绿蓝)彩色成像的同时，通过W像素来增强弱光下的成像清晰度。

目前传统彩色CMOS图像传感存在如下缺点：(1)引入的W像素占用了原有RGB像素的位置，降低了色彩呈现度，有效空间分辨率降低；(2)彩色滤光片结构本身滤掉了相当一部分光子，对于弱光条件下的成像是不利的。

针对现有技术中引入的W像素占用了原有RGB像素的位置，降低了色彩呈现度和有效空间分辨率，以及滤光片结构本身滤掉了相当一部分光子，不利于弱光条件下的成像的问题，还未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种彩色CMOS图像传感器像素阵列、传感器以及制备工艺，以解决现有技术中引入的W像素占用了原有RGB像素的位置，降低了色彩呈现度和有效空间分辨率，以及滤光片结构本身滤掉了相当一部分光子，不利于弱光条件下的成像的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明第一方面，提供了一种彩色CMOS图像传感器像素阵列，包括：a像素、b像素和c像素；

所述a像素的表面具有第一滤光层；

所述b像素的表面具有第二滤光层；

所述c像素的表面具有第三滤光层；

其中，所述第一滤光层、所述第二滤光层和所述第三滤光层具有不同的N+掺杂浓度和/或深度；

由所述a像素、b像素和c像素通过差分光谱响应的方式实现色彩还原。

可选地，所述彩色CMOS图像传感器像素阵列还包括：

所述a像素用于UV光电子的收集过滤；

所述b像素用于UV光电子和Blue光电子的收集过滤；

所述c像素用于UV光电子、Blue光电子以及Green光电子的收集过滤。

可选地，所述彩色CMOS图像传感器像素阵列还包括：

所述a像素、b像素和c像素中至少之一包括第一传输门和第一浮空扩散节点；其中，所述第一传输门和所述第一浮空扩散节点用于输出收集过滤的光电子；所述收集过滤的光电子作为灵敏度增强信号。