具有相位检测自动聚焦像素的图像传感器制造技术

本申请案涉及具有相位检测自动聚焦像素的图像传感器。一种图像传感器像素阵列包括用于收集图像信息的多个图像像素单元和用于收集相位信息的多个相位检测自动聚焦PDAF像素单元。所述PDAF像素单元中的每一个包含分别被两个微透镜覆盖的两个第一图像传感器像素。所述图像像素单元中的每一个包含彼此相邻的四个第二图像传感器像素，其中所述第二图像传感器像素中的每一个被单个微透镜覆盖。涂层安置于所述第一微透镜上并且形成跨整个图像传感器像素阵列的平坦表面。PDAF微透镜形成于所述涂层上以覆盖所述第一图像传感器像素。涂层上以覆盖所述第一图像传感器像素。涂层上以覆盖所述第一图像传感器像素。

【技术实现步骤摘要】
具有相位检测自动聚焦像素的图像传感器
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案是2018年06月25日申请的美国专利申请案序列号第16/017,566号的部分继续申请案。


[0003]本公开大体涉及半导体图像传感器，并且确切地说但非排它地，涉及具有微透镜(ML)相位检测自动聚焦(PDAF)像素的图像传感器。

技术介绍

[0004]图像传感器已变得随处可见。其广泛用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全性相机，以及医学、汽车和其它应用。例如自动聚焦和三维(3D)成像的一些应用可能需要电子装置提供立体和/或深度感测能力。这类图像传感器装置通常包含在单个图像传感器中的图像像素和相位检测自动聚焦(PDAF)像素两者。通过这种类型的布置，相机可以使用芯片上PDAF像素以聚焦图像而不需要单独的相位检测传感器。在典型的布置中，PDAF像素都具有相同色彩并且连续布置在像素阵列中的行中。当PDAF像素以此方式布置时，光学串扰变成问题。举例来说，绿色图像像素与绿色PDAF像素之间的光学串扰和绿色图像像素与红色图像像素之间的光学串扰相比可以是更加难以校正的。因此，所期望的是提供具有较少光学串扰的改进的PDAF像素。

