CN114270521A - 像素和图像传感器 - Google Patents

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CN114270521A CN202080058133.8A CN202080058133A CN114270521A CN 114270521 A CN114270521 A CN 114270521A CN 202080058133 A CN202080058133 A CN 202080058133A CN 114270521 A CN114270521 A CN 114270521A
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卡米尔·杜波伦
本杰明·布蒂农
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Ai Seleju
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Abstract

本公开涉及一种像素，该像素包括CMOS支撑件(3)以及至少两个有机光电探测器(10A和10B、12A和12B、14A和14B、16A和16B)，其中，同一透镜(18)与所述有机光电探测器竖直地成一直线。

Description

像素和图像传感器
本申请要求法国专利申请FR19/08251的优先权，其通过引用的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及图像传感器或电子成像器。
背景技术
图像传感器当前被用于许多领域，特别是在电子设备中。图像传感器特别存在于人机界面应用或图像捕获应用中。这种图像传感器的使用领域特别是例如智能电话、机动车、无人机、机器人技术以及虚拟或增强现实系统。
在某些应用中，同一电子设备可以具有多个不同类型的图像传感器。因此，这样的设备可以包括例如第一彩色图像传感器、第二红外图像传感器、第三图像传感器等，其能够估计场景或对象的不同点相对于该设备的距离。
本质上，装载在同一设备中的图像传感器的这种多样性与这种设备的小型化的当前约束几乎不兼容。
实用新型内容
需要改进现有的图像传感器。
实施例克服了已知图像传感器的全部或部分缺点。
实施例提供了一种像素，包括：
CMOS支撑件；以及
至少两个有机光电探测器，
其中同一透镜与所述有机光电探测器竖直地成一直线。
实施例提供了一种图像传感器，其包括如上面描述的多个像素。
实施例提供了一种制造这种像素或这种图像传感器的方法，包括以下步骤：
提供CMOS支撑件；
每个像素至少形成两个有机光电探测器；
形成与该像素或每个像素的有机光电探测器竖直地成一直线的同一透镜。
根据实施例，所述有机光电探测器是共面的。
根据实施例，所述有机光电探测器通过电介质彼此分离。
根据实施例，每个有机光电探测器包括第一电极，其与形成在CMOS支撑件的表面处的其他有机光电探测器的第一电极分离。
根据实施例，每个第一电极耦合到、优选地连接到读出电路，每个读出电路优选地包括形成在CMOS支撑件中的三个晶体管。
根据实施例，所述有机光电探测器能够根据飞行时间法估计距离。
根据实施例，诸如所描述的像素或传感器能够：
在红外光谱的一部分中操作；
在结构光中操作；
在高动态范围成像HDR中操作；和/或
在背景抑制下操作。
根据实施例，每个像素还包括在透镜下的彩色滤光片，该彩色滤光片让可见光谱和红外光谱的频率范围内的电磁波通过。
根据实施例，诸如所描述的传感器能够捕获彩色图像。
根据实施例，每个像素恰好包括：
第一有机光电探测器；以及
第二有机光电探测器。
根据实施例，对于每个像素，第一有机光电探测器和第二有机光电探测器具有矩形形状，并且共同内接在正方形内。
根据实施例，对于每个像素：
第一有机光电探测器连接到第二电极；并且
第二有机光电探测器连接到第三电极。
实施例提供了一种传感器，其中：
第二电极对于传感器的像素的所有第一有机光电探测器是公共的；并且
第三电极对于传感器的像素的所有第二有机光电探测器是公共的。
附图说明
将在下面结合附图对具体实施例和实施模式的非限制性描述中详细讨论本实用新型的前述和其他特征和优点，其中：
图1是图像传感器的实施例的局部简化分解透视图；
图2是图1的图像传感器的局部简化俯视图；
图3是图1和图2的图像传感器的两个像素的读出电路的实施例的电气图；
图4是具有图3的读出电路的图像传感器的操作示例的信号的时序图；
图5是形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的步骤的局部简化截面图；
图6是形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的另一步骤的局部简化截面图；
图7是形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的又一步骤的局部简化截面图；
图8是形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的又一步骤的局部简化截面图；
图9是形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的又一步骤的局部简化截面图；
图10是形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的又一步骤的局部简化截面图；
图11是形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的变体的局部简化截面图；
图12是形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的又一步骤的局部简化截面图；
图13是形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的又一步骤的局部简化截面图；
图14是沿图1和图2的图像传感器的平面AA的局部简化截面图；
图15是沿图1和图2的图像传感器的平面BB的局部简化截面图；并且
图16是图像传感器的另一实施例的局部简化截面图。
具体实施模式
在各个附图中，相似的特征已经由相似的附图标记指定。特别地，不同实施例和实施模式所公共的结构和/或功能元件可以用相同的附图标记指定并且可以具有相同的结构、尺寸和材料特性。
为清楚起见，仅示出并且将详细描述对理解所描述的实施例和实施模式有用的那些步骤和元件。特别地，没有详细描述下文描述的图像传感器的用途。
除非另有说明，否则当提及连接在一起的两个元件时，这表示没有除导体以外的任何中间元件的直接连接，并且当提及耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以经由一个或多个其他元件连接或者它们可以经由一个或多个其他元件耦合。
