CN102197486A - 具有用于色彩分离的光栅的图像传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像传感器，其包含：像素阵列，其包括周期性重复的多个核心，且每一核心包含用于响应于光而收集电荷的n个光敏区域(400)，n等于或大于2；及透明层(300)，其横跨所述光敏区域，具有n个光学路径，所述n个光学路径中的至少两者为不同的，其中每一光学路径将预定光谱带的光引导到特定光敏区域中。

Description

具有用于色彩分离的光栅的图像传感器

技术领域

本发明大体来说涉及具有细分成若干像素核心的像素阵列的图像传感器，且更特定来说涉及具有针对所述核心中的像素的不同光学路径以改进色彩分离并增加量子效率的所述图像传感器。

背景技术

一般来说，随着使用CMOS过程为图像传感器制作的像素按比例调整到较小尺寸，使用这些像素的成像器的数个性能性质降级。一种性能性质(特定来说，量子效率(QE))快速地降级。性能的损失与滤色器阵列(CFA)在像素阵列顶部上的添加混淆。CFA的用途是允许传入光的色彩分离以提供重构彩色图像的能力。然而，对于给定波长，大多数的滤波器为吸收的。因此，任一给定波长有效地经历像素阵列上面的一系列小孔口。随着像素间距收缩，CFA图案中的此有效孔口的大小变得与可见光的波长相当。光衍射使光转向到邻近像素上且减小目标色彩阵列的有效QE。举例来说，考虑图1a。对于传入的红色光，蓝色像素103及绿色像素101、104的蓝色及绿色CFA有效地进行阻挡。针对拜耳图案105，图1b图解说明此在红色像素102上面形成用于红色光的小孔口112。尤其在低于2μm像素间距时，衍射将传入的红色光散布到邻近的蓝色及绿色像素上，这是因为CFA定位于图像传感器的其中光子转换成电荷载流子的有源层上面的有限距离处。衍射破坏CFA分离色彩的有效性，从而增加色彩串扰。其还有效地减小红色像素的QE。

图2展示现有技术的背照式图像传感器的四个pmos像素的穿过红色及绿色CFA的横截面。此还将用作在本发明的具体实施方式中描述本发明的参考点。

仍参考图2，其展示其中收集光生电荷载流子的光电二极管200。为了读出，通过调整传送栅极201上的电压将所述电荷载流子电传送到浮动扩散部205。浮动扩散部信号馈送源极随耦晶体管203的输入。源极随耦器203的低阻抗输出驱动输出线204。在读出之后，通过控制复位栅极202上的电压将浮动扩散部205中的信号注入到复位漏极213中。所述光电二极管之间的侧壁隔离物210将光生电荷载流子引导到最近的光电二极管200中，从而减少装置层内的色彩串扰。为了减少暗电流，接近光电二极管200的硅与电介质之间的表面处存在薄钉扎层212。也为了减少暗电流，沿着侧壁隔离物210存在薄n掺杂层211。传入光250首先穿过滤色器阵列层230、接着穿过抗反射涂覆层222、接着穿过通常为二氧化硅的间隔物层221，之后到达有源装置层220。然而，光学堆叠221、222及230可取决于应用而由更多或更少层组成，且通常包含用于顶部层的微透镜阵列。图3提供图2的此非共享钉扎式光电二极管结构的单个像素示意图。

图4展示具有拜耳图案的现有技术1.1μm像素阵列的QE的模拟结果。与蓝色像素103相关联的蓝色响应曲线503的峰值QE为40％。与绿色像素101、104相关联的绿色响应曲线501、504的峰值QE为35％。与红色像素102相关联的红色响应曲线502的峰值QE为23％。对于这些模拟，电介质间隔物221层的厚度为0.5μm。增加电介质间隔物厚度221会使性能降级，从而导致较低的峰值QE及增加的色彩串扰。

