CN110164897B - 相位对焦图像传感器及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
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图像捕获区和相位对焦区，所述半导体衬底图像捕获区内具有第一感光层，所述半导体衬底相位对焦区内具有第二感光层；位于半导体衬底图像捕获区表面的第一抗反射结构；位于半导体衬底相位对焦区表面的第二抗反射结构，第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构；位于第一抗反射结构表面的第一滤光层，所述第一滤光层通过单色光；位于第二抗反射结构表面的第二滤光层，所述第二滤光层通过自然光。所述相位对焦图像传感器的性能得到提高。
Description
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图像捕获区和相位对焦区；位于所述半导体衬底图像捕获区内的第一感光层；位于所述半导体衬底相位对焦区内的第二感光层；位于半导体衬底图像捕获区表面的第一抗反射结构；位于半导体衬底相位对焦区表面的第二抗反射结构，第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构；位于第一抗反射结构表面的第一滤光层；位于第二抗反射结构表面的第二滤光层。
可选的，所述第一抗反射结构的厚度与第二抗反射结构厚度相等。
可选的，所述第一抗反射机构包括：第一抗反射层和位于第一抗反射层表面的第二抗反射层，所述第一抗反射层位于半导体衬底图像捕获区表面；所述第一抗反射层和第二抗反射层材料不同。
可选的，所述第二抗反射结构包括：第一材料层、位于第一材料层表面的第二材料层和位于第二材料层表面的第三材料层，所述第一材料层位于半导体衬底相位对焦区表面；所述第一材料层和第二材料层的材料不同，且所述第二材料层与第三材料层的材料不同。
可选的，所述第二抗反射结构包括：第一材料层和位于第一材料层表面的第二材料层，所述第一材料层位于半导体衬底相位对焦区表面；所述第一材料层和第二材料层的材料不同。
可选的，所述第一抗反射层的材料与第一材料层的材料不同。
可选的，第二抗反射层的材料与第二材料层的材料不同。
可选的，所述第一抗反射层的厚度为第一厚度；所述第二抗反射层的厚度为第二厚度；所述第一材料层的厚度为第一尺寸；所述第二材料层的厚度为第二尺寸；所述第一厚度与所述第一尺寸不相等。
可选的，所述第二厚度与所述第二尺寸不相等。
可选的，所述第一抗反射结构还包括：位于第二抗反射层表面的X层重叠设置的第三抗反射层，X为自然数，相邻两层第三抗反射层的材料不同，或者相邻的第三抗反射层和第二抗反射层的材料不同。
可选的，所述第二抗反射结构还包括：位于第二层表面的若干层重叠设置的X层第三材料层，X为自然数，相邻两层第三材料层的材料不同，或者相邻的第三材料层和第二材料层的材料不同。
可选的，第i层第三抗反射层的材料与第i层第三材料层的材料不同，所述第i层第三抗反射层到所述第二抗反射层表面之间具有i-1层第三抗反射层，所述第i层第三材料层到所述第二材料层表面之间具有i-1层第三材料层，i大于等于1且小于等于X的整数。
可选的，第i层第三抗反射层的厚度与第i层第三材料层的厚度不相等，所述第i层第三抗反射层到所述第二抗反射层表面之间具有i-1层第三抗反射层，所述第i层第三材料层到所述第二材料层表面之间具有i-1层第三材料层，i大于等于1且小于等于X的整数。
可选的，所述第二滤光层为白光滤色层或绿光滤色层。
可选的，还包括：位于所述第一滤光层表面的第一微透镜层；位于所述第二滤光层表面的第二微透镜层。
可选的，所述相位对焦区包括第一区和第二区，且所述第一区和所述第二区相邻；所述第二感光层位于半导体衬底的第一区内和半导体衬底第二区内；所述第二滤光层位于所述第一区的第二抗反射结构表面和所述第二区的第二抗反射结构表面；所述第二微透镜层包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜位于第一区的第二滤光层表面，所述第二透镜位于第二区的第二滤光层表面，所述第三透镜覆盖第一透镜和第二透镜表面。
