影像傳感器的製作方法
2023-10-21 10:39:27 2
專利名稱：影像傳感器的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種影像傳感器，且特別是有關於一種降低黑色像素區域尺寸的影像傳感器。
背景技術：
請參照圖1，圖1繪示傳統影像傳感器的示意圖。傳統影像傳感器10包括主動像素區域11及黑像素區域14，且黑像素區域14包括上黑像素區域12及左黑像素區域13。上黑像素區域12用以獲得一畫面暗態電平(Frame Dark Level)，而左黑像素區域13用以獲得各列暗態電平(Row Dark Level) 0傳統影像傳感器10需要暗態電平做為最低電平。主動像素區域11的亮度電平將通過主動像素區域11中主動像素的黑色電平來計算。如果黑色電平過高，影像動態範圍將被減少，甚至影像低亮度影像的效能。請參照圖2，圖2繪示為傳統影像傳感器的4X4像素陣列的示意圖。為方便說明起見，圖2舉4X4像素陣列為例說明。其中4X4像素陣列包括16個感光元件PD，且感光元件PD例如是光二極體(Photodiode)。圖2繪示的像素陣列包括位於前述黑像素區域14 中的2X2像素陣列122。請同時參照圖3及圖4，圖3繪示為前述圖2沿A-A』切線的剖面圖，圖4繪示為前述圖2沿B-B』切線的剖面圖。主動像素區域11除了不具黑色像素區域14的遮光層23 外，與黑色像素區域14具有相似的布局結構。遮光層23例如是由金屬或由金屬及藍色彩色濾光片所實現。當光線L垂直入射像素陣列時，黑色像素區域14中的遮光層23將光線L反射，以避免光線L入射至黑色像素區域14中的光二極體PD。而主動像素區域11由於不具遮光層 23，因此光線L入射至主動像素區域11的光二極體PD。請同時參照圖5及圖6，圖5繪示是光線沿一方向斜射至黑色像素區域的示意圖， 圖6繪示是光線沿另一方向斜射至黑色像素區域的示意圖。當光線L斜射至黑色像素區域 14時，部份光線L則射入黑色像素區域14的光二極體PD。為了防止黑色像素區域14的光二極體PD被光線L照射，現有的做法就是相對增加黑色像素區域14的大小。然而，當黑色像素區域14增加時，將造成影像傳感器的尺寸相對變大。
發明內容
本發明有關於一種影像傳感器，是通過虛擬黑色像素區的設計以減少影像傳感器的尺寸大小。根據本發明的一方面，提出一種影像傳感器。影像傳感器包括黑色像素區域及主動像素區域。主動像素區域是相鄰黑色像素區域。黑色像素區域包括虛擬黑色像素(Dummy Black Pixel)區及讀出黑色像素(Readout Black pixel)區。讀出黑色像素區被該虛擬黑色像素區所圍繞。虛擬黑色像素(Dummy Black Pixel)區包括感光元件、第一遮光層、第二遮光層及第三遮光層。第一遮光層、第二遮光層及第三遮光層用以防止光線入射至感光元件。第一遮光層、第二遮光層及第三遮光層覆蓋感光元件，且第二遮光層位於第一遮光層及第二遮光層之間。為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合附圖，作詳細說明如下
圖1繪示傳統影像傳感器的示意圖。圖2繪示為傳統影像傳感器的4X4像素陣列的示意圖。圖3繪示為前述圖2沿A-A』切線的剖面圖。圖4繪示為前述圖2沿B-B』切線的剖面圖。圖5繪示光線沿一方向斜射至黑色像素區域的示意圖。圖6繪示光線沿另一方向斜射至黑色像素區域的示意圖。圖7繪示為依照本發明較佳實施例的一種影像傳感器的示意圖。圖8繪示為依照本發明較佳實施例的一種4X4像素陣列的示意圖。圖9繪示為前述圖8沿A-A，切線的剖面圖。圖10繪示為前述圖8沿B-B』切線的剖面圖。圖11繪示為光線沿一方向斜射至虛擬黑色像素區的示意圖。圖12繪示為光線沿另一方向斜射至虛擬黑色像素區的示意圖。主要元件符號說明10 傳統影像傳感器11 主動像素區域12 上黑像素區域13 左黑像素區域14 黑像素區域23、71、72、73 遮光層50 依照本發明較佳實施例的影像傳感器51 黑色像素區域52:虛擬黑色像素區53:讀出黑色像素區54 主動像素區域81:電源信號線122、522 :2X 2 像素陣列PD 感光元件L 光線
