[发明专利]抑制串扰的图像传感器

说明书

提供了一种抑制串扰的图像传感器。抑制串扰的图像传感器包括半导体基板、不透明层和光谱滤光器。半导体基板包括在其中的光电二极管，光电二极管位于半导体基板的背表面的曝光区域下方。不透明层位于背表面上，部分地覆盖曝光区域，并且具有垂直于与背表面平行的图像平面方向的不透明层厚度。光谱滤光器在图像平面方向上与不透明层相邻，并部分地覆盖曝光区域。

技术领域

本发明涉及一种抑制串扰的图像传感器。

背景技术

许多数码相机具有自动聚焦能力。自动聚焦可以是全自动的，使得相机识别场景中的对象并聚焦在识别的对象上。在某些情况下，相机可能会决定哪些对象比其他对象更重要，随后聚焦在更重要的对象上。替代地，自动聚焦可以利用指定场景的哪个部分或哪些部分是感兴趣的用户输入。基于此，自动聚焦功能识别由用户指定的场景的一个或多个部分内的对象，并将相机聚焦在这些对象上。

一种类型的自动聚焦方法是对比度自动聚焦，其中相机调整成像物镜以使场景的至少一个区域中的对比度最大化，从而使场景的该区域进入焦点。最近，相位检测自动聚焦(PDAF)因其比对比度自动聚焦更快而受欢迎。相位检测自动聚焦通过比较穿过成像物镜的一部分(例如左侧部分)的光与穿过成像物镜的另一部分(例如右侧部分)的光来直接测量离焦的程度。除了捕获图像的图像传感器之外，一些数字单透镜反射式相机还包括专用的相位检测传感器。

然而，该解决方案对于更紧凑和/或更便宜的相机是不可行的。因此，相机制造商正在开发具有芯片内的相位检测的图像传感器。通过在图像传感器的像素阵列中包括所谓的PDAF像素，这种图像传感器，本文中的“PDAF图像传感器”，具有集成的相位检测能力。这种PDAF像素的响应部分地取决于通过成像物镜透射后入射在该像素上的照明方向。

发明内容

一种类型的PDAF图像传感器包括多个部分屏蔽的像素。覆盖像素的光接收表面的一部分的屏蔽物限制来自场景的可以到达该像素的光电二极管的照明角度。基于屏蔽物位置，所得的部分屏蔽的像素被配置为检测仅从场景的四个区域中的一个传播的照明：左侧、右侧、顶部或底部区域。这种PDAF图像传感器的缺点是由从PDAF像素的屏蔽物反射并被相邻像素检测到的光引起的光学串扰。本文公开的实施例弥补了该缺陷。

在第一方面，公开了一种抑制串扰的图像传感器。抑制串扰的图像传感器包括半导体基板、不透明层和光谱滤光器。半导体基板包括在其中的光电二极管，光电二极管位于半导体基板的背表面的曝光区域下方。不透明层位于背表面上，部分地覆盖曝光区域，并且具有垂直于与背表面平行的图像平面方向的不透明层厚度。光谱滤光器在图像平面方向上与不透明层相邻，并且部分地覆盖曝光区域。

在一些实施例中，所述光谱滤光器邻接所述不透明层。

在一些实施例中，所述光谱滤光器具有等于或超过所述不透明层厚度的滤光器厚度。

在一些实施例中，所述光谱滤光器的宽度小于所述不透明层在所述图像平面方向上的宽度。

在一些实施例中，所述不透明层和所述光谱滤光器的组合宽度在所述曝光区域在所述图像平面方向上的宽度的二分之一和四分之三之间。

在一些实施例中，所述图像传感器还包括在所述不透明层的顶表面上的介质层，所述光谱滤光器的滤光器厚度大于或等于所述不透明层的底表面和所述介质层的顶表面之间的距离。

在一些实施例中，所述光谱滤光器覆盖所述介质层的所述顶表面。

在一些实施例中，所述图像传感器还包括封闭的环形格栅单元，所述封闭的环形格栅单元包括所述不透明层，位于所述背表面上并在所述光电二极管上方对准，所述不透明层的一部分突出到所述封闭的环形格栅单元的孔中。