相应的，本发明还提供一种上述任意一种相位对焦图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括图像捕获区和相位对焦区；在所述半导体衬底图像捕获区内形成第一感光层；在所述半导体衬底相位对焦区内形成第二感光层；在半导体衬底图像捕获区表面的第一抗反射结构；在半导体衬底相位对焦区表面的第二抗反射结构，第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构；在第一抗反射结构表面的第一滤光层；在第二抗反射结构表面的第二滤光层。
可选的，所述第一抗反射结构的形成方法包括：在半导体衬底图像捕获区和相位对焦区表面形成第一抗反射结构材料膜；在所述第一抗反射结构材料膜表面形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出相位对焦区第一抗反射结构材料膜表面；以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀去除所述第一抗反射结构材料膜，形成第一抗反射结构。
可选的，所述第二抗反射结构的形成方法包括：去除相位对焦区的第一抗反射结构材料膜后，在第一抗反射结构内形成第一凹槽；形成第一凹槽后，在所述第一凹槽侧壁和底部以及第一抗反射结构表面形成第二抗反射结构材料膜；在第二抗反射结构材料膜表面形成掩膜层，所述掩膜层覆盖相位对焦区第二抗反射结构材料膜表面；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀去除图像捕获区的第一抗反射结构表面的所述第二抗反射结构膜，直至暴露出第一抗反射结构表面，形成所述第二抗反射结构。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案提供的相位对焦图像传感器中，所述第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构，则第二抗反射结构的反射光较多，减小第二感光层的进光量，相位对焦区的吸收光相对较少，从而降低相位对焦区的光电转换效率，减少光生载流子的产生，进而减少电子溢出，减少对相邻像素单元感光结构的影响，使得相位对焦图像传感器的性能得到提高。
附图说明
图1是一种相位对焦图像传感器的结构示意图；
图2至图9是本发明一实施例中相位对焦图像传感器形成过程的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术的相位对焦图像传感器的性能较差。
参考图1，图1是一种相位对焦图像传感器的结构示意图，所述相位对焦图像传感器包括多个图像捕获单元A和多个相位对焦单元B，所述图形捕获单元A和相位对焦单元B包括：半导体衬底100，所述半导体衬底100具有相对的第一面和第二面；位于半导体衬底100内的感光结构120；位于半导体衬底100第二面表面的受光结构，所述受光结构包括栅格层160、滤光层和透镜层；所述相位对焦图像传感器还包括深沟槽隔离层150，所述半导体衬底100第二面暴露出深沟槽隔离层150，所述深沟槽隔离层150位于相邻的感光结构120之间的半导体衬底100内，位于半导体衬底100第二面表面的第一抗反射层101；位于第一抗反射层101表面的第二抗反射层102。
图1中示出了所述图像传感器的三个像素单元，包括第一像素单元111、第二像素单元112、第三像素单元113。
所述第一像素单元111为一个图像捕获单元A，所述第一像素单元111为有色像素单元；位于第一像素单元111内的滤光层为有色滤色层171；位于第一像素单元111内的透镜层为第一透镜层180。
所述第二像素单元112和第三像素单元113构成一个相位对焦单元B，位于第二像素单元112和第三像素单元113内的滤光层为相位对焦滤色层172；位于相位对焦滤色层172表面的透镜层为第二透镜层191；覆盖第二像素单元112和第三像素单元113内的第二透镜层191表面的第三透镜层192，所述第二透镜层191和第三透镜层192构成相位对焦单元B的透镜层190。
上述实施例中，第一抗反射层101表面的第二抗反射层102形成抗反射结构，第一抗反射层的厚度为第一厚度，第二抗反射层的厚度为第二厚度时，所述抗反射结构具有最大的抗反射率，此时抗反射结构的光线的透射率最高，从而提高图像捕获单元A的入光量，然而所述抗反射结构也位于相位对焦区B表面，也能提高相位对焦区B的入光量。为提高相位对焦的精度，所述相位对焦滤色层172采用白光滤色层。然而，采用白光滤光层，自然光可以自由通过，则第二像素单元112和第三像素单元113内的感光结构接收到光量较大，第二像素单元112和第三像素单元113内的感光结构所产生的光载流子较多，相较于其他像素单元内的感光结构而言更容易达到饱和，第二像素单元112和第三像素单元113内的光载流子达到饱和后，会有部分电子溢出，进入到邻近的感光结构中，使得图像传感器性能下降。
