[發明專利]具有立體堆棧結構的圖像傳感器

有效

• 申請號: 201410418468.2
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104425532B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 卞慶洙
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健

本發明公開了一種具有立體堆棧結構的圖像傳感器，其中，頂部板的像素作為圖像像素以及底部板的像素作為用于實現相位差自動對焦的像素，從而相位差自動對焦可被實現而不會出現分辨率損失。在具有立體堆棧結構的圖像傳感器中，現存的成像表面相位差自動對焦裝置所不足的分辨率降低的問題被克服，從而快速相位差自動對焦可被實現，同時不需要單獨的相位差自動對焦模塊即可維持高分辨率。

技術領域

本發明涉及圖像傳感器，更加特別地，涉及具有立體堆棧結構的圖像傳感器，其中，頂部板的像素作為圖像像素以及底部板的像素作為用于實現相位差自動對焦的像素，從而相位差自動對焦可被實現而不會出現分辨率損失。

背景技術

近來，所謂的電子相機廣泛應用。電子相機通過進程而操作，該進程中當物體通過光學系統被捕獲時，圖像在圖像傳感器上形成，所述圖像傳感器即半導體成像裝置，物體的圖像被轉換為電信號，以及所獲得的靜態圖像的圖像數據被記錄在諸如半導體存儲器或者磁盤的記錄媒介中。

大多數電子相機具有自動對焦(以下簡稱為’AF’)裝置，為了自動對焦物體圖像，該自動對焦裝置控制捕捉環境。在用于獲取此類自動對焦的傳統方法中，所謂的相位差自動對焦(phase difference AF)技術被廣泛應用。

在相位差自動對焦中，當在提供有CCD線傳感器的相位差檢測傳感器中接收來自物體圖像的光時，由于聚焦點與膠片表面之間的距離基于圖像間距離(相位差)可被立即識別，從而允許聚焦點通過一次驅動而與膠片表面一致被廣泛應用。

在傳統的成像表面相位差自動對焦結構中，傳感器的像素陣列中特定數量的像素被人為地遮擋或者光電二極管被允許移動，從而相位信息可被獲取。

成像表面相位差自動對焦的結構包括具有用于實現圖像的像素功能的第一成分以及用于實現相位差自動對焦功能的第二成分。在此情形下，第二成分通過執行用于第一成分的特殊進程而被獲取并且作為多對(a plurality of pairs)而被提供。

基于此類結構，即便沒有單獨的相位差自動對焦傳感器模塊，由于僅通過傳感器本身即可實現相位差自動對焦功能，從而可在袖珍數碼相機中使用快速相位差自動對焦。

然而，當在傳感器表面實現相位差自動對焦時，由于用于形成圖像的像素丟失，整體分辨率降低。也就是說，在傳統的成像表面相位差自動對焦結構中，問題在于：為了改進分辨率，難以實現相位差自動對焦，以及為了實現精確的相位差自動對焦，分辨率降低。

發明內容

相應地，本發明致力于解決現有技術中出現的問題，并且本發明旨在提供一種具有立體堆棧結構(3D stack structure)的圖像傳感器，其可實現快速相位差自動對焦，同時即使沒有單獨的相位差自動對焦模塊，仍可維持高分辨率而不會出現分辨率損失。

為了達到上述目標，根據本發明的一個方面，提供了一種具有立體堆棧結構的圖像傳感器，其包括：

第一基板，其包括第一光電二極管；以及

第二基板，其包括第二光電二極管，并堆放于第一基板的上部，

其中，入射至第一光電二極管的部分光被遮擋，以實現相位差自動對焦功能。

優選地，根據本發明的具有立體堆棧結構的圖像傳感器，第一光電二極管的尺寸小于第二光電二極管的尺寸。

優選地，形成于第一光電二極管上部的金屬相互連接被延長，從而阻止光入射至第一光電二極管的一部分。

遮擋層可形成于第一基板和第二基板之間的粘合表面上，從而阻止光入射至第一光電二極管的一部分。

優選地，光波導管(light waveguide)形成于光在其被入射至第一光電二極管的部分的上部，從而光被更加敏感地傳輸至第一光電二極管。