TW201929254A - 用於在影像感測器中傳輸光的金屬網光管 - Google Patents

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Abstract

各種實施例係關於一光管。該光管可包括在一影像感測器之一基板內的一通道。該通道可由複數個層形成。該複數個層可包括一第一層及一第二層。該第二層可沿著該通道之一軸線與該第一層間隔開。

Description

用於在影像感測器中傳輸光的金屬網光管
本發明係關於金屬網光管，且特定言之係關於包括用以在影像感測器內傳輸光的金屬網光管之影像感測器。
諸如數位攝影機、智慧型電話或平板電腦之影像處理裝置依賴於影像感測器來擷取影像。影像感測器接收光並將彼光轉換成電信號。影像處理裝置接著將此等電信號變換成數位影像。
不同類型之影像感測器係當前可用的。舉例而言，影像處理裝置通常利用正面照明(FSI)影像感測器或背面照明(BSI)影像感測器。FSI影像感測器通常經定向以使得光進入FSI影像感測器之頂部並在照在光感測表面上之前通過金屬互連層。對比而言，BSI影像感測器經定向以允許光自BSI影像感測器之頂部進入並照在光感測表面上而不通過BSI影像感測器之金屬互連層。雖然FSI影像感測器及BSI影像感測器中之每一者具有有利成像特性，但其皆具有有限空間響應。
本發明描述包括金屬網光管之具有延展空間響應的影像感測器之各種實施例。
各種實施例可包括一種包括一第一感測器部分及一第二感測器部分之裝置。在一些實施例中，該第一感測器部分可包括一第一光偵測器。在此等實施例中，該第二感測器部分可包括一第二光偵測器。在一些實施例中，該裝置可包括在該第一光偵測器與該第二光偵測器之間的一組合之金屬互連層。該組合之金屬互連層形成包括藉由複數個層形成之一通道的一光管。該複數個層可包括一第一層及第二層。該第二層可沿著該通道之一軸線與該第一層間隔開。
在一些實施例中，該第一層可包括一金屬且該第二層可包括該金屬。在一些實施例中，該金屬可為一光學金屬跡線。在一些實施例中，該金屬可為一金屬互連跡線。
在一些實施例中，該第一層之一第一周邊可圍繞該軸線連續地延展，且該第二層之一第二周邊可圍繞該軸線連續地延展。在一些實施例中，該第一周邊可等於該第二周邊。
在一些實施例中，該第二層可與該第一層間隔開大於0.0微米且小於或等於大約0.5微米之距離。
在一些實施例中，該組合之金屬互連層可包括在該第一感測器部分內之一第一金屬互連層及在該第二感測器部分內之一第二金屬互連層。在一些實施例中，該光管可包括一第一光管，該第一光管包括藉由該第一金屬互連層內之第一複數個層形成之一第一通道。在一些實施例中，一第二光管可包括藉由該第二金屬互連層內之第二複數個層形成的一第二通道。在一些實施例中，該第一光管及該第二光管可關於一共同軸線對準。在一些實施例中，形成該第一光管之該第一通道的該第一複數個層可具有圍繞該軸線延展的一第一周邊，且形成該第二光管之該第二通道的該第二複數個層可具有圍繞該軸線延展的一第二周邊。該第一周邊可大於該第二周邊。
在一些實施例中，該第一層可包括第一複數個金屬部分，該第一複數個金屬部分包括一光學金屬跡線之一第一金屬部分及一金屬互連跡線之一第二金屬部分。在一些實施例中，該第二層可包括第二複數個金屬部分，該第二複數個金屬部分包括一光學金屬跡線之一第一金屬部分及一金屬互連跡線之一第二金屬部分。
