CN110199394A - 图像传感器及图像传感器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括：光偏振单元，其配置成透射入射光中特定的光偏振方向上的光；像素，其配置成生成与透射过所述光偏振单元的所述光相对应的图像信号；和信号传输单元，其与所述光偏振单元同时形成并且配置成传输所述图像信号和控制所述图像信号的生成的控制信号中的任一者。

Description

图像传感器及图像传感器的制造方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2017年5月18日提交的日本在先专利申请JP2017-098622的权益，其全部内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
本技术涉及一种图像传感器。具体地，本技术涉及一种包括透射特定的光偏振方向上的光的光偏振单元的图像传感器和图像传感器的制造方法。
背景技术
到目前为止，已经使用了一种图像传感器，其中通过为每个像素配置透射特定的光偏振方向上的光的光偏振单元并且进行光电转换来获取入射光的光偏振信息。例如，通过获取光偏振信息，可以容易地掌握物体的三维形状。这是因为来自物体的反射光在物体的表面之间在不同的方向上被偏振，因此通过在选择光偏振方向的同时进行成像可以容易地获取物体的表面形状。进一步地，可以使用用于监视装置等的图像传感器以便去除不希望出现在车辆的挡风玻璃上的图像。这是因为不希望出现在车辆的挡风玻璃上的图像在特定的方向上强烈地光学偏振，并且通过获取光偏振信息可以容易被去除。将由线栅构成的光偏振单元用作这样的光偏振单元。这是由多条线构成的光偏振单元，多条线的布置间距比入射光的波长窄。
例如，作为包括这样的光偏振单元的图像传感器的制造方法，使用以下这种图像传感器的制造方法，其中在支撑基板上形成光偏振单元，然后将支撑基板上的光偏振单元转移到执行光电转换的光电转换单元的上部，从而形成光偏振单元。在这种制造方法中，在光电转换单元和光偏振单元的表面上形成氧化膜并且将这些氧化膜粘贴在一起，从而将光电转换单元和支撑基板粘在一起。然后，去除支撑基板，从而形成包括光偏振单元的图像传感器(例如，参见PTL 1)。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL 1]
JP 2012-142501A
发明内容
[技术问题]
上面所描述的现有技术存在制造工艺复杂的问题，原因是要将在不同基板上形成的光偏振单元转移到光电转换单元上。
因此，希望简化包括透射特定的光偏振方向上的光的光偏振单元的图像传感器的制造工艺。
[问题的解决方案]
根据本技术的一个实施方案，提供了一种图像传感器，包括：多个像素，每个像素包括：光电转换单元、光偏振单元、像素电路，和多个信号传输单元，其中所述光偏振单元的至少一部分和所述信号传输单元的至少一部分位于所述图像传感器的同一层。
根据本技术的另一个实施方案，提供了一种图像传感器，包括：基板、形成在所述基板中的光电转换单元、位于所述基板的光入射侧的光偏振单元和位于所述基板的所述光入射侧的信号传输单元，其中所述光偏振单元和所述光电转换单元形成在所述图像传感器的同一层。
根据本技术的另一个实施方案，提供了一种图像传感器的形成方法，包括：提供基板；在所述基板的光入射侧形成第一平坦化膜；在所述第一平坦化膜上形成遮光材料；以及由所述遮光材料形成多条遮光线和至少第一信号传输单元。
[发明的有益效果]
根据本技术的实施方案，显示出了简化包括透射特定的光偏振方向上的光的光偏振单元的图像传感器的制造工艺的优异效果。
附图说明
图1是示出了根据本技术第一实施方案的图像传感器的配置示例的图。
图2是示出了根据本技术第一实施方案的图像传感器的配置示例的示意性断面图。
图3是示出了根据本技术第一实施方案的图像传感器的制造方法的示例的图。
图4是示出了根据本技术第一实施方案的图像传感器的制造方法的示例的图。
图5是示出了根据本技术第一实施方案的图像传感器的制造方法的示例的图。
图6是示出了根据本技术第一实施方案的图像传感器的制造方法的示例的图。
图7是示出了根据本技术第一实施方案的第一变形例的图像传感器的配置示例的示意性断面图。
图8是示出了根据本技术第一实施方案的第二变形例的图像传感器的配置示例的图。
图9是示出了根据本技术第二实施方案的图像传感器的配置示例的示意性断面图。
图10是示出了根据本技术第三实施方案的图像传感器的配置示例的图。
图11是示出了根据本技术第四实施方案的图像传感器的配置示例的图。
图12是示出了根据本技术第四实施方案的图像传感器的配置示例的示意性断面图。
图13是示出了根据本技术第五实施方案的图像传感器的配置示例的示意性断面图。
图14是示出了根据本技术实施方案的成像装置的配置示例的图。
图15是示出了根据本技术实施方案的像素电路的配置示例的图。
图16是示出了内窥镜手术系统的示意性配置示例的图。
图17是示出了摄像机头和CCU的功能配置示例的框图。
图18是示出了车辆控制系统的示意性配置示例的框图。
图19是示出了车外信息检测单元和成像单元的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
接下来，参照附图对实现本技术的实施方案(在下文中，称为实施方案)进行描述。在以下附图中，相同的或者类似的部分用相同的或者类似的附图标记表示。然而，附图是示意性的图，并且各部分的尺寸的比例等不一定与实际尺寸一致。进一步地，通常，附图中可能包括各图之间尺寸关系和比例不同的部分。进一步地，按以下顺序对实施方案进行描述。
1.第一实施方案
2.第二实施方案
3.第三实施方案
4.第四实施方案
5.第五实施方案
6.第六实施方案
7.内窥镜手术系统的应用示例
8.移动体的应用示例
<1.第一实施方案>
图像传感器的配置
图1是示出了根据本技术第一实施方案的图像传感器的配置示例的图。该图的图像传感器1包括像素阵列单元10、信号传输单元20和互连件30。
像素阵列单元10由布置成二维晶格形式的像素100构成。这里，像素100生成与照射的光相对应的图像信号。如后面所描述的，像素100包括生成与照射的光相对应的电荷的光电转换单元。此外，像素100进一步地包括像素电路。像素电路基于由光电转换单元生成的电荷生成图像信号。通过从图像传感器1的外部输入的控制信号控制图像信号的生成。在半导体基板中形成光电转换单元和像素电路。另外，在图中，用虚线所写的圆圈表示片上透镜121。片上透镜121是为每个像素100设置的透镜并且在光电转换单元上形成入射到像素100上的光的图像。
此外，像素100进一步地包括光偏振单元110。光偏振单元110透射特定的光偏振方向上的光。例如，由线栅构成的光偏振单元可以用作光偏振单元110。这里，由线栅构成的光偏振单元是由多条线构成的光偏振单元，所述多条线的布置间距比入射光的波长窄。所述多条线由具有吸收或者反射光的性能的材料构成，并且执行光的遮挡。在下文中，将构成光偏振单元110的线称为遮光线。例如，遮光线可以由如铝(Al)等金属构成。通过以比入射光的波长窄的间距来布置多条遮光线，可以使与多条遮光线的布置方向垂直的光衰减。另一方面，与多条遮光线的布置方向平行的光通过光偏振单元110而不被衰减。因此，光偏振单元110可以透射特定的光偏振方向上的光。
