图像传感器制造技术

一种图像传感器包括被布置成二维的多个像素，其中，至少一个像素包括：形成在衬底中的光电转换层；形成在光电转换层之上的第一滤色器层；以及形成在第一滤色器层之上且限定关于光电转换层的光轴偏离中心形成的开口的第二滤色器层。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】图像传感器相关申请的交叉引用本申请要求2014年6月9日提交的申请号为10-2014-0069504的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术的各种实施例涉及半导体器件制造技术，并且更具体地涉及具有能够检测相位差的像素的图像传感器。
技术介绍
诸如数码照相机和摄像机之类的大部分成像设备采用自动聚焦系统。自动聚焦系统被划分为使用相位差检测方案的自动聚焦系统和使用对比度检测方案的自动聚焦系统。相位差自动聚焦系统除了具有图像传感器之外还具有用于检测相位差的传感器。自动聚焦通过基于相位差检测传感器的输出来调节透镜而实现。相位差自动聚焦检测方案还需要反射镜。例如，在用于数码单反(Digital Single Lens Reflect1n, DSLR)相机的自动聚焦方案中，除了主反射镜之外还提供了用于将入射光引导至相位差检测传感器的子反射镜。基于相位差的自动聚焦是有利的，在于快速高性能的自动聚焦是可能的。然而，基于相位差的自动聚焦是高成本系统，这是因为它需要致力于基于相位差的自动聚焦的传感器和光学系统。相比之下，对比度检测方案的自动聚焦系统依赖于来自图像传感器的高频数据。这种自动聚焦的方法被称作为对比度自动聚焦。由于对比度自动聚焦不需要对于基于相位差的自动聚焦重要的信号处理电路和另外的传感器，所以对比度自动聚焦具有相对低的成本。然而，与基于相位差的自动聚焦相比，对比度自动聚焦较慢且较不准确。
技术实现思路
实施例涉及一种能够在没有相位差检测传感器和光学系统的情况下执行自动聚焦的图像传感器。根据一个实施例，一种图像传感器包括被布置成二维的像素，其中，至少一个像素包括:光电转换层，其形成在衬底中；第一滤色器层，其形成在光电转换层之上；以及第二滤色器层，其形成在第一滤色器层之上，并且限定关于光电转换层的光轴偏离中心形成的开口。所有的像素可以包括第一滤色器层，以及所有的像素或像素中的一些可以包括第二滤色器层。第一滤色器层和第二滤色器层中的每个包括选自红色过滤器、绿色过滤器和蓝色过滤器中的一个，且第一滤色器层和第二滤色器层具有彼此不同的滤色器。第一滤色器层和第二滤色器层中的每个包括选自青色过滤器、洋红色过滤器和黄色过滤器中的一个，且第一滤色器层和第二滤色器层具有彼此不同的滤色器。至少一个像素的第二滤色器层可以延伸至相邻像素的第一滤色器层的上部中。图像传感器还可以包括:中间层，其被设置在光电转换层和第一滤色器层之间；以及沟槽，其形成在中间层中对应于第一滤色器层和第二滤色器层彼此重叠的区域。中间层包括层间电介质层或衬底。第一滤色器层或第二滤色器层的全部或部分可以填充沟槽。图像传感器还可以包括:平坦化层，其被设置在第一滤色器层和第二滤色器层之上；以及微透镜，其被设置在平坦化层之上。微透镜的光轴和光电转换层的光轴可以在位于像素的中心处的像素中对准，以及从像素的中心至像素的边缘区域，微透镜的光轴和光电转换层的光轴彼此偏离。从像素的中心至像素的边缘区域，光电转换层的光轴可以被设置成比微透镜的光轴更向外。根据另一个实施例，一种图像传感器包括被布置成二维的像素，其中至少一个像素包括:光电转换层，其形成在衬底中；滤色器层，其形成在光电转换层之上；以及遮光过滤层，其形成在与滤色器层相同的层中，并且限定关于光电转换层的光轴偏离中心形成的开口。所有的像素包括滤色器层，以及像素的滤色器层中的每个与光电转换层的整体或部分重叠。滤色器层可以与所述光电转换层的部分重叠的像素包括与光电转换层的不同部分重叠的遮光过滤层。所述滤色器层可以包括选自红色过滤器、绿色过滤器、蓝色过滤器、青色过滤器、洋红色过滤器和黄色过滤器中的一个。遮光过滤层包括黑色过滤器或红外线截止过滤器。