CN102804379B

CN102804379B - 双面图像传感器

Info

Publication number: CN102804379B
Application number: CN201080065219.XA
Authority: CN
Inventors: 文森特·韦内齐亚; 毛杜利; 戴幸志
Original assignee: Omnivision Technologies Inc
Current assignee: Omnivision Technologies Inc
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2030-05-24
Also published as: CN102804379A; HK1179049A1; US8947572B2; WO2011149451A1; US20130063641A1; TWI420660B; TW201143042A

Abstract

本发明描述一种用于双面图像传感器的设备。所述双面图像传感器在集成到所述双面图像传感器的半导体层中的光敏区阵列内捕捉入射在所述双面图像传感器的正面上的正面图像数据。还在相同光敏区阵列内捕捉入射在所述双面图像传感器的背面上的背面图像数据。

Description

双面图像传感器

技术领域

本发明大体上涉及成像装置，且特定地但不专有地涉及CMOS图像传感器。

背景技术

图像传感器已变得普遍存在。图像传感器广泛用于数字静止相机、蜂窝式电话、保安摄影机以及医学、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器且尤其互补式金属氧化物半导体(“CMOS”)图像传感器(“CIS”)的技术已持续快速进步。举例来说，较高分辨率及较低电力消耗的需求已助长这些图像传感器的进一步小型化及集成。

随着像素单元减小，包含于像素单元内的光电二极管的尺寸也减小。较小的光电二极管导致CIS的动态范围的缩减及图像质量的降级。增强小型光电二极管的性能的一种途径是增加光电二极管的传感器区的杂质浓度。然而，增加光电二极管的感测区的杂质浓度趋向于造成不期望的效果，例如图像滞后的增加。

CIS的动态范围为图像传感器可捕捉的最大光强度与最小光强度的比率。图像传感器中的每个光电二极管的全阱容量限制所述图像传感器同时捕捉亮及暗对象的能力。因此，如果使用长曝光来捕捉暗对象，那么亮对象可能失去对比，且变为亮点。如果使用短曝光来捕捉亮对象，那么暗对象可能融和到暗背景中且完全消失。

从独立捕捉的两个图像获得一个重叠图像且将一个图像组合或参考到另一图像上的常规技术包含使用光束组合器及其它光学装置来将两个光学图像组合到入射光的一个光学路径中，所述入射光暴露于单个图像传感器。获得一个重叠图像的其它方法包含使用具有双面图像传感器芯片的相机模块，通过将两个正面照明(“FSI”)的图像传感器芯片粘合在一起使得像素阵列面对相反的方向来制造所述双面图像传感器芯片。以此方式，可使起源于独立源的两个图像同时成像，所述图像可经处理以获得一个重叠的图像。

前一常规技术从所述光束组合器及其它光学装置引入光学误差。后一常规技术(其使用背对背接合的FSI图像传感器芯片)是庞大的，这增加制造成本。利用后一技术，所述两个图像必须经过信号处理(通常在获取每个图像之后独立地完成)而精确对准，且使用两个FSI图像传感器芯片来获得一个图像使所述相机模块的电力消耗及制造成本加倍。

发明内容

附图说明

本发明的非限制性且非详尽实施例是参考以下图式而描述，其中贯穿各个视图，相同参考标号始终指代相同部分，除非另有指定。

图1为说明根据本发明的实施例的双面图像传感器的功能框图。

图2为说明根据本发明的实施例的双面图像传感器内的两个4T像素的像素电路的电路图。

图3为说明根据本发明的实施例的双面成像系统的光学布置的框图。

图4为根据本发明的实施例的双面像素单元的横截面图。

图5A及5B为说明根据本发明的实施例的操作双面成像系统的过程的流程图。

图6A及6B为说明根据本发明的实施例的制造双面成像系统的过程的流程图。

图7A到7D为说明根据本发明的实施例的制造双面成像系统的过程的框图。

图8A到8E为说明根据本发明的实施例的制造双面成像系统的过程的框图。

具体实施方式

本文描述双面图像传感器的设备、操作方法及制造方法的实施例。在下文描述中，陈述许多特定细节以提供对实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将认识到，可在没有特定细节、组件、材料等中的一者或一者以上的情况下实践本文所描述的技术。在其它实例中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作，以避免模糊某些方面。

