图像传感器及其形成方法技术

技术编号:18447429 阅读:18 留言:0更新日期:2018-07-14 11:23
本发明专利技术提供一种图像传感器及其形成方法,所述图像传感器包括:基底,包括多个像素区域、及位于相邻像素区域之间的第一深沟槽隔离,每个像素区域设置有光电转换元件;滤光层,设置于基底第一表面,包括:格栅,具有多个开口,每个开口对应基底内一个像素区域,以及设置于开口内的滤色元件;多个像素区域包括作为相位检测像素的第一像素区域和第二像素区域,第一像素区域和第二像素区域中分别设置有第二深沟槽隔离,第二深沟槽隔离和光电转换元件在第一表面均具有光接收面,使得入射至第一像素区域和第二像素区域的光一部分入射至光电转换元件的光接收面、另一部分入射至第二深沟槽隔离的光接收面。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其形成方法
本专利技术涉及图像传感器
,尤其涉及一种具有相位检测像素的图像传感器及其形成方法。
技术介绍
感光区域中的部分像素点被牺牲掉,这些像素被称为掩蔽像素(MaskedPixels)。掩蔽像素通常由两个像素组成,其中左侧像素用于拍摄左边图像,右侧像素用于拍摄右边图像,将左边图像和右边图像的值与参考信号进行对比,能够判断出镜头应该向前移动或是向后移动,从而实现对焦。掩蔽像素应用于CMOS图像传感器,通过相位检测改进照相机的聚焦,又称为“相位检测像素(PhaseDetectionPixel,PDP)”。现有技术中,具有PDP的背照式(BSI)CMOS图像传感器将PDP掩模设置于复合格栅内,以实现相位检测功能。然而,上述方法存在诸多问题,亟待改进,例如:PDP掩模上的附加氧化物导致其相位检测能力退化;PDP掩模的设置使得复合格栅尺寸变大,氧化物格栅易于干扰以特定的角度入射的光,并与滤光镜的边缘形成反射界面,改变光路,造成信号干扰;以特定的其他角度进入的光穿过滤光镜的光程减小,导致颜色的灵敏度降低等。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是现有技术中的图像传感器相位检测能力退化、存在信号干扰、以及颜色的灵敏度降低等问题。为解决上述技术问题,本专利技术实施例提供一种图像传感器,包括:基底,所述基底中设置有多个像素区域、及位于相邻的像素区域之间的第一深沟槽隔离,每个像素区域中设置有光电转换元件;以及滤光层,设置于所述基底的第一表面,所述滤光层包括:格栅,所述格栅具有多个开口,每个开口对应所述基底内的一个像素区域,以及设置于所述开口内的滤色元件;其中,所述多个像素区域包括作为相位检测像素的第一像素区域和第二像素区域,所述第一像素区域和所述第二像素区域中还分别设置有第二深沟槽隔离,所述第二深沟槽隔离和所述光电转换元件在所述基底的第一表面上均具有光接收面,使得入射至所述第一像素区域和所述第二像素区域的光的一部分能够入射至所述光电转换元件的光接收面、另一部分能够入射至所述第二深沟槽隔离的光接收面。可选地,所述位于所述第一像素区域上的滤色元件和位于所述第二像素区域上的滤色元件具有针对相同波段的光高于其他波段的光的透射率。可选地,所述相同波段的光包括绿光。可选地,所述第二深沟槽隔离和所述光电转换元件在所述第一表面的光接收面的面积分别为其所在的像素区域在所述第一表面的面积的二分之一。可选地,所述第二深沟槽隔离与所述第一深沟槽隔离的材料相同。可选地,所述第二深沟槽隔离的材料为金属或氧化物。可选地,还包括介电层,设置于由所述格栅与所述滤色元件构成的滤光层和所述基底之间。可选地,所述第一像素区域和所述第二像素区域相邻设置,所述第一像素区域的第二深沟槽隔离和所述第二像素区域的第二深沟槽隔离分别与位于所述第一像素区域和所述第二像素区域之间的第一深沟槽隔离的两侧连接以形成连续的深沟槽隔离带,所述第一像素区域的光电转换元件和所述第二像素区域的光电转换元件分别位于所述深沟槽隔离带的两侧。可选地,所述深沟槽隔离带包括金属填充物和氧化物填充物,所述金属填充物位于所述氧化物填充物形成的凹槽内。