CN102157534A - 单元像素、图像传感器、相机和处理器基系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单元像素以及包括该单元像素的相机和处理器基系统。单元像素包括光子折射微透镜。单元像素可包括光电二极管、金属层和光子折射微透镜。光子折射微透镜可设置在光电二极管和金属层之间。光子折射微透镜可将由金属层反射的光子朝向光电二极管的中心部分折射。

Description

单元像素、图像传感器、相机和处理器基系统

本申请要求于2010年1月15日提交到韩国知识产权局(KIPO)的第10-2010-0003930号韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明构思的示例实施例涉及一种单元像素，更具体地说，涉及一种包括光子折射微透镜的单元像素。

背景技术

互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器可包括多个单元图像元素(例如，像素)，并可将由各个单元像素感测的图像信号转换为电信号。单元像素可包括用于感测入射的图像信号的光电二极管和用于将感测到的图像信号转换为电信号的多个金属氧化物半导体(MOS)晶体管。从芯片的形成有光电二极管和MOS晶体管的上侧接收图像信号(例如光)。由于MOS晶体管和光电二极管可形成在单元像素中，所以光电二极管接收光的面积必然仅占据单元像素的一部分。

背照式CMOS图像传感器从芯片的下侧而不是从上侧接收光线。在形成组成图像传感器的光电二极管和MOS晶体管之后，可将芯片的下部磨削至最佳的厚度来接收光。然后，还在芯片的磨削部分上形成滤色器和微透镜。

发明内容

本发明构思的示例实施例提供一种包括光子折射微透镜的单元像素，在光子折射微透镜中，穿过光电二极管并被导电层(例如，金属层)朝光电二极管向回反射的入射光子可被朝向光电二极管的中心折射。

本发明构思的示例实施例提供一种背照式互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，所述CMOS图像传感器包括具有多个单元像素的像素阵列，各个单元像素包括光子折射微透镜，在光子折射微透镜中，穿过光电二极管并由导电层朝光电二极管向回反射的入射光子可被朝向光电二极管的中心部分折射。

本发明构思的示例实施例提供一种用于形成具有光子折射微透镜的单元像素的方法，其中，可使入射的穿过光电二极管并被金属层反射到光电二极管的光子被折射到光电二极管的中心部分。

根据本发明构思的示例实施例，提供一种单元像素，所述单元像素包括光电二极管、金属层以及在光电二极管和金属层之间的光子折射微透镜，光子折射微透镜将由金属层反射的光子朝向光电二极管的中心部分折射。

根据本发明构思的其它示例实施例，提供一种单元像素，所述单元像素包括：光子折射微透镜，在基底上方的光电二极管上；平坦化层，在光子折射微透镜上方；金属层，在平坦化层上方，光子折射微透镜具有朝向金属层的凸起部分。

根据本发明构思的又一实施例，提供一种背照式互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，所述CMOS图像传感器包括：像素阵列，包括在其中二维布置的多个单元像素；行解码器，水平地控制在像素阵列中布置的单元像素的操作；列解码器，竖直地控制在像素阵列中布置的单元像素的操作，各个单元像素包括光电二极管、金属层以及在光电二极管和金属层之间的光子折射微透镜，光子折射微透镜将由金属层反射的光子朝向光电二极管的中心部分折射。

根据本发明构思的再一示例实施例，提供一种形成具有光子折射微透镜的单元像素的方法，该方法包括在由光电二极管限定的区域上方形成岛并通过对岛退火来形成光子折射微透镜。

根据本发明构思的示例实施例，提供一种单元像素，所述单元像素包括光电二极管、导电层以及在光电二极管和导电层之间的光子折射微透镜，光子折射微透镜被构造为将由导电层反射的光子朝向光电二极管的中心区域折射。

根据本发明构思的示例实施例，提供一种单元像素，所述单元像素包括基底、在基底上的光电二极管、在光电二极管上的光子折射微透镜、在光子折射微透镜的凸起表面上的平坦化层以及在平坦化层上的金属层。

根据本发明构思的示例实施例，提供一种背照式互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，所述CMOS图像传感器包括具有多个单元像素的像素阵列、行解码器和列解码器，每个单元像素包括光电二极管、导电层和光子折射微透镜，光子折射微透镜被构造为将由导电层反射的光朝向光电二极管的中心区域折射。