虽然目前已知及利用的图像传感器令人满意，但需要解决上述缺点。

发明内容

本发明的目标是通过用二元光学路径光栅替换CFA来改进邻近像素之间的色彩串扰并增加QE。有效QE可大于100％。

此目标通过以下操作来实现：调整色彩核心中的每一像素的光学路径差，使得对于特定波长，落到图像传感器上的光强度接近色彩核心内的一个像素的表面而以相长方式进行干涉且针对色彩核心内的其它像素以相消方式进行干涉。对于另一特定波长，光接近色彩核心内的第二像素的表面而以相长方式进行干涉且针对色彩核心内的其它像素以相消方式进行干涉。

在结合其中展示并描述本发明的说明性实施例的图式阅读下文详细说明之后，所属领域的技术人员将即刻明了本发明的这些及其它目标、特征及优点。

本发明的有利效果

本发明具有改进邻近像素之间的色彩串扰且增加QE的优点。

附图说明

尽管本说明书是通过特别指出并明确请求本发明的标的物的权利要求书而得出结论，但相信，当结合附图阅读以下说明时将更好地理解本发明，其中：

图1a到图1b展示现有技术的拜耳滤色器阵列图案；

图2展示现有技术的背侧照射式图像传感器的四个像素的穿过拜耳CFA图案切割的红色及绿色部分的横截面。像素电路是针对pmos图像传感器；

图3展示现有技术的pmos非共享像素示意图；

图4是拜耳滤色器阵列的波长对QE的曲线图；

图5图解说明本发明的第一实施例。所述平面图展示具有光学路径光栅的像素阵列。W、X、Y及Z表示透明层在色彩核心内的每一像素上面的不同厚度；

图6展示具有光学路径光栅(W、X、Y及Z)的色彩核心及像素装置结构的更多细节的平面图；

图7展示背侧照射式图像传感器的四个像素的穿过光学路径光栅(Y及Z)的色彩核心的红色及绿色部分切割的横截面；

图8是图4的色彩核心中的每一像素的QE对波长的模拟曲线图(针对1.1μm像素)；

图9a到图9d图解说明如何使用相长及相消干涉来改进色彩串扰且针对给定像素在给定波长下产生大于100％的峰值的QE值。针对图4的色彩核心针对四个不同波长展示恰在硅表面上面的光强度曲线图。所述曲线图为平面图及法向入射的光。对于四个曲线图，波长为420nm、470nm、590nm及650nm；

图10图解说明用以制作光学路径光栅的一个方法的开始。展示各自为四个像素的两个横截面。一个横截面是穿过图7的像素303及304切割的。另一横截面是穿过图7的像素301及303切割的；

图11是具有微透镜的光学路径光栅的3D视图；

图12a到图12b图解说明将微透镜置于透明层上的方法；

图13a到图13b图解说明将微透镜图案转移到透明层的方法；

图14a到图14b图解说明用于执行第一蚀刻的方法；

图15a到图15b图解说明在对第二抗蚀剂进行图案化之后制作光学路径光栅的方法；

图16a到图16b图解说明在第二蚀刻步骤之后的最终光学路径光栅；

图17是使用具有不同折射率的两种材料的光学路径光栅及微透镜阵列的3D视图；

图18是使用具有不同折射率的两种材料的光学路径光栅及其中将单个微透镜置于四个像素上方的微透镜阵列的3D视图；且

图19是具有图7的图像传感器阵列的成像装置。

具体实施方式

如本文中所定义的光学路径为：

光学路径＝n×d，(方程式1)

其中n为折射率且d为光正穿过的材料的厚度。

现在转到图7，其展示本发明的第一实施例的图像传感器的图像传感器阵列401的一部分。注意，虽然为简单起见横截面仅展示四个像素，但图像传感器阵列401通常包含数千或数百万个像素。进一步注意，图像传感器阵列401通常为如将在图19中论述的有源像素传感器的一部分。返回参考图7，图像传感器阵列401包含安置于有源层420中的多个像素301及302。像素301及302优选地被一起分组于2×2阵列中，下文称所述阵列为色彩核心，其在所述阵列上重复，如下文将详细描述。虽然2×2阵列为优选的，但也可使用其它色彩核心大小。每一像素301及302包含稍远离接收入射光250的有源层的表面安置的电荷收集区域(优选地为钉扎式光电二极管400)。与有源层420的照射侧相对的多晶硅栅极401、402、403及金属导线404的配置称为背侧照射。钉扎式光电二极管400响应于所述入射光而收集电荷。钉扎式光电二极管400包含钉扎层412，其位于安置于其上的相反导电性类型的经掺杂区域下方。虽然钉扎式光电二极管400及背侧照射用于优选实施例，但也可使用光电二极管作为电荷收集区域且可使用前部照射作为电荷收集区域，此两者是众所周知的且本文中将不加以论述。

