具有相位差检测像素的图像传感器制造技术

技术编号:20286698 阅读:24 留言:0更新日期:2019-02-10 18:37
一种图像传感器可以包括:多个成像像素,其接收入射光并且产生像素信号以形成图像,每个成像像素包括光接收区域和光电转换元件;以及相位差检测像素,其位于多个成像像素之中,且被构建成包括开口部分和光电转换元件,光电转换元件用于将所接收的光转换成相位差检测像素信号以用于光学感测由像素信号形成的图像的相位,其中,开口部分偏心地位于相位差检测像素中,其中,多个成像像素包括与相位差检测像素相邻并且感测第一颜色的第一成像像素、用于感测第一颜色的第一成像像素组以及用于感测与第一颜色不同的颜色的第二成像像素组,其中,第一成像像素和第一成像像素组中的每个具有比第二成像像素组中的每个的光接收区域小的光接收区域。

Image Sensor with Phase Difference Detection Pixels

An image sensor may include: a plurality of imaging pixels, which receive incident light and generate pixel signals to form an image, each imaging pixel including a light receiving area and a photoelectric conversion element; and a phase difference detection pixel, which is located in a plurality of imaging pixels and is constructed to include an opening part and a photoelectric conversion element for use in converting the received photoelectric conversion element. The phase difference detection pixel signal is replaced by the phase difference detection pixel signal for optical sensing of the phase of the image formed by the pixel signal, in which the opening part is eccentrically located in the phase difference detection pixel, where a plurality of imaging pixels include the first imaging pixel adjacent to the phase difference detection pixel and sensing the first color, the first imaging pixel group for sensing the first color and the first color for sensing. A second imaging pixel group of different colors, in which each of the first imaging pixels and the first imaging pixel group has a light receiving area smaller than each light receiving area in the second imaging pixel group.

