包括具有低折射率的透射层的图像传感器制造技术

包括具有低折射率的透射层的图像传感器。提供了可以包括图像像素和相位差检测像素的图像传感器。所述图像像素可以包括：形成在基板中的图像光电二极管；形成在基板上方并且与图像光电二极管在竖直方向交叠的滤色器；以及滤色器上方的图像微透镜。所述相位差检测像素可以包括：形成在基板中的相位差检测光电二极管；形成在基板上方并且与相位差检测光电二极管在竖直方向交叠的透射层；形成在基板和透射层之间的引导图案；以及在透射层上方的相位差检测微透镜。透射层具有的折射率可以低于滤色器和相位差检测微透镜。

Image sensor including transmission layer with low refractive index

【技术实现步骤摘要】
包括具有低折射率的透射层的图像传感器
该专利文献中公开的技术和实现方式涉及图像传感器，包括含有图像像素和相位差检测像素的图像传感器。
技术介绍
随着最近信息通信行业的发展和电子装置的数字化，性能得以改善的图像传感器已被用于诸如数码相机、便携式摄像机、移动电话、PCS(个人通信系统)、游戏机、监控摄像头和医疗用微型相机这样的各种领域。
技术实现思路
各种实施方式涉及具有低折射率的图像传感器。各种实施方式涉及还包括具有低折射率的透射层的图像传感器。可以实现所公开技术的特定实现方式中的各种目的，并且所公开技术的应用不限于本专利文献中公开的特定实现方式或示例。在实施方式中，一种图像传感器可以包括：基板；图像像素，所述图像像素形成在所述基板中，以用于检测入射光从而提供光学图像信息；以及相位差检测像素，所述相位差检测像素形成在所述基板中并且位置与所述图像像素不同，以用于检测光从而提供针对由所述图像像素提供的所述光学图像信息的相位差信息。所述图像像素可以包括：图像光电二极管，所述图像光电二极管形成在所述基板中；滤色器，所述滤色器形成在所述基板上方并且与所述图像光电二极管在竖直方向交叠，以将所选择的特定颜色的光分别透射到对应的图像光电二极管；以及图像微透镜，所述图像微透镜在所述滤色器上方。所述相位差检测像素可以包括：相位差检测光电二极管，所述相位差检测光电二极管形成在所述基板中；透射层，所述透射层形成在所述基板上方以使光能够被光学透射，并且被图案化成分别与所述相位差检测光电二极管在竖直方向交叠；引导图案，该引导图案形成在所述基板和所述透射层之间并且被构造成光学不透明的，以用于遮挡入射到所述引导图案的光；以及相位差检测微透镜，该相位差检测微透镜形成在所述透射层上方，以将入射光分别导引到所述相位差检测光电二极管。所述透射层的折射率可以低于所述滤色器和所述相位差检测微透镜的折射率。在实施方式中，一种图像传感器可以包括：隔离图案，该隔离图案形成在基板中并且限定用于图像光电二极管和相位差检测光电二极管的区域；抗反射层，该抗反射层形成在所述基板上方；栅格图案，该栅格图案形成在所述抗反射层上方并且与所述隔离图案在竖直方向对准；滤色器和透射层，该滤色器和透射层形成在所述栅格图案之间的所述抗反射层上方，所述滤色器与所述图像光电二极管在竖直方向交叠并且所述透射层与所述相位差检测光电二极管在竖直方向交叠；外涂层，该外涂层在所述滤色器和所述透射层上方；以及微透镜，该微透镜在所述外涂层上方。所述透射层的折射率可以低于所述滤色器和所述微透镜。其它实施方式的细节被包括在具体实施方式和附图中。根据所公开技术的实施方式，由于相位差检测像素可以接收更多的光，因此能增加相位差检测效率。根据所公开技术的实施方式，由于图像像素可以接收更多的光，因此能增加光效率和分辨率。已在文本中描述了根据所公开技术的各种实施方式的其它优点。附图说明图1是示意性例示根据所公开技术的实施方式的图像传感器的示例的展示的框图。图2是例示根据所公开技术的实施方式的图像传感器的像素阵列的示例的展示的示意性布局图。图3A和图3B是例示根据所公开技术的实施方式的图像传感器的相位差检测像素块中的相位差检测像素的示例的展示的示意性布局图。图4A和图4B分别是沿着图3A的线I-I'和图3B的线II-II'截取的左相位差检测像素块和右相位差检测像素块的纵向截面图。图5A和图5B是有助于基于斯涅尔定律(Snell’sLaw)解释所公开技术的构思的示图的示例的展示。