CN218888638U - 高动态范围图像传感器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高动态范围图像传感器及电子设备，在半导体衬底中形成具有不同灵敏度的第一光电转换元件及第二光电转换元件，并在第一光电转换元件朝向入射光的一侧形成包括光偏转介质层的光偏转结构，由于光偏转介质层的折射率小于周围的半导体衬底，从而光偏转结构使得预进入第一光电转换元件中的部分光线进入第二光电转换元件中。本实用新型通过光偏转结构使预进入第一光电转换元件的光线的横向传播分量增益，使得预进入第一光电转换元件的光线可以进入第二光电转换元件，从而可以进一步降低第一光电转换元件对光的吸收，以更大程度上避免过曝，从而更容易实现图像传感器的高动态范围。

Description

高动态范围图像传感器及电子设备

技术领域

本实用新型属于图像传感领域，涉及一种高动态范围图像传感器及电子设备。

背景技术

图像传感器被广泛用于如数码相机、蜂窝电话、监控摄像机、医疗、汽车及其它应用中，在日常生活中已变得无处不在。

图像传感器根据元件的不同，可分为CCD(电荷耦合元件)图像传感器和CMOS(金属氧化物半导体元件)图像传感器两大类。随着CMOS集成电路制造工艺特别是CMOS图像传感器设计及制造工艺的不断发展，CMOS图像传感器因其具有工业集成度更高、功率低等优点，已经逐渐取代CCD图像传感器成为主流。

现有标准图像传感器具有大致60dB至70dB的有限动态范围。然而，现实世界的亮度的动态范围要大得多。在一些应用中，CMOS图像传感器需要拍摄动态范围较大的场景，在另外一些时候需要拍摄一些光源闪烁的照片或者视频，例如在拍摄具备交通信号灯的场景中的应用。因此CMOS图像传感器中的至少一部分像素需要进行长时间的曝光以免疫某些光源的闪烁(LFM，LED flicker mitigation)及其他高动态范围场景，同时，在此场景下，长时间曝光的像素不能过曝，从而需要图像传感器具有较大的动态范围。

因此，提供一种高动态范围图像传感器及电子设备，实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种高动态范围图像传感器及电子设备，用于解决现有技术中关于图像传感器的动态范围的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种高动态范围图像传感器，所述高动态范围图像传感器包括半导体衬底、第一光电转换元件、第二光电转换元件及光偏转结构，其中：

第一光电转换元件，所述第一光电转换元件位于所述半导体衬底中并呈阵列排布；

第二光电转换元件，所述第二光电转换元件位于所述半导体衬底中并呈阵列排布，且所述第二光电转换元件的灵敏度大于所述第一光电转换元件的灵敏度；

光偏转结构，所述光偏转结构包括沟槽及光偏转介质层，所述沟槽嵌入所述半导体衬底中且位于所述第一光电转换元件朝向入射光的一侧，所述光偏转介质层填充所述沟槽且所述光偏转介质层的折射率小于周围的所述半导体衬底，所述光偏转结构使得预进入所述第一光电转换元件中的部分光线进入所述第二光电转换元件中。

可选地，所述半导体衬底包括硅衬底或绝缘体上硅衬底，所述光偏转介质层包括氧化物介质层，所述氧化物介质层包括氧化硅介质层、氧化铝介质层、氧化钛介质层、氧化铪介质层中的一种或组合。

可选地，所述高动态范围图像传感器还包括覆盖所述半导体衬底的钝化层，且所述光偏转介质层为所述钝化层的一部分。

可选地，所述沟槽的截面形状包括V形及矩形中的一种或组合；和/或，所述沟槽的俯视图的形状包括田字形、十字型及矩形中的一种或组合；和/或，所述沟槽的数量为至少一个。

可选地，所述第一光电转换元件朝向入射光的一侧还设置有减透层。

可选地，所述第一光电转换元件的面积小于所述第二光电转换元件的面积；和/或，所述第一光电转换元件的尺寸小于1μm×1μm；所述第二光电转换元件的尺寸介于1μm×1μm～3μm×3μm之间。

