CN109141632A - 像素单元、图像传感器及其制造方法以及成像装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种图像传感器，包括像素阵列，其特征在于，所述像素阵列包括交替分布的第一像素单元和第二像素单元，第一像素单元包括：第一辐射感测元件，用于感测第一波长范围的辐射；和第二辐射感测元件，用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中，第一辐射感测元件与第二辐射感测元件分隔开。第二像素单元包括：第三辐射感测元件，用于感测第三波长范围的辐射，第三波长范围不同于第一波长范围和第二波长范围；和第四辐射感测元件，用于感测第二波长范围的辐射，其中，第三辐射感测元件与第四辐射感测元件分隔开。

Description

像素单元、图像传感器及其制造方法以及成像装置
技术领域
本公开涉及像素单元、图像传感器及其制造方法以及成像装置。
背景技术
图像传感器可用于对辐射(例如，光辐射，包括但不限于可见光、红外线、紫外线等)进行感测，从而生成对应的电信号(例如，图像)。它被广泛地应用在数码相机、移动通信终端、安保设施和其他成像设备中。
目前图像传感器通常采用Bayer模式的像素阵列。在Bayer模式中，每个像素仅感测一种基色的辐射，该像素的其他两种基色的辐射值是通过利用周围像素的辐射值进行插值计算而得到的。因此，由此得到的图像会损失一些图像细节并且会造成颜色混叠(aliasing)。
因此，需要提出一种新的技术来解决上述现有技术中的一个或多个问题。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种像素单元，其特征在于，包括：第一辐射感测元件，用于感测第一波长范围的辐射；和第二辐射感测元件，用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中，第一辐射感测元件与第二辐射感测元件分隔开。
根据本公开的一个方面，提供了一种图像传感器，包括像素阵列，其特征在于，所述像素阵列包括交替分布的第一像素单元和第二像素单元。第一像素单元包括：第一辐射感测元件，用于感测第一波长范围的辐射；和第二辐射感测元件，用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中，第一辐射感测元件与第二辐射感测元件分隔开。第二像素单元包括：第三辐射感测元件，用于感测第三波长范围的辐射，第三波长范围不同于第一波长范围和第二波长范围；和第四辐射感测元件，用于感测第二波长范围的辐射，其中，第三辐射感测元件与第四辐射感测元件分隔开。
根据本公开的一个方面，提供了一种成像装置，包括所述的图像传感器。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于形成图像传感器的方法，其特征在于，包括：提供第一衬底，在第一衬底中形成有多个第一辐射感测元件和多个第三辐射感测元件；提供第二衬底，在第二衬底中形成有多个第二辐射感测元件和多个第四辐射感测元件；以及将第一衬底接合在第二衬底的上方，其中，每个第一辐射感测元件用于感测第一波长范围的辐射，每个第二辐射感测元件和每个第四辐射感测元件用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，每个第三辐射感测元件用于感测第三波长范围的辐射，第三波长范围不同于第一波长范围和第二波长范围，以及其中，第一衬底中的第一辐射感测元件和第二衬底中的位于所述第一辐射感测元件的下方的相应的第二辐射感测元件构成第一像素单元，以及第一衬底中的第三辐射感测元件和第二衬底中的位于所述第三辐射感测元件的下方的相应的第四辐射感测元件构成第二像素单元，以及第一像素单元和第二像素单元被交替地布置成像素阵列。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1是根据现有技术的Bayer模式的像素阵列示意图。
图2是根据现有技术的Foveon X3传感器堆叠结构的示意图。
图3是根据本公开的一些实施例的像素单元的剖面结构示意图。
图4是根据本公开的一些实施例的图像传感器的局部剖面示意图。
图5是根据本公开的一些实施例的图像传感器的像素阵列的示意图。
图6是根据本公开的另一些实施例的图像传感器的像素阵列的示意图。
图7是根据本公开的一些实施例的用于形成图像传感器的方法的流程图。