图6A和图6B是示意性例示光行进所遵循的路径根据左相位差检测像素和右相位差检测像素中的入射角而变化的纵向截面图。图7是例示根据所公开技术的实施方式的图像传感器的像素阵列的示例的展示的示意性布局图。图8A和图8B是根据所公开技术的实施方式的图像传感器的左相位差检测像素块和右相位差检测像素块的示意性纵向截面图。图9A和9B是有助于解释取决于分隔图案的折射率的光行进所遵循的路径的纵向截面图的示例的展示。图10是通过实验方式表明根据所公开技术的各种实施方式的根据图像传感器的左相位差检测光电二极管和右相位差检测光电二极管中接收的光的入射角的能量比率的曲线的示例的展示。图11A和图11B、图12A和图12B以及图13A和图13B是例示根据所公开技术的实施方式的图像传感器的相位差检测像素块中的相位差检测像素的示例的展示的示意性布局图。图14A和图14B分别是沿着图13A的线III-III'和图13B的线IV-IV'截取的根据所公开技术的实施方式的左相位差检测像素块和右相位差检测像素块的纵向截面图。图15是示意性例示根据所公开技术的实施方式的包括图像传感器的电子装置的示例的展示的示图。具体实施方式图像传感器阵列可以被设计成包括成像像素和相位差检测像素，其中，成像像素被设计和操作以捕获入射光从而将被拍摄对象或场景表现为彩色图像，并且相位差检测像素被设计和操作以捕获不同相位差检测像素处的入射光从而检测所捕获图像或场景的相位。可以使用这种相位信息来改善成像质量或操作，包括例如实现自动聚焦并且表现所捕获图像或场景的三维表示。在相位差检测像素的一些实现方式中，可以将两个不同的相位差检测像素配对，以获得可以被处理以用于测量所检测图像的距离差或相位的信号。所公开技术可以被实现为提供包括相位差检测像素和设置在相位差检测像素上方以用于提高相位差检测像素的光接收效率的结构的图像传感器。在如以下示例中例示的一些实现方式中，相位差检测像素上方的结构可以包括：图案化的光学透射层，该光学透射层具有比设置在图像像素上方的滤色器的折射率低的折射率；以及光学不透明的引导图案，该引导图案用于控制相位差检测像素的每个感光区域的光学接收孔径。在所公开技术中，在结合附图阅读以下的示例性实施方式之后，用于实现以上内容的优点、特征和方法将变得更清楚。所公开技术可以按照不同的形式来实施并且不应该被理解为限于本文中阐述的实施方式。在整个公开内容中，在本专利技术的各个附图和实施方式中，相似的附图标记表示相似的部分。在本说明书中，“透射层”可以意指用于使光透射或传递到感光元件的元件。因此，“透射层”可以包括用于透射或传递可见光的滤色器或透明层中的至少一个。图1是示意性例示根据所公开技术的技术精神的实施方式的图像传感器800的示例的展示的框图。参照图1，根据所公开技术的技术精神的实施方式的图像传感器800可以包括像素阵列810、相关双采样器(CDS)820、模数转换器(ADC)830、缓冲器840、行驱动器850、定时发生器860、控制寄存器870和斜坡信号发生器880，其中在像素阵列810中，多个像素布置成矩阵结构。像素阵列810可以包括多个像素块815，这多个像素块815布置成包括多列多行像素的矩阵结构。每个像素可以由响应于接收到的光而生成电信号的光电感测装置或电路来实现，该光电感测装置或电路包括例如光电二极管、光电晶体管、光电门或能够将光转换成像素信号(例如，电荷、电压或电流)的其它感光电路。多个像素块815中的每一个可以将光学图像信息转换成电图像信号，并且将电图像信号经过对应的列线发送到CDS820。多个像素块815中的每一个可以与一条行线和一条列线联接。