在一些實施例中，該光學金屬跡線可包括複數個邊緣，該複數個邊緣包括一第一邊緣及與該第一邊緣相對之一第二邊緣，且該金屬互連跡線可包括複數個邊緣，該複數個邊緣包括一第三邊緣及與該第三邊緣相對之一第四邊緣。在一些實施例中，該光學金屬跡線之該第一邊緣可耦接至該金屬互連跡線之該第三邊緣，且該光學金屬跡線之該第二邊緣可與該金屬互連跡線之該第四邊緣間隔開。在一些實施例中，該光學金屬跡線之該第一邊緣可與該金屬互連跡線之第三邊緣間隔開。在一些實施例中，該光學金屬跡線之該第一邊緣及該第二邊緣可與該金屬互連跡線之該第三邊緣及該第四邊緣間隔開。在一些實施例中，該光學金屬跡線之該第一邊緣可耦接至該金屬互連跡線，且該光學金屬跡線之該第二邊緣可與該金屬互連跡線間隔開。在一些實施例中，該金屬互連跡線之該第三邊緣可耦接至該光學金屬跡線，且該金屬互連跡線之該第四邊緣可與該光學金屬跡線間隔開。
在一些實施例中，該裝置可包括安置於該第二光偵測器上方之一雙帶通濾波器或安置於該第一光偵測器與該第二光偵測器之間的一窄帶通濾波器中之至少一者。
在一些實施例中，該裝置可包括一光學傳輸器。該光學傳輸器可經組態以傳輸一源光。在一些實施例中，該裝置可包括一光學接收器。該光學接收器可經組態以接收該源光之反射。該光學接收器可包括該第一感測器部分及該第二感測器部分。
在一些實施例中，該裝置可包括一處理器。該處理器可經組態以自一第一電信號產生一第一數位信號。該處理器可經組態以自一第二電信號產生一第二數位信號。該處理器可經組態以基於該第一數位信號及該第二數位信號產生一組合之數位信號。該處理器可經組態以基於該組合之數位信號產生一數位影像。
各種實施例可包括一種用於經由一影像感測器擷取一影像之方法。在一些實施例中，該方法可包括經由一光學接收器接收光。在一些實施例中，該光學接收器可包括一影像感測器。該影像感測器可包括一第一感測器部分及一第二感測器部分。在一些實施例中，該第一感測器部分可包括一第一光偵測器。在此等實施例中，該第二感測器部分可包括一第二光偵測器。在一些實施例中，該影像感測器可包括在該第一光偵測器與該第二光偵測器之間的一組合之金屬互連層。該組合之金屬互連層可形成包括藉由複數個層形成之一通道的一光管。該複數個層可包括一第一層及第二層。該第二層可沿著該通道之一軸線與該第一層間隔開。
在一些實施例中，該方法可包括經由一光學傳輸器傳輸一源光。該光學接收器可接收該源光之反射。
在一些實施例中，該方法可包括經由一處理器自一第一電信號產生一第一數位信號。該方法可包括經由該處理器自一第二電信號產生一第二數位信號。該方法可包括經由該處理器基於該第一數位信號及該第二數位信號產生一組合之數位信號。該方法可包括經由該處理器基於該組合之數位信號產生一數位影像。
在一些實施例中，該第一層可包括一金屬且該第二層可包括該金屬。在一些實施例中，該金屬可為一光學金屬跡線。在一些實施例中，該金屬可為一金屬互連跡線。
在一些實施例中，該第一層之一第一周邊可圍繞該軸線連續地延展，且該第二層之一第二周邊可圍繞該軸線連續地延展。在一些實施例中，該第一周邊可等於該第二周邊。
在一些實施例中，該第二層可與該第一層間隔開大於0.0微米且小於或等於大約0.5微米之距離。
在一些實施例中，該光管可包括一第一光管，該第一光管包括藉由該第一感測器部分內之第一複數個層形成之一第一通道。在一些實施例中，一第二光管可包括藉由該第二感測器部分內之第二複數個層形成的一第二通道。在一些實施例中，形成該第一光管之該第一通道的該第一複數個層可具有圍繞該軸線延展的一第一周邊，且形成該第二光管之該第二通道的該第二複數個層可具有圍繞該軸線延展的一第二周邊。該第一周邊可大於該第二周邊。
