(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221460746.7 (22)申请日 2022.06.10 (73)专利权人 杭州海康威视数字技 术股份有限 公司 地址 310051 浙江省杭州市滨江区阡 陌路 555号 (72)发明人 祁春超　孙鹏飞　王保宁　 (74)专利代理 机构 北京中博世 达专利商标代理 有限公司 1 1274 专利代理师 王晶 (51)Int.Cl. H01L 27/146(2006.01) H04N 5/374(2011.01) H04N 5/3745(2011.01) H04N 5/378(2011.01)H04N 5/225(2006.01) (54)实用新型名称 像素单元、 图像传感器、 摄像头组件和电子 设备 (57)摘要 本实用新型公开了一种像素单元、 图像传感 器、 摄像头组件和电子设备， 涉及图像传感器的 技术领域， 解决相关技术中像素单元对于波长较 长的入射光的吸收率较低， 并且相邻两个像素单 元之间容易发生光串扰的技术问题。 像素单元包 括光电二极管， 光电二极管具有受光面。 电路结 构层设置在半导体衬底远离受光面的一侧。 电路 结构层包括嵌入在层间介质中的多层金属布线 和一个聚光结构。 多层金属布线与光电二极管电 连接。 聚光结构在半导体衬底上的垂直投影与光 电二极管在半导体衬底上垂直投影的至少部分 重叠。 至少部分聚光结构的光折射率大于层间介 质的光折射率， 并且不大于半导体衬底的光折射 率。 本实用新型提供的像素单元用于将光信号转 换为电信号。 权利要求书2页 说明书13页 附图7页 CN 217588937 U 2022.10.14 CN 217588937 U 1.一种像素 单元， 其特征在于， 包括： 半导体衬底； 光电二极管， 设置在所述半导体 衬底内， 所述 光电二极管 具有受光 面； 电路结构层， 设置在所述半导体衬底远离所述受光面的一侧， 所述电路结构层包括层 间介质， 以及嵌入在所述层间介质中的多层金属布线和嵌入在所述层间介质中的一个聚光 结构， 多层所述金属布线与所述 光电二极管电连接； 其中， 所述聚光结构在所述半导体衬底上的垂直投影， 与所述光电二极管在所述半导 体衬底上垂直投影的至少部分重 叠； 至少部分所述聚光结构的光折射率大于所述层间介质的光折射率， 并且不大于所述半 导体衬底的光 折射率。 2.根据权利要求1所述的像素单元， 其特征在于， 所述聚光结构靠近所述半导体衬底一 侧的表面与所述电路结构层靠 近所述半导体 衬底一侧的表面平齐。 3.根据权利要求2所述的像素单元， 其特征在于， 所述聚光结构的截面为梯形或矩形， 所述聚光结构的截面与所述半导体 衬底和所述电路结构层相垂直。 4.根据权利要求3所述的像素单元， 其特征在于， 在所述 聚光结构的截面为梯形的情况 下， 所述梯形包括上底和下底， 所述上底与所述下底相平行， 所述上底的长度小于所述下底 的长度， 所述下底与所述电路结构层靠近半导体衬底一侧的表面相平齐， 所述上底远离所 述半导体 衬底。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的像素单元， 其特征在于， 所述电路结构层靠近所 述半导体 衬底一侧的表面 开设有容纳孔， 所述聚光结构包括： 金属层， 覆盖所述 容纳孔的内壁； 聚光结构本体， 嵌入在所述容纳孔内， 所述聚光结构本体的光折射率大于所述层间介 质的光折射率， 并且不大于所述半导体 衬底的光 折射率。 6.根据权利要求5所述的像素单元， 其特征在于， 所述容纳孔的内壁包括侧壁和底壁， 所述金属层覆盖所述侧壁和所述底壁中至少之一。 7.根据权利要求6所述的像素单元， 其特征在于， 当所述金属层覆盖所述底壁时， 所述 金属层与所述金属布线同层同材质。 8.根据权利要求1所述的像素 单元， 其特征在于， 所述像素 单元还包括： 滤光片， 设置 于所述半导体 衬底靠近所述受光 面的一侧， 且覆盖所述受光 面； 微透镜， 设置于所述滤光片远离所述半导体 衬底的一侧。 9.一种图像传感器， 其特征在于， 包括多个如权利要求1至8中任一项所述的像素单元， 多个所述像素 单元阵列排布。 10.根据权利要求9所述的图像传感器， 其特 征在于， 所述图像传感器还 包括： 隔离件， 设置 于至少两个所述像素 单元之间。 11.一种摄 像头组件， 其特 征在于， 包括： 透镜组件； 如权利要求9或10所述的图像传感器， 设置 于所述透 镜组件的出光侧。 12.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 壳体， 所述壳体开设有第一 通孔；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 217588937 U 2如权利要求11所述的摄像头组件， 所述摄像头组件的至少部分嵌入在所述第一通孔 内。 13.根据权利要求12所述的 电子设备， 其特征在于， 所述壳体还开设有第二通孔， 所述 电子设备还 包括： 发射器， 设置于所述第二通孔内， 所述发射器用于发射光线至待测物体， 所述摄像头组 件用于接收所述待测物体反射的光线。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 217588937 U 3