[发明专利]背照式图像传感器

说明书

本发明提供一种背照式图像传感器，背照式图像传感器包括：感光器件层、金属互连层、微透镜阵列、信号处理与电压转换电路阵列及电致发光薄膜阵列。本发明的背照式图像传感器通过在微透镜上设置电致发光薄膜，且电致发光薄膜外接可以放大光信号的信号处理与电压转换电路，可以在光线很微弱的条件下输出得到非常清晰的图像，使得所述图像传感器在光线较弱的暗环境下也可以正常使用，大大拓展了背照式图像传感器的使用范围；同时，本发明的背照式图像传感器不需要滤光片。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种背照式图像传感器。

背景技术

随着技术的发展，背照式图像传感器(BSI)被广泛地应用于各个领域。现有的背照式图像传感器的结构如图1所示，所述背照式图像传感器主要包括：金属互连层10、位于所述金属互连层10上表面的若干个间隔分布的感光区域11、位于所述感光区域11上表面的滤光片12及位于所述滤光片12上的微透镜13。在现有的所述背照式图像传感器中，所述微透镜13聚焦的入射光经由所述滤光片12转换成相应的彩色光后照射到所述感光区域11被转换成相应的电信号经由所述金属互连层10输出。

在如图1所示的背照式图像传感器中，所述感光区域11内设置有光敏二极管(未示出)，通过所述光敏二极管实现入射光到电信号的转化。然而，在光线较弱的环境下，所述光敏二极管可收集的光子很少，这必然会导致转化及输出的电荷信号更小，从而导致输出呈现的图像模糊不清。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种背照式图像传感器，用于解决现有技术中的背照式图像传感器存在的输出呈现的图像模糊不清的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种背照式图像传感器，所述背照式图像传感器至少包括：感光器件层、金属互连层、微透镜阵列、信号处理与电压转换电路阵列及电致发光薄膜阵列，其中，

所述感光器件层内包括若干个相互间隔、且呈阵列分布的感光区域，所述感光区域包括相互隔离的第一感光区及第二感光区，所述第一感光区用于将接收的外部光信号转化成激发电信号，所述第二感光区用于将接收的所述电致发光薄膜阵列激发的光信号转化成图像输出信号；

所述金属互连层位于所述感光器件层的下表面，所述金属互连层内包括若干个与所述感光区域一一上下对应设置的金属互连结构，各所述金属互连结构与与其相对应的所述感光区域电连接，用于将与其相对应的所述感光区域转化的激发电信号及图像输出信号输出；

所述微透镜阵列包括若干个与所述感光区域一一上下对应设置的微透镜组件，所述微透镜组件包括第一微透镜及第二微透镜，所述第一微透镜位于所述第一感光区的上表面用，用于将外部光信号聚焦至所述第一感光区，所述第二微透镜位于所述第二感光区的上表面，用于将所述电致发光薄膜阵列激发的光信号聚焦至所述第二感光区；

所述信号处理与电压转换电路阵列包括若干个与所述金属互连结构一一对应连接的信号处理与电压转换电路，用于将与其对应连接的所述金属互连结构输出的激发电信号放大；

所述电致发光薄膜阵列包括若干个电致发光薄膜，所述电致发光薄膜位于所述第二微透镜的上表面，且与所述信号处理与电压转换电路电连接，用于在所述信号处理与电压转换电路放大后的所述激发电信号的激发下发出包括蓝光、红光及绿光的光信号。

优选地，所述第一微透镜位于所述第二微透镜外围。

优选地，所述第一微透镜的面积大于或等于0.9平方微米。

优选地，所述第一感光区包括第一光敏二极管，所述第一光敏二极管与所述金属互连结构电连接，用于将接收的外部光信号转化成激发电信号并经由是金属互连结构输出；所述第二感光区包括第二光敏二极管，所述第二光敏二极管与所述金属互连结构电连接，用于将接收的所述电致发光薄膜阵列激发的光信号转化成图像输出信号并经由所述金属互连结构输出。