如图中所示，光偏振单元110的多条遮光线可以形成为在像素100之间布置在不同的方向上。在图中，形成其方向在相邻像素100之间偏移45度的光偏振单元110。因此，通过使得从包括布置在不同方向上的光偏振单元110的像素100输出图像信号，可以获取入射在图像传感器1上的光的光偏振信息。另外，光偏振单元110的配置不限于这个示例。例如，可以是方向在相邻像素100之间偏移45度以外的角度的配置的光偏振单元110。
信号传输单元20传输上面所描述的图像信号和控制信号中的任一者。多个信号传输单元20布置在图像传感器1的外围部分中；并将从图像传感器1的外部输入的控制信号传输到像素100，且将由像素100生成的图像信号传输到图像传感器1外面的处理装置。由与光偏振单元110的遮光线相同的金属构成的焊盘可以用作信号传输单元20。如后面所描述的，在图像传感器1的制造过程中，信号传输单元20与光偏振单元110同时形成。
互连件30设置在信号传输单元20和像素100之间，并且在信号传输单元20和在半导体基板中形成的像素电路之间传输信号。互连件30设置在光偏振单元110附近。与信号传输单元20类似，互连件30可以由与光偏振单元110的遮光线相同的金属构成，并且在图像传感器1的制造过程中，可以与光偏振单元110同时形成。
图2是示出了根据本技术第一实施方案的图像传感器的配置示例的示意性断面图。该图是示出了沿图1中的线A-A’得到的图像传感器1的断面的图。该图的像素100除了片上透镜121和光偏振单元110之外还包括滤色器122、光电转换单元132、互连件层142和绝缘层141。
滤色器122是透射规定波长的光的光学滤波器。例如，滤色器122可以透射由片上透镜121形成为图像的光中的红色光、绿色光或者蓝色光。布置有透射红色光、绿色光和蓝色光的滤色器122的像素100可以配置成如拜耳阵列等规定的阵列。进一步地，与相同波长的光相对应的滤色器122可以设置在包括其方向在相邻像素100之间偏移45度的光偏振单元110的四个像素中。具体地，也可以采用其中透射红色光、绿色光或者蓝色光的滤色器设置在作为一个单位的图1中的两行乘两列的像素100中的配置。另外，滤色器122可以是透射另一种颜色的滤色器，例如可以透射红色到蓝色的与白色光相对应的滤色器。
该图的光偏振单元110由以等间隔布置的多条遮光线111构成。具有透射光的性能的材料可以用于遮光线111之间的区域112。在该图的光偏振单元110中，区域112充满了空气。多条遮光线111和多个区域112以相等的线和空间配置，并且透射特定的光偏振方向上的光。进一步地，在遮光线111和区域112的光入射的一侧形成保护膜124。保护膜124保护光偏振单元110，并且紧密地密封区域112。二氧化硅(SiO2)和氮化硅(SiN)可以用作保护膜124。进一步地，在保护膜124和滤色器122之间形成第二平坦化膜123。SiO2、丙烯酸树脂或者旋涂玻璃(SOG)可以用于第二平坦化膜123。
在半导体基板131中形成光电转换单元132。光电转换单元132由与半导体基板131不同类型的半导体构成。例如，半导体基板131和光电转换单元132可以分别配置成p型半导体和n型半导体。如果透射过光偏振单元110的光入射到在半导体基板131和光电转换单元132之间的界面处形成的p-n结区域，那么生成基于光电转换的电荷。因此，光电转换单元132和半导体基板131构成光电二极管。由光电二极管生成的电荷通过设置在光电转换单元132附近的像素电路(未示出)转换成图像信号，并将其从像素100输出。在半导体基板131和光偏振单元110之间形成第一平坦化膜125。第一平坦化膜125可以由SiO2构成。
通过互连件层142传输在像素100中生成的图像信号和控制像素100的像素电路的控制信号。在与半导体基板131的与光入射的表面不同的表面相邻形成的绝缘层141的内部形成互连件层142。因此，其中光从半导体基板131的其上形成有互连件层142的表面的背面侧照射到光电转换单元132的图像传感器称为背面照射图像传感器。另外，互连件层可以由金属构成。
该图的互连件30设置在图像传感器1的与光偏振单元110的遮光线111相同的表面上，并且在表面上形成保护膜124。进一步地，该图的互连件30延伸到信号传输单元20的区域，并且构成信号传输单元20的一部分。将构成信号传输单元20的一部分的互连件30的部分称为第一信号传输单元21。互连件30和互连件层142通过通孔插塞(via plug)32连接在一起。通孔插塞32可以由金属构成。
另外，在光偏振单元110的附近形成互连件30。如后面所描述的，光偏振单元110的遮光线111通过干法蚀刻形成。干法蚀刻允许定向蚀刻，因此是可以在形成像光偏振单元110一样的精细图案时使用的蚀刻方法。然而，在干法蚀刻中，已知蚀刻速率随着待形成的图案的粗糙和精细状态而变化的现象。将这种现象称为微负载效应，并且是蚀刻失败的原因。具体地，在以窄间距形成遮光线111的光偏振单元110的区域中，当与其他区域相比时，蚀刻速率大大减小。因此，在光偏振单元110中发生蚀刻的剩余残留。因此，在像素阵列单元10的附近形成互连件30。从而，可以减轻待蚀刻区域的粗糙和精细状态，并且可以防止蚀刻失败的发生。
该图的信号传输单元20由上面所描述的第一信号传输单元21和与第一信号传输单元21相邻设置的第二信号传输单元22构成。进一步地，在与信号传输单元20的表面相邻的第二平坦化膜123中形成开口23。例如，将焊料球(未示出)配置在面向开口23的信号传输单元20上。图像传感器1经由焊料球连接到处理图像信号的处理电路和生成控制信号的控制电路。因此，将信号传输单元20连接到图像传感器1外部的电路；因此，有必要提高信号传输单元20的机械强度。因此，第二信号传输单元22设置成增加信号传输单元20的膜厚度，从而提高机械强度。另外，去除第一信号传输单元21和第二信号传输单元22之间的保护膜124。这是为了电连接第一信号传输单元21和第二信号传输单元22。进一步地，焊料球形成期间使用的基底金属可以设置在第二信号传输单元22的表面上。
图像传感器的制造方法
图3到图6是示出了根据本技术第一实施方案的图像传感器的制造方法的示例的图。现在将使用图3到图6对图像传感器1的制造过程进行描述。首先，在其中形成有如光电转换单元132等扩散层的半导体基板131的前表面上形成绝缘层141和互连件层142。然后，对半导体基板131的后表面进行抛光以减小厚度，堆叠绝缘膜和抗反射膜(未示出)，然后形成第一平坦化膜125。然后，形成通孔插塞32。这可以通过形成从第一平坦化膜125的表面延伸到达互连件层142的通孔并在通孔中设置柱形形状的金属来执行(图3中的a)。接着，在第一平坦化膜125的表面上形成遮光材料29。可以将通过真空气相沉积形成的Al用作遮光材料29(图3中的b)。
接着，对遮光材料29进行蚀刻以形成多条遮光线111和多个区域112。在这种情况下，也同时形成互连件30和第一信号传输单元21。这些可以通过在遮光材料29上形成抗蚀剂，然后执行干法蚀刻(例如，反应性离子蚀刻)以去除与区域112相对应的区域来形成(图4中的c)。这个过程对应于光偏振单元形成过程。通过这个过程，可以同时形成光偏振单元110、互连件30和第一信号传输单元21。在这种情况下，通过将互连件30配置在像素阵列单元10附近，可以抑制微负载效应，并且可以防止蚀刻失败的发生。
接着，在光偏振单元110、互连件30和第一信号传输单元21的表面上形成保护膜124。这可以通过依次形成SiO2和SiN来执行(图4中的d)。可以通过化学气相沉积(CVD)来执行SiO2和SiN的形成。
