CN112368837A - 摄像元件和摄像元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明能够简化相位差像素的片上透镜的形成步骤。该摄像元件设置有像素阵列单元、单个片上透镜、共同片上透镜和相邻片上透镜。在像素阵列单元中，以二维方式布置有像素、多个相位差像素和相位差像素相邻像素，所述像素根据入射光执行光电转换，所述多个相位差像素是相邻地布置且检测相位差的像素，所述相位差像素相邻像素是与相位差像素相邻的像素。单个片上透镜布置在各个像素中，并且将入射光单独会聚到像素上。共同片上透镜共同布置到多个相位差像素，并且将入射光共同会聚。相邻片上透镜布置在各个相位差像素相邻像素中，将入射光单独会聚到相位差像素相邻像素上，并且被构造成尺寸不同于单个片上透镜以调节共同片上透镜的形状。

Description

摄像元件和摄像元件的制造方法
技术领域
本发明涉及摄像元件和摄像元件的制造方法。更具体地，本发明涉及用于检测像面相位差(image plane phase difference)的摄像元件和该摄像元件的制造方法。
背景技术
通常，人们使用执行自动聚焦的摄像元件。例如，使用如下摄像元件：该摄像元件通过布置用于检测像面相位差的相位差像素来检测被摄体的焦点位置，并且根据检测到的焦点位置来调节摄像镜头的位置，从而执行自动聚焦。此时，相位差像素包括一对像素。透过摄像镜头的不同位置(例如，摄像镜头的右侧和左侧)的光分别入射在一对相位差像素上以执行摄像，并且针对各个相位差像素生成图像信号。基于生成的各个图像信号检测图像的相位差，以便可以检测焦点位置。以这种方式将透过摄像镜头的光分成两部分的方法被称为光瞳分割(pupil division)。
作为这种摄像元件，使用如下摄像元件：在该摄像元件中，布置有两个相邻像素共同的片上透镜以形成相位差像素，以便执行光瞳分割。通过借助共同布置的片上透镜将来自被摄体的光会聚在两个像素上，可以将透过摄像镜头的不同位置的光照射到这些像素。例如，已经提出了如下摄像元件：在该摄像元件中，针对各个像素形成第一微透镜和覆盖第一微透镜的膜，并且在焦点检测像素的膜的表面上形成第二微透镜(例如，参见专利文献1)。在该传统技术中，微透镜和焦点检测像素分别对应于片上透镜和相位差像素。此外，当通过蚀刻形成第二微透镜时，将第一微透镜的表面上的膜用作蚀刻停止层(etchingstopper)。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2016-001682号
发明内容
本发明要解决的问题
在上述的传统技术中，为了提高焦点检测像素的自动聚焦性能而调节聚光点。为了执行聚光点的调节，在相位差像素上形成片上透镜和膜，然后形成共同覆盖两个相位差像素的片上透镜的第二片上透镜。如上所述，在上述的传统技术中，存在的问题是，由于相位差像素的片上透镜是通过两个形成片上透镜的步骤形成的，因此，形成片上透镜的步骤很复杂。
本发明是鉴于上述问题而做出的，并且本发明的目的是简化相位差像素的片上透镜的形成步骤。
解决问题的技术方案
本发明是为了解决上述问题而做出的，并且本发明的第一方面是摄像元件，该摄像元件包括：像素阵列单元，在所述像素阵列单元中，以二维方式布置有像素、多个相位差像素和相位差像素相邻像素，所述像素根据入射光执行光电转换，所述多个相位差像素是布置成彼此相邻且检测相位差的所述像素，所述相位差像素相邻像素是与所述相位差像素相邻的所述像素；单个片上透镜，所述单个片上透镜针对所述像素中的各者布置，并且将所述入射光单独会聚在所述像素中的对应的一个像素上；共同片上透镜，所述共同片上透镜共同布置在所述多个相位差像素中，并且将所述入射光共同会聚；以及相邻片上透镜，所述相邻片上透镜针对所述相位差像素相邻像素中的各者布置，将所述入射光单独会聚在所述相位差像素相邻像素中的对应的一个相位差像素相邻像素上，并且被形成为尺寸不同于所述单个片上透镜以调节所述共同片上透镜的形状。
此外，在第一方面中，所述相邻片上透镜可以被形成为尺寸大于所述单个片上透镜。
此外，在第一方面中，所述相邻片上透镜可以被形成为具有宽度大于所述单个片上透镜的底部。
此外，在第一方面中，在顶点处与所述共同片上透镜相邻的所述相邻片上透镜可以被形成为尺寸大于在侧边与所述共同片上透镜相邻的所述相邻片上透镜。
此外，在第一方面中，可以以根据所述入射光的入射角使所述单个片上透镜相对于所述像素中的对应的一个像素的位置偏移的方式来布置所述单个片上透镜，可以以根据所述入射光的所述入射角使所述相邻片上透镜相对于所述相位差像素相邻像素中的对应的一个相位差像素相邻像素的位置偏移的方式来布置所述相邻片上透镜，并且可以以根据所述入射光的所述入射角使所述共同片上透镜相对于所述相位差像素的位置偏移的方式来布置所述共同片上透镜。
此外，在第一方面中，在作为与外围共同片上透镜相邻的相邻片上透镜的外围相邻片上透镜之中，靠近所述像素阵列单元的光学中心的所述外围相邻片上透镜和靠近所述像素阵列单元的端部的所述外围相邻片上透镜可以被形成为具有不同的尺寸，所述外围共同片上透镜是布置在所述像素阵列单元的外围的所述共同片上透镜。
此外，在第一方面中，在所述外围相邻片上透镜之中，靠近所述像素阵列单元的所述光学中心的所述外围相邻片上透镜可以被形成为尺寸小于靠近所述像素阵列单元的所述端部且相对于所述外围共同片上透镜对称布置的所述外围相邻片上透镜。
此外，在第一方面中，外围近相邻片上透镜可以被形成为尺寸小于外围远相邻片上透镜，所述外围近相邻片上透镜是布置在所述外围共同片上透镜和所述像素阵列单元的所述光学中心之间的所述外围相邻片上透镜，所述外围远相邻片上透镜是相对于所述外围共同片上透镜对称布置的所述外围相邻片上透镜。
此外，在第一方面中，所述外围近相邻片上透镜可以被形成为尺寸小于与所述外围近相邻片上透镜相邻的所述单个片上透镜。
此外，在第一方面中，所述外围远相邻片上透镜可以被形成为尺寸大于与所述外围远相邻片上透镜相邻的所述单个片上透镜。
此外，在第一方面中，所述相邻片上透镜在与所述共同片上透镜相邻的区域的底部和与所述单个片上透镜相邻的区域的底部可以被形成为不同的高度。
此外，在第一方面中，所述相邻片上透镜的底表面的形状可以被形成为与所述相位差像素相邻像素不同的形状。
此外，在第一方面中，所述共同片上透镜可以将所述入射光共同会聚在两个所述相位差像素上。
此外，在第一方面中，所述共同片上透镜可以将所述入射光共同会聚在四个所述相位差像素上。
此外，在第一方面中，所述多个相位差像素可以对所述入射光执行光瞳分割，以检测所述相位差。
此外，本发明的第二方面是摄像元件的制造方法，该方法包括：形成像素阵列单元的步骤，在所述像素阵列单元中，以二维方式布置有像素、多个相位差像素和相位差像素相邻像素，所述像素根据入射光执行光电转换，所述多个相位差像素是布置成彼此相邻且检测相位差的所述像素，所述相位差像素相邻像素是与所述相位差像素相邻的所述像素；形成单个片上透镜的步骤，所述单个片上透镜针对所述像素中的各者布置，并且将所述入射光单独会聚在所述像素中的对应的一个像素上；形成共同片上透镜的步骤，所述共同片上透镜共同布置在所述多个相位差像素中，并且将所述入射光共同会聚；以及形成相邻片上透镜的步骤，所述相邻片上透镜针对所述相位差像素相邻像素中的各者布置，将所述入射光单独会聚在所述相位差像素相邻像素中的对应的一个相位差像素相邻像素上，并且被形成为尺寸不同于所述单个片上透镜以调节所述共同片上透镜的形状。