本发明构思的示例实施例提供一种相机，所述相机包括根据本发明构思的示例实施例的互补金属氧化物半导体图像传感器。

本发明构思的示例实施例提供一种处理器基系统，所述处理器基系统包括：处理器；随机存取存储器；硬盘驱动器；根据本发明构思的示例实施例的互补金属氧化物半导体图像传感器；输入/输出装置。

本发明构思的示例实施例提供一种形成单元像素的方法，该方法在光电二极管区上形成岛并通过对岛退火来形成光子折射微透镜。

附图说明

通过下面结合附图进行的简要描述，将更加清楚地理解示例实施例。图1至图14表现了这里描述的非限制性示例实施例。

图1是示出根据本发明构思的示例实施例的包括光子折射微透镜的单元像素的示意性剖视图；

图2是示出根据本发明构思的示例实施例的由光子折射微透镜折射的光子的传播方向的示意性剖视图；

图3是示出根据本发明构思的示例实施例的CMOS图像传感器的单元像素的电路图；

图4是示出由CMOS工艺生产的单元像素的剖视图；

图5是示出CMOS图像传感器的单元像素的剖视图；

图6是示出在没有光子折射微透镜时的光子的传播路径的示意性剖视图；

图7至图10是示出根据本发明构思的示例实施例的制造CMOS图像传感器的单元像素的方法的剖视图；

图11是示出根据本发明构思的示例实施例的灵敏度和串扰(cross talk)的实验结果的图；

图12是示出根据本发明构思的示例实施例的CMOS图像传感器的电路图；

图13是示出根据本发明构思的示例实施例的包括光子折射微透镜的相机的透视图；

图14是示出根据本发明构思的示例实施例的包括背照式(backsideillumination)CMOS图像传感器的处理器基系统的框图。

应该注意的是，这些附图意图示出在特定示例实施例中使用的方法、结构和/或材料的一般特性，以补充下面提供的描述。然而，这些幅图不是按比例的，并且可以不精确地反映出任何给出的实施例的精确结构或性能特点，并且不应被理解为限定或限制示例实施例所包括的值或性质的范围。例如，为了清楚起见，可夸大部分、层、区域和/或结构元件的相对厚度和位置。在不同的附图中使用的相似或相同的标号指示存在相似或相同的元件或特征。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述本发明构思的示例实施例，在附图中示出了示例实施例。然而，本发明构思的示例实施例可以以许多不同的形式实施，而不应理解为局限于这里阐述的实施例，相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完全的，并将把本发明构思的示例实施例的原理充分地传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，可夸大层和区域的厚度。在附图中的相同的标号表示相同的元件，因此将省略对它们的描述。

应该理解的是，当元件被称作“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可以直接地连接到或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，不存在中间元件。相同的标号始终表示相同的元件。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何组合和全部组合。用于描述元件或层之间的关系的其它词语应该以相似的方式理解(例如“在...之间”与“直接在...之间”、“相邻”与“直接相邻”“在...上”与“直接在...上”)。

应该理解的是，虽然在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一个元件、组件、区域、层和/或部分区分开来。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，第一元件、组件、区域、层和/或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层和/或部分。

为了方便描述，在这里可使用空间相对术语，如“在...之下”、“在...下方”、“下面的”、“在...上方”、“上面的”等，用来描述在图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应该理解的是，空间相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果在附图中的装置被翻转，则描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因而，示例性术语“在...下方”可包括“在...上方”和“在...下方”两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其它方位)，并对在这里使用的空间相对描述符做出相应的解释。

这里使用的术语仅为了描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明构思的示例实施例。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还应理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

在此参照作为示例实施例的理想实施例(和中间结构)的示意图的剖视图来描述本发明构思的示例实施例。这样，预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，本发明构思的示例实施例不应该被理解为局限于在此示出的区域的特定形状，而将包括例如由制造导致的形状偏差。例如，示出为矩形的注入区域在其边缘将通常具有圆形或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样，通过注入形成的埋区会导致在埋区和通过其发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，在图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不意图示出装置的区域的实际形状，也不意图限制示例实施例的范围。

除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明构思的示例实施例所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则术语(例如在通用的字典中定义的那些术语)应该被解释为具有与相关领域的环境中它们的意思一致的意思，而不将理想地或者过于正式地解释它们的意思。