注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本公开并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。
具体实施方式
下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
传统上，在图像传感器(例如，CMOS图像传感器(CIS)产品)中采用Bayer模式的像素阵列。图1示出了Bayer模式的像素阵列示例，在该图中，G表示绿色像素，R表示红色像素，B表示蓝色像素。在Bayer模式中，每个像素仅感测一种基色的辐射，该像素的其他两种基色的辐射值是通过利用周围像素感测到的辐射值进行插值计算而得到的。因此，由此得到的图像会损失一些图像细节并且会造成颜色混叠(aliasing)，因而图像画面的真实性会受损。
已经提出了一种称为Foveon X3的传感器堆叠结构，其中，每个像素单元包含三个传感器，每个传感器分别感测不同基色的辐射。图2示出了Foveon X3传感器堆叠结构的示意图，其中在单个衬底(例如，硅衬底)中从上往下依此排列蓝色传感器、绿色传感器以及红色传感器。在FoveonX3结构中，不设置对辐射进行过滤的过滤器。由于不同波长的光在衬底中传播时被完全吸收所要经过的深度不同，并且波长越长的光被完全吸收所要经过的深度越大，因此蓝色传感器被布置在最上层，其下依次是绿色传感器以及红色传感器。
由于Foveon X3传感器结构中每个像素都能感测到三种不同基色的辐射，不需要对每个像素进行颜色值的插值计算。然而，本申请发明人发现，在Foveon X3结构中，由于不同颜色的传感器彼此相邻地堆叠在一个衬底中，因此在相邻传感器之间(例如，在绿色传感器与红色传感器之间)的区域中产生的光电子既有可能流到上层的传感器中，也有可能流到下层的传感器中。因此，不同颜色的像素信号之间串扰较大。
为了改进现有技术中存在的上述技术问题中的一个或多个，本申请的发明人提出了一种新的技术构思：在一个像素中设置两个辐射传感器，并使这两个辐射传感器分隔开。
图3是根据本公开的一些实施例的像素单元100的剖面结构示意图。该像素单元100包含第一辐射感测元件104和第二辐射感测元件108，第一辐射感测元件104用于感测第一波长范围的辐射(例如，光辐射，包括但不限于可见光、红外线、紫外线等)，第二辐射感测元件108用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射。第一辐射感测元件104与第二辐射感测元件108彼此分隔开。由于这两个辐射感测元件被分隔开，因此在第一辐射感测元件104附近由辐射产生的电荷(例如，光电子)不会流到第二辐射感测元件108中，反之亦然。因此，辐射感测元件之间的信号串扰能够得到有效抑制。
本公开中的辐射感测元件例如是光传感元件(如，光电二极管))。
在一些实施例中，第一波长范围的波长比第二波长范围的波长短。
在一些实施例中，在第一辐射感测元件104的上方形成有辐射过滤器102，辐射过滤器102能够允许第一波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第三波长范围的辐射，第三波长范围不同于第一波长范围和第二波长范围。由于在第一辐射感测元件104的上方形成有辐射过滤器102以滤除第三波长范围的辐射，因此像素单元100能够避免第三波长范围的辐射被第一辐射感测元件104和第二辐射感测元件108感测到而造成信号串扰。
在一些实施例中，第三波长范围的波长比第二波长范围的波长短。
在一些实施例中，第一辐射感测元件104形成在第一衬底103中，第二辐射感测元件108形成在与第一衬底103分离的第二衬底109中，并且第一辐射感测元件104位于第二辐射感测元件108的上方。由于第一辐射感测元件104位于第二辐射感测元件108的上方，因此从辐射过滤器102向下入射到第一衬底103中的辐射在透过第一衬底103之后，能够入射到第二衬底109中并被第二衬底109中的第二辐射感测元件108感测。由此，像素单元100能够感测两个波长范围(第一波长范围和第二波长范围)的辐射。此外，由于第一衬底103与第二衬底109分离开，在第一衬底103中由辐射产生的电荷很难流到第二衬底109中，反之亦然。因此，进一步抑制了同一像素单元中的辐射感测元件之间的信号串扰。
在一些实施例中，第一衬底103和第二衬底109可以由合适的一元半导体材料(诸如，硅或锗等)或化合物半导体(诸如碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟)或其组合构成。第一衬底103和第二衬底109的材料可以相同或不同。此外，例如，第一衬底103和第二衬底109可以采用SOI(绝缘体上的硅)衬底或任何其他合适的材料。