遮光过滤层包括选自层叠有红色过滤器、绿色过滤器、蓝色过滤器、青色过滤器、洋红色过滤器和黄色过滤器中的两个或更多个过滤器的层叠结构。图像传感器还可以包括:中间层，其被设置在光电转换层与滤色器和遮光过滤层之间；以及沟槽，其形成在与滤色器层或遮光过滤层相对应的中间层中。中间层可以包括层间电介质层或衬底。滤色器层或遮光过滤层的整体或部分可以填充沟槽。图像传感器还可以包括:平坦化层，其被设置在滤色器层和遮光过滤层之上；以及微透镜，其被设置在平坦化层之上。微透镜的光轴和光电转换层的光轴可以在位于像素的中心处的像素中对准，以及从像素的中心至像素的边缘区域，微透镜的光轴和光电转换层的光轴可以彼此偏离。从像素的中心至像素的边缘区域，光电转换层的光轴可以被设置成比微透镜的光轴更向外。【附图说明】图1说明了利用相位差检测像素来检测相位差。图2A和图2B是说明图1中的相位差的曲线图。图3说明了图1中的相位差检测像素。图4A和图4B说明了成像透镜和图3中所示的相位差检测像素的遮光掩模的位置之间的关系。图5说明了根据第一实施例的相位差检测像素；图6A和图6B说明了成像透镜和图5中所示的相位差检测像素中的开口的位置之间的关系。图7说明了根据第一实施例的修改实例的相位差检测像素。图8说明了根据第二实施例的相位差检测像素。【具体实施方式】以下将参照附图更详细地描述各种实施例。然而，本专利技术可以采用不同的形式来实施，且不应当被解释为局限于本文所列的实施例。更确切地，提供这些实施例使得本公开将充分且全面，并向本领域的技术人员充分地传达本专利技术的范围。在本公开中，相同的附图标记在本专利技术构思的各种附图和实施例中表示相同的部分。附图不一定按比例绘制，且在一些情况下，可以夸大比例以清楚地说明实施例的特征。当第一层被称作为在第二层“上”或在“衬底”上时，这不仅表示第一层直接形成在第二层或衬底上，还表示在第一层和第二层之间、或者第一层和衬底之间存在第三层的情况。以下实施例针对一种安装在自动聚焦系统上的图像传感器。更具体地，以下实施例描述了一种安装在利有相位差检测方案的自动聚焦系统上的图像传感器。实施例提供了可以在没有相位差检测传感器和光学系统的情况下执行基于相位差的自动聚焦的图像传感器。为实现此，实施例除了具有获取图像的图像像素之外，还具有能够检测相位差的多个相位差检测像素。在实施例中，被布置成二维的像素可以被划分为图像像素和相位差检测像素，或可以仅存在相位差检测像素(其也用作图像感测像素)。在描述根据实施例的图像传感器之前，将参照图1至图4来描述在相位差检测像素中检测相位差的原理。图1说明了利用相位差检测像素来检测相位差。图2A和图2B是描述图1中的相位差的曲线图。参见图1，需要像素R 15和像素L 16以利用相位差检测像素来检测相位差。经由成像透镜11进入的入射光穿通微透镜阵列14，并且被引导至包括光电转换层22 (在图3中示出)的像素R 15和像素L 16中。像素R 15和像素L 16包括限制来自成像透镜11的光瞳12和光瞳13的开口。开口通过限制来自成像透镜11的光瞳12和光瞳13的遮光掩模17和18来限定。在成像透镜11的光瞳12和13之中，来自设置在成像透镜11的光轴10之上的光瞳12的入射光被引导至像素L 16中，而来自设置在成像透镜11的光轴10之下的光瞳13的入射光被引导至像素R 15。像素R 15和像素L 16经由遮光掩模17和18限定的开口接收来自光瞳12和光瞳13被微透镜阵列1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：多个像素，其被布置成二维，其中，至少一个像素包括：光电转换层，其形成在衬底中；第一滤色器层，其形成在所述光电转换层之上；以及第二滤色器层，其形成在所述第一滤色器层之上，并且限定关于所述光电转换层的光轴偏离中心形成的开口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金相植，
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