具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器的制作方法

1.本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说而非排他地，涉及cmos图像传感器及其应用。


背景技术：

2.图像传感器已变得无处不在且现在广泛用于数码相机、蜂窝电话、监控摄像头，以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器被集成到更广泛的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如，分辨率、功耗、动态范围等)增强其功能性、性能指标及其类似者。
3.典型的图像传感器响应于从外部场景反射的图像光入射在图像传感器上而操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分并在吸收图像光之后生成图像电荷。像素中的每一者的图像电荷可经测量为每一光敏元件的输出电压，其依据入射图像光而变化。换句话说，所生成的图像电荷的量与用于产生表示外部场景的数字图像(即，图像数据)的图像光的强度成比例。


技术实现要素：

4.在一个方面中，本技术案提供一种图像传感器的多像素检测器，所述多像素检测器包括：第一光电二极管区域，其安置在半导体衬底内以形成第一像素；第二光电二极管区域，其安置在所述半导体衬底内以形成相邻于与所述第一像素的第二像素；部分隔离结构，其在所述第一光电二极管区域与所述第二光电二极管区域之间从所述半导体衬底的第一侧朝向所述半导体衬底的第二侧延伸，且其中所述第一光电二极管区域与所述第二光电二极管区域之间的所述部分隔离结构的横向部分的长度小于所述第一光电二极管区域的横向长度。
5.在另一方面中，本技术案提供一种包含多个重复单元的图像传感器，包含在所述多个重复单元中的每一重复单元包括：第一象限，其包含多像素检测器以收集用于相位检测自动聚焦的相位信息，其中所述多像素检测器包含：深沟槽隔离结构，其形成所述第一象限的周边边界；第一光电二极管区域、第二光电二极管区域、第三光电二极管区域及第四光电二极管区域，其经共同布置为两行与两列以形成由所述深沟槽隔离结构横向包围的像素的二乘二阵列；及多指隔离结构，其包含四个部分隔离结构，每一者安置在包含在像素的所述二乘二阵列中的相邻光电二极管区域的相应对之间，且其中所述四个部分隔离结构中的每一者从所述深沟槽隔离结构朝向像素的所述二乘二阵列的中心延伸而彼此不直接接触。
附图说明
6.参考以下附图描述本发明的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有指定，否则类似参考符号贯穿各种视图指代类似部分。在适当的情况下并非元件的所有例项都必须进行标记，以免使图混乱。图不一定需要按比例，而是强调说明所描述的原理。
7.图1a说明根据本公开的教示的具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器的俯视图。
8.图1b说明根据本公开的教示的包含在具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器中的重复单元的俯视图。
9.图1c说明根据本公开的教示的包含在多像素检测器中的部分隔离结构的放大俯视图。
10.图1d到1e说明根据本公开的教示的具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器的部分横截面图。
11.图2a说明根据本公开的教示的具有多像素检测器而不具有部分隔离结构的图像传感器的部分横截面图。
12.图2b说明根据本公开的教示的相对于不具有部分隔离结构的多像素检测器的曝光时间的角度可选择性。
13.图3a说明根据本公开的教示的具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器的俯视图，所述部分隔离结构具有基于在图像传感器内的相对位置的变化横向长度。
