CN106471621A - 堆叠半导体芯片rgbz传感器 - Google Patents

堆叠半导体芯片rgbz传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN106471621A
CN106471621A CN201580035044.0A CN201580035044A CN106471621A CN 106471621 A CN106471621 A CN 106471621A CN 201580035044 A CN201580035044 A CN 201580035044A CN 106471621 A CN106471621 A CN 106471621A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pel array
semiconductor chip
array
pixel
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580035044.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106471621B (zh
Inventor
温宗晋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Google LLC
Original Assignee
Google LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Google LLC filed Critical Google LLC
Publication of CN106471621A publication Critical patent/CN106471621A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106471621B publication Critical patent/CN106471621B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/041—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L31/00
    • H01L25/043—Stacked arrangements of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/50—Depth or shape recovery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14629—Reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14649—Infrared imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14649—Infrared imagers
    • H01L27/14652—Multispectral infrared imagers, having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/11—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths for generating image signals from visible and infrared light wavelengths
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/703—SSIS architectures incorporating pixels for producing signals other than image signals
    • H04N25/705—Pixels for depth measurement, e.g. RGBZ
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/772—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising A/D, V/T, V/F, I/T or I/F converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

本发明描述了一种装置，其包括具有第一像素阵列的第一半导体芯片。第一像素阵列具有可见光敏感像素。该装置包括具有第二像素阵列的第二半导体芯片。第一半导体芯片堆叠在第二半导体芯片上，使得第二像素阵列位于第一像素阵列下方。第二像素阵列具有用于基于飞行时间的深度检测的IR光敏像素。