本发明技术方案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图像捕获区和相位对焦区，所述半导体衬底图形捕获区内具有第一感光层，所述半导体衬底相位对焦区内具有第二感光层；位于半导体衬底图像捕获区表面的第一抗反射结构；位于半导体衬底相位对焦区表面的第二抗反射结构，第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构；则第二抗反射结构的反射光较多，减小了第二感光层的进光量，从而降低相位对焦区的光电转换效率，减少光生载流子的产生，进而减少电子溢出，减少对相邻像素单元感光结构的影响，提高了相位对焦图像传感器的性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本说明书中的“表面”，用于描述空间的相对位置关系，并不限定于直接接触。
图2至图9是本发明一实施例中相位对焦图像传感器形成过程的结构示意图。
请参考图2，提供半导体衬底200，所述半导体衬底200包括图像捕获区I和相位对焦区II。
所述图像捕获区I包括多个像素单元，多个像素单元形成像素阵列。
本实施例中，所述图像捕获区I包括一个图像捕获像素单元。
本实施例中，所述相位对焦区II包括第一区和第二区，且所述第一区和所述第二区相邻。所述第一区用于形成第一相位对焦像素子单元，所述第二区用于形成第二相位对焦像素子单元，一个所述第一相位对焦像素子单元和一个所述第二相位对焦像素子单元构成一个相位对焦像素单元。
图2中示出了所述相位对焦图像传感器的位于相位对焦区II的一个相位对焦像素单元和位于图像捕获区I的一个图像捕获像素单元。
所述半导体衬底200具有相对的第一面和第二面。
在所述半导体衬底200图像捕获区I内形成第一感光层231。
本实施例中，所述半导体衬底200第一面暴露出第一感光层231。其他实施例中，所述半导体衬底200第一面不暴露出第一感光层231。
在所述半导体衬底200相位对焦区II内形成第二感光层232。所述第二感光层232位于半导体衬底200的第一区内和半导体衬底200第二区内。
本实施例中，所述半导体衬底200第一面暴露出第二感光层232。其他实施例中，所述半导体衬底200第一面不暴露出第二感光层232。
所述第一感光层231和第二感光层232用于实现光电转换。
所述半导体衬底200用于为第一感光层231和第二感光层232的形成提供工艺基础。
本实施例中，所述半导体衬底200的材料为单晶硅。所述半导体衬底200还可以是多晶硅或非晶硅。所述半导体衬底200的材料还可以为锗、锗化硅、砷化镓等半导体材料。
本实施例中，所述第一感光层231和第二感光层232为光电二极管。
本实施例中，所述第一感光层231和第二感光层232的形成工艺包括：离子注入工艺。
本实施例中，形成第一感光层231和第二感光层232后，在所述半导体衬底200内形成深沟槽隔离结构260，所述深沟槽隔离结构260位于相邻第一感光层231之间、相邻第二感光层232之间和相邻的第一感光层231和第二感光层232之间，所述半导体衬底200第二面暴露出深沟槽隔离结构260。其他实施例中，不形成深沟槽隔离结构。
所述深沟槽隔离结构260用于防止相邻像素单元之间的光串扰。
接着，在半导体衬底200图像捕获区I表面形成第一抗反射结构；所述第一抗反射结构的形成方法请参考图3至图4。
参考图3，在所述半导体衬底200图像捕获区I和相位对焦区II表面形成第一抗反射结构材料膜；在所述第一抗反射结构材料膜表面形成第一图形化层203，所述第一图形化层203暴露出相位对焦区II的第一抗反射结构材料膜表面。
本实施例中，在所述半导体衬底200图像捕获区I和相位对焦区II第二面表面形成第一抗反射结构材料膜。
所述第一抗反射结构材料膜为形成第一抗反射结构提供材料层。
所述第一抗反射结构材料膜包括第一抗反射膜201和位于第一抗反射膜201表面的第二抗反射膜202。
所述第一抗反射膜201与第二抗反射膜202的材料不同。
所述第一抗反射膜201的厚度为第一厚度，所述第二抗反射膜202的厚度为第二厚度。
