[发明专利]相位对焦图像传感器及其形成方法

说明书

一种相位对焦图像传感器及其形成方法，图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括相位对焦区，所述半导体衬底具有相对的第一面和第二面；位于半导体衬底相位对焦区内的第一感光结构，所述第一感光结构包括相对的第一表面和第二表面，所述第一感光结构包括吸收层，所述吸收层用于吸收红外光，所述第一感光结构第一表面暴露出所述吸收层；位于半导体衬底相位对焦区第二面表面的第一滤光层，所述第一滤光层通过自然光。所述相位对焦图像传感器的性能得到提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种相位对焦图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。目前，CMOS相位对焦图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。

目前手机拍摄采用的对焦方式主要是反差对焦(contrast detection autofocus)和相位对焦(phase detect auto focus，简称PDAF)。反差对焦的原理是根据焦点处画面的对比度变化，寻找对比度最大时的镜头位置，也就是准确对焦的位置。相位对焦的原理是在感光元件上预留出一些像素点，专门用来进行相位检测，通过像素之间的距离及其变化等来决定对焦的偏移值从而实现准确对焦。反差对焦比较精确，但对焦速度太慢。相比反差对焦，相位对焦不需要镜头的反复移动，对焦行程短了很多，速度快。

然而，相位对焦由于需要利用像素点进行相位检测，故此相位对焦对光线强度的要求比较高，在暗光、弱光环境下对焦速度和精度不高，从而导致相位对焦图像传感器的性能不佳。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种相位对焦图像传感器及其形成方法，以提高相位对焦图像传感器的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种相位对焦图像传感器，包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括相位对焦区，所述半导体衬底具有相对的第一面和第二面；位于半导体衬底相位对焦区内的第一感光结构，所述第一感光结构包括相对的第一表面和第二表面，所述第一感光结构包括吸收层，所述吸收层用于吸收红外光，所述第一感光结构第一表面暴露出所述吸收层；位于半导体衬底相位对焦区第二面表面的第一滤光层，所述第一滤光层通过自然光。

可选的，所述第一感光结构还包括：第一感光层，所述第一感光结构第二表面暴露出第一感光层，所述第一感光层包括相对的第三面和第四面，所述第一感光层第三面到半导体衬底第一面的距离小于第一感光层第四面到半导体衬底第一面的距离；所述吸收层位于所述第一感光层的第四面表面。

可选的，所述半导体衬底第二面暴露出吸收层。

可选的，所述吸收层的厚度为200埃～300埃。

可选的，所述吸收层的材料包括锗，硫化锌，碲镉汞，硒化锌或聚苯胺等。

可选的，所述第一滤光层的材料为透明材料。

可选的，所述第一感光结构仅包括吸收层，所述吸收层内具有掺杂离子；所述吸收层的材料包括锗，硫化锌，碲镉汞或硒化锌。

可选的，还包括：所述半导体衬底还包括图像捕获区；还包括：位于所述半导体衬底图像捕获区内的第二感光层，所述半导体衬底第一面暴露出第二感光层；位于所述半导体衬底图像捕获区第二面表面的第二滤光层，所述第二滤光层通过单色光。

可选的，还包括：位于所述第二滤光层表面的阻挡层。

可选的，所述阻挡层包括石英低通滤镜。

可选的，还包括：位于所述第一滤光层表面的第一微透镜层；位于所述阻挡层表面的第二微透镜层。