Description

堆叠半导体芯片RGBZ传感器
技术领域
本发明的领域整体上涉及电子领域，更具体地，涉及堆叠半导体芯片RGBZ传感器。
背景技术
诸多现有计算系统包括一个或多个传统图像采集相机作为集成的外围设备。当前的趋势是通过将深度采集集成到其成像组件中来增强计算系统的成像能力。深度采集可以用于例如执行各种智能对象识别功能，如面部识别(例如用于安保系统解锁)或手部姿势识别(例如用于非接触式用户界面功能)。
一种被称为“飞行时间”成像的深度信息采集方法将光从系统发射到物体上，并且对于图像传感器的多个像素中的每一个，测量光的发射和反射图像的接收之间的时间。由飞行时间像素产生的图像对应于物体的三维轮廓，其表征为在不同像素位置中的每一个处(x，y)的特定深度测量值(z)。
由于诸多具有成像能力的计算系统(例如膝上型计算机、平板计算机、智能电话等)本质上是可移动的，飞行时间操作与传统图像采集的集成呈现出许多设计挑战，如成本挑战和封装挑战。
发明内容
本发明描述了一种装置，其包括具有第一像素阵列的第一半导体芯片。第一像素阵列具有可见光敏感像素。该装置包括具有第二像素阵列的第二半导体芯片。第一半导体芯片堆叠在第二半导体芯片上，使得第二像素阵列位于第一像素阵列下方。第二像素阵列具有用于基于飞行时间的深度检测的IR光敏像素。
本发明描述了一种装置，其包括用于在第一像素阵列的表面处接收可见光和IR光的器件。该装置还包括用于利用第一像素阵列感测可见光但不感测IR光的器件，其中IR光穿过第一像素阵列。该装置还包括利用位于第一像素阵列下方的第二像素阵列感测IR光的器件。
附图说明
以下说明和附图用于说明本发明的实施例。在附图中：
图1a和1b示出了堆叠半导体芯片RGBZ传感器的实施例；
图2示出了堆叠半导体芯片RGBZ传感器的操作的图示；
图3a至3i示出了制造堆叠半导体芯片RGBZ传感器的方法；
图4a至4d示出了不同的图像传感器电路分布；
图5示出了由堆叠半导体芯片RGBZ传感器执行的方法；
图6示出了2D/3D相机系统的实施例。
图7示出了具有2D/3D相机系统的计算系统的实施例。
具体实施方式
“RGBZ”图像传感器是用于在同一相机封装体内实现传统图像采集和飞行时间深度分析二者的有吸引力的解决方案。RGBZ图像传感器是包括不同种类的像素的图像传感器，其中一些像素(RGB像素)对可见光敏感，而其它像素(飞行时间像素或“Z”像素)用于测量深度信息。
在通常的实施方式中，飞行时间像素被设计为对IR光敏感，因为如上所述，IR光用于飞行时间测量，使得飞行时间测量不干扰传统的RGB像素的成像功能。飞行时间像素还具有特殊的相关时钟和/或定时电路，以测量在像素处接收到光的时间。然而，因为飞行时间像素对IR光敏感，所以它们也可以被构想为用作(例如在第二模式中)IR像素而不是飞行时间像素(即IR信息被采集，但是不进行飞行时间测量)。
与将RGB像素和Z像素包括在分开的封装中的解决方案相比，将RGB像素和Z像素二者集成到同一封装中会减小尺寸并降低成本。图1a和1b示出了“堆叠”RGBZ图像传感器100，其中，第一类型的像素阵列101(例如RGB像素阵列)堆叠在第二类型的像素阵列102(例如IR或Z像素阵列)的顶部上。这里，堆叠结构100包括堆叠在第二类型的功能像素108(Z)的下层上的与单纯滤光器相反的第一类型的功能像素107(RGB)。如将在下面进一步详细讨论的，在操作中，上像素阵列101被实施为背侧照明像素阵列，下像素阵列102被实施为前侧照明像素阵列。
如图1a和1b的实施例中所示，背侧互连金属化层109、RGB滤光层110和微透镜阵列112位于上像素阵列101的半导体晶片104的背侧上。背侧金属化层109有助于支持在像素阵列对101、102之间的芯片到芯片的过孔116。RGB滤光层110包括不同颜色滤光器111_1、111_2，以限定上像素阵列101的RGB像素。微透镜阵列112与引线结合焊盘118一起形成在整个结构100的上表面上。形成在引线结合焊盘118上的引线结合件可以布置在封装基体上。在一些实施例中，下基体114对应于封装基体，而在其它实施例中，下基体114对应于安装在封装基体上的另一半导体芯片(在后者的实施例中，封装基体在图1b中未示出)。
上像素阵列101还包括前侧金属化层103，以形成晶体管部件(如栅极和源极/漏极电极)和对应的互连层(一个或多个)，其一起形成集成在上像素阵列101上的电路。特别地，上像素阵列101包括延伸穿过上像素阵列101的半导体基体104的贯穿基体过孔115，以将金属化层103的节点连接到金属化层109的节点。
下像素阵列102包括前侧互连金属化层106，其面对上像素阵列101的前侧互连金属化层103。前侧金属化层106用于形成晶体管部件(如栅极和源极/漏极电极)和对应的互连层(一个或多个)，其一起形成集成在下像素阵列102上的电路。下像素阵列102的前侧金属化层106还包括连接到过孔116的节点，过孔116连接至上像素阵列101的背侧金属化层109的节点。这些过孔116，如过孔115那样，也被实施为上像素阵列101的贯穿基体过孔。
下像素阵列102的前侧金属化层106还包括连接到过孔117的附加节点，过孔117连接到结合焊盘118。类似于过孔115和116，过孔117也被实施为上像素阵列101的贯穿基体过孔。虽然图1b显示，到/来自上像素阵列101的所有输入/输出信号必须通过下像素阵列102的前侧金属化层106，但是在各个实施例中，上像素阵列101的背侧金属化层109可以支持直接连接到接合焊盘118的过孔，从而允许信号在接合焊盘和上像素阵列101之间传递，而不必横穿下像素阵列102的金属化层106。
注意，图1b示出了沿着特定剖切面的堆叠RGBZ图像传感器的实施例，示出了RGB像素阵列的第一水平轴线。例如，如果对同一结构的描绘沿着更接近或更远离图1b的GBGB...轴线的下一水平轴线示出，则上像素阵列101的可见像素将替代地示出为以例如GRGR...样式替代GBGB...样式。还要注意，在图1b的实施例中，Z像素108比RGB像素大，因为例如，与可见光相比，硅具有较低的IR光灵敏度，和/或，Z像素需要更大的阱电容(wellcapacitance)。上和下像素阵列101、102的前侧金属化层103、106还可以包括相应的光导结构113、114，以将流过上像素阵列101的RGB像素的入射光耦合到下像素阵列102的Z像素中。
图2描绘了图1a和1b的堆叠像素阵列结构的操作方法。如图2所示，由可见光和IR光组成的光210入射在上RGB像素阵列201的(例如背侧)表面上。如本领域中已知的，形成在上像素阵列201上的RGB滤光层110(一个或多个)包括单独瓦状(tile-like)的绿色滤光器111_1和蓝色滤光器111_2，通常以如拜耳(Bayer)图案的图案布置。每个单独的RGB滤光器不仅使具有其自身特定颜色的可见光(例如在R像素的情况下为红色，在B像素的情况下为蓝色等)通过，而且也使IR光通过。特定颜色的可见光和IR光照射在上像素阵列201的半导体基体104(例如背侧)上。上像素阵列201的像素107_1、107_2吸收可见光，并且相应于此吸收而产生针对它们相应的颜色的相应的检测信号。
与被上像素阵列201吸收的可见光不同，相比而言，IR光穿过上像素阵列201。这里，作为物理学的通常情况，相对于IR光，可见光倾向于强烈地多地被半导体吸收。因此，通过使上像素阵列201层的半导体晶片104做得足够薄，可以使上像素阵列201吸收入射的可见光并对其做出反应，同时基本上使入射的IR光穿过。
因此，理想地，入射在上像素阵列201上的IR光211大部分穿过上像素阵列201到下像素阵列202。在实施例中，下像素阵列202的半导体晶片105被制成比上像素阵列201的半导体晶片104更厚，使得与上像素阵列201不同，其吸收入射的IR光211而不是使其穿过。因此，下像素阵列202的像素吸收IR光并且响应于此产生相应的检测信号。通过吸收IR光，下像素阵列202下方的任何电路(例如在下基体114被实施为半导体芯片的情况下)不受干扰。
