[發(fā)明專利]用于增加角靈敏度的多像素檢測器及相關(guān)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110064428.2
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN112820750A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸震偉;錢胤;彭進(jìn)寶;張博洋
• 申請（專利權(quán)）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

圖像傳感器包括多像素檢測器。多像素檢測器包括在基板中形成的并具有第一光電二極管區(qū)域的第一像素，與第一像素相鄰地在基板中形成的并具有第二光電二極管區(qū)域的第二像素，以及在第一像素和第二像素兩者上方的微透鏡。微透鏡包括(a)在垂直于基板的上表面并包括第一和第二光電二極管區(qū)域兩者的第一剖面平面中的具有N₁個局部極大值的第一高度輪廓，和(b)在垂直于第一剖面平面和上表面并僅包括第一和第二光電二極管區(qū)域中的一個的第二剖面表面中的具有N₂N₁個局部極大值的第二高度輪廓。

本申請是申請日為2018年8月10日、優(yōu)先權(quán)日為2017年9月25日、申請?zhí)枮椤?01810907835.3”、發(fā)明名稱為“用于增加角靈敏度的多像素檢測器及相關(guān)方法”的中國發(fā)明專利的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，并特別地涉及用于增加角靈敏度的多像素檢測器及相關(guān)方法。

背景技術(shù)

許多數(shù)字照相機(jī)具有自動聚焦能力。自動聚焦可以是完全自動的，以便照相機(jī)識別場景中的物體并對物體聚焦。在一些情況中，照相機(jī)可以確定哪些物體比其他物體更重要并隨后對更重要的物體聚焦。可替代地，自動聚焦可以使用指定對場景的哪個部分或哪些部分感興趣的用戶輸入。基于以上，自動聚焦功能識別由用戶指定的場景的一個或一些部分中的物體，并使照相機(jī)對這樣的物體聚焦。

為實現(xiàn)市場適應(yīng)，自動聚焦功能必須是可靠且快速的，以便每次用戶捕獲圖像時，照相機(jī)快速地對場景的期望的一個部分或一些部分聚焦。優(yōu)選地，自動聚焦功能足夠快速使得用戶注意不到按壓觸發(fā)按鈕和圖像捕獲之間的任何延時。對于無法手動調(diào)焦的照相機(jī)(例如緊湊的數(shù)字照相機(jī)或照相機(jī)手機(jī))，自動聚焦特別地重要。

為此，照相機(jī)制造商正在研發(fā)具有片上相位檢測的圖像傳感器，即通過在圖像傳感器的像素陣列中包括相位檢測自動聚焦(PDAF)像素具有集成相位檢測能力的圖像傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

在一個方面，圖像傳感器包括多像素檢測器。多像素檢測器包括在基板中形成并具有第一光電二極管區(qū)域的第一像素，與第一像素相鄰地在基板中形成并具有第二光電二極管區(qū)域的第二像素，以及在第一像素和第二像素之上的微透鏡。微透鏡包括(a)在垂直于基板的上表面垂直并包括第一和第二光電二極管區(qū)域兩者的第一剖面平面中的具有N₁個局部極大值的第一高度輪廓，以及(b)在垂直于第一剖面平面和上表面并僅包括第一和第二光電二極管區(qū)域中的一個的第二剖面平面中的具有N₂N₁個局部極大值的第二高度輪廓。

在第二方面，公開用于增加多像素檢測器對入射其上的光的角靈敏度的方法。多像素檢測器具有基板，基板包括在第一方向上與第二光電二極管區(qū)域相鄰的第一光電二極管區(qū)域。方法包括對光賦予相移以便光具有：在與基板相交的、平行于基板的上表面并包括第一方向的剖面平面中的橢圓形強(qiáng)度分布，橢圓形強(qiáng)度分布具有(i)第一方向上的第一寬度和(ii)垂直于第一方向并在剖面平面中的第二方向上的超過第一寬度的第二寬度。

在第三方面，用于形成微透鏡的方法包括在基板的上基板表面形成可回流材料的塊，可回流材料的塊具有與上基板表面相對的上表面，在上表面中具有朝上基板表面延伸的缺口。方法還包括熱回流材料的塊以產(chǎn)生微透鏡。

附圖說明

圖1示出示例性使用場景中的具有PDAF像素的一個示例性圖像傳感器。

圖2是圖1的像素陣列的多像素檢測器的剖視圖。

圖3是圖2的多像素檢測器的示意性角靈敏度圖。

圖4是實施例中包括用于增加角靈敏度的微透鏡的多像素檢測器的平面圖。

圖5、圖6和圖7是圖4的PDAF像素檢測器的剖視圖。

圖8是相比于圖2的PDAF像素檢測器的圖4的PDAF像素檢測器的實施例的改進(jìn)角靈敏度的圖形描繪。