CN108257985B - 光传感器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了光传感器。第一基板包括多个单元像素区域。深沟槽隔离结构设置在第一基板中并使所述多个单元像素区域彼此隔离。多个光电转换器的每个设置在所述多个单元像素区域中的对应一个中。多个微透镜设置在第一基板上。多个分光器设置在第一基板上。所述多个分光器的每个设置在所述多个微透镜中的对应一个与所述多个光电转换器中的对应一个之间。多个光电转换增强层的每个设置在所述多个分光器中的对应一个与所述多个光电转换器中的对应一个之间。

Description

光传感器
技术领域
本发明构思涉及一种光传感器。
背景技术
红外光是其波长比可见光的波长长并且在约0.75μm至约1000μm的范围内的电磁波。红外光可以分为近红外(0.75μm至1.5μm)、中红外(1.5μm至5.6μm)和远红外(5.6μm至1000μm)的三个区域。近红外光的波长比可见光的波长长，因此使用近红外光的光传感器的光电转换器的量子效率会非常低。
发明内容
根据本发明构思的一示范性实施方式，一种光传感器被如下提供。第一基板包括多个单元像素区域。深沟槽隔离结构设置在第一基板中并使所述多个单元像素区域彼此隔离。多个光电转换器的每个设置在所述多个单元像素区域中的对应一个中。多个微透镜设置在第一基板上。多个分光器设置在第一基板上，其中所述多个分光器的每个设置在所述多个微透镜中的对应一个与所述多个光电转换器中的对应一个之间。多个光电转换增强层的每个设置在所述多个分光器中的对应一个与所述多个光电转换器中的对应一个之间。
根据本发明构思的一示范性实施方式，一种光传感器被如下提供。具有第一表面和与第一表面相反的第二表面的基板包括多个单元像素区域。光电转换器设置在基板的所述多个单元像素区域的每个中。微透镜设置在基板的第二表面上并交叠所述多个单元像素区域中的对应一个。分光器设置在微透镜与光电转换器之间。光电转换增强层设置在分光器与光电转换器之间。分光器设置在微透镜的焦点处。
根据本发明构思的一示范性实施方式，一种光传感器被如下提供。基板具有包括第一单元像素区域和第二单元像素区域的多个单元像素区域的阵列。所述多个单元像素区域的每个包括光电转换器。包括第一分光器和第二分光器的多个分光器设置在基板上。第一分光器设置在距第一单元像素区域的中心的第一距离处，第二分光器设置在距第二单元像素区域的中心的第二距离处。第二距离大于第一距离。多个微透镜包括分别交叠第一分光器和第二分光器的第一微透镜和第二微透镜。第一微透镜的中心和第二微透镜的中心分别在第一单元像素区域的中心和第二单元像素区域的中心的正上方。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明构思的示范性实施方式，本发明构思的这些和其它的特征将变得更加明显，附图中：
图1是根据本发明构思的一示范性实施方式的图像处理装置的示意图；
图2是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图3是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的图2的光传感器中的光路的剖视图；
图4A和图4B是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图5是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的俯视图；
图6至图9是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的分光器的平面形状的俯视图；
图10至图15是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的制造图2的光传感器的方法的剖视图；
图16是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图17是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图18是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图19是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图20是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图21和图22是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的制造图20的光传感器的方法的剖视图；
图23是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图24是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图25是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图26是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图27是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图28是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图29是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图30是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图31是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图32是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图33是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图34是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图；
图35和图36是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的电路图；以及