在各个实施方式中，下像素阵列202的Z像素通过根据在闪烁“开”IR照明器的光和在下像素阵列202处接收该闪烁的反射光之间的时间而产生电荷，从而有效地执行“3D”飞行时间深度测量。Z像素通常接收时钟信号，该时钟信号的每一个与照明器的时钟信号具有已知的相位关系。在一个实施例中，存在提供至下像素阵列的每个Z像素的四种这样的时钟信号(例如0°、90°、180°和270°正交臂)。
这里，利用具有不同相位的时钟(例如通过4个连续的曝光时间)对Z像素进行计时，将针对同一光闪烁收集到不同的电荷量。来自不同时钟的收集的电荷信号可以被组合，以产生该节点所在的区域的特定的飞行时间值。在一个实施方式中，这样的组合由图像信号处理器(例如集成在诸如处理器或应用处理器半导体芯片的主机系统上)来进行。
注意，图2的堆叠像素阵列结构自然地使其本身能够同时利用上RGB像素阵列201检测可见光图像，并利用下Z像素阵列202检测用于飞行时间测量的IR光。
图3a到3i示出了用于制造堆叠像素阵列结构的示例性工艺。如图3a所示，上像素阵列301(例如根据第一晶圆制造工艺)形成有前侧金属化层303，其包括每个在可见光像素区域组上形成的相应的光导314，所述可见光像素区域组的尺寸与和下像素阵列相关联的Z像素相称(例如，包括一对R像素、G像素和B像素的RGB像素的4×4平方)。
如本领域中已知的，前侧金属化层303包括导电迹线层303，其中，在中间的相应的电介质层形成在半导体基体304上方。对于每个像素，电互连特征通常包括一个或多个触头，其接触下面的硅(例如，用以偏压像素和/或拾取像素的光学感应电信号)，并且向/从位于有源像素阵列的外围周围的支持像素阵列的操作的其它电路(例如感测放大器、行解码器等)布线(wiring)。实施这些电路的晶体管电极通常形成在最下方的金属化层。为了便于绘制，未示出晶体管电极。
在金属化层303的布局中需小心操作，以尽可能地沿着像素边界的边缘延伸导电迹线，而不是在像素本身的上方(以使得迹线不阻挡入射光)。一个或多个金属化层可以用于在电路上方形成屏蔽层，其阻止入射光到达下面的晶体管并干扰晶体管的操作。
在实施例中，光导314通过蚀刻穿过堆叠的电介质层而形成，该堆叠的电介质层位于要布置单个光导的相应的RGB像素的组的上方。该堆叠的电介质层可以对应于层303的不具有任何金属迹线的普通电介质层。在蚀刻适当定位的沟槽之后，采用对IR光透明的高折射率材料填充(例如通过沉积)沟槽。采用高折射率材料对光导区域的填充基本上强迫IR光在光导内发生内反射，并且防止内部光串扰传输到相邻的光导和/或相邻的像素。用于形成光导的其它方法包括在光导特征部的边界周围蚀刻“环带”或类似结构，并且用金属填充蚀刻区域(以再次强迫光导内的内部反射)或将蚀刻区域留作气隙。
参考图3b，另外形成下像素阵列302(例如根据第二晶圆制造工艺)。前侧金属化层306类似于上像素阵列的前侧金属化层303而形成，包括在每个Z像素区域上方形成单独的光导313。前侧金属化层306还包括附加的外周特征部319，以支持连接到上像素阵列或接合焊盘的过孔连接。如图3b所示，注意到，上像素阵列301相对于图3a中的图示被倒置，以准备将上像素阵列301放置在下像素阵列302上。
如图3c所示，根据晶圆在晶圆上(wafer-on-water)的半导体芯片附接工艺，或晶片在晶片上(die-on-die)的半导体芯片附接工艺，将倒置的上像素阵列301降低到下像素阵列302上。
参考图3d，在上像素阵列301的背侧上沉积背侧金属化层109的下电介质层321。然后蚀刻电介质层321以形成穿过上像素阵列的半导体基体304的贯穿基体过孔322。基体过孔322具有不同的深度，如图3d所示。第一深度仅延伸到上像素阵列的前侧金属化层303中。第二深度更深地延伸到下像素阵列的前侧金属化层306中。
在实施例中，通过彼此掩蔽来控制两个不同的蚀刻深度。即，当正在蚀刻所述蚀刻深度中的一个时，通过掩蔽层覆盖将要被蚀刻的另一个蚀刻深度的区域。如此，使用两种不同的掩模序列来形成两个蚀刻深度。这允许不同的蚀刻工艺(例如用于较深蚀刻的较长蚀刻时间)。可以例如用反应离子蚀刻(RIE)或深反应离子蚀刻(DRIE)进行蚀刻。
如图3e所示，完成上像素阵列301的背侧金属化层309，包括用导电材料(例如金属)填充蚀刻区域，以及形成将上和下像素阵列301、302彼此电连接的特征部。在一种方法中，用导电材料填充蚀刻区域首先包括用绝缘材料(例如二氧化硅)填充蚀刻区域以在沟槽内形成绝缘内衬，然后以类似于该区域最初被蚀刻的方式蚀刻绝缘材料以形成开口。再次，这些蚀刻可以采用不同的相应掩模来进行。在区域被再蚀刻之后，它们用金属填充。
图3f示出了在背侧金属化层309上方形成滤光层310。滤光层可以通过在背侧金属化层310的表面上形成媒染(mordent)或透明层来形成。然后，通过在媒介或透明层中的合适区域中使该层染色成适当的颜色(绿色“G”)而在媒介或透明层中形成第一类型的可见光滤光器311_1(例如绿色“G”滤光器)。染色可以通过以下方式实现：通过光抗蚀剂掩模而将媒染染料热传送到媒染层中，然后剥离掩模；或者，通过光抗蚀剂掩模而将染料吸入透明层，然后剥离掩模。这里，光抗蚀剂和掩模被图案化，以便暴露感兴趣的区域(G像素区域)并且阻挡其它区域(R和B区域)。然后，该工艺适当地对于其它区域和颜色进行重复(例如R区域311_2和B区域(图3f中未示出))。
如图3g所示，蚀刻滤光层310以形成蚀刻区域324。根据实施方式的不同，蚀刻区域324可以具有相同的深度或具有不同的深度。再次，单独掩蔽可以用于形成不同的蚀刻深度。如图3g所示，在实施例中，至少一些蚀刻深度延伸穿过上像素阵列半导体基体304并且延伸到下像素阵列302的前侧金属化层306中。下文将会更加明显，这些蚀刻区域支持贯穿基体过孔，该过孔连接到堆叠RGBZ像素阵列的I/O接合焊盘。其它蚀刻深度(未示出)可以仅延伸到上像素阵列301的背侧金属化层309中，使得I/O接合焊盘可以直接连接到在该层内的特征部。
图3h示出了在蚀刻区域324中形成贯穿基体过孔，并且在其上布置结合焊盘325之后的结构。过孔可以类似于图3e的过孔形成。
图3i示出了在滤光层310上形成微透镜阵列312之后的完成的堆叠RGBZ像素阵列。微透镜可以通过以下多种不同工艺中的任何一种形成，如：1)在下层结构上涂覆和烘烤一个或多个光抗蚀剂层，将光抗蚀剂层图案化成例如代表微透镜阵列的圆/圆柱体，然后将光抗蚀剂的圆/圆柱体熔化成微透镜的形状；2)在透明层(例如熔融石英)上的层上执行上述1)工艺，并且使用熔融的光抗蚀剂作为到透明层中的RIE蚀刻的掩模(其完成到透明层中的更完整的微透镜的形成)；3)微喷射液滴，其瞄准阵列图案中的下层结构并且固化液滴。
图4a至4d示出了用于上述堆叠像素阵列结构的不同的架构可能。理解到存在一系列不同的架构可能，图4a示出了朝向范围(spectrum)的一端的实施例，而图4b示出了朝向范围的另一端的实施例。依据除了像素阵列之外有多少图像传感器功能集成在堆叠半导体晶片结构上而对范围端进行分类。
回想到晶体管可以例如在两个像素阵列的外围形成，这样的晶体管通常是用于形成执行图像传感器功能的电路。在更多的图像传感器功能被集成在具有有源像素阵列的晶片的一个上的情况下，这样的晶体管的数量(以及它们占用的相应的半导体表面面积)将增加；并且，在更少的图像传感器功能被集成在具有有源像素阵列的晶片上的情况下，这样的晶体管的数量(以及它们占用的相应的半导体表面面积)将减少。
如本领域中所理解的，图像传感器通常可以被视为不仅包括有源像素阵列，而且还包括像素阵列电路、模数转换电路以及定时和控制电路。像素阵列电路通常包括直接与有源像素阵列本身通信的电路。示例包括感测放大器、行和列地址解码器，并且在用于飞行时间测量的Z像素的情况下，还包括用于执行飞行时间测量的每个Z像素的至少一个时钟信号。模数电路负责将从入射光信号检测的模拟信号转换为数字值。定时和控制电路负责向像素阵列电路和模数转换器电路提供适当的时钟信号和控制信号。