本发明构思的示例实施例可在导电层(例如，金属层)和光电二极管之间包括弯曲的光子折射微透镜。具有足够能量的光子可穿过光电二极管并被导电层反射。反射的光子可被微透镜折射到光子之前所穿过的光电二极管的中心部分。反射的光子可不被反射到相邻的单元图像元素(在下文中，称作像素)上。本领域普通技术人员理解，虽然关于光子来描述示例实施例，但是示例实施例并不结合于任何具体的光的理论，“光子”用于表示光的单元。

图1是示出根据本发明构思的示例实施例的包括光子折射微透镜的单元像素的示意性剖视图。参照图1，图1中示出的多层结构100可示出CMOS图像传感器中的多个单元像素中的两个。根据示例实施例的至少一个光子折射微透镜可以在两个光电二极管PD1和PD2上。平坦化层120、第一导电层130、介电层140和第二导电层150可以在光子折射微透镜110上。光电二极管PD1和PD2可通过填充有绝缘材料的沟槽160而分开。根据示例实施例，可在光子折射微透镜110和导电层之间形成至少一个平坦化层。

多层结构的单元像素100可被用于根据示例实施例的背照式CMOS图像传感器。光LIGHT可以首先被光电二极管的距离第一导电层130和第二导电层150最远的表面接收。相反，入射到传统的CMOS图像传感器上的光在进入光电二极管之前会穿过两个金属层、金属间介电层和平坦化层。

光子折射微透镜110可包括邻近第一导电层130的凸起区域。凸起区域的最厚部分的厚度T可以在大约2000

至大约3500

(例如，大约3000

的范围内。当凸起区域的最厚部分的厚度T小于大约3500

时，可提高根据本发明构思的示例实施例的效果。光子折射微透镜110的材料的折射率可大于平坦化层120和介电层140的材料的折射率。当平坦化层120和介电层140的材料是例如氧化硅时，可使用氮化硅形成光子折射微透镜110。

图2是示出根据本发明构思的示例实施例的由光子折射微透镜折射的光子的传播方向的示意性剖视图。参照图2，单元像素200可以是图1的多层结构的单元像素100。例如，像素200可以是旋转180度(例如，翻转状态下)的图1的多层结构的像素100，并且图1的下部可以表现为图2的上部。根据示例实施例，单元像素200可包括在光电二极管PD的与光子折射微透镜110相对的一侧上的滤色器210、平坦化层220和会聚微透镜。光可穿过例如会聚微透镜230在基底的背侧表面处被接收。图2中示出的光电二极管PD的邻近滤色器210平坦表面可以是例如基底的被磨削至期望厚度的背侧。包括单元像素200的CMOS图像传感器可被称作背照式CMPS图像传感器。

入射到单元像素的左边缘的光子“a”和入射到单元像素的右边缘的光子“b”可通过会聚微透镜230被向内折射。光子“a”和“b”可穿过平坦化层220、滤色器210和光电二极管PD。入射光的大部分光子可在光电二极管区中产生电子空穴对。一些入射的光子(例如图2的两个光子)可穿过光电二极管PD的光电二极管。当光子穿过光电二极管时，它们可在光电二极管的与光电二极管接收入射光的表面相对的一侧上被反射。例如，光子可被第一导电层130反射。反射的光子可进入到相邻的像素单元中以产生电子空穴对。在除了光子最初入射的光电二极管之外的光电二极管中产生电子空穴对可被称作串扰。根据本发明构思的示例实施例的光子折射微透镜可使被第一导电层130反射的光子折射，使得这些光子朝光电二极管PD的中心传播。根据示例实施例，可减少串扰。

入射到单元像素的左边缘的光子“a”可穿过光电二极管PD，然后可被光子折射微透镜110折射。折射的光子“a”可被第一导电层130反射。由于第一导电层130的表面可以是不相同的，所以被第一导电层130反射的光子“a”的传播方向可以是不均匀的。虽然示出为光子似乎被反射到光子折射微透镜110的中心区域，但是光子可以沿任何辐射方向反射。然而，不管反射的方向，由于光子折射微透镜110的弯曲表面，所以到达光子折射微透镜110的光子“a”可被朝光电二极管PD的中心区域折射。如果光子折射微透镜110的折射率大于平坦化层120的折射率，则光子“a”朝光电二极管PD的中心区域的折射角会更尖锐(acute)。由于可以以与光子“a”相似的方式来描述入射到单元像素的右边缘的光子“b”，所以在此将省略对光子“b”的详细描述。

