[实用新型]一种图像传感器

说明书

一种图像传感器，所述图像传感器包括：半导体衬底；多个光电二极管，位于所述半导体衬底内；多个微透镜阵列，位于所述半导体衬底表面，每个微透镜阵列对应一光电二极管，每个所述微透镜阵列由n行与n列的微透镜组成，n≥2；其中，排布在所述微透镜阵列中的同行微透镜或同列微透镜或同一对角线的微透镜尺寸相同。通过本实用新型方案能够提供一种改进的图像传感器，既满足营销、市场需求又保证像素单元的成效性能。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体地涉及一种图像传感器。

背景技术

图像传感器是将光学图像信号转换为电信号的半导体器件。在种类繁多的图像传感器中，互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)图像传感器(CMOS Image Sensor，简称CIS)因其体积小、功耗低、价格低廉的优点而得到广泛应用。

现有的CMOS图像传感器(可简称为图像传感器)主要包括前照式(Front-sideIllumination，简称FSI)CMOS图像传感器和后照式(Back-sideIllumination，简称BSI)CMOS图像传感器两种。其中，后照式CMOS图像传感器因其更好的光电转换效果而获得的更广泛的应用，所述后照式CMOS图像传感器也可以称为背照式CMOS图像传感器。

目前，高像素图像传感器芯片受到市场热捧。从市场销售、市场营销的角度，便携式电子装置厂商、智能手机厂商多将摄像头的性能参数、像素数量作为主打卖点，在推出新产品时从广告效益方面突出图像传感器芯片的高像素，近年来智能手机的像素数量从1600万像素提升至4800万、6400万像素、甚至1亿像素，像素数量的增多对应的像素单元的尺寸变小，从1.75微米(um)降到现在的0.7um，而当像素单元尺寸较小的时候，像素单元进光量变小，接受到的信号变弱，像素单元上微透镜之间的光信号串扰问题加重。且为了要实现PD的功能需求，解决光信号的串扰问题，会在像素设计的时候，引入深度隔离(DTI)。另外，小尺寸的像素单元，会导致图像传感器的满阱容量降低，图像传感器的性能较差。若仍采用大尺寸的像素单元则会导致图像传感器芯片的尺寸变大、模组高度变高，与智能手机轻薄化的应用需求方向矛盾。因此，如何兼容营销高像素图像传感器芯片与兼顾图像传感器芯片性能成为亟待解决的问题。

专利CN106257678B提供一种CMOS图像传感器，通过设置与光电二极管一一对应的微透镜阵列，微透镜阵列中设置多个微透镜，并且在微透镜阵列中，对应光电二极管边缘区域的微透镜尺寸小于对应光电二极管中央区域的微透镜尺寸，以实现增加光通量，提高光敏度的技术效果。本实用新型人对专利CN106257678B中提出的技术方案与技术效果进行仿真验证，以微透镜阵列包含3个微透镜，且中央微透镜尺寸大，边缘微透镜尺寸小作为示例，与像素单元对应单个微透镜的传统结构进行验证对比，图1是专利CN106257678B中的技术方案与传统微透镜方案的对比验证结果。具体的，如图1所示，分别用图像传感器中央微透镜区域与边缘微透镜区域在单个微透镜和微透镜阵列中的光敏度进行比对，对于单个微透镜来说，中央微透镜区域为单个微透镜的中央区域，边缘微透镜区域为单个微透镜的边缘区域。由图中可以看出，像素单元对应单个透镜的光敏度约为78％，像素单元对应微透镜阵列的光敏度约为60％，当把微透镜设置为多个微透镜组成的微透镜阵列时，并不能提高光敏度，反而会致使光敏度降低。显然，经技术验证，专利CN106257678B提出的技术方案并不能达到增加光通量、提供光敏度的技术效果。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种改进的图像传感器。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种图像传感器，包括：半导体衬底；多个光电二极管，位于所述半导体衬底内；多个微透镜阵列，位于所述半导体衬底表面，每个微透镜阵列对应一光电二极管，每个所述微透镜阵列由n行与n列的微透镜组成，n≥2；其中，排布在所述微透镜阵列中的同行微透镜或同列微透镜或同一对角线的微透镜尺寸相同。