在被激活时，传送栅极401将来自钉扎式光电二极管400的电荷传递到将电荷转换为电压信号的电荷/电压转换区域405(优选地为浮动扩散部)。放大器或缓冲器403(优选地为源极随耦器放大器)将所述电压传递到输出线上以供进一步处理。激活复位栅极402以用于将浮动扩散部405复位到预定信号电平。

具有变化的厚度的透明光栅层300安置成横跨像素301及302(以及图式中未展示的像素)以用于将入射光250引导到有源层420中，如下文将详细描述。所述透明层可由二氧化硅、氮化硅或透明有机材料制成。

参考图5中的图像传感器阵列401(通常称为像素阵列)的平面图，其展示上面叠加有所述透明层的2×2色彩核心310。色彩核心310中的每一像素301、302、303及304(所有四个像素参见图5及图6)上方的透明层300(参见图7)的厚度为不同的(Y、Z、W及X)。此形成四个光学路径。虽然本发明在其优选实施例中使用厚度来形成不同的光学路径，但可使用具有不同折射率的材料来形成不同的光学路径。在所述实例中，二氧化硅透明层300的厚度Y、Z、W及X分别为2.5μm、3.0μm、1.5μm及2.0μm。因此，形成了四个光学路径。蓝色光恰在像素303上面以相长方式进行干涉且被有效地引导到此像素中。同样地，绿色-蓝色光被引导到像素301中，绿色-红色光被引导到像素304中，且红色光被引导到像素302中。注意，透明层300的重复图案针对每一像素核心而重复。

图6展示色彩核心310内的四个像素301、302、303及304以及埋置于成像器表面下方的装置组件的更详细平面图。这些组件包含光电二极管400、传送栅极401、复位栅极402、源极随耦器403、源极随耦器输出404、浮动扩散部405、侧壁隔离物410、复位漏极413及从金属线(未展示)到栅极401、402、403的触点350以及源极/漏极植入区域405、413、404。这些装置组件也图解说明于图7的横截面中。光学堆叠仅为透明层300。穿过图7中的此横截面，仅存在两个高度Y及Z。

图8展示使用如图5到图7所描述的本发明第一实施例的1.1μm像素阵列的QE的模拟结果。与蓝色像素303相关联的蓝色响应曲线603的峰值QE为120％。与绿色/蓝色像素301相关联的绿色/蓝色响应曲线601的峰值QE为116％。与绿色/红色像素304相关联的绿色/红色响应曲线604的峰值QE为105％。与红色像素302相关联的红色响应曲线604的峰值QE为86％。对于给定像素，给定波长的QE可大于100％，这是因为光学路径是以利用相长及相消干涉的此方式调整的。

图9a到图9d图解说明相长及相消干涉如何产生具有大于100％的峰值的QE曲线。针对不同波长展示恰在照射侧上的硅有源层420上面的光强度的四个平面图曲线图。对于蓝色光(420nm)，大多数的光强度703在像素303上面。同样地，对于绿色/蓝色光(470nm)，大多数的光强度701在像素301上面。又同样地，对于绿色/红色光(590nm)，大多数的光强度704在像素304上面。最后，对于红色光(650nm)，大多数的光强度702在像素302上面。

为了帮助使光学路径光栅可见，图10展示图5到图7的4×4像素剖面。清晰可见的是有源层420的顶部上的光学堆叠300。识别单个色彩核心内的四个像素(301、302、303及304)，连同四个透明柱之间的Δ高度差1050。