CDS820可以对从像素阵列810内的像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：基板；图像像素，所述图像像素形成在所述基板中，以用于检测入射光从而提供光学图像信息，并且所述图像像素包括：图像光电二极管，所述图像光电二极管形成在所述基板中；滤色器，所述滤色器形成在所述基板上方并且与所述图像光电二极管在竖直方向交叠，以将所选择的特定颜色的光分别透射到对应的图像光电二极管；以及图像微透镜，所述图像微透镜在所述滤色器上方，以及相位差检测像素，所述相位差检测像素形成在所述基板中并且位置与所述图像像素不同，以用于检测光从而提供针对由所述图像像素提供的所述光学图像信息的相位差信息，并且所述相位差检测像素包括：相位差检测光电二极管，所述相位差检测光电二极管形成在所述基板中；透射层，所述透射层形成在所述基板上方以使光能够被光学透射，并且被图案化成分别与所述相位差检测光电二极管在竖直方向交叠；引导图案，所述引导图案形成在所述基板和所述透射层之间并且被构造成是光学不透明的，以用于遮挡入射到所述引导图案的光；以及相位差检测微透镜，所述相位差检测微透镜形成在所述透射层上方，以将入射光分别导引到所述相位差检测光电二极管，其中，所述透射层的折射率低于所述滤色器和所述相位差检测微透镜的折射率。...

【技术特征摘要】
2018.04.11 KR 10-2018-00421891.一种图像传感器，所述图像传感器包括：基板；图像像素，所述图像像素形成在所述基板中，以用于检测入射光从而提供光学图像信息，并且所述图像像素包括：图像光电二极管，所述图像光电二极管形成在所述基板中；滤色器，所述滤色器形成在所述基板上方并且与所述图像光电二极管在竖直方向交叠，以将所选择的特定颜色的光分别透射到对应的图像光电二极管；以及图像微透镜，所述图像微透镜在所述滤色器上方，以及相位差检测像素，所述相位差检测像素形成在所述基板中并且位置与所述图像像素不同，以用于检测光从而提供针对由所述图像像素提供的所述光学图像信息的相位差信息，并且所述相位差检测像素包括：相位差检测光电二极管，所述相位差检测光电二极管形成在所述基板中；透射层，所述透射层形成在所述基板上方以使光能够被光学透射，并且被图案化成分别与所述相位差检测光电二极管在竖直方向交叠；引导图案，所述引导图案形成在所述基板和所述透射层之间并且被构造成是光学不透明的，以用于遮挡入射到所述引导图案的光；以及相位差检测微透镜，所述相位差检测微透镜形成在所述透射层上方，以将入射光分别导引到所述相位差检测光电二极管，其中，所述透射层的折射率低于所述滤色器和所述相位差检测微透镜的折射率。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述相位差检测光电二极管包括左相位差检测光电二极管和右相位差检测光电二极管，其中，所述引导图案包括左引导图案和右引导图案，并且其中，所述左引导图案遮挡所述左相位差检测光电二极管的一部分，并且所述右引导图案覆盖所述右相位差检测光电二极管的一部分。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述透射层包含含有聚苯乙烯基树脂、聚酰亚胺基树脂、聚硅氧烷树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂或其共聚物树脂中的至少一种的聚合物材料。4.根据权利要求1所述的图像传感器，该图像传感器还包括：栅格图案，所述栅格图案形成在所述滤色器和所述透射层之间，其中，所述栅格图案和所述引导图案包含相同的光学不透明材料。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述栅格图案的侧表面与所述滤色器的下部和所述透射层的下部接触。6.根据权利要求4所述的图像传感器，该图像传感器还包括：分隔图案，所述分隔图案在所述栅格图案上方，其中，所述分隔图案的侧表面与所述滤色器的上部和所述透射层的上部接触。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述分隔图案的折射率低于所述滤色器的折射率。8.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述分隔图案包含硅氧化物。9.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述相位差检测像素还包括：掩盖区域和开口，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：都英雄，
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