在一些实施例中，像素单元100还可以包括形成在第一衬底103与第二衬底109之间的光管106，光管106将第一辐射感测元件104与第二辐射感测元件108分隔开。光管106能够将从上往下透过第一衬底103的辐射引导到第二衬底109中。在一些实施例中，光管106由有机聚合物形成，并且具有对辐射的会聚作用。如本领域技术人员理解的，光管可以采用本领域任何已知的或将来出现的合适的产品和技术。
在一些实施例中，辐射是指可见光，第一波长范围包括绿光和蓝光中的任一个的波长，第二波长范围包括红光的波长，以及第三波长范围包括绿光和蓝光中的另一个的波长。在这些实施例中，像素单元100能够感测绿光和蓝光中的一个以及红光。
在一些实施例中，像素单元100可以感测绿光以及蓝光两者，而不感测红光。
在一些实施例中，像素单元100还包括：第一电荷累积元件105，用于累积由第一辐射感测元件104产生的电荷；和第二电荷累积元件107，用于累积由第二辐射感测元件108产生的电荷。在一些实施例中，第一电荷累积元件105和第二电荷累积元件107例如是浮置二极管(floating diode)。在一些实施例中，第一电荷累积元件105形成在第一衬底103中，第二电荷累积元件107形成在第二衬底109中。由于分别为第一辐射感测元件104和第二辐射感测元件108设置电荷累积元件，因此能够分别读取由第一辐射感测元件104和第二辐射感测元件108感测到的电荷，从而防止信号串扰。
在一些实施例中，第一衬底103和第一衬底109的厚度在1.2微米至1.8微米之间。
在一些实施例中，在辐射过滤器102的上方还设置有微透镜101。微透镜101能够对入射到其上的辐射进行会聚。
在一些实施例中，在第一衬底103与第二衬底109之间还设置有金属互连(未示出)，以实现各部件之间的电连接。
图4示出了根据本公开的一些实施例的图像传感器200的局部剖面示意图，为清楚起见，该局部剖面示意图仅示出了一个第一像素单元300和一个第二像素单元400。在一些实施例中，图像传感器200可以包括由交替分布的第一像素单元300和第二像素单元400形成的像素阵列。第一像素单元300和第二像素单元400的基本结构都与上述像素单元100的基本结构相同，但是第一像素单元300和第二像素单元400所感测的辐射的波长范围可以不同。
在一些实施例中，第一像素单元300包括用于感测第一波长范围的辐射的第一辐射感测元件304，和用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射的第二辐射感测元件308，其中，第一辐射感测元件304与第二辐射感测元件308分隔开。第二像素单元400包括：用于感测第三波长范围的辐射的第三辐射感测元件404，第三波长范围不同于第一波长范围和第二波长范围；和第四辐射感测元件408，用于感测第二波长范围的辐射，其中，第三辐射感测元件404与第四辐射感测元件408分隔开。
由于每个像素单元中的两个辐射感测元件都彼此分隔开，因此在一个辐射感测元件附近由辐射产生的电荷(例如，光电子)不会流到另一辐射感测元件中，反之亦然。因此，同一像素单元中的辐射感测元件之间的信号串扰能够得到有效抑制。因此，与Foveon X3传感器堆叠结构相比，本公开的图像传感器能够在保持较好的图像真实性的同时，显著地抑制辐射感测元件之间的信号串扰。
在一些实施例中，第一波长范围和第三波长范围的波长比第二波长范围的波长短。
在一些实施例中，第一像素单元300还可以包括：位于第一辐射感测元件304的上方的辐射过滤器302，该辐射过滤器302允许第一波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第三波长范围的辐射。第二像素单元400还可以包括：位于第三辐射感测元件404的上方的辐射过滤器402，该辐射过滤器402允许第三波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第一波长范围的辐射。
由于形成有辐射过滤器302和402，本公开的图像传感器能够进一步避免所滤除的波长范围的辐射分别被位于辐射过滤器下方的两个辐射感测元件感测到而造成的信号串扰。
在一些实施例中，第一辐射感测元件304和第三辐射感测元件404可以形成在第一衬底303中，第二辐射感测元件308和第四辐射感测元件408可以形成在与第一衬底303分离的第二衬底309中。第一辐射感测元件304位于第二辐射感测元件308的上方，并且第三辐射感测元件404位于第四辐射感测元件408的上方。