此外，在第一恒定状态(例如，记为“0”的低状态)和第二恒定状态(例如，记为“1”的高状态)之间交替的信号被称为“二进制信号”。同一电子电路的不同二进制信号的高低状态可能不同。特别地，二进制信号可对应于可能不在高或低状态下完全恒定的电压或电流。
在下面的描述中，除非另有说明，否则认为术语“绝缘”和“导电”分别表示“电绝缘”和“导电性”。
在以下描述中，当提及限定绝对位置的术语(诸如术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等)、或限定相对位置的术语(诸如术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)、或限定方向的术语(诸如术语“水平”、“竖直”等)时，除非另有说明，否则指的是在正常使用位置中附图的取向或图像传感器。
除非另有说明，否则表述“约”、“大概”、“基本上”和“大约”表示在10％以内，并且优选地在5％以内。
层对辐射的透射率对应于从该层出来的辐射的强度与进入该层的辐射的强度的比率，入射辐射的射线垂直于该层。在下面的描述中，当辐射通过该层或膜的透射率小于10％时，该层或膜被称为对辐射不透明。在以下描述中，当辐射通过该层或膜的透射率大于10％时，该层或膜被称为对辐射透明。
在下面的描述中，“可见光”指定波长在400nm至700nm范围内的电磁辐射，而“红外辐射”指定波长在700nm至1mm范围内的电磁辐射。在红外辐射中，可以特别区分波长在700nm至1.7μm范围内的近红外辐射。
图像的像素对应于由图像传感器捕获的图像的单位元素。当光电设备是彩色图像传感器时，对于要获取的彩色图像的每个像素，其通常包括至少三个分量。这三个分量每个获取基本上是以单色形式的光辐射，即在低于130nm的波长范围内(例如，红色、绿色和蓝色)。每个分量可以特别地包括至少一个光电探测器。
图1是图像传感器1的实施例的局部简化分解透视图。
图像传感器1包括共面像素的阵列。为了简化，在图1中仅示出了图像传感器1的四个像素10、12、14和16，应当理解，实际上，图像传感器1可以包括更多像素。图像传感器1例如包括几百万个、或者甚至几千万个像素。
根据该实施例，像素10、12、14和16位于CMOS支撑件3的表面处，例如在其顶部和内部的以CMOS(互补金属氧化物半导体)技术形成集成电路(未示出)的一块硅晶片。在该示例中，这些集成电路形成了与图像传感器1的像素10、12、14和16相关联的读出电路的阵列。读出电路意指与每个像素相关联的读出、寻址和控制晶体管的配件。
在图像传感器1中，每个像素包括以后缀“A”指定的第一光电探测器和以后缀“B”指定的第二光电探测器。更具体地说，在图1的示例中：
像素10包括第一光电探测器10A和第二光电探测器10B。
像素12包括第一光电探测器12A和第二光电探测器12B。
像素14包括第一光电探测器14A和第二光电探测器14B；并且
像素16包括第一光电探测器16A和第二光电探测器16B。
光电探测器10A、10B、12A、12B、14A、14B、16A和16B可以对应于有机光电二极管(OPD)或有机光敏电阻。在本公开的其余部分中，认为图像传感器1的像素的光电探测器对应于有机光电二极管。
在图1的简化表示中，每个光电探测器包括位于或“夹在”两个电极之间的有源层(active layer)。更具体地说，在图1的示例中，只有有机光电探测器10A、10B、14A、14B和16B的侧面可见：
第一光电探测器10A由第一电极102A和第二电极104A之间的有源层100A形成；
第二光电探测器10B由第一电极102B和第二电极104B之间的有源层100B形成；
第一光电探测器14A由第一电极142A和第二电极144A之间的有源层140A形成；
第二光电探测器14B由第一电极142A和第二电极144B之间的有源层140B形成；并且
第二光电探测器16B由第一电极162A和第二电极164B之间的有源层160B形成。
类似地，在图像传感器1中：
第一光电探测器12A由第一电极122A(图1中未示出)和第二电极124A(图1中未示出)之间的有源层120A(图1中未示出)形成；
第二光电探测器12B由第一电极122B(图1中未示出)和第二电极124B(图1中未示出)之间的有源层120B(图1中未示出)形成；并且
第一光电探测器16A由第一电极162A(图1中未示出)和第二电极164A(图1中未示出)之间的有源层160A(图1中未示出)形成。
在本公开的其余部分中，第一电极也将用表述“下部电极(lower electrodes)”指定，而第二电极也将用表述“上部电极(upper electrodes)”指定。
根据实施例，每个有机光电探测器的上部电极形成了阳极电极，而每个有机光电探测器的下部电极形成了阴极电极。
图像传感器1的每个像素的每个光电探测器的下部电极被独立耦合(优选地连接)至CMOS支撑件3的读出电路(未示出)。图像传感器1的每个光电探测器相应地经由其下部电极独立寻址。因此，在图像传感器1中，每个光电探测器的下部电极与所有其他光电探测器的下部电极分离。换句话说，像素的每个光电探测器都具有这样的下部电极：
与同一像素的其他光电探测器分离；并且
与其他像素的其他光电探测器分离。
仍然在图像传感器1中，所有第一光电探测器的上部电极互连。类似地，所有第二光电探测器的上部电极互连。因此，在图1的简化表示中：
分别属于第一光电探测器10A、12A、14A和16A的上部电极104A、124A、144A和164A互连或形成第一公共上部电极；并且
分别属于第一光电探测器10B、12B、14B和16B的上部电极104B、124B、144B和164B互连或形成与第一公共上部电极分开的第二公共上部电极。
在图像传感器1中，每个像素包括透镜18，由于其尺寸，也称为微透镜18。因此，在图1的简化表示中，像素10、12、14和16每个都包括透镜18。每个透镜18因而覆盖了图像传感器1的每个像素的第一光电探测器和第二光电探测器的全部或部分。更具体地说，透镜18物理地覆盖了像素的第一光电探测器和第二光电探测器的上部电极。
图2是图1的图像传感器1的局部简化俯视图。
在该俯视图中，第一光电探测器和第二光电探测器已经由矩形表示，而微透镜已经由圆形表示。更具体地说，在图2中：
微透镜18分别地覆盖了像素10的光电探测器10A的上部电极104A、光电探测器10B的104B；
微透镜18分别地覆盖了像素12的光电探测器12A的上部电极124A、光电探测器12B的124B；
微透镜18分别地覆盖了像素14的光电探测器14A的上部电极144A、光电探测器14B的144B；并且
微透镜18分别地覆盖了像素16的光电探测器16A的上部电极164A、光电探测器16B的164B。
在实践中，由于将从以下附图的讨论而出现的电极之间的间隔，因此可以认为透镜18完全覆盖了与其相关联的像素的相应电极。