所述第一抗反射膜201的材料包括：氧化硅、氧化铪或氧化铝。
所述第二抗反射膜202的材料包括：氧化硅、氮化硅、氧化钽。
本实施例中，所述第一抗反射膜201的材料为氧化硅。所述第二抗反射膜202的材料为氮化硅。
形成所述第一抗反射膜201的工艺为沉积工艺，如化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
形成所述第二抗反射膜202的工艺为沉积工艺，如化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
本实施例中，在形成第一抗反射膜201之前，还包括：在半导体衬底200第二面形成介电增透层(未图示)，所述介电增透层用于增加光线的透过率。
其他实施例中，不形成介电增透层。
本实施例中，在所述第二抗反射膜202表面形成第一图形化层203，所述第一图形化层203暴露出相位对焦区II的第二材料膜202表面。
所述第一图形化层203的材料包括光刻胶。
所述第一图形化层203为后续形成第一抗反射结构提供掩膜。
参考图4，以所述第一图形化层203为掩膜，刻蚀去除相位对焦区II的第一抗反射结构材料膜，形成第一抗反射结构，所述第一抗反射结构内具有第一凹槽210。
所述第一抗反射结构包括第一抗反射层211和位于第一抗反射层211表面的第二抗反射层212，所述第一抗反射层211位于半导体衬底200图像捕获区I表面；所述第一抗反射层211和第二抗反射层212材料不同。
本实施例中，以所述第一图形化层203为掩膜，刻蚀去除相位对焦区的第二抗反射膜202和第一抗反射膜201，直至暴露出相位对焦区II介电增透膜表面，使得所述第二抗反射膜202形成为第二抗反射层212，使得所述第一抗反射膜201形成为第一抗反射层211，所述第一抗反射层211和第二抗反射层212构成第一抗反射结构。
本实施例中，所述第一抗反射层211的材料为氧化硅。所述第二抗反射层212的材料为氮化硅。
本实施例中，所述第一抗反射层211的厚度为第一厚度，所述第二抗反射层212的厚度为第二厚度。
所述第一抗反射层211为第一厚度，所述第二抗反射层212为第二厚度时，所述第一抗反射结构具有最大的抗反射率，此时第一抗反射结构的光线的透射率最高，从而提高图像捕获区I的第一感光层231的入光量，提高图像捕获区I的光电转换效率，从而提高图像传感器的性能。
刻蚀去除相位对焦区II的第一抗反射结构材料膜的工艺包括：各向异性的干法刻蚀工艺或者各向异性的湿法刻蚀工艺。
本实施例中，刻蚀去除相位对焦区II的第一抗反射结构材料膜的工艺为干法刻蚀工艺。所述干法刻蚀工艺为等离子刻蚀工艺，等离子体刻蚀工艺采用等离子体轰击刻蚀，精准度较高，缺陷较少。
本实施例中，形成第一凹槽210后，还包括：去除所述第一图形化层203。
去除所述第一图形化层203的工艺包括灰化工艺。
在一实施例中，所述第一抗反射结构还包括：位于第二抗反射层表面的X层重叠设置的第三抗反射层，所述X为自然数，相邻两层第三抗反射层的材料不同，或者相邻的第三抗反射层和第二抗反射层的材料不同。
形成第一抗反射结构后，在半导体衬底200相位对焦区II表面形成第二抗反射结构，第二抗反射结构的抗反射率小于第一抗反射结构；所述第二抗反射结构的形成方法请参考图5至图7。
参考图5，在所述第一凹槽210侧壁和底部以及第一抗反射结构表面形成第二抗反射结构材料膜。
所述第二抗反射结构材料膜为后续形成第二抗反射结构提供材料层。
本实施例中，所述第二抗反射结构材料膜包括第一材料膜204、位于第一材料膜204表面的第二材料膜205和位于第二材料膜205表面的第三材料膜206。所述第一材料膜204和第二材料膜205的材料不同；且所述第二材料膜205与第三材料膜206的材料不同。
所述第一材料膜204的材料包括：氧化硅、氧化铪或氧化铝。
所述第二材料膜205的材料包括：氮化硅或氧化钽。
所述第三材料膜206的材料包括：氧化硅。
本实施例中，所述第一材料膜204的材料为氧化铪。所述第二材料膜205的材料为氮化硅。所述第三材料膜206的材料为氧化硅。
形成所述第一材料膜204、第二材料膜205或第三材料膜206的工艺为沉积工艺，如化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
在一实施例中，所述第二抗反射结构材料膜包括第一材料膜、位于第一材料膜表面的第二材料膜；所述第一材料膜和第二材料膜的材料不同。