在一些实施例中，图像传感器200还可以包括形成在第一衬底303与第二衬底309之间的光管306，光管306将第一辐射感测元件304与第二辐射感测元件308分隔开，并且将第三辐射感测元件404与第四辐射感测元件408分隔开。光管306能够将从上往下透过第一衬底303的辐射引导到第二衬底309中，以便由第二衬底309中的第二辐射感测元件308或第四辐射感测元件408感测到相应的辐射。
在一些实施例中，所述辐射是可见光，第一波长范围包括绿光的波长，第二波长范围包括红光的波长，以及第三波长范围包括蓝光的波长。
由于本公开中的每个像素单元都能够感测到两种波长范围的辐射(例如，两种基色的可见光)，因此与Bayer模式中的像素单元相比较，由本公开的像素单元构成的图像传感器能够获得更加真实的画面。
而且，在本公开的图像传感器中，对于每个像素单元，仅需要获得该像素单元未感测的基色的一个颜色插值(例如，该像素单元未感测的绿色或蓝色的信号插值)。因此，与Bayer模式中需要针对每个像素单元获得两种基色的两个颜色插值相比较，对于本公开的图像传感器的颜色插值算法可以得到简化。
在一些实施例中，图像传感器200还可以包括：第一电荷累积元件305，用于累积由第一辐射感测元件304产生的电荷；第二电荷累积元件307，用于累积由第二辐射感测元件308产生的电荷；第三电荷累积元件405，用于累积由第三辐射感测元件404产生的电荷；以及第四电荷累积元件407，用于累积由第四辐射感测元件408产生的电荷。在一些实施例中，这些电荷累积元件例如是浮置二极管。在一些实施例中，第一电荷累积元件305和第三电荷累积元件405可以形成在第一衬底303中，第二电荷累积元件307和第四电荷累积元件407可以形成在第二衬底309中。
在一些实施例中，第一辐射感测元件304和第三辐射感测元件404可以共用一个电荷累积元件，由第一辐射感测元件304和第三辐射感测元件404产生的电荷都可以累积到该共用的一个电荷累积元件中。在一些实施例中，可以通过分别为第一辐射感测元件304和第三辐射感测元件404设置开关，来切换是为第一辐射感测元件304还是为第三辐射感测元件404累积电荷。同样，第二辐射感测元件308和第四辐射感测元件408可以共用一个电荷累积元件，由第二辐射感测元件308和第四辐射感测元件408产生的电荷都可以累积到该共用的一个电荷累积元件中。在一些实施例中，可以通过分别为第二辐射感测元件308和第四辐射感测元件408设置开关，来切换是为第二辐射感测元件308还是为第四辐射感测元件408累积电荷。
在一些实施例中，第一衬底303和第二衬底309的厚度在1.2微米至1.8微米之间。
在一些实施例中，在辐射过滤器302的上方还设置有微透镜301，在辐射过滤器402的上方还设置有微透镜401。微透镜301和401能够对入射到其上的辐射进行会聚。
在一些实施例中，在第一衬底303与第二衬底309之间还设置有金属互连(未示出)，用于传送由辐射感测元件产生的电荷。
在一些实施例中，光管306可以由上下两部分组成，即，由上光管部分和下光管部分组成。在一些实施例中，第一衬底303可以被接合到上光管部分的上表面，第二衬底309可以被接合到下光管部分的下表面，并且上光管部分的下表面和下光管部分的上表面可以被接合在一起。
在一些实施例中，在第一像素单元300与第二像素单元400之间还设置有隔离部件(未示出)，隔离部件能够防止在一个像素单元中传播的辐射传播到另一像素单元中。在一些实施例中，隔离部件能够防止在一个像素单元中产生的电荷流到另一像素单元中。
图5示出了根据本公开的一些实施例的图像传感器200的像素阵列500的示意图。像素阵列500可以由交替分布的第一像素单元300(在图中由空白格子表示)和第二像素单元400(在图中由带有填充图案的格子表示)形成。
图6示出了根据本公开的另一些实施例的图像传感器200的像素阵列600的示意图。在这些实施例中，所述辐射是可见光，第一像素单元300用于检测绿光和红光，在图6中用“G/R”表示；第二像素单元400用于检测蓝光和红光，在图6中用“B/R”表示。像素阵列600可以由交替分布的第一像素单元300和第二像素单元400形成。
在一些实施例中，本公开还包括一种成像装置(未示出)，该成像装置包括如上所述的图像传感器200。该成像装置还可以包括镜头，该镜头用于将外部辐射会聚并引导到图像传感器200上。
