[發明專利]具有串擾抑制濾色器陣列的背照式彩色圖像傳感器

在審

• 申請號: 201710749546.0
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107818998A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 彭進寶;張博洋;劉家穎;楊武璋;熊志偉;艾群詠
• 申請（專利權）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司11204
• 代理人: 王達佐,王艷春

1.一種具有串擾抑制濾色器陣列的背照式彩色圖像傳感器，其包括：

硅層，所述硅層包括光電二極管陣列；以及

濾色器層，所述濾色器層在所述硅層的光接收表面上，所述濾色器層包括：

(a)濾色器陣列，所述濾色器陣列與所述光電二極管陣列配合以形成相應的彩色像素陣列，以及

(b)光阻擋柵，所述光阻擋柵設置在所述濾色器陣列中的濾色器之間以抑制相鄰的濾色器之間的光的透射，所述光阻擋柵在整個所述濾色器層上是空間不均勻的，以考慮在整個所述濾色器陣列上的主射線角度的變化。

2.如權利要求1所述的背照式彩色圖像傳感器，所述光阻擋柵包括：

金屬，所述金屬用于吸收從一個相鄰的濾色器接收的光；以及

電介質材料，所述電介質材料具有比所述濾色器更低的折射率，并且對于從一個相鄰的濾色器以大于用于全內反射的臨界角的角度入射到所述電介質材料上的反射光來說是至少部分透光的。

3.如權利要求2所述的背照式彩色圖像傳感器，在所述光阻擋柵內，所述金屬與所述電介質材料的比例隨著遠離所述濾色器陣列的中心的距離而增加，以考慮所述電介質材料在更大的入射角下是更有效的反射器。

4.如權利要求2所述的背照式彩色圖像傳感器，其還包括在所述濾色器層的光接收表面上的多個微透鏡，所述微透鏡由所述電介質材料構成并且與所述光阻擋柵的所述電介質材料整體形成。

5.如權利要求3所述的背照式彩色圖像傳感器，所述光阻擋柵包括：

底層，所述底層設置在所述硅層上，所述底層由所述金屬構成，所述底層距所述硅層的范圍從所述中心處的第一高度增加到在最遠離所述中心的位置處的第二高度；以及

頂層，所述頂層距離所述硅層最遠并且距所述硅層延伸到所述濾色器的高度，所述頂層由所述電介質材料構成，以使得所述電介質材料占據所述濾色器之間的未由所述金屬所占據的空間。

6.如權利要求5所述的背照式彩色圖像傳感器，所述第一高度為零。

7.如權利要求5所述的背照式彩色圖像傳感器，對于至少部分地通過所述底層的所述金屬而分開的每對所述濾色器，所述金屬在所述底層的高度內并在平行于所述硅層的光接收表面的維度上跨越該對濾色器之間的間隙，以防止所述電介質材料處于所述金屬與所述濾色器之間。

8.如權利要求5所述的背照式彩色圖像傳感器，其還包括位于所述濾色器層的光接收表面上的多個微透鏡。

9.如權利要求8所述的背照式彩色圖像傳感器，所述微透鏡由所述電介質材料構成。

10.如權利要求9所述的背照式彩色圖像傳感器，所述微透鏡和所述頂層是整體形成的。

11.如權利要求3所述的背照式彩色圖像傳感器，在平行于所述硅層的光接收表面的維度上，所述濾色器的寬度隨著遠離所述中心的距離而增加，以使相鄰濾色器之間的間距從在所述中心處的第一間距減小到在最遠離所述中心的位置處的第二間距，所述光阻擋柵：(i)將所述金屬實現為設置在所述硅層上并且存在于每對相鄰濾色器之間的連續金屬柵格，并且(ii)將所述電介質材料實現為跨越所述濾色器之間的剩余間隙。

12.如權利要求11所述的背照式彩色圖像傳感器，所述硅層上方的所述連續金屬柵格的高度小于所述硅層上方的所述濾色器的高度。

13.如權利要求11所述的背照式彩色圖像傳感器，在平行于所述光接收表面的維度上，所述連續的金屬柵格在所有對相鄰濾色器之間具有相同的寬度。

14.如權利要求13所述的背照式彩色圖像傳感器，所述金屬柵格的所述寬度大于所述第二間距。

15.如權利要求14所述的背照式彩色圖像傳感器，在平行于所述光接收表面的維度上，相鄰濾色器之間的所述電介質材料的寬度隨著到所述中心的距離增大而減小。

16.如權利要求15所述的背照式彩色圖像傳感器，在距離所述中心最遠的位置處，所述濾色器在所述金屬柵格的上方與所述金屬柵格彼此直接接觸，以使得在相鄰濾色器之間不存在電介質材料。

17.如權利要求11所述的背照式彩色圖像傳感器，其還包括位于所述濾色器層的光接收表面上的多個微透鏡。