在一些實施例中，該第一層可包括第一複數個金屬部分，該第一複數個金屬部分包括一光學金屬跡線之一第一金屬部分及一金屬互連跡線之一第二金屬部分。在一些實施例中，該第二層可包括第二複數個金屬部分，該第二複數個金屬部分包括一光學金屬跡線之一第一金屬部分及一金屬互連跡線之一第二金屬部分。
在一些實施例中，該光學金屬跡線可包括複數個邊緣，該複數個邊緣包括一第一邊緣及與該第一邊緣相對之一第二邊緣，且該金屬互連跡線可包括複數個邊緣，該複數個邊緣包括一第三邊緣及與該第三邊緣相對之一第四邊緣。在一些實施例中，該光學金屬跡線之該第一邊緣可耦接至該金屬互連跡線之該第三邊緣，且該光學金屬跡線之該第二邊緣可與該金屬互連跡線之該第四邊緣間隔開。在一些實施例中，該光學金屬跡線之該第一邊緣可與該金屬互連跡線之第三邊緣間隔開。在一些實施例中，該光學金屬跡線之該第一邊緣及該第二邊緣可與該金屬互連跡線之該第三邊緣及該第四邊緣間隔開。在一些實施例中，該光學金屬跡線之該第一邊緣可耦接至該金屬互連跡線，且該光學金屬跡線之該第二邊緣可與該金屬互連跡線間隔開。在一些實施例中，該金屬互連跡線之該第三邊緣可耦接至該光學金屬跡線，且該金屬互連跡線之該第四邊緣可與該光學金屬跡線間隔開。
各種實施例可包括一種用於經由一影像感測器擷取一影像之設備。在一些實施例中，該設備可包括用於經由一光學傳輸器傳輸一源光的構件。該設備亦可包括用於經由一光學接收器接收光(包括該源光之反射)的構件。在一些實施例中，該光學接收器可包括一影像感測器。該影像感測器可包括一第一感測器部分及一第二感測器部分。在一些實施例中，該第一感測器部分可包括一第一光偵測器。在此等實施例中，該第二感測器部分可包括一第二光偵測器。在一些實施例中，該影像感測器可包括在該第一光偵測器與該第二光偵測器之間的一組合之金屬互連層。該金屬互連層可形成包括藉由複數個層形成之一通道的一光管。該複數個層可包括一第一層及第二層。該第二層可沿著該通道之一軸線與該第一層間隔開。
本專利申請案主張2017年10月17日申請且讓與給本受讓人並特此明確地以引用之方式併入本文中的名為「METAL MESH LIGHT PIPE FOR TRANSPORTING LIGHT IN AN IMAGE SENSOR」之臨時申請案第62/573,612號的優先權
如本文所描述，影像感測器(例如，FSI或BSI影像感測器)之一些組件有時可被稱作關於某其他組件定位「於上方」、「於頂部上」、「於下面」、「於下方」或類似術語。為易於描述，影像感測器中之組件之間的空間關係可關於影像感測器之「頂部」及「底部」而描述。在一些實施例中，影像感測器之「頂部」可與光最初照在影像感測器上及/或進入影像感測器所藉以的點對應。因此，與影像感測器之頂部相比，影像感測器之「底部」可在影像感測器之相對側。因此，比第一組件更接近於影像感測器之頂部的影像感測器之第二組件或元件可描述為「在第一組件之頂部上」或「在第一組件上方」。
在本文所描述之實施例中，將影像感測器特定稱作具有「第一感測器部分」(或「第一影像感測器」)或「第二感測器部分」(「第二影像感測器」)僅為易於標記及描述。因而，將影像感測器描述為「第一感測器部分」或「第二影像感測器」並不意欲為限制性。