可选地，每个所述第二光电转换元件周围设置有四个所述第一光电转换元件，且其中一个所述第一光电转换元件与所述第二光电转换元件具有相同颜色的滤色器。

可选地，每个所述第一光电转换元件周围设置有四个所述第二光电转换元件，且所述第一光电转换元件与周围的四个所述第二光电转换元件具有相同颜色的滤色器。

可选地，所述第一光电转换元件与周围的四个所述第二光电转换元件构成一个重复像素结构，所述高动态范围图像传感器中的各所述重复像素结构构成RGGB基拜耳阵列。

可选地，在所述第二光电转换元件之间未设置所述第一光电转换元件的中心位置还设置有虚拟透镜。

可选地，所述第一光电转换元件及所述第二光电转换元件之间设置有隔离结构，所述隔离结构包括沟槽隔离结构及掺杂隔离结构中的一种或组合。

可选地，所述第一光电转换元件与其周围的至少一个所述第二光电转换元件构成一个像素单元，所述像素单元对应一种颜色的滤色器，其中，所述像素单元内的光电转换元件之间采用所述掺杂隔离结构，相邻所述像素单元的光电转换元件之间的隔离采用所述沟槽隔离结构或者所述沟槽隔离结构与所述掺杂隔离结构的组合。

本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述任一的高动态范围图像传感器。

如上所述，本实用新型的高动态范围图像传感器及电子设备，在半导体衬底中形成具有不同灵敏度的第一光电转换元件及第二光电转换元件，并在灵敏度较小的第一光电转换元件朝向入射光的一侧形成包括光偏转介质层的光偏转结构，由于光偏转介质层的折射率小于周围的半导体衬底，从而光偏转结构使得预进入第一光电转换元件中的部分光线进入第二光电转换元件中。本实用新型通过光偏转结构可以改变光线的光路，使预进入第一光电转换元件的光线的横向传播分量增益，使得预进入第一光电转换元件的光线可以进入第二光电转换元件，从而可以进一步降低第一光电转换元件对光的吸收，以更大程度上避免过曝，从而更容易实现图像传感器的高动态范围。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例中制备高动态范围图像传感器的工艺流程图。

图2显示为本实用新型实施例中的高动态范围图像传感器的第一种结构示意图。

图3显示为本实用新型实施例中的高动态范围图像传感器的第二种结构示意图。

图4显示为本实用新型实施例中的高动态范围图像传感器的第三种结构示意图。

图5显示为本实用新型实施例中的高动态范围图像传感器的一种光偏转结构俯视结构示意图。

图6显示为本实用新型实施例中的高动态范围图像传感器的另一种光偏转结构俯视结构示意图。

图7显示为本实用新型实施例中高动态范围图像传感器的一种俯视结构示意图。

图8显示为本实用新型实施例中高动态范围图像传感器的另一种俯视结构示意图。

图9显示为本实用新型实施例中高动态范围图像传感器的一种隔离结构分布示意图。

图10显示为本实用新型实施例中高动态范围图像传感器的另一种隔离结构分布示意图。

元件标号说明

10                   半导体结构层

101                  半导体衬底

102                  BDTI隔离结构

103                  掺杂隔离结构

20                   电路连接层

201                  栅极

30                   光学结构层

301a、301b            光偏转介质层

302                  金属栅格

303                  滤色器

303R                 红色滤色器

303G                 绿色滤色器

303B                 蓝色滤色器

304                  钝化层

305                  微透镜

306                  减透层

307                  虚拟微透镜

Ⅰ                    小灵敏度像素区

Ⅱ                   大灵敏度像素区

S1～S3               步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。其中，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此处可能使用诸如“介于……之间”，该表达表示包括两端点值，以及可能使用诸如“多个”，该表达表示两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。

如图2所示，本实施例提供一种高动态范围图像传感器，所述高动态范围图像传感器包括半导体衬底101、第一光电转换元件、第二光电转换元件及光偏转结构，其中，所述第一光电转换元件位于所述半导体衬底101中并呈阵列排布；所述光偏转结构包括沟槽及光偏转介质层301a，所述沟槽嵌入所述半导体衬底101中且位于所述第一光电转换元件朝向入射光的一侧，所述光偏转介质层301a填充所述沟槽且所述光偏转介质层301a的折射率小于周围的所述半导体衬底101，如，所述光偏转介质层301a的折射率小于周围的位于第一光电转化元件的折射率，所述光偏转结构可使得预进入所述第一光电转换元件中的部分光线进入所述第二光电转换元件中，从而使预进入所述第一光电转换元件的光线的横向传播分量增益，使得预进入所述第一光电转换元件的光线可以进入所述第二光电转换元件，从而可以降低所述第一光电转换元件对光的吸收，降低第一光电转换元件的灵敏度，以更大程度上避免过曝，更容易实现图像传感器的高动态范围；所述第二光电转换元件位于所述半导体衬底101中并呈阵列排布，且所述第二光电转换元件的灵敏度大于所述第一光电转换元件的灵敏度，从而可以基于不同灵敏度的第一光电转换元件和第二光电转换元件实现图像传感器的高动态范围。

