CN105280653B - 图像传感器 - Google Patents

Abstract

一种图像传感器包括：布置成二维的多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个像素包括：形成在衬底中的光电转换层；形成在光电转换层之上的滤色层；形成在与滤色层相同的平面中并且限定第一光传输区的第一遮光层；以及形成在光电转换层和第一遮光层之间并且限定第二光传输区的第二遮光层。

Description

图像传感器

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年7月21日提交的申请号为10-2014-0091837的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种半导体器件制造技术，且更具体而言，涉及一种包括相位差检测像素的图像传感器。

背景技术

诸如数码照相机和摄像机之类的大部分成像设备采用自动聚焦系统。自动聚焦系统分为使用相位差检测方案的自动聚焦系统和使用对比度检测方案的自动聚焦系统。

相位差自动聚焦系统除了具有图像传感器之外还具有用于检测相位差的传感器。自动聚焦是通过基于相位差检测传感器的输出来调节透镜而完成的。相位差检测方案还需要镜体。例如，在用于数码单镜头反射(DSLR)相机的自动聚焦方案中，除了主镜体之外还提供了用于将入射光引导至相位差检测传感器的子镜体。基于相位差的自动聚焦的好处在于使得快速且高性能的自动聚焦成为可能。然而，基于相位差的自动聚焦是高成本的系统，这是因为它需要专用于所述基于相位差的自动聚焦的传感器和光学系统。

相比之下，对比度检测自动聚焦系统依赖于高频数据。这种自动聚焦的方法被称作对比度自动聚焦。由于对比度自动聚焦不需要基于相位差的自动聚焦中所必要的信号处理电路或相位检测传感器，所以对比度自动聚焦具有相对较低的成本。然而，与基于相位差的自动聚焦相比，对比度自动聚焦更慢且更不准确。

发明内容

实施例针对一种包括具有改善性能的相位差检测像素的图像传感器。

根据本发明的一个实施例，一种图像传感器包括：布置成二维的多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个像素包括：光电转换层，其形成在衬底中；滤色层，其形成在光电转换层之上；第一遮光层，其形成在与滤色层相同的平面中，并且限定第一光传输区；以及第二遮光层，其形成在光电转换层与第一遮光层之间，并且限定第二光传输区。

第一遮光层可以包括滤色材料。第一遮光层可以包括黑色滤色器或红外线截止滤色器。第一遮光层可以包括具有选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的两种或更多种滤色器的层叠结构。

第一光传输区可以与滤色层相对应。滤色层可以包括选自白色滤色器、红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的一种。

第一光传输区和第二光传输区可以相对于光电转换层的中心沿彼此不同的方向设置。

第一光传输区的端部和第二光传输区的端部可以在光电转换层的中心处对准。第一光传输区的一部分可以与第二光传输区的一部分重叠以共用光电转换层的中心。第一光传输区和第二光传输区可以相对于光电转换层的中心彼此间隔开。

根据本发明的另一个实施例，一种图像传感器包括：布置成二维的多个像素，其中，像素包括至少一对相位差检测像素，所述至少一对相位差检测像素沿彼此不同的第一方向和第二方向对物光执行光瞳分割，并且输出光瞳分割的图像，并且所述一对相位差检测像素中的每个包括：光电转换层，其形成在衬底中；滤色层，其形成在光电转换层之上；第一遮光层，其形成在与滤色层相同的平面中并且限定第一光传输区；以及第二遮光层，其形成在光电转换层和第一遮光层之间，并且限定第二光传输区，并且所述一对相位差检测像素包括：第一相位差检测像素，其具有朝向第一方向设置的、第一遮光层的第一光传输区，并且具有朝向第二方向设置的、第二遮光层的第二光传输区；以及第二相位差检测像素，其具有朝向第二方向设置的、第一遮光层的第一光传输区，并且具有朝向第一方向设置的、第二遮光层的第二光传输区。

图像传感器还可以包括：层间电介质层，其设置在位于一侧的衬底与位于相对侧的滤色层和第一遮光层之间，并且包括第二遮光层；以及微透镜，其形成在滤色层和第一遮光层之上以与每个像素相对应。