接着，在保护膜124中形成开口28。这可以通过干法蚀刻(图5中的e)来执行。接着，在开口28的区域中形成第二信号传输单元22。这可以通过用真空气相沉积形成Al膜并通过干法蚀刻去除第二信号传输单元22以外的区域来执行(图5中的f)。
接着，形成第二平坦化膜123，并且形成开口23(图6中的g)。然后，形成滤色器122和片上透镜121(未示出)。从而，可以制造图像传感器1。
因此，通过同时形成光偏振单元110的遮光线111、互连件30和信号传输单元20，与这些部件单独形成的情况相比，可以简化制造过程。
变形例1
虽然在上面所描述的图像传感器1中，像素电路和信号传输单元20通过互连件30和互连件层142连接在一起，但是可以省略互连件30并且可以通过互连件层142执行信号的传输。
图7是示出了根据本技术第一实施方案的第一变形例的图像传感器的配置示例的示意性断面图。在该图的图像传感器1中，省略了互连件30。进一步地，互连件层142延伸到信号传输单元20的区域，并且通过通孔插塞32连接到第一信号传输单元21。另外，在该图的图像传感器1中，通过与光偏振单元110的遮光线111同时形成第一信号传输单元21可以简化图像传感器1的制造过程。
变形例2
上面所描述的图像传感器1配置成在相邻像素之间光偏振单元110的光偏振方向不同。相反，包括具有相同光偏振方向的光偏振单元110的像素100可以布置成两行乘两列，并且以这四个像素作为单位像素，在相邻的单位像素之间，光偏振方向是可以区分开。
图8是示出了根据本技术第一实施方案的第二变形例的图像传感器的配置示例的图。该图的图像传感器1包括在相邻的单位像素之间光偏振方向偏移45度的光偏振单元110。在这种情况下，通过将单位像素的滤色器设定为拜耳阵列配置可以获取每个单位像素的红色光、绿色光和蓝色光的图像信号以及光偏振信息。另外，滤色器可以是透射另一种颜色的滤色器，例如与白色光相对应的滤色器。进一步地，单位像素可以配置成另一种阵列(例如，三行乘三列或者四行乘四列)。
另外，本技术第一实施方案的图像传感器1的配置不限于这个示例。例如，也可以采用在图2中省略第二信号传输单元22并且仅使用第一信号传输单元21作为信号传输单元20传输信号的配置。
如上文所描述的，根据本技术的第一实施方案，通过同时形成光偏振单元110和信号传输单元20可以简化图像传感器1的制造过程。
<2.第二实施方案>
上面所描述的第一实施方案的图像传感器1使用由单一金属等构成的遮光线111。相反，本技术第二实施方案的图像传感器1与第一实施方案的不同之处在于使用三层结构的遮光线。
图像传感器的配置
图9是示出了根据本技术第二实施方案的图像传感器的配置示例的示意性断面图。该图的图像传感器1与图2中描述的图像传感器1的不同之处在于遮光线111由三层构成。
该图的遮光线111包括光反射层115、绝缘层114和光吸收层113。光反射层115反射光。例如，光反射层115可以由Al构成。光吸收层113吸收光。例如，光吸收层113可以由钨(W)构成。绝缘层114是透明的绝缘体，并且调整由光反射层115反射的光的相位。由绝缘层114进行的相位的调整可以通过将由光反射层115反射的光的相位设定为与由光吸收层113反射的光的相位相反的相位来执行。相位已经由绝缘层114调整过的光和由光吸收层113反射的光具有相反的相位，因此两者都会受干扰而衰减。从而，可以提高遮光线111的遮光能力。进一步地，绝缘层114还充当光吸收层113的底层。例如，绝缘层114可以由SiO2构成。
在该图的图像传感器1中，同时形成光反射层115、互连件30和第一信号传输单元21。从而，可以简化图像传感器1的制造过程。进一步地，光反射层115的厚度比图2中所描述的遮光线111小；因此，需要形成更厚的第二信号传输单元22。
除此之外，所述图像传感器1的配置与本技术第一实施方案中所描述的图像传感器1的配置类似，因此省略描述。
如上面所描述的，根据本技术的第二实施方案，通过使用三层结构的遮光线111可以提高光偏振单元110的遮光能力。从而，可以防止在所期望的光偏振方向上的光以外的光的透射，并且可以提高获取的光偏振信息的准确度。
<3.第三实施方案>
在上面所描述的第一实施方案的图像传感器中，光偏振单元110和信号传输单元20是绝缘的。相反，本技术第三实施方案的图像传感器1与第一实施方案的不同之处在于光偏振单元110和信号传输单元20短路。
图像传感器的配置
图10是示出了根据本技术第三实施方案的图像传感器的配置示例的图。该图的图像传感器1与图1中所描述的图像传感器1的不同之处在于包括互连件33。
互连件33是连接光偏振单元110和信号传输单元20的互连件。互连件33电连接光偏振单元110和信号传输单元20。该图的互连件33由图1中所描述的互连件30中的一个连接到光偏振单元110的遮光线111构成。例如，互连件33可以连接到与接地电位连接的信号传输单元20。从而，遮光线111的电位变为与信号传输单元20相同的电位。在图像传感器1的制造中，通过执行溅射等时产生的离子化气体使图像传感器1带电。在这种情况下，在光偏振单元110是绝缘的情况下，存在以下情况：与带电相关联的电荷在光偏振单元110中累积并且造成绝缘破坏，并且损坏图像传感器1。因此，配置互连件33来使光偏振单元110和信号传输单元20发生短路；从而，可以防止电荷累积到光偏振单元110中，并且可以防止图像传感器1的破坏。这里，互连件33是根据本公开实施方案的连接单元的示例。
除此之外，所述图像传感器1的配置与本技术第一实施方案中所描述的图像传感器1的配置类似，因此省略描述。
如上面所描述的，根据本技术的第三实施方案，通过设置互连件33以防止电荷累积到光偏振单元110中可以防止在制造过程中图像传感器1的破坏。
<4.第四实施方案>
上面所描述的第一实施方案的图像传感器1使用背面照射图像传感器。相反，本技术第四实施方案的图像传感器1与第一实施方案的不同之处在于使用前面照射图像传感器。
图像传感器的配置
图11是示出了根据本技术第四实施方案的图像传感器的配置示例的图。该图的图像传感器1与图1中所描述的图像传感器1的不同之处在于进一步地包括外围电路单元40。外围电路单元40包括上面本技术的第一实施方案中所描述的处理图像信号的处理电路和生成像素电路的控制信号的控制电路。本技术第一实施方案中的图像传感器1需要连接到配置在外部的控制电路和处理电路来使用。相反，该图的图像传感器1是包括处理电路等的图像传感器，并且可以执行控制信号的生成和图像信号的处理。该图的信号传输单元20传输在外围电路单元40的处理电路和控制电路与如图像处理装置等图像传感器1外部的装置之间传送的图像信号或者控制信号。
图12是示出了根据本技术第四实施方案的图像传感器的配置示例的示意性断面图。该图的图像传感器1由依次布置在半导体基板131的表面上的绝缘层141与互连件层142、光偏振单元110、第二平坦化膜123、滤色器122和片上透镜121构成。将具有这种配置的图像传感器称为前面照射图像传感器，其中光照射在半导体基板131的前表面。构成该图的外围电路单元40的半导体元件在像素阵列单元10外侧的半导体基板131上形成(未示出)，并且这些半导体元件之间的互连件对应于该图的互连件层142和通孔插塞32。
另外在该图的图像传感器1中，光偏振单元110和第一信号传输单元21同时形成。另外，在该图的图像传感器1中，互连件30包括外围电路单元40的互连件层，并且可以将外围电路单元40的互连件层设置在与光偏振单元110相同的层中。该图的互连件层143对应于与光偏振单元110设置在同一层的外围电路单元40的互连件的一部分。另外，互连件层143也可以与光偏振单元110和第一信号传输单元21同时形成。从而，可以简化配置为前面照射型的图像传感器1的制造过程。进一步地，通过将互连件(外围电路单元40的互连件层143)设置在光偏振单元110的附近，可以减轻在干法蚀刻期间待蚀刻的区域的粗糙和精细状态。