在上述方面中，相邻片上透镜被形成为尺寸不同于单个片上透镜，以便获得调节共同片上透镜的形状的效果。假设单个片上透镜、相邻片上透镜和共同片上透镜通过共同的步骤制造。
本发明的效果
根据本发明，可以获得能够简化相位差像素的片上透镜的形成步骤的优异效果。
附图说明
图1是示出了根据本发明的实施例的摄像元件的构造示例的图。
图2是示出了根据本发明的第一实施例的片上透镜的构造示例的图。
图3是示出了根据本发明的第一实施例的摄像元件的构造示例的截面图。
图4是示出了根据本发明的实施例的滤色器的构造示例的图。
图5是示出了根据本发明的实施例的滤色器的构造示例的图。
图6是示出了根据本发明的实施例的滤色器的另一构造示例的图。
图7是示出了根据本发明的第一实施例的摄像元件的制造方法的示例的图。
图8是示出了根据本发明的第一实施例的摄像元件的制造方法的示例的图。
图9是示出了根据本发明的第一实施例的片上透镜的制造方法的示例的图。
图10是示出了根据本发明的第一实施例的变形例的摄像元件的构造示例的截面图。
图11是示出了根据本发明的第一实施例的变形例的摄像元件的另一构造示例的截面图。
图12是示出了根据本发明的第二实施例的片上透镜的构造示例的图。
图13是示出了根据本发明的第二实施例的摄像元件的构造示例的截面图。
图14是示出了根据本发明的第二实施例的片上透镜的构造示例的图。
图15是示出了根据本发明的第二实施例的摄像元件的构造示例的截面图。
图16是示出了根据本发明的第二实施例的片上透镜的构造示例的图。
图17是示出了根据本发明的第三实施例的片上透镜的构造示例的图。
图18是示出了根据本发明的第三实施例的摄像元件的构造示例的截面图。
图19是示出了作为能够应用本发明的摄像装置的示例的相机的示意性构造示例的框图。
具体实施方式
接下来，将参照附图来描述用于实施本发明的方式(在下文中称为实施例)。在以下附图中，将相同或相似的附图标记赋予相同或相似的部分。然而，附图是示意性的，并且各个部分的尺寸比等并不总是与实际的尺寸比匹配。此外，毋庸置疑，还包括在附图之间具有不同的尺寸关系和尺寸比的部分。此外，将按照以下顺序来描述实施例。
1.第一实施例
2.第二实施例
3.第三实施例
4.相机的应用示例
<1.第一实施例>
[摄像元件的构造]
图1是示出了根据本发明的实施例的摄像元件的构造示例的截面图。图1中的摄像元件1包括像素阵列单元10、垂直驱动单元20、列信号处理单元30和控制单元40。
像素阵列单元10是通过以二维格子形状布置像素100形成的。在此，各个像素100根据照射的光生成图像信号。像素100包括根据照射的光生成电荷的光电转换单元。像素100还包括像素电路。该像素电路基于由光电转换单元生成的电荷来生成图像信号。图像信号的生成由稍后描述的垂直驱动单元20生成的控制信号控制。在像素阵列单元10中，将信号线11和12布置成XY矩阵。信号线11是用于传输像素100的像素电路的控制信号的信号线，针对像素阵列单元10中的各行布置，并且共同连线至布置在各行中的像素100。信号线12是用于传输由像素100的像素电路生成的图像信号的信号线，针对像素阵列单元10中的各列布置，并且共同连线至布置在各列中的像素100。这些光电转换单元和像素电路形成在半导体基板上。
垂直驱动单元20生成像素100的像素电路的控制信号。垂直驱动单元20经由图1中的信号线11将生成的控制信号传输到像素100。列信号处理单元30对由像素100生成的图像信号进行处理。列信号处理单元30对经由图1中的信号线12从像素100传输的图像信号进行处理。列信号处理单元30中的处理对应于例如模数转换，该模数转换将在像素100中生成的模拟图像信号转换为数字图像信号。由列信号处理单元30处理后的图像信号作为摄像元件1的图像信号被输出。控制单元40控制整个摄像元件1。控制单元40通过生成并输出用于控制垂直驱动单元20和列信号处理单元30的控制信号来控制摄像元件1。由控制单元40生成的控制信号分别经由信号线41和42传输到垂直驱动单元20和列信号处理单元30。
除了像素100以外，在上述的像素阵列单元10中还布置有相位差像素300和相位差像素相邻像素200。在图1中，用交叉斜线遮盖的像素和用平行斜线遮盖的像素分别对应于相位差像素300和相位差像素相邻像素200。相位差像素300是用于检测像面相位差的像素。相位差像素300例如布置成彼此左右相邻，以执行光瞳分割。在像素阵列单元10中，彼此左右相邻的多个这种相位差像素300被线性地布置。由多个相位差像素300生成的图像信号从摄像元件1输出，并且由诸如使用摄像元件1的相机等装置进行处理。具体地，利用透过摄像镜头的右侧和左侧的光，通过彼此左右相邻的相位差像素300生成的图像信号来生成图像。当检测到这些图像中的相位差时，能够检测被摄体的焦点位置，并且能够基于检测到的焦点位置来调节摄像镜头的位置，以便执行自动聚焦。
此外，相位差像素相邻像素200是以围绕两个相位差像素300的外围的方式布置成与两个相位差像素300相邻的像素。在相位差像素300和相位差像素相邻像素200中，布置着具有与像素100中的光电转换单元和像素电路相同的构造的光电转换单元和像素电路。也就是说，相位差像素300和相位差像素相邻像素200可以在半导体基板的扩散区域等中具有与像素100相同的构造。如稍后描述，在像素100、相位差像素300和相位差像素相邻像素200中布置有形状不同的片上透镜。在此，片上透镜是将来自被摄体的光会聚在像素100等的光电转换单元上的透镜。
[片上透镜的构造]
图2是示出了根据本发明的第一实施例的片上透镜的构造示例的图。图2是示出了像素阵列单元10的构造示例的图，且是示出了像素100、相位差像素相邻像素200和相位差像素300中的片上透镜的构造示例的图。如参照图1所述，像素阵列单元10是以将相位差像素相邻像素200和相位差像素300布置在多个像素100之间的方式形成的。在图2中，实线正方形表示像素100的片上透镜110。用相交斜线遮盖的实线六边形表示共同布置在两个相位差像素300中的片上透镜310(在下文中称为共同片上透镜)。除了片上透镜110和共同片上透镜310以外，用平行斜线遮盖的实线四边形表示相位差像素相邻像素200的片上透镜。将相位差像素相邻像素200的片上透镜称为相邻片上透镜。在图2中，相邻片上透镜210至219布置在共同片上透镜310周围。需要注意，各个片上透镜110是权利要求中描述的单个片上透镜的示例。
片上透镜110被形成为在平面图中具有与像素100基本相同的形状，并且片上透镜110均具有矩形的底表面。从该底表面以凸出方式形成弯曲表面以形成透镜形状，以便会聚入射光。此外，相位差像素300和相位差像素相邻像素200被形成为具有与像素100基本相同的形状。图2中的虚线表示相位差像素相邻像素200和相位差像素300。如图2所示，共同片上透镜310被形成为面积小于两个相位差像素300的总面积的形状。此外，共同片上透镜310被形成为如下的六边形：其中，由两个相位差像素300形成的矩形形状的长边被分成两部分，并且朝向矩形形状的短边逐渐变窄，而且共同片上透镜310还被形成为具有近似椭圆形的底表面。此外，共同片上透镜310被形成为具有如下形状：其中，上述的长边方向上的尺寸减小。通过将共同片上透镜310形成为具有这种形状，可以提高相位差像素300中的光瞳分割的分离精度，并且可以提高相位差的检测精度。稍后将描述共同片上透镜310的形状的细节。
