[发明专利]具有减色式滤光器图案的图像传感器

说明书

本申请案涉及一种具有减色式滤光器图案的图像传感器。一种图像传感器包含光电二极管阵列及与所述光电二极管阵列光学对准的彩色滤光器阵列。所述光电二极管阵列包含安置在半导体材料的相应部分内的多个光电二极管。所述彩色滤光器阵列包含经布置以形成多个平铺最小重复单元的多个彩色滤光器。每一最小重复单元包含至少具有红色光谱光响应的第一彩色滤光器、具有黄色光谱光响应的第二彩色滤光器及具有全色光谱光响应的第三彩色滤光器。

技术领域

本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说(但非排他性地)涉及CMOS图像传感器及其应用。

背景技术

图像传感器已经变得无处不在，并且现在被广泛用在数码相机、蜂窝电话、监控摄像机以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器被集成到更广泛范围的电子装置中，期望通过两种装置架构设计以及图像获取处理以尽可能多的方式(例如，分辨率、功耗、动态范围等)来增强其功能性、性能指标及类似者。

典型图像传感器响应于从外部场景反射的图像光入射到图像传感器上而操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如，光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分并且在吸收图像光之后产生图像电荷。可将像素中的每一者的图像电荷测量为随入射图像光而变化的每一光敏元件的输出电压。换句话说，所产生的图像电荷的量与图像光的强度成比例，所述图像电荷用以产生表示外部场景的数字图像(即，图像数据)。

发明内容

本公开的一个实施例提供一种图像传感器，其包括：光电二极管阵列，其包含安置在半导体材料的相应部分内的多个光电二极管；彩色滤光器阵列，其与所述光电二极管阵列光学对准，其中所述彩色滤光器阵列包含经布置以形成多个平铺最小重复单元的多个彩色滤光器，每一最小重复单元包含至少：具有红色光谱光响应的第一彩色滤光器、具有黄色光谱光响应的第二彩色滤光器及具有全色光谱光响应的第三彩色滤光器。

本公开的另一实施例提供一种图像传感器像素，其包括：第一光电二极管、第二光电二极管及第三光电二极管，其各自安置在半导体材料的相应部分内；及第一彩色滤光器、第二彩色滤光器及第三彩色滤光器，其分别与所述第一光电二极管、所述第二光电二极管及所述第三光电二极管光学对准，其中所述第一彩色滤光器具有第一光谱光响应，所述第二彩色滤光器具有第二光谱光响应，且所述第三彩色滤光器具有第三光谱光响应，其中所述第三光谱光响应比所述第一光谱光响应及所述第二光谱光响应更宽，且其中所述第二光谱光响应比所述第一光谱光响应更宽。

附图说明

参考以下图式描述本发明的非限制性及非穷尽实例，其中相似参考数字贯穿各种视图指代相似部分，除非另有规定。在适当的情况下，元件的所有例子不一定都被标记以免使图式混乱。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明所描述的原理上。

图1A说明根据本公开的教示的具有减色式滤光器图案的图像传感器的俯视图。

图1B说明根据本公开的教示的图1A中所说明的图像传感器沿线A-A′的横截面图。

图1C说明根据本公开的教示的图1A中所说明的图像传感器沿线B-B′的横截面图。

图2A、图2B及图2C说明根据本公开的教示的实例二乘二减色式滤光器图案。

图3A说明根据本公开的教示的具有减色式滤光器图案的图像传感器相对于图像传感器的焦平面的横截面图。

图3B说明根据本公开的教示的包含在具有图3A的减色式滤光器的图像传感器中的半导体材料、彩色滤光器及微透镜的相应部分的横向区域的相对大小比较。

图4说明根据本公开的教示的具有减色式滤光器图案的图像传感器的关于波长的量子效率的实例图表及到RGB光谱的对应转换。

图5是根据本公开的教示的包含具有减色式滤光器图案的图像传感器的成像系统的功能框图。