朝向范围的一端，如图4a所示，几乎没有这样的功能被放置在任一像素阵列晶片上，使得大部分这样的功能被放置在被实施为半导体芯片的第三下基体上。朝向范围的另一端，如图4b所示，大量这样的功能被放置在两个像素阵列晶片上。在图4b的特定实施例中，上晶片对应于整个RGB图像传感器，下晶片对应于整个飞行时间图像传感器。在这种情况下，下基体可以实施为封装基体。
在这两个范围端区域之间存在大量的架构可能性。例如，如图4c所示，像素阵列电路仅在其各自的像素阵列晶片上实施，留下用于两个图像传感器的定时和控制电路以及模数电路在最下方的半导体芯片晶片上实施。
作为另一示例，如图4d所示，下像素阵列晶片包括用于上像素阵列和下像素阵列的定时和控制电路和ADC电路。注意到，在下像素阵列晶片包括支持上像素阵列的电路的情况下，下像素阵列的顶表面应具有连接到下像素阵列晶片内部电路的焊盘(pad)/地线(land)，而不是下像素阵列晶片的贯穿基体过孔。从图4a到4d，普通技术人员将认识到,存在大量的架构可能性，其中，用于图像传感器对或其部分的各个电路可以位于上像素阵列晶片、下像素阵列晶片和下基体半导体芯片(如果有的话)中的任一者上。
图5示出了由上述RGBZ图像传感器实施例执行的方法。如图5所示，在第一像素阵列的表面处接收入射可见光和IR光501。采用第一像素阵列感测可见光但不感测IR光，并且IR光穿过第一像素阵列502。采用位于第一像素阵列下方的第二像素阵列感测IR光503。
图6示出了集成传统相机和飞行时间成像的系统600。系统600具有连接器601，其用于例如与较大系统/母板(如膝上型计算机的系统/母板、平板电脑或智能手机)进行电接触。根据布局和实施方式，连接器601可以连接到柔性电缆，例如实体连接到系统/母板，或者连接器601可以直接接触系统/母板。
连接器601固定到平面板602，平面板602可以实施为交替导电层和绝缘层的多层结构，其中导电层被图案化以形成支持系统600的内部电连接的电迹线。通过连接器601，来自较大的主机系统的命令被接收，如向/从相机系统600内的配置寄存器的写入/读取配置信息的配置命令。
“RGBZ”图像传感器位于安装到平面板602的半导体芯片封装体603内，所述“RGBZ”图像传感器包括RGB像素阵列组，该RGB像素阵列组在堆叠在具有IR像素以例如实施飞行时间像素的第二半导体晶片上的第一半导体晶片上实施。堆叠RGBZ图像传感器包括具有对可见光敏感的不同种类的像素的上RGB像素阵列(具体地，对可见红光敏感的R像素子集，对可见绿光敏感的G像素子集和对可见蓝光敏感的B像素子集)。下Z像素阵列具有对IR光敏感的像素。RGB像素用于支持传统的“2D”可见图像采集(传统图像采集)功能。IR敏感像素用于支持使用飞行时间技术的3D深度轮廓成像。尽管基本实施例包括用于可见图像采集的RGB像素，但是其它实施例可以使用不同颜色的像素方案(例如青色、品红色和黄色)。RGBZ图像传感器还可以包括用于两个像素阵列的ADC电路以及定时和控制电路。
平面板602同样可以包括信号迹线，以将由ADC电路提供的数字信息传送到连接器601，以由计算系统的高端部件处理，如图像信号处理管线(例如集成在应用处理器上的)。注意到，在其它实施例中，对ADC输出像素流操作的图像信号处理管线或至少某些形式的数字信号处理可以利用在集成到相机系统600中的半导体芯片上的数字逻辑电路执行。
相机透镜模块604集成在RGBZ图像传感器603的像素阵列上方。相机模块604包括具有一个或多个透镜的系统，以聚焦通过RGBZ图像传感器封装体603的光阑所接收的光。
由在光阑606下方的光源阵列组成的照明器607也安装在平面板602上。光源阵列可以实施为垂直腔侧发射激光器(VCSEL)或发光二极管(LED)的阵列，其实施为在安装到平面板601的半导体芯片上。可替代地，可以使用单个光源(例如与阵列相对的单个VCSEL或LED)。光源驱动器联接到光源阵列以使其发射具有特定强度和调制波形的光。
在实施例中，图6的集成系统600支持三种操作模式：1)2D模式；3)3D模式；以及，3)2D/3D模式。在2D模式的情况下，系统表现为传统相机。如此，照明器607被禁用，并且图像传感器用于通过其RGB像素接收可见图像。在3D模式的情况下，系统采集照明器607和相机透镜模块604的视场中的物体的飞行时间深度信息。因此，启用照明器并且发射IR光(例如，以开-关-开-关...的序列)到对象上。IR光从物体反射，通过相机透镜模块604接收，并且由图像传感器的飞行时间像素感测。在2D/3D模式的情况下，上述2D和3D模式同时有效。
图7示出了示例性计算系统700的描绘，如个人计算系统(例如台式机或膝上型计算机)或移动或手持计算系统(例如平板设备或智能电话)。如图7所示，基本计算系统可以包括中央处理单元701(其可以包括例如多个通用处理核)和设置在应用处理器或多核处理器750上的主内存控制器717、系统内存702、显示器703(例如触摸屏、平板)，本地有线点对点链路(例如USB)接口704、各个网络I/O功能705(例如以太网接口和/或蜂窝调制解调器子系统)、无线局域网(例如WiFi)接口706、无线点对点链路(例如蓝牙)接口707和全球定位系统接口708、各个传感器709_1至709_N、一个或多个相机710、电池711、电源管理控制单元712、扬声器和麦克风713以及音频编码器/解码器714。
应用处理器或多核处理器750可以包括在其CPU 701内的一个或多个通用处理核715、一个或多个图形处理单元716、主内存控制器717、I/O控制功能718和一个或多个图像信号处理器管线719。通用处理核715通常执行计算系统的操作系统和应用软件。图形处理单元716通常执行图形密集函数以例如产生呈现在显示器703上的图形信息。内存控制功能717与系统内存702接口连接。图像信号处理管线719从相机接收图像信息并且处理原始图像信息以供下游使用。功率管理控制单元712通常控制系统700的功率消耗。
触摸屏显示器703、通信接口704-707、GPS接口708、传感器709、相机710和扬声器/麦克风编解码器713、714中的每一个都可以被视为相对于整体计算系统的各种形式的I/O(输入和/或输出)，在适当时也包括集成外围设备(例如一个或多个相机710)。根据实施方式，这些I/O组件中的各个可以集成在应用处理器/多核处理器750上，或者可以位于晶片外或应用处理器/多核处理器750的封装之外。
在一个实施例中，一个或多个相机710包括集成传统可见图像采集和飞行时间深度测量的系统，如上面参照图6所述的系统600。在应用处理器或其它处理器的通用CPU核(或具有用以执行程序代码的指令执行管线的其它功能块)上执行的应用软件、操作系统软件、设备驱动器软件和/或固件可以将命令引导到相机系统并且从相机系统接收图像数据。在命令的情况下，命令可以包括进入或退出上述2D、3D或2D/3D系统状态中的任一个。
本发明的实施例可以包括如上所述的各种过程。过程可以体现在机器可执行指令中。指令可以用于使通用或专用处理器执行某些处理。可替代地，这些过程可以由包括用于执行过程的硬连线逻辑的特定硬件组件或由编程的计算机组件和定制硬件组件的任何组合来执行。
本发明的元件还可以被提供为用于存储机器可执行指令的机器可读介质。机器可读介质可以包括但不限于软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘、FLASH内存、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、传播介质或其它适合于存储电子指令的媒体类型/机器可读介质。例如，本发明可以作为计算机程序被下载，该计算机程序可以通过在载波或其它传播介质中体现的数据信号经由通信链路(例如调制解调器或网络连接)从远程计算机(例如服务器)传送到请求计算机(例如客户端)
在前述说明书中，已经参考本发明的具体示例性实施例描述了本发明。然而，将显而易见的是，在不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (21)