进一步地，该图的图像传感器1示出了在进一步地包括图10中所描述的互连件33的情况的示例。互连件33将光偏振单元110和外围电路单元40的互连件层143连接。
除此之外，所述图像传感器1的配置与本技术第一实施方案中所描述的图像传感器1的配置类似，因此省略描述。
如上面所描述的，根据本技术的第四实施方案，在前面照射图像传感器1中，通过同时形成光偏振单元110和信号传输单元20也可以简化制造过程。
<5.第五实施方案>
上面所描述的第四实施方案的图像传感器1在前面照射图像传感器中使用光偏振单元110。相反，本技术第五实施方案的图像传感器1与第四实施方案的不同之处在于进一步地包括遮光单元。
图像传感器的配置
图13是示出了根据本技术第五实施方案的图像传感器的配置示例的示意性断面图。该图的图像传感器1与图12中所描述的图像传感器1的不同之处在于进一步地包括遮光像素200。例如，遮光像素200是遮挡来自被摄体的光的像素，并且是用于暗电流的测量的像素。这里，暗电流是与入射光无关地流入像素100的电流，并且是叠加在图像信号上并且引起噪声的电流。由于由遮光像素200生成的图像信号是与暗电流相对应的信号，所以通过获取来自遮光像素200的信号可以测量暗电流。遮光像素200设置在像素阵列单元10的有效像素区域以外的区域中。在图中，遮光像素200设置在像素阵列单元10的外围部分中。
用于遮光的遮光膜210设置在该图的遮光像素200中。遮光膜210可以用与光偏振单元110的遮光线111相同的材料构成，并且可以与光偏振单元110同时形成。进一步地，该图示出了在将遮光膜210连接到遮光线111的情况下的示例。进一步地，该图示出了在通过互连件33将遮光膜210连接到外围电路单元40的互连件层143的情况下的示例。
如上面所描述的，遮光膜210与光偏振单元110同时形成。具体地，在形成为一张膜的遮光材料中，在光偏振单元110外侧的耳部可以用作遮光膜210。另外，所述图像传感器1的配置不限于这个示例。例如，遮光膜210也可以设置在与光偏振单元110不同的层中，并且遮光膜210和光偏振单元110可以通过各自的过程形成。
除此之外，所述图像传感器1的配置与本技术第四实施方案中所描述的图像传感器1的配置类似，因此省略描述。
如上面所描述的，根据本技术的第五实施方案，通过与光偏振单元110同时形成遮光膜210可以简化包括遮光像素的图像传感器1的制造过程。
<6.第六实施方案>
现在将描述使用图像传感器1的成像装置。
成像装置的配置
图14是示出了根据本技术实施方案的成像装置的配置示例的图。该图的成像装置9包括图像传感器1、垂直驱动单元2、列信号处理单元3和控制单元4。
垂直驱动单元2生成像素100的像素电路的控制信号。垂直驱动单元2经由该图的信号线91将生成的控制信号传输到像素100。列信号处理单元3处理由像素100生成的图像信号。列信号处理单元3对从像素100经由该图的信号线92传输的图像信号进行处理。例如，列信号处理单元3的处理包括将像素100中生成的模拟图像信号转换成数字图像信号的模拟/数字转换。控制单元4控制整个成像装置9。控制单元4生成并且输出控制垂直驱动单元2和列信号处理单元3的控制信号，从而控制成像装置9。由控制单元4生成的控制信号分别通过信号线93和信号线94传输到垂直驱动单元2和列信号处理单元3。
本技术第一实施方案中所描述的图像传感器1(图1中的图像传感器1)可以用作该图中所示的图像传感器1。在这种情况下，图1中所描述的信号传输单元20和互连件30构成信号线91和信号线92的一部分。类似地，这也适用于本技术第二实施方案和第三实施方案中的图像传感器1。
另一方面，可以使用本技术第四实施方案中所描述的图像传感器1(图11中的图像传感器1)以替换该图中所示的图像传感器1、垂直驱动单元2和列信号处理单元3。这是因为图11中的图像传感器1包括垂直驱动单元2和列信号处理单元3作为外围电路单元40。在这种情况下，信号传输单元20和互连件30构成信号线93和信号线94的一部分。类似地，这也适用于本技术第五实施方案中的图像传感器1。
像素电路的配置
图15是示出了根据本技术实施方案的像素电路的配置示例的图。该图的像素100包括光电二极管103、电荷保持单元104和MOS晶体管105到108。
光电二极管103的阳极接地，并且其阴极连接到MOS晶体管105的源极。MOS晶体管105的漏极连接到MOS晶体管106的源极、MOS晶体管107的栅极和电荷保持单元104的一端。电荷保持单元104的另一端接地。MOS晶体管106和107的漏极共同连接到电源线Vdd，并且MOS晶体管107的源极连接到MOS晶体管108的漏极。MOS晶体管108的源极连接到信号线92。MOS晶体管105、106和108的栅极分别连接到传输信号线TR、复位信号线RST和选择信号线SEL。传输信号线TR、复位信号线RST和选择信号线SEL构成信号线91。
光电二极管103对应于由上面图2中所描述的光电转换单元132和半导体基板131构成的光电二极管。进一步地，电荷保持单元104和MOS晶体管105到108构成像素电路。
MOS晶体管105是将由光电二极管103的光电转换单元132生成的电荷传输到电荷保持单元104的晶体管。通过由传输信号线TR传输的信号控制MOS晶体管105中电荷的传输。电荷保持单元104是保持由MOS晶体管105传输的电荷的电容器。MOS晶体管107是基于电荷保持单元104中保持的电荷生成信号的晶体管。MOS晶体管108是通过由选择信号线SEL传输的信号控制并且将由MOS晶体管107生成的信号作为图像信号输出到信号线92的晶体管。MOS晶体管106是通过将电荷保持单元104中保持的电荷释放到电源线Vdd来使电荷保持单元104复位的晶体管。由MOS晶体管106进行的复位通过由复位信号线RST传输的信号控制，并且在由MOS晶体管105传输电荷之前执行。因此，像素电路将由光电转换单元132生成的电荷转换成图像信号。
<7.内窥镜手术系统的应用示例>
根据本公开技术的实施方案(本技术的实施方案)可以应用于各种产品。例如，根据本公开技术的实施方案可以应用于内窥镜手术系统。
图16是示出了可以应用根据本公开实施方案的技术的内窥镜手术系统的示意性配置示例的图。
图16示出了外科医生(医生)11131正在使用内窥镜手术系统11000对躺在病床11133上的患者11132进行手术的情况。如图所示，内窥镜手术系统11000由内窥镜11100、如气腹管11111、能量处理工具11112等其他手术器械11110、支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120和其上安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200组成。
内窥镜11100由透镜镜筒11101和摄像机头11102组成，该透镜镜筒的从前端起的特定长度的区域插入患者11132的体腔内，该摄像机头连接到透镜镜筒11101的基部端。在该图示出的示例中，示出了配置为具有刚性透镜镜筒11101的所谓的刚性镜的内窥镜11100，但是也可以将内窥镜11100配置为具有柔性透镜镜筒的所谓的柔性镜。