如图8中所展示，蓝色、绿色/蓝色、绿色/红色以及红色响应曲线(603、601、604以及602)的峰值QE分别处于440nm、485nm、585nm及645nm的波长。此是针对法向入射。遗憾地，使传入光的角度远离法向入射倾斜会增加不同像素的光学路径差。此改变相长及相消干涉的细节且导致对于不同响应曲线QE为峰值所处的波长的微小差。峰值位置的差进一步随着倾斜角度的增加而增加。当将此成像器置于相机系统中时，像素阵列的中心处的主光线为法向入射；然而，接近所述阵列的边缘的像素的主光线角度可超过30度。由于响应曲线取决于倾斜角度，因此此导致跨越图像的色彩偏移(色调偏移)，其并非始终容易校正。

存在用以最小化与入射光的倾斜角度的改变相关联的色调偏移的数种方式。一种方法是以更多高度差细化二元光学路径光栅且优化此经细化系统。此涉及较多蚀刻以在透明层中提供更多可能高度。此细化还涉及将像素分为若干个子像素区域。举例来说，考虑其中存在八个可能高度且将每一像素分解为十六个正方形子区域的情况。在四个像素的情况下，此给出光学堆叠的512个自由度。使用数值模拟，可针对一波长范围对所有情况进行建模，且可以此方式优化系统使得四个像素均存在良好色彩分离且色调偏移为最小的。然而，迫使系统最小化色调偏移与迫使每一像素上面的光学路径相同是相同的。此问题的解决方案是看起来像具有恰在硅表面上面的焦点的微透镜的事物。因此，替代使用二元光学技术形成类微透镜结构，仅形成一系列连续微透镜为较容易的。

图11展示类似于图10的光学路径光栅的光学路径光栅，其中像素之间的光学路径差为Δ1250，但每一像素1210上面还存在一微透镜。此新结构将随着改变的倾斜角度而具有更佳色调偏移性能。

图12到图16图解说明用于制作具有呈如图11中的微透镜的形状具有弯曲表面的光学路径光栅的方法。注意图12到图16描述通过未直接展示于图12到图16中但展示于图10、图11、图17及/或图18中的编号参考的Δ改变。以下所描述的程序需要比拜耳CFA的光刻步骤少的光刻步骤。图12a到图12b各自展示四个像素的两个横截面，一个横截面穿过色彩核心的像素303及304，另一个横截面穿过色彩核心的像素301及302。完成所述装置在有源层420内的制作，且使背照式成像器变薄。已在有源层420的照射侧上生长或沉积厚度大于D的二氧化硅或某一其它透明层300。层300的顶部上是经图案化微透镜阵列1025。存在用于制作此微透镜阵列的若干种方法，包含微间隙图案化及回流以及灰度光学光刻。

图13a到图13b展示在将微透镜表面转移到透明层材料中的1∶1定向蚀刻之后的二氧化硅层300。层300在微透镜的边缘处的厚度为D。将抗蚀剂层1020施加到图像阵列的一部分且对其进行图案化使得用抗蚀剂1020覆盖像素301及302，且所述图案使得像素303及304内的透明层300被暴露。将经暴露透明层300蚀刻2Δ1030的厚度。

图14a到图14b展示在如先前段落中所论述的那样蚀刻并移除透明层的2Δ1030的厚度之后的两个横截面。接着移除抗蚀剂1020。

图15a到图15b图解说明过程中的在如先前段落中所论述的那样移除第一蚀刻的经图案化抗蚀剂1020之后的下一步骤。将第二抗蚀剂层1040施加到图像阵列且对其进行图案化。此图案暴露像素301、303内的透明层300且覆盖像素302及304内的透明层300。蚀刻并移除经暴露透明层300。

图16a到图16b展示在如前面段落中所论述的那样蚀刻并移除透明层的Δ1050的厚度之后的两个横截面。移除(图15b的)抗蚀剂1040。对于像素302、301、304及303，透明层300的最终厚度分别为D、D-Δ、D-2Δ及D-3Δ。

