图像传感器的制造方法_3

文档序号:9525665阅读:来源:国知局
0可以具有沿第一方向设置的、通过第一遮光层212来限定的第一光传输区220,并且具有沿第二方向设置的通过第二遮光层214来限定的第二光传输区222。第二像素230可以具有沿第二方向设置的通过第一遮光层232来限定的第一光传输区240,并且具有沿第一方向设置的通过第二遮光层234来限定的第二光传输区242。因此,第一遮光层212和232的第一光传输区220和240可以彼此相对地设置,而第二遮光层214和234的第二光传输区222和242可以在第一像素210和第二像素230的接合处附近彼此面对。
[0049]衬底201可以包括半导体衬底。半导体衬底可以处于单晶状态,并且其可以包括含硅材料。即,衬底201可以包括单晶含硅材料。
[0050]光电转换层ro可以包括彼此竖直重叠的多个光电转换器。光电转换器中的每个可以是包括N型杂质区和P型杂质区的光电二极管。
[0051]在相位差检测像素200中,滤色层CF与第一遮光层212或232的第一光传输区220或240相对应。简言之,滤色层CF可以用作第一光传输区220或240。在图5和图6A中,第一像素210和第二像素230的第一光传输区220和240可以与图3中的开口 OPb和OPd相对应。
[0052]滤色层CF可以选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器、黄色滤色器和白色滤色器。由于所述一对相位差检测像素200包括第一像素210和第二像素230,滤色层CF可以是绿色滤色器或白色滤色器。当滤色层CF是白色滤色器时,入射光的量可以增加,结果,可以改善低照明环境中图像特性。
[0053]形成在与滤色层CF相同的平面中的第一遮光层212或232可以包括滤色材料。SP,第一遮光层212或232可以与滤色层CF同时形成。第一遮光层212或232可以包括黑色滤色器或红外线截止滤色器。另外,第一遮光层212或232可以包括具有选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的两种或更多种滤色器的层叠结构。为了有效地阻挡入射光,第一遮光层212或232的厚度可以与滤色层CF相同或比滤色层CF更大。
[0054]第二遮光层214或234可以在光电转换层和第一遮光层212或232之间沿竖直方向设置。在图5和图6B中,第一像素210和第二像素230的第一光传输区220和第一光传输区240可以与图3中所示的开口 OPa和OPc相对应。
[0055]第二遮光层214或234可以设置在层间电介质层202中,并且包括多个线结构(未示出)。第二遮光层214或234可以利用线结构来形成,并且第二遮光层214或234可以包括金属性材料。通过第二遮光层214或234限定的第二光传输区222或242可以具有与第一光传输区220或240的一个端部对准的一个端部,并且这两个端部可以在光电转换层的中心轴之上直接相会。此外,第二光传输区222或242可以与第一光传输区220或240重叠,并且共用光电转换层的中心轴。另外,第二光传输区222或242可以与第一光传输区220或240间隔开预定的距离,并且围绕光电转换层的中心轴。第一光传输区220或240和第二光传输区222或242的位置,是彼此重叠、间隔开还是邻接,可以基于像素阵列101中的相位差检测像素200的相对位置来确定,如图3中所示。
[0056]由于根据本发明的实施例的图像传感器具有沿不同水平方向设置并且竖直地层叠的遮光层212、214、232和234以及光传输区220、222、240和242,所以相位差检测像素200的精确度可以改善。设置在第一遮光层212或232与光电转换层之间的第二遮光层214或234可以阻隔从非意图捕获方向进入的入射光。
[0057]由于第一遮光层212或232设置在与滤色层CF相同的平面中,所以成像透镜或微透镜ML与遮光罩之间的距离可以缩短。这允许基于相位差的自动聚焦的特性得到改善。
[0058]由于第一遮光层212或232设置在与滤色层CF相同的平面中,所以可以通过第一遮光层212或232与第二遮光层214或234之间缩短的垂直距离来改善低照明环境特性。这与第一遮光层212或232和第二遮光层214或234被形成为线结构的结构相比,增加了入射光的量。
[0059]另外,由于第一遮光层212或232由滤色材料形成,所以图像传感器的制造生产率可以改善。
[0060]在下文中,参照图3至图8来描述自动聚焦线Lf的像素输出。第一像素210的像素输出被称作为“第一输出”,第二像素230的像素输出被称作为“第二输出”。将描述从图3的自动聚焦线Lf中的相位差检测像素200获得的基于第一像素的像素行(见图3的附图标记al、a2和a3)的像素输出与基于第二像素的像素行(见图3的附图标记bl、b2和b3)的像素输出之间的关系。
[0061]图7是示出根据本发明的一个实施例的图像传感器中的自动聚焦线的像素输出的曲线图。图8是示出根据本发明的一个实施例的图像传感器中的像素输出的移位量Sf和离焦量Df的曲线图。
[0062]参见图3至图8,来自两个光瞳的光束Ta和Tb在自动聚焦线Lf的第一像素210和第二像素230中被接收。包括像素al至a3的自动聚焦线中的基于第一像素的像素行的像素输出由图7中的实线图Ga来表示。包括像素bl至b3的自动聚焦线Lf中的基于第二像素的像素行的像素输出由图7中的虚线图Gb来表示。
[0063]将图7的曲线图中的线Ga和线Gb进行比较,基于第一像素的像素行的像素输出和基于第二像素的像素行的像素输出具有与沿自动聚焦线Lf的方向的移位量Sf相对应的相位差。自动聚焦线Lf的方向是交替地布置相位差检测像素200的水平方向。
[0064]移位量Sf和离焦量Df之间的关系可以由图8中的为线性函数的线Gc来表示。曲线图Gc的倾斜度可以从工厂测试中获得。
[0065]因此,图像传感器可以基于自动聚焦线Lf的像素输出而获得基于相位差的自动聚焦操作电路中的移位量Sf,然后经由基于相位差的自动聚焦控制器基于图8的曲线图Gc来计算离焦量Df。基于相位差的自动聚焦控制器基于之前所述的相位差检测方案来检测聚焦的位置。更具体地,基于相位差的自动聚焦控制器可以指明成像透镜需要正确地聚焦图像于何处。
[0066]根据以上所述的实施例,由于包括光传输区的多个遮光层位于不同的方向且竖直层叠,所以相位差检测像素的准确性可以改善。
[0067]此外,由于第一遮光层设置在与滤色层相同的平面上,所以可以缩短成像透镜或微透镜与遮光罩之间的距离。由此,可以改善基于相位差的自动聚焦的特性。
[0068]由于第一遮光层设置在与滤色层相同的平面上,所以与第一遮光层和第二遮光层都利用线结构形成的结构相比,增加了入射光的量。因此,可以改善低照明环境中的图像特性。
[0069]另外,由于第一遮光层由滤色材料形成,所以可以改善图像传感器的制造生产率。
[0070]尽管已参照特定的实施例描述了本发明,但对于本领域的技术人员明显的是,在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以进行各种变化和修改。
[0071 ] 通过以上实施例可以看出,本申请提供了以下的技术方案。
[0072]技术方案1.一种图像传感器,包括:
[0073]布置成二维的多个像素,
[0074]其中,所述多个像素中的至少一个像素包括:
[0075]光电转换层,其形成在衬底中;
[0076]滤色层,其形成在所述光电转换层之上;
[0077]第一遮光层,其与所述滤色层形成在相同的平面中,并且限定第一
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