術語「感測器元件」可在本文中用以指代可經組態以擷取光資訊的影像感測器之基本組件。特定言之，感測器元件可經組態以擷取照相物件之一部分，使得整個照相影像(或較大部分)之表示可使用影像感測器之多個感測器元件來擷取。影像感測器可描述為包括或具有經配置為二維陣列或矩陣之一或多個感測器元件。此二維陣列可與相關數位影像之特定解析度對應。更多感測器元件通常與更高解析度數位影像對應。舉例而言，與具有一具有感測器元件之4000×3000陣列的影像感測器(例如12兆像素影像感測器)之另一影像處理裝置相比，具有一具有感測器元件之640×480陣列的影像感測器(例如0.3兆像素影像感測器)之影像處理裝置可擷取較低解析度數位影像。除非另外指明，否則對具有某一數目個感測器元件之影像感測器的任何引用僅為易於描述且不意欲將任何影像感測器限制於具有任何特定數目個感測器元件。
用於習知背面照明(BSI)影像感測器的矽晶圓可足夠薄，以使得光自BSI晶圓之頂部進入並照在光接收表面(例如光偵測器)上而不通過BSI影像感測器之金屬互連層。因為光不通過BSI晶圓(例如BSI影像感測器)中之金屬互連層，所以光並不被散射或被阻擋至與正面照明(FSI)影像感測器中所觀察相同的程度。因此，與FSI影像感測器相比，BSI影像感測器在偵測可見光時通常體驗較佳效能。然而，因為BSI影像感測器比FSI影像感測器薄(例如BSI影像感測器通常小於三微米而FSI影像感測器通常大於七微米)，所以BSI影像感測器以及FSI影像感測器歸因於NIR/IR光之相對較長波長可未偵測到近紅外(「NIR」)或紅外(「IR」)光。
在概述中，各種實施例提供一影像感測器，該影像感測器經組態以與BSI影像感測器同等水平感測可見光，而同時經組態以與FSI影像感測器同等水平感測IR或NIR光。在此等實施例中，影像感測器可包括經組態以類似於FSI影像感測器起作用的第一感測器部分(其亦可被稱作第一影像感測器)。影像感測器可進一步包括經組態以類似於BSI影像感測器起作用的第二感測器部分(其可被稱作第二影像感測器)。第二感測器部分可定位於第一感測器部分之頂部上(例如耦接、附接、結合等至第一感測器部分)。經組態以類似於FSI影像感測器起作用的第一感測器部分及經組態以類似於BSI影像感測器起作用的第二感測器部分僅僅出於例示性目的且並不意謂限制本發明。舉例而言，第一感測器部分可經組態以類似於BSI影像感測器起作用且第二感測器部分可經組態以類似於FSI影像感測器起作用。替代地，第一感測器部分及第二感測器部分可皆經組態以類似於BSI影像感測器起作用或第一感測器部分及第二感測器部分可皆經組態以類似於FSI影像感測器起作用。
在各種實施例中，影像感測器可經組態以使得第二感測器部分定位於第一感測器部分之頂部上。「頂部」可用於指一位置使得光可進入第二感測器部分並被偵測，且彼光中之一些可通過第二感測器部分且可在第一感測器部分內被偵測。藉由將第二感測器部分定位於第一感測器部分之頂部上，可形成堆疊影像感測器。在一些實施例中，第二感測器部分可經組態以諸如藉由執行晶圓變薄或研磨而具有適合於感測可見光之厚度。第一感測器部分可經組態以具有適合於感測IR或NIR光之厚度，此可並不需要晶圓研磨或可需要較小研磨程度。藉由將第二感測器部分定位於第一感測器部分上方使得每一感測器部分能夠擷取來自同一源(例如來自同一方向及/或同一環境)之某光，可改良由影像感測器擷取的總光。