第一遮光层可以包括滤色材料。第一遮光层可以包括黑色滤色器或者红外线截止滤色器。第一遮光层可以包括具有选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的两种或更多种滤色器的层叠结构。

第一光传输区可以与滤色层相对应。滤色层可以包括选自白色滤色器、红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的一种。所述一对相位差检测像素中的第一光传输区可以被设置成彼此远离，所述一对相位差检测像素中的第二光传输区可以被设置成彼此面对。

附图说明

图1说明利用相位差检测像素来检测相位差。

图2A和图2B是说明图1中的相位差的曲线图。

图3是说明根据本发明的一个实施例的图像传感器的像素阵列的平面图。

图4是说明根据本发明的一个实施例的相位差检测像素的示意图。

图5是说明根据本发明的一个实施例的相位差检测像素的截面图。

图6A是说明根据本发明的一个实施例的相位差检测像素中的第一遮光层的平面图。

图6B是说明在根据本发明的一个实施例的相位差检测像素中的第二遮光层的平面图。

图7是示出根据本发明的一个实施例的图像传感器中的自动聚焦线的像素输出的曲线图。

图8是示出根据本发明的一个实施例的图像传感器中的像素输出的移位量Sf和离焦量Df的曲线图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述各种实施例。然而，本发明可以采用不同的形式来实施，且不应当被解释为局限于本文所列的实施例。更确切地，提供这些实施例使得本公开将充分且全面，并向本领域的技术人员充分地传达本发明的范围。在本公开中，相同的附图标记在各个附图和实施例中表示相同的部分。

附图不一定按比例绘制，且在一些情况下，可能夸大比例以清楚地图示实施例的特征。当第一层被称作在第二层“上”或在衬底“上”时，不仅表示第一层直接形成在第二层或衬底上，还表示在第一层和第二层或衬底之间存在第三层。

以下实施例针对一种安装在自动聚焦系统上的图像传感器。更具体地，以下实施例描述一种安装在利用相位差检测方案的自动聚焦系统上的图像传感器。实施例提供一种包括具有改善精确度的相位差检测像素的图像传感器，以及一种除了包括用于获取图像的图像像素之外还包括能够检测相位差的相位差检测像素的图像传感器。相位差检测像素可以具有如下的结构来改善精确度：即具有不同光传输区的遮光板在竖直方向上层叠。在以下将描述的根据实施例的图像传感器中，布置成二维的像素可以分为图像像素和相位差检测像素，或者也可以仅存在相位差检测像素，所述相位差检测像素也用作图像像素。

在描述根据实施例的图像传感器之前，参照图1至图2来描述在相位差检测像素中检测相位差的原理。

图1说明利用相位差检测像素来检测相位差。图2A和图2B是描述图1中的相位差的曲线图。

参见图1，需要第一像素15和第二像素16以利用相位差检测像素来检测相位差。经由成像透镜11进入的入射光穿过微透镜阵列14，并且被引导至包括光电转换层(例如，光电二极管)的第一像素15和第二像素16中。第一像素15和第二像素16包括开口(或光传输区)，所述开口用于限制成像透镜11的光瞳12和光瞳13。所述开口由遮光罩17和18限定，所述遮光罩17和18限制成像透镜11的光瞳12和光瞳13。从设置在成像透镜11的光轴10之上的光瞳12而来的入射光被引导至第二像素16中，从设置在成像透镜11的光轴10之下的光瞳13而来的入射光被引导至第一像素15中。第一像素15和第二像素16经由遮光罩17和18所限定的开口接收入射光，并且入射光通过微透镜阵列14被反向投射至光瞳12和13。这被称为“光瞳分割”。

