具有经扩展光谱响应的固态图像传感器制造技术

各种实施例是针对一种图像传感器，其包含第一传感器部分以及耦合到所述第一传感器部分的第二传感器部分。所述第二传感器部分可相对于所述第一传感器部分定位，使得所述第二传感器部分可最初检测进入所述图像传感器的光，且所述光中的一些穿过所述第二传感器部分，且被所述第一传感器部分检测到。在一些实施例中，所述第二传感器部分可经配置以具有适合于感测可见光的厚度。所述第一传感器部分可经配置以具有适合于感测IR或NIR光的厚度。由于所述第二传感器部分和所述第一传感器部分的布置和结构，所述图像传感器从光源捕获大体上较多的光。

Solid state image sensor with extended spectral response

Various embodiments are directed against an image sensor which includes a first sensor part and a second sensor part coupled to the first sensor part. The second sensor portion can be positioned relative to the first sensor portion so that the second sensor portion may initially detect the light entering the image sensor, and some of the light pass through the second sensor portion and are detected by the first sensor portion. In some embodiments, the second sensor part can be configured to have a thickness suitable for sensing visible light. The first sensor part can be configured to have a thickness suitable for sensing IR or NIR light. Because of the arrangement and structure of the second sensor part and the first sensor part, the image sensor captures more general light from the light source.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有经扩展光谱响应的固态图像传感器
本公开涉及图像传感器，并且具体地说涉及具有经扩展光谱范围的图像传感器。
技术介绍
图像处理装置，例如数码相机、智能电话或平板计算机，依靠图像传感器来捕获图像。图像传感器接收光，并将所述光转换成电信号。所述图像处理装置接着将这些电信号变换成数字图像。不同类型的图像传感器当前可用。举例来说，图像处理装置通常利用前侧照明(FSI)图像传感器或背侧照明(BSI)图像传感器。FSI图像传感器通常经定向，使得光进入FSI图像传感器的顶部，并在照射光感测表面之前，穿过金属互连层。相比之下，BSI图像传感器经定向以允许光从BSI图像传感器的顶部进入，并照射光感测表面，而不穿过BSI晶片的金属/布线层。虽然FSI和BSI图像传感器中的每一者具有有利的成像特性，但它们两者可具有受限的光谱响应。因此，需要具有比FSI或BSI图像传感器大的光谱响应的图像传感器。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法和装置各自具有若干方面，其中无单一方面单独地负责其合乎需要的属性。在不限制如通过以下权利要求书表达的本专利技术的范围的情况下，现在将简要地论述一些特征。各种实施例包含一种用于组装图像传感器的方法。在一些实施例中，所述方法可包含：在第一传感器部分上形成第一金属互连层；在第二传感器部分上形成第二金属互连层；在所述第一金属互连层内形成第一光管；在所述第二金属互连层内形成第二光管；相对于所述第二传感器部分定位所述第一传感器部分，使得所述第一光管和所述第二光管关于共用轴对准并定向；以及将所述第一金属互连层与所述第二金属互连层接合。在一些实施例中，所述方法可进一步包含：将彩色滤光片耦合到所述第二传感器部分；以及将微透镜耦合到彩色滤光片。在一些实施例中，将所述第一金属互连层与所述第二金属互连层接合可导致所述第一光管和所述第二光管在共用轴周围形成腔。在一些实施例中，所述腔可经配置以使光能够从第二光电检测器，穿过包含第一金属互连层和第二金属互连层的组合的金属互连层，并传递到第一光电检测器。在一些实施例中，将所述第一金属互连层与所述第二金属互连层接合可进一步包含将所述第一光管与所述第二光管接合。在一些实施例中，第一传感器部分的厚度可至少为七微米。在一些实施例中，所述方法可进一步包含减小第二传感器部分的厚度，使得减小第二传感器部分的减小的厚度使红外或近红外光能够穿过所述第二传感器部分。所述第二传感器部分的厚度还可减小到三微米与五微米之间(包含三微米和五微米)。在一些实施例中，形成第一光管可包含相对于嵌入于第一传感器部分中的光电检测器，在第一金属互连层中形成第一光管，且形成所述第二光管可包含相对于嵌入于第二传感器部分中的光电检测器，在第二金属互连层中形成第二光管。另外，关于第二传感器部分定位第一传感器部分可进一步包含将第一传感器部分的光电检测器与第二传感器部分的光电检测器对准。各种实施例可包含图像传感器，其包含第一传感器部分以及耦合到所述第一传感器部分的第二传感器部分。在一些实施例中，所述第一传感器部分可包含第一光电检测器、第一金属互连层和第一光管。在此类实施例中，第二传感器部分可包含第二光电检测器、第二金属互连层和第二光管。由此，第一金属互连层可接合到第二金属互连层，以形成组合的金属互连层。在一些实施例中，第一传感器部分的厚度可至少为七微米。在一些实施例中，第二传感器部分的厚度可不超过五微米。在一些实施例中，所述图像传感器还可包含彩色滤光片和微透镜。在一些实施例中，第一光管可形成于第一金属互连层内，且第二光管可形成于第二金属互连层内。在一些实施例中，第一金属互连层可接合到第二金属互连层，使得第一光电检测器与第二光电检测器关于共用轴对准。第一光管也可与第二光管关于共用轴对准在一些实施例中，第一光管可相对于第二光管定位，以在第一光电检测器与第二光电检测器之间的组合金属互连层内形成腔。所述腔可经配置以允许光从第二传感器部分的第二光电检测器，穿过组合的金属互连层，并传递到第一传感器的第一光电检测器。在一些实施例中，所述光可来源于共同方向。所述光还可包含近红外光或红外光中的至少一者。在一些实施例中，第一传感器图像可进一步包含第一多个外延层，且所述第一多个外延层中的每一外延层可具有不同掺杂浓度。另外，所述第一多个外延层可基于所述第一多个外延层的相应掺杂浓度布置在第一传感器部分内。在一些实施例中，第二传感器部分还可包含第二多个外延层，且所述第二多个外延层中的每一外延层可具有不同掺杂浓度。另外，所述第二多个外延层可基于所述第二多个外延层的相应掺杂浓度布置在第二传感器部分内，且所述第二多个外延层在所述第二传感器部分内的布置可与所述第一多个外延层在第一传感器部分内的布置相反。各种实施例可包含一种图像处理装置。在一些实施例中，所述图像处理装置可包含图像传感器，其包含第一部分、第二部分以及组合的金属互连层。所述图像处理装置还可包含存储器以及耦合到所述存储器且耦合到所述图像传感器的处理器。所述图像传感器的所述第一部分可包含第一光电检测器和第一光管。所述图像传感器的所述第二部分可包含：第二光电检测器，其与第一光电检测器关于共用轴对准；以及第二光管，其关于所述第一光管定位。所述组合的金属互连层可耦合到所述图像传感器的第一部分，且耦合到所述图像传感器的第二部分。在一些实施例中，所述第一光电检测器可经配置以接收来自光源的光的至少第一部分，且第二光电检测器可经配置以接收来自所述光源的所述光的至少第二部分。在一些实施例中，所述第一光电检测器可经配置以将光的所述第一部分转换成第一电信号，所述第二光电检测器可经配置以将所述光的所述第二部分转换成第二电信号，且所述组合的金属互连层可经配置以将第一电信号和第二电信号驱动到处理器。在一些实施例中，所述图像传感器可经布置以使得当所述图像传感器的所述第二部分接近光源时，在所述光的至少第一部分穿过所述图像传感器的第一部分之前，所述光的至少第二部分穿过所述图像传感器的所述第二部分。在一些实施例中，所述光的第一部分可包含红外光或近红外光中的至少一者，且所述光的所述第二部分可包含可见光。在一些实施例中，所述存储器可包含处理器可执行指令，其在由所述处理器执行时，致使所述处理器实施包含以下各项的操作：从第一电信号产生第一数字信号；从第二电信号产生第二数字信号；以及从所述第一数字信号和所述第二数字信号产生组合的数字信号。在一些实施例中，所述存储器可包含处理器可执行指令，其在由所述处理器执行时，致使所述处理器实施进一步包含至少部分地基于所述组合的数字信号产生数字图像的操作。附图说明上述方面以及许多期望的优势将变得更加容易理解，因为在结合附图进行时，它们将变得能够更好地被理解。图1A是示出前侧照明的图像传感器的横截面图的组件图。图1B是示出背侧照明的图像传感器的横截面图的组件图。图2是示出根据一些实施例的图像传感器的横截面图的组件框图。图3是示出根据一些实施例的包含前部照明传感器的某些特征和背侧照明传感器的某些特征，以及额外特征的图像传感器的另一横截面图的组件框图。