布置在共同片上透镜310周围的相邻片上透镜210至219被形成为具有与片上透镜110不同的形状和尺寸。具体地，相邻片上透镜210至219被形成为具有如下形状：其中，与相位差像素300相邻的区域突出于相位差像素300之上，并且相邻片上透镜210至219被形成为尺寸大于片上透镜110。此外，在相邻片上透镜210至219之中，在顶点处与共同片上透镜310相邻的相邻片上透镜211、214、216和219被形成为尺寸大于在侧边与共同片上透镜310相邻的相邻片上透镜210、212、213、215、217和218。结果，相邻片上透镜210至219被形成为具有如下形状：其中，与共同片上透镜310的上述的短边附近相邻的区域突出于相位差像素300之上。共同片上透镜310的形状能通过相邻片上透镜的突出来调节。通过将相邻片上透镜210至219形成为尺寸大于片上透镜110，可以调节共同片上透镜310的形状。
[摄像元件的构造]
图3是示出了根据本发明的第一实施例的摄像元件的构造示例的截面图。图3是示出了沿着图2中的线A-A’获得的摄像元件1(像素阵列单元10)的截面的构造的截面图。图3中的摄像元件1包括半导体基板150、布线区域160、滤色器141、遮光膜142、平坦化膜130、片上透镜110和支撑基板170。需要注意，在相位差像素300中，布置有共同片上透镜310而不是片上透镜110。在相位差像素相邻像素200中，布置有相邻片上透镜210和215而不是片上透镜110。
半导体基板150是形成有像素100等的光电转换单元和像素电路的半导体元件部分的半导体基板。此外，参照图1描述的垂直驱动单元20等的半导体元件也形成在半导体基板150上。在图3中，示出了这些半导体元件之中的光电转换单元。诸如光电转换单元等的元件形成在阱区域151中，阱区域151形成在半导体基板150中。为了方便起见，假设图3中的半导体基板150形成p型阱区域151。在p型阱区域151中，针对各个像素形成n型半导体区域152。在n型半导体区域152和n型半导体区域152周围的p型阱区域151之间的界面处形成pn结，由此形成了光电二极管。该光电二极管对应于光电转换单元。在半导体基板150中，在像素100等的边界处布置有分离部153。各个分离部153包括绝缘膜等，并且将像素100等电气分离。
布线区域160是形成有像素电路等的布线的区域。该布线区域包括布线层162和绝缘层161。布线层162是包括金属等并且传输诸如图像信号等信号的布线。绝缘层161使布线层162绝缘。布线层162和绝缘层161可以形成为多层。
支撑基板170是支撑摄像元件1的基板。通过布置支撑基板170，能够在摄像元件1的制造步骤中提高摄像元件1的强度。
各个滤色器141是透射入射光之中具有预定波长的光的滤光器。作为滤色器141，可以使用使红光、绿光和蓝光透过的滤色器141。遮光膜142布置在彼此相邻的滤色器141的边界处，以阻挡倾斜地透过滤色器141的入射光。布置遮光膜142可以防止混色。各个遮光膜142可以包括具有遮光性质的材料，例如，诸如铝或钨等金属。
平坦化膜130是使像素100等的表面平坦化的膜。该平坦化膜130可以包括树脂等，并且可以包括与稍后描述的片上透镜110等相同的材料。
如上所述，片上透镜110、相邻片上透镜210和215以及共同片上透镜310是将入射光会聚在像素100等上的透镜。片上透镜110将入射光会聚在像素100的n型半导体区域152的表面附近。类似地，相邻片上透镜210和215将入射光会聚在相位差像素相邻像素200的n型半导体区域152的表面附近。片上透镜110、相邻片上透镜210和215以及共同片上透镜310可以包括诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等有机材料。此外，还可以包括诸如氮化硅或氮氧化硅等无机材料。需要注意，图3中的摄像元件1对应于将入射光照射到背面的背照式摄像元件，背面是与半导体基板150的布置有布线区域160的正面不同的表面。
共同片上透镜310以横跨两个相位差像素300的方式布置。因此，主要透过摄像镜头的右侧的光入射在位于图3的左侧的相位差像素300的n型半导体区域152a上。主要透过摄像镜头的左侧的光入射在位于图3的右侧的相位差像素300的n型半导体区域152b上。结果，可以在左右方向上实施光瞳分割。通过利用这两个相位差像素300的图像信号来检测图像的相位差，可以测量散焦量并且可以检测摄像镜头的焦点位置。
为了准确地检测焦点位置，需要提高光瞳分割的相位差像素300的分离精度。为此，需要将共同片上透镜310的会聚位置布置在两个相位差像素300的中心，并且需要将光会聚的区域缩小到圆形区域。因此，共同片上透镜310被形成为尺寸小于两个相位差像素300组合的区域，并且增加共同片上透镜310的曲率以形成半球形形状。如图3所示，共同片上透镜310的端部301形成在比片上透镜110的端部101更深的位置处，以便可以增加共同片上透镜310的曲率。通过以这种方式调节共同片上透镜310的形状，可以形成点状的会聚区域，并且可以提高光瞳分割的分离精度。
图3中的相邻片上透镜210和215以与共同片上透镜310相邻的端部在共同片上透镜310的方向上突出的方式形成，并且被形成为具有宽度大于片上透镜110的底表面。此外，相邻片上透镜210和215被形成为具有与共同片上透镜310的端部301相同的深度。结果，可以如上所述地调节共同片上透镜310的形状。
图4是示出了根据本发明的第一实施例的摄像元件的构造示例的截面图。图4是示出了沿着图2中的线B-B’获得的摄像元件1的截面的构造的截面图，并且是示出了两个相位差像素300之间的边界附近的构造的截面图。由于沿着线B-B’获得的摄像元件1的截面对应于两个片上透镜110彼此接触的区域的截面，因此片上透镜110的厚度比图3中的厚度薄。另一方面，共同片上透镜310被形成为具有与图3的共同片上透镜310相同的厚度。相邻片上透镜213和217被形成为具有与相位差像素相邻像素200基本相同的宽度，并且被形成为具有与共同片上透镜310接触的形状。
[滤色器的构造]
图5是示出了根据本发明的实施例的滤色器的构造示例的图。图5是示出了参照图2描述的像素阵列单元10中的滤色器141的布置示例的图。在图5中，省略了与图2相同的部分的附图标记的描述。图5中描述的字符表示布置的滤色器141的类型。图5中的“R”、“G”和“B”分别表示与红光、绿光和蓝光对应的滤色器141。此外，在图5中，布置有相同类型的滤色器141的两行两列的四个像素100以拜耳阵列布置。在此，拜耳阵列是如下阵列：其中，与绿光对应的滤色器141以方格形状布置，并且与红光和蓝光对应的滤色器141布置在与绿光对应的滤色器之间。