贯穿此说明书对“一个实施例”或“一实施例”的参考意味着结合所述实施例而描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在多处出现的词组“在一个实施例中”或“在一实施例中”并不一定均指代同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可在一个或一个以上实施例中以任何适宜方式组合。

图1为说明根据一实施例的双面图像传感器100的功能框图。所说明的双面图像传感器100的实施例包含像素阵列105、读出电路110、功能逻辑115及控制电路120。

像素阵列105为双面照明图像传感器或像素(例如，像素P1、P2、…、Pn)的二维(“2D”)阵列。在一个实施例中，每个像素为互补式金属氧化物半导体(“CMOS”)成像像素。如所说明，每个像素布置到行(例如，行R1到Ry)及列(例如，列C1到Cx)中，以获取人、地点或物体的图像数据，其可接着用于渲染所述人、地点或物体的2D图像。

在每个像素已获取其图像数据或图像电荷之后，所述图像数据由读出电路110读出，且被传送到功能逻辑115。读出电路110可包含放大电路、模/数(“ADC”)转换电路或其它。功能逻辑115可仅仅存储所述图像数据，或甚至通过应用后图像效果(例如裁切、旋转、去除红眼、调整亮度、调整对比度或其它)来操纵所述图像数据。在一个实施例中，读出电路110可沿着读出列线一次读出一行图像数据(已说明)，或可使用多种其它技术来读出所述图像数据(未说明)，例如同时所有像素的串行读出或完全并行读出。

控制电路120耦合到像素阵列105，以控制像素阵列105的操作特性(例如曝光窗、曝光时序、图像增益等)。举例来说，控制电路120可产生快门信号以用于控制图像获取。在一个实施例中，所述快门信号为全局快门信号，用于在单个获取窗期间同时启用像素阵列105内的所有像素，以同时捕捉其相应的图像数据。在替代实施例中，所述快门信号为卷动快门信号，借此在连续获取窗期间按顺序启用每一行、列或群组的像素。

图2为说明根据本发明的实施例的在像素阵列105内的两个四晶体管(“4T”)像素的像素电路200的电路图。像素电路200是用于实施图1的像素阵列105内的每一像素的一个可能的像素电路架构。然而，应了解，本发明的实施例不限制于4T像素架构；相反，受益于本发明的所属领域的技术人员将理解，本教示也适用于3T设计、5T设计及各种其它像素架构。在图2中，像素Pa及Pb布置在两行及一列中。每个像素电路200的所说明实施例包含光电二极管PD、转移晶体管T1、复位晶体管T2、源极跟随器(“SF”)晶体管T3及选择晶体管T4。在操作期间，转移晶体管T1接收转移信号TX，其将光电二极管PD中积累的电荷转移到浮动扩散节点FD。在一个实施例中，浮动扩散节点FD可耦合到存储电容器(图中未展示)，以用于暂时存储图像电荷。复位晶体管T2耦合在电源轨VDD与所述浮动扩散节点FD之间，以在复位信号RST的控制下复位(例如，将所述FD放电或充电到预设电压)。所述浮动扩散节点FD经耦合以控制SF晶体管T3的栅极。SF晶体管T3耦合在所述电源轨VDD与选择晶体管T4之间。SF晶体管T3作为源极跟随器而操作，提供来自所述像素的高阻抗输出。最后，选择晶体管T4在选择信号SEL的控制下将像素电路200的输出选择性地耦合到所述读出行线。在一个实施例中，由控制电路120产生TX信号、RST信号及SEL信号。

图3为说明根据本发明的实施例的双面成像系统300的光学布置的框图。所说明的双面成像系统300的实施例包含双面图像传感器100、反射器305、背面快门310及正面快门315。