图11中的光学路径光栅将具有优于图10中的光学路径光栅的色调偏移性能，然而，对于越来越陡的角度，最高的透明材料柱(像素302)在较短的柱(像素301、304及303)上投下阴影，因为所述材料并非100％透明。此阴影导致色调偏移，其根本原因并非光学路径长度的变化，而是较短像素上的光强度减小。

图17图解说明用以最小化因阴影及光学路径长度差所致的色调偏移的方式。在原始光学路径光栅300与微透镜1430之间插入第二透明材料1320。为了维持色彩核心内的不同像素之间的光学路径差，两种材料(300及1320)的折射率必须为不同的。将微透镜阵列1430置于层1320的平面表面的顶部上。所述平面微透镜阵列消除因阴影所致的问题。

最终，图18展示类似于图17只不过微透镜1530的大小等于色彩核心但不等于个别像素(301、302、303及304)的大小的结构。此具有使来自每一微透镜1530的光束聚焦穿过每一光学光栅块(301、302、303及304)从而甚至在更大程度上减少色调偏移的优点。

图19是可与本发明的图像传感器阵列401一起使用的成像系统的框图。成像系统1200包含数码相机电话1202及计算装置1204。数码相机电话1202为可使用并入有本发明的图像传感器的图像捕获装置的实例。其它类型的图像捕获装置也可与本发明一起使用，例如数码静止相机及数码摄录像机。

在根据本发明的实施例中，数码相机电话1202为便携式、手持式电池操作的装置。数码相机电话1202产生存储于存储器1206中的数字图像，存储器1206可为(例如)内部快闪EPROM存储器或可装卸存储器卡。或者，可使用其它类型的数字图像存储媒体(例如，磁性硬驱动器、磁带或光盘)来实施存储器1206。

数码相机电话1202使用透镜1208将来自场景(未展示)的光聚焦到有源像素传感器1212的图像传感器阵列401上。在根据本发明的实施例中，图像传感器阵列401使用拜耳滤色器图案来提供彩色图像信息。图像传感器阵列401由定时产生器1214控制，而定时产生器1214还控制闪光灯1216以在周围照射为低时照射所述场景。

从图像传感器阵列410输出的模拟输出信号经放大且由模/数(A/D)转换器电路1218转换为数字数据。所述数字数据存储于缓冲器存储器1220中且随后由数字处理器1222进行处理。数字处理器1222由存储于固件存储器1224中的固件控制，固件存储器1224可以是快闪EPROM存储器。数字处理器1222包含实时时钟1226，时钟1226甚至在数码相机电话1202及数字处理器1222处于低功率状态中时仍保持日期及时间。经处理的数字图像文件存储于存储器1206中。存储器1206还可存储其它类型的数据，例如，音乐文件(例如，MP3文件)、铃音、电话号码、日历及待办事项列表。

在根据本发明的一个实施例中，数码相机电话1202捕获静止图像。数字处理器1222执行色彩内插随后执行色彩及色调校正，以产生经再现的sRGB图像数据。所述经再现的sRGB图像数据接着经压缩且被作为图像文件存储于存储器1206中。仅以实例方式，可按照JPEG格式(其使用已知的“Exif”图像格式)来压缩所述图像数据。此格式包含使用各种TIFF标签存储特定图像元数据的Exif应用程序段。举例来说，可使用单独TIFF标签来存储捕获图片的日期及时间、透镜f/数以及其它相机设定，且存储图像标题。

在根据本发明的实施例中，数字处理器1222产生由用户选择的不同图像大小。一个此大小为低分辨率的“拇指指甲”大小图像。产生拇指指甲大小的图像描述于库赫达(Kuchta)等人的标题为“提供全分辨率图像和经减小分辨率图像的多格式存储的电子静止相机(Electronic Still Camera Providing Multi-Format Storage Of Full And Reduced Resolution Images)”的共同转让的第5,164,831号美国专利中。所述拇指指甲图像存储于RAM存储器1228中且供应到显示器1230，举例来说，显示器1230可以是有源矩阵LCD或有机发光二极管(OLED)。产生拇指指甲大小图像允许在彩色显示器1230上快速观察所捕获的图像。