图37是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的示意性方框图。
具体实施方式
下面将参照附图详细地描述本发明构思的示范性实施方式。然而，本发明构思可以以不同的形式实施，而不应被解释为限于这里阐述的实施方式。在附图中，为了清晰，可以夸大层和区域的厚度。还将理解，当一元件被称为“在”另一元件或基板“上”时，它可以直接在所述另一元件或基板上，或者也可以存在居间元件。还将理解，当一元件被称为“联接到”或“连接到”另一元件时，它可以直接联接到或连接到所述另一元件，或者也可以存在居间元件。相同的附图标记可以在整个说明书和附图中指代相同的元件。
诸如构成元件的厚度和宽度的值可以使用“基本上相同”或“约”表示，因为在根据本发明构思制造的图像传感器件中测量的值可能由于用于形成图像传感器件的工艺变化或由于测量误差而不同于以下主张的精确值。
图1是根据本发明构思的一示范性实施方式的图像处理装置的示意图。
在图1中，图像处理装置1000可以包括：透镜1001，透射从物体产生的光；光传感器1003，感测从透镜1001透射的光；以及显示部1005，显示从光传感器1003产生的图像数据。在一示范性实施方式中，光传感器1003可以感测除了可见光以外的红外光。在这种情形下，图像处理装置1000还可以包括设置在透镜1001的表面上或在透镜1001与光传感器1003之间的红外滤光器以仅透射从物体产生的红外光。在另一示范性实施方式中，光传感器1003可以感测可见光。在这种情形下，图像处理装置1000可以不包括红外滤光器。光传感器1003可以包括存储并处理从经由透镜1001接收的红外光转变的电信号的电路部分。在一示范性实施方式中，电路部分可以被提供为与光传感器1003分开的额外装置并可以连接在光传感器1003和显示部1005之间。
图2是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图2中，光传感器100可以包括包含多个单元像素区域UP的基板1。基板1可以包括单晶硅基板、绝缘体上硅(SOI)基板或硅外延层。基板1可以包括彼此相反的第一表面1a(或底表面)和第二表面1b(或顶表面)。红外光可以入射在第二表面1b上。
电路可以设置在第一表面1a上。浅沟槽隔离层STI可以设置在第一表面1a处以限定有源区。例如，浅沟槽隔离层STI可以从第一表面1a延伸到基板1中。
掺杂有杂质的器件隔离区可以设置在浅沟槽隔离层STI内部。
单元像素区域UP可以通过深沟槽隔离结构DTI彼此隔离。深沟槽隔离结构DTI可以在基板1的第一表面1a与基板1的第二表面1b之间穿透基板1。当在俯视图中看时，深沟槽隔离结构DTI可以具有网格形状。例如，深沟槽隔离结构DTI可以围绕所述多个单元像素区域UP的每个。光传感器100可以包括使所述多个单元像素区域UP彼此隔离以防止相邻的单元像素区域UP之间的串扰的深沟槽隔离结构DTI。例如，在没有根据示范性实施方式的深沟槽隔离结构DTI的情况下，进入所述多个单元像素区域UP中的一个中的红外光可以进入另一单元像素区域或者可以被反射以进入与所述多个单元像素区域UP中的接收该红外光的所述一个相邻的另一单元像素区域。
深沟槽隔离结构DTI可以包括绝缘材料层诸如硅氧化物层、硅氮化物层、硅氮氧化物层或其组合。此外，深沟槽隔离结构DTI可以包括设置在其中的多晶硅图案。电压可以被施加到多晶硅图案以减小暗电流并防止在图1的显示部1005上显示白点。
第一杂质注入区8和第二杂质注入区4可以设置在基板1中。第一杂质注入区8可以用第一导电类型的杂质掺杂，第二杂质注入区4可以用与第一导电类型不同的第二导电类型的杂质掺杂。例如，第一杂质注入区8可以用P型杂质掺杂，第二杂质注入区4可以用N型杂质掺杂。第一杂质注入区8和第二杂质注入区4可以构成光电转换器(例如光电二极管)。在一示范性实施方式中，第二杂质注入区4可以被第一杂质注入区8围绕。
传输栅极TG、浮置扩散区FD和接地区12可以设置在第一表面1a处。传输栅极TG可以具有包括延伸到基板1中的部分的垂直型栅形状。在一示范性实施方式中，传输栅极TG可以具有设置在基板1的第一表面1a上的水平型栅形状。栅绝缘层10可以设置在传输栅极TG和基板1之间。浮置扩散区FD可以用与第二杂质注入区4相同的导电类型的杂质掺杂。例如，浮置扩散区FD可以用N型杂质掺杂。接地区12可以用与第一杂质注入区8相同的导电类型的杂质掺杂，并且接地区12的杂质的掺杂浓度可以比第一杂质注入区8的杂质的掺杂浓度高。
当电压被施加到传输栅极TG时，包括传输栅极TG的晶体管可以导通以将在第一杂质注入区8和第二杂质注入区4中产生的电荷传送到浮置扩散区FD中。在浮置扩散区FD中累积的电荷可以通过其它晶体管(例如源极跟随器晶体管、重置晶体管和选择晶体管)或互连线、或其组合传送到单元像素区域UP的外面。
层间绝缘层20和互连线22可以设置在第一表面1a上。层间绝缘层20可以用钝化层28覆盖。第一反射器25可以设置在层间绝缘层20中。当在俯视图中看或从光传感器100上方看时，第一反射器25可以具有占据所述多个单元像素区域UP的每个的相当大的部分的平板形状。在一示范性实施方式中，经过第二表面1b进入到所述多个单元像素区域UP之一中的红外光可以行进到层间绝缘层20，第一反射器25可以反射该红外光以使其再次进入该红外光所进入的同一单元像素区域UP。因此，第一反射器25可以具有足够的面积使得第一反射器25可以防止到达层间绝缘层20的红外光穿过层间绝缘层20。
第一反射器25可以由互连线22的一部分形成。在这种情形下，第一反射器25可以是由互连线22形成的信号路径的部分。在一示范性实施方式中，第一反射器25可以形成在与互连线22分开的额外金属层中。在这种情形下，第一反射器25不需要是由互连线22形成的信号路径的部分。
凹入区域32可以通过使第二表面1b朝向第一表面1a部分地凹入而形成在基板1中。凹入区域32的侧壁可以与第二表面1b形成钝角。凹入区域32的入口可以比凹入区域32的底表面宽。
固定电荷层40可以设置在第二表面1b上。固定电荷层40可以与基板1接触并可以共形地覆盖凹入区域32的内表面。固定电荷层40可以包括包含在化学计量比方面不足的氧的金属氧化物层或包含在化学计量比方面不足的氟的金属氟化物层。因此，固定电荷层40可以具有负的固定电荷。固定电荷层40可以包括包含铪(Hf)、锆(Zr)、铝(Al)、钽(Ta)、钛(Ti)、钇(Y)和镧系元素(Ln)中的至少一种的金属氧化物层或金属氟化物层。例如，固定电荷层40可以是铪氧化物层或铝氟化物层。在与第二表面1b相邻的固定电荷层40中，空穴可以累积。因此，暗电流和任何白点可以被有效地减少。例如，当红外光穿过第一杂质注入区8和第二杂质注入区4(一起被称为光电转换器或光电二极管)时，多个电子空穴对可以在第一杂质注入区8和第二杂质注入区4中产生。在这种情形下，所述多个电子空穴对的空穴可以累积在固定电荷层40中；并且所述多个电子空穴对的电子可以累积在浮置扩散区FD中。