【技术实现步骤摘要】
具有相位差检测像素的图像传感器相关申请的交叉引用本专利文件要求2017年7月28日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0096347的韩国申请的优先权和权益,其公开内容通过引用整体合并于此。
此专利文件中公开的技术和实施方式涉及半导体图像传感器。
技术介绍
图像传感器是从光学图像或者一个或更多个物体接收光并将接收到的光转换成形成图像的电信号的器件。近来,随着计算机产业和通信产业的发展,在各种领域或应用(包括例如数字相机、摄录相机、诸如个人通信系统的便携式设备、游戏机、安全相机、医疗微型相机和机器人)中对具有改进性能的图像传感器的需求正在增加。
技术实现思路
各种实施例针对提供一种具有改进性能的图像传感器。在一个实施例中,一种图像传感器可以包括:多个成像像素,其位于不同的位置处以接收入射光并且产生分别表示所接收的部分入射光的像素信号以形成图像,每个成像像素包括接收部分入射光的光接收区域和将所接收的部分入射光转换成与图像的一部分相关联的像素信号的光电转换元件;以及相位差检测像素,其位于多个成像像素之中,且被构建成包括接收部分入射光的开口部分和光电转换元件,该光电转换元件用于将所接收的光转换成相位差检测像素信号以用于光学感测由来自多个成像像素的像素信号形成的图像的相位,其中,开口部分在第一方向上偏心地位于相位差检测像素中,其中,多个成像像素包括在第一方向上与相位差检测像素相邻并且感测第一颜色的第一成像像素、用于感测第一颜色的第一成像像素组以及用于感测与第一颜色不同的颜色的第二成像像素组,其中,第一成像像素和第一成像像素组中的每个具有比第二成像像素组中的每个的光接收区域小的光接收区域。图像传感器还可以包括光阻挡层,其形成在相位差检测像素的光电转换元件与第一成像像素的光电转换元件之间,以降低光学串扰。光阻挡层形成在第一成像像素的光电转换元件的至少一个侧壁上。光阻挡层形成在相位检测像素的光电转换元件的至少一个侧壁上。在多个成像像素之中,第一成像像素组包括在与第一方向相反的第二方向上与相位差检测像素相邻的第二成像像素。第一成像像素的光接收区域实质上等于第二成像像素的光接收区域。第一成像像素的光接收区域比第二成像像素的光接收区域小。第一成像像素组包括在与第一方向相反的第二方向上与相位差检测像素相邻的第二成像像素、在与第一方向交叉的第三方向上与相位差检测像素相邻的第三成像像素以及在与第三方向相反的第四方向上与相位差检测像素相邻的第四成像像素,以及第一成像像素至第四成像像素的光接收区域实质上彼此相等。第一成像像素组包括在与第一方向相反的第二方向上与相位差检测像素相邻的第二成像像素、在与第一方向交叉的第三方向上与相位差检测像素相邻的第三成像像素以及在与第三方向相反的第四方向上与相位差检测像素相邻的第四成像像素,以及第一成像像素的光接收区域最小,而第二成像像素至第四成像像素的光接收区域实质上彼此相等。第一成像像素组包括在与第一方向相反的第二方向上与相位差检测像素相邻的第二成像像素、在与第一方向交叉的第三方向上与相位差检测像素相邻的第三成像像素以及在与第三方向相反的第四方向上与相位差检测像素相邻的第四成像像素,以及其中,第一成像像素的光接收区域最小,第二成像像素的光接收区域最大,而第三成像像素和第四成像像素的光接收区域实质上彼此相等。在一个实施例中,一种图像传感器可以包括:衬底;以及多个像素,其形成在衬底上,每个像素具有一个将光转换成电信号的光电转换元件,其中,像素被构建成包括将入射光转换成成像像素信号以形成图像的成像像素以及相位差检测像素,每个相位差检测像素包括允许接收光的开口部分和光电转换元件,该光电转换元件用于将所接收的光转换成用于光学感测图像的相位的相位差检测像素信号,该开口部分在每个相位差检测像素之内在第一方向上偏心放置,并且每个相位差检测像素被布置成与不同的成像像素相邻,以及其中,与相位差检测像素相邻的至少一个成像像素包括形成在衬底之上以便与成像像素的光电转换元件重叠来形成开口部分的遮光图案,开口部分用于在比成像像素之中的其他成像像素的光接收区域小的光接收区域中接收光。与对应相位差检测像素相邻的具有比成像像素之中的其他成像像素的光接收区域小的接收区域的成像像素为沿着第一方向从对应相位差检测像素移位的成像像素。存在如下的多个成像像素,该多个成像像素与对应的相位差检测像素相邻,并且多个成像像素中的每个成像像素具有比成像像素之中的一些其他成像像素的光接收区域小的光接收区域。与对应的相位差检测像素相邻且每个成像像素具有比成像像素之中的一些其他成像像素的光接收区域小的光接收区域的多个成像像素被构建成感测指定颜色的光。指定颜色为蓝色。成像像素之中的其他成像像素中的每个成像像素被构建成感测与指定颜色不同的颜色的光,该其他成像像素具有比与对应的相位差检测像素相邻且被构建成感测指定颜色的光的多个成像像素的光接收区域大的光接收区域。图像传感器还可以包括光阻挡层,其形成在每个相位差检测像素的光电转换元件和与每个相位差检测像素相邻的成像像素的光电转换元件之间,以降低光学串扰。光阻挡层填充形成于衬底中的沟槽。光阻挡层至少部分地覆盖相邻成像像素的光电转换元件。光阻挡层至少部分地覆盖相位差检测像素的光电转换元件。图像传感器还可以包括网格图案,其沿着相位差检测像素和成像像素的边界形成在衬底之上,其中,遮光图案被构建成邻接网格图案。在一个实施例中,一种图像传感器可以包括:衬底,其包括分别与多个像素相对应的多个光电转换元件,其中,像素包括具有在第一方向上偏心地位于相位差检测像素中的开口部分的相位差检测像素以及环绕相位差检测像素的多个成像像素,其中,多个成像像素包括在第一方向上与相位差检测像素相邻的第一成像像素;网格图案,其沿着像素的边界形成在衬底之上;第一遮光图案,其形成在第一成像像素的光电转换元件之上,第一遮光图案邻接网格图案且具有第一开口部分,其中,第一开口部分的区域比其余成像像素的光接收区域小;光阻挡层,其形成在相位差检测像素的光电转换元件与第一成像像素的光电转换元件之间。第一遮光图案具有包括阻挡光的外周区域和允许光传输的中心开口部分的环形形状。外周区域包括靠近相位差检测像素的第一区域和与第一区域不同的第二区域,第一区域比第二区域具有更宽的线宽。图像传感器还可以包括:第二遮光图案,其形成在成像像素之中在与第一方向相反的第二方向上与相位差检测像素相邻的第二成像像素的光电转换元件之上,第二遮光图案邻接网格图案且具有第二开口部分;第三遮光图案,其形成在成像像素之中在与第一方向垂直的第三方向上与相位差检测像素相邻的第三成像像素的光电转换元件之上,第三遮光图案邻接网格图案且具有第三开口部分;以及第四遮光图案,其形成在成像像素中在与第三方向相反的第四方向上与相位差检测像素相邻的第四成像像素的光电转换元件之上,第四遮光图案邻接网格图案且具有第四开口部分,其中,第二开口部分至第四开口部分中的每个开口部分具有比其余成像像素的光接收区域小的区域。第二遮光图案至第四遮光图案中的每个遮光图案具有包括阻挡光的外周区域和允许光传输的中心开口部分的环形形状。外周区域包括靠近相位差检测像素的第一区域和与第一区域不同的第二区域,第一区域比第二区域具有更宽的线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器,包括:多个成像像素,其位于不同的位置处以接收入射光并且产生分别表示所接收的部分入射光的像素信号来形成图像,每个成像像素包括接收部分入射光的光接收区域和将所接收的部分入射光转换成与图像的一部分相关联的像素信号的光电转换元件;以及相位差检测像素,位于所述多个成像像素之中,且被构建成包括接收部分入射光的开口部分和光电转换元件,所述光电转换元件用于将所接收的光转换成相位差检测像素信号以用于光学感测由来自所述多个成像像素的像素信号形成的图像的相位,其中,开口部分在第一方向上偏心地位于相位差检测像素中,其中,所述多个成像像素包括在第一方向上与相位差检测像素相邻并且感测第一颜色的第一成像像素、用于感测第一颜色的第一成像像素组以及用于感测与第一颜色不同的颜色的第二成像像素组,其中,第一成像像素和第一成像像素组中的每个具有比第二成像像素组中的每个的光接收区域小的光接收区域。