具体的，本实施例中示意了一种背照式图像传感器，即如图2，所述半导体结构层10的下方设置有电路连接层20，所述半导体结构层10的上方则设置光学结构层30，从而光线可高效的自所述光学结构层30进入所述半导体结构层10中，但并非局限于此，根据需要所述图像传感器也可为前照式图像传感器。

其中，所述半导体衬底101可以由一元半导体材料(诸如，硅或锗等)或化合物半导体材料(诸如碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟)或其组合构成。所述第一光电转换元件如小灵敏度光电二极管及所述第二光电转换元件如大灵敏度光电二极管可呈阵列排布设置于所述半导体衬底101中，且每一像素单元包含至少一个所述第一光电转换元件及所述第二光电转换元件，且所述半导体衬底101中相邻像素间还设置有隔离结构，从而构成半导体结构层10。所述电路连接层20中设置有栅极201及布线层(未示出)。所述光学结构层30中设置有位于所述第一光电转换元件朝向入射光的一侧(图示中上侧)的所述光偏转结构、金属栅格302、滤色器303及微透镜305，其中，所述光偏转结构中的所述沟槽位于所述半导体衬底101中且在所述第一光电转换元件朝向入射光的一侧自上而下延伸，所述光偏转介质层301a填充所述沟槽且所述光偏转介质层301a的折射率小于周围的材料层，从而当光线自所述光学结构层30中进入所述半导体结构层10中时，由于所述光偏转介质层301a的折射率小于周围的所述半导体衬底101，从而光线从光疏介质到光密介质传输时折射角会小于入射角，以在像素区Ⅰ中会产生折射现象，使得预进入所述第一光电转换元件中的部分光线可进入像素区Ⅱ中以被所述第二光电转换元件接收，从而使预进入所述第一光电转换元件的光线的横向传播分量增益，以进一步降低所述第一光电转换元件对光的吸收，降低第一光电转换元件的灵敏度，以更大程度上避免过曝，从而更容易实现图像传感器的高动态范围，使得第一光电转换元件的灵敏度小于第二光电转换元件的灵敏度。

作为示例，所述半导体衬底101可包括硅衬底或绝缘体上硅衬底，具体可根据需要进行选择；所述光偏转介质层301a可包括氧化物介质层，所述氧化物介质层可包括氧化硅介质层、氧化铝介质层、氧化钛介质层、氧化铪介质层中的一种或组合。

具体的，当所述半导体衬底101采用硅材料时，所述光偏转介质层301a可采用折射率小于硅材料的材质，以使得光线的折射角会小于入射角，从而在所述光偏转介质层301a与所述半导体衬底101的交界处产生折射现象，使预进入所述第一光电转换元件的光线的横向传播分量增益，以进一步降低所述第一光电转换元件对光的吸收，以更大程度上避免过曝，从而更容易实现图像传感器的高动态范围。其中，所述光偏转介质层301a可根据需要选择如氧化硅介质层、氧化铝介质层、氧化钛介质层、氧化铪介质层中的一种的单光偏转介质层或由上述材料组合构成的复合光偏转介质层，此处不作过分限制。

作为示例，所述高动态范围图像传感器还包括覆盖所述半导体衬底101的钝化层304，且所述光偏转介质层301a为所述钝化层的一部分。

具体的，如图2所示，本实施例中，所述半导体衬底101的上方设置有所述钝化层304，以通过所述钝化层304作为所述半导体衬底101上元器件之间的绝缘介质，缓解所述半导体衬底101上各个器件产生的暗电流等。其中，所述钝化层304可采用氧化钝化层，如氧化硅、氧化铪等，从而当在所述半导体衬底101的上方设置有所述钝化层304时，所述钝化层304可直接填充所述沟槽，使得所述钝化层304可直接作为所述光偏转介质层301a应用，从而可在不增加工艺步骤的前提下，制备所述光偏转结构，以减少工艺步骤，降低成本，提高产能。