图2A和图2B中示出了体现光瞳分割的第一像素15和第二像素16的连续输出。在图2A和图2B的曲线图中，水平轴表示第一像素15和第二像素16的位置，竖直轴表示第一像素15和第二像素16的输出值。将第一像素15和第二像素16的输出进行比较，可以看出，输出曲线相同，而仅仅是被移位。这种相位上的移位是由于从成像透镜11的偏心形成的光瞳12和光瞳13而来的光在不同位置处形成图像而存在。如图2A中所示，当从偏心形成的光瞳12和光瞳13而来的光的焦点彼此不一致时，第一像素15和第二像素16呈现输出相位差。如在图2B中所示，当从偏心形成的光瞳12和光瞳13而来的光的焦点彼此一致时，图像形成在相同的位置处。另外，聚焦的方向可以从相位差中确定。“前聚焦”表示物体处于前聚焦状态。在前聚焦中，第一像素15的输出的相位与图像聚焦时相比更向左移位，而第二像素16的输出的相位与图像聚焦时相比更向右移位。相反，“后聚焦”表示物体处于后聚焦状态。在后聚焦中，第一像素15的输出的相位与图像聚焦相比更向右移位，而第二像素16的输出的相位与图像聚焦相比更向左移位。第一像素15和第二像素16的相位之间的移位量可以转换成焦点之间的偏移量。

图像传感器的相位差检测像素形成为包括遮光罩17和18，所述遮光罩17和18具有在微透镜和光电转换层之间沿预定方向偏心地设置的开口。遮光罩17和18允许从预定方向进入的入射光穿过至光电转换层中。由于第一像素15和第二像素16分别包括遮光罩17和18以及它们的开口，因此不仅从期望方向进入的入射光可穿过开口进入光电转换层中，从相反方向进入的入射光也可穿过开口进入光电转换层中。这导致相位差检测像素的精确度恶化。

遮光罩17和18可以利用由金属材料构成的金属线型结构来形成。基于相位差的自动聚焦的特性可以通过将成像透镜和微透镜设置成尽可能地靠近于遮光罩17和18来改善。然而，由于遮光罩17和18是利用线结构来形成的，将这些元件移动得更靠近的能力是有限制的，这是因为它们必须位于滤色层和光电转换层之间。

以下实施例提供一种包括具有改善精确度的相位差检测像素的图像传感器。在下文中，详细地描述根据本发明的一个实施例的相位差检测像素和利用所述相位差检测像素的自动聚焦的原理。

图3是说明根据本发明的实施例的图像传感器的像素阵列的平面图，图4是说明根据本发明的实施例的相位差检测像素的示意图。图4示出位于图3中所示的像素阵列的中心的相位差检测像素。

参见图3和图4，根据本发明的实施例的图像传感器包括像素阵列101，所述像素阵列101具有布置成二维矩阵的多个像素。像素阵列101包括多个图像像素110和多个相位差检测像素200。相位差检测像素200可以以包括用于检测相位差的一对像素210和230为单位来形成。

图像像素110可以包括分别设置有红色滤色器R、绿色滤色器G和蓝色滤色器B的红色像素111、绿色像素112和蓝色像素113。图像像素110可以包括：第一线L1，其中绿色像素112和红色像素111沿水平方向交替地设置；和第二线L2，其中蓝色像素113和绿色像素112沿水平方向交替地设置。由于第一线L1和第二线L2沿竖直方向交替，所以可以形成拜耳(Bayer)布置。

根据本实施例的一个修改实例，第一线L1的绿色像素112或者第二线L2的绿色像素112可以由具有白色滤色器的白色像素代替，或者第一线L1的绿色像素112和第二线L2的绿色像素112都可以用白色像素来代替。根据本实施例的另一个修改实例，图像像素110可以包括分别包括青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器的青色像素、洋红色像素和黄色像素。

根据本发明的一个实施例的相位差检测像素200包括：分别具有两个遮光层212和214以及遮光层232和234的一对像素210和230，以及用于将光束Ta与对应于成像透镜的左光瞳的Qa隔离的开口OPa和OPb和用于将光束Tb与对应于成像透镜的右光瞳的Qb隔离的开口OPc和OPd。随着沿着水平方向布置多于两个的相位差检测像素200，形成了自动聚焦线Lf。