14.图3b说明根据本公开的教示的具有多像素检测器、部分隔离结构及偏移共用微透镜的图像传感器的俯视图。
15.图4是根据本公开的教示的包含具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器的成像系统的功能框图。
具体实施方式
16.设备及系统的实施例各包含或以其它方式涉及具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器。在以下描述中，阐述许多特定细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可在没有一或多个特定细节的情况下或用其它方法、组件、材料等实践本文中所描述的技术。在其它情况下，未详细地展示或描述众所周知的结构、材料或操作以避免模糊某些方面。
17.贯穿本说明书对“一项实施例”或“一个实施例”的引用意指结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明的至少一项实施例中。因此，短语“在一项实施例中”或“在一个实施例中”在贯穿本说明书的各个地方出现并不一定都是指同一实施例。此外，可在一或多个实施例中以任何合适的方式组合特定特征、结构或特性。
18.贯穿本说明书，使用本领域的若干术语。这些术语将具有其在其所属领域中的普通含义，除非本文中明确定义或其使用的上下文另外清楚地表明。应注意，元素名称及符号可贯穿本文档互换地使用(例如，si对硅)；然而，两者具有相同的含义。
19.本文所描述的实施例利用具有可包含多个重复单元的架构的图像传感器，所述重复单元中的每一者经结构化以包含多像素检测器以收集代表外部场景的入射光的相位信息(例如，用于相位检测自动聚焦)。在一些实施例中，所述多像素检测器可包含多个光电二极管区域，所述多个光电二极管区域经布置为行与列以形成像素的二乘二阵列。有利地，所述多像素检测器包含安置在像素的二乘二阵列的光电二极管区域之间的一或多个部分隔离结构，此提供改进的光灵敏度及角度可选择性。总的来说，给定的像素的二乘二阵列的部分隔离结构可被称为多指隔离结构。在一些实施例中，给定多指隔离结构的指(即，个别部
分隔离结构)的横向长度可经调整以使整个图像传感器中的多像素检测器的角度可选择性均匀化，此可用于在变化的照明条件下改进相位检测自动聚焦。在相同或其它实施例中，像素的二乘二阵列中的每一者可分别与共用微透镜对准，所述共用微透镜具有取决于在图像传感器内的位置的可变偏移度，以进一步调整(即均匀化)包含在图像传感器中的多像素检测器的角度可选择性及光灵敏度。
20.图1a到1e说明包含多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器100的代表性视图。应理解，图1a到1e中呈现的视图可省略图像传感器100的某些元件以避免模糊本公开的细节。换句话说，并非图像传感器100的所有元件都可在图1a到1e中的个别者内被标记、说明或以其它方式展示。应进一步理解，在一些实施例中，图像传感器100可能不一定包含图1a到1e中所展示的所有元件。此外，还应注意，图1a到1e中的图像传感器100的各种视图或部分视图是相对于由轴x、y及z形成的坐标系195所说明的，其中x
‑
y平面平行于半导体衬底101的平面化的第一侧150(例如，如图1d到1e中所示)。
21.图1a说明根据本公开的教示的具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器100的俯视图100
‑
a。图像传感器100包含安置在半导体衬底101(例如，硅晶片)内的多个重复单元103。每一重复单元包含至少部分地由安置在半导体衬底101内的光电二极管区域105形成的阵列(例如，四行与四列)中布置的像素。光电二极管区域105是已被掺杂或以其它方式改性以促进用于光感测的图像电荷(例如，响应于入射光的量级或强度成比例地生成的累积电荷)的生成的半导体衬底101的区域。更明确来说，图像电荷可经提取或以其它方式(例如，通过读出电路系统)测量以用于收集相位差信息、生成代表外部场景的图像及其类似者。