分光器35可以设置在其内表面用固定电荷层40共形地覆盖的凹入区域32中。分光器35可以与固定电荷层40接触。在一示范性实施方式中，分光器35可以由具有与基板1不同的折射率的材料形成。例如，分光器35可以由其折射率比基板1的硅的折射率低的材料形成。例如，分光器35可以包括硅氧化物层、硅氮化物层、硅氮氧化物层和金属氧化物层中的至少一种。分光器35的顶表面可以在自基板1的第一表面1a的基本上相同的高度处与设置在第二表面1b上的固定电荷层40的顶表面基本上共平面。凹入区域32的侧壁可以与深沟槽隔离结构DTI间隔开。在一示范性实施方式中，分光器35可以被提供为多个。例如，所述多个单元像素区域UP的每个可以各自具有一个分光器35。
抗反射层42可以覆盖固定电荷层40和分光器35。例如，抗反射层42可以包括硅氮化物层。
平坦化层44可以设置在抗反射层42上。平坦化层44可以包括不含颜料的硅氧化物层或光致抗蚀剂层。在一示范性实施方式中，平坦化层44可以包括颜料。当颜料被包括时，滤色器不需要存在于光传感器100中。当包括颜料时，平坦化层44可以用作滤色器来代替单独的滤色器元件。
多个微透镜46可以设置在平坦化层44上。所述多个微透镜46的每个可以设置在所述多个单元像素区域UP中的一个上。
当红外滤光器设置在图1的透镜1001和光传感器1003之间并通过光传感器100感测红外光时，光传感器100不需要用于过滤特定颜色的光的滤色器。在这种情形下，平坦化层44不需要颜料或滤色器。即使当滤色器设置在平坦化层44上时或者当平坦化层44包括颜料时，红外光可以穿过滤色器或具有颜料的平坦化层44，因为红外光可以由于其较长的波长而不受颜色过滤的影响。
图3是示出图2的光传感器中的光路的剖视图。
在图3中，光L可以经过微透镜46行进到分光器35。由于微透镜46的表面是凸起的，所以光L可以聚焦在一个点(焦点FP)处。分光器35可以设置在光L聚焦于该处的点处。例如，分光器35可以设置在微透镜46的焦点FP处。光L中包括的红外光或红光可以由于其长的波长而在基板1中具有低吸收系数。换言之，光L的红外光或红光可以穿过基板1，具有较低的概率产生电子空穴对。因而，与光L中的其它的较短波长的可见光相比，红外光或红光的量子效率会较低。量子效率包括光转变为电荷的比率。
在一示范性实施方式中，光传感器100可以包括分光器35，因此光L可以在分光器35与基板1之间的界面处被散射并分裂为多个光线。光L的所述多个光线可以分别行进经过多个路径，使得光L的所述多个光线的每个可以通过被深沟槽3反射而具有增加的光路(例如由虚线表示)。例如，所述多个路径可以包括反射，诸如离开围绕所述多个单元像素区域UP的每个的深沟槽隔离结构DTI。所述多个光线的增加的路径可以包括通过浅沟槽隔离层STI或第一反射器25的反射。因此，光L的通过分光器35的散射可以引起多次反射以增加单元像素区域UP内的光路。结果，例如红外光或红光的吸收系数可以在光传感器100中提高，并且红外光或红光的量子效率可以在光传感器100中提高。
第一反射器25可以将入射到层间绝缘层20中的光L反射到基板1中以提高光L的吸收系数。
图4A和图4B是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。图5是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的俯视图。
在一示范性实施方式中，取决于所述多个单元像素区域UP的每个在光传感器100中的位置，所述多个单元像素区域UP的每个可以具有不同的截面结构，如图3和图4A以及图5所示。例如，图4A示出位于图5的边缘区域ED中的单元像素区域UP的剖视图；图3示出位于图5的中心区域CT中的单元像素区域UP的剖视图。
如果光竖直地入射在光传感器100的中心区域CT中的基板1的顶表面上，则穿过微透镜46的光可以被聚焦在光传感器100的中心区域CT中的单元像素区域UP的中心部分处。因此，分光器35可以设置在单元像素区域UP的中心部分处，如图3所示。
如果光倾斜地(例如以小角度)入射在光传感器100的边缘区域ED中，则穿过微透镜46的光可以被聚焦在光传感器100的边缘区域ED中的单元像素区域UP的边缘部分处，如图4A所示。因此，分光器35可以邻近光传感器100的边缘区域ED中的单元像素区域UP中的深沟槽隔离结构DTI设置。在一示范性实施方式中，如图4B所示，分光器35的位置可以被固定在边缘区域ED中的单元像素区域UP的中心部分处，并且微透镜46的位置可以横向地偏移以使穿过微透镜46的光聚集到分光器35。例如，在每个单元像素区域UP中，分光器35可以设置在穿过微透镜46的光被聚焦的点处，如图5所示。
在图5中，光传感器100可以包括包含第一单元像素区域UP-1和第二单元像素区域UP-2的多个单元像素区域UP的阵列AUPR。所述多个单元像素区域UP的每个可以包括包含图2的第一杂质注入区8和第二杂质注入区4的光电转换器。多个分光器35可以设置在图2的基板1上。所述多个分光器35可以包括第一分光器35-1和第二分光器35-2。第一分光器35-1可以设置在距第一单元像素区域UP-1的中心的第一距离处，第二分光器35-2可以设置在距第二单元像素区域UP-2的中心的第二距离处。第二距离大于第一距离。所述多个微透镜46的每个可以具有在所述多个单元像素区域UP的每个的中心正上方的中心。(例如见图2和图34)。
在本发明构思的一示范性实施方式中，第一单元像素区域UP-1和第一分光器35-1可以如图2所示地布置。在这种情形下，第一距离可以基本上为零，使得第一分光器35-1设置在第一微透镜的中心正下方并在第一微透镜的焦点FP处，如图2所示。第二单元像素区域UP-2和第二分光器35-2可以如图4A所示地布置。在这种情形下，第二距离可以大于零。
图6至图9是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的分光器的平面形状的俯视图。
在图6至图9中，分光器35可以具有各种平面形状中的至少一种。例如，分光器35可以具有像图6一样的正方形平面形状或可以具有像图7一样的十字形平面形状。在一示范性实施方式中，分光器35可以具有像图8一样的菱形平面形状，或可以具有像图9一样的圆形平面形状。然而，本发明构思不限于此。分光器35的平面形状可以具有各种形状。
