[發明專利]相位對焦圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 201811382930.2
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109346494A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 張東亮;陳世杰;黃曉櫓
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 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，圖像傳感器包括：半導體襯底，所述半導體襯底包括相位對焦區，所述半導體襯底具有相對的第一面和第二面；位于半導體襯底相位對焦區內的第一感光結構，所述第一感光結構包括相對的第一表面和第二表面，所述第一感光結構包括吸收層，所述吸收層用于吸收紅外光，所述第一感光結構第一表面暴露出所述吸收層；位于半導體襯底相位對焦區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。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，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

圖像傳感器是一種將光信號轉化為電信號的半導體器件。目前，CMOS相位對焦圖像傳感器已經廣泛應用于靜態數碼相機、數碼攝像機、醫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、弱光環境下對焦速度和精度不高，從而導致相位對焦圖像傳感器的性能不佳。

發明內容

本發明解決的技術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。

為解決上述技術問題，本發明提供一種相位對焦圖像傳感器，包括：半導體襯底，所述半導體襯底包括相位對焦區，所述半導體襯底具有相對的第一面和第二面；位于半導體襯底相位對焦區內的第一感光結構，所述第一感光結構包括相對的第一表面和第二表面，所述第一感光結構包括吸收層，所述吸收層用于吸收紅外光，所述第一感光結構第一表面暴露出所述吸收層；位于半導體襯底相位對焦區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，所述第一感光結構還包括：第一感光層，所述第一感光結構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體襯底第一面的距離小于第一感光層第四面到半導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，所述半導體襯底第二面暴露出吸收層。

可選的，所述吸收層的厚度為200埃～300埃。

可選的，所述吸收層的材料包括鍺，硫化鋅，碲鎘汞，硒化鋅或聚苯胺等。

可選的，所述第一濾光層的材料為透明材料。

可選的，所述第一感光結構僅包括吸收層，所述吸收層內具有摻雜離子；所述吸收層的材料包括鍺，硫化鋅，碲鎘汞或硒化鋅。

可選的，還包括：所述半導體襯底還包括圖像捕獲區；還包括：位于所述半導體襯底圖像捕獲區內的第二感光層，所述半導體襯底第一面暴露出第二感光層；位于所述半導體襯底圖像捕獲區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：位于所述第二濾光層表面的阻擋層。

可選的，所述阻擋層包括石英低通濾鏡。

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