【技术特征摘要】
2017.07.28 KR 10-2017-00963471.一种图像传感器,包括:多个成像像素,其位于不同的位置处以接收入射光并且产生分别表示所接收的部分入射光的像素信号来形成图像,每个成像像素包括接收部分入射光的光接收区域和将所接收的部分入射光转换成与图像的一部分相关联的像素信号的光电转换元件;以及相位差检测像素,位于所述多个成像像素之中,且被构建成包括接收部分入射光的开口部分和光电转换元件,所述光电转换元件用于将所接收的光转换成相位差检测像素信号以用于光学感测由来自所述多个成像像素的像素信号形成的图像的相位,其中,开口部分在第一方向上偏心地位于相位差检测像素中,其中,所述多个成像像素包括在第一方向上与相位差检测像素相邻并且感测第一颜色的第一成像像素、用于感测第一颜色的第一成像像素组以及用于感测与第一颜色不同的颜色的第二成像像素组,其中,第一成像像素和第一成像像素组中的每个具有比第二成像像素组中的每个的光接收区域小的光接收区域。2.如权利要求1所述的图像传感器,还包括:光阻挡层,其形成在相位差检测像素的光电转换元件与第一成像像素的光电转换元件之间,以降低光学串扰。3.如权利要求2所述的图像传感器,其中,光阻挡层形成在第一成像像素的光电转换元件的至少一个侧壁上。4.如权利要求2所述的图像传感器,其中,光阻挡层形成在相位检测像素的光电转换元件的至少一个侧壁上。5.如权利要求1所述的图像传感器,其中,在所述多个成像像素之中,第一成像像素组包括在与第一方向相反的第二方向上与相位差检测像素相邻的第二成像像素。6.如权利要求5所述的图像传感器,其中,第一成像像素的光接收区域实质上等于第二成像像素的光接收区域。7.如权利要求5所述的图像传感器,其中,第一成像像素的光接收区域比第二成像像素的光接收区域小。8.如权利要求1所述的图像传感器,其中,第一成像像素组包括在与第一方向相反的第二方向上与相位差检测像素相邻的第二成像像素、在与第一方向交叉的第三方向上与相位差检测像素相邻的第三成像像素以及在与第三方向相反的第四方向上与相位差检测像素相邻的第四成像像素,以及第一成像像素至第四成像像素的光接收区域实质上彼此相等。9.如权利要求1所述的图像传感器,其中,第一成像像素组包括在与第一方向相反的第二方向上与相位差检测像素相邻的第二成像像素、在与第一方向交叉的第三方向上与相位差检测像素相邻的第三成像像素以及在与第三方向相反的第四方向上与相位差检测像素相邻的第四成像像素,以及第一成像像素的光接收区域最小,而第二成像像素至第四成像像素的光接收区域实质上彼此相等。10.如权利要求1所述的图像传感器,其中:第一成像像素组包括在与第一方向相反的第二方向上与相位差检测像素相邻的第二成像像素、在与第一方向交叉的第三方向上与相位差检测像素相邻的第三成像像素以及在与第三方向相反的第四方向上与相位差检测像素相邻的第四成像像素,以及其中,第一成像像素的光接收区域最小,第二成像像素的光接收区域最大,而第三成像像素和第四成像像素的光接收区域实质上彼此相等。11.一种图像传感器,包括:衬底;以及多个像素,其形成在衬底上,每个像素具有一个将光转换成电信号的光电转换元件,其中,像素被构建成包括将入射光转换为成像像素信号来形成图像的成像像素以及相位差检测像素,每个相位差检测像素包括允许接收光的开口部分和光电转换元件,所述光电转换元件用于将所接收的光转换成用于光学感测图像的相位的相位差检测像素信号,所述开口部分在每个相位差检测像素之内在第一方向上偏心放置,并且每个相位差检测像素被布置成与不同的成像像素相邻,以及其中,与相位差检测像素相邻的至少一个成像像素包括形成在衬底之上以便与成像像素的光电转换元件重叠来形成开口部分的遮光图案,所述开口部分用于在比成像像素之中的其他成像像素的光接收区域小的光接收区域中接收光。12.如权利要求11所述的图像传感器,其中,与对应相位差检测像素相邻的具有比成像像素之中的其他成像像素的光接收区域小的光接收区域的成像像素为沿着第一方向从对应相位差检测像素移位的成像像素。13.如权利要求11所述的图像传感器,其中,存在如下的多个成像像素,所述多个成像像素与对应相位差检测像素相邻,并且所述多个成像像素中的每个成...

【专利技术属性】
技术研发人员:卞庆洙
申请(专利权)人:爱思开海力士有限公司
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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