在下文将描述制造图2的光传感器的方法。
图10至图15是示出制造图2的光传感器100的方法的剖视图。
在图10中，深沟槽隔离结构DTI可以形成在具有彼此相反的第一表面1a和第二表面1b的基板1中，从而使所述多个单元像素区域UP彼此隔离。现在，深沟槽隔离结构DTI的底表面可以与第二表面1b间隔开。基板1可以被部分地蚀刻以形成深沟槽3，绝缘材料可以形成为填充深沟槽3。可以对绝缘材料执行平坦化工艺以形成深沟槽隔离结构DTI。深沟槽隔离结构DTI可以包括硅氧化物层、硅氮化物层和硅氮氧化物层中的至少一种。当在俯视图中看时，深沟槽隔离结构DTI可以形成为网格形状，使得深沟槽隔离结构DTI围绕所述多个单元像素区域UP的每个。
接着，可以执行离子注入工艺以在通过深沟槽隔离结构DTI彼此隔离的单元像素区域UP的每个的基板1中形成第一杂质注入区8和第二杂质注入区4。
浅沟槽隔离层STI可以邻近第一表面1a形成在基板1中以限定有源区。基板1的被深沟槽隔离结构DTI围绕的部分可以被部分地去除以形成浅沟槽，浅沟槽隔离层STI可以通过用填充绝缘层填充浅沟槽而形成。
在图11中，基板1的通过浅沟槽隔离层STI暴露的部分可以被蚀刻以形成凹入区域，并且热氧化工艺或沉积工艺可以被执行以形成共形地覆盖凹入区域的内表面和基板1的表面(例如顶表面)的栅绝缘层10。导电层可以被形成以填充凹入区域，并且可以对该导电层执行图案化工艺以形成传输栅极TG。尽管没有在附图中示出，但是具有其它功能的其它栅极也可以在形成传输栅极TG时形成。
可以执行离子注入工艺以在每个单元像素区域UP的基板1中形成浮置扩散区FD和接地区12。在一示范性实施方式中，离子注入工艺可以在形成传输栅极TG和浅沟槽隔离层STI之后执行。
互连线22、接触插塞、第一反射器25和层间绝缘层20可以形成在第一表面1a上。层间绝缘层20可以覆盖或围绕互连线22、接触插塞和第一反射器25。
钝化层28可以形成在层间绝缘层20上。钝化层28可以由硅氮化物层或聚酰亚胺、或两者形成。
在图12中，基板1可以被翻转使得第二表面1b可以面朝上。可以对第二表面1b执行背面研磨工艺以去除基板1的一部分直到深沟槽隔离结构DTI被暴露。在一示范性实施方式中，一旦深沟槽隔离结构DTI被暴露，背面研磨工艺可以被进一步执行预定时间以确保深沟槽隔离结构DTI被完全暴露。
在图13中，掩模图案30可以形成在第二表面1b上。例如，掩模图案30可以包括硅氮化物。第二表面1b可以使用掩模图案30作为蚀刻掩模来蚀刻以在每个单元像素区域UP的基板1中形成凹入区域32。
在图14中，掩模图案30可以被去除以暴露第二表面1b。固定电荷层40可以共形地形成在第二表面1b上以覆盖凹入区域32的侧壁和底表面。低折射率层34可以形成在固定电荷层40上以填充凹入区域32。低折射率层34可以由具有比硅低的折射率的材料形成。例如，低折射率层34可以由硅氧化物层、硅氮化物层、硅氮氧化物层和金属氧化物层中的至少一种形成。
在图15中，可以对低折射率层34执行平坦化工艺以暴露设置在第二表面1b上的固定电荷层40并在凹入区域32中形成分光器35。例如，分光器35可以对应于在对低折射率层34执行平坦化工艺之后保留在凹入区域32中的低折射率层34。
再次参照图2，抗反射层42和平坦化层44可以顺序地形成在第二表面1b上。在一示范性实施方式中，抗反射层42和平坦化层44可以形成在每个单元像素区域UP的第二表面1b的整个表面上。微透镜46可以形成在平坦化层44上。
在本实施方式中，深沟槽隔离结构DTI可以在基板1的第一表面1a上的构成元件的形成之前被首先形成。然而，本发明构思不限于此。例如，可以首先在第一表面1a上形成第一表面1a上的包括浅沟槽隔离层STI、晶体管和互连线的构成元件，然后可以对第二表面1b执行背面研磨工艺。此后，基板1的一部分可以从第二表面1b蚀刻以形成深沟槽3，深沟槽隔离结构DTI可以通过用绝缘层填充深沟槽3形成。在这个示例中，在用绝缘层填充深沟槽3之前，凹入区域32可以邻近第二表面1b形成在基板1中并且固定电荷层40可以共形地形成。在这种情形下，固定电荷层40可以共形地覆盖深沟槽3的侧壁和底表面以及凹入区域32的侧壁和底表面。
图16是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图16中，光传感器101可以包括分光器36。分光器36可以是基板1的从基板1的第二表面1b突出的部分。分光器36的下部分可以比分光器36的上部分宽。分光器36的侧壁可以是倾斜的。第二表面1b可以低于深沟槽隔离结构DTI的顶表面，并且深沟槽隔离结构DTI的侧壁的一部分可以从第二表面1b暴露。
固定电荷层40可以共形地覆盖深沟槽隔离结构DTI的侧壁的部分和顶表面、第二表面1b以及分光器36的侧壁和顶表面。
折射率差异部分37可以设置在固定电荷层40与抗反射层42之间。在一示范性实施方式中，折射率差异部分37可以由具有与基板1不同的折射率的材料形成。例如，折射率差异部分37可以由具有比硅低的折射率的材料形成。例如，折射率差异部分37可以由硅氧化物层、硅氮化物层、硅氮氧化物层和金属氧化物层中的至少一种形成。
本实施方式的光传感器101的其它部件可以与图2的光传感器100的对应部件相同或类似。如参照图2所述，穿过微透镜46的光可以在光传感器101中的分光器36的侧壁处散射。深沟槽隔离结构DTI、第一反射器25和浅沟槽隔离层STI中的至少一个可以用作穿过微透镜46的光的反射器。因此，可以引起多次反射以增加光传感器101内的光路。结果，光传感器101的光吸收系数可以增大。
图16的光传感器101可以通过与制造图2的光传感器100的方法类似的方法制造。掩模图案30的形状可以在图13中改变。例如，图13的掩模图案30可以形成为覆盖将形成图16的分光器36的位置，但是暴露基板1的剩余区域。基板1可以使用掩模图案30作为蚀刻掩模蚀刻以形成与基板1的突出部分对应的分光器36并暴露深沟槽隔离结构DTI的侧壁的一部分。随后，固定电荷层40可以被共形地形成。接着，低折射率层可以形成为填充分光器36和深沟槽隔离结构DTI之间的空间，并可以对低折射率层执行平坦化工艺以形成折射率差异部分37。其它制造工艺可以与参照图10至图15描述的相同或类似。
图17是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图17中，光传感器102可以包括从基板1的第二表面1b朝向第一表面1a延伸的深沟槽隔离结构DTI，但是深沟槽隔离结构DTI不需要与第一表面1a接触。
