图像传感器和图像处理装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种图像传感器和图像处理装置，CIS包括：滤光单元、像素单元以及读出电路，其中，滤光单元和像素单元均为等边三角形，滤光单元包括第一滤色片和第二滤色片，像素单元包括第一像素单元和第二像素单元；读出电路与像素单元连接；第一滤色片覆盖在第一像素单元上，第二滤色片覆盖在第二像素单元上；第一像素单元包括第一子像素和第二子像素，其中，第一子像素层叠在第二子像素之上；第二像素单元包括第三子像素和第四子像素，其中，第三子像素层叠在第四子像素之上；第一子像素、第二子像素、第三子像素以及第四子像素中分别设置第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱。

Image sensor and image processing device

【技术实现步骤摘要】
图像传感器和图像处理装置
本申请实施例涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像传感器和图像处理装置。
技术介绍
图像传感器是一种能够将光信号转换为电信号的装置，可以分为电荷耦合元件(ChargeCoupledDevice，CCD)和互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，CMOS)两种类型。其中，互补金属氧化物图像传感器(CMOSImageSensor，CIS)因其制造工艺与信号处理芯片等制造工艺相兼容，易于集成片上系统，同时功耗相较于电荷耦合器件类传感器有较大优势，图像处理降噪算法可以提高信噪比，因此已在图像传感器应用领域占有优势地位。由于采用CCD或者CMOS的图像处理装置均是在同一像素上记录一种颜色，例如，传统CIS中的每一个像素单元只能吸收RGB中的一种光信号，因此存在光信号利用率比较低的问题。通常通过增大像素尺寸和优化算法的方式可以实现一个像素对R、G、B三种颜色的检测，然而，这种方式往往存在像素尺寸大，算法复杂等问题，依然无法解决光信号利用率比较低的问题，导致图像传感器的色彩检测效果比较差的缺陷。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种图像传感器和图像处理装置，可以提高光信号的利用率，色彩还原准确性高，大大提高了检测效果。本申请实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本申请实施例提供了一种CIS，所述CIS包括：滤光单元、像素单元以及读出电路，其中，所述滤光单元和所述像素单元均为等边三角形，所述滤光单元包括第一滤色片和第二滤色片，所述像素单元包括第一像素单元和第二像素单元；所述读出电路与所述像素单元连接；所述第一滤色片覆盖在所述第一像素单元上，所述第二滤色片覆盖在所述第二像素单元上；所述第一像素单元包括第一子像素和第二子像素，其中，所述第一子像素层叠在所述第二子像素之上；所述第二像素单元包括第三子像素和第四子像素，其中，所述第三子像素层叠在所述第四子像素之上；所述第一子像素、所述第二子像素、所述第三子像素以及所述第四子像素中分别设置第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱。第二方面，本申请实施例提供了一种图像处理装置，所述图像处理装置包括CIS，所述CIS包括滤光单元、像素单元以及读出电路，其中，所述滤光单元和所述像素单元均为等边三角形，所述滤光单元包括第一滤色片和第二滤色片，所述像素单元包括第一像素单元和第二像素单元；所述读出电路与所述像素单元连接；所述第一滤色片覆盖在所述第一像素单元上，所述第二滤色片覆盖在所述第二像素单元上；所述第一像素单元包括第一子像素和第二子像素，其中，所述第一子像素层叠在所述第二子像素之上；所述第二像素单元包括第三子像素和第四子像素，其中，所述第三子像素层叠在所述第四子像素之上；所述第一子像素、所述第二子像素、所述第三子像素以及所述第四子像素中分别设置第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱。本申请实施例提供了一种图像传感器和图像处理装置，图像处理装置中设置有CIS，CIS包括滤光单元、像素单元以及读出电路，其中，滤光单元和像素单元均为等边三角形，滤光单元包括第一滤色片和第二滤色片，像素单元包括第一像素单元和第二像素单元；读出电路与像素单元连接；第一滤色片覆盖在第一像素单元上，第二滤色片覆盖在第二像素单元上；第一像素单元包括第一子像素和第二子像素，其中，第一子像素层叠在第二子像素之上；第二像素单元包括第三子像素和第四子像素，其中，第三子像素层叠在第四子像素之上；第一子像素、第二子像素、第三子像素以及第四子像素中分别设置第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱。也就是说，在本申请的实施例中，CIS中的像素单元可以包括垂直叠放的两个子像素，每一个子像素中设置有用于吸收一种色光的PD柱，结合覆盖在像素单元上的滤光片，实现对入射光中的不同色光进行选择吸收。由此可见，在本申请中，由于CIS可以通过子像素的层叠设置，同时获取多种颜色的光信号，从而可以提高光信号的利用率，提升了CIS的信噪比，进而提高了图像处理的效率和质量。附图说明图1为FSI式的CIS示意图；图2为BSI式的CIS示意图；图3为拜尔阵列示意图；图4为CIS的组成结构示意图一；图5为CIS的组成结构示意图二；图6为CIS的组成结构示意图三；图7为像素单元位置关系的俯视图；图8为像素单元的横截面的示意图；图9为滤光单元的示意图一；图10为滤光单元的示意图二；图11为滤光单元的示意图三；图12为CIS的组成结构示意图三；图13为CIS的组成结构示意图四；图14为本申请实施例提出的一种图像处理装置的组成结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。互补金属氧化物图像传感器CIS可以包括前感光式(FrontSideIllumination，FSI)和背感光式(BackSideIllumination，BSI)两种不同结构，图1为FSI式的CIS示意图，图2为BSI式的CIS示意图，如图1和图2所示，互补金属氧化物图像传感器中包括有半导体基底、光电二极管(photodiode，PD)、红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片、像素隔离件以及金属布线层。其中，在每个滤光片上还设置有透镜。对于传统的互补金属氧化物图像传感器，无论是FSI还是BSI，其中的PD均是对400纳米-1100纳米的光全部吸收，故而都需要设置滤光片控制同一个像素吸收RGB中的一种颜色。最常见的颜色滤波阵列配置是Bayerfilter。Bayerfilter的奇数列(或偶数列)包含交错的红色及绿色滤镜，而其偶数列(或奇数列)包含交错的绿色及蓝色滤镜。由于人类眼睛对绿色光线较敏感，因此绿色滤镜的数目为红色或蓝色滤镜的二倍，因此也称做RGBG，GRGB或者RGGB。图3为拜尔阵列示意图，如图3所示，Bayerfilter中的滤色器的排列有50％是绿色G，25％是红色R，另外25％是蓝色B。然而，正是由于传统互补金属氧化物图像传感器中的每一个像素单元只能吸收RGB中的一种光信号，比如吸收了R的话，G和B的信号就被浪费了，因此光信号利用率比较低，从而降低了图像处理的效率和质量。为了解决现有技术中存在的问题，在本申请的实施例中，图像处理装置中设置有CIS，CIS包括滤光单元、像素单元以及读出电路，其中，滤光单元和像素单元均为等边三角形，滤光单元包括第一滤色片和第二滤色片，像素单元包括第一像素单元和第二像素单元；读出电路与像素单元连接；第一滤色片覆盖在第一像素单元上，第二滤色片覆盖在第二像素单元上；第一像素单元包括第一子像素和第二子像素，其中，第一子像素层叠在第二子像素之上；第二像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种互补金属氧化物图像传感器CIS，所述CIS包括：滤光单元、像素单元以及读出电路，其中，所述滤光单元和所述像素单元均为等边三角形，所述滤光单元包括第一滤色片和第二滤色片，所述像素单元包括第一像素单元和第二像素单元；/n所述读出电路与所述像素单元连接；/n所述第一滤色片覆盖在所述第一像素单元上，所述第二滤色片覆盖在所述第二像素单元上；/n所述第一像素单元包括第一子像素和第二子像素，其中，所述第一子像素层叠在所述第二子像素之上；/n所述第二像素单元包括第三子像素和第四子像素，其中，所述第三子像素层叠在所述第四子像素之上；/n所述第一子像素、所述第二子像素、所述第三子像素以及所述第四子像素中分别设置第一光电二极管PD柱、第二PD柱以及第三PD柱。/n

