[发明专利]使用显微透镜的相位差检测像素

说明书

技术领域

本公开涉及相位差检测像素，以及更加特别地，涉及使用显微透镜的相位差检测像素，通过调整显微透镜的形状，其可检测相位差而不会出现输入信号损耗，所述显微透镜收集入射至光电二极管的光，从而光仅在特定的方向上穿过。

背景技术

使用图像传感器像素的相位差检测装置具有这样的结构，其中，通过使用特定材料，成对的具有同样颜色的两个像素遮挡光电二极管上端的不同区域，从而光可仅在特定的方向上入射。

在此情形下，当其不对焦时，在如上所述的成对的像素中产生相位差，从而可以生产通过无需单独的相位差自动对焦(AF)传感器模块而使用相位差从而能够自动调整焦距的相机。

然而，为了检测相位差，当光电二极管上端的局部区域被遮挡时，问题在于：从外部引入的信号数量减少。

在使用相位差检测像素的相机中，由于数以万计的相应像素被安置，为了解决信号降低问题，当使用外围像素信号时，问题在于：分辨率会降低。

传统的相位差自动对焦装置包括光电二极管以及黑色掩膜，所述光电二极管将外部图像转换为电信号，所述黑色掩膜允许仅在特定方向上入射的光在光电二极管中选择性地被收集。

在此情形下，为了产生相位差，黑色掩膜被放置在两个光电二极管的相反方向上，以产生配对，数以万计的配对被安置在图像传感器中，从而获得相位差自动对焦。

然而，为了产生相位差，由于黑色掩膜需被安置在光电二极管特定区域的上部，以便遮挡入射至光电二极管的光，因此存在的问题在于：输入信息损耗并且整体分辨率降低。

发明内容

多个实施例指向使用显微透镜的相位差检测像素，其能够通过调整显微透镜的形状检测相位差，而不会出现输入信号损耗，所述显微透镜收集入射至光电二极管的光，从而光仅在特定方向上穿过。

在一实施例中，使用显微透镜的相位差检测像素包括：形成于半导体基板中的光电二极管；形成于光电二极管之上的金属互连层；形成于金属互连层之上的绝缘层；形成于绝缘层之上并包括总的滤色器以及一对用于相位差检测的滤色器的滤色器层；以及包括形成于总的滤色器之上的总的显微透镜以及形成于一对用于相位差检测的滤色器之上的用于相位差检测的显微透镜的显微透镜层；其中，用于相位差检测的显微透镜包括：用于相位差检测的第一显微透镜，其具有通过在水平和垂直方向上将凸透镜关于凸透镜的中心四等分而获得的形状，并在其一侧提供有倾斜并弯曲的第一入射表面；以及用于相位差检测的第二显微透镜，其具有通过在水平和垂直方向上将凸透镜关于凸透镜的中心四等分而获得的形状，并在与用于相位差检测的第一显微透镜相反的方向上提供有倾斜并弯曲的第二入射表面；其中，用于相位差检测的显微透镜与用于相位差检测的滤色器相关地形成，从而在特定方向上的入射光在与用于相位差检测的滤色器相对应的光电二极管中被收集。

在一实施例中，使用显微透镜的相位差检测像素包括：形成于半导体基板中的光电二极管；形成于光电二极管之上的金属互连层；形成于金属互连层之上的绝缘层；形成于绝缘层之上并包括总的滤色器以及一对用于相位差检测的滤色器的滤色器层；以及包括形成于总的滤色器之上的总的显微透镜以及形成于一对用于相位差检测的滤色器之上的用于相位差检测的显微透镜的显微透镜层；其中，用于相位差检测的显微透镜包括：用于相位差检测的第一显微透镜，其具有通过在水平和垂直方向上将凹透镜关于凹透镜的中心四等分而获得的形状，并在其一侧提供有倾斜并弯曲的第一入射表面；以及用于相位差检测的第二显微透镜，其具有通过在水平和垂直方向上将凹透镜关于凹透镜的中心四等分而获得的形状，并在与用于相位差检测的第一显微透镜相反的方向上提供有倾斜并弯曲的第二入射表面；其中，用于相位差检测的显微透镜与用于相位差检测的滤色器相关地形成，从而在特定方向上的入射光在与用于相位差检测的滤色器相对应的光电二极管中被收集。

在一实施例中，一种使用显微透镜的相位差检测像素，其包括：形成于半导体基板中的光电二极管；形成于光电二极管之上的金属互连层；形成于金属互连层之上的绝缘层；形成于绝缘层之上并包括总的滤色器以及一对用于相位差检测的滤色器的滤色器层；以及包括形成于总的滤色器之上的总的显微透镜以及形成于一对用于相位差检测的滤色器之上的用于相位差检测的显微透镜的显微透镜层；其中，用于相位差检测的显微透镜，在基于总的显微透镜的相反的方向上，与一对用于相位差检测的滤色器的上部垂直的间隔预定的距离。