在图像传感器1中，在图2的俯视图中，像素基本上是正方形的，优选地是正方形的。图像传感器1的所有像素优选地具有相同的尺寸，以处于制造色散内。
在图2的俯视图中，由图像传感器1的每个像素形成的正方形的边长在大约0.8μm至10μm的范围内，优选地在大约0.8μm至3μm的范围内，更优选地在0.8μm至3μm的范围内。
属于同一像素的第一光电探测器和第二光电探测器(例如，第一像素10的第一光电探测器10A和第二光电探测器10B)都具有矩形形状。这些光电探测器具有基本上相同的尺寸，并共同内接在由它们所属的像素所形成的正方形内。
由图像传感器1的每个像素的每个光电探测器形成的矩形的长度基本上等于由每个像素形成的正方形的边长，并且宽度基本上等于由每个像素形成的正方形的边长的一半。然而，在每个像素的第一光电探测器和第二光电探测器之间形成了空间，使得它们相应的下部电极是分离的。
在图像传感器1中，在图2的俯视图中，每个微透镜18的直径基本上等于、优选地等于由所属像素形成的正方形的边长。在本实施例中，每个像素包括微透镜18。图像传感器1的每个微透镜18优选地相对于由其覆盖的光电探测器形成的正方形是居中的。
作为变体，每个微透镜18可以用另一类型的微米范围的光学元件代替，特别是微米范围的菲涅耳(Fresnel)透镜、微米范围的折射率梯度透镜或微米范围的衍射光栅。微透镜18是会聚透镜，其每个的焦距f在1μm至100μm的范围内，优选地在1μm至10μm的范围内。根据实施例，所有微透镜18基本上相同。
微透镜18可以由二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、正性抗蚀剂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、环烯烃聚合物(COP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)/硅树脂或环氧树脂制成。可以通过抗蚀剂块的流动来形成微透镜18。可以通过在PET、PEN、COP、PDMS/硅树脂或环氧树脂的层上模制来进一步形成微透镜18。
图3是图1和图2的图像传感器的两个像素的读出电路的实施例的电气图。
为简化起见，在图3中仅考虑与图像传感器1的两个像素相关联的读出电路，例如图像传感器1的像素10和12。在此示例中，每个光电探测器与读出电路相关联。更具体地说，在图3中：
像素10的第一光电探测器10A与第一读出电路20A相关联；
像素10的第二光电探测器10B与第二读出电路20B相关联；
像素12的第一光电探测器12A与第一读出电路22A相关联；并且
像素12的第二光电探测器12A与第二读出电路22B相关联。
像素10的第一光电探测器10A的第一读出电路20A和像素10的第二光电探测器10B的第二读出电路20B共同形成像素10的读出电路20。类似地，像素12的光电探测器12A的第一读出电路22A和像素12的第二光电探测器12B的第二读出电路22B共同形成像素12的读出电路22。
根据该实施例，每个读出电路20A、20B、22A、22B包括三个MOS晶体管。这种电路以其光电探测器由表述“3T传感器”来当前指定。特别地，在图3的示例中，与第一光电探测器相关联的每个读出电路20A、22A在两个端子204和206A之间包括与MOS选择晶体管202串联的跟随器装配(follower-assembled)的MOS晶体管200。类似地，仍在图3的示例中，与第二光电探测器相关联的每个读出电路20B、22B在两个端子204和206B之间包括与MOS选择晶体管202串联的跟随器装配的MOS晶体管200。
在读出电路的晶体管是N沟道MOS晶体管的情况下，每个端子204耦合到高参考电位的源，记为Vpix。在读出电路的晶体管是P沟道MOS晶体管的情况下，每个端子204耦合到低参考电位的源，例如接地。
每个端子206A耦合到第一导电轨道208A。第一导电轨道208A可以耦合到同一列的所有第一光电探测器。第一导电轨道208A优选地耦合到图像传感器1的所有第一光电探测器。
类似地，每个端子206B耦合到第二导电轨道208B。第二导电轨道208B可以耦合到同一列的所有第二光电探测器。第二导电轨道208B优选地耦合到图像传感器1的所有第二光电探测器。第二导电轨道208B优选地与第一导电轨道208A分离。
在图3的示例中，第一导电轨道208A耦合到第一电流源209A，该第一电流源209A不形成图像传感器1的像素10、12的读出电路20、22的一部分。类似地，第二导电轨道208B耦合到第二电流源209B，该第二电流源209B不形成图像传感器1的像素10、12的读出电路20、22的一部分。换句话说，图像传感器1的电流源209A和209B在像素和读出电路外部。
在像素10的读出电路20的情况下，晶体管202的栅极旨在接收像素10的选择的信号，记为SEL_R1。在像素12的读出电路22的情况下，晶体管202的栅极旨在接收像素12的选择的另一信号，记为SEL_R2。
在图3的示例中：
与像素10的第一光电探测器10A相关联的晶体管200的栅极耦合到节点FD_1A；
与像素10的第二光电探测器10B相关联的晶体管200的栅极耦合到节点FD_1B；
与像素12的第一光电探测器12A相关联的晶体管200的栅极耦合到节点FD_2A；并且
与像素12的第二光电探测器12B相关联的晶体管200的栅极耦合到节点FD_2B。
每个节点FD_1A、FD_1B、FD_2A、FD_2B通过复位MOS晶体管210耦合到施加复位电位Vrst的端子，其电位可以与电位Vpix相同。晶体管210的栅极旨在接收用于控制光电探测器的复位的信号RST，特别是使能将节点FD_1A、FD_1B、FD_2A或FD_2B大致上复位为电位Vrst。
在图3的示例中：
节点FD_1A连接到像素10的第一光电探测器10A的阴极电极102A；
节点FD_1B连接到像素10的第二光电探测器10B的阴极电极102B；
节点FD_2A连接到像素12的第一光电探测器12A的阴极电极122A；并且
节点FD_2B连接到像素12的第二光电探测器12B的阴极电极122B。
仍在图3的示例中：
像素10的第一光电探测器10A的阳极电极104A耦合到参考电位Vtop_C1的源；
像素10的第二光电探测器10B的阳极电极104B耦合到参考电位Vtop_C2的源；
像素12的第一光电探测器12A的阳极电极124A耦合到参考电位Vtop_C1的源；并且
像素12的第二光电探测器12B的阳极电极124B耦合到参考电位Vtop_C2的源。
在图像传感器1中，电位Vtop_C1被施加到所有第一光电探测器公共的第一上部电极。电位Vtop_C2被施加到所有第二光电探测器公共的第二上部电极。
在本公开的其余部分中，任意使用以下符号：
VFD_1A用于节点FD_1A处存在的电压；
VFD_1B用于节点FD_1B处存在的电压；
