用于改进四元光电二极管(QPD)通道不平衡的半QPD的制作方法

本公开大体上涉及图像传感器的设计，且特定来说，涉及使用微透镜的不同布置来改进图像传感器的像素之间的通道不平衡的图像传感器。

背景技术：

1、图像传感器已变得无处不在。它们广泛用于数字静态相机、蜂窝电话、监控相机以及医疗、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术继续快速进步。例如，对更高图像传感器分辨率及更低功耗的需求促使图像传感器进一步小型化并集成到数字装置中。

2、在一些应用中，图像传感器的每一像素包含若干子像素(例如，两个绿色子像素、一个红色子像素及一个蓝色子像素)。个别子像素被微透镜覆盖，微透镜可能未对准，例如，由于制造误差使微透镜相对于对应子像素的中间偏离中心放置。此外，作为将光不同地聚焦在不同地定位的子像素上方的设计特征(例如，图像传感器内位于中央的子像素与位于外围的子像素)，微透镜可在子像素上方偏移。在一些例子中，微透镜在图像传感器的总区域上的此类不均匀放置(作为制造误差或通过设计)导致对入射光的不同灵敏度。例如，在图像传感器的左边缘处的红色子像素可能比类似地定位的蓝色子像素对入射光更灵敏。遵循相同的假设实例，红色及蓝色子像素的灵敏度可在图像传感器的右边缘处反转。关于图像传感器的上/下边缘以及关于不同的子像素(例如，具有与红色或蓝色子像素不同的灵敏度的绿色子像素)可存在类似的光灵敏度差异。此类灵敏度差异会影响光电二极管光强度读数的准确性。因此，需要用于在图像传感器的子像素及像素之间实现更均匀的光灵敏度的系统及方法。

技术实现思路

1、在一方面中，本公开提供一种图像传感器，其包括：多个像素，其布置成安置在半导体材料中的像素阵列的行及列，其中每一像素包括多个子像素，且每一子像素包括多个第一光电二极管、多个第二光电二极管及多个第三光电二极管，其中所述多个像素经配置以通过所述半导体材料的被照明表面接收入射光；多个小微透镜，其个别地分布在每一子像素的个别第一光电二极管及个别第二光电二极管上方；及多个大微透镜，其各自分布在每一子像素的多个第三光电二极管上方；其中所述小微透镜的直径小于所述大微透镜的直径。

2、在另一方面中，本公开进一步提供一种图像传感器，其包括：多个像素，其布置成安置在半导体材料中的像素阵列的行及列，其中每一像素包括多个子像素，且每一子像素包括多个光电二极管，其中所述多个像素经配置以通过所述半导体材料的被照明表面接收入射光；及多个微透镜，其配置在所述像素阵列的个别光电二极管及子像素上方，其中位于中央的像素承载微透镜，其相对于其个别的光电二极管及子像素居中，且其中位于外围的像素承载微透镜，其相对于其个别的光电二极管及子像素朝向所述像素阵列的中心偏移。

3、在又一方面中，本公开进一步提供一种图像传感器，其包括：多个像素，其布置成安置在半导体材料中的像素阵列的行及列，其中每一像素包括多个子像素，且每一子像素包括多个第一光电二极管、多个第二光电二极管及多个第三光电二极管，其中所述多个像素经配置以通过所述半导体材料的被照明表面接收入射光；多个小微透镜，其个别地分布在每一子像素的个别第一光电二极管及个别第二光电二极管上方；及多个大微透镜，其各自分布在每一子像素的多个第三光电二极管上方；其中所述小微透镜的直径小于所述大微透镜的直径，其中位于中央的像素承载小微透镜及大微透镜，其相对于其对应的光电二极管及子像素居中，且其中位于外围的像素承载小微透镜及大微透镜，其相对于其对应的光电二极管及子像素朝向所述像素阵列的中心偏移。

技术特征：

1.一种图像传感器，其包括：

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中每一像素包括1个红色r子像素、1个蓝色b子像素及2个绿色g子像素。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中每一g子像素包括多个第三光电二极管。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一光电二极管是蓝色b光电二极管，且所述第二光电二极管是红色r光电二极管。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述第三光电二极管是绿色g光电二极管。

6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中每一像素包含4个子像素，且每一子像素包含4个光电二极管。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中：

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中所述小微透镜及所述大微透镜的偏移从所述像素阵列的所述中心线性地进行到所述像素阵列的外围。

9.根据权利要求7所述的图像传感器，其中所述小微透镜及所述大微透镜的偏移从所述像素阵列的所述中心非线性地进行到所述像素阵列的外围。

10.一种图像传感器，其包括：

11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述多个微透镜的偏移从所述像素阵列的所述中心线性地进行到所述像素阵列的外围。

12.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述多个微透镜的偏移从所述像素阵列的所述中心非线性地进行到所述像素阵列的外围。

13.根据权利要求10所述的图像传感器，其中每一像素的所述多个光电二极管包括多个第一光电二极管、多个第二光电二极管及多个第三光电二极管，

14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中所述第一光电二极管是蓝色b光电二极管，且所述第二光电二极管是红色r光电二极管。

15.根据权利要求14所述的图像传感器，其中所述第三光电二极管是绿色g光电二极管。

16.根据权利要求13所述的图像传感器，其中每一像素包含4个子像素，且每一子像素包含4个光电二极管。

17.一种图像传感器，其包括：

18.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一光电二极管是蓝色b光电二极管，所述第二光电二极管是红色r光电二极管，且所述第三光电二极管是绿色g光电二极管。

19.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述小微透镜及所述大微透镜的偏移从所述像素阵列的所述中心线性地进行到所述像素阵列的外围。

20.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述小微透镜及所述大微透镜的偏移从所述像素阵列的所述中心非线性地进行到所述像素阵列的外围。

技术总结
用于改进四元光电二极管QPD通道不平衡的半QPD。在一个实施例中，一种图像传感器包含布置成安置在半导体材料中的像素阵列的行及列的多个像素。每一像素包含多个子像素。每一子像素包括多个第一光电二极管、多个第二光电二极管及多个第三光电二极管。所述多个像素经配置以通过所述半导体材料的被照明表面接收入射光。多个小微透镜个别地分布在每一子像素的个别第一光电二极管及个别第二光电二极管上方。多个大微透镜各自分布在每一子像素的多个第三光电二极管上方。所述小微透镜的直径小于所述大微透镜的直径。

技术研发人员：彭进宝,邓伟,陆震伟,孟达,刘关松,钱胤,杨晓冬,李洪军,Z·林,牛超
受保护的技术使用者：豪威科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15