在一些實施例中，影像感測器可包括一或多個光學濾波器。一或多個光學濾波器可包括安置於第二感測器部分之第二光偵測器上方的雙帶通濾波器中之一或多者。一或多個光學濾波器可包括安置於第一感測器部分之第一光偵測器與第二感測器部分之第二光偵測器之間的一IR或NIR窄帶通濾波器中之至少一者。光學帶通濾波器通常經組態以選擇性地傳輸某一範圍內之波長而抑制在彼範圍外部的波長。雙帶通濾波器通常經組態以傳輸兩個通帶(例如，頻譜之兩個部分，諸如可見光及NIR/IR光)。藉由將雙帶通濾波器定位於第二光偵測器上方(例如雙帶通濾波器可安置於第二光偵測器上方之任何地方，諸如第二感測器部分之頂部上)，雙帶通濾波器可傳輸可見及NIR/IR光同時抑制在與可見及/或NIR/IR光相關聯的一或多個波長範圍外部的光。已藉由雙帶通濾波器濾波的光接著可進入影像感測器之第二感測器部分。以此方式，僅僅與雙帶通濾波器相關聯的波長範圍內之光可經由雙帶通濾波器進入影像感測器(例如第二感測器部分)，諸如可見光及NIR/IR光。
窄帶通濾波器通常經組態以傳輸頻譜之窄區(例如，當使用IR或NIR窄帶通濾波器時，NIR或IR頻譜之窄區)同時抑制在頻譜之窄區外部的光(例如若窄帶通濾波器為IR或NIR窄帶通濾波器，則抑制可見光)。藉由將窄帶通濾波器安置於第一感測器部分之第一光偵測器與第二感測器部分之第二光偵測器之間(例如，窄帶通濾波器可安置於第一光偵測器與第二光偵測器之間的任何地方)，窄帶通濾波器可在光進入第一光偵測器之前濾波未被第二感測器部分感測的光(例如未被第二光偵測器偵測到的光)。舉例而言，窄帶通濾波器可傳輸在窄波長範圍內之光同時抑制在窄波長範圍外部的光。已藉由窄帶通濾波器濾波的光接著可進入第一光偵測器並藉由第一光偵測器偵測。以此方式，僅僅在窄波長範圍內之光(諸如NIR及/或IR光)可經由窄帶通濾波器進入影像感測器之第一光偵測器並藉由該第一光偵測器偵測。
在一些實施例中，影像感測器之第一感測器部分及第二感測器部分可各具有一或多個感測器元件。第一感測器部分及第二感測器部分可以一種方式實體地耦接或附著在一起，該方式使得第一感測器部分之每一感測器元件與第二感測器部分之對應感測器元件對準。特定言之，第一感測器部分之每一感測器元件可定位於第二感測器部分之對應感測器元件下方。在其中第一感測器部分及第二感測器部分中之每一者具有兩個感測器元件(例如2×1感測器陣列)的實例中，第一感測器部分之第一感測器元件可與第二感測器部分之對應感測器元件(被稱作第二感測器元件，此係因為對應感測器元件可包括於第二感測器部分內)對準。
在一些實施例中，第一感測器部分及第二感測器部分的感測器元件之對準可包括對準光偵測器與在基板內形成於影像感測器之第一及第二感測器部分中的光偵測器之間的的光管(例如如參看圖3所論述)，此可確保來自同一源之光藉由影像感測器中之對應感測器元件擷取或感測。在此等實施例中，影像感測器之此組態可使得第二感測器部分中之光偵測器(在本文中稱作第二光偵測器，此係因為其包括於第二感測器部分內)能夠自源接收可見光且亦可使得第一感測器部分中之對應光偵測器(在本文中稱作第一光偵測器，此係因為其包括於第一感測器部分內)能夠自同一源接收NIR或IR光。影像感測器之第一及第二感測器部分的組態及對準促進使用兩個光偵測器(例如第一光偵測器及第二光偵測器)擷取來自同一源之光。結果，自運用此等光偵測器擷取之光建立的數位影像可特別地在低光情形中具有較高詳細程度。