VSEL_R1用于施加到像素10的晶体管202的栅极的电压，即施加到第一光电探测器10A的晶体管202的栅极的电压和施加到第二光电探测器10B的晶体管202的栅极的电压；以及
VSEL_R2用于施加到像素12的晶体管202的栅极的电压，即施加到第一光电探测器12A的晶体管202的栅极的电压和施加到第二光电探测器12B的晶体管202的栅极的电压。
在本公开的其余部分中，分别地认为电压VSEL_R1的施加由记为SEL_R1的二进制信号控制，电压VSEL_R2的施加由记为SEL_R2的二进制信号控制。
已知其他类型的传感器，例如所谓的“4T”传感器。有机光电探测器的使用有利地使能匀出晶体管并使用3T传感器。
图4是具有图3的读出电路的图像传感器1的操作的示例的信号的时序图。
图4的时序图更特别地对应于图像传感器1在“飞行时间(time of flight)”模式下的操作的示例。在此操作模式下，图像传感器1的像素用于估计将其与放置或位于图像传感器1对面的对象(物体、场景、面部等)分离的距离。要估计该距离，其通过利用相关联的发射器系统向对象发射光脉冲而开始，在本文中未进行描述。这样的光脉冲通常是通过利用源自源的辐射(例如，源自发光二极管的近红外辐射)短暂地照亮对象来获得的。然后，光脉冲至少部分地被对象反射，并且然后被图像传感器1捕获。然后计算或测量该光脉冲在源和对象之间进行回程所花费的时间。图像传感器1有利地位于源附近，该时间对应于光脉冲行进了对象与图像传感器1分离的距离所花费的时间的大约两倍。
时序图4示出了二进制信号RST和SEL_R1以及图像传感器1的同一像素的两个光电探测器(例如，像素10的第一光电探测器10A和第二光电探测器10B)的电位Vtop_C1、Vtop_C2、VFD_1A和VFD_1B的变化示例。图4还以虚线示出了图像传感器1的另一个像素(例如像素12)的二进制信号SEL_R2。考虑到像素10的读出电路20的MOS晶体管是N沟道晶体管，而建立了图4的时序图。
在时间t0处，信号SEL_R1处于低状态，使得像素10的晶体管202断开。然后发起复位阶段。为此目的，信号RST保持在高状态，使得像素10的复位晶体管210导通。然后，将累积在光电二极管10A和10B中的电荷向电位Vrst的源放电。
仍在时间t0处，电位Vtop_C1处于高电平。高电平对应于第一光电探测器10A在以下电压下的偏置，该电压大于由称为“内置电位(built-in potential)”的电位的施加而产生的电压。内置电位相当于阳极的功函数与阴极的功函数之间的差。当电位Vtop_C1处于高电平时，第一光电探测器10A不累积电荷。
在时间t0之后的时间t1之前，电位Vtop_C1被设置为低电平。该低电平对应于第一光电探测器10A在负电压(即小于0V)下的偏置。因此，这使能第一光电探测器10A累积光生电荷。先前关于电位Vtop_C1对第一光电探测器10A的偏置描述的内容变换为电位Vtop_C2对第二光电探测器10B的偏置的操作的解释。
在时间t1处，开始向包括一个或多个物体的场景发射第一红外光脉冲(发射的IR光)，该物体具有其期望被测量的距离，这使能获取场景的深度图。第一红外光脉冲具有记为tON的持续时间。在时间t1处，信号RST被设置为低电平，使得像素10的复位晶体管210断开，并且电位Vtop_C2被设置为高电平。
在时间t1处，电位Vtop_C1处于低电平，在图像传感器1的像素10的第一光电探测器10A中启动了记为ITA的第一累积阶段。像素的累积阶段指定了在其期间像素在入射辐射的作用下收集电荷的阶段。
在时间t1之后的并与时间t1相隔了记为tD的时间段的时间t2处，开始接收第二红外光脉冲(被接收到的IR光)，其源自场景中的物体或其到期望待测量的像素10的距离的物体的点对第一红外光脉冲的反射。因此，时间段tD是物体到传感器1的距离的函数。然后在第一光电探测器10A中开始第一电荷收集阶段，记为CCA。第一电荷收集阶段对应于在其期间在光电探测器10A中与入射光的强度成比例地、即与第二脉冲的光强度成比例地生成电荷的时间段。第一电荷收集阶段导致读出电路20A的节点FD_1A处的电位VFD_1A的电平降低。
在本示例中在时间t2之后的并且与时间t1间隔了时间段tON的时间t3处，第一红外光脉冲停止发射。电位Vtop_C1同时设置为高电平，因此标志着第一累积阶段的结束，并且因此标志了第一电荷收集阶段的结束。
同时，将电位Vtop_C2设置为低电平。然后在时间t3处在图像传感器1的像素10的第二光电探测器10B中开始记为ITB的第二累积阶段。假定第二光电探测器10B接收到源自第二光脉冲的光，则仍然在时间t3处开始记为CCB的第二电荷收集阶段。第二电荷收集阶段导致读出电路20B的节点FD_1B处的电位VFD_1B的电平降低。
在时间t3之后的且与时间t2相隔大致等于tON的时间段的时间t4处，第二光脉冲停止被像素10的第二光电探测器10B捕获。第二电荷收集阶段然后在时间t4处结束。
在时间t4之后的时间t5处，电位Vtop_C2被设置为高电平。因此，这标志着第二累积阶段的结束。
在时间t5和时间t5之后的时间t6之间，执行读出阶段(标记为RT)，在此期间测量由图像传感器1的像素的光电二极管收集的电荷量。为此目的，例如顺序地读取图像传感器1的像素行。在图4的示例中，信号SEL_R1和SEL_R2被相继设置为高状态，以交替读取图像传感器1的像素10和12。
从时间t6并且直到时间t6之后的时间t1'为止，发起新的复位阶段(RESET)。信号RST被设置为高状态，使得像素10的复位晶体管210导通。然后，将累积在光电二极管10A和10B中的电荷向电位Vrst的源放电。
借由以下公式计算将第一发射光脉冲的起点与第二接收光脉冲的起点分离的时间段tD：
[数学运算1]
Figure BDA0003508472790000151
在上式中，记为ΔVFD_1A的量对应于在第一光电探测器10A的累积阶段期间电位VFD_1A的下降。类似地，记为ΔVFD_1B的量对应于在第二光电探测器10B的累积阶段期间电位VFD_1B的下降。
在时间t1'处，通过第二光脉冲的发射发起新的距离估计。新的距离估计包括分别类似于时间t2和t4的时间t2'和t4'。
上面已经关于飞行时间模式下的操作的示例说明了图像传感器1的操作，其中以去同步的方式驱动相同像素的光电探测器。图像传感器1的优点在于它还可以以其他模式操作，特别是其中以同步方式驱动相同像素的光电探测器的模式。图像传感器1可以例如以全局快门模式被驱动，也就是说，图像传感器1还可以实施其中像素累积阶段的开始和结束同时进行的图像获取方法。
因此，图像传感器1的优点是能够根据不同模式交替地操作。图像传感器1可以例如以飞行时间模式和全局快门成像模式交替操作。
根据实施模式，图像传感器1的光电探测器的读出电路在其他操作模式下交替驱动，例如，以下模式，其中图像传感器1能够：
在红外光谱的一部分中操作；
在结构光中操作；
在高动态范围成像(HDR)中操作，通过确定对于每个像素，两个光电探测器之一的累积时间大于另一个光电探测器的累积时间；和/或
