[發明專利]具有多個光電二極管的像素單元

在審

• 申請號: 201980058063.3
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN112640113A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 陳松;劉新橋
• 申請（專利權）人: 臉譜科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

1.一種裝置，包括：

半導體襯底，其包括多個像素單元，每個像素單元至少包括第一光電二極管、第二光電二極管、第三光電二極管和第四光電二極管；

多個濾光器陣列，每個濾光器陣列至少包括第一濾光器元件、第二濾光器元件、第三濾光器元件和第四濾光器元件，每個濾光器陣列的第一濾光器元件覆蓋在每個像素單元的第一光電二極管上，所述濾光器陣列的第二濾光器元件覆蓋在每個像素單元的第二光電二極管上，所述濾光器陣列的第三濾光器元件覆蓋在每個像素單元的第三光電二極管上，所述濾光器陣列的第四濾光器元件覆蓋在每個像素單元的第四光電二極管上，每個濾光器陣列的第一濾光器元件、第二濾光器元件、第三濾光器元件和第四濾光器元件中的至少兩個具有不同的波長通帶；和

多個微透鏡，每個微透鏡覆蓋在每個濾光器陣列上，并且被配置為將來自場景的點的光分別經由每個濾光器陣列的第一濾光器元件、第二濾光器元件、第三濾光器元件和第四濾光器元件引導到每個像素單元的第一光電二極管、第二光電二極管、第三光電二極管和第四光電二極管。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中：

每個濾光器陣列的第一濾光器元件和第二濾光器元件沿著第一軸對齊；

每個像素單元的第一光電二極管和第二光電二極管在所述半導體襯底的光接收表面下方沿著所述第一軸對齊；和

所述第一濾光器元件沿著垂直于所述第一軸的第二軸覆蓋在所述第一光電二極管上；

所述第二濾光器元件沿著所述第二軸覆蓋在所述第二光電二極管上；和

每個微透鏡沿著所述第二軸覆蓋在每個濾光器陣列的第一濾光器元件和第二濾光器元件上。

3.根據權利要求2所述的裝置，還包括沿著所述第二軸覆蓋在所述多個微透鏡上的照相機透鏡，

其中，每個濾光器陣列的面向所述照相機透鏡的表面和所述照相機透鏡的出射光瞳位于每個微透鏡的共軛位置。

4.根據權利要求1所述的裝置，其中，覆蓋在每個像素單元上的第一濾光器元件和第二濾光器元件被配置為將可見光的不同顏色分量分別傳遞到每個像素單元的第一光電二極管和第二光電二極管。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中，每個濾光器陣列的第一濾光器元件和第二濾光器元件基于拜耳圖案來布置。

6.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一濾光器元件被配置為使可見光的一種或更多種顏色分量通過；和

其中，所述第二濾光器元件被配置為使紅外光通過。

7.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述多個濾光器陣列的第一濾光器元件基于拜耳圖案來布置。

8.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一濾光器元件包括沿著所述第二軸形成堆疊的第一濾光器和第二濾光器。

9.根據權利要求1所述的裝置，還包括在覆蓋在像素單元上的相鄰濾光器元件之間以及在覆蓋在相鄰像素單元上的相鄰濾光器元件之間的分隔壁。

10.根據權利要求9所述的裝置，其中，所述分隔壁被配置為將從每個微透鏡進入每個濾光器陣列的濾光器元件的光朝向其上覆蓋有所述濾光器元件的光電二極管反射。

11.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述分隔壁包括金屬材料。

12.根據權利要求1所述的裝置，還包括置于所述多個濾光器陣列和所述半導體襯底之間的光學層；

其中，所述光學層包括以下中的至少一個：抗反射層，或被配置為將紅外光導向所述第一光電二極管或所述第二光電二極管中的至少一個的微金字塔圖案。

13.根據權利要求1所述的裝置，還包括置于每個像素單元的相鄰光電二極管和相鄰像素單元的相鄰光電二極管之間的隔離結構。