作为示例，所述沟槽的截面形状可包括V形及矩形中的一种或组合。其中，图2所示为V形截面的沟槽，可以理解的，所示沟槽可以在垂直纸面方向延伸，在对应第一光电转换元件的区域的位置形成的槽型结构，进一步示例中，所述沟槽对应形成的所述光偏转介质层301a为一倒金字塔型结构，可选地，塔尖对应在第一光电转换元件俯视图的中心位置。

作为示例，所述沟槽的俯视图的形状可包括田字形、十字型及矩形中的一种或组合。当然，还可以是实现本实用新型效果的其他沟槽结构。

作为示例，所述沟槽的数量为至少一个。其中，图2显示为具有一个所述沟槽形成一个光偏转结构1的示意图，基于一个光偏转结构1的设置，有利于实现对光偏转的控制，有利于实现第一光电转换元件的灵敏度小于第二光电转换元件的灵敏度。

具体的，参阅图2，所述光偏转结构为1个截面呈V形的沟槽，但并非局限于此，如图3中则示意了一种由多个沟槽组合构成的具有矩形截面形状的沟槽，以结合光偏转介质层301b构成光偏转结构；图5示意了一种俯视图呈田字形的沟槽构成的光偏转结构，图6示意了一种俯视图呈十字型的沟槽构成的光偏转结构，但所述沟槽的截面、所述沟槽的俯视图形状及所述沟槽的数量均可根据需要灵活设置，此处不作过分限制。

作为示例，所述第一光电转换元件朝向入射光的一侧还设置有减透层306。

具体的，所述减透层306可包括金属膜层，如由铝、钨、钛、氮化钛或其他合适薄金属层膜构成，以降低入射光的透射率，可进一步降低所述第一光电转换元件的感度，关于所述减透层306的结构及材质可根据需要进行选择。另外，所述减透层306的位置还可以依据实际需求进行位置调整，如还可设置在滤色器上方，此外，所述减透层306还可以进一步延伸至周围的第二光电转换元件上预设距离，均可依据实际需求设定。

作为示例，所述第一光电转换元件的面积小于所述第二光电转换元件的面积，可以进一步降低第一光电转换元件的灵敏度；在一示例中，所述第一光电转换元件的尺寸小于1μm×1μm，所述第二光电转换元件的尺寸介于1μm×1μm～3μm×3μm之间，有利于实现第一光电转换元件中的光经由光偏转结构进入相邻的第二光电转换元件中；例如，第一光电转换元件尺寸可以是：0.5μm×0.5μm、0.8μm×0.8μm、1μm×1μm等；第二光电转换元件尺寸可以是：1μm×1μm、2μm×2μm、3μm×3μm等，当然，第一光电转换元件和第二光电转换元件并不一定为正方形，还可以依据实际需求布置为其他性转，关于所述第一光电转换元件及所述第二光电转换元件的面积及尺寸此处不作过分限制。

作为示例，每个所述第二光电转换元件周围设置有四个所述第一光电转换元件，且其中一个所述第一光电转换元件与所述第二光电转换元件具有相同颜色的滤色器。

具体的，如图7，每个所述第一光电转换元件对应一个所述微透镜，每个所述第二光电转换元件均对应一个所述微透镜305，其中，图中仅标示出一个第二光电转换元件对应的微透镜305，另外，每个所述第二光电转换元件周围设置有四个所述第一光电转换元件，其中一个所述第一光电转换元件与所述第二光电转换元件具有相同颜色的所述滤色器，即，第二光电转换元件选择周围的第一光电转换元件中的一个配置一种颜色的滤色器，可以认为构成一个重复像素结构，其中，可选地，具有一种颜色的所述滤色器303可包括红色滤色器303R、绿色滤色器303G或蓝色滤色器303B，各重复像素结构实现拜耳阵列排布。

图8中，所述第一光电转换元件所对应的所述微透镜305小于所述第二光电转换元件所对应的所述微透镜305，且每个所述第一光电转换元件周围设置有四个所述第二光电转换元件，且所述第一光电转换元件与周围的四个所述第二光电转换元件构成一个重复像素结构，所述高动态范围图像传感器中的各所述重复像素结构构成RGGB基拜耳阵列，但并非局限于此，进一步示例中，在所述第二光电转换元件之间未设置所述第一光电转换元件的中心位置还设置有虚拟透镜307，具体可根据需要进行选择，图中仅示出一个，可以在未设置所述第一光电转换元件的中心位置均设置有虚拟透镜307，提供成像的均一性。