22.图像传感器100的重复单元103以规则、重复方式(例如，作为重复单元的阵列)定位在半导体衬底101内，以共同形成图像传感器100。应理解，图像传感器100的每一重复单元可包含用于收集相位信息的多像素检测器及用于图像生成的多个图像像素(例如，参见图1b)。然而，在其它实施例中，其它重复单元(例如，不具有多像素检测器的重复单元)也可包含在图像传感器100中。换句话说，图像传感器100内的多像素检测器的数量可根据目标规格定制。因此，应理解，在一些实施例中，所说明的重复单元103可为图像传感器100的最小重复单元。然而，根据本公开的教示，图像传感器100的所说明的实施例不应被认为是限制性的，且可利用其它配置或架构。此外，应理解，可省略某些元件以避免模糊本公开的某些方面。例如，包含在图1a中的图像传感器100的所说明的实施例可进一步包含一或多个微透镜、彩色滤光片、金属网格、电路系统及其类似者，其为了明确起见被省略。
23.图1b说明根据本公开的教示的包含在图1a的图像传感器100中的重复单元103的俯视图。图1b中的重复单元103的所说明的视图可代表沿坐标系195的x
‑
y平面包含在图像传感器100中的每一重复单元。重复单元103包含第一象限107、第二象限109、第三象限111及第四象限113，每一者包含布置为行与列以形成像素的二乘二阵列的多个光电二极管区域105(例如，105
‑
1、105
‑
2、105
‑
3及105
‑
4)。应理解，可相对于给定的光电二极管区域105参考每一像素。例如，可相对于光电二极管区域105
‑
1参考包含在第一象限107中的第一像素。给定像素可被定义为能够响应于入射光而生成图像电荷的图像传感器100的元件；图像电荷能够被测量或以其它方式量化，例如，以与入射到给定像素上的光的强度或功率成比例的电压及/或电流测量的形式。
24.在所说明的实施例中，第一象限107形成包含在能够收集入射光的相位信息的图像传感器(例如，用于相位检测自动聚焦的传感器)中的多像素检测器。第一象限107包含第一光电二极管区域105
‑
1、第二光电二极管区域105
‑
2、第三光电二极管区域105
‑
3及第四光电二极管区域105
‑
4，每一者形成共同形成多像素检测器的相应的第一像素、第二像素、第三像素及第四像素。基于光电二极管区域105的布置，第一像素(即，光电二极管区域105
‑
1)与第二像素(即，光电二极管区域105
‑
2)及第四像素(即，光电二极管区域105
‑
4)横向相邻，第二像素与第一像素及第三像素(即，光电二极管区域105
‑
3)横向相邻，第三像素与第四像素及第二像素横向相邻，且第四像素与第三像素及第一像素横向相邻。应理解，术语“横向”或“横向地”是指与坐标系195的x
‑
y平面基本上平行的方向。此外，应注意，第一像素与第三像素彼此对角相邻。类似地，第二与第四像素彼此对角线相邻。
25.如图1b中所说明，第一象限107的光电二极管区域105被深沟槽隔离结构115共同地横向包围。应理解，深沟槽隔离结构115形成界定第一象限107的周边边界。多像素检测器进一步包含多指隔离结构，所述多指隔离结构包含耦合到(例如，直接接触)深沟槽隔离结构107且安置在相邻光电二极管区域105之间(例如，第一部分隔离结构117沿坐标系195的z轴安置在第一光电二极管区域105
‑
1与光电二极管区域105
‑
2之间)的四个指(例如，部分隔离结构117、119、121及123)。应理解，部分隔离结构117、119、121及123是共同互连结构的部分(例如，部分隔离结构117、119、121及/或123中的一或多者从深沟槽隔离结构115延伸)。在一个实施例中，部分隔离结构117、119、121及123中的一或多者从深沟槽隔离结构115朝向多像素检测器的中心点或区域(例如，位于光电二极管区域105
‑
1、105
‑
2、105
‑
3与105
‑
4之间的中心的区域)横向延伸，但不延伸到中心点或区域中。换句话说，部分隔离结构117、119、121与123彼此不直接接触。在另一实施例中，部分隔离结构117、119、121及123可不从深沟槽隔离结构115延伸(例如，半导体衬底的一部分可安置在部分隔离结构与深沟槽隔离结构之间)。