反射器305连同背面快门310及正面快门315使得能够使用双面图像传感器100的单个像素阵列105而选择性地捕捉背面照明(“BSI”)图像数据或正面照明(“FSI”)图像数据。举例来说，可通过打开背面快门310以允许背面入射光到达双面图像传感器100的背面，同时闭合正面快门315以阻挡正面入射光到达双面图像传感器100的正面，而捕捉BSI图像数据。或者，可通过打开正面快门315以允许正面入射光到达双面图像传感器100的正面，同时闭合背面快门310以阻挡背面入射光到达双面图像传感器100的背面来捕捉FSI图像数据。此外，如果组合重叠图像是所要的，那么可在重叠或按顺序曝光窗期间打开背面快门310及正面快门315两者，使得像素阵列105可从两面捕捉图像数据。在按顺序的配置中，由像素阵列105从一面捕捉的图像数据可简单地添加到先前从另一面捕捉的图像数据。或者，在按顺序的配置中，所述FSI图像数据及所述BSI图像数据可单独读出，且使用功能逻辑115组合，作为后图像处理操作。当然，应了解，在对于FSI、BSI的组合及组合重叠图像的选择性减少是可接受或甚至是合意的实施例中，则可在没有一个或两个快门310及315的情况下实施本发明。

在一个实施例中，反射器305为抛物面镜，其位于双面图像传感器100的一面(例如说明为面对正面而定位)且能够将起源于双面图像传感器100的另一面的光聚焦，如图3中所说明。在其它实施例中，反射器305可用各种光学组合件代替，包含一系列的镜面、分束器等。在替代实施例中，可完全消除反射器305，以促进能够用单个双面图像传感器100从两个不同面捕捉不同图像的成像装置(例如，将双面图像传感器100定位于手机中，其中背面定位成用于从所述手机的背面捕捉图像，而正面面对操作者，以用于捕捉自拍照或促进视频呼叫)。

双面图像传感器100的每一面可用或可不用滤光片阵列遮盖。举例来说，可用彩色滤光片阵列(例如Bayer(拜耳)图案滤光片阵列)遮盖所述背面，而可用单色滤光片阵列遮盖所述正面，以用于捕捉单色图像数据(例如，灰度级、黑白等)。一面或两面可包含红外线滤光片阵列。或者，一面或两面可不包含滤光片阵列。

快门310及315可实施为机械快门或电光快门。举例来说，快门310及315可为液晶显示器(“LCD”)快门。在一个实施例中，正面快门315可集成到反射器305中或反射器305上，且反射器305的反射特性本身直接通过应用静电场来操纵。当然，如果仅组合重叠图像是所要的，那么可消除快门310及315两者以及反射器305。

双面成像系统300可促进许多功能。举例来说，可将不同光学滤光片应用于任一面，以改进较低的光响应，以实现各种类型的图像重叠，或甚至改进成像装置的动态范围。在一个实施例中，可捕捉FSI图像数据且将其用于对BSI图像应用后图像处理，或甚至在捕捉BSI图像数据之前首先捕捉FSI图像数据且接着分析所述FSI图像数据以配置像素阵列105及/或读出电路110。

图4为根据本发明的实施例的双面像素单元400的横截面图。双面像素单元400代表像素阵列105内的像素P1、P2、…、Pn的一个可能的实施方案。双面像素单元400为BSI/FSI组合装置，其具有穿过所述装置的两面的光学路径，所述光学路径允许正面入射光及背面入射光两者到达光敏区。

所说明的双面像素单元400的实施例包含安置于外延层410内的光敏区405、浅沟槽隔离415、像素电路(仅说明一部分，包含光敏区405、转移晶体管T1及浮动扩散FD)、钉扎层420、电介质层425、金属堆叠430、正面滤光片435、正面微透镜440、背面掺杂层445、背面滤光片450及背面微透镜455。金属堆叠430的所说明实施例包含金属层M1及M2，其通过金属间电介质层430A及430B而分开。

