[發(fā)明專利]單元像素、圖像傳感器、相機和處理器基系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110021282.X
• 申請日: 2011-01-17
• 公開（公告）號: CN102157534A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭泰燮;金范錫;安正卓;李景鎬
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/369
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;李娜娜

本申請要求于2010年1月15日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局(KIPO)的第10-2010-0003930號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例涉及一種單元像素，更具體地說，涉及一種包括光子折射微透鏡的單元像素。

背景技術(shù)

互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器可包括多個單元圖像元素(例如，像素)，并可將由各個單元像素感測的圖像信號轉(zhuǎn)換為電信號。單元像素可包括用于感測入射的圖像信號的光電二極管和用于將感測到的圖像信號轉(zhuǎn)換為電信號的多個金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管。從芯片的形成有光電二極管和MOS晶體管的上側(cè)接收圖像信號(例如光)。由于MOS晶體管和光電二極管可形成在單元像素中，所以光電二極管接收光的面積必然僅占據(jù)單元像素的一部分。

背照式CMOS圖像傳感器從芯片的下側(cè)而不是從上側(cè)接收光線。在形成組成圖像傳感器的光電二極管和MOS晶體管之后，可將芯片的下部磨削至最佳的厚度來接收光。然后，還在芯片的磨削部分上形成濾色器和微透鏡。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例提供一種包括光子折射微透鏡的單元像素，在光子折射微透鏡中，穿過光電二極管并被導(dǎo)電層(例如，金屬層)朝光電二極管向回反射的入射光子可被朝向光電二極管的中心折射。

本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例提供一種背照式互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器包括具有多個單元像素的像素陣列，各個單元像素包括光子折射微透鏡，在光子折射微透鏡中，穿過光電二極管并由導(dǎo)電層朝光電二極管向回反射的入射光子可被朝向光電二極管的中心部分折射。

本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例提供一種用于形成具有光子折射微透鏡的單元像素的方法，其中，可使入射的穿過光電二極管并被金屬層反射到光電二極管的光子被折射到光電二極管的中心部分。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，提供一種單元像素，所述單元像素包括光電二極管、金屬層以及在光電二極管和金屬層之間的光子折射微透鏡，光子折射微透鏡將由金屬層反射的光子朝向光電二極管的中心部分折射。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它示例實施例，提供一種單元像素，所述單元像素包括：光子折射微透鏡，在基底上方的光電二極管上；平坦化層，在光子折射微透鏡上方；金屬層，在平坦化層上方，光子折射微透鏡具有朝向金屬層的凸起部分。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的又一實施例，提供一種背照式互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器包括：像素陣列，包括在其中二維布置的多個單元像素；行解碼器，水平地控制在像素陣列中布置的單元像素的操作；列解碼器，豎直地控制在像素陣列中布置的單元像素的操作，各個單元像素包括光電二極管、金屬層以及在光電二極管和金屬層之間的光子折射微透鏡，光子折射微透鏡將由金屬層反射的光子朝向光電二極管的中心部分折射。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的再一示例實施例，提供一種形成具有光子折射微透鏡的單元像素的方法，該方法包括在由光電二極管限定的區(qū)域上方形成島并通過對島退火來形成光子折射微透鏡。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，提供一種單元像素，所述單元像素包括光電二極管、導(dǎo)電層以及在光電二極管和導(dǎo)電層之間的光子折射微透鏡，光子折射微透鏡被構(gòu)造為將由導(dǎo)電層反射的光子朝向光電二極管的中心區(qū)域折射。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，提供一種單元像素，所述單元像素包括基底、在基底上的光電二極管、在光電二極管上的光子折射微透鏡、在光子折射微透鏡的凸起表面上的平坦化層以及在平坦化層上的金屬層。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例，提供一種背照式互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器包括具有多個單元像素的像素陣列、行解碼器和列解碼器，每個單元像素包括光電二極管、導(dǎo)電層和光子折射微透鏡，光子折射微透鏡被構(gòu)造為將由導(dǎo)電層反射的光朝向光電二極管的中心區(qū)域折射。

本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例提供一種相機，所述相機包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的互補金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器。

本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例提供一種處理器基系統(tǒng)，所述處理器基系統(tǒng)包括：處理器；隨機存取存儲器；硬盤驅(qū)動器；根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例的互補金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器；輸入/輸出裝置。

本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例提供一種形成單元像素的方法，該方法在光電二極管區(qū)上形成島并通過對島退火來形成光子折射微透鏡。

附圖說明