26.在一个实施例中，部分隔离结构对可彼此平行及/或彼此垂直。例如，部分隔离结构117及121沿着第一共同方向(例如，平行于x轴的方向)定向，而部分隔离结构119及123沿着垂直于第一共同方向的第二共同方向(例如，平行于y轴的方向)定向。在所说明的实施例中，部分隔离结构117、119、121及123中的每一者具有共同横向长度(例如，在x
‑
y平面中横穿的距离)。然而，在其它实施例中，部分隔离结构117、119、121及123中的一或多者可具有不同的横向长度(例如，部分隔离结构117可具有小于部分隔离结构119、121及123的横向长度的横向长度)。
27.重复单元103的其它象限(例如，第二象限109、第三象限111及第四象限113)每一者包含图像像素的二乘二阵列(例如，由相应象限内的光电二极管区域105界定)。图像像素中的每一者与个别微透镜及彩色滤光片光学耦合以生成外部场景的图像。例如，象限109、111及113每一者可分别具有红色、绿色及蓝色彩色滤光片，所述彩色滤光片可提供外部场景的一部分的颜色及强度信息。
28.图1c说明根据本公开的教示的包含在图1b中所展示的第一象限107的多像素检测器中的部分隔离结构的放大俯视图。更明确来说，图1c是以坐标系195的x
‑
y平面定向的多像素检测器的视图，并包含安置在半导体衬底101内的第一光电二极管区域105
‑
1、第二光电二极管区域105
‑
2、深沟槽隔离结构115、第一部分隔离结构117、第二部分隔离结构119，
及第三部分隔离结构123。
29.如所说明，第一光电二极管区域105
‑
1安置为相邻于第二光电二极管区域105
‑
2。第一部分隔离结构117安置在第一光电二极管区域105
‑
1与第二光电二极管区域105
‑
2之间。安置在第一光电二极管区域105
‑
1与第二光电二极管区域105
‑
2之间的第一部分隔离结构117的横向部分的长度133小于第一光电二极管区域105
‑
1的横向长度131。更明确来说，第一光电二极管区域105
‑
1、第二光电二极管区域105
‑
2及第一部分隔离结构117定位在半导体衬底101中，使得沿着第一方向aa’取得的多像素检测器的第一横截面延伸穿过第一光电二极管区域105
‑
1、第二光电二极管区域105
‑
2及第一部分隔离结构117，而沿着平行于第一方向aa’的第二方向bb’取得的多像素检测器的第二横截面延伸穿过第一光电二极管区域105
‑
1及第二光电二极管区域105
‑
2，但不穿过第一部分隔离结构117。
30.应理解，部分隔离结构117与深沟槽隔离结构115两者的临界尺寸可为相同的(例如，0.2μm)或不同的。临界尺寸可称为宽度或厚度，并可对应于由元件垂直于所述元件的纵向横穿的距离。例如，部分隔离结构117的临界尺寸可对应于部分隔离结构117在垂直于部分隔离结构117的纵向(即，坐标系195的x轴的方向)的坐标系195的y轴的方向上横穿的距离。
31.图1d及1e分别说明根据本公开的教示的图1b中所展示的图像传感器100的沿着线a
‑
a’的部分截面图100
‑
aa’及沿着线b
‑
b’的部分截面图100
‑
bb’。更明确来说，说明重复单元103的第一象限107及第二象限109沿坐标系195的y
‑
z平面的代表性横截面图。第一象限107包含能够收集外部场景的相位信息(例如，用于相位检测自动聚焦)的多像素检测器151，而第二象限109包含用于使外部场景成像的一组相邻图像像素(包含图像像素153
‑
1及153
‑
2)。
32.第一象限107的多像素检测器151包含光电二极管区域105、深沟槽隔离结构115、部分隔离结构117、彩色滤光片139、共用微透镜141及金属网格145。部分隔离结构117在第一光电二极管区域105
‑
1与第二光电二极管区域105
‑
2之间从半导体衬底101的第一侧135朝向半导体衬底的第二侧137延伸(即，在坐标系195的z轴方向上)。深沟槽隔离结构115(例如，深沟槽隔离结构115
‑
3及/或115
‑