进一步的，所述第一光电转换元件及所述第二光电转换元件之间设置的所述隔离结构可包括沟槽隔离结构及掺杂隔离结构103中的一种或组合。

具体的，如图2～图4及图7和图9，所述第一光电转换元件与其周围的至少一个所述第二光电转换元件构成一个像素单元，如前述示例中的重复像素结构，所述像素单元对应一种颜色的滤色器，其中，所述像素单元内的光电转换元件之间采用所述掺杂隔离结构103，相邻所述像素单元的光电转换元件之间的隔离采用沟槽隔离结构102，如BDTI隔离结构，但并非局限于此，相邻所述像素单元的光电转换元件之间的隔离还可采用如所述沟槽隔离结构与所述掺杂隔离结构103的组合，即同时采用沟槽隔离结构与掺杂隔离结构，在一示例中，所述沟槽隔离结构制备在所述掺杂隔离结构103中；采用上述隔离的布置，参见图2所示，像素单元内采用掺杂隔离结构，像素单元之间采用掺杂隔离结构和沟槽隔离结构的组合或者是沟槽隔离结构，可以将光偏转结构调制的光反射至像素单元内的第二光电转换元件中，有利于使光线的横向传播分量增益，第一光电转换元件中的光线可以进入第二光电转换元件但不容易回到第一光电转换元件，可以进一步降低第一光电转换元件的对光的吸收，更大程度上避免过曝，从而更容易实现高动态范围。如图10中示意了所述第一光电转换元件及所述第二光电转换元件之间设置P型的掺杂隔离结构103的情形。关于所述隔离结构的种类并非局限于此，根据需要也可设置其他的如由BDTI隔离结构、潜沟槽隔离结构及掺杂隔离结构中的一种或组合构成的隔离结构，从而关于所述隔离结构的种类、尺寸此处不作过分限制。

本实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的高动态范围图像传感器。其中，所述电子设备可包括如车载装置，由于该车载装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。当然，本实施例中的电子设备还可以是如监控设备、机器视觉、无人机、手机以及摄像机等。

如图1，本实施例还提供一种制备上述高动态范围图像传感器的方法，包括以下步骤：

S1：提供半导体衬底；

S2：于所述半导体衬底中形成呈阵列排布的第一光电转换元件及第二光电转换元件；

S3：图形化所述半导体衬底，于所述第一光电转换元件的朝向入射光的一侧形成沟槽，并形成覆盖所述沟槽的光偏转介质层，且所述光偏转介质层的折射率小于周围的所述半导体衬底，以制备光偏转结构，所述光偏转结构使得预进入所述第一光电转换元件中的部分光线进入所述第二光电转换元件中，所述第二光电转换元件的灵敏度大于所述第一光电转换元件的灵敏度。

关于所述高动态范围图像传感器的结构可参阅上述有关所述高动态范围图像传感器的介绍，此处不作赘述，其中，关于所述高动态范围图像传感器的具体制备方法不作过分限制，可根据需要进行选择。上述步骤并非严格代表器件制备的先后顺序，可依据实际进行调整。

作为示例，当所述高动态范围图像传感器还包括覆盖所述半导体衬底的所述钝化层时，所述钝化层形成在所述沟槽及所述沟槽周围的所述半导体衬底上，使得所述光偏转介质层为所述钝化层的一部分。

具体的，所述半导体衬底的上方设置有所述钝化层，以通过所述钝化层作为所述半导体衬底上元器件之间的绝缘介质，缓解所述半导体衬底上各个器件产生的暗电流。其中，所述钝化层可采用氧化钝化层，如氧化硅、氧化铪等，当在所述半导体衬底的上方设置有所述钝化层时，所述钝化层可直接填充所述沟槽，使得所述钝化层可直接作为所述光偏转介质层应用，从而可在不增加工艺步骤的前提下，制备所述光偏转结构，以减少工艺步骤，降低成本，提高产能。