在透镜镜筒11101的前端，设置有物镜装配在其中的开口。光源装置11203连接到内窥镜11100。由光源装置11203生成的光通过延伸到透镜镜筒11101内部的光导引导到透镜镜筒11101的前端，并且通过物镜照射到患者11132体腔内部的观察对象上。需要指出的是，内窥镜11100可以是前视镜、斜视镜或者侧视镜。
将光学系统和图像传感器设置在摄像机头11102内部，并且通过光学系统将来自观察对象的反射光(观察光)聚集在图像传感器上。通过图像传感器使观察光发生光电转换，并且生成与观察光相对应的电信号，或者换句话说，与观察图像相对应的图像信号。将图像信号作为原始(RAW)数据传输到相机控制单元(CCU)11201。
CCU 11201由如中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)等组件组成，并且集中控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。进一步地，例如，CCU 11201接收来自摄像机头11102的图像信号并且使图像信号经受如显影处理(去马赛克处理)等各种类型的图像处理以显示基于图像信号的图像。
显示装置11202通过来自CCU 11201的控制显示基于经过CCU 11201的图像处理的图像信号的图像。
例如，光源装置11203由如发光二极管(LED)等光源组成，并且将拍摄手术部位时的照射光提供给内窥镜11100。
输入装置11204是相对于内窥镜手术系统11000的输入接口。通过输入装置11204，用户能够向内窥镜手术系统11000输入各种信息和指令。例如，用户输入改变通过内窥镜11100进行成像的成像参数(如照射光的类型、放大率和焦距等)的指令。
处理工具控制装置11205控制能量处理工具11112的驱动以烧灼或者切开组织、封闭血管等。为了确保内窥镜11100的视野和确保外科医生的工作空间，气腹装置11206通过气腹管11111向体腔输送气体以使患者11132的体腔膨胀。记录器11207是能够记录与手术相关的各种类型的信息的装置。打印机11208是能够以如文本、图像或者图形等各种形式打印出与手术相关的各种类型的信息的装置。
例如，将拍摄手术部位时的照射光提供给内窥镜11100的光源装置11203可以由白色光源构成，白色光源由LED、激光光源或者两者的组合组成。此时，在白色光源由RGB激光光源的组合构成的情况下，可以高精度地控制每种颜色(每种波长)的输出强度和输出时序，因此可以用光源装置11203调整所拍摄的图像的白平衡。另外，在这种情况下，通过以时分的方式将来自RGB激光光源的每一个的激光照射观察对象，并且与照射时序同步地控制摄像机头11102的图像传感器的驱动，也可以以时分的方式拍摄分别与R、G和B相对应的图像。根据这种方法，在没有设置带有滤色器的图像传感器的情况下也可以获得彩色图像。
另外，也可以控制光源装置11203的驱动以便在每经过一定量的时间时改变输出的光的强度。通过与光强度的改变时序同步地控制摄像机头11102的图像传感器的驱动来以时分的方式获取图像，并且将图像组合在一起，可以生成高动态范围图像，而不存在所谓的黑色缺陷(crushed blacks)和白色斑块(blown-out whites)。
此外，光源装置11203也可以配置成能够提供与特殊成像相对应的特定波长带的光。例如，对于特殊成像，利用身体组织的光吸收的波长依赖性，并且与普通观察时的照射光(即，白色光)相比照射窄带光，从而以高对比度对如黏膜表层部分的血管等特定组织进行成像，也被称为窄带成像(NBI)。可选择地，对于特殊成像，也可以进行使用通过照射激发光产生的荧光获得图像的荧光观察。对于荧光观察，可以用激发光照射身体组织并且观察来自身体组织的荧光(自发荧光观察)，或者将如吲哚菁绿(indocyanine green:ICG)等试剂局部注射到身体组织内同时也用与试剂的荧光波长相对应的激发光照射身体组织以获得荧光图像等。光源装置11203也可以配置成能够提供与这种特殊成像相对应的窄带光和/或激发光。
图17是示出了图16中示出的摄像机头和CCU的功能配置示例的框图。
摄像机头11102包括透镜单元11401、成像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像机头控制单元11405。另外，CCU 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像机头11102和CCU 11201通过传输电缆11400相互可通信地连接。
透镜单元11401是设置在与透镜镜筒11101连接的部分中的光学系统。从透镜镜筒11101的前端进入的观察光被引导到摄像机头11102中，并且入射到透镜单元11401上。透镜单元11401由包括变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合组成。
成像单元11402由图像传感器构成。构成成像单元11402的图像传感器的数量可以是一个(所谓的单板型)，或者可以是多个(所谓的多板型)。例如，在成像单元11402配置成多板型的情况下，可以通过由图像传感器生成分别与RGB相对应的图像信号并且合成这些图像信号来获得彩色图像。可选择地，构成成像单元11402的图像传感器包括用于分别获取与3D显示相对应的右眼用图像信号和左眼用图像信号的一对图像传感器。通过呈现3D显示，外科医生11131能够更准确地掌握手术部位生物组织的深度。需要指出的是，如果成像单元11402具有多板配置，那么透镜单元11401同样设置有与每个图像传感器相对应的多个子系统。
另外，成像单元11402不一定设置在摄像机头11102中。例如，成像单元11402也可以设置在透镜镜筒11101内部物镜的正后方。
驱动单元11403由致动器组成，并且在摄像机头控制单元11405的控制下，使透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿光轴移动一定距离。通过这种配置，可以适当地调整由成像单元11402拍摄的图像的放大率和焦点。
通信单元11404由用于向CCU 11201发送和从CCU 11201接收各种信息的通信装置构成。通信单元11404经由传输电缆11400将从成像单元11402获得的图像信号作为RAW数据传输到CCU 11201。
另外，通信单元11404从CCU 11201接收用于控制摄像机头11102的驱动的控制信号，并且将控制信号提供给摄像机头控制单元11405。例如，控制信号包括与成像参数相关的信息，如指定所拍摄的图像的帧速率的信息、指定成像时的曝光值的信息和/或指定所拍摄的图像的放大率和焦点的信息。
需要指出的是，如帧速率、曝光值、放大率和焦点等上面的成像参数可以由用户适当地设定，或者可以由CCU 11201的控制单元11413基于获取的图像信号自动设定。在后一种情况下，在内窥镜11100中设置所谓的自动曝光(AE)功能、自动聚焦(AF)功能和自动白平衡(AWB)功能。
摄像机头控制单元11405基于经由通信单元11404从CCU 11201接收的控制信号控制摄像机头11102的驱动。
通信单元11411由用于向摄像机头11102发送和从摄像机头11102接收各种信息的通信装置组成。通信单元11411接收通过传输电缆11400从摄像机头11102传输的图像信号。
另外，通信单元11411将用于控制摄像机头11102的驱动的控制信号传输到摄像机头11102。可以通过电通信或者光通信传输图像信号或者控制信号。
图像处理单元11412对从摄像机头11102传输的作为RAW数据的图像信号进行各种图像处理。
