[发明专利]相位对焦像素结构、图像传感器、电子设备及制备方法

说明书

本发明提供一种相位对焦像素结构、图像传感器、电子设备及制备方法，像素结构包括：位于基底中的若干个像素区，位于基底中的第一隔离区和第二隔离区，二者将像素区划分为至少两个子像素区，以基于子像素区实现相位对焦，且第二隔离区包括离子掺杂隔离区。本发明通过在实现相位对焦的子像素区之间引入离子掺杂隔离区，有利于提高相位对焦速度及对焦效果；本发明还可以基于离子掺杂隔离区和背面深沟槽隔离区实现相位对焦像素的分离，通过对离子掺杂隔离区和背面深沟槽隔离区进行不同组合的设计，可以根据实际需要选择不同性能侧重点的设计，从而提升像素单元的整体性能。本发明的设计易于实现，与现有的半导体制作流程兼容，无需额外的工艺开发。

技术领域

本发明属于图像传感器制造技术领域，特别是涉及一种相位对焦像素结构、图像传感器、电子设备及制备方法。

背景技术

图像传感器是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。根据元件的不同，可以分为CCD(电荷耦合元件)和CMOS(金属氧化物半导体元件)两大类。随着CMOS图像传感器(CIS)设计及制造工艺的不断发展，CMOS图像传感器逐渐取代CCD图像传感器已经成为主流。其中，CMOS图像传感器可以分为FSI(FrontSide Illumination，前照式)和BSI(Back Side Illumination，背照式)两类。

目前，相机系统在许多应用中需要自动对焦(AF)来确保离相机的变化距离的场景的相关部分被获取为焦点对准的图像平面。通常通过双像素自动聚焦来获取关于图像的聚焦程度的信息的图像传感器。双像素AF的某些实施方式采用相位检测，其中图像传感器阵列中标准像素尺寸区被划分成两部分子像素。通过将所划分的子像素的输出进行比较，相位差自动聚焦(PDAF，Phase Detection Auto Focus)允许估计图像是否焦点对准，并且向反馈系统提供信息以实现对聚焦图像的快速会聚。在某些工作状态下，相机系统又不需要自动对焦，而仅仅采用普通模式(非对焦模式)工作，相机系统在自动对焦和普通模式下切换工作。

然而，现有自动对焦像素设计中，限于工艺水平以及像素微缩的影响，双核对焦像素的隔离设计对像素性能有较大的的影响，难以实现有效隔离。并且，现有隔离方式难以根据实际需要选择不同性能侧重点进行灵活设计，导致对焦像素单元性能难以得到有效地提升。

因此，如何提供一种相位对焦像素结构、图像传感器、电子设备及制备方法，以解决现有技术中的上述问题实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种相位对焦像素结构、图像传感器、电子设备及制备方法，用于解决现有技术中对焦像素性能受到隔离影响较大，难以实现有效隔离以及难以根据实际需要选择不同性能侧重点进行灵活设计等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种相位对焦像素结构，包括：

基底，包括若干个像素区；

第一隔离区，位于所述像素区的外围以隔离相邻所述像素区；

第二隔离区，位于所述像素区内并延伸至所述基底中；

其中，所述第二隔离区包括离子掺杂隔离区，所述第一隔离区及所述第二隔离区将所述像素区划分为至少两个子像素区，以基于所述子像素区实现相位对焦。

可选地，所述第二隔离区还包括背面深沟槽隔离区，其中，所述背面深沟槽隔离区、所述离子掺杂隔离区及所述第一隔离区共同将所述像素区划分为至少两个所述子像素区。

可选地，所述背面深沟槽隔离区与所述离子掺杂隔离区具有交叠区域以形成交叠隔离区，所述交叠隔离区具有至少两个交叠隔离区端部，所述交叠隔离区端部均与所述第一隔离区相接触，以划分所述子像素区。