在一些實施例中，影像感測器之第一感測器部分及第二感測器部分可藉由結合第一感測器部分之第一金屬互連層與第二感測器部分之第二金屬互連層以形成組合之金屬互連層而實體地耦接或附著在一起。舉例而言，第一及第二感測器部分之第一及第二金屬互連層可藉由施加金屬氧化物黏著劑而耦接。在另一實例中，第一及第二感測器部分之第一及第二金屬互連層可經由凡得瓦爾力耦接，以使得經耦接以形成組合之金屬互連層的第一感測器部分之第一金屬互連層的頂部部分(例如第一感測器部分之第一金屬互連層的頂部部分或頂部表面)及第二感測器部分之第二金屬互連層的底部部分(例如第二感測器部分之第二金屬互連層的底部部分或底部表面)可為光滑表面，以使得當兩個各別表面接觸時，沒有空氣可在兩個表面之間發現且第一感測器部分及第二感測器部分可經結合以形成組合之金屬互連層。
在一些實施例中，組合之金屬互連層可在第一光偵測器與第二光偵測器之間形成光管以將光自第一影像感測器導引至第二影像感測器。舉例而言，光管可將未由第一光偵測器吸收的光導引至第二光偵測器(例如，具有比可見光更長波長之NIR/IR光)。光管在本文中可被稱作金屬網光管。光管可包括形成於第一金屬互連層內之第一光管及形成於第二金屬互連層內之第二光管。當經組合時，第一光管及第二光管可形成光管。光管可包括藉由複數個層(例如複數個金屬層)形成的通道(例如中空管柱)。該複數個層可包括第一層及沿著通道之軸線與第一層間隔開的第二層(例如上方或下方)。光管可包括任何數目個層。該複數個層中之每一者可與前一層間隔開以形成金屬網光管。亦即，該複數個層可並不沿著軸線(例如垂直地)耦接及/或連接以便形成「網」光管。光管之層之間的電互連件不應出現在光管之通道(例如中空管柱)內，此係因為電互連件將干擾光傳播。實情為，光管之內部(例如藉由該複數個層形成的通道或管柱)應為空(例如中空)。基板可將每一層與在該層上方或下方之層分開(例如，基板可沿通道之軸線將每一層與前一層或下一層分開)。光可自第一光偵測器行進通過藉由該複數個層形成之通道(例如中空管柱)至第二光偵測器。
將參考附圖來詳細地描述各種實施例。一般而言，貫穿圖式將使用相同參考數字指代相同或類似部分。對特定實例及實施之參考僅僅係出於說明之目的，且並不意欲限制本發明或申請專利範圍之範疇。
在一些實施例中，本文中所描述的影像感測器可偵測在可見範圍內之光或近紅外(「NIR」)或較長波長光(例如紅外(「IR」)等)。為了描述清楚起見，「NIR光」將指具有在NIR範圍內之波長及/或具有長於NIR光之波長的任何光。
圖1為說明場景、裝置102以及在場景內及在裝置102之視場內的各種物件的圖式。如圖1中所示，裝置102可包括光學接收器104及光學傳輸器105。裝置102的實例可包括影像擷取裝置(諸如，攝影機)，其可為以下各者或可為以下各者之部分：桌上型電腦、膝上型電腦、平板電腦、個人數位助理、個人攝影機、數位攝影機、運動攝影機、安裝式攝影機、連接式攝影機、可穿戴式裝置、汽車、無人機、無線通信裝置、電話、電視、顯示裝置、數位媒體播放器、視訊遊戲控制台或視訊串流裝置。裝置102可能能夠擷取靜止或移動影像，不管格式(例如數位、膠片等)或類型(例如視訊攝影機、靜止攝影機、網路攝影機等)。
光學傳輸器105之實例可包括投影儀、雷射器或其類似者。光學接收器104之實例可包括一或多個光學感測器(例如，影像感測器)。在一些實例中，光學傳輸器105可傳輸源光(例如IR光、NIR、光、包括圖案或碼字之結構化光、閃光等)至場景中且光學接收器104可接收可見光及/或自場景內之物件反射的源光。
裝置102之視場(「FOV」)可包括物件108a至108c，包括灌木108a、人108b及樹108c。場景100可包括獨立於裝置102之外部光源110。實例外部光源110可包括自然光源(例如，太陽)或在裝置102外部之人工光源。反射光106a至106c可分別表示自物件108a至108c反射的光之路徑。所發射光112a可表示自外部光源110發射之光的路徑。所發射光112b可表示自光學傳輸器105傳輸的源光之路徑。