1.一种装置，包括：
第一半导体芯片，其具有第一像素阵列，所述第一像素阵列具有可见光敏感像素；以及
第二半导体芯片，其具有第二像素阵列，所述第一半导体芯片堆叠在所述第二半导体芯片上，使得所述第二像素阵列位于所述第一像素阵列下方，所述第二像素阵列具有用于基于飞行时间的深度检测的IR光敏感像素。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一半导体芯片比所述第二半导体芯片薄。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第二半导体芯片堆叠在第三半导体芯片上。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述第三半导体芯片包括以下中的任意项：
联接到所述第一像素阵列的像素阵列电路；
联接到所述第二像素阵列的像素阵列电路；
联接到所述第一像素阵列的ADC电路；
联接到所述第二像素阵列的ADC电路；
联接到所述第一像素阵列的定时和控制电路；
联接到所述第二像素阵列的定时和控制电路。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一半导体芯片包括以下中的任意项：
联接到所述第一像素阵列的像素阵列电路；
联接到所述第一像素阵列的ADC电路；
联接到所述第一像素阵列的定时和控制电路。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述第二半导体芯片包括以下中的任意项：
联接到所述第二像素阵列的像素阵列电路；
联接到所述第二像素阵列的ADC电路；
联接到所述第二像素阵列的定时和控制电路。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述第二半导体芯片安装在封装基体上。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一半导体芯片包括贯穿基体过孔。
9.如权利要求1所述的装置，还包括形成在所述第一半导体芯片上的微透镜阵列。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述第二半导体芯片不具有形成在其上的微透镜阵列。
11.一种方法，包括：
在第一像素阵列的表面处接收可见光和IR光；
利用所述第一像素阵列感测所述可见光但不感测所述IR光，所述IR光穿过所述第一像素阵列；
利用位于所述第一像素阵列下方的第二像素阵列感测所述IR光。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述感测IR光还包括感测飞行时间深度信息。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括通过所述第二像素阵列的半导体基体向/从所述第一像素阵列运转信号。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述感测所述可见光和所述感测所述IR光同时进行。
15.如权利要求11所述的方法，还包括利用所述第二像素的半导体芯片堆叠在其上的半导体芯片执行用于所述第一像素阵列和所述第二像素阵列中的任一个或两个的模数转换和/或定时和控制功能。
16.一种装置，包括：
应用处理器，其具有多个处理核和联接到所述多个处理核的内存控制器；
相机系统，其联接到所述应用处理器，所述相机系统包括：
第一半导体芯片，其具有第一像素阵列，所述第一像素阵列具有可见光敏感像素；以及
第二半导体芯片，其具有第二像素阵列，所述第一半导体芯片堆叠在所述第二半导体芯片上，使得所述第二像素阵列位于所述第一像素阵列下方，所述第二像素阵列具有用于基于飞行时间的深度检测的IR光敏感像素。
17.如权利要求16所述的装置，其中，所述第一半导体芯片比所述第二半导体芯片薄。
18.如权利要求16所述的装置，其中，所述第二半导体芯片堆叠在第三半导体芯片上。
19.如权利要求18所述的装置，其中，所述第三半导体芯片包括以下中的任意项：
联接到所述第一像素阵列的像素阵列电路；
联接到所述第二像素阵列的像素阵列电路；
联接到所述第一像素阵列的ADC电路；
联接到所述第二像素阵列的ADC电路；
联接到所述第一像素阵列的定时和控制电路；
联接到所述第二像素阵列的定时和控制电路。
20.如权利要求18所述的装置，其中，所述第一半导体芯片包括以下中的任意项：
联接到所述第一像素阵列的像素阵列电路；
联接到所述第一像素阵列的ADC电路；
联接到所述第一像素阵列的定时和控制电路。
21.如权利要求18所述的装置，其中，所述第二半导体芯片包括以下中的任意项：
联接到所述第二像素阵列的像素阵列电路；
联接到所述第二像素阵列的ADC电路；
联接到所述第二像素阵列的定时和控制电路。
CN201580035044.0A 2014-12-22 2015-10-28 堆叠半导体芯片rgbz传感器 Active CN106471621B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/579,882 US9508681B2 (en) 2014-12-22 2014-12-22 Stacked semiconductor chip RGBZ sensor
US14/579,882 2014-12-22
PCT/US2015/057812 WO2016105658A1 (en) 2014-12-22 2015-10-28 Stacked semiconductor chip rgbz sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106471621A true CN106471621A (zh) 2017-03-01
CN106471621B CN106471621B (zh) 2019-03-15