控制单元11413进行关于由内窥镜11100进行的手术部位等的成像和通过手术部位等的成像获得的拍摄的图像的显示的各种控制。例如，控制单元11413生成用于控制摄像机头11102的驱动的控制信号。
另外，控制单元11413使显示装置11202基于经过由图像处理单元11412进行的图像处理的图像信号显示手术部位等反射在其上的拍摄的图像。此时，控制单元11413使用各种类型的图像识别技术中的任意一种来识别所拍摄的图像中的各种物体。例如，通过检测拍摄的图像中所包含的如物体的边缘形状和颜色等特征，控制单元11413能够识别如手术钳等手术器械、身体的特定部位、出血、使用能量处理工具11112时的雾等。当使显示装置11202显示拍摄的图像时，控制单元11413使用识别结果使各种手术辅助信息重叠在手术部位的图像上。通过使手术辅助信息重叠显示并且将其呈现给外科医生11131，可以减轻外科医生11131的负担，并且外科医生11131可以可靠地进行手术。
连接摄像机头11102和CCU 11201的传输电缆11400是支持电信号通信的电信号电缆、支持光通信的光纤或者其复合电缆。
此时，在示出的示例中，使用传输电缆11400以有线的方式进行通信，但是摄像机头11102和CCU 11201之间的通信也可以无线地进行。
在上文中，描述了可以应用根据本公开技术的实施方案的内窥镜手术系统的示例。根据本公开技术的实施方案可以应用于在上面所描述的配置中的摄像机头11102的成像单元11402。具体地，图1的图像传感器1可以用于成像单元11402。通过将根据本公开技术的实施方案应用于成像单元11402，外科医生(医生)11131可以更准确地掌握患者11132的内部器官的形状，因此外科医生可以可靠地观察手术部位。
另外，虽然此处作为示例描述了内窥镜手术系统，但是例如，根据本公开技术的实施方案也可以应用于显微手术系统等。
<8.移动体的应用示例>
根据本公开实施方案的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开实施方案的技术实现为安装在如汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船和机器人等任何类型的移动体上的装置。
图18是示出了作为应用根据本技术实施方案的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性配置示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图18示出的示例中，车辆控制系统12000包括驱动线控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。另外，作为综合控制单元12050的功能构成，示出了微型计算机12051、音频图像输出部12052、车载网络接口(I/F)12053。
驱动线控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动线相关的装置的操作。例如，驱动线控制单元12010充当以下装置的控制装置：如内燃机或者驱动马达等产生车辆的驱动力的驱动力产生装置、将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、调整车辆的转向角的转向机构、生成车辆的制动力的制动装置等。
车身系统控制单元12020根据各种程序控制安装到车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020充当以下装置的控制装置：无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或者如前照灯、后照灯、刹车灯、闪光灯或者雾灯等各种灯。在这种情况下，车身系统控制单元12020可以接收从替代钥匙的便携式装置发送的无线电波或者各种开关的信号。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或者信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测关于安装了车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，成像部12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使成像部12031拍摄车辆外部的图像并且接收所拍摄的图像。车外信息检测单元12030可以基于接收到的图像对人、车辆、障碍物、标志、路面上的字符等执行物体检测处理或者距离检测处理。
成像部12031是接收光并且输出与接收的光量相对应的电信号的光传感器。成像部12031可以将电信号作为图像或者距离测量信息输出。另外，由成像部12031接收的光可以是可见光或者可以是如红外光等不可见光。
车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如，车内信息检测单元12040连接到检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041。例如，驾驶员状态检测部12041可以包括对驾驶员进行成像的相机。车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息计算驾驶员的疲劳程度或者驾驶员的集中程度，或者判定驾驶员是否在打瞌睡。
例如，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或者车内信息检测单元12040获取的车外和车内信息计算驱动力产生装置、转向机构或者制动装置的控制目标值，并且向驱动线控制单元12010输出控制指令。例如，微型计算机12051可以执行协同控制以实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能，该功能包括车辆的碰撞避免或者撞击减轻、基于车间距离的跟车行驶、恒定车速驾驶、车辆碰撞警告、车道偏离警告等。
进一步地，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或者车内信息检测单元12040获取的关于车辆周围区域的信息控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等，从而执行协同控制以实现允许车辆不依赖驾驶员的任何操作自动行驶的自动驾驶等。
另外，微型计算机12051可以基于关于由车外信息检测单元12030获取的车辆外部的信息向车身系统控制单元12020输出控制指令。例如，微型计算机12051可以根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或者对向车辆的位置控制前照灯，并且可以执行协同控制以实现防眩光(如将远光灯切换到近光灯)。
音频图像输出部12052向能够视觉上或者听觉上向车辆的乘客或者车辆的外部通知信息的输出装置发送音频或者图像中至少一种输出信号。在图18的示例中，作为输出装置，列举了音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063。例如，显示部12062可以包括车载显示器或者平视显示器中的至少一者。
图19是示出了成像部12031的安装位置的示例的图。
在图19中，车辆12100包括作为成像部12031的成像部12101、12102、12103、12104和12105。