图3是示出根据本发明构思的示例实施例的CMOS图像传感器的单元像素的电路图。参照图3，单元像素300可包括：光电二极管PD，被构造为感测光子；传输晶体管M1，被构造为将通过由光电二极管PD会聚的光子产生的电荷传输到浮动扩散区F/D；重置晶体管M2，被构造为使浮动扩散区F/D重置；转换晶体管M3，被构造为将传输到浮动扩散区F/D的电荷转换为对应的电信号；选择晶体管M4，被构造为将单元像素中转换的电信号传输到输出端子OUT。

传输晶体管M1、重置晶体管M2和选择晶体管M4可通过传输控制信号Tx、重置控制信号RE和选择控制信号Sx来控制。可通过接收光的方向来区分传统的CMOS图像传感器和背照式CMOS图像传感器。传统的CMOS图像传感器可接收入射到光电二极管PD的N型电极的光LIGHT 1。背照式CMOS图像传感器可接收入射到光电二极管PD的P型电极的光LIGHT 2。在传统的CMOS图像传感器中，MOS晶体管会阻止入射到单元像素的光LIGHT 1的一部分到达光电二极管。在背照式CMOS图像传感器中，由于整个单元像素接收光LIGHT 2，所以与传统的CMOS图像传感器相比，可提高接收光的效率。

图4是示出通过CMOS工艺生产的单元像素的剖视图。参照图4，使用CMOS工艺形成的单元像素400可包括在P型基底SUB上的MOS晶体管MOS和光电二极管PD。光电二极管PD可包括两个电极。一个电极可以是基底SUB，另一个电极可以是N+型扩散区。MOS晶体管MOS可包括一个形成光电二极管PD的一部分的N+扩散区和形成在两个N+扩散区之间的栅。可通过施加到栅的信号来操作MOS晶体管MOS。可利用例如基底上的氧化硅以及氧化硅(例如，SiO₂)上的多晶硅来实现栅。为了控制MOS晶体管MOS的阈值电压，氧化硅可以例如通过热生长(例如，热氧化)来生长。

当光LIGHT 2入射到光电二极管PD的P-基底SUB时，接收光LIGHT 2的面积可大于当光LIGHT 1被施加到光电二极管PD的N+扩散区时接收光LIGHT 1的面积。根据本发明构思的示例实施例，光LIGHT 2可入射到背照式CMOS图像传感器的光电二极管PD的P-基底SUB。

图5是示出CMOS图像传感器的单元像素的剖视图。参照图5，CMOS图像传感器的单元像素可包括在P-基底SUB上的晶体管和光电二极管、第一平坦化层P/L1、滤色器COLOR FILTER、第二平坦化层P/L2和会聚微透镜MICRO LENS。虽然没有在图5中具体示出，但是还可在第一平坦化层P/L1之下设置至少一个层间介电层和至少一个导电层(例如，金属层)。

在图5中示出的CMOS图像传感器的单元像素中，光LIGHT 1共同可入射到有限的光电二极管区和晶体管所处的区域。可利用基底P-作为一个电极并且最左侧的N+型扩散区N+作为另一电极来实现光电二极管。当光LIGHT1入射到形成所述另一电极的N+型扩散区N+时，光电二极管可感测光LIGHT1。当光LIGHT 1入射到晶体管时，光LIGHT 1可由于形成晶体管的各种层间材料而不到达形成光电二极管的一个电极的P-基底SUB。可导致感测效率的降低。虽然参照掺杂常规描述了光电二极管，但是示例实施例不限于所描述的掺杂方式。

图6是示出在没有光子折射微透镜的情况下的光子的传播路径的示意性剖视图。在图6中示出的MOS图像传感器中，光LIGHT 2可入射到形成光电二极管PD的一个电极的P-基底上。图6的CMOS图像传感器可具有能够接收比图5的CMOS图像传感器更多的光的结构。参照图6，穿过会聚微透镜230、平坦化层220和滤色器210的光子“a”和“b”可穿过光电二极管PD和平坦化层120。光子“a”和“b”可被第一导电层130反射。光子“a”和“b”的反射方向可以不相同。如果光子“a”和“b”不被反射至它们对应的光电二极管而是穿越到相邻像素的光电二极管，则可出现串扰。