Family

ID=56130339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580035044.0A Active CN106471621B (zh) 2014-12-22 2015-10-28 堆叠半导体芯片rgbz传感器

Country Status (6)

Country Link
US (4) US9508681B2 (zh)
EP (2) EP3238274B1 (zh)
CN (1) CN106471621B (zh)
DE (1) DE112015005719T5 (zh)
GB (1) GB2548186B (zh)
WO (1) WO2016105658A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109411492A (zh) * 2018-09-26 2019-03-01 上海集成电路研发中心有限公司 一种堆叠式图像传感器像素结构与制备方法
CN109756652A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 浙江舜宇智能光学技术有限公司 Tof摄像模组及其制造方法
CN111095558A (zh) * 2017-12-26 2020-05-01 伊鲁米纳公司 传感器系统
CN111582196A (zh) * 2020-02-13 2020-08-25 牧今科技 用于确定相机视场内的遮挡的方法和系统
US11006039B1 (en) 2020-02-13 2021-05-11 Mujin, Inc. Method and system for determining occlusion within a camera field of view
US11080248B2 (en) 2012-04-16 2021-08-03 Illumina, Inc. Biosensors for biological or chemical analysis and systems and methods for same
US11411036B2 (en) 2017-04-04 2022-08-09 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
US11411037B2 (en) 2017-04-04 2022-08-09 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus including coupling structures for electrically interconnecting stacked semiconductor substrates

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160254300A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 Dual Aperture International Co., Ltd. Sensor for dual-aperture camera
CN108701700A (zh) 2015-12-07 2018-10-23 达美生物识别科技有限公司 被配置用于双模式操作的图像传感器
US9749569B2 (en) * 2015-12-22 2017-08-29 Omnivision Technologies, Inc. High speed rolling image sensor with ADM architecture and method of implementing thereof
EP3258493B1 (en) 2016-06-16 2021-01-27 ams AG System-on-chip camera with integrated light sensor(s) and method of producing a system-on-chip camera
KR102544782B1 (ko) 2016-08-04 2023-06-20 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 그 제조 방법
FR3056332A1 (fr) * 2016-09-21 2018-03-23 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Dispositif comportant un capteur d'image 2d et un capteur de profondeur
US9818791B1 (en) * 2016-10-04 2017-11-14 Omnivision Technologies, Inc. Stacked image sensor
JP2018081946A (ja) * 2016-11-14 2018-05-24 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
CN108304086B (zh) * 2017-01-11 2020-09-15 群创光电股份有限公司 触控显示装置
JP2018137569A (ja) * 2017-02-21 2018-08-30 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 測距装置、および測距方法
US11037966B2 (en) 2017-09-22 2021-06-15 Qualcomm Incorporated Solid state image sensor with on-chip filter and extended spectral response
FR3075462B1 (fr) * 2017-12-19 2020-03-27 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif d'acquisition d'une image 2d et d'une image de profondeur d'une scene
US10608642B2 (en) * 2018-02-01 2020-03-31 iCometrue Company Ltd. Logic drive using standard commodity programmable logic IC chips comprising non-volatile radom access memory cells
JP7102159B2 (ja) * 2018-02-09 2022-07-19 キヤノン株式会社 光電変換装置、撮像システム、および、移動体
CN112470462A (zh) * 2018-07-31 2021-03-09 索尼半导体解决方案公司 层叠式光接收传感器和电子装置
JP2021534412A (ja) * 2018-08-16 2021-12-09 センス・フォトニクス, インコーポレイテッドSense Photonics, Inc. 統合されたｌｉｄａｒ画像センサデバイス及びシステム並びに関連した動作方法
CN109451252B (zh) * 2018-10-31 2020-12-25 中国科学院半导体研究所 紧凑型太赫兹波阵列图像传感器芯片
CN109635682B (zh) * 2018-11-26 2021-09-14 上海集成电路研发中心有限公司 一种人脸识别装置和方法
FR3093377B1 (fr) * 2019-03-01 2021-02-26 Isorg Capteur d'images couleur et infrarouge
FR3093376B1 (fr) 2019-03-01 2022-09-02 Isorg Capteur d'images couleur et infrarouge
KR20220022483A (ko) 2019-06-21 2022-02-25 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 광전 변환 소자, 광검출 장치, 광검출 시스템, 전자 기기 및 이동체
KR20210133755A (ko) 2020-04-29 2021-11-08 삼성전자주식회사 광학 필터, 이미지 센서, 카메라 모듈 및 전자 장치
DE102020119941A1 (de) 2020-07-29 2022-02-03 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Optische Detektionsvorrichtung, Fahrzeug mit wenigstens einer optischen Detektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer optischen Detektionsvorrichtung
FR3115175B1 (fr) * 2020-10-08 2022-08-26 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'acquisition d'une image de profondeur d'une scene
US11624653B2 (en) 2020-12-03 2023-04-11 Artilux, Inc. Multi-application optical sensing apparatus and method thereof
FR3124275B1 (fr) * 2021-06-21 2023-06-02 Commissariat Energie Atomique Dispositif pour l'acquisition d'une carte de profondeur d'une scène
FR3124276B1 (fr) * 2021-06-21 2023-06-02 Commissariat Energie Atomique Capteur pour l'acquisition d'une carte de profondeur d'une scène
US11791320B2 (en) * 2021-11-22 2023-10-17 Qualcomm Incorporated Integrated circuit (IC) packages employing a package substrate with a double side embedded trace substrate (ETS), and related fabrication methods

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040125222A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-01 Bradski Gary R. Stacked semiconductor radiation sensors having color component and infrared sensing capability
CN101577287A (zh) * 2008-05-09 2009-11-11 三星电子株式会社 多层图像传感器
US20140015932A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Samsung Electronics Co., Ltd. 3dimension image sensor and system including the same
US20150054962A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 Aptina Imaging Corporation Imaging systems with stacked image sensors

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030063185A1 (en) 2001-09-28 2003-04-03 Bell Cynthia S. Three-dimensional imaging with complementary color filter arrays
US7274393B2 (en) 2003-02-28 2007-09-25 Intel Corporation Four-color mosaic pattern for depth and image capture
WO2005072358A2 (en) 2004-01-28 2005-08-11 Canesta, Inc. Single chip red, green, blue, distance (rgb-z) sensor
US7375803B1 (en) 2006-05-18 2008-05-20 Canesta, Inc. RGBZ (red, green, blue, z-depth) filter system usable with sensor systems, including sensor systems with synthetic mirror enhanced three-dimensional imaging
US8139142B2 (en) 2006-06-01 2012-03-20 Microsoft Corporation Video manipulation of red, green, blue, distance (RGB-Z) data including segmentation, up-sampling, and background substitution techniques
WO2009030980A2 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Quantum Semiconductor Llc Photonic via waveguide for pixel arrays
US7888763B2 (en) * 2008-02-08 2011-02-15 Omnivision Technologies, Inc. Backside illuminated imaging sensor with improved infrared sensitivity
US7781716B2 (en) * 2008-03-17 2010-08-24 Eastman Kodak Company Stacked image sensor with shared diffusion regions in respective dropped pixel positions of a pixel array
US7883916B2 (en) * 2008-05-30 2011-02-08 International Business Machines Corporation Optical sensor including stacked photosensitive diodes
US8229255B2 (en) * 2008-09-04 2012-07-24 Zena Technologies, Inc. Optical waveguides in image sensors
KR20100107995A (ko) 2009-03-27 2010-10-06 삼성전기주식회사 광 픽업용 광 검출기 집적회로의 포토 다이오드 셀 구조 및그 제조방법
US8395191B2 (en) * 2009-10-12 2013-03-12 Monolithic 3D Inc. Semiconductor device and structure
US7960242B2 (en) * 2009-04-14 2011-06-14 Monolithic 3D Inc. Method for fabrication of a semiconductor device and structure
CA2666470A1 (en) 2009-05-21 2010-11-21 Pierre Benoit Boulanger Multi-spectral color and ir camera based on multi-filter array
KR20110003696A (ko) 2009-07-06 2011-01-13 삼성전자주식회사 단일 칩 입체 영상 센서용 광학 필터 배열 및 그 필터 제조 방법
FR2947952B1 (fr) * 2009-07-07 2011-11-25 Commissariat Energie Atomique Dispositif photo-detecteur et procede de realisation de dispositif photo-detecteur
KR101044109B1 (ko) 2009-08-18 2011-06-28 삼성전기주식회사 렌즈 구동 모듈
US8411146B2 (en) * 2009-09-04 2013-04-02 Lockheed Martin Corporation Single camera color and infrared polarimetric imaging
KR101044140B1 (ko) 2009-09-11 2011-06-24 삼성전기주식회사 렌즈 구동 모듈
KR101044219B1 (ko) 2009-10-19 2011-06-29 삼성전기주식회사 렌즈 구동 모듈
KR101022938B1 (ko) 2009-11-10 2011-03-16 삼성전기주식회사 카메라모듈의 손떨림 보정기구
KR101608903B1 (ko) 2009-11-16 2016-04-20 삼성전자주식회사 적외선 이미지 센서
KR101156872B1 (ko) 2009-12-18 2012-06-20 삼성전기주식회사 렌즈 구동 모듈
KR101077408B1 (ko) 2010-02-05 2011-10-26 서강대학교산학협력단 Ｃｍｏｓ 이미지 센서
KR101711061B1 (ko) * 2010-02-12 2017-02-28 삼성전자주식회사 깊이 추정 장치를 이용한 깊이 정보 추정 방법
JP5581116B2 (ja) * 2010-05-31 2014-08-27 富士フイルム株式会社 光電変換素子、撮像素子及び光電変換素子の駆動方法
DE102011079589A1 (de) * 2010-08-11 2012-02-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Einheitspixel für ein Photodetektionsbauelement
US8809784B2 (en) * 2010-10-21 2014-08-19 Raytheon Company Incident radiation detector packaging
US8542348B2 (en) 2010-11-03 2013-09-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Color sensor insensitive to distance variations
US8478123B2 (en) * 2011-01-25 2013-07-02 Aptina Imaging Corporation Imaging devices having arrays of image sensors and lenses with multiple aperture sizes
US9595558B2 (en) * 2013-11-12 2017-03-14 Intrinsix Corporation Photodiode architectures and image capture methods having a plurality of photodiode with a shared electrode
KR102025522B1 (ko) * 2011-03-10 2019-11-26 사이오닉스, 엘엘씨 3차원 센서, 시스템, 및 관련 방법
TWI559023B (zh) 2011-03-25 2016-11-21 原相科技股份有限公司 可同時偵測紅外光和可見光之光學感測裝置
US20120249740A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Tae-Yon Lee Three-dimensional image sensors, cameras, and imaging systems
KR20120119279A (ko) * 2011-04-21 2012-10-31 삼성전자주식회사 픽셀 어레이 및 이를 포함하는 3차원 이미지 센서
US8274051B1 (en) * 2011-04-29 2012-09-25 Texas Advanced Optoelectronic Solutions, Inc. Method and device for optoelectronic sensors with IR blocking filter
KR101289094B1 (ko) 2011-07-29 2013-07-23 삼성전기주식회사 선형 모터
JP2013070030A (ja) * 2011-09-06 2013-04-18 Sony Corp 撮像素子、電子機器、並びに、情報処理装置
KR101289142B1 (ko) 2011-11-28 2013-07-23 삼성전기주식회사 발광다이오드 패키지 모듈
US9184194B2 (en) * 2011-12-21 2015-11-10 Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Of The State Of Arizona, Acting For And On Behalf Of Arizona State University Multiband photodetector utilizing serially connected unipolar and bipolar devices
CN104081528B (zh) * 2012-01-10 2017-03-01 软动力学传感器公司 多光谱传感器
KR20130098042A (ko) * 2012-02-27 2013-09-04 삼성전자주식회사 깊이 정보 생성 장치 및 이를 포함하는 촬영 장치
US8981511B2 (en) * 2012-02-29 2015-03-17 Semiconductor Components Industries, Llc Multi-chip package for imaging systems
KR101858577B1 (ko) * 2012-10-10 2018-05-16 삼성전자주식회사 결상 광학계 및 이를 포함하는 3차원 영상 획득 장치
US9111832B2 (en) * 2012-10-29 2015-08-18 Omnivision Technologies,Inc. Infrared reflection/absorption layer for reducing ghost image of infrared reflection noise and image sensor using the same
US9124762B2 (en) 2012-12-20 2015-09-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Privacy camera
KR102009192B1 (ko) 2013-02-05 2019-08-09 삼성전자주식회사 이미지 센서의 단위 픽셀 및 이를 포함하는 이미지 센서
KR102007279B1 (ko) * 2013-02-08 2019-08-05 삼성전자주식회사 3차원 이미지 센서의 거리 픽셀, 이를 포함하는 3차원 이미지 센서 및 3차원 이미지 센서의 거리 픽셀의 구동 방법
US9407837B2 (en) 2013-02-28 2016-08-02 Google Inc. Depth sensor using modulated light projector and image sensor with color and IR sensing
US9880440B2 (en) * 2013-03-01 2018-01-30 Alliance For Sustainable Energy, Llc Electrochromic devices and related products and methods
KR102007277B1 (ko) * 2013-03-11 2019-08-05 삼성전자주식회사 3차원 이미지 센서의 거리 픽셀 및 이를 포함하는 3차원 이미지 센서
US20140347442A1 (en) 2013-05-23 2014-11-27 Yibing M. WANG Rgbz pixel arrays, imaging devices, controllers & methods
US9190433B2 (en) * 2013-03-18 2015-11-17 Lite-On Singapore Pte. Ltd. Ambient light sensing with stacked photodiode structure with dual PN junction
US9111830B1 (en) * 2013-05-22 2015-08-18 Sensors Unlimited, Inc. Perforated blocking layer for enhanced broad band response in a focal plane array
KR20140147376A (ko) * 2013-06-19 2014-12-30 삼성전자주식회사 적층형 컬러-깊이 센서 및 이를 채용한 3차원 영상 획득 장치
US20150022869A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Demosaicing rgbz sensor
KR102273850B1 (ko) * 2013-10-31 2021-07-05 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 광검출 장치
US9182490B2 (en) * 2013-11-27 2015-11-10 Semiconductor Components Industries, Llc Video and 3D time-of-flight image sensors
US20150287766A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 Tae-Chan Kim Unit pixel of an image sensor and image sensor including the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040125222A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-01 Bradski Gary R. Stacked semiconductor radiation sensors having color component and infrared sensing capability
CN101577287A (zh) * 2008-05-09 2009-11-11 三星电子株式会社 多层图像传感器
US20140015932A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Samsung Electronics Co., Ltd. 3dimension image sensor and system including the same
US20150054962A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 Aptina Imaging Corporation Imaging systems with stacked image sensors