本专利技术实施例还提供一种图像传感器的形成方法,包括:提供基底,所述基底中设置有多个像素区域;在每个像素区域中形成光电转换元件;在所述基底内相邻的像素区域之间形成第一深沟槽隔离,在所述多个像素区域中作为相位检测像素的第一像素区域和所述第二像素区域中分别形成第二深沟槽隔离,所述第二深沟槽隔离和所述光电转换元件在所述第一表面上均具有光接收面,使得入射至所述第一像素区域和所述第二像素区域的光的一部分能够入射至所述光电转换元件的光接收面、另一部分能够入射至所述第二深沟槽隔离的光接收面;以及在所述基底的第一表面形成滤光层,包括:在所述基底的第一表面形成具有多个开口的格栅,每个开口对应所述基底内的一个像素区域,在所述开口中形成滤色元件。可选地,在所述开口中形成滤色元件包括:在与所述第一像素区域对应的开口中形成的滤色元件和在与所述第二像素区域对应的开口中形成的滤色元件具有针对相同波段的光高于其他波段的光的透射率。可选地,所述相同波段的光包括绿光。可选地,形成的所述第二深沟槽隔离和所述光电转换元件在所述第一表面的光接收面的面积为其所在的像素区域在所述第一表面的面积的二分之一。可选地,形成所述第二深沟槽隔离的材料与形成所述第一深沟槽隔离的材料相同。可选地,形成所述第二深沟槽隔离的材料为金属或氧化物。可选地,还包括:在所述滤光层和所述基底之间形成介电层。可选地,所述第一像素区域和所述第二像素区域相邻设置,在所述基底内相邻的像素区域之间形成第一深沟槽隔离,在所述第一像素区域和所述第二像素区域中分别形成第二深沟槽隔离包括:形成由位于所述第一像素区域的第二深沟槽隔离、位于所述第一像素区域和所述第二像素区域之间的第一深沟槽隔离、以及位于所述第二像素区域的第二深沟槽隔离形成的连续的深沟槽隔离带,使所述第一像素区域的光电转换元件和所述第二像素区域的光电转换元件分别位于所述深沟槽隔离带的两侧。可选地,形成所述深沟槽隔离带包括形成金属填充物和形成氧化物填充物,所述金属填充物位于所述氧化物填充物形成的凹槽内。可选地,所述第一深沟槽隔离和所述第二深沟槽隔离在同一工艺步骤中形成。与现有技术相比,本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果:本专利技术实施例的图像传感器包括作为相位检测像素的第一像素区域和第二像素区域,所述第一像素区域和第二像素区域中分别设置有光电转换元件和第二深沟槽隔离,由于所述第二深沟槽隔离和所述光电转换元件在所述基底的第一表面上均具有光接收面,入射至所述第一像素区域和所述第二像素区域的光的一部分能够入射至所述光电转换元件的光接收面、另一部分能够入射至所述第二深沟槽隔离的光接收面,相比于其它像素区域,所述第一像素区域和所述第二像素区域的光电转换元件在所述基底的第一表面的光接收面的面积减小,相当于所述第二深沟槽隔离作为(PhaseDetectionPixel,PDP)掩模遮挡了所述第一像素区域和所述第二像素区域的光接收面上的部分像素点,使得所述第一像素区域和所述第二像素区域的有效像素面积减小,所述第一像素区域和所述第二像素区域充当PDP以实现相位检测功能。此外,所述第二深沟槽隔离作为PDP掩模,能够减少栅格中氧化物结构对特定角度入射光的干扰,减少由于反射造成光路改变带来的信号干扰;延长其它特定角度入射光在滤光镜中的传播路程,增强颜色灵敏度,二者共同作用能够增强相位检测能力,以避免现有技术中将PDP掩模置于复合格栅内引起的相位检测能力退化、信号干扰、颜色的灵敏度降低等问题。进一步地,所述第二深沟槽隔离的材料为金属,能够实现良好的挡光效果。进一步地,所述第二深沟槽隔离的材料为氧化物,工艺简单易于实现。进一步地,所述深沟槽隔离带包括金属填充物和氧化物填充物,所述金属填充物位于所述氧化物填充物形成的凹槽内,能够解决位于所述第一像素区域和所述第二像素区域之间的深沟槽隔离带宽度较大,不易填满的问题;此外,用金属填对所述氧化物填充物的凹槽进行填补,能够加强挡光效果。