技术实现思路

[0005]在一个方面中，本申请案提供一种图像传感器像素阵列，其包括：多个图像像素，其用于收集图像信息；和多个相位检测自动聚焦(PDAF)像素单元，其用于收集相位信息，其中：所述PDAF像素单元中的每一个大致被所述图像像素环绕；所述PDAF像素单元中的每一个包含至少一个PDAF像素，其中：所述PDAF像素包含安置于半导体衬底中的第一光电二极管(PD)，且第一微透镜覆盖所述PDAF像素；所述图像像素包含安置于所述半导体衬底中的第二PD，且第二微透镜覆盖所述图像像素，其中：所述第一PD与所述第二PD相同，且所述第一微透镜与所述第二微透镜相同；和涂层，其安置于所述第一微透镜和所述第二微透镜两者上，其中所述涂层形成跨所述图像传感器像素阵列的平坦表面；PDAF微透镜，其安置于所述涂层上，其中所述PDAF微透镜覆盖PDAF像素单元。
[0006]在另一方面中，本申请案另外提供一种用于制造图像传感器的方法，其包括：在图像传感器像素阵列上形成微透镜阵列，其中所述图像传感器像素阵列包括：多个图像像素单元，其用于收集图像信息；和多个相位检测自动聚焦(PDAF)像素单元，其用于收集相位信息；在所述微透镜阵列上形成涂层；平坦化跨所述微透镜阵列的所述涂层的表面；在所述涂层上形成PDAF微透镜，其中所述PDAF微透镜覆盖PDAF像素单元。
附图说明
[0007]参考以下图式描述本专利技术的非限制性且非穷尽性的实例，其中除非另外规定，否则在各视图通篇中相同的附图标记指代相同的部分。
[0008]图1是根据本专利技术的实施例的具有PDAF像素和图像像素两者的图像传感器像素阵列的俯视图。
[0009]图2是根据本专利技术的实施例的沿A-A'方向的图1中的图像传感器像素阵列的横截面图。.
[0010]图3是根据本专利技术的实施例的沿A-A'方向的图1中的图像传感器像素阵列的横截面图。
[0011]图4是根据本专利技术的实施例的沿A-A'方向的图1中的图像传感器像素阵列的横截面图。
[0012]图5是根据本专利技术的实施例的沿A-A'方向的图1中的图像传感器像素阵列的横截面图。
[0013]图6根据本专利技术的实施例类似于图1。
[0014]图7是根据本专利技术的实施例的沿B-B'方向的图6中的图像传感器像素阵列的横截面图。
[0015]图8根据本专利技术的实施例类似于图7。
[0016]图9是根据本专利技术的实施例的沿B-B'方向的图6中的图像传感器像素阵列的横截面图。
[0017]对应参考标号贯穿图式的数个视图指示对应组件，本领域技术人员应了解，图中的元件为简单和清晰起见进行说明且不必按比例绘制。举例来说，图中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件夸示以有助于改进对本专利技术的各种实施例的理解。并且，通常未描绘在商业可行的实施例中有用或必需的常见但众所周知的元件，以便呈现本专利技术的这些各种实施例的遮挡较少的视图。
具体实施方式
[0018]本文中描述了用于具有PDAF像素和图像像素两者的图像传感器的设备和方法的实例。在以下描述中，陈述众多具体细节以提供对实例的透彻描述。然而，相关领域的技术人员将认识到，可在没有所述具体细节中的一或多个的情况下或通过其它方法、组件、材料等实践本文中所描述的技术。在其它例子中，未示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作以便避免混淆某些方面。
[0019]在本说明书通篇中参考“一个实例”或“一个实施例”意味着结合实例描述的特定特征、结构或特性包含于本专利技术的至少一个实例中。因此，贯穿本说明书在不同位置中出现的短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”未必都是指同一个实例。此外，所述特定特征、结构或特性可在一个或多个实例中组合。
[0020]在本说明书通篇中，使用若干技术术语。除非本文中明确定义，或其使用情境将明显另外表明，否则这些术语将采用其在它们所出现的领域中的普通含义。应注意，元件名称和符号在本文中可互换使用(例如Si与硅)；然而，两者具有相同含义。
[0021]图1是根据本专利技术的实施例的包括用于收集图像信息的多个图像像素单元102和
用于收集相位信息的多个相位检测自动聚焦(PDAF)像素单元101的图像传感器像素阵列100的俯视图。PDAF像素单元101中的每一个包含两个第一图像传感器像素，其彼此相邻并且通过跨整个图像传感器像素阵列分布以通过各种角度响应采集相位信息的二乘一图案布置。图像像素单元102中的每一个包含四个第二图像传感器像素，其彼此相邻并且通过跨整个图像传感器像素阵列重复以采集图像信息的二乘二图案布置。第一图像传感器像素中的每一个包含安置在半导体衬底212中的第一光电二极管(PD)。第二图像传感器像素中的每一个包含安置在半导体衬底212中的第二PD，其中第二PD可以与第一PD相同。PDAF像素单元101中的每一个可以基本上或完全地被图像像素单元102围绕。
[0022]如图1中所描绘，图像传感器像素阵列100还包含彩色滤光器阵列。标记有R的第一图像传感器像素和第二图像传感器像素中的任何一个包含红色滤光器，标记有G的第一图像传感器像素和第二图像传感器像素中的任何一个包含绿色滤光器，并且标记有B的第一图像传感器像素和第二图像传感器像素中的任何一个包含蓝色滤光器。图像像素单元102中的彩色滤光器是拜耳马赛克图案，其包含布置在一条对角线上的二个绿色第二图像像素和布置在另一条对角线上的一个红色第二图像像素和一个蓝色第二图像像素。图1中的红色、绿色和蓝色滤光器的使用仅仅是说明性的。如果需要，那么彩色滤光器图案也可包含宽带滤光器。举例来说，每个二乘二图像像素单元102可包含具有宽带滤光器的一个像素。一般来说，任何合适的彩色滤光器图案和任何合适的类型的彩色滤光器可以用于图像传感器像素阵列100中。作为图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器像素阵列，其包括：多个图像像素，其用于收集图像信息；和多个相位检测自动聚焦PDAF像素单元，其用于收集相位信息，其中：所述PDAF像素单元中的每一个大致被所述图像像素环绕；所述PDAF像素单元中的每一个包含至少一个PDAF像素，其中：所述PDAF像素包含安置于半导体衬底中的第一光电二极管PD，且第一微透镜覆盖所述PDAF像素；所述图像像素包含安置于所述半导体衬底中的第二PD，且第二微透镜覆盖所述图像像素，其中：所述第一PD与所述第二PD相同，且所述第一微透镜与所述第二微透镜相同；和涂层，其安置于所述第一微透镜和所述第二微透镜两者上，其中所述涂层形成跨所述图像传感器像素阵列的平坦表面；PDAF微透镜，其安置于所述涂层上，其中所述PDAF微透镜覆盖PDAF像素单元。2.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其中所述涂层的折射率低于所述第一微透镜和所述第二微透镜的折射率。3.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其中所述PDAF微透镜的折射率低于所述涂层的折射率。4.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其另外包括：第一层间介电层，其安置于所述半导体衬底上；彩色滤光器阵列，其安置于所述第一层间介电层上；第二层间介电层，其安置于所述彩色滤光器阵列上。5.根据权利要求4所述的图像传感器像素阵列，其中所述第二层间介电层的折射率不低于所述第一微透镜和所述第二微透镜的折射率。6.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其中PDAF像素单元包含彼此相邻布置以形成2
×
1图案的两个PDAF像素。7.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其中PDAF像素单元包含彼此相邻布置以形成2
×
2图案的四个PDAF像素。8.根据权利要求6所述的图像传感器像素阵列，其中所述PDAF微透镜覆盖所述PDAF像素单元的PDAF像素两者。9.根据权利要求8所述的图像传感器像素阵列，其中所述PDAF像素单元的所述PDAF像...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭进宝，陆震伟，高邵凡，艾群咏，钱胤，戴森，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：