尽管图4说明两个金属层，但应了解，实施例可包含或多或少通过金属间电介质层分开的金属层。金属堆叠430以建立穿过所述金属层的光学通路的方式图案化，使得正面微透镜440可将正面入射光引导到光敏区405的顶面。类似地，背面微透镜455经定位以将背面入射光引导到光敏区405的背面上。尽管图4说明两个微透镜的使用，每一面上有一个微透镜，但可在没有微透镜440及455中的一者或两者的情况下实施双面像素单元400的实施例。

光敏区405可实施为形成于外延层410中的光电二极管PD。钉扎层420位于外延层410的正面表面处或正面表面附近，但在其它实施例中，钉扎层420可位于别处或甚至完全省略。在所说明的实施例中，钉扎层420为P型硅层，光敏区405为N型硅区，且外延层410为P型硅层，从而形成p-n-p光电二极管结构。在其它实施例中，上述层的掺杂物极性可为相反的，从而形成n-p-n结构。在其它实施例中，外延层410可为未经掺杂的或本征硅，无论钉扎层420及光敏区405的掺杂物极性如何。背面掺杂层445(例如，对于P掺杂的外延层410而经P+掺杂)也是任选的层，其提供以钝化所述背面表面，且促进将光生电荷载子向上迁移到光敏区405中，所述光生电荷载子归因于背面入射光而形成于外延层410深处。

背面滤光片450及正面滤光片435可为相同或不同的滤光片材料。在一些实施例中，一面或两面可不包含光学滤光片层。然而，因为穿过双面像素单元400的背面的光学路径不被金属堆叠430遮盖，因此所述光学路径具有较小的物理约束(physicalconstraint)，且其通常为较短的光学路径，这是由于外延层410的背面薄化及缺乏金属堆叠430。因此，BSI面可较好地适合于较高质量，全色彩图像获取，而FSI面可较好地适合于替代使用。举例来说，正面滤光片435可实施为红外线滤光片(“IR”)，而背面滤光片450可能为在拜耳图案彩色滤光片阵列内的一个元件。在一个实施例中，FSI面可仅仅包含在像素阵列105的整个正面上的无色滤光片层，而无正面微透镜440。在一个实施例中，正面滤光片435可经选择以延伸所述像素单元的动态范围。背面滤光片450可为经拜耳图案化的彩色滤光片，用以接收来自BSI面的色度信息，而正面滤光片435可为任选的或甚至为无色滤光片，以获得来自FSI面的亮度信息。在其它实施例中，滤光片435及450两者可为经拜耳图案化的彩色滤光片。应了解，对于双面像素单元400的正面及背面可使用滤光片类型及微透镜(或缺乏其)的各种组合。

在一个实施例中，双面图像传感器100可在没有快门310及315的情况下操作，以同时获取高质量组合重叠图像。然而，如上文所论述，双面图像传感器100可结合快门310及315中的一者及两者而操作，以获取单独的BSI图像数据及/或FSI图像数据。图5A及5B为说明根据本发明的实施例的用于操作双面成像系统300的过程500及501的流程图。

过程500(图5A)说明在获取BSI图像数据之前使用FSI图像数据来重新配置双面图像传感器100的操作方法。在过程框505中，由像素阵列105经由正面入射光捕捉所述FSI图像数据。在一个实施例中，这可包含光学打开正面快门315(例如，致使正面快门315变为能光学透射)，同时光学闭合背面快门310。所述正面入射光产生光生电荷载子，所述光生电荷载子收集于每个像素单元的光敏区405内。在过程框510中，经由读出电路110读出所述FSI图像数据，且分析所述FSI图像数据。在一个实施例中，针对整个像素阵列的平均亮度值或针对像素阵列105内的每个像素或像素群组的个别亮度值而分析FSI图像数据。在过程框515中，控制电路120基于此分析且在捕捉BSI图像数据之前重新配置像素阵列105的像素电路及/或读出电路110。举例来说，控制电路120可调整或重新配置曝光窗的长度(例如，快门信号)，调整放大电路的增益，调整是使用全局快门还是卷动快门等。因为使用同一像素阵列105来捕捉FSI及BSI图像数据两者，因此两个数据集之间的像素配准是列/行寻址的简单事情。最后，在过程框520中，使用像素阵列105内的相同光敏区来捕捉BSI图像数据。在一个实施例中，通过光学地打开背面快门315同时光学地闭合正面快门310来捕捉BSI图像数据。