例如，成像部12101、12102、12103、12104和12105位于车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门和车厢挡风玻璃的上部。连接到前鼻的成像部12101和连接到车厢挡风玻璃的上部的成像部12105主要获取车辆12100的前方区域的图像。连接到侧视镜的成像部12102和成像部12103主要获取车辆12100的侧方区域的图像。连接到后保险杠或者后门的成像部12104主要获取车辆12100后方区域的图像。由成像部12101和12105获得的前方图像主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志、车道等。
此外，图19示出了成像部12101到12104的成像范围的示例。成像范围12111表示连接到前鼻的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示连接到侧视镜的成像部12102和12103的成像范围。成像范围12114表示连接到后保险杠或者后门的成像部12104的成像范围。例如，将由成像部12101到12104拍摄的图像数据重叠提供了俯视车辆12100的俯瞰图像。
成像部12101到12104中的至少一个可以具有获取距离信息的功能。例如，成像部12101到12104中的至少一个可以是包括多个图像传感器的立体相机，或者可以是包括用于相位差检测的像素的图像传感器。
例如，微型计算机12051可以通过基于从成像部12101到12104获得的距离信息获得到成像范围12111到12114内的每一个三维物体的距离和距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，将在与车辆12100基本上相同的方向上以预定的速度(例如，0km/h以上)行驶的三维物体，特别是使用在车辆12100的行驶道路上最近的三维物体，提取为前方车辆。进一步地，微型计算机12051可以设定在前方车辆的前面预先确保的车辆间距并且执行自动制动控制(也包括跟车停止控制)或者自动加速控制(也包括跟车启动控制)。以这种方式，可以执行协同控制以实现允许车辆不依赖驾驶员的任何操作自动行驶的自动驾驶等。
例如，微型计算机12051可以基于从成像部12101到12104获得的距离信息将关于三维物体的三维物体数据分类并提取为如摩托车、普通车辆、大型车辆、行人和电线杆等其他三维物体，并且可以使用其他三维物体自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为可以由车辆12100的驾驶员看到的障碍物和难以看到的障碍物。然后，在由于碰撞风险设定成等于或者大于设定值而有可能发生碰撞的情况下，微型计算机12051可以判定指示与每一个障碍物碰撞的危险的碰撞风险并且经由音频扬声器12061或者显示部12062向驾驶员输出警告，或者可以通过经由驱动线控制单元12010执行强制减速或者避让转向来进行用于碰撞避免的驾驶辅助。
成像部12101到12104中的至少一个可以是检测红外光的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过判定在成像部12101到12104所拍摄的图像中是否存在行人来识别行人。例如，可以在充当红外相机的成像部12101到12104所拍摄的图像中提取特征点的程序和使指示物体的轮廓的一系列特征点经受图案匹配处理以判定是否存在行人的程序中识别行人。微型计算机12051判定在成像部12101到12104所拍摄的图像中存在行人。当识别出行人时，音频图像输出部12052控制显示部12062以便将用于强调的矩形轮廓线在识别出的行人上叠加显示。另外，音频图像输出部12052控制显示部12062以便在期望的位置显示指示行人的图标等。
上面已经描述了可以应用根据本公开技术的实施方案的车辆控制系统的示例。根据本公开技术的实施方案可以应用于上述配置中的成像部12031。具体地，图1的图像传感器1可以用于成像部12031。通过将根据本公开技术的实施方案应用于成像部12031，可以更准确地掌握路面的形状，因此可以提高驾驶过程中的安全性。
最后，上面所描述的实施方案的说明是本技术的示例，并且本技术不限于上面所描述的实施方案。因此，对于除了上面所描述的那些实施方案之外的实施方案，通常，在不偏离根据本技术的实施方案的技术思想的情况下可以根据设计等进行各种变更。
此外，本技术也可以具有如下配置。
(1)一种图像传感器，包括：
多个像素，每个像素包括：
光电转换单元；
光偏振单元；
像素电路；和
多个信号传输单元，其中所述光偏振单元的至少一部分和所述信号传输单元的至少一部分位于所述图像传感器的同一层。
(2)根据(1)所述的图像传感器，其中所述光偏振单元包括多条遮光线，所述多条遮光线的间距比入射光的波长窄。
(3)根据(1)或者(2)所述的图像传感器，进一步地包括：
半导体基板，其中所述光电转换单元形成在所述半导体基板中；和
第一平坦化膜，其中所述遮光线和所述信号传输单元形成在所述第一平坦化膜上。
(4)根据(2)或者(3)所述的图像传感器，其中所述遮光线以等间隔布置，并且其中在像素内相邻遮光线之间的区域充满空气。
(5)根据(2)到(4)中任一项所述的图像传感器，进一步地包括：
保护膜，其位于所述遮光线的光入射侧，其中所述保护膜密封相邻遮光线之间的所述区域。
(6)根据(2)到(5)中任一项所述的图像传感器，其中所述遮光线和所述信号传输单元由铝形成。
(7)根据(1)到(6)中任一项所述的图像传感器，进一步地包括：
互连件层，其位于所述半导体基板的与光入射侧相对的一侧；
多个通孔插塞；和
互连件，其作为各个所述信号传输单元的一部分，其中所述互连件层通过各个相应的通孔插塞和各个相应的互连件连接到各个所述信号传输单元，并且其中所述图像传感器是背面照射图像传感器。
(8)根据(1)到(6)中任一项所述的图像传感器，进一步地包括：
互连件层，其位于所述半导体基板的光入射侧和所述像素的所述光偏振单元之间，其中所述图像传感器是前面照射图像传感器。
(9)根据(2)到(8)中任一项所述的图像传感器，其中所述遮光线由多个材料层形成，并且其中所述遮光线的所述多个材料层中的第一层也形成所述信号传输单元的所述至少一部分。
(10)根据(9)所述的图像传感器，其中所述多个材料层中的所述第一层是光反射层，其中所述多个材料层中的第二层是绝缘层，并且其中所述多个材料层中的第三层是光吸收层。
(11)根据(1)到(10)中任一项所述的图像传感器，其中所述多个像素中的第一像素包括遮光线布置在第一方向上的光偏振单元，并且其中所述多个像素中的第二像素包括遮光线布置在第二方向上的光偏振单元。
(12)根据(11)所述的图像传感器，其中所述第一方向与所述第二方向相比偏移45度。
(13)根据(1)到(12)中任一项所述的图像传感器，其中所述像素以四个像素为一组进行布置，其中在选定的组中的每个所述像素具有布置在不同方向上的遮光线。
(14)根据(13)所述的图像传感器，进一步地包括：
多个滤色器，其中在所述选定的组中的每个所述像素包括透射相同颜色的光的滤色器。
(15)一种图像传感器，包括：
基板；
光电转换单元，其形成在所述基板中；
光偏振单元，其位于所述基板的光入射侧；和
信号传输单元，其位于所述基板的所述光入射侧，其中所述光偏振单元和所述光电转换单元形成在所述图像传感器的同一层。
(16)一种图像传感器的形成方法，包括：