在一实施例中，所述第一抗反射膜的材料与第一材料膜的材料不同。
在另一实施例中，所述第二抗反射膜的材料与第二材料膜的材料不同。
参考图6，在第二抗反射结构材料膜表面形成掩膜层207，所述掩膜层207覆盖相位对焦区II第二抗反射结构材料膜表面。
所述掩膜层207为后续形成第二抗反射结构提供掩膜层。
所述掩膜层207的材料为光刻胶。
本实施例中，所述掩膜层207的形成方法包括：在所述第三材料膜206表面旋涂形成初始掩膜层(未图示)；对所述初始掩膜层进行曝光处理；对曝光后的初始掩膜层进行显影处理，去除部分初始掩膜层，暴露出图像捕获区的初第三材料膜206表面，形成所述掩膜层207。
在一实施例中，所述掩膜层为硬掩膜层，所述硬掩膜层的材料包括：氮化硅或者氧化硅。
参考图7，以所述掩膜层207为掩膜，刻蚀去除图像捕获区I的第一抗反射结构表面的所述第二抗反射结构膜，直至暴露出第一抗反射结构表面，形成所述第二抗反射结构。
所述第二抗反射结构包括：第一材料层214、位于第一材料层214表面的第二材料层215和位于第二材料层215表面的第三材料层216，所述第一材料层214位于半导体衬底200相位对焦区II表面；所述第一材料层214和第二材料层215的材料不同，且所述第二材料层215与第三材料层216的材料不同。
所述第二抗反射结构的形成方法包括：以所述掩膜层207为掩膜，刻蚀去除图像捕获区I的第一抗反射结构表面的所述第三材料膜206、第二材料膜205和第一材料膜204，直至暴露出第二抗反射层212表面，使得所述第三材料膜206形成为第三材料层216，使得所述第二材料膜205形成为第二材料层215，使得所述第一材料膜204形成为第一材料层214，所述第一材料层214、第二材料层215和第三材料层216构成第二抗反射结构。
本实施例中，所述第一抗反射结构的厚度与第二抗反射结构厚度相等。
所述第一抗反射结构的厚度与第二抗反射结构厚度相等，第二抗反射结构为三层结构，所述第一抗反射结构为两层结构。则第二抗反射结构的反射折射率大于最大折射率，则第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构的抗反射率，则第二抗反射结构的反射光较多，减小第二感光层的进光量，相位对焦区II的吸收光相对较少，从而降低相位对焦区II的光电转换效率，减少光生载流子的产生，进而减少电子溢出，减少对相邻像素单元感光结构的影响，使得相位对焦图像传感器的性能得到提高。
在一实施例中，所述第二抗反射结构包括：第一材料层和位于第一材料层表面的第二材料层；所述第一材料层和第二材料层的材料不同。
在一实施例中，所述第一抗反射层的材料与第一材料层的材料不同。
在另一实施例中，所述第二抗反射层的材料与第二材料层的材料不同。
所述第一材料层的厚度为第一尺寸，所述第二材料层的厚度为第二尺寸。所述第一抗反射层211的厚度为第一厚度，所述第二抗反射层212的厚度为第二厚度。
在一实施例中，所述第一厚度与第一尺寸不相等。
在另一实施例中，所述第二厚度与第二尺寸不相等。
在又一实施例中，所述第一抗反射结构还包括：位于第二抗反射层表面的X层重叠设置的第三抗反射层，所述X为自然数，相邻两层第三抗反射层的材料不同，或者相邻的第三抗反射层和第二抗反射层的材料不同。
所述第二抗反射结构还包括：位于第二层表面的若干层重叠设置的X层第三材料层，所述X为自然数，相邻两层第三材料层的材料不同，或者相邻的第三材料层和第二材料层的材料不同。
在一实施例中，第i层第三抗反射层与第i层第三材料层的材料不同，所述第i层第三抗反射层到所述第二抗反射层表面之间具有i-1层第三抗反射层，所述第i层第三材料层到所述第二材料层表面之间具有i-1层第三材料层，所述i大于等于1且小于等于X的整数。
在另一实施例中，或者第i层第三抗反射层的厚度与第i层第三材料层的厚度不相等，所述第i层第三抗反射层到所述第二抗反射层表面之间具有i-1层第三抗反射层，所述第i层第三材料层到所述第二材料层表面之间具有i-1层第三材料层，所述i大于等于1且小于等于X的整数。
第一抗反射结构内的第一抗反射层、第二抗反射层和X层第三抗反射层，特定的材料搭配特定的厚度，能够获得相对应的最大抗反射率，第二抗反射结构内材料层的层数与第一抗反射结构内材料层的层数相等时，第i层第三抗反射层与第i层第三层的材料不相同，或者第i层第三抗反射层与第i层第三层的厚度不相同时，第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构的抗反射率，从而使得第二抗反射结构的反射光较多，减小第二感光层的进光量，相位对焦区的吸收光相对较少，从而降低相位对焦区的光电转换效率，减少光生载流子的产生，进而减少电子溢出，减少对相邻像素单元感光结构的影响，使得相位对焦图像传感器的性能得到提高。
