[发明专利]用于相位检测自动聚焦的双光电二极管

说明书

一种相位检测自动聚焦图像传感器包含安置在半导体材料中的多个光电二极管中的第一光电二极管及所述多个光电二极管中的第二光电二极管。第一钉扎阱安置在所述第一光电二极管与所述第二光电二极管之间，并且所述第一钉扎阱包含第一沟槽隔离结构，其从所述半导体材料的第一表面延伸到所述半导体材料中达第一深度。第二沟槽隔离结构安置在所述半导体材料中并且环绕所述第一光电二极管及所述第二光电二极管。所述第二沟槽隔离结构从所述半导体材料的所述第一表面延伸到所述半导体材料中达第二深度，并且所述第二深度大于所述第一深度。

技术领域

本发明大体上涉及半导体制造，其特定来说(但非排他性地)涉及CMOS图像传感器。

背景技术

图像传感器已变得无处不在。它们广泛应用于数字相机、蜂窝电话、安全摄像机，以及医疗、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术持续以迅猛的速度进步。举例来说，对更高分辨率及更低功耗的需求已促进这些装置的进一步微型化及集成化。

典型的图像传感器如下操作。来自外部场景的图像光入射到图像传感器上。图像传感器包含多个光敏元件，使得每一光敏元件吸收一部分入射图像光。包含在图像传感器中的光敏元件(例如光电二极管)各自在吸收图像光时产生图像电荷。所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例。所产生的图像电荷可用于产生表示外部场景的图像。

图像传感器中的相位检测可通过将入射在图像传感器上的光分成成对图像并比较这两个图像来实现。可分析两幅图像的相似图案(光强度中的峰及谷)并计算分离误差。这允许图像传感器确定物体是处于前焦点还是后焦点位置。知道图像的焦点允许相机以光学、数字或类似者自动聚焦。尽管在此领域取得进展，但装置架构的改进仍然有相当大的空间。

发明内容

在一个方面中，本申请案涉及一种相位检测自动聚焦图像传感器，其包括：多个光电二极管中的第一光电二极管，所述多个光电二极管安置在半导体材料中；所述多个光电二极管中的第二光电二极管；第一钉扎阱，其安置在所述第一光电二极管与所述第二光电二极管之间，其中所述第一钉扎阱包含第一沟槽隔离结构，其从所述半导体材料的第一表面延伸到所述半导体材料中达第一深度；及第二沟槽隔离结构，其安置在所述半导体材料中并且环绕所述第一光电二极管及所述第二光电二极管，其中所述第二沟槽隔离结构从所述半导体材料的所述第一表面延伸到所述半导体材料中达第二深度，其中所述第二深度大于所述第一深度。

在另一方面中，本申请案涉及一种图像传感器系统，其包括：多个光电二极管中的第一光电二极管，所述多个光电二极管安置在半导体材料中；所述多个光电二极管中的第二光电二极管，所述多个光电二极管安置在所述半导体材料中；第一沟槽隔离结构，其安置在所述半导体材料中，所述第一沟槽隔离结构从所述半导体材料的第一表面延伸到所述半导体材料中达第一深度；第二沟槽隔离结构，其安置在所述半导体材料中并环绕所述第一光电二极管及所述第二光电二极管，其中所述第二沟槽隔离结构从所述半导体材料的所述第一表面延伸到所述半导体材料中达第二深度，其中所述第二深度大于所述第一深度；及控制电路及读出电路，其耦合到所述多个光电二极管，其中所述控制电路耦合到所述多个光电二极管以控制所述多个光电二极管的图像获取，且其中所述读出电路耦合到所述多个光电二极管以从所述多个光电二极管读取图像数据。

附图说明

参考以下诸图描述本发明的非限制性及非穷尽实例，其中相似参考数字贯穿各种视图指代相似部分，除非另有规定。

图1A到1C说明根据本发明的教示的实例图像传感器。

图2A到2C说明根据本发明的教示的实例图像传感器。

图3A到3C说明根据本发明的教示的实例图像传感器。

图4是说明根据本发明的教示的可包含图1A到3C的图像传感器的成像系统的一个实例的框图。