图5中的a示出了将相位差像素300布置在根据拜耳阵列布置有与绿色对应的滤色器141的像素的位置处的示例。可以在不干扰像素阵列单元10中的滤色器141的阵列的情况下布置相位差像素300。
图5中的b示出了将与绿光对应的滤色器141布置在相位差像素300中的示例。可以以优先考虑相位差像素300的布置的方式形成像素阵列单元10。
图5中的c示出了省略相位差像素300中的滤色器141的布置的示例。在这种情况下，例如，可以在相位差像素300的布置滤色器141的区域中布置加厚的平坦化膜130。
图6是示出了根据本发明的实施例的滤色器的另一构造示例的图。图6示出了布置有以拜耳阵列布置的两行两列的像素100的示例。图6中的a示出了在两个相位差像素300中布置不同滤色器141的示例。图6中的b示出了将与绿光对应的滤色器141布置在相位差像素300中的示例。图6中的c示出了省略相位差像素300中的滤色器141的布置的示例。
[摄像元件的制造方法]
图7和图8是示出了根据本发明的第一实施例的摄像元件的制造方法的示例的图。图7和图8是示出了摄像元件1的制造步骤的示例的图。首先，在半导体基板150中形成p型阱区域151和n型半导体区域152。接下来，在半导体基板150上形成布线区域160，并且将支撑基板170接合至布线区域160。接下来，研磨半导体基板150的背面以使其更薄。接下来，在像素100之间形成p型分离区域。可以通过离子注入来执行该形成。接下来，在分离区域中形成沟槽，并且将分离部153布置在这些沟槽中。接下来，在半导体基板150的背面上布置遮光膜142和滤色器141(图7中的a)。结果，可以形成像素阵列单元10。需要注意，该步骤是权利要求中描述的形成像素阵列单元的步骤的示例。
接下来，在滤色器141的表面上布置作为片上透镜110等的材料的片上透镜材料401(图7中的b)。接下来，在片上透镜材料401的表面上布置抗蚀剂402(图7中的c)。接下来，将抗蚀剂402图案化，以形成抗蚀剂403和404。可以通过以四角柱(quadrangular prism)形状曝光并显影的抗蚀剂402来执行该图案化。此时，在形成片上透镜110和相邻片上透镜210至219的区域中，布置有底表面小于像素100的抗蚀剂403。另一方面，在形成共同片上透镜310的区域中，布置有抗蚀剂404，抗蚀剂404被形成为在水平方向上比抗蚀剂403长(图8中的d)。
接下来，将摄像元件1加热至等于或高于抗蚀剂403和404的软化点的温度。可以通过回流炉来执行该加热。结果，抗蚀剂403和404软化以形成弯曲表面，并且相邻的抗蚀剂403的端部彼此粘附以形成抗蚀剂405(图8中的e)。接下来，对抗蚀剂405和片上透镜材料401进行蚀刻。可以通过干法蚀刻来执行该蚀刻(图8中的f)。结果，抗蚀剂405的形状能够被转印到片上透镜材料401，并且可以同时形成片上透镜110、相邻片上透镜210至219和共同片上透镜310。
需要注意，形成共同片上透镜310的步骤是权利要求中描述的形成共同片上透镜的步骤的示例。形成相邻片上透镜210至219的步骤是权利要求中描述的形成相邻片上透镜的步骤的示例。形成片上透镜110的步骤是权利要求中描述的形成单个片上透镜的步骤的示例。
[片上透镜的制造方法]
图9是示出了根据本发明的第一实施例的片上透镜的制造方法的示例的图。图9是示出了参照图8中的d描述的抗蚀剂403和404的构造示例的图。如图9所述，在相邻的抗蚀剂403之间形成间隙406。抗蚀剂404被形成为具有相对短的长边和与抗蚀剂403相同宽度的短边。结果，在抗蚀剂404和在短边与抗蚀剂404相邻的抗蚀剂403之间形成了比间隙406宽的间隙407。也就是说，相对宽的间隙407形成在与相邻片上透镜210至219对应的位置处布置的抗蚀剂403和与共同片上透镜310对应的抗蚀剂404之间。
接下来，当通过回流加热使抗蚀剂403和404软化时，抗蚀剂403等的角部在间隙406的区域中洗脱，以形成片上透镜110的弯曲表面。结果，能够产生图8中的e的抗蚀剂405。软化后的抗蚀剂403和404的一部分也会流入间隙407中。然而，由于间隙407比间隙406宽，因此流入后的与间隙407相邻的抗蚀剂的形状不同于与间隙406相邻的抗蚀剂403的形状。图9中的箭头示出了抗蚀剂403和404在间隙407中的流入状态。与相邻片上透镜210至219对应的抗蚀剂403流入在相位差像素300的方向上突出的位置中。另一方面，通过相邻的抗蚀剂403的流入来调节抗蚀剂404的短边附近的形状。结果，能够形成参照图8中的e描述的抗蚀剂405。
[变形例]
在上述的摄像元件1中，虽然在相位差像素300之间省略了遮光膜142并且布置有分离部153，但是也可以使用其他构造。
图10是示出了根据本发明的第一实施例的变形例的摄像元件的构造示例的截面图。图10中的a示出了在相位差像素300之间布置遮光膜142的示例。此外，图10中的b示出了省略相位差像素300之间的分离部153且仅布置分离区域154的示例。需要注意，可以将遮光膜142布置在图10中的b的摄像元件1中。
图11是示出了根据本发明的第一实施例的变形例的摄像元件的另一构造示例的截面图。图11示出了在布置于相位差像素300中的分离部152中形成间隙155的示例。在参照图4描述的相位差像素300中，分离部152被布置成将两个相位差像素300分离。然而，相位差像素300的入射光可能被分离部152散射，并且光瞳分割的精度可能降低。在这种情况下，可以通过形成间隙155来减少入射光的散射。
需要注意，本发明的第一实施例的摄像元件1的构造并不限于该示例。例如，虽然参照图2描述的共同片上透镜310共同布置在两个相位差像素300中，但是还可以使用共同布置在四个相位差像素300中的共同片上透镜。此外，摄像元件1可以是从半导体基板150的布线区域160侧照射入射光的前照式摄像元件。
如上所述，在本发明的第一实施例的摄像元件1中，将相邻片上透镜210至219形成为尺寸不同于片上透镜110，以便可以调节共同片上透镜310的形状。结果，可以简化共同片上透镜310等的制造步骤，同时可以提高相位差像素300的光瞳分割的分离精度。
<2.第二实施例>
在上述第一实施例的摄像元件1中，像素阵列单元10的片上透镜110等相对于像素100等布置在相同位置处。另一方面，本发明的第二实施例的摄像元件1与上述第一实施例的不同之处在于，片上透镜110等根据入射光在像素100等上的入射角而偏移并布置。
如上所述，摄像元件1布置在相机等中，并且来自被摄体的光通过摄像镜头照射。包括该摄像镜头的相机镜头布置在相机镜头的光轴与像素阵列单元10的光学中心重合的位置处。在此，光学中心是摄像元件1(像素阵列单元10)的来自被摄体的光照射的区域的中心。然而，由于摄像元件1的像素阵列单元10被形成为平坦的，因此来自被摄体的光倾斜地入射在像素阵列单元10的端部上。因此，片上透镜110等的会聚位置发生偏离。因此，在布置于像素阵列单元10的外围的像素100等中，以根据入射光的入射角从像素100的中心偏移的方式布置片上透镜110等，以便校正会聚位置的偏差。将根据入射光的入射角使片上透镜偏离的这种校正称为光瞳校正。
[像素阵列单元的左端附近的片上透镜的构造]