参考图8，在第一抗反射结构表面形成第一滤光层281；在第二抗反射结构表面形成第二滤光层282。
所述图像捕获区I为有色像素区。
本实施例中，在所述半导体衬底200图像捕获区I第二面表面的第一抗反射结构表面形成第一滤光层281，所述第一滤光层281通过单色光。
所述第一滤光层281的材料包括掺杂有色素的有机材料。所述掺杂有色素的有机材料，可以根据掺杂色素的不同，选择可以通过的有色光。
自然光为多个颜色光的集合而成的白光，自然光经过第一滤光层281后，仅部分特定波长的有色光可以通过，从而产生特定的有色光。
所述第二滤光层282为白光滤色层或绿光滤色层。
在所述半导体衬底200相位对焦区II第二面表面的第二抗反射结构表面形成第二滤光层282。
本实施例中，所述第二滤光层282位于所述第一区的第二抗反射结构表面和所述第二区的第二抗反射结构表面。
本实施例中，所述第二滤光层282为白光滤色层。所述第二滤光层282的材料为透明材料，用于通过自然光。
所述第二滤光层282的材料为透明材料。
本实施例中，所述第二滤光层282的材料为无色的有机材料。
本实施例中，形成第一滤光层281和第二滤光层282之前，还包括：在所述半导体衬底200第二面形成栅格层270，所述栅格层270位于第一透滤光层281和第二滤光层282之间，所述栅格层270顶部与第一滤光层281和第二滤光层282顶部表面齐平。
参考图9，在所述图像捕获区I的第一滤光层281表面形成第一微透镜层291；在所述相位对焦区II的第二滤光层282表面形成第二微透镜层292。
所述第一微透镜层291用于改变光路，使得光线沿特定的光路进入第一滤光层281和第一感光层231。
所述第二微透镜层292用于改变光路，使得光线沿特定的光路进入第二滤光层282和第二感光层232。
本实施例中，所述第二微透镜层292包括：第一透镜2921和第二透镜2922，所述第一透镜2921位于第一区的第二滤光层282表面和第二区的第二滤光层282表面，所述第二透镜2922覆盖第一区的第一透镜2921和第二区的第一透镜2921表面。
本发明还提供一种采用上述方法形成的相位对焦图像传感器，请参考图9，包括：半导体衬底200，所述半导体衬底200包括图像捕获区I和相位对焦区II；位于所述半导体衬底200图形捕获区I内的第一感光层231；位于所述半导体衬底200相位对焦区II内的第二感光层232；位于半导体衬底200图像捕获区I表面的第一抗反射结构；位于半导体衬底200相位对焦区II表面的第二抗反射结构，第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构；位于第一抗反射结构表面的第一滤光层281；位于第二抗反射结构表面的第二滤光层282。
本实施例中，所述第一抗反射结构的厚度与第二抗反射结构厚度相等。
本实施例中，所述第一抗反射机构包括第一抗反射层211和位于第一抗反射层211表面的第二抗反射层212，所述第一抗反射层211位于半导体衬底200图像捕获区I表面；所述第一抗反射层211和第二抗反射层212材料不同。
本实施例中，所述第二抗反射结构包括：第一材料层214、位于第一材料层214表面的第二材料层215和位于第二材料层215表面的第三材料层216，所述第一材料层214位于半导体衬底200相位对焦区II表面；所述第一材料层214和第二材料层215的材料不同，且所述第二材料层215与第三材料层216的材料不同。
在一实施例中，所述第二抗反射结构包括：第一材料层和位于第一材料层表面的第二材料层，所述第一材料层位于半导体衬底相位对焦区表面；所述第一材料层和第二材料层的材料不同。
在一实施例中，所述第一抗反射层的材料与第一材料层的材料不同，或者第二抗反射层的材料与第二材料层的材料不同。
所述第一抗反射层211的厚度为第一厚度，所述第二抗反射层212的材料为第二厚度。
所述第一材料层的厚度为第一尺寸，所述第二材料层的厚度为第二尺寸。
在另一实施例中，第一厚度与第一尺寸不相等。
在其他实施例中，第二厚度与第二尺寸不相等。
