[發(fā)明專利]具有在外圍區(qū)域的大微透鏡的圖像傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810082348.4
• 申請日: 2003-10-23
• 公開（公告）號: CN101399277A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 山本克己
• 申請（專利權）人: 華微半導體（上海）有限責任公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 高 青

本申請是申請日為2003年10月23日、申請?zhí)枮?00310102569.0、發(fā)明名稱為“具有在外圍區(qū)域的大微透鏡的圖像傳感器”發(fā)明專利申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及圖像傳感器，特別涉及在像素陣列的外側區(qū)域具有較高的微透鏡的圖像傳感器。

背景技術

圖像傳感器是可以用于產生靜止和視頻圖像的電子集成電路。固態(tài)圖像傳感器可以是電荷耦合器件(CCD)型或或互補金屬氧化物半導體(CMOS)型的其中一種。在任何一種圖像傳感器中，一種光采集像素形成于基片上，并且排列在一個二維陣列中。現(xiàn)代圖像傳感器一般包括數百萬的像素以提供一個高解析度的圖像。該圖像傳感器的一個重要部分是濾色層以及在像素點上形成的微透鏡的結構。該濾色層，顧名思義，結合信號處理而工作，以提供一個彩色圖像。該微透鏡用來將入射光聚焦到像素點上，并且從而提高每個像素點的填充因素。

通常，通過把一層微透鏡材料旋涂到一個偏振層上而形成微透鏡，該微透鏡材料然后被顯影以形成圓柱或以每個像素為中心的其他形狀的區(qū)域。然后，該微透鏡材料被加熱和回流，以形成一個半球狀微透鏡。如圖1中所示，該圖像傳感器包括具有形成于該基片中的光檢測單元103的多個像素。該光檢測單元可以是幾種類型，例如，光電二極管、光閘或者其他固態(tài)光敏元件。形成在每個像素之上的一個是一個微透鏡105。該微透鏡105把入射光照射在該光檢測單元103上。另外，在該光檢測單元103和微透鏡105之間，由參考標號107所表示的是一般包括濾色層濾色層109和各種金屬導電線的各種插入層。這些部件被從該圖中刪除，以簡化在此的說明，并且不對本發(fā)明造成混淆。

在現(xiàn)有技術中，控制微透鏡的形成，使得微透鏡的形狀在該圖像傳感器的所有像素中保持一致。但是，本申請人已經發(fā)現(xiàn)由像素所捕獲的光量中的變化，在圖像傳感器的中央附近的像素比該圖像傳感器外圍的像素采集更多的光線。

圖3示出出現(xiàn)這種情況的一個原因。在圖3中，一個圖像傳感器101一般與一個成像透鏡204相結合而工作，以捕獲圖像。該成像透鏡204獲取入射光，并且把其傳送到如圖2中所示的圖像傳感器101。如圖所示，對于在該圖像傳感器101中央的像素，來自該成像透鏡204的入射光被正確地聚焦到該光檢測單元。但是，對于在該圖像傳感器101外側區(qū)域的像素，來自該成像透鏡204的入射光不垂直于該微透鏡，從而導致被聚焦的入射光不與該光檢測單元相對齊。這反過來導致相對較少的光線被該光檢測單元所捕獲。在此，這被稱為“暗角”現(xiàn)象。

發(fā)明內容

根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種圖像傳感器，其中包括：形成在一個半導體基片中的多個像素，每個像素包括一個光敏元件，所述像素被分組為像素的中央部分和像素的外側部分；第一組微透鏡，其形成在所述像素的所述中央部分中的每個所述像素之上；以及第二組微透鏡，其形成在所述像素的所述外側部分中的每個像素之上，其中所述第二組微透鏡不同于所述第一組微透鏡。

根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于形成圖像傳感器的方法，其中包括：在一個半導體基片中形成多個像素，每個像素包括一個光敏元件，所述像素被分組為像素的中央部分和像素的外側部分；在所述像素的所述中央部分中的每個所述像素之上形成第一組微透鏡；以及在所述像素的所述外側部分中的每個所述像素上形成第二組微透鏡，其中所述第二組微透鏡不同于所述第一組微透鏡。

附圖說明

圖1是圖像傳感器的一部分的現(xiàn)有技術的截面圖。

圖2是示出排列為一個二維陣列并且具有形成于其上的微透鏡的圖像傳感器的頂視圖；

圖3為表現(xiàn)出“暗角”現(xiàn)象的圖像傳感器和成像透鏡的截面視圖。

圖4為根據本發(fā)明的一個實施例而形成的圖像傳感器的截面視圖。

圖5-9為說明用于形成本發(fā)明的裝置的一種方法的半導體基片的截面視圖。

具體實施方式

本發(fā)明涉及一種用于CMOS或CCD類型的圖像傳感器的微透鏡結構。具體來說，覆蓋在該圖像傳感器陣列的外側(外圍)區(qū)域中的像素的微透鏡具有不同于該圖像傳感器的中央區(qū)域中的微透鏡的形狀(例如更高)。在下文的描述中，提供各種具體細節(jié)，以提供對本發(fā)明的實施例更加徹底的理解。但是，本領域的普通技術人員將認識到本發(fā)明可以不需要一個或多個具體細節(jié)，或用其他方法、組件等等而實現(xiàn)。在其他例子中，眾所周知的結構或操作不被詳細示出和描述，以避免與本發(fā)明的各個實施例相混淆。