[发明专利]光场成像设备及其制造方法

说明书

一个光场成像设备包括：图像传感器，具有二维布置在其中的多个像素；微透镜阵列，形成在图像传感器之上，所述微透镜阵列具有二维布置在其中的多个微透镜；以及多个支撑结构，形成在图像传感器与微透镜阵列之间以用于在它们之间提供空气隙。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月21日提交的申请号为10-2015-0182668的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例总体上涉及一种半导体器件制造技术，更具体地，涉及一种包括图像传感器的光场成像设备及其制造方法。

背景技术

图像传感器可以将光学图像转换成电信号。随着计算机和通信行业的发展，在各种应用中，诸如数码相机、摄像机、智能手机、游戏机、安全摄像头、医疗微型摄像机、机器人等，对具有改进性能的图像传感器的需求增加。

发明内容

本发明的各个实施例涉及一种具有改进的性能的光场成像设备及其制造方法。

在一个实施例中，一个光场成像设备可以包括：图像传感器，具有二维布置在其中的多个像素；微透镜阵列，形成在图像传感器之上，所述微透镜阵列具有二维布置在其中的多个微透镜；以及多个支撑结构，形成在图像传感器与微透镜阵列之间以用于在它们之间提供空气隙。

多个微透镜中的每个可以对应于多个像素。多个微透镜中的每个可以具有多个顶点，并且多个顶点中的至少两个顶点可以与支撑结构重叠。多个微透镜中的每个可以具有多个顶点，并且这些顶点中的沿对角线方向定位的两个顶点可以与支撑结构重叠。当从上面看时，多个微透镜中的每个可以具有多边形形状，所述多边形形状具有至少四个边并且在各个顶点处被倒圆。多个微透镜中的每个可以包括半球形透镜或数字透镜。多个支撑结构可以按之字形图案设置，以与多个微透镜的顶点重叠。多个微透镜可以共享多个支撑结构中的每个。多个支撑结构中的每个可以具有柱形形状。

在一个实施例中，一个光场成像设备可以包括：图像传感器，包括其中多个亚微透镜二维布置的亚微透镜(sub-microlens)阵列；微透镜阵列，形成在图像传感器之上，并具有二维布置在其中的多个微透镜；以及多个支撑结构，形成在图像传感器与微透镜阵列之间以用于在它们之间提供空气隙，所述支撑结构包括：多个第一支撑结构，形成在图像传感器之上以支撑微透镜阵列，并具有柱形形状；以及第二支撑结构，耦接至第一支撑结构以接触微透镜阵列的底表面，并具有板形形状。

多个微透镜中的每个可以对应于多个亚微透镜。亚微透镜可以不形成在与多个微透镜的各个顶点相对应的区域中。形成在与多个微透镜的各个顶点相对应的区域中的亚微透镜具有与形成在其他区域中的亚微透镜不同的形状。多个亚微透镜中的每个可以包括半球形透镜或数字透镜。当从上面看时，多个亚微透镜中的每个可以具有多边形形状或圆形形状，所述多边形形状具有至少四个边并且在各个顶点处被倒圆。多个微透镜中的每个可以具有多个顶点，并且多个顶点中的至少两个顶点与第一支撑结构重叠。多个微透镜中的每个可以具有多个顶点，并且这些顶点中的沿对角线方向定位的两个顶点与第一支撑结构重叠。当从上面看时，多个微透镜中的每个可以具有多边形形状，所述多边形形状具有至少四个边并且在各个顶点处被倒圆。多个微透镜中的每个可以包括半球形透镜或数字透镜。多个第一支撑结构可以按之字形图案设置，以与多个微透镜的顶点重叠。多个微透镜可以共享多个第一支撑结构中的每个。多个第一支撑结构中的每个可以包括具有圆柱体形状或空心柱形状的第一支撑层。多个第一支撑结构中的每个还可以包括密封层，所述密封层形成在第一支撑层之上以填充由第一支撑层形成的内部空间。密封层可以包括与多个微透镜或第一支撑层相同的材料。第二支撑结构可以包括第二支撑层，从第一支撑层延伸并接触多个微透镜的底表面；以及多个开口，形成在多个微透镜之间的第二支撑层中。第二支撑层可以与第一支撑层集成。多个开口可以按之字形图案设置，以与多个第一支撑结构偏离。多个第一支撑结构和多个开口可以彼此交替地设置。