第一像素210包括矩形形式或缝隙形式的开口OPa，其位于相对于光电转换层PD的右侧，通过第一像素210的下部中的第二遮光层214来限定。另外，缝隙形式的开口OPb位于相对于光电转换层PD的左侧，通过第一像素210的上部中的第一遮光层212来限定。开口OPa和OPb是包括第一遮光层212和第二遮光层214的第一遮光部分216的光传输区。光传输区限定Qa，所述Qa是光可穿过至光电转换层PD的角度范围，并且与成像透镜中的左侧光瞳相对应。

第二像素230包括缝隙形式的开口OPc，其位于相对于光电转换层PD的左侧，通过第二像素230的下部中的第二遮光层234来限定。此外，位于相对于光电转换层PD的右侧、缝隙形式的开口OPd通过第二像素230的上部中的第一遮光层232来限定。开口OPc和OPd限定包括第一遮光层232和第二遮光层234的第二遮光部分236的光传输区。光传输区限定Qb，所述Qb是光可穿过至光电转换层PD的角度范围，并且与成像透镜中的右侧光瞳相对应。

来自左侧光瞳部分Qa的光束Ta穿过微透镜ML、滤色CF以及开口OPa和OPb、即第二遮光层214和第一遮光层212的光传输区，并且落在第一像素210的光电转换层PD上。来自右侧光瞳部分Qb的光束Tb穿过微透镜ML、滤色CF以及开口OPc和OPd、即第二遮光层234和第一遮光层232的光传输区，并且落在第二像素230的光电转换层PD上。

在下文中，参照图5、图6A和图6B来详细地描述根据本发明的一个实施例的相位差检测像素。

图5是说明根据本发明的一个实施例的相位差检测像素的截面图。图6A是说明根据本发明的一个实施例的相位差检测像素中的第一遮光层的平面图，图6B是说明根据本发明的一个实施例的相位差检测像素中的第二遮光层的平面图。

参见图5、图6A和图6B，根据本发明的实施例的图像传感器可以包括布置成二维的多个像素和至少一对相位差检测像素200，所述至少一对相位差检测像素200沿彼此不同的第一方向和第二方向对入射光或物光执行光瞳分割以产生光瞳分割的图像，并且输出光瞳分割的图像。第一方向和第二方向彼此相反。

所述一对相位差检测像素200可以包括第一像素210和第二像素230。第一像素210和第二像素230中的每个可以包括：衬底210、形成在衬底201中的光电转换层PD、形成在衬底201之上的层间电介质层202、形成在层间电介质层202之上的滤色层CF、形成在与滤色层CF相同的平面中并且限定第一光传输区220或240的第一遮光层212或232、在光电转换层PD和第一遮光层212或232之间形成在层间电介质层202中的第二遮光层214或234、以及第二光传输区222或242。此外，所述一对相位差检测像素200还可以包括在滤色层CF和第一遮光层212或232之上的平坦化层203、以及在平坦化层203之上的用于第一像素210和第二像素230中的每个的微透镜ML。

在所述一对相位差检测像素200中，第一像素210可以具有沿第一方向设置的、通过第一遮光层212来限定的第一光传输区220，并且具有沿第二方向设置的通过第二遮光层214来限定的第二光传输区222。第二像素230可以具有沿第二方向设置的通过第一遮光层232来限定的第一光传输区240，并且具有沿第一方向设置的通过第二遮光层234来限定的第二光传输区242。因此，第一遮光层212和232的第一光传输区220和240可以彼此相对地设置，而第二遮光层214和234的第二光传输区222和242可以在第一像素210和第二像素230的接合处附近彼此面对。

衬底201可以包括半导体衬底。半导体衬底可以处于单晶状态，并且其可以包括含硅材料。即，衬底201可以包括单晶含硅材料。

光电转换层PD可以包括彼此竖直重叠的多个光电转换器。光电转换器中的每个可以是包括N型杂质区和P型杂质区的光电二极管。

在相位差检测像素200中，滤色层CF与第一遮光层212或232的第一光传输区220或240相对应。简言之，滤色层CF可以用作第一光传输区220或240。在图5和图6A中，第一像素210和第二像素230的第一光传输区220和240可以与图3中的开口OPb和OPd相对应。

