专利名称：具有色轮的图像传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及CMOS图像传感器，并且更具体地涉及具有色轮的图像传感器，其中滤色器部分靠近玻璃盖的顶而形成。滤色器部分的驱动受控制以感测色信息。
背景技术：
当制造图像传感器时，色分离可以使用棱镜的二色性镜而实现，使得色度信号可以进入多个黑-和-白电荷耦合器件的每个。色分离也可以通过在图像传感器的上部形成包括用于每个像素的滤色器的滤色器层而实现。滤色器层被形成作为图像传感器的片上型部件，从而对应于像素阵列的多个滤色器与待形成在单个芯片上的其他图像传感器部件集成。像素之间的色信息通过滤色器层内插(interpolate)以从亮度信号分离色度信号。
像素之间的信息可被组合并且由内插步骤提取。所述内插步骤可以包括色恢复步骤。因此，图像传感器的分辨率与像素数没有直接的对应。例如，为了获得电视质量分辨率，有效像素的数量应至少加倍。但是，这需要减小单位像素的尺寸并且因此降级了光敏性。直接加倍像素数受到图像传感器尺寸及其制造过程的限制，当追求更高分辨率时其变得非常复杂并且成本高。由于内插以及色恢复导致多种问题包括严重的模糊，取得很高水平的分辨率如HDTV质量的分辨率是困难的。因此，用于色再现的算法是必要的。
另外，在使用电荷耦合器件的三芯片型黑-和-白图像传感器的情况中，该器件的尺寸或体积由棱镜以及组成像素阵列所必要的相关部件的数量来确定。因此，所产生的器件对于一般目的应用可能太大。
发明内容
因此，本发明涉及一种具有色轮的图像传感器，其基本消除了可由于相关技术的局限性和缺点所导致的一个或者多个问题。
本发明的一个优点是提供了具有色轮的图像传感器，其中在黑-和-白图像传感器中显示高质量色，而没有对电视质量分辨率的恶化且没有增加器件的整体体积。
本发明的其他特征以及优点将在随后的描述中被说明，并且将部分地通过本描述而显而易见，或者可以从本发明的实践了解。本发明的目标以及其他优点将通过于此的书面描述和权利要求以及附图所特别指出的结构和方法而认识到和达到。
为了实现这些和其它优点并且与本发明的目的相一致，如所体现和广泛描述的，提供有图像传感器，包括多个像素；图像感测部分，用于感测用于每个像素的光信号；控制器，用于处理所感测的用于每个像素的光信号；图像传感器封装，用于容纳图像感测部分以及控制器，其中图像传感器封装具有由盖形成的上侧，且滤色器部分相邻于盖而设置。
应理解的是，本发明前述的一般描述以及随后的详细描述都是示范性的和解释性的，并且旨在提供对如权利要求的本发明的进一步解释。
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被引入且构成本申请的一部分，说明了本发明的示范实施例并且与本说明书一起用于解释本发明的原理。在所述图中图1是图像传感器的透视图；
图2是封装的图像传感器的透视图；以及图3是根据本发明的具有滤色器部分的封装的图像传感器的图示。
具体实施例方式
现在将详细对本发明的示范实施例进行参考，其实例在附图中说明。只要可能，在整个附图中相似的参考标记将用来引用相同或类似的部分。
本发明的图像传感器可以使用用于制造CCD型或者CMOS型图像传感器的一般过程而形成在硅晶片上。CCD型图像传感器是电荷耦合器件型图像传感器，而CMOS型图像传感器是互补金属氧化物半导体型图像传感器。所述图像传感器可以使用用于封装器件的一般过程来封装。
参见图1，CMOS型图像传感器包括图像感测部分10、时序发生器(未示出)、模拟-到-数字转换器(未示出)、模拟前端(未示出)如数字信号处理器、以及图像信号处理器(未示出)，其全部可被集成在一个芯片上。所述图像感测部分占有整个芯片的表面区域的大约20％到30％。
参见图2，说明了封装的图像传感器器件。具有图像感测部分10的芯片被设置在具有盖14的封装框12中。盖14可以是透明的。另外，该盖可以由玻璃制造。因此，盖14密封图像传感器封装的上侧，所述图像传感器封装包括具有用于容纳所述盖的开放顶的封装框12。图像感测部分10的顶直接设置在所述盖的下表面之下。单独制造的滤色器部分包括旋转板如色轮，安装到封装的图像感测部分上。所述滤色器部分的旋转板如色轮被安装在图像传感器的封装上。因此，获得可使能色分离的色图像传感器。