综上所述，本实用新型的高动态范围图像传感器及电子设备，在半导体衬底中形成具有不同灵敏度的第一光电转换元件及第二光电转换元件，并在灵敏度较小的第一光电转换元件朝向入射光的一侧形成包括光偏转介质层的光偏转结构，由于光偏转介质层的折射率小于周围的半导体衬底，从而光偏转结构使得预进入第一光电转换元件中的部分光线进入第二光电转换元件中。本实用新型通过光偏转结构可以改变光线的光路，使预进入第一光电转换元件的光线的横向传播分量增益，使得预进入第一光电转换元件的光线可以进入第二光电转换元件，从而可以进一步降低第一光电转换元件对光的吸收，以更大程度上避免过曝，从而更容易实现图像传感器的高动态范围。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种高动态范围图像传感器，其特征在于，所述高动态范围图像传感器包括半导体衬底、第一光电转换元件、第二光电转换元件及光偏转结构，其中：

第一光电转换元件，所述第一光电转换元件位于所述半导体衬底中并呈阵列排布；

第二光电转换元件，所述第二光电转换元件位于所述半导体衬底中并呈阵列排布，且所述第二光电转换元件的灵敏度大于所述第一光电转换元件的灵敏度；

光偏转结构，所述光偏转结构包括沟槽及光偏转介质层，所述沟槽嵌入所述半导体衬底中且位于所述第一光电转换元件朝向入射光的一侧，所述光偏转介质层填充所述沟槽且所述光偏转介质层的折射率小于周围的所述半导体衬底，所述光偏转结构使得预进入所述第一光电转换元件中的部分光线进入所述第二光电转换元件中。

2.根据权利要求1所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：所述半导体衬底包括硅衬底，所述光偏转介质层包括氧化物介质层，所述氧化物介质层包括氧化硅介质层、氧化铝介质层、氧化钛介质层、氧化铪介质层中的一种或组合。

3.根据权利要求1所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：所述高动态范围图像传感器还包括覆盖所述半导体衬底的钝化层，且所述光偏转介质层为所述钝化层的一部分。

4.根据权利要求1所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：所述沟槽的截面形状包括V形及矩形中的一种或组合；和/或，所述沟槽的俯视图的形状包括田字形、十字型及矩形中的一种或组合；和/或，所述沟槽的数量为至少一个。

5.根据权利要求1所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：所述第一光电转换元件朝向入射光的一侧还设置有减透层。

6.根据权利要求1所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：所述第一光电转换元件的面积小于所述第二光电转换元件的面积；和/或，所述第一光电转换元件的尺寸小于1μm×1μm；所述第二光电转换元件的尺寸介于1μm×1μm～3μm×3μm之间。

7.根据权利要求1所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：每个所述第二光电转换元件周围设置有四个所述第一光电转换元件，且其中一个所述第一光电转换元件与所述第二光电转换元件具有相同颜色的滤色器。

8.根据权利要求1所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：每个所述第一光电转换元件周围设置有四个所述第二光电转换元件，且所述第一光电转换元件与周围的四个所述第二光电转换元件具有相同颜色的滤色器。

9.根据权利要求8所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：所述第一光电转换元件与周围的四个所述第二光电转换元件构成一个重复像素结构，所述高动态范围图像传感器中的各所述重复像素结构构成RGGB基拜耳阵列。

10.根据权利要求8所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：在所述第二光电转换元件之间未设置所述第一光电转换元件的中心位置还设置有虚拟透镜。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：所述第一光电转换元件及所述第二光电转换元件之间设置有隔离结构，所述隔离结构包括沟槽隔离结构及掺杂隔离结构中的一种，或所述隔离结构包括沟槽隔离结构及掺杂隔离结构，且所述沟槽隔离结构位于所述掺杂隔离结构中。

12.根据权利要求11所述的高动态范围图像传感器，其特征在于：所述第一光电转换元件与其周围的至少一个所述第二光电转换元件构成一个像素单元，所述像素单元对应一种颜色的滤色器，其中，所述像素单元内的光电转换元件之间采用所述掺杂隔离结构，相邻所述像素单元的光电转换元件之间的隔离采用所述沟槽隔离结构或者采用包括所述沟槽隔离结构及所述掺杂隔离结构且所述沟槽隔离结构位于所述掺杂隔离结构中。

13.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备包括如权利要求1-12中任意一项所述的高动态范围图像传感器。

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