光學接收器104可例如經由此圖中未展示的裝置102之光學件感測光(例如可見信號、IR信號及/或NIR信號)，且因此基於所感測光擷取裝置102之FOV的影像。藉由光學接收器104接收之光可包括經由光學傳輸器105傳輸的源光之反射。藉由光學接收器104接收之光可包括來自外部光源110之光及/或來自外部光源110之光的反射。換言之，光學接收器104可直接吸收自外部光源110發射之光或在該光自裝置102之FOV內的物件108a至108c反射之後吸收該光。在一些實施例中，當裝置102用以擷取影像時，光學傳輸器105可傳輸源光112b。在其他實施例中，光學傳輸器105可在光學接收器104之感測時段的持續時間內提供恆定照明。在一些實施例中，光學接收器104及光學傳輸器105可為經組態以在一起操作的兩個獨立(例如單獨)組件。光學接收器104可經組態以基於所接收到之光產生FOV之影像。
如同光學傳輸器105，外部光源110可獨立於裝置102起作用(例如，作為不斷照明之源，諸如太陽)或可依賴於裝置102起作用(例如，作為外部閃光裝置)。舉例而言，外部光源110可包括在裝置102之FOV內或在裝置102之FOV的一部分中不斷發射所發射光112a的外部燈。
裝置102可能能夠基於在光學接收器104處接收的光判定場景之深度或物件之深度。圖1之實例實施例展示自裝置102之FOV內的物件108a至108c接收反射光106a至106c的光學接收器104。如所示，物件108a至108c可在距裝置102之各種深度處。然而，在一些實施例中，物件108a至108c可在距裝置102之單一深度處。
可藉由深度或IR/RGB組合之影像支援的實例使用情況可包括(但不限於)擴增實境應用、機器人技術、高動態範圍(HDR)影像、面部識別及/或面部鑑認、臉部活躍度偵測及/或反欺騙、手勢偵測及/或其他使用情況。
圖2A為習知FSI影像感測器200之實例實施例的截面之側視圖。在此實例中，FSI影像感測器200可包括基板層202、磊晶層204、金屬互連層208及一或多個微透鏡(例如微透鏡212a及212b)。在意欲擷取彩色影像之一些實施例中，FSI影像感測器200可包括一或多個彩色濾光片(例如彩色濾光片210a及210b)。應注意一或多個彩色濾光片210a及210b係可選的，此係因為FSI影像感測器200可不意欲擷取彩色影像。舉例而言，彩色濾光片210a及210b可並非為擷取黑白影像所必需。
FSI影像感測器200可經定向以使得光(例如光218a或218b)可自FSI影像感測器200之頂部進入。在圖2A中所說明之實例中，光218a或218b可經由微透鏡212a及212b進入FSI影像感測器200，該等微透鏡聚焦光218a或218b。光218a及218b接著可通過彩色濾光片210a、210b。特定言之，彩色濾光片210a、210b可阻擋在某些波長(例如某些色彩)中之光，以使得通過彩色濾光片210a、210b之光可具有特定色彩或可與特定波長或色彩範圍相關聯。
