[發(fā)明專利]高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器及相關(guān)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711184991.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN108269811B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸震偉;楊大江;奧瑞·奧坤·塞爾克;毛杜立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146;H04N25/57;H04N25/78;H04N25/10
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

1.一種高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，包括：

硅基板，包括具有多個(gè)第一像素和多個(gè)第二像素的感光像素陣列；

濾色鏡層，布置在所述硅基板上，并至少包括（a）位于所述多個(gè)第一像素的第一子集和所述多個(gè)第二像素的第一子集的上方并用于選擇性透射第一顏色范圍的光的多個(gè)第一濾色鏡，以及（b）位于所述多個(gè)第一像素的第二子集和所述多個(gè)第二像素的第二子集的上方并用于選擇性透射第二顏色范圍的光的多個(gè)第二濾色鏡，所述多個(gè)第二濾色鏡的每個(gè)的厚度超過(guò)所述多個(gè)第一濾色鏡的每個(gè)的厚度；以及

動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展層，布置在所述濾色鏡層上并包括布置在所述多個(gè)第二像素的上方以衰減朝所述多個(gè)第二像素傳播的光的灰色濾光鏡；

其中，所述第二濾色鏡上方的灰色濾光鏡的厚度小于所述第一濾色鏡上方的灰色濾光鏡的厚度，以比在所述第一顏色范圍內(nèi)更大地在所述第二顏色范圍內(nèi)補(bǔ)償灰色濾光鏡的材料的衰減；所述濾色鏡層和所述動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展層的組合的厚度跨所述感光像素陣列是一致的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，其中，所述第一子集與所述第二子集不具有重疊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，其中，所述第一像素形成高敏感度像素陣列，用于與所述濾色鏡層協(xié)作以捕獲場(chǎng)景的高敏感度圖像，所述第二像素與所述灰色濾光鏡協(xié)作以形成與所述高敏感度像素陣列交錯(cuò)的低敏感度像素陣列，用于與所述濾色鏡層協(xié)作以捕獲場(chǎng)景的低敏感度圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，其中，所述第一濾色鏡布置為多個(gè)第一部分，所述第二濾色鏡布置為多個(gè)第二部分，所述第一部分的每個(gè)位于相應(yīng)一個(gè)第一像素和鄰近的相應(yīng)一個(gè)第二像素的上方，且所述第二部分的每個(gè)位于另一相應(yīng)一個(gè)第一像素和另一鄰近的相應(yīng)一個(gè)第二像素的上方。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，其中，所述動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展層包括所述第一像素的每個(gè)的上方的基本透明的材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，其中，所述濾色鏡層還包括位于所述多個(gè)第一像素的第三子集和所述多個(gè)第二像素的第三子集的上方并用于選擇性透射第三顏色范圍的光的多個(gè)第三濾色鏡，所述第三濾色鏡上方的灰色濾光鏡的厚度小于所述第二濾色鏡上方的灰色濾光鏡的厚度，以比在所述第二顏色范圍內(nèi)更大地在所述第三顏色范圍內(nèi)補(bǔ)償灰色濾光鏡的材料的衰減。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，其中，所述第一顏色范圍包括可見(jiàn)光譜的紅色部分，所述第二顏色范圍包括所述可見(jiàn)光譜的綠色部分，以及所述第三顏色范圍包括所述可見(jiàn)光譜的藍(lán)色部分。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，其中，穿過(guò)所述濾色鏡層和所述動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展層透射至所述第二像素的光具有對(duì)于所述第一濾色鏡的第一峰值、對(duì)于所述第二濾色鏡的第二峰值和對(duì)于所述第三濾色鏡的第三峰值，所述第一峰值、所述第二峰值和所述第三峰值中的每個(gè)至少是所述第一峰值、所述第二峰值和所述第三峰值中的最大值的60％。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，其中，所述第一濾色鏡的厚度在0.65微米和0.75微米之間的范圍內(nèi)，所述第二濾色鏡的厚度在0.75微米和0.85微米之間的范圍內(nèi)，所述第三濾色鏡的厚度在0.85微米和0.95微米之間的范圍內(nèi)，所述灰色濾光鏡的厚度在0.3微米和0.8微米之間的范圍內(nèi)，以及所述濾色鏡層和所述動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展層的組合的厚度跨所述感光像素陣列是一致的。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，其中，所述第一像素具有比所述第二像素更大的橫向尺寸以進(jìn)一步擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)范圍彩色圖像傳感器，還包括布置在所述硅基板上的金屬柵格，用于阻擋朝所述第二像素傳播的光的部分以進(jìn)一步擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍。