[发明专利]具有经扩展光谱响应的固态图像传感器

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

本发明的系统、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发明的范围的情况下，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。