图7至图10是示出根据本发明构思的示例实施例的制造光电二极管的单元像素的光电二极管的方法的剖视图。参照图7，可通过填充有绝缘材料的沟槽结构160来分开两个光电二极管PD1和PD2。参照图8，可在光电二极管PD1和PD2上形成岛。岛可具有比由光电二极管PD1和PD2限定的区域小的尺寸。在每个单元像素中可形成一个岛ISLAND。岛ISLAND的尺寸可随后续工艺而改变。岛ISLAND可以是将光电二极管PD2的形状按比例减小的形状。例如，如果光电二极管PD的形状是矩形，则岛ISLAND的形状也可以是矩形。如果光电二极管PD是六角形和/或八角形，则岛ISLAND的形状也可以是六角形和/或八角形。岛ISLAND的形状不限。例如，根据示例实施例，岛ISLAND的形状可以是圆形。

根据示例实施例，可在光电二极管PD2上沉积形成光子折射微透镜110的材料(未示出)。可形成限定岛ISLAND的掩模(未示出)。可利用掩模以光致抗蚀剂限定岛ISLAND(未示出)。可去除光致抗蚀剂的除了被限定为岛ISLAND的部分之外的部分。可通过去除未被光致抗蚀剂覆盖的用于形成光子折射微透镜110的材料来形成岛ISLAND。例如，可利用蚀刻剂去除用于形成光子折射微透镜110的材料。

参照图9，可执行典型的退火工艺来形成光子折射微透镜110。退火工艺可使岛ISLAND流动成为光子折射微透镜110的凸起形状。参照图10，可在光子折射微透镜110上形成平坦化层120和第一导电层130(例如，金属层)。可利用用于实现例如单元像素的晶体管的典型工艺形成图10中示出的平坦化层120和第一导电层130。如果在典型工艺中使用与用于光子折射微透镜110的材料相同的材料，则不需要形成岛的额外工艺，那么可通过仅形成限定岛的掩模的工艺来形成光子折射微透镜。

图11是示出根据本发明构思的示例实施例的灵敏度和串扰的实验结果的图。在图11中，可比较在没有光子折射微透镜的情况下的串扰C/T和相对于三个颜色(红、绿和蓝)的灵敏度的值以及在存在光子折射微透镜的情况下的串扰C/T和相对于三个颜色(红、绿和蓝)的灵敏度的值。可相对于定义为量子效率的值来示出相对于三个颜色(红、绿和蓝)的灵敏度。量子效率可被定义为由一个光子产生的电子空穴对的数量。

参照图11，穿过绿色滤光器的光在没有光子折射微透镜110的情况下可获得大约71％的量子效率，在存在光子折射微透镜110的情况下可获得大约72.6％的增大了的量子效率。穿过红色滤色器的光在没有光子折射微透镜110的情况下可获得大约52.3％的量子效率，在存在光子折射微透镜110的情况下可获得大约53.8％的增大了的量子效率。穿过蓝色滤色器的光的量子效率可在不管是否存在光子折射微透镜110情况下相同。根据示例实施例，相对于穿过红色滤色器和绿色滤色器而没有穿过光子折射微透镜110的光，可增大穿过红色滤色器和绿色滤色器以及光子折射微透镜110的光的量子效率。在存在光子折射微透镜的情况下，串扰C/T的值可从大约16.4降低至大约16。串扰C/T的值可以是利用参考值标准化的值。

图12是示出根据本发明构思的示例实施例的CMOS传感器的构造的电路图。参照图12，CMOS图像传感器1200可包括行解码器1210、列解码器1220、像素阵列1230、选择器1240和缓冲器1250。像素阵列1230可包括在像素阵列1230中二维布置的包括光电二极管PD的多个单元像素。行解码器1210可以以水平线为单位控制布置在像素阵列1230中的单元像素。列解码器1220可控制选择器1240来以竖直线为单位控制布置在像素阵列1230中的单元像素的操作。从像素阵列1230转换的电信号可通过缓冲器1250输出。根据示例实施例，构成像素阵列1230的单元像素可包括与图1中所示的结构相似的结构。