具體實施例方式請參照圖7，圖7繪示為依照本發明較佳實施例的一種影像傳感器的示意圖。影像傳感器50包括主動像素區域M及黑色像素區域51，且主動像素區域M是相鄰黑色像素區域51。黑色像素區域51包括虛擬黑色像素(Dummy Black Pixel)區52及讀出黑色像素(Readout Black pixel)區53，且讀出黑色像素區53被虛擬黑色像素區52所圍繞。請參照圖8，圖8繪示是為依照本發明較佳實施例的一種4 X 4像素陣列的示意圖。 為方便說明起見，圖8舉4X4像素陣列為例說明。其中4X4像素陣列包括16個光二極體 PD(Photodiode)，而圖2繪示的像素陣列包括位於前述虛擬黑色像素區52中的2X2像素陣列522。感光元件PD例如光二極體(Photodiode)。請同時參照圖8、圖9及圖10，圖9繪示為前述圖8沿A-A』切線的剖面圖，圖10 繪示為前述圖8沿B-B』切線的剖面圖。虛擬黑色像素區52包括感光元件PD、遮光層71、 遮光層72及遮光層73。遮光層72位於遮光層71及遮光層73之間。遮光層71與圖8繪示的電源信號線81電性連接，且電源信號線81用以傳遞工作電壓VDD。遮光層71、遮光層 72及遮光層73覆蓋感光元件PD並用以防止光線L入射至感光元件PD。其中遮光層72不僅可覆蓋一個感光元件PD，亦可覆蓋多個感光元件PD。前述讀出黑色像素區53除了不具遮光層71及遮光層72外，與虛擬黑色像素區52 具有相似的布局結構。此外，讀出黑色像素區53的實現方式可與前述黑像素區域14相同。 主動像素區域M除了不具虛擬黑色像素區52的遮光層71、遮光層72及遮光層73外，與虛擬黑色像素區52具有相似的布局結構。遮光層73例如為第三金屬層或由第三金屬層及藍色彩色濾光片所實現。遮光層71例如為第一金屬層，而遮光層72例如為第二金屬層。當光線L垂直入射像素陣列時，虛擬黑色像素區52中的遮光層73將光線L反射， 以避免光線L入射至虛擬黑色像素區52中的光二極體PD。而主動像素區域M由於不具遮光層73，因此光線L入射至主動像素區域M的光二極體PD。請同時參照圖11及圖12，圖11繪示為光線沿一方向斜射至虛擬黑色像素區的示意圖，圖12繪示為光線沿另一方向斜射至虛擬黑色像素區的示意圖。當光線L斜射至虛擬黑色像素區域52時，光線L的能量將因遮光層71、遮光層72及遮光層73而衰減至0，進而防止部份光線L射入虛擬黑色像素區52的光二極體PD。本發明上述實施例所揭露的影像傳感器，能通過虛擬黑色像素區的設計有效地縮小影像傳感器的尺寸。綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當以權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種影像傳感器，包括 一黑色像素區域，包括 一虛擬黑色像素區，包括 一感光元件；一第一遮光層，與一電源信號線電性連接並覆蓋該感光元件； 一第二遮光層，覆蓋該感光元件；一第三遮光層，覆蓋該感光元件，且該第二遮光層位於該第一遮光層及該第二遮光層之間，該第一遮光層、該第二遮光層及該第三遮光層用以防止光線入射至該感光元件； 一讀出黑色像素區，被該虛擬黑色像素區所圍繞；以及一主動像素區域，是相鄰該黑色像素區域。
2.如權利要求1所述的影像傳感器，其特徵在於，該感光元件是光電二極體。
3.如權利要求1所述的影像傳感器，其特徵在於，該讀出黑色像素區除了不具該第一遮光層及該第二遮光層外，與該虛擬黑色像素區具有相似的布局結構。
4.如權利要求1所述的影像傳感器，其特徵在於，該第二遮光層更覆蓋另一感光元件。
5.如權利要求1所述的影像傳感器，其特徵在於，該第一遮光層為第一金屬層。
6.如權利要求1所述的影像傳感器，其特徵在於，該第二遮光層為第二金屬層。
7.如權利要求1所述的影像傳感器，其特徵在於，該第三遮光層為第三金屬層。
8.如權利要求1所述的影像傳感器，其特徵在於，該第三遮光層由第三金屬層及藍色彩色濾光片所實現。
全文摘要
一種影像傳感器包括黑色像素區域及主動像素區域。主動像素區域是相鄰黑色像素區域。黑色像素區域包括虛擬黑色像素區及讀出黑色像素區。讀出黑色像素區被該虛擬黑色像素區所圍繞。虛擬黑色像素區包括感光元件、第一遮光層、第二遮光層及第三遮光層。第一遮光層、第二遮光層及第三遮光層用以防止光線入射至感光元件。第一遮光層、第二遮光層及第三遮光層覆蓋感光元件，且第二遮光層位於第一遮光層及第二遮光層之間。
文檔編號H01L27/146GK102157529SQ201010128178
公開日2011年8月17日 申請日期2010年2月12日 優先權日2010年2月12日
發明者王淑芳 申請人:聯詠科技股份有限公司