参见图3，说明了根据本发明的具有滤色器部分的封装的图像传感器。色轮16可设置在图2的封装的图像传感器上，以及一控制器控制色轮的旋转速度。因此，在根据本发明的图像传感器中，取代在片上型器件中形成滤色器层，滤色器部分邻近封装的图像传感器的盖的上表面而形成，所述盖可以是透明的。滤色器部分的驱动可受到控制以感测色信息，例如红、绿、蓝以及白色成分。
在本发明中，滤色器部分的封装以及色轮可以形成在一个芯片中。另外，滤色器部分可以各种形状形成以提供用于三种或者更多色的色分离。本发明的示范性实施例的正方形色轮提供红、绿、蓝以及白分离。但是，包括其他色组合的本发明的其他实施例可被提供以使能色分离。例如色组合可以包括红、绿以及蓝色成分。
如图2所示，滤色器部分可以安装在非常接近盖的顶的封装的图像传感器上，因为图像传感器的封装具有大约20％到30％的二维区域。滤色器部分可以使用微马达驱动。在此情形中，滤色器部分的旋转速度可以由传感器的图像信号处理器控制。滤色器部分如色轮的旋转速度可以由图像传感器的帧速率控制。这使色度信号和亮度信号能够由本发明的滤色器部分获得。一旦滤色器部分如色轮获得色度信号，可以为相同的像素确定进一步的色信息。因此，由于外部色信息在一个像素中获得，可以获得对应于像素数量的分辨率而没有扭曲。
根据本发明的图像传感器可以进一步包括相邻于滤色器部分10的一个表面而提供的红外截止滤波器(未示出)或光低通滤波器(未示出)。该滤波器可以提供在滤色器部分10的顶或底表面。
取代在片上型器件中形成滤色器层，滤色器部分靠近封装的图像传感器的盖的顶而形成，所述盖可以是透明的。使用与相关技术中相同数量的像素可以获得两倍或者更大的分辨率。由于相邻像素之间没有内插被执行，可以感测到精确图像。
对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下可进行各种修改和变化。因此，意味着如果对本发明的修改和变化在所附的权利要求及其等价物范围内，本发明覆盖该修改和变化。
权利要求
1.一种图像传感器，包括多个像素；图像感测部分，用于感测用于每个像素的光信号；控制器，用于处理所述感测到的用于每个像素的光信号；图像传感器封装，用于容纳所述图像感测部分以及所述控制器，其中所述图像传感器封装具有由盖形成的上侧；以及滤色器部分，设置在所述盖之上的区域中。
2.如权利要求1的图像传感器，其中所述盖是透明盖。
3.如权利要求2的图像传感器，其中所述滤色器部分包括分成多种色的旋转板。
4.如权利要求3的图像传感器，其中所述旋转板以由所述控制器控制的旋转速度旋转。
5.如权利要求2的图像传感器，其中所述图像感测部分以及所述控制器形成在一个芯片上。
6.如权利要求2的图像传感器，其中所述透明盖由玻璃形成。
7.如权利要求2的图像传感器，其中所述透明盖密封所述图像传感器封装的上侧。
8.如权利要求2的图像传感器，其中所述图像传感器封装包括具有用于容纳所述透明盖的开放顶的封装框。
9.如权利要求2的图像传感器，进一步包括红外线截止滤波器，提供在所述滤色器部分中。
10.如权利要求9的图像传感器，其中所述红外线截止滤波器相邻于所述滤色器部分的一个表面而提供。
11.如权利要求2的图像传感器，还包括光低通滤波器，提供在所述滤色器部分中。
12.如权利要求11的图像传感器，其中所述光低通滤波器相邻于所述滤色器部分的一个表面而提供。
13.如权利要求2的图像传感器，其中所述图像感测部分包括形成在硅晶片上的光电二极管、光透射层以及微透镜层的组合结构。
14.如权利要求3的图像传感器，其中所述旋转板是色轮。
15.如权利要求2的图像传感器，其中所述滤色器部分相邻于所述盖。
16.一种封装的图像传感器，包括图像感测部分以及用于处理一个芯片中感测到的像素的控制器，所述图像传感器设置在其顶以玻璃盖密封的封装框中，所述封装的图像传感器特征在于滤色器部分形成于所述玻璃盖的顶。
全文摘要
一种具有色轮的图像传感器，包括多个像素；图像感测部分，用于感测用于每个像素的光信号；控制器，用于处理感测到的用于每个像素的光信号；图像传感器封装，用于容纳图像感测部分以及控制器；其中所述控制器具有由盖所形成的上侧，并且滤色器部分相邻于所述盖而设置。盖可以是透明的。因此，取代在片上型器件中形成滤色器层，滤色器部分靠近封装的图像传感器的玻璃盖的顶而形成。滤色器部分的驱动受控制以便感测色信息。
文档编号H01L23/02GK1808720SQ20051013760
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月26日 优先权日2004年12月30日
发明者金相植 申请人:东部亚南半导体株式会社