在图17中，固定电荷层40可以形成为覆盖深沟槽隔离结构DTI的顶表面。尽管没有在附图中示出，但是多晶硅图案可以设置在深沟槽隔离结构DTI内，并且电压可以被施加到多晶硅图案。在一示范性实施方式中，固定电荷层40也可以延伸到其中设置深沟槽隔离结构DTI的深沟槽3的内表面上。光传感器102的其它部件可以与参照图2描述的光传感器100的对应部件相同或类似。
制造光传感器102的方法可以与制造图2的光传感器100的方法类似。然而，深沟槽隔离结构DTI可以在对第二表面1b执行背面研磨工艺之后形成。在此时，深沟槽3可以从第二表面1b朝向第一表面1a延伸并可以与第一表面1a间隔开。其它制造工艺可以与参照图10至图15描述的相同或类似。
图18是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图18中，光传感器103可以包括深沟槽隔离结构DTI，深沟槽隔离结构DTI包括沿着深沟槽3的内表面共形地形成的第二绝缘部分5以及与第二绝缘部分5接触并填充深沟槽3的第二反射器7。第二反射器7可以将入射在深沟槽隔离结构DTI的侧壁上的光反射到基板1中以增大光的吸收系数。此外，电压可以被施加到第二反射器7以减少光传感器103内的暗电流或白点。光传感器103的其它部件可以与图2的光传感器100的对应部件相同或类似。在制造光传感器103的方法中，绝缘层可以在图10的步骤中在形成深沟槽3之后共形地形成并且金属层可以形成为填充深沟槽3。随后，可以执行平坦化工艺以形成构成深沟槽隔离结构DTI的第二绝缘部分5和第二反射器7。其它制造工艺可以与参照图10至图15描述的相同或类似。
图19是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图19中，光传感器104可以包括深沟槽隔离结构DTI，该深沟槽隔离结构DTI包括从第一表面1a朝向第二表面1b部分地延伸的第一绝缘部分6、从第二表面1b朝向第一表面1a部分地延伸的第二绝缘部分5、以及设置在第二绝缘部分5中的第二反射器7。光传感器104的其它部件可以与参照图18描述的光传感器103的对应部件相同或类似。在制造光传感器104的方法中，基板1可以被从第一表面1a朝向第二表面1b部分地蚀刻以形成深沟槽3的一部分，第一绝缘部分6可以通过用绝缘层填充深沟槽3的所述部分形成。随后，可以对第二表面1b执行背面研磨工艺，然后基板1可以被从第二表面1b朝向第一表面1a部分地蚀刻以形成深沟槽3的另一部分。绝缘层和金属层可以顺序地形成在第二表面1b上和在深沟槽3的另一部分中，并且可以对金属层和绝缘层执行平坦化工艺以形成第二反射器7和第二绝缘部分5。在这种情形下，第二反射器7可以由金属形成。其它制造工艺可以与参照图10至图15描述的相同或类似。
图20是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图20中，光传感器105可以包括设置在抗反射层42上的分光器50。在这种情形下，分光器50可以与平坦化层44接触。例如，分光器50可以设置在抗反射层42和平坦化层44之间。分光器50可以包括具有与基板1不同的折射率的材料。例如，分光器50可以包括其折射率高于硅的折射率的材料。本发明构思不限于此。例如，分光器50可以包括具有比硅氧化物层高的介电常数的金属氧化物层。该金属氧化物层可以被称为高k电介质氧化物。例如，金属氧化物层可以包括钛氧化物层、铪氧化物层、镧氧化物层、锆氧化物层和铝氧化物层中的至少一种。经过微透镜46入射的光可以在平坦化层44和分光器50之间的界面处散射。因此，具有长波长的光(例如红外光或红光)的吸收系数可以提高。光传感器105的其它部件可以与图2的光传感器100的对应部件相同或类似。
图21和图22是示出制造图20的光传感器的方法的剖视图。
在图21中，固定电荷层40和抗反射层42可以顺序地形成在基板1的第二表面1b上。高折射率层49可以形成在抗反射层42上。高折射率层49可以由具有比硅高的折射率的材料形成。例如，高折射率层49可以由钛氧化物层、铪氧化物层、镧氧化物层、锆氧化物层和铝氧化物层中的至少一种形成。掩模图案51可以形成在高折射率层49上。例如，掩模图案51可以由硅氮化物形成。
在图22中，高折射率层49可以使用掩模图案51作为蚀刻掩模被图案化以形成分光器50并暴露抗反射层42的表面。
随后，再次参照图20，掩模图案51可以被去除，然后平坦化层44可以形成在抗反射层42和分光器50上。微透镜46可以形成在平坦化层44上。
图23是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图23中，光传感器106可以包括分光器45，分光器45可以是平坦化层44的一部分。平坦化层44的该部分可以朝向基板1的第二表面1b突出。折射率差异部分53可以设置在平坦化层44的底表面与抗反射层42之间。孔52可以穿透折射率差异部分53，分光器45可以设置在孔52中。折射率差异部分53可以包括具有与基板1不同的折射率的材料。例如，折射率差异部分53可以包括其折射率高于硅的折射率的材料。折射率差异部分53可以包括具有比硅氧化物层高的介电常数的金属氧化物层。例如，折射率差异部分53可以包括钛氧化物层、铪氧化物层、镧氧化物层、锆氧化物层和铝氧化物层中的至少一种。光传感器106的其它部件可以与参照图20描述的光传感器105的对应部件相同或类似。
制造光传感器106的方法可以使用不同于图21的掩模图案51的形状的掩模图案与制造图20的光传感器105的方法类似。例如，掩模图案的形状可以类似于图13的掩模图案30的形状，使得掩模图案51可以暴露初始折射率差异部分层的一部分，覆盖初始折射率差异部分层的剩余部分。初始折射率差异部分的所述部分将变成分光器45。随后，初始折射率差异部分层可以使用掩模图案作为蚀刻掩模被图案化以形成具有穿透初始折射率差异部分层的孔52的折射率差异部分53。平坦化层44可以形成在折射率差异部分53上以填充孔52，因此分光器45可以形成在孔52中。其它制造工艺可以与参照图21和图22描述的相同或类似。
图24是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图24中，光传感器107可以包括分别设置在抗反射层42的相反两侧的第一分光器35和第二分光器50。第一分光器35可以对应于图2的分光器35。第二分光器50可以对应于图20的分光器50。第一分光器35可以包括具有比硅低的折射率的材料。第二分光器50可以包括具有比硅高的折射率的材料。本发明构思不限于此。例如，第一分光器35和第二分光器50可以由相同的材料形成。第一分光器35和第二分光器50可以竖直地彼此交叠。光传感器107的部件可以与参照图2和图20描述的光传感器100和105的对应部件相同或类似。第一分光器35可以通过与参照图13至图15描述的相同的方法形成。第二分光器50可以通过与参照图21和图22描述的相同的方法形成。
图25是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图25中，光传感器108可以包括靠近第二表面1b设置在基板1中的第三杂质注入区60。第三杂质注入区60可以用例如锗(Ge)掺杂。在这种情形下，由于锗的能带间隙小于硅的能带间隙，所以第三杂质注入区60可以提高包括第一杂质注入区8和第二杂质注入区4的光电转换器的光电转换效率。少量的入射光可以由于第三杂质注入区60的添加而产生电子空穴对。在一示范性实施方式中，第三杂质注入区60可以用硫族元素(即16族元素)诸如硫(S)、硒(Se)和碲(Te)或者金属元素诸如铅(Pb)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和镍(Ni)掺杂。在这种情形下，缺陷能级可以形成在硅的能带间隙中，因此光电转换效率可以提高。
在制造光传感器108的方法中，离子注入工艺可以在图12的步骤中执行以形成第三杂质注入区60。其它制造工艺可以与参照图20至图22描述的相同或类似。
图26是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图26中，光传感器109可以包括邻近深沟槽隔离结构DTI设置在基板1中的第三杂质注入区60。第三杂质注入区60可以沿着深沟槽隔离结构DTI的侧壁设置。在一示范性实施方式中，第三杂质注入区60可以设置在深沟槽隔离结构DTI的侧壁与包括第一杂质注入区8和第二杂质注入区4的光电转换器之间。
光传感器109的其它部件可以与参照图25描述的光传感器108的对应部件相同或类似。在制造光传感器109的方法中，在图10的步骤中在基板1被蚀刻以形成深沟槽3之后，可以执行倾斜离子注入工艺以形成第三杂质注入区60。其它制造工艺可以与参照图20至图22描述的相同或类似。
图27是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图27中，光传感器110可以包括第三杂质注入区60，该第三杂质注入区60可以在基板1中形成在邻近第二表面1b和沿着深沟槽隔离结构DTI的侧壁的区域中。第三杂质注入区60可以在形成深沟槽3之后通过倾斜离子注入并通过对第二表面1b的背面研磨工艺之后的离子注入形成。其它制造工艺可以与参照图20至图22和图26描述的相同或类似。
图28是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图28中，光传感器111可以包括设置在抗反射层42上的光屏蔽图案65。光屏蔽图案65可以由金属诸如钨形成并可以具有栅格形状。光屏蔽图案65可以防止相邻的单元像素区域UP之间的串扰。光传感器111的其它部件可以与参照图20描述的光传感器105的对应部件相同或类似。
图29是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的局部剖视图。
在图29中，光传感器112可以包括穿过抗反射层42和固定电荷层40到深沟槽隔离结构DTI中的光屏蔽图案65。在这种情形下，光屏蔽图案65的底表面可以与深沟槽隔离结构DTI接触并且光屏蔽图案65的一部分可以被深沟槽隔离结构DTI围绕。光传感器112的其它部件可以与图28的光传感器111的对应部件相同或类似。
图30是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的局部剖视图。
在图30中，光传感器113可以包括非晶结构70，非晶结构70可以邻近基板1的第二表面1b设置。非晶结构70可以是设置在基板1的第二表面1b上的非晶层。在这种情形下，第二表面1b可以低于深沟槽隔离结构DTI的顶表面。在一示范性实施方式中，非晶结构70可以包括非晶硅。
在一示范性实施方式中，非晶结构70可以通过基板1的一部分的非晶化形成。基板1中的硅的能带间隙可以通过非晶结构70减小。因此，包括第一杂质注入区8和第二杂质注入区4的光电转换器的光电转换效率可以提高。例如，激光可以辐照在基板1的一部分上以使基板1的单晶硅不稳定，然后可以对基板1的不稳定的单晶硅执行退火工艺以使基板1的该部分非晶化。在一示范性实施方式中，退火工艺可以在氢气气氛中进行。
本发明构思不限于此。例如，非晶层可以使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法或感应耦合等离子体化学气相沉积(ICP CVD)方法沉积在第二表面1b上。
其它部件和其它制造工艺可以与参照图20至图22描述的相同或类似。
图31是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图31中，光传感器114可以包括非晶结构70，非晶结构70可以邻近深沟槽隔离结构DTI设置在基板1中。在形成深沟槽3之后，非晶结构70可以通过基板1的邻近深沟槽3的部分的非晶化或通过在深沟槽3的内壁上沉积非晶层而形成。其它部件和其它制造工艺可以与参照图30描述的相同或类似。
图32是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图32中，光传感器115可以包括非晶结构70，非晶结构70具有沿着深沟槽隔离结构DTI的侧壁设置的第一非晶结构71和邻近基板1的第二表面1b设置的第二非晶结构72。其它部件和其它制造工艺可以与参照图30和图31描述的相同或类似。
图33是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。
在图33中，光传感器116可以包括第一单元像素区域UP1和第二单元像素区域UP2。第一过滤器68可以设置在第一单元像素区域UP1的抗反射层42上。第二过滤器73可以设置在第二单元像素区域UP2的抗反射层42上。平坦化层44可以设置在第一过滤器68和第二过滤器73上。在一示范性实施方式中，第一过滤器68和第二过滤器73可以是滤色器。在一示范性实施方式中，第一过滤器68可以是没有颜料的白色过滤器。第二过滤器73可以是添加有彩色颜料的滤色器以过滤特定颜色诸如红色、蓝色和绿色。
在一示范性实施方式中，红外滤光器在图1的图像处理装置1000中存在于透镜1001和光传感器1003之间，因此仅红外光可以经过微透镜46入射。在这种情形下，红外光可以穿过第一过滤器68和第二过滤器73两者。
本发明构思不限于此。例如，红外滤光器不需要在图1的图像处理装置1000中存在于透镜1001和光传感器1003之间。在这种情形下，可见光可以经过微透镜46入射。结果，过滤可以在光传感器116内进行。例如，第一过滤器68可以是红外滤光器，第二过滤器73可以是颜料被添加到其中的滤色器。在第一单元像素区域UP1中仅红外光可以通过第一过滤器68入射到基板1中。在第二单元像素区域UP2中仅具有特定波长的可见光可以通过第二过滤器73入射到基板1中。第二单元像素区域UP2也可以通过分光器50提高可见光的吸收系数。
根据本发明构思的示范性实施方式的各种光传感器已经参照附图描述。以上描述的各种结构和各种制造方法可以以各种形式结合。
图34是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的剖视图。图35和图36是示出根据本发明构思的示范性实施方式的光传感器的部分的电路图。
在图34和图35中，光传感器200可以包括彼此电连接的像素基板210和存储器基板220。例如，像素基板210可以经由连接构件230电连接到存储器基板220。连接构件230可以是例如焊料凸块，像素基板210可以通过倒装芯片接合方法连接到存储器基板220。然而，本发明构思不限于此。例如，像素基板210可以通过引线电连接到存储器基板220。在一示范性实施方式中，贯穿通路可以将像素基板210电连接到存储器基板220。在一示范性实施方式中，像素基板210和存储器基板220可以通过使用铜-铜(Cu-Cu)接合技术的复合接合技术而彼此连接。
在一示范性实施方式中，像素基板210可以与参照图1至图33描述的相同或类似。像素基板210可以包括多个单元像素区域UP。存储器基板220可以包括电连接到所述多个单元像素区域UP的多个单元存储器区域MR。所述多个单元存储器区域MR的每个可以包括电容器CAP。单元像素区域UP和单元存储器区域MR可以结合以形成单元像素240。像素基板210可以被称为第一基板。存储器基板220可以被称为第二基板。
单元像素区域UP和单元存储器区域MR的电路操作将参照图35描述。
在图35中，所述多个单元像素区域UP的每个可以包括具有传输栅极TG的传输晶体管、像素源极跟随器晶体管SFp和像素重置晶体管RGp。传输晶体管的第一源极/漏极可以连接到光电二极管PD，传输晶体管的第二源极/漏极可以连接到浮置扩散区FD。每个单元存储器区域MR可以包括采样晶体管SM、存储器重置晶体管RGm、电容器CAP、存储器源极跟随器晶体管SFm和存储器选择晶体管SELm。
像素重置晶体管RGp可以设置在第一电源Vd1和浮置扩散区FD之间。像素源极跟随器晶体管SFp可以设置在第二电源Vd2和连接构件230之间。存储器重置晶体管RGm可以设置在第三电源Vd3与电容器CAP的电极之间。存储器源极跟随器晶体管SFm可以设置在第四电源Vd4与存储器选择晶体管SELm的源极/漏极之间。
当光经过微透镜46入射在单元像素区域UP的光电二极管PD上时，电子空穴对(EHP)可以与所吸收的光的能量成比例地产生。传输晶体管可以被导通以将从光电二极管PD产生的电荷传送到浮置扩散区FD。因此，像素源极跟随器晶体管SFp可以被导通以经过连接构件230(例如焊料凸块)将所述电荷传输到单元存储器区域MR。采样晶体管SM可以被导通以储存单元像素区域UP中产生的电荷。因此，所述电荷可以储存在电容器CAP中。存储器选择晶体管SELm可以被导通以感测电容器CAP中储存的电荷。在图35中，一个单元像素区域UP电连接到一个单元存储器区域MR。
在图36中，两个单元像素区域UP1和UP2通过一个连接构件230电连接到两个单元存储器区域MR1和MR2。连接到所述一个连接构件230的单元像素区域UP1和UP2的预定数量可以在从1至64的范围内。在这种情形下，两个相邻的连接构件230之间的距离可以增大以提高用于连接精细的单元像素区域的工艺的余量。单元像素区域UP1和UP2的每个还可以包括像素选择晶体管SELp。通过像素选择晶体管SELp和采样晶体管SM的控制，单元像素区域UP1和UP2中的一个可以被选择性地导通，并且单元存储器区域MR1和MR2中的一个可以被导通。因此，单元像素区域UP1和UP2中的一个中产生的电荷可以储存在单元存储器区域MR1和MR2中的所述一个中。
如上所述，图34的光传感器200还可以包括存储器基板220。因此，光传感器200可以以全局快门模式操作。在一示范性实施方式中，光传感器200可以以宽动态范围(WDR)模式操作。光传感器200还可以包括用于以全局快门模式或WDR模式操作的额外电路。
图37是示出根据本发明构思的一示范性实施方式的光传感器的示意性方框图。
在图37中，光传感器300可以包括形成在图34的像素基板210中的传感器310、形成在图34的存储器基板220中的存储部分320以及处理存储部分320中储存的电信号的数据处理器330。例如，该电信号可以对应于图像数据。在一示范性实施方式中，数据处理器330可以形成在图34的存储器基板220中。
在全局快门模式中，在光传感器300的传感器310的所有单元像素区域UP中产生的电信号(图像数据)可以被同时储存在存储部分320中。数据处理器330可以以行为单位顺序地感测存储部分320中储存的数据。因此，可以实现全局快门模式。
在宽动态范围(WDR)模式中，传感器310可以在第一时间接收光以产生电荷并可以在存储部分320中储存所产生的电荷。此外，传感器310可以在第二时间再次接收光以产生电荷并可以在存储部分320中储存所产生的电荷。第一时间可以比第二时间长。数据处理器330可以检查并合成在第一时间产生的数据与在第二时间产生的数据之间的相互关系。因此，可以输出高质量图像数据。
在根据本发明构思的实施方式的光传感器中，分光器可以设置在微透镜的焦点处以散射光从而产生多次反射以增大传感器内的光路，因此吸收系数可以提高。因此，量子效率可以提高。结果，可以提高与可见光相比在光传感器中被较少地吸收的红外光的感测灵敏性。
在本发明构思的一示范性实施方式中，光传感器可以包括用于提高光电转换器的光电转换效率的光电转换增强层。光电转换器可以包括第一杂质注入区8和第二杂质注入区4。例如，图30-图32的非晶结构70或图25-图27的第三杂质注入区60可以用作光电转换增强层。非晶结构可以由非晶硅层形成。