本专利技术实施例的图像传感器的形成方法,在所述基底的每个像素区域内形成光电转换元件,在所述基底内邻近的像素区域之间形成第一深沟槽隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器,其特征在于,包括:基底,所述基底中设置有多个像素区域、及位于相邻的像素区域之间的第一深沟槽隔离,每个像素区域中设置有光电转换元件;以及滤光层,设置于所述基底的第一表面,所述滤光层包括:格栅,所述格栅具有多个开口,每个开口对应所述基底内的一个像素区域,以及设置于所述开口内的滤色元件;其中,所述多个像素区域包括作为相位检测像素的第一像素区域和第二像素区域,所述第一像素区域和所述第二像素区域中还分别设置有第二深沟槽隔离,所述第二深沟槽隔离和所述光电转换元件在所述基底的第一表面上均具有光接收面,使得入射至所述第一像素区域和所述第二像素区域的光的一部分能够入射至所述光电转换元件的光接收面、另一部分能够入射至所述第二深沟槽隔离的光接收面。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器,其特征在于,包括:基底,所述基底中设置有多个像素区域、及位于相邻的像素区域之间的第一深沟槽隔离,每个像素区域中设置有光电转换元件;以及滤光层,设置于所述基底的第一表面,所述滤光层包括:格栅,所述格栅具有多个开口,每个开口对应所述基底内的一个像素区域,以及设置于所述开口内的滤色元件;其中,所述多个像素区域包括作为相位检测像素的第一像素区域和第二像素区域,所述第一像素区域和所述第二像素区域中还分别设置有第二深沟槽隔离,所述第二深沟槽隔离和所述光电转换元件在所述基底的第一表面上均具有光接收面,使得入射至所述第一像素区域和所述第二像素区域的光的一部分能够入射至所述光电转换元件的光接收面、另一部分能够入射至所述第二深沟槽隔离的光接收面。2.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,位于所述第一像素区域上的滤色元件和位于所述第二像素区域上的滤色元件具有针对相同波段的光高于其他波段的光的透射率。3.如权利要求2所述的图像传感器,其特征在于,所述相同波段的光包括绿光。4.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述第二深沟槽隔离和所述光电转换元件在所述第一表面的光接收面的面积分别为其所在的像素区域在所述第一表面的面积的二分之一。5.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述第二深沟槽隔离与所述第一深沟槽隔离的材料相同。6.如权利要求1或5所述的图像传感器,其特征在于,所述第二深沟槽隔离的材料为金属或氧化物。7.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,还包括介电层,设置于所述滤光层和所述基底之间。8.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述第一像素区域和所述第二像素区域相邻设置,位于所述第一像素区域的第二深沟槽隔离和位于所述第二像素区域的第二深沟槽隔离分别与位于所述第一像素区域和所述第二像素区域之间的第一深沟槽隔离的两侧连接以形成连续的深沟槽隔离带,位于所述第一像素区域的光电转换元件和位于所述第二像素区域的光电转换元件分别位于所述深沟槽隔离带的两侧。9.如权利要求8所述的图像传感器,其特征在于,所述深沟槽隔离带包括金属填充物和氧化物填充物,所述金属填充物位于所述氧化物填充物形成的凹槽内。10.一种图像传感器的形成方法,其特征在于,包括:提供基底,所述基底中设置有多个像素区域;在每个像素区域中形成光电转换元件;在所述基底内相邻的像素区域之间形成第一深沟槽隔离,在所述多个像素区域中作为相位检测...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁琦黄晓橹陈世杰内藤逹也
申请(专利权)人:德淮半导体有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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