4的部分)及部分隔离结构117分别从半导体衬底101的第一侧135(例如，背侧)朝向半导体衬底101的第二侧137(例如，前侧)延伸第一深度及第二深度。如所说明，第一深度基本上相等于第二深度，因为深沟槽隔离结构115与部分隔离结构117在沿z轴的方向上延伸相等深度到半导体衬底101中。
33.多像素检测器151的共用微透镜141与包含在第一象限107中的光电二极管区域105中的每一者(例如，图1b中所说明的重复单元103中的第一象限107的第一光电二极管区域105
‑
1、105
‑
2、105
‑
3及105
‑
4)及个别彩色滤光片139(例如，绿色彩色滤光片)光学对准。更明确来说，共用微透镜141经塑形以将入射光引导通过彩色滤光片139朝向包含在第一象限107中的光电二极管区域105。入射到多像素检测器151的光电二极管区域105上的光生成可以电压或电流测量的形式量化的图像电荷。可比较在多像素检测器151中的相邻像素之间获得的测量以收集或以其它方式确定相位信息(例如，用于自动聚焦)。
34.如所说明，部分隔离结构117在多像素检测器151中的第一光电二极管区域105
‑
1与第二光电二极管区域105
‑
2之间横向延伸(例如，平行于坐标系195的x轴的方向)。然而，如图1e的视图100
‑
bb’中所展示，部分隔离结构不延伸跨越第一光电二极管区域105
‑
1及第
二光电二极管区域105
‑
2的整个长度。部分隔离结构的长度(例如，在用于部分隔离结构117的x轴的方向上横穿的距离)经定制以提供光灵敏度与可选择性之间的平衡。部分隔离结构可减轻或减小相邻光电二极管区域之间(例如，光电二极管区域105
‑
1与105
‑
2之间)的电串扰(例如，发晕)。在一些实施例中，部分隔离结构还可部分地衰减及/或反射入射光。
35.第二象限109包含图像像素153
‑
1及153
‑
2，所述图像像素153
‑
1及153
‑
2可与包含在第二象限中的其它图像像素基本上类似或相同(例如，如图1b中所说明，第二象限109包含图像像素的二乘二阵列)。如所说明，每一图像像素153包含与光电二极管区域光学对准的个别微透镜(例如，微透镜143
‑
1与第二象限109的光电二极管区域105
‑
1光学对准)。微透镜中的每一者(例如，共用微透镜141及/或个别微透镜143)可由聚合物(例如，聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷等)或其它材料形成，且经塑形以具有用于会聚、分散或以其它方式引导入射到微透镜上的光穿过多个彩色滤光片139中的对应光学对准者到多个光电二极管区域105中的相应者的光学功率。
36.彩色滤光片139具有相应的光谱光响应，其描述彩色滤光片透射的电磁光谱的部分(例如，彩色滤光片139
‑
r透射“红”光，同时反射或衰减“红”色之外的电磁光谱的部分)。安置在彩色滤光片139之间的是金属网格145，所述金属网格145分离具有不同光谱光响应的彩色滤光片并将入射到金属网格145上的光反射朝向相邻的光电二极管区域105。
37.应理解，当相对于图1a到1c查看图1d或1e时，给定重复单元103中的多像素检测器151被包含在给定重复单元103及相邻重复单元中的多个图像像素153横向包围。因此，给定重复单元的共用微透镜151也被包含在给定重复单元及相邻重复单元中的个别微透镜143横向包围。
38.参考回图1b，应理解，每一重复单元103包含不同的彩色滤光片以生成外部场景的“全色”图像。例如，第一象限107、第二象限109、第三象限111及第四象限113的彩色滤光片可分别具有绿色、红色、绿色及蓝色的光谱光响应，以生成外部场景的一部分的“全色”信息。在一些实施例中，仅利用具有图像像素的给定重复单元的象限(即，不是多像素检测器)来生成图像信息。然而，在其它实施例中，所有象限可用于收集图像信息(例如，除了不同图像获取步骤期间的所提供相位信息之外，多像素检测器可提供图像信息)。应理解，根据本公开的实施例，除了四拜耳(即，bggr)之外，可利用不同的彩色滤光片图案。