图13是示出根据本发明构思的示例实施例的包括光子折射微透镜的小尺寸相机的透视图。根据示例实施例，图13的相机可包括包含光子折射微透镜的CMOS图像传感器。

图14是示意性地示出包括背照式CMOS图像传感器1440的处理器基系统1400的框图。参照图14，处理器基系统1440可包括可以通过总线1460彼此通信的处理器(CPU)1410、随机存取存储器(RAM)1420、硬盘驱动器(HDD)1430、背照式CMOS图像传感器1440和输入/输出(I/O)装置1450。背照式CMOS图像传感器1440可以是上面参照图1至图13描述的图像传感器中的一种图像传感器。背照式CMOS图像传感器1440可从处理器1410和/或处理器基系统1400的其他元件接收控制信号和/或数据信号。背照式CMOS图像传感器1440可基于控制信号和/或数据信号将限定图像的信号供应到处理器1410。处理器1410可处理从背照式CMOS图像传感器1440接收的信号。

处理器基系统1400的示例可包括例如数字电路、计算机系统、相机系统、扫描仪、可视电话、电子监控系统、车辆导航系统、自动聚焦系统、星跟踪式器系统、移动检测系统、图像稳定系统、数据压缩系统和/或可包括根据示例实施例的背照式CMOS图像传感器的其它各种系统。

虽然已经部分地示出并描述了本发明构思的示例实施例，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的改变。

Claims (18)

1.一种单元像素，所述单元像素包括：

光电二极管；

导电层，

光子折射微透镜，在光电二极管和导电层之间，光子折射微透镜被构造为朝光电二极管的中心区域折射由导电层反射的光子。

2.如权利要求1所述的单元像素，其中，光子折射微透镜的至少一个表面沿导电层的方向凸起。

3.如权利要求2所述的单元像素，其中，光子折射微透镜的凸起区域的最厚部分的厚度为2000

至3500

4.如权利要求2所述的单元像素，所述单元像素还包括：

在光子折射微透镜和导电层之间的至少一个平坦化层。

5.如权利要求4所述的单元像素，其中，光子折射微透镜的折射率大于所述至少一个平坦化层的折射率。

6.如权利要求5所述的单元像素，其中，所述至少一个平坦化层包含氧化硅，光子折射微透镜包含氮化硅。

7.一种单元像素，所述单元像素包括：

基底；

光电二极管，在基底上；

光子折射微透镜，在光电二极管上且具有凸起表面；

平坦化层，在光子折射微透镜的凸起表面上；

金属层，在平坦化层上。

8.如权利要求7所述的单元像素，其中，光子折射微透镜的具有凸起表面的区域的最厚部分的厚度为2000至3500

9.如权利要求8所述的单元像素，其中，光子折射微透镜的折射率大于平坦化层的折射率。

10.如权利要求9所述的单元像素，其中，平坦化层包含氧化硅，光子折射微透镜包含氮化硅。

11.一种背照式互补金属氧化物半导体图像传感器，所述背照式互补金属氧化物半导体图像传感器包括：

像素阵列，包括多个单元像素，每个单元像素包括光电二极管、导电层和光子折射微透镜，光子折射微透镜被构造为将由导电层反射的光朝光电二极管的中心区域折射；

行解码器；

列解码器。

12.如权利要求11所述的互补金属氧化物半导体图像传感器，其中，光子折射微透镜沿导电层的方向至少部分地凸起。

13.如权利要求12所述的互补金属氧化物半导体图像传感器，其中，光子折射微透镜的凸起区域的最厚部分的厚度为2000

至3500

14.如权利要求12所述的互补金属氧化物半导体图像传感器，其中，所述多个单元像素中的至少一个单元像素还包括在光子折射微透镜和导电层之间的至少一个平坦化层。

15.如权利要求14所述的互补金属氧化物半导体图像传感器，其中，光子折射微透镜的折射率大于所述至少一个平坦化层的折射率。

16.如权利要求15所述的互补金属氧化物半导体图像传感器，其中，平坦化层包含氧化硅，光子折射微透镜包含氮化硅。

17.一种相机，所述相机包括如权利要求11所述的互补金属氧化物半导体图像传感器。

18.一种处理器基系统，所述处理器基系统包括：

处理器；

随机存取存储器；

硬盘驱动器；

如权利要求11所述的互补金属氧化物半导体图像传感器；

输入/输出装置。

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