本公开还包括一种用于形成图像传感器200的方法700。图7示出了该方法的流程图，以下结合该流程图描述该方法的各步骤。在步骤701中，提供第一衬底，在第一衬底中可以形成有多个第一辐射感测元件和多个第三辐射感测元件。如本领域技术人员理解的，形成辐射感测元件的方法可以采用任何合适的方法。
方法700还包括步骤703，在步骤703中，提供第二衬底，在第二衬底中可以形成有多个第二辐射感测元件和多个第四辐射感测元件。
方法700还包括步骤704，在步骤704中，将第一衬底接合在第二衬底的上方。在一些实施例中，通过晶片键合(wafter bonding)处理来接合第一衬底和第二衬底。晶片键合处理例如可以是Cu-Cu键合处理。
在一些实施例中，每个第一辐射感测元件用于感测第一波长范围的辐射，每个第二辐射感测元件和每个第四辐射感测元件用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，每个第三辐射感测元件用于感测第三波长范围的辐射，第三波长范围不同于第一波长范围和第二波长范围。通过将第一衬底接合在第二衬底的上方，使得第一衬底中的第一辐射感测元件和第二衬底中的位于第一辐射感测元件的下方的相应的第二辐射感测元件构成第一像素单元，以及第一衬底中的第三辐射感测元件和第二衬底中的位于第三辐射感测元件的下方的相应的第四辐射感测元件构成第二像素单元。第一像素单元和第二像素单元被交替地布置成像素阵列。
在一些实施例中，第一波长范围和第三波长范围的波长比第二波长范围的波长短。
在一些实施例中，方法700还可以包括步骤702。在步骤702中，在第一衬底上，在每个第一辐射感测元件上方可以形成第一辐射过滤器，第一辐射过滤器允许第一波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第三波长范围的辐射，以及在第一衬底上，在每个第三辐射感测元件上方可以形成第二辐射过滤器，第二辐射过滤器允许第三波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第一波长范围的辐射。
在一些实施例中，将第一衬底接合在第二衬底的上方的步骤704还可以包括：提供光管；和将第一衬底和第二衬底分别接合在光管的上方和下方。
作为替换方案，在一些实施例中，将第一衬底接合在第二衬底的上方的步骤704还可以包括：提供第一光管部分和第二光管部分；和将第一衬底接合到第一光管部分的上表面，将第二衬底接合到第二光管部分的下表面，并且将第一光管部分的下表面和第二光管部分的上表面接合在一起。
在一些实施例中，所述辐射是可见光，第一波长范围包括绿光的波长，第二波长范围包括红光的波长，以及第三波长范围包括蓝光的波长。
本公开还构思了以下技术项目。
项目1，一种像素单元，其特征在于，包括：
第一辐射感测元件，用于感测第一波长范围的辐射；和
第二辐射感测元件，用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中，第一辐射感测元件与第二辐射感测元件分隔开。
项目2，根据项目1所述的像素单元，其特征在于，还包括：
位于所述第一辐射感测元件的上方的辐射过滤器，所述辐射过滤器允许第一波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第三波长范围的辐射，所述第三波长范围不同于所述第一波长范围和所述第二波长范围。
项目3，根据项目1所述的像素单元，其特征在于：
所述第一辐射感测元件形成在第一衬底中，所述第二辐射感测元件形成在与所述第一衬底分离的第二衬底中，以及所述第一辐射感测元件位于所述第二辐射感测元件上方。
项目4，根据项目3所述的像素单元，其特征在于，还包括：
形成在所述第一衬底与所述第二衬底之间的光管，所述光管将所述第一辐射感测元件与所述第二辐射感测元件分隔开。
项目5，根据项目2所述的像素单元，其特征在于，所述辐射是可见光，以及
所述第一波长范围包括绿光和蓝光中的任一个的波长，所述第二波长范围包括红光的波长，以及所述第三波长范围包括绿光和蓝光中的另一个的波长。
项目6，根据项目1所述的像素单元，其特征在于，还包括：
第一电荷累积元件，用于累积由第一辐射感测元件产生的电荷；和
第二电荷累积元件，用于累积由第二辐射感测元件产生的电荷。
项目7，一种图像传感器，包括像素阵列，其特征在于，所述像素阵列包括交替分布的第一像素单元和第二像素单元，
第一像素单元包括：
第一辐射感测元件，用于感测第一波长范围的辐射；和
第二辐射感测元件，用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中，第一辐射感测元件与第二辐射感测元件分隔开，