在一个实施例中，在捕捉FSI图像数据与BSI图像数据之间复位像素阵列105内的每个像素单元的光敏区405(例如，充电或放电到当前值)。在一个实施例中，通过在FSI与BSI图像捕捉之间具有中间复位的情况下按顺序捕捉图像，可使用后图像处理来获得经加权组合重叠图像。在所述按顺序捕捉的图像之间的像素配准是通过列及行地址而实现，这减少了获得经加权重叠图像所需要的处理电路的量。在替代实施例中，在图像获取窗之间不复位光敏区405，而是将BSI图像电荷添加到已存储的FSI图像电荷。在没有光敏区域405的中间复位的情况下的按顺序图像捕捉使得能够产生在BSI图像数据与FSI图像数据之间使用不同长度曝光时间/窗的组合重叠图像。此技术准许经加权组合重叠图像而不需要额外后图像处理电路。

过程501说明在获取FSI图像数据及BSI图像数据两者图像数据集之后使用所述FSI图像数据来对所述BSI图像数据应用后图像处理的操作方法。在过程框530中，由像素阵列105经由正面入射光而捕捉FSI图像数据。在过程框535中，由像素阵列105经由背面入射光而捕捉BSI图像数据。可在偏移曝光窗期间经由以可互换次序适当操纵快门310及315而按顺序捕捉FSI图像数据及BSI图像数据。在过程框540中，分析FSI图像数据。在一个实施例中，针对亮度值而分析FSI图像数据。在过程框545中，由功能逻辑115执行后图像处理，以使用FSI图像数据来调整BSI图像数据的特性(例如亮度、对比度等)。在一个实施例中，可用BSI图像数据的个别像素数据部分交换来自FSI图像数据的对应个别像素数据部分。与使用仅具有BSI光学路径或仅具有FSI光学路径且仅具有单个滤光片阵列的图像传感器而捕捉的相同图像相比，此像素交换可用于增加复合图像或组合重叠图像的动态范围，以在低光级下得到改进的色彩性能。

图6A及6B为说明根据本发明的实施例的分别用于制造双面图像传感器100的过程600及601的流程图。

结合图7A到7D的框图而描述过程600。在过程框605中，遵循标准像素电路制造技术而在外延层410的正面中或正面上制造像素电路(例如像素电路200)。在过程框610中，将正面组件(例如，金属堆叠430、正面滤光片435及正面微透镜440)形成在外延层410的正面上(参见图7A)。在过程框615中，在像素阵列105之下从晶片710的背面蚀刻出凹部705(参见图7B)。所述凹部提供用于制造背面组件的背面入口(过程框620；参见图7C)。所述背面组件可包含背面掺杂层445、背面滤光片450及背面微透镜455。最后，在过程框625中，对晶片710进行切块，且移除外围固持区域715(参见图7D)。

结合图8A到8E的框图而描述过程601。在过程框630中，遵循标准像素电路制造技术而在外延层410的正面中或正面上制造像素电路(例如像素电路200)。在过程框635中，将正面组件(例如，金属堆叠430、正面滤光片435及正面微透镜440)形成在外延层410的正面上(参见图8A)。在过程框640中，围绕像素阵列105而形成外围牺牲层805(参见图8B)。在过程框645中，将接合晶片810附接到外围牺牲层805的顶部，形成腔815，腔815保护像素阵列105的顶部组件(参见图8C)。接着可倒置所述装置晶片，且通过接合晶片810来固持所述装置晶片，而使背面衬底薄化以暴露外延层410，且将背面组件形成于其上(过程框650；参见图8D)。最后，在过程框655中，移除接合晶片810，且对所述装置晶片进行切块，以释放个别双面图像传感器100(参见图8E)。