在一实施例中，所述第一抗反射结构还包括：位于第二抗反射层表面的X层重叠设置的第三抗反射层，所述X为自然数，相邻两层第三抗反射层的材料不同，或者相邻的第三抗反射层和第二抗反射层的材料不同。
所述第二抗反射结构还包括：所述第二抗反射结构还包括：位于第二层表面的若干层重叠设置的X层第三材料层，所述X为自然数，相邻两层第三材料层的材料不同，或者相邻的第三材料层和第二材料层的材料不同。
在一实施例中，第i层第三抗反射层的材料与第i层第三材料层的材料不同，所述第i层第三抗反射层到所述第二抗反射层表面之间具有i-1层第三抗反射层，所述第i层第三材料层到所述第二材料层表面之间具有i-1层第三材料层，所述i大于等于1且小于等于X的整数。
在另一实施例中，所述第i层第三抗反射层到所述第二抗反射层表面之间具有i-1层第三抗反射层，所述第i层第三材料层到所述第二材料层表面之间具有i-1层第三材料层，所述i大于等于1且小于等于X的整数。
所述半导体衬底200参照前述实施例的内容，不再详述。
所述第一抗反射结构和第二抗反射结构的材料、结构和位置参考前述实施例的内容，不再详述。
所述第一滤光层281和第二滤光层的材料、结构和位置参考前述实施例的内容，不再详述。
所述第一微透镜层291和第二微透镜层292的结构和位置参考前述实施例的内容，不再详述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (19)
1.一种相位对焦图像传感器，其特征在于，包括：
半导体衬底，所述半导体衬底包括图像捕获区和相位对焦区；
位于所述半导体衬底图像捕获区内的第一感光层；
位于所述半导体衬底相位对焦区内的第二感光层；
位于半导体衬底图像捕获区表面的第一抗反射结构；
位于半导体衬底相位对焦区表面的第二抗反射结构，所述第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构；
位于第一抗反射结构表面的第一滤光层；
位于第二抗反射结构表面的第二滤光层。
2.根据权利要求1所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第一抗反射结构的厚度与第二抗反射结构厚度相等。
3.根据权利要求1或2所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第一抗反射结构包括：第一抗反射层和位于第一抗反射层表面的第二抗反射层，所述第一抗反射层位于半导体衬底图像捕获区表面；所述第一抗反射层和第二抗反射层材料不同。
4.根据权利要求3所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第二抗反射结构包括：第一材料层、位于第一材料层表面的第二材料层和位于第二材料层表面的第三材料层，所述第一材料层位于半导体衬底相位对焦区表面；所述第一材料层和第二材料层的材料不同，且所述第二材料层与第三材料层的材料不同。
5.根据权利要求3所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第二抗反射结构包括：第一材料层和位于第一材料层表面的第二材料层，所述第一材料层位于半导体衬底相位对焦区表面；所述第一材料层和第二材料层的材料不同。
6.根据权利要求5所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第一抗反射层的材料与第一材料层的材料不同。
7.根据权利要求5或6所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，第二抗反射层的材料与第二材料层的材料不同。
8.根据权利要求5所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第一抗反射层的厚度为第一厚度；所述第二抗反射层的厚度为第二厚度；所述第一材料层的厚度为第一尺寸；所述第二材料层的厚度为第二尺寸；所述第一厚度与所述第一尺寸不相等。
9.根据权利要求8所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第二厚度与所述第二尺寸不相等。
10.根据权利要求5所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第一抗反射结构还包括：位于第二抗反射层表面的X层重叠设置的第三抗反射层，X为自然数，相邻两层第三抗反射层的材料不同，或者相邻的第三抗反射层和第二抗反射层的材料不同。