滤色层CF可以选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器、黄色滤色器和白色滤色器。由于所述一对相位差检测像素200包括第一像素210和第二像素230，滤色层CF可以是绿色滤色器或白色滤色器。当滤色层CF是白色滤色器时，入射光的量可以增加，结果，可以改善低照明环境中图像特性。

形成在与滤色层CF相同的平面中的第一遮光层212或232可以包括滤色材料。即，第一遮光层212或232可以与滤色层CF同时形成。第一遮光层212或232可以包括黑色滤色器或红外线截止滤色器。另外，第一遮光层212或232可以包括具有选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的两种或更多种滤色器的层叠结构。为了有效地阻挡入射光，第一遮光层212或232的厚度可以与滤色层CF相同或比滤色层CF更大。

第二遮光层214或234可以在光电转换层PD和第一遮光层212或232之间沿竖直方向设置。在图5和图6B中，第一像素210和第二像素230的第一光传输区220和第一光传输区240可以与图3中所示的开口OPa和OPc相对应。

第二遮光层214或234可以设置在层间电介质层202中，并且包括多个线结构(未示出)。第二遮光层214或234可以利用线结构来形成，并且第二遮光层214或234可以包括金属性材料。通过第二遮光层214或234限定的第二光传输区222或242可以具有与第一光传输区220或240的一个端部对准的一个端部，并且这两个端部可以在光电转换层PD的中心轴之上直接相会。此外，第二光传输区222或242可以与第一光传输区220或240重叠，并且共用光电转换层PD的中心轴。另外，第二光传输区222或242可以与第一光传输区220或240间隔开预定的距离，并且围绕光电转换层PD的中心轴。第一光传输区220或240和第二光传输区222或242的位置，是彼此重叠、间隔开还是邻接，可以基于像素阵列101中的相位差检测像素200的相对位置来确定，如图3中所示。

由于根据本发明的实施例的图像传感器具有沿不同水平方向设置并且竖直地层叠的遮光层212、214、232和234以及光传输区220、222、240和242，所以相位差检测像素200的精确度可以改善。设置在第一遮光层212或232与光电转换层PD之间的第二遮光层214或234可以阻隔从非意图捕获方向进入的入射光。

由于第一遮光层212或232设置在与滤色层CF相同的平面中，所以成像透镜或微透镜ML与遮光罩之间的距离可以缩短。这允许基于相位差的自动聚焦的特性得到改善。

由于第一遮光层212或232设置在与滤色层CF相同的平面中，所以可以通过第一遮光层212或232与第二遮光层214或234之间缩短的垂直距离来改善低照明环境特性。这与第一遮光层212或232和第二遮光层214或234被形成为线结构的结构相比，增加了入射光的量。

另外，由于第一遮光层212或232由滤色材料形成，所以图像传感器的制造生产率可以改善。

在下文中，参照图3至图8来描述自动聚焦线Lf的像素输出。第一像素210的像素输出被称作为“第一输出”，第二像素230的像素输出被称作为“第二输出”。将描述从图3的自动聚焦线Lf中的相位差检测像素200获得的基于第一像素的像素行(见图3的附图标记a1、a2和a3)的像素输出与基于第二像素的像素行(见图3的附图标记b1、b2和b3)的像素输出之间的关系。

图7是示出根据本发明的一个实施例的图像传感器中的自动聚焦线的像素输出的曲线图。图8是示出根据本发明的一个实施例的图像传感器中的像素输出的移位量Sf和离焦量Df的曲线图。

参见图3至图8，来自两个光瞳的光束Ta和Tb在自动聚焦线Lf的第一像素210和第二像素230中被接收。包括像素a1至a3的自动聚焦线中的基于第一像素的像素行的像素输出由图7中的实线图Ga来表示。包括像素b1至b3的自动聚焦线Lf中的基于第二像素的像素行的像素输出由图7中的虚线图Gb来表示。

将图7的曲线图中的线Ga和线Gb进行比较，基于第一像素的像素行的像素输出和基于第二像素的像素行的像素输出具有与沿自动聚焦线Lf的方向的移位量Sf相对应的相位差。自动聚焦线Lf的方向是交替地布置相位差检测像素200的水平方向。