制造技术600及601两者遵循常规FSI制造工艺，以形成金属堆叠430，且建立穿过所述金属层的正面光学通路。可用化学机械抛光(“CMP”)与化学蚀刻的组合来执行背面薄化。可在放置背面滤光片450及背面微透镜455之前，在背面处理期间从所述背面植入背面掺杂层445。

如上文所描述，描述CMOS图像传感器，其具有双面像素单元，其中入射光的光学路径可从正面及背面两者到达所述像素阵列。此双面配置可使得不需要用以收纳背对背接合的FSI图像传感器芯片所需的庞大相机模块，且甚至不需要上文的用于从单独光学源捕捉两个图像且将其组合以获得一个重叠的复合图像的常规方法中的光束组合器及其它光学装置。双面图像传感器100的另一应用可为从单独光学源(或180度的相反方向)捕捉两个相异的图像，且可将其精确地配准到图像传感器的表面上。但另一应用可为使用正面及背面来分别捕捉同一图像的亮度及色度信息，这可增加组合重叠图像的动态范围。

应指出，上文的描述是基于使用红色、绿色及蓝色光敏元件的实施方案。所属领域的技术人员可了解，所述描述对于其它原色或补色滤光片同等适用。举例来说，洋红、黄色及青色是可用于产生彩色图像的一组常见的替代补色。此外，使一组绿色光敏元件与交替的红色及蓝色光敏元件交错或穿插并非实践本发明的实施例的要求。

出现在上文每个过程中的一些或所有过程框的顺序不应认为是限制性的。相反，受益于本发明的所属领域的技术人员将理解，一些过程框可以多种未说明的顺序执行。

可依据计算机软件及硬件来描述上文阐释的过程。所描述的所述技术可组成包含于机器(例如计算机)可读存储媒体内的机器可执行指令，其在由机器执行时将致使所述机器执行所描述的操作。此外，所述过程可体现于硬件(例如专用集成电路(“ASIC”)等)内。

机器可读存储媒体包含以可由机器(例如计算机、网络装置、个人数字助理、制造工具、具有一组一个或一个以上处理器的任何装置等)存取的形式提供(即，存储)信息的任何机构。举例来说，机器可读存储媒体包含可记录/不可记录媒体(例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、快闪存储器装置等)。

本发明的所说明实施例的以上描述(包含摘要中所描述的内容)无意为详尽的，或将本发明限制于所揭示的精确形式。尽管本文出于说明性目的而描述本发明的特定实施例及实例，但如所属领域的技术人员将认识到，在本发明的范围内，各种修改是可能的。

可鉴于上文详细的描述而对本发明做出这些修改。在所附权利要求书中使用的术语不应被解释为将本发明限制于本说明书中所揭示的特定实施例。相反，本发明的范围将完全由所附权利要求书决定，将根据权利要求解译的所确立教义来解释所附权利要求书。