【技术特征摘要】
1.一种互补金属氧化物图像传感器CIS，所述CIS包括：滤光单元、像素单元以及读出电路，其中，所述滤光单元和所述像素单元均为等边三角形，所述滤光单元包括第一滤色片和第二滤色片，所述像素单元包括第一像素单元和第二像素单元；
所述读出电路与所述像素单元连接；
所述第一滤色片覆盖在所述第一像素单元上，所述第二滤色片覆盖在所述第二像素单元上；
所述第一像素单元包括第一子像素和第二子像素，其中，所述第一子像素层叠在所述第二子像素之上；
所述第二像素单元包括第三子像素和第四子像素，其中，所述第三子像素层叠在所述第四子像素之上；
所述第一子像素、所述第二子像素、所述第三子像素以及所述第四子像素中分别设置第一光电二极管PD柱、第二PD柱以及第三PD柱。


2.根据权利要求1所述的CIS，其特征在于，
所述第一像素单元从上向下垂直划分为第一上层区域和第一下层区域；
所述第二像素单元从上向下垂直划分为第二上层区域和第二下层区域。


3.根据权利要求2所述的CIS，其特征在于，
所述第一子像素设置在所述第一上层区域，所述第二子像素设置在所述第一下层区域，所述第一子像素沿光线透射方向层叠在所述第二子像素之上；
所述第三子像素设置在所述第二上层区域，所述第四子像素设置在所述第二下层区域，所述第三子像素沿光线透射方向层叠在所述第四子像素之上。


4.根据权利要求1所述的CIS，其特征在于，所述第一子像素、所述第二子像素、所述第三子像素以及所述第四子像素中分别设置第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，包括：
所述第一子像素中设置第一PD柱，所述第二子像素中设置第二PD柱；
所述第三子像素和所述第四子像素中分别设置所述第三PD柱和所述第一PD柱；或者，所述第三子像素和所述第四子像素中分别设置所述第三PD柱和所述第二PD柱。


5.根据权利要求4所述的CIS，其特征在于，
所述第一PD柱的第一尺寸参数，由第一色光对应的第一波长范围确定；
所述第二PD柱的第二尺寸参数，由第二色光对应的第二波长范围确定；
所述第三PD柱的第三尺寸参数，由第三色光对应的第三波长范围确定。


6.根据权利要求5所述的CIS，其特征在于，
所述第一滤色片，用于对入射光中的所述第一色光和所述第二色光进行选择；
所述第二滤色片，用于对所述入射光中的所述第一色光和所述第三色光进行选择；或者，
所述第二滤色片，用于对所述入射光中的所述第二色光和所述第三色光进行选择。


7.根据权利要求6所述的CIS，其特征在于，当所述第一色光为蓝光，所述第二色光为绿光，所述第三色光为红光时，
所述第一滤色片为青...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44