例如，第三杂质注入区60可以用锗(Ge)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、铅(Pb)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和镍(Ni)中的至少一种的杂质掺杂。
尽管已经参照本发明构思的示范性实施方式示出并描述了本发明构思，但是对于本领域普通技术人员来说将是明显的，可以在其中进行形式和细节上的各种改变而没有脱离由权利要求书限定的本发明构思的精神和范围。
本申请要求于2016年12月28日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0181310号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体地结合于此。

Claims (20)

1.一种光传感器，包括：
第一基板，包括多个单元像素区域；
深沟槽隔离结构，设置在所述第一基板中，所述深沟槽隔离结构使所述多个单元像素区域彼此隔离；
多个光电转换器，所述多个光电转换器的每个设置在所述多个单元像素区域中的对应一个中；
多个微透镜，设置在所述第一基板上；
多个分光器，散射光并且设置在所述第一基板上，所述多个分光器的每个设置在所述多个微透镜中的对应一个与所述多个光电转换器中的对应一个之间，其中所述多个分光器的每个设置在所述多个微透镜中的所述对应一个的焦点处，且散射的光引起多次反射以增加所述单元像素区域内的光路；以及
多个光电转换增强层，所述多个光电转换增强层的每个设置在所述多个分光器中的对应一个与所述多个光电转换器中的对应一个之间，
其中所述多个分光器中每个的宽度小于所述多个光电转换器中每个的宽度。
2.根据权利要求1所述的光传感器，还包括：
固定电荷层，在所述多个光电转换器的每个与所述多个微透镜的对应一个之间与所述第一基板接触。
3.根据权利要求1所述的光传感器，还包括：
设置在所述第一基板上的多个垂直型栅极，所述多个垂直型栅极的每个在所述多个单元像素区域中的对应一个中从所述第一基板的表面延伸到所述第一基板中。
4.根据权利要求1所述的光传感器，
其中所述多个分光器的每个设置在所述第一基板的所述多个单元像素区域的对应一个的凹入区域中，并且
其中所述多个分光器的每个的侧壁是倾斜的。
5.根据权利要求1所述的光传感器，还包括：
折射率差异部分，设置在所述多个分光器的每个的侧壁与所述深沟槽隔离结构之间，
其中所述多个分光器的每个是所述第一基板的从所述第一基板的表面朝向所述多个微透镜中的对应一个突出的部分。
6.根据权利要求1所述的光传感器，还包括：
抗反射层，设置在所述第一基板与所述多个微透镜之间；以及
平坦化层，设置在所述抗反射层与所述多个微透镜之间，
其中所述多个分光器设置在所述抗反射层与所述平坦化层之间。
7.根据权利要求6所述的光传感器，
其中所述多个分光器包括具有比硅高的折射率的材料。
8.根据权利要求1所述的光传感器，还包括：
非晶结构，与所述深沟槽隔离结构的侧壁接触。
9.根据权利要求1所述的光传感器，还包括：
层间绝缘层，设置在所述第一基板的底表面上；和
反射器，设置在所述层间绝缘层中。
10.根据权利要求1所述的光传感器，还包括：
第二基板，电连接到所述第一基板并包括多个单元存储器区域，
其中所述多个单元存储器区域的每个储存从所述多个单元像素区域中的对应一个产生的数据。
11.根据权利要求10所述的光传感器，
其中所述多个单元存储器区域的每个包括电容器。
12.根据权利要求10所述的光传感器，还包括：
多个连接构件，将所述第一基板连接到所述第二基板。
13.根据权利要求12所述的光传感器，
其中所述多个单元像素区域当中的预定数量的单元像素区域电连接到所述多个连接构件的每个，并且
其中所述预定数量在从1至64的范围内。
14.根据权利要求10所述的光传感器，
其中所述第二基板还包括：
数据处理器，处理所述多个单元存储器区域中储存的电信号，
其中所述多个单元存储器区域同时地储存所述多个单元像素区域的数据；并且
其中所述数据处理器顺序地感测所述多个单元存储器区域中储存的所述数据。
15.一种光传感器，包括：
基板，具有第一表面和与所述第一表面相反的第二表面并包括多个单元像素区域；
光电转换器，设置在所述基板的所述多个单元像素区域的每个中；
微透镜，设置在所述基板的所述第二表面上并交叠所述多个单元像素区域中的对应一个；
分光器，散射光并且设置在所述微透镜与所述光电转换器之间，其中散射的光引起多次反射以增加所述单元像素区域内的光路；以及
光电转换增强层，设置在所述分光器与所述光电转换器之间，
其中所述分光器设置在所述微透镜的焦点处，以及
其中所述分光器的宽度小于所述光电转换器的宽度。
16.一种光传感器，包括：
基板，具有包括第一单元像素区域和第二单元像素区域的多个单元像素区域的阵列，所述多个单元像素区域的每个包括光电转换器；
包括第一分光器和第二分光器的多个分光器，所述多个分光器散射光并且设置在所述基板上，所述第一分光器设置在距所述第一单元像素区域的中心的第一距离处，所述第二分光器设置在距所述第二单元像素区域的中心的第二距离处，其中所述第二距离大于所述第一距离，以及其中散射的光引起多次反射以增加所述单元像素区域内的光路；以及
多个微透镜，包括分别交叠所述第一分光器和所述第二分光器的第一微透镜和第二微透镜，
其中所述第一微透镜的中心和所述第二微透镜的中心分别在所述第一单元像素区域的所述中心和所述第二单元像素区域的所述中心的正上方，
其中所述第一分光器设置在所述第一微透镜的焦点处，所述第二分光器设置在所述第二微透镜的焦点处，以及
其中所述多个分光器中每个的宽度小于所述光电转换器中每个的宽度。
17.根据权利要求16所述的光传感器，还包括：
深沟槽隔离结构，穿过所述基板并限定所述多个单元像素区域的每个。
18.根据权利要求16所述的光传感器，还包括：
光电转换增强层，设置在具有光电转换器的所述单元像素区域内，
其中所述光电转换增强层设置在所述第一分光器和所述光电转换器之间。
19.根据权利要求18所述的光传感器，
其中所述光电转换增强层包括非晶硅层。
20.根据权利要求18所述的光传感器，
其中所述光电转换增强层包括用锗(Ge)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、铅(Pb)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和镍(Ni)中的至少一种的杂质掺杂的杂质注入区。
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