移位量Sf和离焦量Df之间的关系可以由图8中的为线性函数的线Gc来表示。曲线图Gc的倾斜度可以从工厂测试中获得。

因此，图像传感器可以基于自动聚焦线Lf的像素输出而获得基于相位差的自动聚焦操作电路中的移位量Sf，然后经由基于相位差的自动聚焦控制器基于图8的曲线图Gc来计算离焦量Df。基于相位差的自动聚焦控制器基于之前所述的相位差检测方案来检测聚焦的位置。更具体地，基于相位差的自动聚焦控制器可以指明成像透镜需要正确地聚焦图像于何处。

根据以上所述的实施例，由于包括光传输区的多个遮光层位于不同的方向且竖直层叠，所以相位差检测像素的准确性可以改善。

此外，由于第一遮光层设置在与滤色层相同的平面上，所以可以缩短成像透镜或微透镜与遮光罩之间的距离。由此，可以改善基于相位差的自动聚焦的特性。

由于第一遮光层设置在与滤色层相同的平面上，所以与第一遮光层和第二遮光层都利用线结构形成的结构相比，增加了入射光的量。因此，可以改善低照明环境中的图像特性。

另外，由于第一遮光层由滤色材料形成，所以可以改善图像传感器的制造生产率。

尽管已参照特定的实施例描述了本发明，但对于本领域的技术人员明显的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种变化和修改。

通过以上实施例可以看出，本申请提供了以下的技术方案。

技术方案1.一种图像传感器，包括：

布置成二维的多个像素，

其中，所述多个像素中的至少一个像素包括：

光电转换层，其形成在衬底中；

滤色层，其形成在所述光电转换层之上；

第一遮光层，其与所述滤色层形成在相同的平面中，并且限定第一光传输区；以及

第二遮光层，其形成在所述光电转换层和所述第一遮光层之间，并且限定第二光传输区。

技术方案2.如技术方案1所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括滤色材料。

技术方案3.如技术方案1所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括黑色滤色器或红外线截止滤色器。

技术方案4.如技术方案1所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括具有选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的两种或更多种层叠滤色器的层叠结构。

技术方案5.如技术方案1所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区与所述滤色层相对应。

技术方案6.如技术方案1所述的图像传感器，其中，所述滤色层包括白色滤色器、红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的一种或更多种。

技术方案7.如技术方案1所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区和所述第二光传输区相对于所述光电转换层的中心位于相对侧。

技术方案8.如技术方案7所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区的一个端部和所述第二光传输区的一个端部在所述光电转换层的中心处对准。

技术方案9.如技术方案7所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区的一部分与所述第二光传输区的一部分重叠以共用所述光电转换层的中心。

技术方案10.如技术方案7所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区和所述第二光传输区相对于所述光电转换层的中心彼此间隔开。

技术方案11.一种图像传感器，包括：

布置成二维的多个像素；

其中，所述像素包括至少一对相位差检测像素，所述至少一对相位差检测像素沿彼此不同的第一方向和第二方向对物光执行光瞳分割，并且输出光瞳分割的图像，并且

每个相位差检测像素包括：

光电转换层，其形成在衬底中；

滤色层，其形成在所述光电转换层之上；

第一遮光层，其形成在与所述滤色层相同的平面中，并且限定第一光传输区；以及

第二遮光层，其形成在所述光电转换层与所述第一遮光层之间，并且限定第二光传输区，并且

所述一对相位差检测像素包括：

第一相位差检测像素，其具有朝向所述第一方向设置的、通过第一遮光层来限定的第一光传输区，并且具有朝向所述第二方向设置的、通过第二遮光层来限定的第二光传输区；以及

第二相位差检测像素，其具有朝向所述第二方向设置的、通过第一遮光层来限定的第一光传输区，并且具有朝向所述第一方向设置的、通过第二遮光层来限定的第二光传输区。

技术方案12.如技术方案11所述的图像传感器，还包括：

层间电介质层，其设置在位于一侧的所述衬底与位于相对侧的所述滤色层和所述第一遮光层之间，并且包括所述第二遮光层；以及

微透镜，其形成在所述滤色层和所述第一遮光层之上以与每个像素相对应。

技术方案13.如技术方案11所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括滤色材料。

技术方案14.如技术方案11所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括黑色滤色器或红外线截止滤色器。

