[發(fā)明專利]相位對焦圖像傳感器及其形成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811324085.3
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109449174A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張東亮;陳世杰;黃曉櫓
• 申請（專利權(quán)）人: 德淮半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

一種相位對焦圖像傳感器及其形成方法，方法包括：半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括相位對焦區(qū)，所述半導(dǎo)體襯底具有相對的第一面和第二面；位于半導(dǎo)體襯底的相位對焦區(qū)內(nèi)的第一感光結(jié)構(gòu)，所述第一感光結(jié)構(gòu)包括相對的第一表面和第二表面，所述第一感光結(jié)構(gòu)包括吸收層，所述吸收層用于吸收近紅外光，所述第一感光結(jié)構(gòu)第一表面暴露出所述吸收層；位于半導(dǎo)體襯底的相位對焦區(qū)第二面表面的第一濾光層，所述第一濾光層通過自然光。所述相位對焦圖像傳感器的性能得到提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種相位對焦圖像傳感器及其形成方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器是一種將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的半導(dǎo)體器件。目前，CMOS相位對焦圖像傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于靜態(tài)數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、醫(yī)療用攝像裝置和車用攝像裝置等。

目前手機拍攝采用的對焦方式主要是反差對焦(contrast detection autofocus)和相位對焦(phase detect auto focus，簡稱PDAF)。反差對焦的原理是根據(jù)焦點處畫面的對比度變化，尋找對比度最大時的鏡頭位置，也就是準確對焦的位置。相位對焦的原理是在感光元件上預(yù)留出一些像素點，專門用來進行相位檢測，通過像素之間的距離及其變化等來決定對焦的偏移值從而實現(xiàn)準確對焦。反差對焦比較精確，但對焦速度太慢。相比反差對焦，相位對焦不需要鏡頭的反復(fù)移動，對焦行程短了很多，速度快。

然而，相位對焦由于需要利用像素點進行相位檢測，故此相位對焦對光線強度的要求比較高，在暗光、弱光環(huán)境下對焦速度和精度不高，從而導(dǎo)致相位對焦圖像傳感器的性能不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種相位對焦圖像傳感器及其形成方法，以提高相位對焦圖像傳感器的性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種相位對焦圖像傳感器，包括：半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括相位對焦區(qū)，所述半導(dǎo)體襯底具有相對的第一面和第二面；位于半導(dǎo)體襯底的相位對焦區(qū)內(nèi)的第一感光結(jié)構(gòu)，所述第一感光結(jié)構(gòu)包括相對的第一表面和第二表面，所述半導(dǎo)體襯底第一面暴露出第一感光結(jié)構(gòu)第二表面，所述第一感光結(jié)構(gòu)包括吸收層，所述吸收層用于吸收近紅外光，所述第一感光結(jié)構(gòu)第一表面暴露出所述吸收層，；位于半導(dǎo)體襯底的相位對焦區(qū)第二面表面的第一濾光層，所述第一濾光層通過自然光。

可選的，所述第一感光結(jié)構(gòu)還包括：第一感光層，所述第一感光結(jié)構(gòu)第二表面暴露出第一感光層，所述第一感光層包括相對的第三面和第四面，所述第一感光層第三面到半導(dǎo)體襯底第一面的距離小于第一感光層第四面到半導(dǎo)體襯底第一面的距離；所述吸收層位于所述第一感光層的第四面表面。

可選的，所述半導(dǎo)體襯底第二面暴露出吸收層。

可選的，所述吸收層的厚度為100埃～200埃。

可選的，所述吸收層的材料包括窄帶隙材料或者聚苯胺，所述窄帶隙材料包括：GeSi、GaAs、PbS、PbSe、PbTe、GaSb或InN。

可選的，所述第一濾光層的材料為透鏡材料。

可選的，所述第一感光結(jié)構(gòu)為所述吸收層，所述吸收層內(nèi)具有摻雜離子。

可選的，所述吸收層的材料包括窄帶隙材料，所述窄帶隙材料包括：GeSi、GaAs、PbS、PbSe、PbTe、GaSb或InN。

可選的，還包括：所述半導(dǎo)體襯底還包括圖像捕獲區(qū)；位于所述半導(dǎo)體襯底的圖像捕獲區(qū)內(nèi)的第二感光層，所述半導(dǎo)體襯底第一面暴露出第二感光層；位于所述半導(dǎo)體襯底圖像捕獲區(qū)第二面表面的第二濾光層，所述第二濾光層通過單色光。

可選的，還包括：位于所述第一濾光層表面的第一微透鏡層；位于所述第二濾光層表面的第二微透鏡層。