提供基板；
在所述基板的光入射侧形成第一平坦化膜；
在所述第一平坦化膜上形成遮光材料；以及
由所述遮光材料形成多条遮光线和至少第一信号传输单元。
(17)根据(16)所述的方法，其中由所述遮光材料形成所述多条遮光线和所述至少第一信号传输单元包括蚀刻所述遮光材料。
(18)根据(17)所述的方法，其中所述蚀刻是干法蚀刻。
(19)根据(16)到(18)中任一项所述的方法，其中所述多条遮光线和所述至少第一信号传输单元同时形成。
(20)根据(16)到(19)中任一项所述的方法，其中所述遮光材料是金属。
(21)一种图像传感器，包括：
光偏振单元，其配置成透射入射光中特定的光偏振方向上的光；
像素，其配置成生成与透射过所述光偏振单元的所述光相对应的图像信号；以及
信号传输单元，其与所述光偏振单元同时形成并且配置成传输所述图像信号和控制所述图像信号的生成的控制信号中的任一者。
(22)根据(21)所述的图像传感器，
其中所述光偏振单元由线栅构成。
(23)根据(21)或者(22)所述的图像传感器，
其中所述信号传输单元由焊盘构成。
(24)根据(21)到(23)中任一项所述的图像传感器，
其中所述信号传输单元的一部分与所述光偏振单元同时形成。
(25)根据(21)到(24)中任一项所述的图像传感器，进一步地包括：
保护膜，其配置成保护所述光偏振单元，
其中通过去除在与所述信号传输单元的所述光入射到其上的表面相邻的区域中形成的所述保护膜来配置所述信号传输单元。
(26)根据(21)到(25)中任一项所述的图像传感器，进一步地包括：
互连件，其与所述光偏振单元同时形成并且配置成将所述信号传输单元和所述像素连接在一起。
(27)根据(21)到(26)中任一项所述的图像传感器，进一步地包括：
连接单元，其与所述光偏振单元同时形成并且配置成将所述信号传输单元和所述光偏振单元连接在一起。
(28)一种图像传感器的制造方法，所述方法包括：
将配置成透射入射光中特定的光偏振方向上的光的光偏振单元和配置成传输根据透射过所述光偏振单元的所述光生成的图像信号和控制所述图像信号的生成的控制信号中的任一者的信号传输单元同时形成在形成有配置成执行所述图像信号的生成的像素的基板上。
附图标记列表
1 图像传感器
2 垂直驱动单元
3 列信号处理单元
4 控制单元
9 成像装置
10 像素阵列
20 信号传输单元
21 第一信号传输单元
22 第二信号传输单元
30、33 互连件
40 外围电路单元
91-94 信号线
100 像素
110 光偏振单元
111 遮光线
112 区域
113 光吸收层
114、141 绝缘层
115 光反射层
121 片上透镜
122 滤色器
123 第二平坦化膜
124 保护膜
125 第一平坦化膜
131 半导体基板
132 光电转换单元
142、143 互连件层
200 遮光像素
210 遮光膜
11402、12031、12101到12105 成像单元

Claims (20)

1.一种图像传感器，包括：
多个像素，每个像素包括：
光电转换单元；
光偏振单元；
像素电路；和
多个信号传输单元，其中所述光偏振单元的至少一部分和所述信号传输单元的至少一部分位于所述图像传感器的同一层。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述光偏振单元包括多条遮光线，所述多条遮光线的间距比入射光的波长窄。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，进一步地包括：
半导体基板，其中所述光电转换单元形成在所述半导体基板中；和
第一平坦化膜，其中所述遮光线和所述信号传输单元形成在所述第一平坦化膜上。
4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述遮光线以等间隔布置，并且其中在像素内相邻遮光线之间的区域充满空气。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，进一步地包括：
保护膜，其位于所述遮光线的光入射侧，其中所述保护膜密封相邻遮光线之间的所述区域。
6.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述遮光线和所述信号传输单元由铝形成。
7.根据权利要求3所述的图像传感器，进一步地包括：
互连件层，其位于所述半导体基板的与光入射侧相对的一侧；
多个通孔插塞；和
互连件，其作为各个所述信号传输单元的一部分，其中所述互连件层通过各个相应的通孔插塞和各个相应的互连件连接到各个所述信号传输单元，并且其中所述图像传感器是背面照射图像传感器。
8.根据权利要求3所述的图像传感器，进一步地包括：
互连件层，其位于所述半导体基板的光入射侧和所述像素的所述光偏振单元之间，其中所述图像传感器是前面照射图像传感器。
9.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述遮光线由多个材料层形成，并且其中所述遮光线的所述多个材料层中的第一层也形成所述信号传输单元的所述至少一部分。
10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中所述多个材料层中的所述第一层是光反射层，其中所述多个材料层中的第二层是绝缘层，并且其中所述多个材料层中的第三层是光吸收层。
11.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述多个像素中的第一像素包括遮光线布置在第一方向上的光偏振单元，并且其中所述多个像素中的第二像素包括遮光线布置在第二方向上的光偏振单元。
12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中所述第一方向与所述第二方向相比偏移45度。
13.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述像素以四个像素为一组进行布置，其中在选定的组中的每个所述像素具有布置在不同方向上的遮光线。
14.根据权利要求13所述的图像传感器，进一步地包括：
多个滤色器，其中在所述选定的组中的每个所述像素包括透射相同颜色的光的滤色器。
15.一种图像传感器，包括：
基板；
光电转换单元，其形成在所述基板中；
光偏振单元，其位于所述基板的光入射侧；和
信号传输单元，其位于所述基板的所述光入射侧，其中所述光偏振单元和所述光电转换单元形成在所述图像传感器的同一层。
16.一种图像传感器的形成方法，包括：
提供基板；
在所述基板的光入射侧形成第一平坦化膜；
在所述第一平坦化膜上形成遮光材料；以及
由所述遮光材料形成多条遮光线和至少第一信号传输单元。
17.根据权利要求16所述的方法，其中由所述遮光材料形成所述多条遮光线和所述至少第一信号传输单元包括蚀刻所述遮光材料。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述蚀刻是干法蚀刻。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述多条遮光线和所述至少第一信号传输单元同时形成。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述遮光材料是金属。
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