在背景抑制下操作。
由于能够由图像传感器1实施的不同成像模式使用相同数量的像素，因此图像传感器1可以被用于在没有分辨率的损失的情况下形成不同类型的图像。能够将多个功能集成在同一像素阵列和读出电路中的图像传感器1的使用特别地使能响应于电子设备的小型化的当前约束，例如智能电话设计和制造约束。
下文中的图5至图13示出了形成图1和图2的图像传感器1的方法的实施模式的连续步骤。为简化起见，以下关于图5至图13所讨论的内容示出了图像传感器1的单个像素的形成，例如图像传感器1的像素12。但是，应该理解，该方法可以扩展到类似于图像传感器1的图像传感器的任意数量的像素的形成。
图5是形成图1和图2的图像传感器1的方法的实施模式的步骤的局部简化截面图。
根据该实施模式，其通过提供CMOS支撑件3开始，其特别地包括像素12的读出电路(未示出)。CMOS支撑件3在其上表面30处还包括接触元件32A和32B。在图5的截面图中，接触元件32A和32B具有“T”形，其中：
水平部分在CMOS支撑件3的上表面30上延伸；并且
竖直部分从CMOS支撑件3的上表面30向下延伸，以接触耦合到或连接到读出电路(未示出)的CMOS支撑件3的较低金属化水平(未示出)。
接触元件32A和32B例如由形成在CMOS支撑件3的上表面30上的导电轨道(接触元件32A和32B的水平部分)和接触导电轨道的导电通孔(接触元件32A和32B的竖直部分)形成。导电轨道和导电通孔可以由金属材料制成，例如，银(Ag)、铝(Al)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛(Ti)和铬(Cr)或氮化钛(TiN)。导电轨道和导电通孔可以具有单层或多层结构。在导电轨道具有多层结构的情况下，导电轨道可以由被绝缘层分开的导电层的堆叠所形成。然后，通孔穿过绝缘层。导电层可以由来自上述列表的金属材料制成，并且绝缘层可以由氮化硅(SiN)或氧化硅(SiO2)制成。
在同一步骤期间，清洁CMOS支撑件3以去除其表面30处可能存在的杂质。清洁例如通过等离子体执行。在执行一系列连续沉积(关于以下附图进行详细说明)之前，清洁因此提供了CMOS支撑件3的令人满意的清洁度。
在本公开的其余部分中，关于图6至图13所描述的方法的实施模式排他地包括在CMOS支撑件3的上表面30上方执行操作。因此，图6至13的CMOS支撑件3优选为在整个方法中关于图5所讨论的CMOS支撑件3相同。为了简化，在以下附图中将不再详细描述CMOS支撑件3。
图6是从诸如关于图5所描述的结构来形成图1和图2的图像传感器1的方法的实施模式的另一步骤的局部简化截面图。
在该步骤期间，将电子注入材料沉积在接触元件32A和32B的表面处。优选沉积选择性地结合到接触元件32A和32B的表面的材料以形成自装配单层(SAM)。因此，该沉积优选地或仅覆盖接触元件32A和32B的自由上表面。
如图6中示出的，因此形成了：
像素12的第一有机光电探测器12A的下部电极122A；以及
像素12的第二有机光电探测器12B的下部电极122B。
作为变体，执行电子注入材料的全板沉积，该电子注入材料具有足够低的横向电导率以避免在两个相邻的接触元件之间产生导电路径。
下部电极122A和122B分别形成电子注入层(EIL)和光电探测器12A和12B。下部电极122A和122B也被称为光电探测器12A和12B的阴极。下部电极122A和122B优选通过旋涂或浸涂形成。
形成下部电极122A和122B的材料选自包括以下的群组：
金属或金属合金，例如银(Ag)、铝(Al)、铅(Pb)、钯(Pd)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、钨(W)、钼(Mo)，钛(Ti)、铬(Cr)或镁和银合金(MgAg)；
透明导电氧化物(TCO)，特别是铟锡氧化物(ITO)、铝锌氧化物(AZO)、镓锌氧化物(GZO)、ITO/Ag/ITO多层、ITO/Mo/ITO多层、AZO/Ag/AZO多层、或ZnO/Ag/ZnO多层；
聚乙烯亚胺(PEI)聚合物或聚乙烯亚胺乙氧基化(PEIE)、丙氧基化和/或丁氧基化的聚合物；
碳、银和/或铜纳米线；
石墨烯；以及
这些材料中至少两种的混合物。
下部电极122A和122B可以具有单层或多层结构。
图7是从诸如关于图6描述的结构形成图1和图2的图像传感器1的方法的实施例的又一步骤的局部简化截面图。
在该步骤期间，在CMOS支撑件3的上表面侧30上执行第一层120的非选择性沉积。该沉积称为“全板”沉积，这是因为其覆盖CMOS支撑件3的整个上表面30以及接触元件32A、32B和下部电极122A和122B的自由表面。第一层120的沉积优选通过旋涂进行。
根据该实施模式，第一层120旨在形成像素12的光电探测器12A和12B的未来有源层120A、120B。像素12的光电探测器12A和12B的有源层120A和120B优选地具有与第一层120的组成和厚度相同的组成和厚度。
第一层120可以包括小分子、低聚物或聚合物。这些可以是有机或无机材料，特别地包括量子点。第一层120可以包括双极性半导体材料或N型半导体材料和P型半导体材料的混合物，例如以叠层的形式或纳米级的紧密混合物的形式来形成块体异质结。第一层120的厚度可以在50nm至2μm的范围内，例如，大约300μm。
能够形成层120的P型半导体聚合物的示例是：
聚(3-己基噻吩)(P3HT)；
聚[N-9'-十七烷基-2,7-咔唑-alt-5,5-(4,7-二-2-噻吩基-2',1',3'-苯并噻二唑](PCDTBT)；
聚[(4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并[1,2-b；4,5-b']二噻吩)-2,6-二基-alt-(4-(2-乙基己基)-噻吩并[3,4-b]噻吩))-2,6-二基](PBDTTT-C)；
聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-苯基-亚乙烯基](MEH-PPV)；以及
聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊[2,1-b；3,4-b']二噻吩)-alt-4,7(2,1,3-苯并噻二唑)](PCPDTBT)。
能够形成层120的N型半导体材料的示例是富勒烯，特别是C60、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯([60]PCBM)、[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯([70]PCBM)、苝二酰亚胺、氧化锌(ZnO)或能够形成量子点的纳米晶体。
图8是从诸如关于图7所描述的结构来形成图1和图2的图像传感器1的方法的实施例的又一步骤的局部简化截面图。