Claims

1.一种双面图像传感器，其包含像素阵列，其中所述像素阵列的每个像素包括：光敏区，其安置于半导体层内；

金属堆叠，其安置于所述半导体层的正面上，且包含穿过所述金属堆叠到所述光敏区的光学路径，用于将正面入射光传递到所述光敏区，其中所述正面入射光为入射到正面的外部光；

背面微透镜，其安置于所述半导体层的背面上，以将背面入射光引导到所述光敏区；及

像素电路，其耦合到所述光敏区以从所述光敏区捕捉正面图像数据及背面图像数据。

2.根据权利要求1所述的双面图像传感器，其进一步包括：

背面滤光片阵列，其安置于所述背面微透镜与所述半导体层之间，以对所述背面入射光应用第一类型的滤光；及

正面滤光片阵列，其安置于所述金属堆叠上，以对所述正面入射光应用第二类型的滤光，其中所述第一类型的滤光不同于所述第二类型的滤光。

3.根据权利要求2所述的双面图像传感器，其中所述背面滤光片阵列包括彩色滤光片阵列，以对所述背面入射光应用彩色滤光，且所述正面滤光片阵列包括单色滤光片阵列。

4.根据权利要求2所述的双面图像传感器，其中所述正面滤光片阵列包括无色滤光片阵列或红外线滤光片阵列。

5.根据权利要求2所述的双面图像传感器，其中所述像素阵列的每个像素进一步包括：

正面微透镜，其安置于所述金属堆叠上，且经对准以将所述正面入射光经由所述光学路径而引导到所述光敏区。

6.根据权利要求1所述的双面图像传感器，其进一步包括：

读出电路，其耦合到所述像素阵列，以读出所述正面图像数据及所述背面图像数据，以作为将所述正面图像数据与所述背面图像数据组合的组合重叠图像。

7.根据权利要求1所述的双面图像传感器，其进一步包括：

读出电路，其耦合到所述像素阵列，以选择性地与所述背面图像数据分开而读出所述正面图像数据。

8.一种成像设备，其包括：

双面图像传感器，其包含：

光敏区阵列，其安置于半导体层内；

背面滤光片阵列，其安置于所述半导体层的背面上，以在背面入射光到达所述光敏区之前对其进行滤光；及

读出电路，其经耦合以从所述光敏区读出正面图像数据及背面图像数据；及反射器，其经定位以将所述正面入射光反射到所述双面图像传感器的正面上。

9.根据权利要求8所述的成像设备，其中所述正面入射光起源于面对所述双面图像传感器的背面的区。

10.根据权利要求9所述的成像设备，其进一步包括：

第一快门，其经定位以选择性地阻挡所述正面入射光到达所述双面图像传感器的所述正面，或阻挡所述背面入射光到达所述双面图像传感器的所述背面。

11.根据权利要求10所述的成像设备，其进一步包括：

第二快门，其经定位以选择性地阻挡所述双面图像传感器的并非由所述第一快门阻挡的相对面。

12.根据权利要求8所述的成像设备，其中所述双面图像传感器进一步包括：

微透镜阵列，其安置于所述背面滤光片阵列上，以将所述背面入射光引导到所述光敏区。

13.根据权利要求12所述的成像设备，其中所述双面图像传感器进一步包括：

正面滤光片阵列，其安置于所述半导体层的所述正面上，以在所述正面入射光到达所述光敏区之前对其进行滤光。

14.根据权利要求8所述的成像设备，其中所述读出电路经耦合以从所述光敏区读出所述正面图像数据及所述背面图像数据，作为将所述正面图像数据与所述背面图像数据组合的组合重叠图像。

15.一种操作双面互补金属氧化物半导体“CMOS”图像传感器的方法，所述方法包括：

在集成到所述双面CMOS图像传感器的半导体层中的光敏区阵列内捕捉入射在所述双面CMOS图像传感器的正面上的正面图像数据；

在集成到所述半导体层中的所述光敏区阵列内捕捉入射在所述双面CMOS图像传感器的背面上的背面图像数据；及

从所述光敏区阵列读出所述背面图像数据。

16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括：

从所述光敏区阵列读出所述正面图像数据。

17.根据权利要求16所述的方法，其中在单个曝光窗期间捕捉所述正面图像数据及所述背面图像数据，其中所述正面图像数据及所述背面图像数据组合在单个组合重叠图像内，且其中读出所述背面图像数据及读出所述正面图像数据同时发生。

18.根据权利要求16所述的方法，其中在第一曝光窗期间捕捉所述正面图像数据，且在时间上从所述第一曝光窗偏移的第二曝光窗期间捕捉所述背面图像数据，其中与所述读出所述背面图像数据分开而读出所述正面图像数据。

19.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：

基于所述正面图像数据而对所述背面图像数据应用后成像处理。

20.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括：

分析所述正面图像数据；

在捕捉所述背面图像数据之前，基于所述分析而配置所述双面CMOS图像传感器；及

用基于所述正面图像数据的所述分析而配置的所述双面CMOS图像传感器来捕捉所述背面图像数据。

21.根据权利要求20所述的方法，其中配置所述双面CMOS图像传感器包含调整增益设定、调整曝光窗或调整闪光设定中的至少一者。