[发明专利]具有多个光电二极管的像素单元

权利要求书

1.一种装置，包括：

半导体衬底，其包括多个像素单元，每个像素单元至少包括第一光电二极管、第二光电二极管、第三光电二极管和第四光电二极管；

多个滤光器阵列，每个滤光器阵列至少包括第一滤光器元件、第二滤光器元件、第三滤光器元件和第四滤光器元件，每个滤光器阵列的第一滤光器元件覆盖在每个像素单元的第一光电二极管上，所述滤光器阵列的第二滤光器元件覆盖在每个像素单元的第二光电二极管上，所述滤光器阵列的第三滤光器元件覆盖在每个像素单元的第三光电二极管上，所述滤光器阵列的第四滤光器元件覆盖在每个像素单元的第四光电二极管上，每个滤光器阵列的第一滤光器元件、第二滤光器元件、第三滤光器元件和第四滤光器元件中的至少两个具有不同的波长通带；和

多个微透镜，每个微透镜覆盖在每个滤光器阵列上，并且被配置为将来自场景的点的光分别经由每个滤光器阵列的第一滤光器元件、第二滤光器元件、第三滤光器元件和第四滤光器元件引导到每个像素单元的第一光电二极管、第二光电二极管、第三光电二极管和第四光电二极管。

2.根据权利要求1所述的装置，其中：

每个滤光器阵列的第一滤光器元件和第二滤光器元件沿着第一轴对齐；

每个像素单元的第一光电二极管和第二光电二极管在所述半导体衬底的光接收表面下方沿着所述第一轴对齐；和

所述第一滤光器元件沿着垂直于所述第一轴的第二轴覆盖在所述第一光电二极管上；

所述第二滤光器元件沿着所述第二轴覆盖在所述第二光电二极管上；和

每个微透镜沿着所述第二轴覆盖在每个滤光器阵列的第一滤光器元件和第二滤光器元件上。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括沿着所述第二轴覆盖在所述多个微透镜上的照相机透镜，

其中，每个滤光器阵列的面向所述照相机透镜的表面和所述照相机透镜的出射光瞳位于每个微透镜的共轭位置。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，覆盖在每个像素单元上的第一滤光器元件和第二滤光器元件被配置为将可见光的不同颜色分量分别传递到每个像素单元的第一光电二极管和第二光电二极管。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，每个滤光器阵列的第一滤光器元件和第二滤光器元件基于拜耳图案来布置。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一滤光器元件被配置为使可见光的一种或更多种颜色分量通过；和

其中，所述第二滤光器元件被配置为使红外光通过。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个滤光器阵列的第一滤光器元件基于拜耳图案来布置。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一滤光器元件包括沿着所述第二轴形成堆叠的第一滤光器和第二滤光器。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括在覆盖在像素单元上的相邻滤光器元件之间以及在覆盖在相邻像素单元上的相邻滤光器元件之间的分隔壁。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述分隔壁被配置为将从每个微透镜进入每个滤光器阵列的滤光器元件的光朝向其上覆盖有所述滤光器元件的光电二极管反射。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述分隔壁包括金属材料。

12.根据权利要求1所述的装置，还包括置于所述多个滤光器阵列和所述半导体衬底之间的光学层；

其中，所述光学层包括以下中的至少一个：抗反射层，或被配置为将红外光导向所述第一光电二极管或所述第二光电二极管中的至少一个的微金字塔图案。

13.根据权利要求1所述的装置，还包括置于每个像素单元的相邻光电二极管和相邻像素单元的相邻光电二极管之间的隔离结构。