彩色滤光片选择到达像素的光谱,透明基底层为滤光阵列上方准备表面,微透镜则把光引向感光区域。若把三者都理解成可以互相替代的“增感层”,就无法解释为什么流程需要依次完成这些不同工作。
Process checkpoint · 工艺坐标
理解 Color Filter - Green, Coat/Expose/Develop/Bake 的工艺作用
区分像素光学堆栈中的分色、表面准备与光线引导。
与「彩色滤光片、透明平坦层与微透镜:BSI 像素里三种不同的工作」相关的流程位置:40nm BSI CMOS Image Sensor · CFA · Step 368
像素光学:分色、平坦化与聚光透明基底层准备表面,同时仍处于光路中
不同颜色的图形会留下高度差与间隙。第 376 步通过透明涂层改善滤光阵列上方的平坦度,为后续透镜图形提供起始表面。若基底起伏直接传递到上层,透镜形状就可能同时受设计图形与下方地形影响。[S376]
透明不等于在光学上不存在。光仍要经过这层材料,因此它的光学性质和几何关系会与上下层共同影响传播。它在此处区别于滤光片的主要职责,是准备透镜形成的基底,而不是选择某一种颜色。
沿着工作交接读流程
| 结构 | 交付的作用 | 图上观察位置 |
|---|---|---|
| 彩色滤光片 | 让选定像素具有不同光谱响应 | 图形化滤光材料的位置 |
| 透明基底层 | 为透镜形成提供较平坦的起始表面 | 滤光阵列上方的表面 |
| 微透镜 | 改变入射光的传播方向 | 上方曲面及其相对位置 |
这条三站对比省略了其他颜色和透镜图形化工序,用来解释从分色、表面准备到光线引导的交接,不代表完整制造顺序。
可以用一个问题检验理解:若顶部透镜很平滑,但下方滤光片错位,哪项工作完成了,哪项仍有问题?表面形状正确,本身不足以证明分色与对准都正确。
三种光学职责
第一张概念图特意表示已完成的滤色阵列,而所链接第 368 步只是绿色这一轮图形。透明层准备透镜基底,透镜曲面改变光路。这是独立职责示意,不是课程真实截面,也不表示工序紧邻。透镜轮廓不用于推断光线路径或定量聚光效果。回流论文研究显示应用的微透镜,只支持形状形成机理,不证明本传感器的集光效率。[P2]
独立原理示意;非课程截面、实测结果或工艺规格。
参考来源
A Review of the Pinned Photodiode for CCD and CMOS Image Sensors
E. Fossum, Donald B. Hondongwa · IEEE Journal of the Electron Devices Society
Microlens array production in a microtechnological dry etch and reflow process for display applications
T. Knieling, M. Shafi, W. Lang, W. Benecke