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11080248B2 (en) 2012-04-16 2021-08-03 Illumina, Inc. Biosensors for biological or chemical analysis and systems and methods for same
US11874214B1 (en) 2012-04-16 2024-01-16 Illumina, Inc. Biosensors for biological or chemical analysis and systems and methods for same
US11604775B2 (en) 2012-04-16 2023-03-14 Illumina, Inc. Biosensors for biological or chemical analysis and systems and methods for same
US11948961B2 (en) 2017-04-04 2024-04-02 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device and electronic device including coupling structures for electrically interconnecting stacked semiconductor substrates
US11411037B2 (en) 2017-04-04 2022-08-09 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus including coupling structures for electrically interconnecting stacked semiconductor substrates
US11411036B2 (en) 2017-04-04 2022-08-09 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
CN109756652A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 浙江舜宇智能光学技术有限公司 Tof摄像模组及其制造方法
CN109756652B (zh) * 2017-11-01 2021-02-05 浙江舜宇智能光学技术有限公司 Tof摄像模组及其制造方法
US10861829B2 (en) 2017-12-26 2020-12-08 Illumina, Inc. Sensor system
CN111095558B (zh) * 2017-12-26 2021-06-18 伊鲁米纳公司 传感器系统
US11784161B2 (en) 2017-12-26 2023-10-10 Illumina, Inc. Sensor system
CN111095558A (zh) * 2017-12-26 2020-05-01 伊鲁米纳公司 传感器系统
CN109411492A (zh) * 2018-09-26 2019-03-01 上海集成电路研发中心有限公司 一种堆叠式图像传感器像素结构与制备方法
US11006039B1 (en) 2020-02-13 2021-05-11 Mujin, Inc. Method and system for determining occlusion within a camera field of view
CN111582196A (zh) * 2020-02-13 2020-08-25 牧今科技 用于确定相机视场内的遮挡的方法和系统
US11924559B2 (en) 2020-02-13 2024-03-05 Mujin, Inc. Method and system for determining occlusion within a camera field of view

Also Published As

Publication number Publication date
CN106471621B (zh) 2019-03-15
GB2548186B (en) 2020-04-15
US20170373113A1 (en) 2017-12-28
DE112015005719T5 (de) 2017-09-14
EP3238274B1 (en) 2022-12-21
US10141366B2 (en) 2018-11-27
US10056422B2 (en) 2018-08-21
US9876050B2 (en) 2018-01-23
WO2016105658A1 (en) 2016-06-30
GB201621171D0 (en) 2017-01-25
EP3238274A4 (en) 2018-07-11
EP3238274A1 (en) 2017-11-01
US20170373114A1 (en) 2017-12-28
US20170077168A1 (en) 2017-03-16
EP3399553A1 (en) 2018-11-07
GB2548186A (en) 2017-09-13
US9508681B2 (en) 2016-11-29
US20160181226A1 (en) 2016-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106471621B (zh) 堆叠半导体芯片rgbz传感器
CN106664354B (zh) 单片集成的三原色像素阵列和z像素阵列
CN106663688B (zh) Rgbz图像传感器的rgbz像素信元单元的物理布局和结构
CN106471622B (zh) 具有第一和第二z传输栅极的rgbz像素单元信元
CN106471798B (zh) 用于rgbz图像传感器的rgbz像素单元信元
JP2018537845A (ja) 指紋感知用イメージセンサ構造
CN110473887A (zh) 光学传感器、光学传感系统及其制造方法
TW202114194A (zh) 感測裝置、電子設備及用於形成感測裝置的方法
WO2021204093A1 (zh) 一种显示屏和电子设备
KR102336174B1 (ko) 전방위 이미지 센서 및 그 제조 방법
CN110199292B (zh) 光学通路调制器及制造方法、图像识别传感器和电子设备
CN110543821A (zh) 纹路识别装置及其操作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: American California

Applicant after: Google limited liability company

Address before: American California

Applicant before: Google Inc.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant