[发明专利]具有改良式黑电平校准的图像传感器

权利要求书

1.一种成像系统，包括：

成像像素阵列，其集成于像素阵列管芯上，所述成像像素阵列包括各自耦合以捕获图像数据的多个有效像素；

至少一个黑基准像素，其集成于所述像素阵列管芯上，所述至少一个黑基准像素耦合以产生用于校准所述图像数据的黑基准信号；

周边电路，其集成于所述像素阵列管芯上，所述周边电路经耦合以接收所述图像数据和所述黑基准信号；

光透射层，所述光透射层设置于所述像素阵列管芯的第一面上，且覆盖至少所述成像像素阵列和所述至少一个黑基准像素；以及

光屏蔽层，其设置于所述像素阵列管芯的所述第一面上，且覆盖所述光透射层的一部分和所述至少一个黑基准像素而不覆盖所述成像像素阵列。

2.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统包括互补金属-氧化物-半导体(“CMOS”)背面照明式成像系统，且其中所述第一面包括所述像素阵列管芯的背面。

3.如权利要求2所述的成像系统，其特征在于，所述光屏蔽层直接设置于抗反射层之一上，且其中所述光屏蔽层使用湿法蚀刻工艺进行图案化和蚀刻。

4.如权利要求2所述的成像系统，其特征在于，所述光屏蔽层包括金属层，所述金属层覆盖所述至少一个黑基准像素和所述周边电路的至少一部分。

5.如权利要求4所述的成像系统，其特征在于，所述周边电路包括经耦合以从所述成像像素阵列读出成像数据的读出电路，以及用于控制所述成像像素阵列的操作的控制电路。

6.如权利要求4所述的成像系统，其特征在于，还包括设置于所述光屏蔽层与所述光透射层之间的应力调整层，其中所述应力调整层包括具有内应力的材料层，所述内应力抵消由所述光屏蔽层施加的应力以减少在所述成像像素阵列中的第一像素与所述至少一个黑基准像素之间所产生的暗电流差，其中所述应力调整层不覆盖所述成像像素阵列。

7.如权利要求2所述的成像系统，其特征在于，还包括设置于所述光屏蔽层与所述光透射层之间的缓冲层，其中所述缓冲层包括绝缘材料，所述绝缘材料覆盖所述周边电路的至少一部分，但不覆盖所述至少一个黑基准像素或所述成像像素阵列。

8.如权利要求7所述的成像系统，其特征在于，所述缓冲层包括相对于所述光透射层中的邻近光透射层具有蚀刻选择性的材料。

9.如权利要求7所述的成像系统，其特征在于，还包括应力调整层，所述应力调整层沿着所述应力调整层的第一部分设置于所述光屏蔽层与所述缓冲层之间，且沿着所述应力调整层的第二部分设置于所述光屏蔽层与所述光透射层之间，其中所述应力调整层包含具有内应力的材料层，所述内应力抵消由所述缓冲层或所述光屏蔽层中的至少一者施加的应力。

10.如权利要求7所述的成像系统，其特征在于，所述光透射层包括第一抗反射层和第二抗反射层，所述成像系统还包括第三抗反射层，所述第三抗反射层具有接触所述第二抗反射层的覆盖所述成像像素阵列的第一部分，以及覆盖所述光屏蔽层的第二部分。

11.如权利要求7所述的成像系统，其特征在于，还包括设置于所述光屏蔽层中的间隙，所述间隙使设置于所述周边电路下方的光屏蔽层的第一部分与在所述至少一个黑基准像素下方的光屏蔽层的第二部分分离。

12.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，还包括：

彩色滤光片层，其设置于所述光透射层与所述光屏蔽层之间，其中所述光屏蔽层包括设置于所述彩色滤光片层的第一部分上的不透明聚合物材料、不透明有机材料或不透明无机材料中的至少一者；以及

微透镜阵列，其设置在所述彩色滤光片层的位于所述成像像素阵列下方的第二部分上。

13.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，还包括：

彩色滤光片层，其设置于所述光透射层的第一部分上且覆盖所述成像像素阵列；以及

微透镜阵列，其设置于所述彩色滤光片层的所述第一部分上且与所述成像像素阵列对准，

其中所述光屏蔽层包括设置于所述光透射层的第二部分上且覆盖所述至少一个黑基准像素的不透明聚合物材料、不透明有机材料或不透明无机材料中的至少一者。

14.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述至少一个黑基准像素包括设置于邻近所述成像像素阵列的所述像素阵列管芯的一部分上的暗像素阵列。