第二像素单元包括：
第三辐射感测元件，用于感测第三波长范围的辐射，第三波长范围不同于第一波长范围和第二波长范围；和
第四辐射感测元件，用于感测第二波长范围的辐射，其中，第三辐射感测元件与第四辐射感测元件分隔开。
项目8，根据项目7所述的图像传感器，其特征在于，
所述第一像素单元还包括：
位于所述第一辐射感测元件上方的辐射过滤器，该辐射过滤器允许第一波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第三波长范围的辐射，以及
所述第二像素单元还包括：
位于所述第三辐射感测元件上方的辐射过滤器，该辐射过滤器允许第三波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第一波长范围的辐射。
项目9，根据项目7所述的图像传感器，其特征在于：
所述第一辐射感测元件和第三辐射感测元件形成在第一衬底中，以及所述第二辐射感测元件和第四辐射感测元件形成在与所述第一衬底分离的第二衬底中，第一辐射感测元件位于第二辐射感测元件上方，以及第三辐射感测元件位于第四辐射感测元件上方。
项目10，根据项目9所述的图像传感器，其特征在于，还包括：
形成在所述第一衬底与所述第二衬底之间的光管，所述光管将所述第一辐射感测元件与所述第二辐射感测元件分隔开，并且将所述第三辐射感测元件与所述第四辐射感测元件分隔开。
项目11，根据项目7所述的图像传感器，其特征在于，所述辐射是可见光，所述第一波长范围包括绿光的波长，所述第二波长范围包括红光的波长，以及所述第三波长范围包括蓝光的波长。
项目12，根据项目7所述的图像传感器，其特征在于，还包括：
第一电荷累积元件，用于累积由第一辐射感测元件产生的电荷；
第二电荷累积元件，用于累积由第二辐射感测元件产生的电荷；
第三电荷累积元件，用于累积由第三辐射感测元件产生的电荷；以及
第四电荷累积元件，用于累积由第四辐射感测元件产生的电荷。
项目13，一种成像装置，包括根据项目7至12中的任何一项所述的图像传感器。
项目14，一种用于形成图像传感器的方法，其特征在于，包括：
提供第一衬底，在第一衬底中形成有多个第一辐射感测元件和多个第三辐射感测元件；
提供第二衬底，在第二衬底中形成有多个第二辐射感测元件和多个第四辐射感测元件；以及
将第一衬底接合在第二衬底的上方，
其中，每个第一辐射感测元件用于感测第一波长范围的辐射，
每个第二辐射感测元件和每个第四辐射感测元件用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，
每个第三辐射感测元件用于感测第三波长范围的辐射，第三波长范围不同于第一波长范围和第二波长范围，以及
其中，第一衬底中的第一辐射感测元件和第二衬底中的位于所述第一辐射感测元件的下方的相应的第二辐射感测元件构成第一像素单元，以及
第一衬底中的第三辐射感测元件和第二衬底中的位于所述第三辐射感测元件的下方的相应的第四辐射感测元件构成第二像素单元，以及
第一像素单元和第二像素单元被交替地布置成像素阵列。
项目15，根据项目14所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述第一衬底上，在每个第一辐射感测元件上方形成第一辐射过滤器，第一辐射过滤器允许第一波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第三波长范围的辐射，以及
在所述第一衬底上，在每个第三辐射感测元件上方形成第二辐射过滤器，第二辐射过滤器允许第三波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第一波长范围的辐射。
项目16，根据项目14所述的方法，其特征在于，将第一衬底接合在第二衬底的上方包括：
提供光管；和
将第一衬底和第二衬底分别接合在光管的上方和下方。
项目17，根据项目15所述的方法，其特征在于，所述辐射是可见光，所述第一波长范围包括绿光的波长，所述第二波长范围包括红光的波长，以及所述第三波长范围包括蓝光的波长。
在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。
如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。
如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。