39.应理解，图1a到1e的图像传感器100可通过所属领域的一般技术人员已知的半导体装置处理及微制造技术来制造。在一个实施例中，图像传感器100的制造可包含提供半导体衬底(例如，具有前侧及背侧的硅晶片)，经由光刻在半导体材料的前侧上形成掩模或模板(例如，自经固化光致抗蚀剂形成)以提供半导体材料的前侧的多个曝光区域，掺杂(例如，经由离子植入、化学气相沉积、物理气相沉积及其类似者)半导体材料的曝光部分以形成从半导体衬底101的前侧135延伸到半导体衬底101中的多个光电二极管区域105，移除掩模或模板(例如，通过用溶剂溶解经固化光致抗蚀剂)并平坦化(例如，经由化学机械平坦化或抛光)半导体衬底101的前侧。在相同或另一实施例中，光刻可类似地用于形成多个彩色滤光片139(例如，经由具有期望的光谱光响应的经固化着色聚合物)、多个共用微透镜141、多个个别微透镜143(例如，从主模或模板形成的具有目标形状及大小的基于聚合物的微透镜)、金属网格145、深沟槽隔离结构115及部分隔离结构117。应注意，深沟槽隔离结构及部分隔离结构可通过将沟槽蚀刻到半导体衬底101中，且然后用形成对应结构的目标材料(例
如，一或多个电介质材料，例如二氧化硅)填充沟槽来形成。在一些实施例中，经形成用于深沟槽隔离结构115及/或部分隔离结构117的沟槽可用一或多个电介质材料(例如，二氧化硅)加衬，且然后用另一种材料(例如，未掺杂多晶硅)进一步填充。应理解，所描述的技术仅为展示性的而非穷尽性的，且可利用其它技术来制造图像传感器100的一或多个组件。
40.图2a说明根据本公开的教示的具有多像素检测器251而不具有部分隔离结构的图像传感器的部分横截面图。多像素检测器包含半导体衬底201、第一光电二极管区域205
‑
1、第二光电二极管区域205
‑
2、深沟槽隔离结构215、彩色滤光片239、共用微透镜241及金属网格245。值得注意的是，多像素检测器251可相当于图1d及1e中所说明的多像素检测器151，除了多像素检测器251不包含部分隔离结构(例如，图1d的部分隔离结构117)以外。通过省略部分隔离结构，多像素结构251以相对于曝光时间的角度可选择性为代价增加光电二极管区域的光灵敏度。
41.图2b说明根据本公开的教示的图2a中所展示的不具有部分隔离结构的多像素检测器251的相对于曝光时间的角度可选择性。更明确来说，图2b展示针对第一曝光时间(例如，曲线图270)及第二曝光时间(例如，曲线图280)的以任意单位表示的相对于入射光角度(即，图2a所说明的θ)的像素响应时间。曲线图270及280的y轴是像素响应，其对应于与相邻光电二极管区域(例如，光电二极管区域205
‑
1及205
‑
2)相关联的经测量信号(例如，电压或电流测量)。曲线图270及280的x轴对应于如图2a中所展示的入射光角度，其中θ是自多像素检测器的法线测量的入射光角度。曲线图270及290的实线及虚线分别对应于右光电二极管区域(例如，图2a的光电二极管区域205
‑
2)及左光电二极管区域(例如，图2a的光电二极管区域205
‑
1)。
42.参考回图2b，曲线图270的第一曝光时间大于曲线图280的第二曝光时间。在所说明的实施例中，第一及第二曝光时间分别对应于大约0.5秒及0.07秒持续时间。然而，应理解，可利用用于自动聚焦或收集相位信息的其它曝光持续时间。如通过比较曲线图270与280所展示，较长的曝光时间导致不太明确界定的像素响应峰值，这指示相对于较短曝光时间减小的角度可选择性。应进一步理解，可进一步基于多像素检测器在图像传感器内的位置，影响包含在多像素检测器中的相邻光电二极管区域的相对于曝光时间的角度可选择性的变化。例如，位于图像传感器上的中心的多像素检测器可具有相对于位于图像传感器的外边缘附近的多像素检测器的不同度的角度可选择性。
43.然而，取决于照明条件，可能期望利用不同的曝光时间用于自动聚焦。例如，在弱光条件下，可能期望使用相对于正常照明条件更长的曝光时间用于收集相位信息。因此，在一些实施例中，可能期望减轻图像传感器的多像素检测器的角度可选择性相对于曝光时间及/或多像素检测器在图像传感器内的位置的变化。如本公开的实施例中所展示(例如，参见图3a及3b)，可通过调整多像素检测器的多指隔离结构中的一或多个部分隔离结构的长度、偏移共用微透镜或其组合，跨越图像传感器对角度可选择性的变化进行归一化。