在该步骤期间，在CMOS支撑件3的上表面侧执行第二层124的非选择性沉积。该沉积称为“全板”沉积，这是因为它覆盖了第一层120的整个上表面。第二层124的沉积优选通过旋涂来执行。
根据该实施模式，第二层124旨在形成像素12的光电探测器12A和12B的未来的上部电极124A、124B。像素12的光电探测器12A和12B的上部电极124A和124B优选地具有与第二层124的组成和厚度相同的组成和厚度。
第二层124对其接收到的光辐射至少部分透明。第二层124可以由透明导电材料制成，例如，透明导电氧化物(TCO)、碳纳米管、石墨烯、导电聚合物、金属或至少两种化合物的混合物或合金制成。第二层124可以具有单层或多层结构。
能够形成第二层124的TCO的示例是铟锡氧化物(ITO)、铝锌氧化物(AZO)、镓锌氧化物(GZO)、氮化钛(TiN)、氧化钼(MoO3)和氧化钨(WO3)。能够形成第二层124的导电聚合物的示例是称为PEDOT：PSS的聚合物(其是聚(3,4)-乙烯二氧噻吩和聚(苯乙烯磺酸钠))与聚苯胺(也称为PAni)的混合物。能够形成第二层124的金属的示例是银、铝、金、铜、镍、钛和铬。能够形成第二层124的多层结构的示例是AZO/Ag/AZO类型的银结构和多层AZO。
第二层124的厚度可以在10nm至5μm的范围内，例如，大约30μm。在第二层124是金属的情况下，第二层124的厚度小于或等于20nm，优选地小于或等于10nm。
图9是从诸如关于图8所描述的结构来形成图1和图2的图像传感器的方法的实施模式的又一步骤的局部简化截面图。
在该步骤期间，穿过第一层120和第二层124向下直到CMOS支撑件3的上表面30形成三个竖直开口340、342和244。这些开口优选地通过在对待保护区域进行掩模之后进行蚀刻来形成，例如，通过抗蚀剂沉积、通过掩模曝光、并且然后通过干蚀刻(例如通过反应离子蚀刻)或通过湿蚀刻(例如通过化学蚀刻)。作为变体，蚀刻掩模的沉积是局部地执行的，例如，通过丝印、通过日光胶版术、通过纳米压印或通过柔印、并且通过干蚀刻(例如通过反应离子蚀刻)或者通过湿蚀刻(例如通过化学蚀刻)执行蚀刻。
在图9的示例中：
竖直开口340和342位于第一接触元件32A的任一侧(分别位于第一接触元件32A的左侧和右侧)；并且
竖直开口342和344位于第二接触元件32B的任一侧(分别位于第二接触元件32B的左侧和右侧)。
竖直开口340、342和344旨在分离属于图像传感器1的同一行的光电探测器。例如，开口340、342和344通过光刻形成。作为变体，开口340、342和344通过反应离子蚀刻或借由适当溶剂的化学蚀刻形成。
如图9中示出的，因此获得：
像素12的第一光电探测器12A的有源层120A，其完全覆盖第一接触元件32A和下部电极122A的自由表面；
像素12的第二光电探测器12B的有源层120B，其完全覆盖第二接触元件32B和下部电极122B的自由表面；
像素12的第一光电探测器12A的上部电极124A，其覆盖有源层120A；以及
像素12的第二光电探测器12B的上部电极124B，其覆盖有源层120B。
因此，仍在图9的示例中：
开口340一方面内插在像素12的第一光电探测器12A的有源层120A和上部电极124A之间，并且另一方面内插在属于相邻像素(未显示)的第二光电探测器的有源层和上部电极之间；
开口342一方面内插在像素12的第一光电探测器12A的有源层120A和上部电极124A之间，并且另一方面内插在像素12的第二光电探测器12B的有源层120B和上部电极124B之间；并且
开口344一方面内插在像素12的第二光电探测器12B的有源层120B和上部电极124B之间，并且另一方面内插在像素16的第一光电探测器的有源层160A和上部电极164A之间(部分在图9中示出)。
上部电极124A和124B分别形成光电探测器12A和12B的空穴注入层(HIL)。上部电极124A和124B也被称为光电探测器12A和12B的阳极。
上部电极124A和12B优选地由与形成它们的层124相同的材料制成，如关于图8所讨论的。
图10是从诸如关于图9所描述的结构形成图1和图2的图像传感器1的方法的实施例的又一步骤的局部简化截面图。
在该步骤期间，开口340、342和344填充有第三绝缘层35，图10仅示出了其中的部分350、352和354。该绝缘层35的部分350、352和354分别填充开口340、342和344。
第三层35的部分350、352和354旨在电绝缘属于图像传感器1的同一行的相邻光电探测器。根据实施例，第三层35的部分350、352和354至少部分地吸收图像传感器1接收到的光以将同一行的光电探测器光学隔离。第三绝缘层可以由其吸收至少覆盖光电二极管的波长(可见光和红外光)的树脂形成。这样具有黑色外观的树脂被称为“黑色树脂”。在图10的示例中，部分352将像素12的第一光电探测器12A与第二光电探测器12B电绝缘并光学绝缘。
第三绝缘层35可以由无机材料制成，例如，由氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiN)制成。在第三绝缘层35由氮化硅制成的情况下，该材料优选地通过物理气相沉积(PVD)或通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)获得。
第三绝缘层35可以由氟化聚合物(特别是由Bellex以商品名“Cytop”商业化的氟化聚合物)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚对二甲苯、聚酰亚胺(PI)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、光刻树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂或这些化合物中至少两种的混合物制成。
作为变体，该绝缘层35可以由另一种无机电介质制成，特别是由氧化铝(Al2O3)制成。可以通过原子层沉积(ALD)来沉积氧化铝。第三绝缘层35的最大厚度可以在50nm至2μm的范围内，例如，大约100nm。
然后在CMOS支撑件3的上表面30侧的整个结构上沉积第四层360。第四层360优选地是所谓的“平坦化”层，其能够在光电探测器的封装之前获得具有平坦上表面的结构。
第四平坦化层360可以由基于聚合物的电介质材料制成。平坦化层360可作为变体包含氮化硅(SiN)和氧化硅(SiO2)的混合物，该混合物通过溅射、通过物理气相沉积(PVD)或通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)获得。