图12是示出了根据本发明的第二实施例的片上透镜的构造示例的图。图12示出了布置在参照图1描述的像素阵列单元10的外围的像素100等之中的布置在左端的侧边附近的像素100等的片上透镜110等的构造示例。图12中的像素阵列单元10与参照图2描述的像素阵列单元10的不同之处在于以下几点。图12中的像素100包括片上透镜112而不是片上透镜110。图12中的相位差像素相邻像素200包括相邻片上透镜220至229而不是相邻片上透镜210至219。图12中的相位差像素300包括共同片上透镜320而不是共同片上透镜310。
图12中的片上透镜112、相邻片上透镜220至229和共同片上透镜320以根据入射光的入射角使片上透镜110等从像素100等的中心偏移的方式布置。具体地，片上透镜112、相邻片上透镜220至229和共同片上透镜320以向右方偏移的方式布置，该方向是像素阵列单元10的光学中心的方向。此外，在相邻片上透镜220至229之中，靠近像素阵列单元10的光学中心的相邻片上透镜224至226以及靠近像素阵列单元10的端部的相邻片上透镜220、221和229被形成为具有不同的尺寸。例如，相邻片上透镜224至226被形成为尺寸小于相对于共同片上透镜320对称布置的相邻片上透镜220、221和229。具体地，相邻片上透镜224被形成为尺寸小于相邻片上透镜229。类似地，相邻片上透镜225被形成为尺寸小于相邻片上透镜220，并且相邻片上透镜226被形成为尺寸小于相邻片上透镜221。
需要注意，共同片上透镜320是权利要求中描述的外围共同片上透镜的示例。相邻片上透镜220至229中的各者是权利要求中描述的外围相邻片上透镜的示例。需要注意，各个片上透镜112是权利要求中描述的单个片上透镜的示例。
此外，布置在共同片上透镜320和像素阵列单元10的光学中心之间的相邻片上透镜225被形成为尺寸小于相对于共同片上透镜320对称布置的相邻片上透镜220。此外，相邻片上透镜225被形成为尺寸小于与相邻片上透镜225相邻的片上透镜112。此外，相邻片上透镜220被形成为尺寸大于与相邻片上透镜220相邻的片上透镜112。需要注意，相邻片上透镜225是权利要求中描述的外围近相邻片上透镜(peripheral close-adjacent on-chiplens)的示例。相邻片上透镜220是权利要求中描述的外围远相邻片上透镜(peripheralfar-adjacent on-chip lens)的示例。
如上所述，在相邻片上透镜220至229之中，布置在像素阵列单元10的光学中心附近的相邻片上透镜被形成为尺寸小于布置在像素阵列单元10的端部附近的相邻片上透镜。特别地，布置在共同片上透镜320和像素阵列单元10的光学中心之间的相邻片上透镜225被形成为具有最小尺寸，并且被形成为尺寸小于与相邻片上透镜225相邻的片上透镜112和布置在相对位置中的相邻片上透镜220。如上所述，相邻片上透镜220至229被调节为具有非对称形状。执行该调节以使相邻片上透镜220至229对入射光的灵敏度均衡化。
如上所述，为了进行光瞳校正，以在像素阵列单元10的光学中心的方向上偏移的方式布置相邻片上透镜220至229。此时，如果相邻片上透镜220至229具有与参照图2描述的相邻片上透镜210至219类似的形状，则布置在像素阵列单元10的光学中心附近的相邻片上透镜和布置在像素阵列单元10的端部附近的相邻片上透镜具有不同的灵敏度特性。例如，没有进行上述调节的相邻片上透镜225的灵敏度高于也没有进行调节的相邻片上透镜220的灵敏度。这是因为相邻片上透镜以突出于相位差像素300的区域之上的方式形成，因此，光瞳校正的效果根据相对于共同片上透镜320的位置而不同。此外，如参照图3所述，相邻片上透镜在与共同片上透镜320相邻的端部和与片上透镜112相邻的端部具有不同的深度，这导致光瞳校正的效果不同。
因此，通过如上述的相邻片上透镜220至229一样调节形状，能够使灵敏度均衡化。需要注意，在像素阵列单元10的右端附近，可以使用具有如下形状的片上透镜等：其中，图12中的片上透镜112等横向倒置。如果改变参照图9描述的抗蚀剂403和404的形状和位置，则可以形成共同片上透镜320和相邻片上透镜220至229。
图13是示出了根据本发明的第二实施例的摄像元件的构造示例的截面图。图13是示出了沿着图12中的线C-C’获得的摄像元件1的截面的构造的截面图。如图13所示，相邻片上透镜220和225被形成为具有不同的形状。
[像素阵列单元的上端附近的片上透镜的构造]
图14是示出了根据本发明的第二实施例的片上透镜的构造示例的图。图14示出了布置在参照图1描述的像素阵列单元10的外围的像素100等之中的布置在上端的侧边附近的像素100等的片上透镜的构造示例。图14中的像素阵列单元10与参照图2描述的像素阵列单元10的不同之处在于以下几点。图14中的像素100包括片上透镜113而不是片上透镜110。图14中的相位差像素相邻像素200包括相邻片上透镜230至239而不是相邻片上透镜210至219。图14中的相位差像素300包括共同片上透镜330而不是共同片上透镜310。
图14中的片上透镜113、相邻片上透镜230至239和共同片上透镜330以向下方偏移的方式布置，该方向是像素阵列单元10的光学中心的方向。此外，在相邻片上透镜230至239之中，靠近像素阵列单元10的光学中心的相邻片上透镜236至239和靠近像素阵列单元10的端部的相邻片上透镜231至234被形成为具有不同的尺寸。例如，相邻片上透镜236至239被形成为尺寸小于相对于共同片上透镜330对称布置的相邻片上透镜231至234。具体地，相邻片上透镜236和239分别被形成为尺寸小于相邻片上透镜231和234。类似地，相邻片上透镜237和238分别被形成为尺寸小于相邻片上透镜232和233。
需要注意，共同片上透镜330是权利要求中描述的外围共同片上透镜的示例。相邻片上透镜230至239中的各者是权利要求中描述的外围相邻片上透镜的示例。需要注意，各个片上透镜113是权利要求中描述的单个片上透镜的示例。
此外，布置在共同片上透镜330和像素阵列单元10的光学中心之间的相邻片上透镜237和238被形成为尺寸小于分别相对于共同片上透镜330对称布置的相邻片上透镜232和233。此外，相邻片上透镜237和238被形成为尺寸小于与相邻片上透镜237和238相邻的片上透镜113。此外，相邻片上透镜232和233被形成为尺寸大于与相邻片上透镜232和233相邻的片上透镜113。需要注意，相邻片上透镜237和238中的各者是权利要求中描述的外围近相邻片上透镜的示例。相邻片上透镜232和233中的各者是权利要求中描述的外围远相邻片上透镜的示例。
如上所述，在相邻片上透镜230至239之中，布置在像素阵列单元10的光学中心附近的相邻片上透镜被形成为尺寸小于布置在像素阵列单元10的端部附近的相邻片上透镜。布置在共同片上透镜330和像素阵列单元10的光学中心之间的相邻片上透镜237和238被形成为具有最小尺寸，并且被形成为尺寸小于与相邻片上透镜237和238相邻的片上透镜113以及在相对位置中的相邻片上透镜232和233。类似于参照图12描述的相邻片上透镜220至229，相邻片上透镜230至239被形成为具有非对称形状，以便能够使相邻片上透镜230至239对入射光的灵敏度均衡化。需要注意，在像素阵列单元10的下端附近，可以使用具有如下形状的片上透镜等：其中，图14中的片上透镜113等上下倒置。