44.图3a说明根据本公开的教示的具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器300的俯视图，所述部分隔离结构具有基于在图像传感器300内的相对位置的变化横向长度。图像传感器300是在图1a到1e中说明的图像传感器100的变化，其经修改以在整个图像传感器300内具有相对于曝光时间的对入射光的基本上均匀角度可选择性(例如，针对第一曝光时间及第二曝光时间，用于每一重复单元303的角度可选择性基本上类似)。
45.图3a的图像传感器300包含多个重复单元303，每一者包含第一象限307，所述第一象限307包含能够收集相位信息的多像素检测器，此类似于图1b到1e中描述的第一象限107。一个区别是，基于在图像传感器300内的位置调整包含在多个重复单元303中的每一者中的一或多个部分隔离结构312(即，图3a中由虚线圆标注的部分隔离结构)的横向长度，使得多个重复单元303中的每一者的多像素检测器在整个图像传感器300内具有相对于曝光时间的对入射光的基本上相等的角度可选择性。例如，由虚线圆标注的部分隔离结构312具有小于包含在对应重复单元303中的其它部分隔离结构的横向长度的横向长度。参考重复单元303
‑
l的第一象限307(即，多像素检测器)，部分隔离结构312的横向长度小于其它部分隔离结构(例如，包含在重复单元303
‑
l的多像素检测器中的未标注的第二、第三及第四部分隔离结构)中的至少一者的对应横向长度。
46.此外，应注意，部分隔离结构的横向长度可跨越整个图像传感器300按行及按列迭代地变化。换句话说，当给定的重复单元的位置在图像传感器300内从最外位置移动到最中心位置时，重复单元的经调整部分隔离结构312的横向长度可增加。例如，重复单元303
‑
c定位在多个重复单元303内的中心。重复单元303
‑
c的四个部分隔离结构中的每一者具有共同的横向长度，其大于其它重复单元(例如，重复单元303
‑
l、303
‑
r、303
‑
t及303
‑
b)的一或多个部分隔离结构312的横向长度。
47.图3b说明根据本公开的教示的具有多像素检测器、部分隔离结构及偏移共用微透镜341的图像传感器350的俯视图。图像传感器300类似于图像传感器350，但进一步包含基于给定重复单元303在图像传感器350中的位置偏移的共用微透镜341(即，微透镜的焦点未定位在多像素检测器的中点)。有利地，通过偏移共用微透镜341，包含在重复单元303中的每一者中的多像素检测器的角度可选择性可经进一步调谐以相对于曝光时间跨越图像传感器350进行归一化。例如，类似于不同部分隔离结构的横向长度可如何基于位置进行调整，针对共用微透镜341中的每一者的偏移度可经调整使得包含在多个重复单元303中的每一者中的多像素检测器在整个图像传感器350内具有相对于曝光时间的对入射光的基本上相等的角度可选择性。如图3b中所说明，偏移度从图像传感器的中点(例如，无偏移的重复单元303
‑
c)朝向图像传感器的周边增加(例如，最外重复单元(例如303
‑
t、303
‑
b、303
‑
r及303
‑
l)具有比位于更靠近中心重复单元303
‑
c的重复单元更大的偏移度)。
48.图4是根据本公开的教示的包含具有多像素检测器及部分隔离结构的图像传感器400的成像系统470的功能框图。成像系统470的图像传感器400可由本公开中描述的实施例中的任一者(例如，图1a到1e的图像传感器100、图3a的图像传感器300及/或图3b的图像传感器350)来实施。
49.成像系统470能够响应于入射光492聚焦于外部场景495内的关注点(poi)。成像系统470包含响应于入射光492而生成信号(例如，经由一或多个多像素检测器获得的相位信息)的图像传感器400、具有可调整光功率以聚焦于外部场景492内的一或多个关注点的(若干)物镜475，及用于尤其控制图像传感器400及(若干)物镜475的操作的控制器480。图像传感器400是图1a到1e中所说明的图像传感器100的一种可能实施方案，并包含具有多个光电二极管区域305的半导体材料401，以形成图像像素及/或具有部分隔离结构的多像素检测器、多个彩色滤光片439及多个微透镜440(例如，以类似于图1a到3b中描述的实施例中的任一者的方式布置的共用微透镜及/或个别微透镜)。图4中所说明的控制器480包含一或多个