平坦化层360也可以由氟化聚合物(特别是Bellex以商品名“Cytop”商业化的氟化聚合物)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚对二甲苯、聚酰亚胺(PI)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、光刻树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂或这些化合物中至少两种的混合物制成。
图11是从诸如关于图9所描述的结构形成图1和图2的图像传感器1的方法的实施模式的变体的局部简化截面图。
该变体与关于图10讨论的步骤的不同之处主要在于，开口340、342和344此处分别未填充第三绝缘层35的部分350、352和354，而是填充有优选地由与第四层360相同的材料制成的层360'。换句话说，图11中示出的变体相当于不沉积第三绝缘层35，而是直接沉积第四层360以形成第五层360'。在这种情况下，仅关于图10讨论的第四层360列出的透明材料能够形成第五层360'。特别地，第五层360'不是由黑色树脂形成的。
在本公开的其余部分中假设，关于图11讨论的变体未保留在该方法的实施模式中。然而，基于下文提供的指示，将以下步骤适应于形成第五层360'而不是第三层35和第四层360的部分350、352和354的情况在本领域技术人员的能力范围内。
图12是从诸如关于图10所描述的结构形成图1和图2的图像传感器1的方法的实施例的又一步骤的局部简化截面图。
在该步骤期间，第六层370沉积在CMOS支撑件3的上表面30侧的整个结构上。第六层370旨在封装图像传感器1的有机光电探测器。第六层370因此能够避免由于暴露于水或环境空气中包含的湿气导致形成图像传感器1的光电探测器的有机材料的劣化。在图12的示例中，第六层370覆盖了第四平坦化层360的整个自由上表面。
第六层370可以由通过原子层沉积方法(ALD)获得的氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)或通过物理气相沉积(PVD)获得的氮化硅(SiO2)、通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)获得的氮化硅制成。作为变体，第六层370可以由PET、PEN、COP或CPI制成。
根据实施模式，第六层370使能在形成微透镜之前进一步改善结构的表面状况。
图13是从诸如关于图12所描述的结构来形成图1和图2的图像传感器1的方法的实施例的又一步骤的局部简化截面图。
在该步骤期间，像素12的微透镜18与光电探测器12A和12B竖直地成一直线而形成。在图13的示例中，微透镜18相对于分离两个光电探测器12A、12B的开口342基本上是居中的。换句话说，微透镜18相对于第三绝缘层35的部分352(图10)大致对准。由此获得图像传感器1的像素12。
根据所考虑的材料，形成图像传感器1的层的方法可以对应于所谓的加性处理，例如，通过直接印刷在期望的位置处形成有机层的材料，特别是以溶胶-凝胶形式，例如通过喷墨印刷、照相凹版印刷、丝印、柔印、喷涂或滴铸。根据所考虑的材料，形成图像传感器的层的方法可以对应于所谓的减成法，其中形成有机层的材料沉积在整个结构上，并且然后例如通过光刻或激光烧蚀去除未使用的部分。根据所考虑的材料，整个结构上的沉积可以例如通过液相沉积、通过阴极溅射或通过蒸发来执行。特别地，可以使用诸如旋涂、喷涂、日光胶版术、狭缝模头涂布、刮刀涂布、柔印或丝印等方法。当层是金属时，例如通过蒸发或通过阴极溅射将金属沉积在整个支撑件上，并且通过蚀刻来界定金属层。
有利地，可以通过印刷技术形成图像传感器的至少一些层。前述层的材料可以借由喷墨打印机以液体形式沉积，例如以导电和半导体油墨的形式沉积。这里“液体形式的材料”还指定能够通过印刷技术沉积的凝胶材料。可以在不同层的沉积之间设置退火步骤，但是退火温度可以不超过150℃，并且沉积和可能的退火可以在大气压下进行。
图14是沿图1和图2的图像传感器1的平面AA(图2)的局部简化截面图。横截面平面AA对应于与图像传感器1的像素行平行的横截面平面。
在图14中，仅示出了图像传感器1的像素12和16。像素12和16属于图像传感器1的像素的同一行。在图14的示例中，像素12的光电探测器12A、12B和像素16的光电探测器16A、16B彼此分离。因此，沿着图像传感器1的同一行，每个光电探测器与相邻的光电探测器绝缘。
图15是沿图1和图2的图像传感器1的平面BB(图2)的局部简化截面图。横截面平面BB对应于平行于图像传感器1的像素列的横截面平面。
在图15中，仅分别可见像素10和12的第一光电探测器10A和12A。在图15的示例中：
像素10的第一光电探测器10A的下部电极102A与像素12的第一光电探测器12A的下部电极122A分离；
像素10的第一光电探测器10A的有源层100A和像素12的第一光电探测器12A的有源层120A通过相同的连续沉积形成；并且
像素10的第一光电探测器10A的上部电极104A和像素12的第一光电探测器12A的上部电极124A通过相同的其他连续沉积形成。
换句话说，属于图像传感器1的同一像素列的像素的所有第一光电探测器具有公共有源层和公共上部电极。因此，上部电极使能寻址同一列的像素的所有第一光电探测器，而下部电极使能独立地寻址每个第一光电探测器。
类似地，属于图像传感器1的同一像素列的像素的所有第二光电探测器具有这些相同像素的第一光电探测器的公共有源层和公共上部电极、以及与这些相同像素的第一光电探测器的公共上部电极分离的另一公共上部电极。因此，该另一公共上部电极使能寻址同一列的像素的所有第二光电探测器，而下部电极使能独立地寻址每个第二光电探测器。
图16是图像传感器4的另一实施例的局部简化截面图。
图16中示出的图像传感器4与关于图1和图2讨论的图像传感器1相似。图像传感器4与图像传感器1的主要区别在于：
图像传感器4的像素10、12、14和16属于图像传感器4的同一行或同一列(而图像传感器1的像素10、12、14和16(图1)分布在图像传感器1的两个不同行和两个不同列上)；并且
图像传感器4的每个像素10、12、14和16在其微透镜18下方和钝化层43上具有彩色滤光片41R、41G或41B。换句话说，图1中成正方形布置的四个单色像素10、12、14和16在此在图16中并排放置。
更具体地，在图16的示例中，图像传感器4包括：
第一绿色滤光片41G，其内插在像素10的微透镜18和钝化层43之间；
红色滤光片41R，其内插在像素12的微透镜18和钝化层43之间；
第二绿色滤光片41G，其内插在像素14的微透镜18和钝化层43之间；以及
蓝色滤光片41B，其内插在像素16的微透镜18和钝化层43之间。
根据该实施例，图像传感器4的彩色滤光片41R、41G和41B让路于频率范围不同于可见光谱的电磁波，并且让路于红外光谱的电磁波。彩色滤光片41R、41G和41B可以对应于彩色树脂块。每个彩色滤光片41R、41G和41B能够让路于例如在700nm和1mm之间的波长处的红外辐射，并且对于至少一些彩色滤光片而言，能够让路于可见光的波长范围。