在根据本发明的另一实施例中，数码相机电话1202还产生并存储视频剪辑。视频剪辑是通过将图像传感器阵列410的多个像素一起求和(例如，对图像传感器阵列410的每一4列×4行区内的相同色彩的像素进行求和)以形成较低分辨率的视频图像帧而产生的。举例来说，视频图像帧是使用每秒15帧的读出速率以规律间隔从图像传感器阵列410读取的。

音频编解码器1232连接到数字处理器1222且从麦克风(Mic)1234接收音频信号。音频编解码器1232还向扬声器1236提供音频信号。这些组件既用于电话交谈又用于记录与播放音轨连同视频序列或静止图像。

在根据本发明的实施例中，扬声器1236还用于告知用户传入的电话呼叫。此可使用存储于固件存储器1224中的标准铃音或通过使用从移动电话网络1238下载并存储于存储器1206中的定制铃音来完成。另外，振动装置(未展示)可用于提供传入的电话呼叫的无声(例如，非可听的)通知。

数字处理器1222连接到无线调制解调器1240，其使数码相机电话1202能够经由射频(RF)信道1242发射及接收信息。无线调制解调器1240使用例如3GSM网络的另一RF链路(未展示)与移动电话网络1238通信。移动电话网络1238与存储从数码相机电话1202上载的数字图像的照片服务提供者1244通信。其它装置(包含计算装置1204)经由因特网1246存取这些图像。在根据本发明的实施例中，移动电话网络1238还连接到标准电话网络(未展示)以提供正常电话服务。

图形用户接口(未展示)显示于显示器1230上且由用户控制件1248控制。在根据本发明的实施例中，用户控制件1248包含：用以拨打电话号码的专用按钮(例如，电话小键盘)、用以设定模式(例如，“电话”模式、“日历”模式、“相机”模式)的控制件、包含4路控制(向上、向下、向左、向右)的操纵杆控制器及按钮中心“OK”或“选择”开关。

坞1251给数码相机电话1202中的电池(未展示)再充电。坞1251经由坞接口1252将数码相机电话1202连接到计算装置1204。在根据本发明的实施例中，坞接口1252实施为有线接口，例如USB接口。或者，在根据本发明的其它实施例中，坞接

1252实施为无线接口，例如蓝牙或IEEE 802.11b无线接口。坞接口1252用于将图像从存储器1206下载到计算装置1204。坞接1252还用于将日历信息从计算装置1204传送到数码相机电话1202中的存储器1206。

