[發(fā)明專利]像素單元、像素陣列、圖像傳感器以及電子產(chǎn)品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210549888.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN103066085B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧學(xué)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146;H04N5/374
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,林彥之

1.一種像素單元，其特征在于，包括：

感光層，包括：

感光元件，位于襯底上，用于收集入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換得到感光電信號(hào)；

開關(guān)器件，位于所述襯底上，用于輸出對(duì)所述感光元件的控制信號(hào)以及所述感光電信號(hào)；

金屬層，位于所述感光層之上，用于傳輸對(duì)所述感光元件的控制信號(hào)以及將所述感光電信號(hào)輸出到外圍處理電路；所述金屬層包括一具有斜面的子金屬層，用于改變所述入射光的傳輸路徑，以將所述入射光聚集到所述感光元件的感光區(qū)域；

入射光聚集部件，用于改變所述入射光的傳輸路徑，以將所述入射光聚集到所述感光元件的感光區(qū)域；

其中，所述入射光聚集部件包括：

入射光反射單元，用于通過反射初次改變所述入射光的傳輸路徑，以使所述入射光射向所述感光元件的感光區(qū)域，所述入射光反射單元為一隔離環(huán)，位于所述金屬層中頂層子金屬層之上表面；

聚光單元，用于改變所述入射光的傳輸路徑，以將所述入射光聚集到所述感光元件的感光區(qū)域，所述聚光單元設(shè)置在金屬層中垂直方向上相鄰的兩個(gè)子金屬層之間，以覆蓋所述感光元件的位置上，所述聚光單元為一微透鏡；

其中，隔離環(huán)將斜入射光反射進(jìn)入微透鏡，金屬層斜面將垂直入射光反射進(jìn)入微透鏡，并由微透鏡將反射光再次聚焦、折射，實(shí)現(xiàn)對(duì)感光元件以外區(qū)域光線的有效收集。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素單元，其特征在于，所述開關(guān)器件被所述金屬層所覆蓋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素單元，其特征在于，所述隔離環(huán)的環(huán)體為介質(zhì)材料，環(huán)腔中填有可反射入射光的金屬。

4.一種像素單元的形成方法，其特征在于，包括：

在襯底上形成感光元件以及開關(guān)器件，以形成感光層，其中，所述感光元件用于收集入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換得到感光電信號(hào)，所述開關(guān)器件用于輸出對(duì)所述感光元件的控制信號(hào)以及所述感光電信號(hào)；

在所述感光層之上形成金屬層，以傳輸對(duì)所述感光元件的控制信號(hào)以及將所述感光電信號(hào)輸出到外圍處理電路；在所述感光層之上形成金屬層時(shí)，使所述金屬層中包括具有斜面的子金屬層，用于通過反射再次改變所述入射光的傳輸路徑，以將所述入射光聚集到所述感光元件的感光區(qū)域；

在入射光的傳輸?shù)剿龈泄庠系穆窂缴闲纬扇肷涔饩奂考杂糜诟淖兯鋈肷涔獾膫鬏斅窂剑瑢⑺鋈肷涔饩奂剿龈泄庠母泄鈪^(qū)域；

其中，形成入射光聚集部件時(shí)，在入射光的傳輸?shù)剿龈泄庠系穆窂缴希ㄟ^在金屬層中垂直方向上相鄰的兩個(gè)子金屬層之間，以覆蓋所述感光元件的位置上形成一聚光單元，改變所述入射光的傳輸路徑，并將所述入射光聚集到所述感光元件的感光區(qū)域，所述聚光單元為一微透鏡；

其中，在形成入射光聚集部件時(shí)，形成一入射光反射單元，用于通過反射初次改變所述入射光的傳輸路徑，以使所述入射光射向所述感光元件的感光區(qū)域，在形成入射光反射單元時(shí)，在所述金屬層中頂層子金屬層上邊面沉積介質(zhì)層，并對(duì)該介質(zhì)層進(jìn)行光刻和刻蝕形成一環(huán)體，并在該環(huán)體的環(huán)腔中填充可反射入射光的金屬，以形成一隔離環(huán)；

其中，子金屬層斜面的角度根據(jù)反射面到微透鏡的距離來調(diào)節(jié)，并通過調(diào)節(jié)刻蝕菜單中反應(yīng)聚合物的成分比來調(diào)節(jié)，以保證反射光線能到達(dá)微透鏡的表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述感光層之上形成金屬層時(shí)，使所述開關(guān)器件被所述金屬層所覆蓋。

6.一種像素陣列，其特征在于，包括權(quán)利要求1～3任意所述的像素單元。

7.一種圖像傳感器，其特征在于，包括權(quán)利要求6所述的像素陣列。

8.一種電子產(chǎn)品，其特征在于，包括權(quán)利要求7所述的圖像傳感器。