图15是示出了根据本发明的第二实施例的摄像元件的构造示例的截面图。图15是示出了沿着图14中的线D-D’获得的摄像元件1的截面的构造的截面图。如图15所示，相邻片上透镜233和237被形成为具有不同的形状。
[像素阵列单元的左上角附近的片上透镜的构造]
图16是示出了根据本发明的第二实施例的片上透镜的构造示例的图。图16示出了布置在参照图1描述的像素阵列单元10的外围的像素100等之中的布置在左上角附近的像素100等的片上透镜的构造示例。图16中的像素阵列单元10与参照图2描述的像素阵列单元10的不同之处在于以下几点。图16中的像素100包括片上透镜114而不是片上透镜110。图16中的相位差像素相邻像素200包括相邻片上透镜240至249而不是相邻片上透镜210至219。图16中的相位差像素300包括共同片上透镜340而不是共同片上透镜310。
图16中的片上透镜114、相邻片上透镜240至249和共同片上透镜340以向右下方偏移的方式布置，该方向是像素阵列单元10的光学中心的方向。此外，在相邻片上透镜240至249之中，靠近像素阵列单元10的光学中心的相邻片上透镜245至247和靠近像素阵列单元10的端部的相邻片上透镜240至242被形成为具有不同的尺寸。例如，相邻片上透镜245至247被形成为尺寸小于相对于共同片上透镜340对称布置的相邻片上透镜240至242。具体地，相邻片上透镜245被形成为尺寸小于相邻片上透镜240。类似地，相邻片上透镜246被形成为尺寸小于相邻片上透镜241。相邻片上透镜247被形成为尺寸小于相邻片上透镜242。
需要注意，共同片上透镜340是权利要求中描述的外围共同片上透镜的示例。相邻片上透镜240至249中的各者是权利要求中描述的外围相邻片上透镜的示例。需要注意，各个片上透镜114是权利要求中描述的单个片上透镜的示例。
此外，布置在共同片上透镜340和像素阵列单元10的光学中心之间的相邻片上透镜246被形成为尺寸小于相对于共同片上透镜340对称布置的相邻片上透镜241。此外，相邻片上透镜246被形成为尺寸小于与相邻片上透镜246相邻的片上透镜114。此外，相邻片上透镜241被形成为尺寸大于与相邻片上透镜241相邻的片上透镜114。需要注意，相邻片上透镜246是权利要求中描述的外围近相邻片上透镜的示例。相邻片上透镜241是权利要求中描述的外围远相邻片上透镜的示例。
如上所述，在相邻片上透镜240至249之中，布置在像素阵列单元10的光学中心附近的相邻片上透镜被形成为尺寸小于布置在像素阵列单元10的端部附近的相邻片上透镜。布置在共同片上透镜340和像素阵列单元10的光学中心之间的相邻片上透镜246被形成为具有最小尺寸，并且被形成为尺寸小于与相邻片上透镜246相邻的片上透镜114和在相对位置中的相邻片上透镜241。类似于参照图12描述的相邻片上透镜220至229，相邻片上透镜240至249被形成为具有非对称形状，以便能够使对入射光的灵敏度均衡化。需要注意，在像素阵列单元10的除了左上角附近以外的角部中，可以使用具有如下形状的片上透镜等：其中，图16中的片上透镜114等对称倒置。
由于摄像元件1的其他构造类似于本发明的第一实施例中描述的摄像元件1的构造，因此将省略这些构造的描述。
如上所述，在本发明的第二实施例的摄像元件1中，在执行光瞳校正的情况下，调节共同片上透镜和相邻片上透镜的形状，以便能够使相邻片上透镜的灵敏度均衡化。结果，能够防止图像质量劣化。
<3.第三实施例>
在上述第一实施例的摄像元件1中，将相邻片上透镜210至219形成为尺寸大于片上透镜110。另一方面，本发明的第三实施例的摄像元件1与上述第一实施例的不同之处在于，将相邻片上透镜210至219之中的一部分相邻片上透镜形成为尺寸大于片上透镜110。
[片上透镜的构造]
图17是示出了根据本发明的第三实施例的片上透镜的构造示例的图。图17中的像素阵列单元10与参照图2描述的像素阵列单元10的不同之处在于以下几点。图17中的相位差像素相邻像素200包括相邻片上透镜250至259而不是相邻片上透镜210至219。图17中的相位差像素300包括共同片上透镜350而不是共同片上透镜310。
类似于参照图2描述的相邻片上透镜210至219，图17中的相邻片上透镜250至259被形成为尺寸不同于片上透镜110。同时，共同片上透镜350被形成为如下的六边形：其中，与参照图2描述的共同片上透镜310相比，与由两个相位差像素300形成的矩形形状的长边对应的侧边缩短，并且与矩形形状的短边对应的侧边延长。因此，在共同片上透镜350中，底表面的形状可以被形成为接近圆形的形状，并且可以提高光瞳分割的分离精度。如果相邻片上透镜252、253、257和258被形成为尺寸小于片上透镜110，则可以形成这种形状的共同片上透镜350。
由于相邻片上透镜250、251、254至256和259被形成为尺寸大于片上透镜110，因此，类似于图2中的相邻片上透镜210等，相邻片上透镜250、251、254至256和259以突出于相位差像素300的区域之上的方式形成。另一方面，由于相邻片上透镜252、253、257和258被形成为具有较小尺寸，因此共同片上透镜350以突出于与这些相邻片上透镜对应的相位差像素相邻像素200的区域之上的方式形成。因此，共同片上透镜350的底表面的形状可以近似于圆形形状。
[摄像元件的构造]
图18是示出了根据本发明的第三实施例的摄像元件的构造示例的截面图。图18中的a是示出了沿着图17中的线E-E’获得的摄像元件1的截面的构造的截面图。在图18的a中，相邻片上透镜250和255被形成为尺寸大于片上透镜110。此外，图18中的b是示出了沿着图17中的线F-F’获得的摄像元件的截面的构造的截面图。在图18的b中，相邻片上透镜252和257被形成为尺寸小于片上透镜110。
此外，图18中的c是示出了沿着图17中的线G-G’获得的摄像元件的截面的构造的截面图，并且示出了共同片上透镜350在倾斜方向上的截面的构造。如上所述，由于相邻片上透镜252和257被形成为尺寸小于片上透镜110，因此共同片上透镜350突出于相位差像素相邻像素200的区域之上。如图18中的c所示，共同片上透镜350以及相邻片上透镜251和256被形成为具有如下形状：其中，共同片上透镜350的端部以及相邻片上透镜251和256的端部彼此不接触。通过以这种方式调节相邻片上透镜250至259的形状，可以将共同片上透镜350的底表面的形状近似为圆形形状。
由于摄像元件1的其他构造类似于本发明的第一实施例中描述的摄像元件1的构造，因此将省略这些构造的描述。
如上所述，在本发明的第三实施例的摄像元件1中，将相邻片上透镜250至259之中的一部分相邻片上透镜形成为尺寸大于片上透镜110，并且将其他相邻片上透镜形成为尺寸小于片上透镜110。结果，可以调节共同片上透镜350的形状，以便可以提高光瞳分割的相位差像素300的分离精度，并且可以提高焦点检测精度。
<4.相机的应用示例>
根据本发明的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，本技术可以被实现为安装在诸如相机等摄像装置中的摄像元件。