技术方案15.如技术方案11所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括具有选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的两种或更多种层叠滤色器的层叠结构。

技术方案16.如技术方案11所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区与所述滤色层相对应。

技术方案17.如技术方案11所述的图像传感器，其中，所述滤色层包括白色滤色器、红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的一种或更多种。

技术方案18.如技术方案11所述的图像传感器，其中，所述一对相位差检测像素中的第一光传输区设置成彼此远离，以及

所述一对相位差检测像素中的第二光传输区设置成彼此面对。

Claims (18)

1.一种图像传感器，包括：

布置成二维的多个像素，

其中，所述多个像素中的至少一个像素包括：

光电转换层，其形成在衬底中；

滤色层，其形成在所述光电转换层之上；

第一遮光层，其与所述滤色层形成在相同的平面中，并且限定第一光传输区；以及

第二遮光层，其形成在所述光电转换层和所述滤色层之间，并且限定第二光传输区，

其中，所述第二遮光层在垂直方向上与所述滤色层间隔开，并且所述第一遮光层的厚度大于所述滤色层的厚度。

2.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括滤色材料。

3.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括黑色滤色器或红外线截止滤色器。

4.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括具有选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的两种或更多种层叠滤色器的层叠结构。

5.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区与所述滤色层相对应。

6.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述滤色层包括白色滤色器、红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的一种或更多种。

7.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区和所述第二光传输区相对于所述光电转换层的中心位于相对侧。

8.如权利要求7所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区的一个端部和所述第二光传输区的一个端部在所述光电转换层的中心处对准。

9.如权利要求7所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区的一部分与所述第二光传输区的一部分重叠以共用所述光电转换层的中心。

10.如权利要求7所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区和所述第二光传输区相对于所述光电转换层的中心彼此间隔开。

11.一种图像传感器，包括：

布置成二维的多个像素；

其中，所述像素包括至少一对相位差检测像素，所述至少一对相位差检测像素沿彼此不同的第一方向和第二方向对物光执行光瞳分割，并且输出光瞳分割的图像，并且

每个相位差检测像素包括：

光电转换层，其形成在衬底中；

滤色层，其形成在所述光电转换层之上；

第一遮光层，其形成在与所述滤色层相同的平面中，并且限定第一光传输区；以及

第二遮光层，其形成在所述光电转换层与所述第一遮光层之间，并且限定第二光传输区，并且

所述一对相位差检测像素包括：

第一相位差检测像素，其具有朝向所述第一方向设置的、通过第一遮光层来限定的第一光传输区，并且具有朝向所述第二方向设置的、通过第二遮光层来限定的第二光传输区；以及

第二相位差检测像素，其具有朝向所述第二方向设置的、通过第一遮光层来限定的第一光传输区，并且具有朝向所述第一方向设置的、通过第二遮光层来限定的第二光传输区，

其中，所述第一遮光层的厚度大于所述滤色层的厚度。

12.如权利要求11所述的图像传感器，还包括：

层间电介质层，其设置在位于一侧的所述衬底与位于相对侧的所述滤色层和所述第一遮光层之间，并且包括所述第二遮光层；以及

微透镜，其形成在所述滤色层和所述第一遮光层之上以与每个像素相对应。

13.如权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括滤色材料。

14.如权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括黑色滤色器或红外线截止滤色器。

15.如权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一遮光层包括具有选自红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的两种或更多种层叠滤色器的层叠结构。

16.如权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一光传输区与所述滤色层相对应。

17.如权利要求11所述的图像传感器，其中，所述滤色层包括白色滤色器、红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、洋红色滤色器和黄色滤色器中的一种或更多种。

18.如权利要求11所述的图像传感器，其中，所述一对相位差检测像素中的第一光传输区设置成彼此远离，以及

所述一对相位差检测像素中的第二光传输区设置成彼此面对。