部件列表

100    拜耳CFA图案

101    绿色滤色器

102    红色滤色器

103    蓝色滤色器

104    绿色滤色器

105    拜耳色彩核心

112    红色光的有效孔口

200    光电二极管植入物

201    传送栅极

202    复位栅极

203    源极/随耦器晶体管

204    输出

205    浮动扩散部

210    侧壁隔离物

211    N掺杂层

212    钉扎植入物

213    复位漏极

220    有源层

221    电介质层

222    抗反射层

230    CFA层

250    法向入射光

300    透明层

301    绿色/蓝色像素

302    红色像素

303    蓝色像素

304    绿色/红色像素

310    色彩核心

350    触点

400    钉扎式光电二极管

401    图像传感器阵列

401    传送栅极

402    红色响应曲线

402    复位栅极

403    多晶硅栅极

403    蓝色响应曲线

403    缓冲器

404    源极随耦器输出

404    金属导线

404    植入区域

404    绿色响应曲线

405    植入区域

405    转换区域

405    浮动扩散部

410    侧壁隔离物

412    钉扎层

413    植入区域

413    复位漏极

420    有源层

501    绿色响应曲线

502    红色响应曲线

503    蓝色响应曲线

504    绿色响应曲线

601    绿色/蓝色响应曲线

602    红色响应曲线

603    蓝色响应曲线

604    绿色/红色响应曲线

701    470nm光的强度峰值区域

702    650nm光的强度峰值区域

703    420nm光的强度峰值区域

704    590nm光的强度峰值区域

1010   穿过像素303及304的横截面

1011   穿过像素301及302的横截面

1020   经图案化抗蚀剂层

1025   经图案化微透镜阵列

1030   透明层的经蚀刻量

1040   第二经图案化抗蚀剂层

1050   透明层的经蚀刻量

1200   成像系统

1202   成像装置

1204   计算装置

1206   存储器

1208   透镜

1210   微透镜

1212   有源像素传感器

1214   定时产生器

1216   闪光灯

1218   模/数转换器

1220   缓冲器存储器

1222   处理器

1224   固件

1226   时钟

1228   RAM

1230   显示器

1232   音频编解码器

1234   麦克风

1236   扬声器

1238   网络

1240   无线调制解调器

1242   连接

1244   服务提供者

1246   因特网

1248   用户控制件

1250   像素之间的透明层厚度差

1251   坞

1252   接口

1320   第二透明材料层

1430   微透镜

1530   微透镜

Claims (21)

1.一种图像传感器，其包括：

(a)像素阵列，其包括周期性重复的多个核心，且每一核心包含用于响应于光而收集电荷的n个光敏区域，n等于或大于2；及

(b)透明层，其横跨所述光敏区域，具有n个光学路径，所述n个光学路径中的至少两者为不同的，其中每一光学路径将预定光谱带的光引导到特定光敏区域中。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述光学路径的差是通过透明材料的不同厚度形成的。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述光学路径的差是通过不同折射率形成的。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述透明层为二氧化硅、氮化硅或透明有机材料。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述光学路径为彼此不同的。

6.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述透明材料包含弯曲表面。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括安置成横跨所述透明层的第二层，且所述第二层在与所述第二层的接触所述透明层的表面相对的表面上包含平面或大致平面表面。

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其进一步包括安置成横跨所述第二层的多个微透镜。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中每一微透镜横跨一个别像素。

10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中每一微透镜横跨一像素核心。

11.一种用于制造图像传感器的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供具有多个光电二极管的有源层，每一光电二极管用于响应于光而收集电荷；

(b)提供横跨所述有源层的电介质；

(c)提供横跨所述电介质的多个微透镜；

(d)蚀刻所述微透镜以将所述微透镜的形状转移到所述电介质；

(e)对所述电介质的一部分上方的抗蚀剂进行图案化以形成经暴露的及未经暴露的电介质；

(g)蚀刻所述经暴露的电介质；

(h)移除所述抗蚀剂；及

(i)重复步骤(e)到(h)。

12.一种成像装置，其包括：

图像传感器，其包括：

(a)像素阵列，其包括周期性重复的多个核心，且每一核心包含用于响应于光而收集电荷的n个光敏区域，n等于或大于2；及

(b)透明层，其横跨所述光敏区域，具有n个光学路径，所述n个光学路径中的至少两者为不同的，其中每一光学路径将预定光谱带的光引导到特定光敏区域中。

13.根据权利要求12所述的成像装置，其中所述光学路径的差是通过透明材料的不同厚度形成的。

14.根据权利要求12所述的成像装置，其中所述光学路径的差是通过不同折射率形成的。

15.根据权利要求14所述的成像装置，其中所述透明层为二氧化硅、氮化硅或透明有机材料。

16.根据权利要求12所述的成像装置，其中所述光学路径为彼此不同的。

17.根据权利要求13所述的成像装置传感器，其中所述透明材料包含弯曲表面。

18.根据权利要求12所述的成像装置，其进一步包括安置成横跨所述透明层的第二层，且所述第二层在与所述第二层的接触所述透明层的表面相对的表面上包含平面或大致平面表面。

19.根据权利要求18所述的成像装置，其进一步包括安置成横跨所述第二层的多个微透镜。

20.根据权利要求12所述的成像装置，其中每一微透镜横跨一个别像素。

21.根据权利要求12所述的成像装置，其中每一微透镜横跨一像素核心。

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