11.根据权利要求10所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第二抗反射结构还包括：位于第二材料层表面的若干层重叠设置的X层第三材料层，所述X为自然数，相邻两层第三材料层的材料不同，或者相邻的第三材料层和第二材料层的材料不同。
12.根据权利要求11所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，第i层第三抗反射层的材料与第i层第三材料层的材料不同，所述第i层第三抗反射层到所述第二抗反射层表面之间具有i-1层第三抗反射层，所述第i层第三材料层到所述第二材料层表面之间具有i-1层第三材料层，i为大于等于1且小于等于X的整数。
13.根据权利要求11所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，第i层第三抗反射层的厚度与第i层第三材料层的厚度不相等，所述第i层第三抗反射层到所述第二抗反射层表面之间具有i-1层第三抗反射层，所述第i层第三材料层到所述第二材料层表面之间具有i-1层第三材料层，i为大于等于1且小于等于X的整数。
14.根据权利要求1所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述第二滤光层为白光滤色层或绿光滤色层。
15.根据权利要求1所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，还包括：位于所述第一滤光层表面的第一微透镜层；位于所述第二滤光层表面的第二微透镜层。
16.根据权利要求15所述的相位对焦图像传感器，其特征在于，所述相位对焦区包括第一区和第二区，且所述第一区和所述第二区相邻；所述第二感光层位于半导体衬底的第一区内和半导体衬底第二区内；所述第二滤光层位于所述第一区的第二抗反射结构表面和所述第二区的第二抗反射结构表面；所述第二微透镜层包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜位于第一区的第二滤光层表面，所述第二透镜位于第二区的第二滤光层表面，所述第三透镜覆盖第一透镜和第二透镜表面。
17.一种如权利要求1至16任一项所述的相位对焦图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底，所述半导体衬底包括图像捕获区和相位对焦区；
在所述半导体衬底图形捕获区内形成第一感光层；
在所述半导体衬底相位对焦区内形成第二感光层；
在半导体衬底图像捕获区表面形成第一抗反射结构；
在半导体衬底相位对焦区表面形成第二抗反射结构，第二抗反射结构的反射率大于第一抗反射结构；
在第一抗反射结构表面形成第一滤光层；
在第二抗反射结构表面形成第二滤光层。
18.根据权利要求17所述的相位对焦图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一抗反射结构的形成方法包括：在半导体衬底图像捕获区和相位对焦区表面形成第一抗反射结构材料膜；在所述第一抗反射结构材料膜表面形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出相位对焦区第一抗反射结构材料膜表面；以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀去除相位对焦区的第一抗反射结构材料膜，形成第一抗反射结构。
19.根据权利要求18所述的相位对焦图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第二抗反射结构的形成方法包括：去除相位对焦区的第一抗反射结构材料膜后，在第一抗反射结构内形成第一凹槽；形成第一凹槽后，在所述第一凹槽侧壁和底部以及第一抗反射结构表面形成第二抗反射结构材料膜；在第二抗反射结构材料膜表面形成掩膜层，所述掩膜层覆盖相位对焦区第二抗反射结构材料膜表面；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀去除图像捕获区的第一抗反射结构表面的所述第二抗反射结构膜，直至暴露出第一抗反射结构表面，形成所述第二抗反射结构。
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