图19是示出了作为能够应用本技术的摄像装置的示例的相机的示意性构造示例的框图。图19中的相机1000包括镜头1001、摄像元件1002、摄像控制单元1003、镜头驱动单元1004、图像处理单元1005、操作输入单元1006、帧存储器1007、显示单元1008和记录单元1009。
镜头1001是相机1000的摄像镜头。镜头1001会聚来自被摄体的光，并且使该光入射到稍后描述的摄像元件1002上以形成被摄体的图像。
摄像元件1002是半导体元件，其对来自被摄体的由镜头1001会聚的光进行摄像。摄像元件1002根据照射的光生成模拟图像信号，将模拟图像信号转换为数字图像信号，并且输出数字图像信号。
摄像控制单元1003控制摄像元件1002的摄像。摄像控制单元1003生成控制信号，并将该控制信号输出到摄像元件1002以控制摄像元件1002。此外，摄像控制单元1003可以基于从摄像元件1002输出的图像信号在相机1000中执行自动聚焦。在此，自动聚焦是检测镜头1001的焦点位置并自动调节镜头1001的位置的系统。作为该自动聚焦，可以使用如下方法(像面相位差自动聚焦)：其中，通过布置在摄像元件1002中的相位差像素检测像面相位差，以便检测焦点位置。此外，还可以应用一种检测图像的对比度最高的位置作为焦点位置的方法(对比度自动聚焦)。摄像控制单元1003基于检测到的焦点位置而经由镜头驱动单元1004调节镜头1001的位置，以执行自动聚焦。需要注意，摄像控制单元1003可以由例如配备有固件的DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)构成。
镜头驱动单元1004在摄像控制单元1003的控制下驱动镜头1001。镜头驱动单元1004可以使用内置电机来改变镜头1001的位置，由此驱动镜头1001。
图像处理单元1005对由摄像元件1002生成的图像信号进行处理。该处理对应于例如用于生成与各个像素的红色、绿色和蓝色对应的图像信号之中的缺少颜色的图像信号的去马赛克、用于消除图像信号的噪声的降噪和图像信号的编码等。图像处理单元1005可以由例如配备有固件的微型计算机构成。
操作输入单元1006接收来自相机1000的用户的操作输入。对于操作输入单元1006，例如，可以使用按钮或触摸面板。由操作输入单元1006接收的操作输入被传输到摄像控制单元1003和图像处理单元1005。此后，例如，开始根据操作输入的处理，诸如对被摄体进行摄像的处理等。
帧存储器1007是存储帧的存储器，帧是一个画面的图像信号。帧存储器1007由图像处理单元1005控制，并且在图像处理过程中保持帧。
显示单元1008显示由图像处理单元1005处理后的图像。对于显示单元1008，例如，可以使用液晶面板。
记录单元1009记录由图像处理单元1005处理后的图像。对于记录单元1009，例如，可以使用存储卡或硬盘。
上面已经描述了能够应用本发明的相机。本技术能够应用于上述构造之中的摄像元件1002。具体地，参照图1描述的摄像元件1能够应用于摄像元件1002。通过将摄像元件1应用于摄像元件1002，可以使用摄像元件1的相位差像素300执行自动聚焦。
需要注意，尽管在此以相机为例进行了描述，但是根据本发明的技术可以应用于其他设备，例如监视设备等。
最后，上述实施例中的各个实施例的描述是本发明的示例，并且本发明不限于上述实施例。因此，毋庸置疑，除了上述的各个实施例以外，还可以根据设计等进行各种变化，只要这些变化不脱离根据本发明的技术构思即可。
需要注意，本技术可以具有以下构造。
(1)一种摄像元件，其包括：
像素阵列单元，在所述像素阵列单元中，以二维方式布置有像素、多个相位差像素和相位差像素相邻像素，所述像素根据入射光执行光电转换，所述多个相位差像素是布置成彼此相邻且检测相位差的所述像素，所述相位差像素相邻像素是与所述相位差像素相邻的所述像素；
单个片上透镜，所述单个片上透镜针对所述像素中的各者布置，并且将所述入射光单独会聚在所述像素中的对应的一个像素上；
共同片上透镜，所述共同片上透镜共同布置在所述多个相位差像素中，并且将所述入射光共同会聚；以及
相邻片上透镜，所述相邻片上透镜针对所述相位差像素相邻像素中的各者布置，将所述入射光单独会聚在所述相位差像素相邻像素中的对应的一个相位差像素相邻像素上，并且被形成为尺寸不同于所述单个片上透镜以调节所述共同片上透镜的形状。
(2)根据(1)所述的摄像元件，其中，所述相邻片上透镜被形成为尺寸大于所述单个片上透镜。
(3)根据(2)所述的摄像元件，其中，所述相邻片上透镜被形成为具有宽度大于所述单个片上透镜的底部。
(4)根据(2)所述的摄像元件，其中，在顶点处与所述共同片上透镜相邻的所述相邻片上透镜被形成为尺寸大于在侧边与所述共同片上透镜相邻的所述相邻片上透镜。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的摄像元件，其中
以根据所述入射光的入射角使所述单个片上透镜相对于所述像素中的对应的一个像素的位置偏移的方式来布置所述单个片上透镜，
以根据所述入射光的所述入射角使所述相邻片上透镜相对于所述相位差像素相邻像素中的对应的一个相位差像素相邻像素的位置偏移的方式来布置所述相邻片上透镜，并且
以根据所述入射光的所述入射角使所述共同片上透镜相对于所述相位差像素的位置偏移的方式来布置所述共同片上透镜。
(6)根据(5)所述的摄像元件，其中，在作为与外围共同片上透镜相邻的相邻片上透镜的外围相邻片上透镜之中，靠近所述像素阵列单元的光学中心的所述外围相邻片上透镜和靠近所述像素阵列单元的端部的所述外围相邻片上透镜被形成为具有不同的尺寸，所述外围共同片上透镜是布置在所述像素阵列单元的外围的所述共同片上透镜。
(7)根据(6)所述的摄像元件，其中，在所述外围相邻片上透镜之中，靠近所述像素阵列单元的所述光学中心的所述外围相邻片上透镜被形成为尺寸小于靠近所述像素阵列单元的所述端部且相对于所述外围共同片上透镜对称布置的所述外围相邻片上透镜。
(8)根据(6)所述的摄像元件，其中，外围近相邻片上透镜被形成为尺寸小于外围远相邻片上透镜，所述外围近相邻片上透镜是布置在所述外围共同片上透镜和所述像素阵列单元的所述光学中心之间的所述外围相邻片上透镜，所述外围远相邻片上透镜是相对于所述外围共同片上透镜对称布置的所述外围相邻片上透镜。
(9)根据(8)所述的摄像元件，其中，所述外围近相邻片上透镜被形成为尺寸小于与所述外围近相邻片上透镜相邻的所述单个片上透镜。
(10)根据(8)所述的摄像元件，其中，所述外围远相邻片上透镜被形成为尺寸大于与所述外围远相邻片上透镜相邻的所述单个片上透镜。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的摄像元件，其中，所述相邻片上透镜在与所述共同片上透镜相邻的区域的底部和与所述单个片上透镜相邻的区域的底部被形成为不同的高度。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的摄像元件，其中，所述相邻片上透镜的底表面的形状被形成为与所述相位差像素相邻像素不同的形状。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的摄像元件，其中，所述共同片上透镜将所述入射光共同会聚在两个所述相位差像素上。