另外，前面的描述可能提及了被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。
另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。
还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。
在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。
本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种像素单元，其特征在于，包括：
第一辐射感测元件，用于感测第一波长范围的辐射；和
第二辐射感测元件，用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中，第一辐射感测元件与第二辐射感测元件分隔开。
2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，还包括：
位于所述第一辐射感测元件的上方的辐射过滤器，所述辐射过滤器允许第一波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第三波长范围的辐射，所述第三波长范围不同于所述第一波长范围和所述第二波长范围。
3.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于：
所述第一辐射感测元件形成在第一衬底中，所述第二辐射感测元件形成在与所述第一衬底分离的第二衬底中，以及所述第一辐射感测元件位于所述第二辐射感测元件上方。
4.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，还包括：
形成在所述第一衬底与所述第二衬底之间的光管，所述光管将所述第一辐射感测元件与所述第二辐射感测元件分隔开。
5.根据权利要求2所述的像素单元，其特征在于，所述辐射是可见光，以及
所述第一波长范围包括绿光和蓝光中的任一个的波长，所述第二波长范围包括红光的波长，以及所述第三波长范围包括绿光和蓝光中的另一个的波长。
6.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，还包括：
第一电荷累积元件，用于累积由第一辐射感测元件产生的电荷；和
第二电荷累积元件，用于累积由第二辐射感测元件产生的电荷。
7.一种图像传感器，包括像素阵列，其特征在于，所述像素阵列包括交替分布的第一像素单元和第二像素单元，
第一像素单元包括：
第一辐射感测元件，用于感测第一波长范围的辐射；和
第二辐射感测元件，用于感测与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中，第一辐射感测元件与第二辐射感测元件分隔开，
第二像素单元包括：
第三辐射感测元件，用于感测第三波长范围的辐射，第三波长范围不同于第一波长范围和第二波长范围；和
第四辐射感测元件，用于感测第二波长范围的辐射，其中，第三辐射感测元件与第四辐射感测元件分隔开。
8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，
所述第一像素单元还包括：
位于所述第一辐射感测元件上方的辐射过滤器，该辐射过滤器允许第一波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第三波长范围的辐射，以及
所述第二像素单元还包括：
位于所述第三辐射感测元件上方的辐射过滤器，该辐射过滤器允许第三波长范围和第二波长范围的辐射通过并滤除第一波长范围的辐射。
9.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于：
所述第一辐射感测元件和第三辐射感测元件形成在第一衬底中，以及所述第二辐射感测元件和第四辐射感测元件形成在与所述第一衬底分离的第二衬底中，第一辐射感测元件位于第二辐射感测元件上方，以及第三辐射感测元件位于第四辐射感测元件上方。
10.根据权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，还包括：
形成在所述第一衬底与所述第二衬底之间的光管，所述光管将所述第一辐射感测元件与所述第二辐射感测元件分隔开，并且将所述第三辐射感测元件与所述第四辐射感测元件分隔开。
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