对于要获取的彩色图像的每个像素，图像传感器4可以包括：
至少一个像素(例如，像素16)，其彩色滤光片41B能够在例如430nm至490nm的波长范围内让路于红外辐射和蓝光；
至少一个像素(例如，像素10和14)，其彩色滤光片41G能够在例如510nm至570nm的波长范围内让路于红外辐射和蓝光；以及
至少一个像素(例如，像素12)，其彩色滤光片41R能够在例如600nm至720nm的波长范围内让路于红外辐射和红光。
类似于关于图1和图2讨论的图像传感器1，图像传感器4的每个像素10、12、14、16具有第一光电探测器和第二光电探测器。因此，每个像素包括两个光电探测器，在图16中由相同的块(OPD)非常示意性地示出。更具体地说，在图16中：
像素10包括两个有机光电探测器(块90，OPD)；
像素12包括两个有机光电探测器(块92，OPD)；
像素14包括两个有机光电探测器(块94，OPD)；并且
像素16包括两个有机光电探测器(块96，OPD)。
每个像素10、12、14和16的光电探测器是共面的，并且每个与读出电路相关联，如关于图3所讨论的。读出电路形成在CMOS支撑件3内部的顶部。因此，传感器4能够例如在红外和彩色图像捕获中交替执行飞行时间距离估计。
已经描述了各种实施例、实施模式和变体。本领域技术人员将理解，可以组合这些各种实施例、实施模式和变体的某些特征，并且本领域技术人员将想到其他变体。
最后，基于以上给出的功能指示，所描述的实施例、实施模式和变体的实际实施方式在本领域技术人员的能力范围内。特别地，使图像传感器1至4的读出电路的驱动适应于其他操作模式，例如用于具有或不具有附加光的红外图像的形成、具有背景抑制的图像的形成、以及高动态范围图像(同时HDR)的形成基于上述指示在本领域技术人员的能力范围内。

Claims (15)

1.一种像素(10、12、14、16)，其特征在于，包括：
CMOS支撑件(3)；以及
至少两个有机光电探测器(10A、10B、12A、12B、14A、14B、16A、16B)，
其中同一透镜(18)与所述有机光电探测器竖直地成一直线。
2.一种图像传感器(1；4)，其特征在于，包括多个根据权利要求1所述的像素(10、12、14、16)。
3.一种制造根据权利要求1所述的像素或根据权利要求2所述的图像传感器的方法，包括以下步骤：
设置CMOS支撑件(3)；
对每个像素形成至少两个有机光电探测器(10A、10B、12A、12B、14A、14B、16A、16B)；以及
形成与所述像素或每个像素的所述有机光电探测器竖直地成一直线的同一透镜(18)。
4.根据权利要求1所述的像素或权利要求2所述的传感器或权利要求3所述的方法，其特征在于，所述有机光电探测器(10A、10B、12A、12B、14A、14B、16A、16B)是共面的。
5.根据权利要求1或4所述的像素或权利要求2或4所述的传感器或权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述有机光电探测器(10A、10B、12A、12B、14A、14B、16A、16B)通过电介质(35、350、352、354；360')彼此分离。
6.根据权利要求1、4或5中任一项所述的像素或权利要求2、4或5中任一项所述的传感器或权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，每个有机光电探测器(10A、10B、12A、12B、14A、14B、16A、16B)包括第一电极(102A、102B、122A、122B、142A、142B、162A、162B)，其与形成在所述CMOS支撑件(3)的表面(30)处的其他有机光电探测器的第一电极分离。
7.根据权利要求6所述的像素、传感器或方法，其特征在于，每个第一电极(102A、102B、122A、122B、142A、142B、162A、162B)耦合到读出电路(20A、20B、22A、22B)，优选地连接到读出电路(20A、20B、22A、22B)，每个读出电路优选地包括被形成在所述CMOS支撑件(3)中的三个晶体管(200、202、210)。
8.根据权利要求1、4-7中任一项所述的像素或权利要求2、4-7中任一项所述的传感器或权利要求3-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述有机光电探测器(10A、10B、12A、12B、14A、14B、16A、16B)能够通过飞行时间估计距离。
9.根据权利要求1、4-8中任一项所述的像素或权利要求2、4-8中任一项所述的传感器，其特征在于，能够：
在红外光谱的一部分中操作；
在结构光中操作；
在高动态范围成像HDR中操作；和/或
在背景抑制下操作。
10.根据权利要求2、4-9中任一项所述的图像传感器，其特征在于，每个像素(10、12、14、16)还包括在所述透镜(18)下的彩色滤光片(41R、41G、41B)，所述彩色滤光片让可见光谱和红外光谱的频率范围内的电磁波通过。
11.根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，能够捕获彩色图像。
12.根据权利要求1、4-9中任一项所述的像素或权利要求2、4-11中任一项所述的传感器或权利要求3-8中任一项所述的方法，其特征在于，每个像素(10、12、14、16)恰好包括：
第一有机光电探测器(10A、12A、14A、16A)；以及
第二有机光电探测器(10B、12B、14B、16B)。
13.根据权利要求12所述的像素、传感器或方法，其特征在于，对于每个像素(10、12、14、16)，所述第一有机光电探测器(10A、12A、14A、16A)和所述第二有机光电探测器(10B、12B、14B、16B)具有矩形形状并且共同内接在正方形内。
14.根据权利要求12或13所述的像素、传感器或方法，并且根据权利要求6，其特征在于，对于每个像素(10、12、14、16)：
所述第一有机光电探测器(10A、12A、14A、16A)连接到第二电极(104A、124A、144A、164A)；并且
所述第二有机光电探测器(10B、12B、14B、16B)连接到第三电极(104B、124B、144B、164B)。
15.根据权利要求14所述的传感器，其特征在于，
所述第二电极(104A、124A、144A、164A)对于所述传感器(1；4)的像素(10、12、14、16)的所有第一有机光电探测器(10A、12A、14A、16A)是公共的；并且
所述第三电极(104B、124B、144B、164B)对于所述传感器(1；4)的像素(10、12、14、16)的所有第二有机光电探测器(10B、12B、14B、16B)是公共的。
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