处理器482、存储器484、控制电路系统486、读出电路系统488及功能逻辑490。
50.控制器480包含逻辑及/或电路系统以控制成像系统470的各种组件的操作(例如，在图像及/或视频获取的前、后及原位阶段期间)。控制器480可经实施为硬件逻辑(例如，专用集成电路、现场可编程门阵列、单芯片系统等)、在通用微控制器或微处理器上执行的软件/固件逻辑，或硬件与软件/固件逻辑两者的组合。在一个实施例中，控制器480包含耦合到存储器484的处理器482，所述存储器484存储由控制器480或由成像系统470的一或多个组件以其它方式执行的指令。当由控制器480执行时，所述指令可使成像系统470执行与成像系统470的各种功能模块、逻辑块或电路系统相关联的操作，所述成像系统470包含控制电路系统486、读出电路系统488、功能逻辑490、图像传感器400、物镜475及成像系统470的任何其它元件(所说明的或其它)中的任一者或其组合。所述存储器是非暂时性计算机可读媒体，其可包含但不限于由控制器480可读的易失性(例如，ram)或非易失性(例如，rom)存储系统。应进一步理解，控制器480可为单片集成电路、一或多个离散互连电气组件或其组合。此外，在一些实施例中，一或多个电气组件可彼此耦合以共同地用作控制器480用于编排或以其它方式控制成像系统470的操作。
51.控制电路系统486可控制成像系统470的操作特性(例如，曝光持续时间、何时捕获数字图像或视频及其类似者)。读出电路系统488从个别光电二极管区域读出或以其它方式采样模拟信号(例如，读出由多个光电二极管区域405中的每一者生成的电信号，其代表响应于入射光而生成的图像电荷，以生成相位检测自动聚焦信号，读出图像信号以捕获图像帧或视频及其类似者)，且可包含放大电路系统、模/数(adc)电路系统、图像缓冲器或其它。在所说明的实施例中，读出电路系统488包含在控制器480中，但在其它实施例中，读出电路系统488可与控制器480分离。功能逻辑490耦合到读出电路系统488以接收信号以作为响应生成相位检测自动聚焦(pdaf)信号、响应于接收图像信号或数据而生成图像，及其类似者。在一些实施例中，信号可分别存储为pdaf信号或图像数据，且可由功能逻辑490操纵(例如，计算预期的图像信号、将图像信号分级、将图像数据去马赛克、应用后图像效果(例如，裁剪、旋转、移除红眼、调整亮度、调整对比度或其它))。
52.以上解释的过程可使用软件及/或硬件实施。所描述的技术可构成在有形或非暂时性机器(例如，计算机)可读存储媒体中体现的机器可执行指令，当由机器(例如，图1a的控制器120)执行时，所述指令将使机器执行所描述的操作。此外，所述过程可在硬件(例如专用集成电路(“asic”)、现场可编程门阵列(fpga)或其它)内体现。
53.有形机器可读存储媒体包含提供(即，存储)可由机器(例如，计算机、网络装置、个人数字助理、制造工具、具有一组一或多个处理器的任何装置等)存取的非暂时性形式的信息的任何机构。例如，机器可读存储媒体包含可记录/不可记录媒体(例如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、快闪存储器装置等)。
54.对本发明的所说明的实例的上述描述(包含摘要中所描述的内容)并不希望为穷尽性的，或不希望将本发明限于所公开的精确形式。虽然本文中出于说明性目的而描述本发明的特定实例，但如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内各种修改是可能的。
55.依据上述详细描述，可对本发明进行这些修改。所附权利要求书中所使用的术语不应被解释为将本发明限于本说明书中所公开的特定实例。而是，本发明的范围将完全由
所附权利要求书确定，所述权利要求书将根据权利要求书解释的既定原则来解释。