(14)根据(1)至(12)中任一项所述的摄像元件，其中，所述共同片上透镜将所述入射光共同会聚在四个所述相位差像素上。
(15)根据(1)至(14)中任一项所述的摄像元件，其中，所述多个相位差像素对所述入射光执行光瞳分割，以检测所述相位差。
(16)一种摄像元件的制造方法，所述方法包括：
形成像素阵列单元的步骤，在所述像素阵列单元中，以二维方式布置有像素、多个相位差像素和相位差像素相邻像素，所述像素根据入射光执行光电转换，所述多个相位差像素是布置成彼此相邻且检测相位差的所述像素，所述相位差像素相邻像素是与所述相位差像素相邻的所述像素；
形成单个片上透镜的步骤，所述单个片上透镜针对所述像素中的各者布置，并且将所述入射光单独会聚在所述像素中的对应的一个像素上；
形成共同片上透镜的步骤，所述共同片上透镜共同布置在所述多个相位差像素中，并且将所述入射光共同会聚；以及
形成相邻片上透镜的步骤，所述相邻片上透镜针对所述相位差像素相邻像素中的各者布置，将所述入射光单独会聚在所述相位差像素相邻像素中的对应的一个相位差像素相邻像素上，并且被形成为尺寸不同于所述单个片上透镜以调节所述共同片上透镜的形状。
附图标记列表
1 摄像元件
10 像素阵列单元
100 像素
101、301 端部
110、112至114 片上透镜
141 滤色器
142 遮光膜
152 分离部
154 分离区域
155、406、407 间隙
200 相位差像素相邻像素
210至219 相邻片上透镜
220至229 相邻片上透镜
230至239 相邻片上透镜
240至249 相邻片上透镜
250至259 相邻片上透镜
300 相位差像素
310、320、330、340、350 共同片上透镜
403至405 抗蚀剂
1002 摄像元件
1005 图像处理单元

Claims (16)

1.一种摄像元件，其包括：
像素阵列单元，在所述像素阵列单元中，以二维方式布置有像素、多个相位差像素和相位差像素相邻像素，所述像素根据入射光执行光电转换，所述多个相位差像素是布置成彼此相邻且检测相位差的所述像素，所述相位差像素相邻像素是与所述相位差像素相邻的所述像素；
单个片上透镜，所述单个片上透镜针对所述像素中的各者布置，并且将所述入射光单独会聚在所述像素中的对应的一个像素上；
共同片上透镜，所述共同片上透镜共同布置在所述多个相位差像素中，并且将所述入射光共同会聚；以及
相邻片上透镜，所述相邻片上透镜针对所述相位差像素相邻像素中的各者布置，将所述入射光单独会聚在所述相位差像素相邻像素中的对应的一个相位差像素相邻像素上，并且被形成为尺寸不同于所述单个片上透镜以调节所述共同片上透镜的形状。
2.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述相邻片上透镜被形成为尺寸大于所述单个片上透镜。
3.根据权利要求2所述的摄像元件，其中，所述相邻片上透镜被形成为具有宽度大于所述单个片上透镜的底部。
4.根据权利要求2所述的摄像元件，其中，在顶点处与所述共同片上透镜相邻的所述相邻片上透镜被形成为尺寸大于在侧边与所述共同片上透镜相邻的所述相邻片上透镜。
5.根据权利要求1所述的摄像元件，其中
以根据所述入射光的入射角使所述单个片上透镜相对于所述像素中的对应的一个像素的位置偏移的方式来布置所述单个片上透镜，
以根据所述入射光的所述入射角使所述相邻片上透镜相对于所述相位差像素相邻像素中的对应的一个相位差像素相邻像素的位置偏移的方式来布置所述相邻片上透镜，并且
以根据所述入射光的所述入射角使所述共同片上透镜相对于所述相位差像素的位置偏移的方式来布置所述共同片上透镜。
6.根据权利要求5所述的摄像元件，其中，在作为与外围共同片上透镜相邻的相邻片上透镜的外围相邻片上透镜之中，靠近所述像素阵列单元的光学中心的所述外围相邻片上透镜和靠近所述像素阵列单元的端部的所述外围相邻片上透镜被形成为具有不同的尺寸，所述外围共同片上透镜是布置在所述像素阵列单元的外围的所述共同片上透镜。
7.根据权利要求6所述的摄像元件，其中，在所述外围相邻片上透镜之中，靠近所述像素阵列单元的所述光学中心的所述外围相邻片上透镜被形成为尺寸小于靠近所述像素阵列单元的所述端部且相对于所述外围共同片上透镜对称布置的所述外围相邻片上透镜。
8.根据权利要求6所述的摄像元件，其中，外围近相邻片上透镜被形成为尺寸小于外围远相邻片上透镜，所述外围近相邻片上透镜是布置在所述外围共同片上透镜和所述像素阵列单元的所述光学中心之间的所述外围相邻片上透镜，所述外围远相邻片上透镜是相对于所述外围共同片上透镜对称布置的所述外围相邻片上透镜。
9.根据权利要求8所述的摄像元件，其中，所述外围近相邻片上透镜被形成为尺寸小于与所述外围近相邻片上透镜相邻的所述单个片上透镜。
10.根据权利要求8所述的摄像元件，其中，所述外围远相邻片上透镜被形成为尺寸大于与所述外围远相邻片上透镜相邻的所述单个片上透镜。
11.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述相邻片上透镜在与所述共同片上透镜相邻的区域的底部和与所述单个片上透镜相邻的区域的底部被形成为不同的高度。
12.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述相邻片上透镜的底表面的形状被形成为与所述相位差像素相邻像素不同的形状。
13.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述共同片上透镜将所述入射光共同会聚在两个所述相位差像素上。
14.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述共同片上透镜将所述入射光共同会聚在四个所述相位差像素上。
15.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述多个相位差像素对所述入射光执行光瞳分割，以检测所述相位差。
16.一种摄像元件的制造方法，所述方法包括：
形成像素阵列单元的步骤，在所述像素阵列单元中，以二维方式布置有像素、多个相位差像素和相位差像素相邻像素，所述像素根据入射光执行光电转换，所述多个相位差像素是布置成彼此相邻且检测相位差的所述像素，所述相位差像素相邻像素是与所述相位差像素相邻的所述像素；
形成单个片上透镜的步骤，所述单个片上透镜针对所述像素中的各者布置，并且将所述入射光单独会聚在所述像素中的对应的一个像素上；
形成共同片上透镜的步骤，所述共同片上透镜共同布置在所述多个相位差像素中，并且将所述入射光共同会聚；以及
形成相邻片上透镜的步骤，所述相邻片上透镜针对所述相位差像素相邻像素中的各者布置，将所述入射光单独会聚在所述相位差像素相邻像素中的对应的一个相位差像素相邻像素上，并且被形成为尺寸不同于所述单个片上透镜以调节所述共同片上透镜的形状。
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