图4A到4F是说明根据一些实施例的组装图像传感器的实例方法的组件框图。图5是示出根据一些实施例的图像传感器的俯视图的组件框图。图6A和6B是说明根据一些实施例的用于组装图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组装图像传感器的方法，所述方法包括：在第一传感器部分上形成第一金属互连层；在第二传感器部分上形成第二金属互连层；在所述第一金属互连层内形成第一光管；在所述第二金属互连层内形成第二光管；相对于所述第二传感器部分定位所述第一传感器部分，使得所述第一光管和所述第二光管关于共用轴对准和定向；以及将所述第一金属互连层与所述第二金属互连层接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.21 US 62/270,547;2016.03.01 US 15/057,8181.一种组装图像传感器的方法，所述方法包括：在第一传感器部分上形成第一金属互连层；在第二传感器部分上形成第二金属互连层；在所述第一金属互连层内形成第一光管；在所述第二金属互连层内形成第二光管；相对于所述第二传感器部分定位所述第一传感器部分，使得所述第一光管和所述第二光管关于共用轴对准和定向；以及将所述第一金属互连层与所述第二金属互连层接合。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：将彩色滤光片耦合到所述第二传感器部分；以及将微透镜耦合到所述彩色滤光片。3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一金属互连层与所述第二金属互连层接合导致所述第一光管和所述第二光管在所述共用轴周围形成腔。4.根据权利要求1所述的方法，其中腔经配置以使光能够从嵌入于所述第二传感器部分中的第二光电检测器，穿过包括所述第一金属互连层和所述第二金属互连层的组合的金属互连层，且传递到嵌入于所述第一传感器部分中的第一光电检测器。5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一金属互连层与所述第二金属互连层接合进一步包括将所述第一光管与所述第二光管接合。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器部分的厚度至少为七微米。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：减小所述第二传感器部分的厚度，使得所述第二传感器部分的所述减小的厚度使红外或近红外光能够穿过所述第二传感器部分。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二传感器部分的所述厚度减小到三微米与五微米之间，包含三微米和五微米。9.根据权利要求1所述的方法，其中：形成所述第一光管包括在所述第一金属互连层中相对于嵌入于所述第一传感器部分中的光电检测器形成所述第一光管；以及形成所述第二光管包括在所述第二金属互连层中相对于嵌入于所述第二传感器部分中的光电检测器形成所述第二光管。10.根据权利要求9所述的方法，其中关于所述第二传感器部分定位所述第一传感器部分进一步包括使所述第一传感器部分的所述光电检测器与所述第二传感器部分的所述光电检测器对准。11.一种图像传感器，其包括：第一传感器部分；以及第二传感器部分，其耦合到所述第一传感器部分，其中：所述第一传感器部分包括：第一光电检测器；第一金属互连层；以及第一光管，所述第二传感器部分包括：第二光电检测器；第二金属互连层；以及第二光管，且所述第一金属互连层接合到所述第二金属互连层，以形成组合的金属互连层。12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中所述第一传感器部分的厚度至少为七微米。13.根据权利要求11所述的图像传感器，其中所述第二传感器部分的厚度不超过五微米。14.根据权利要求11所述的图像传感器，其中所述图像传感器进一步包括彩色滤光片和微透镜。15.根据权利要求11所述的图像传感器，其中：在所述第一金属互连层内形成所述第一光管；且在所述第二金属互连层内形成所述第二光管。16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中所述第一金属互连层接合到所述第二金属互连层，使得所述第一光电检测器与所述第二光电检测器关于共用轴对准。17.根据权利要求16所述的图像传感器，其中所述第一光...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·R·戈马，BC·谢，T·G·格奥尔基耶夫，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US