在藉由微透鏡212a、212b聚焦及藉由彩色濾光片210a、210b濾波之後，光218a或218b可通過金屬互連層208(通常經由一或多個光管216a及216b)以待藉由包括於磊晶層204內的一或多個光偵測器214a及214b接收。金屬互連層208可藉由形成穿過金屬互連層208之通道而形成光管216a及216b。光管216a及216b可藉由將光218a及218b限制於形成於金屬互連層208內的光管216a及216b之通道內而促進光218a及218b通過金屬互連層208。結果，光218a及218b之部分可避免直接通過金屬互連層208(例如通過不具有光管216a及216b之金屬互連層208)，此可另外使得光218a及218b中之一些被散射或阻擋。
金屬互連層208可形成光管216a及216b (例如光管216a及216b可形成於金屬互連層208內)。金屬互連層208可形成於介電層及/或基板(例如SiO2)內。習知金屬互連層(例如金屬互連層208)可包括金屬互連跡線(例如金屬互連跡線280a)之4至6層。金屬互連跡線280a可包括配線或在FSI感測器200內部之電晶體以充當用於FSI感測器200之電互連(例如電源、接地、時脈、視訊信號線等)。換言之，金屬互連跡線(例如金屬互連跡線280a)可為能導電的，原因在於其傳導電。金屬互連跡線(例如金屬互連跡線280a)可包括高反射率金屬，諸如鋁(Al)或鋁銅(ALCu)，或其他高反射率金屬。銅(Cu)或其他金屬可被使用，但可能歸因於其低反射率而並不為較佳的。金屬互連跡線(例如金屬互連跡線280a)之層的數目並不限制本發明且可基於影像感測器而變化。舉例而言，金屬互連層可具有安置於另一者上方或下方的小於4層之金屬互連跡線或安置於另一者上方或下方的多於6層之金屬互連跡線。在圖2A的實例中，金屬互連層208包括3層金屬互連跡線280a。金屬互連層208之金屬互連跡線280a中的每一者可具有大約0.5微米至大約1微米的厚度。如所示，金屬互連跡線280a可與在金屬互連層208內之各種深度處的其他金屬互連跡線280a間隔開。舉例而言，如金屬互連層208之左側及右側所示，僅僅描繪單一金屬互連跡線280a。然而，在光管216a與216b之間，金屬互連層208包括垂直及水平間隔開的5個金屬互連跡線280a。個別金屬互連跡線280a之尺寸可變化。
在通過光管216a及216b之後，光218a及218b可照在光偵測器214a及214b上，該等光偵測器可經組態以偵測光218a及218b。光偵測器214a及214b可將光218a及218b之光能轉換成電能(例如電信號)。此電能可經由金氧半導體場效電晶體(例如MOSFET 220)傳遞至金屬互連層208。金屬氧化物半導體場效電晶體(例如MOSFET 220)可驅動電能(例如電信號)至將電能(例如電信號)轉換成可與其他數位信號組合以形成數位影像之數位信號的一或多個處理器或其他組件(圖中未示)。一般而言，光偵測器214a及214b中之每一者可與FSI影像感測器200中之不同感測器元件對應。因而，圖2A中所說明的FSI影像感測器200可表徵為展示對應於光偵測器214a及214b之兩個感測器元件。
光偵測器214a及214b可包括或嵌入於磊晶層204中。磊晶層204可通常由氮化鎵，或鎵、銦、鋁、氮、磷或砷之某一組合製成。在圖2A中所說明之實例中，磊晶層204可經由自基板層202之磊晶生長的製程而形成於基板層202之頂部上。基板層202可由各種半導體材料(諸如結晶矽)製成。在一些情況下，磊晶層204可由與基板層202相同之材料或另一材料製成。在一些情況下，磊晶層204可為摻雜硼p型半導體材料。
圖2B為習知BSI影像感測器250之實例實施例的截面之側視圖。在說明之實例中，BSI影像感測器250可包括虛設基板層252、金屬互連層254、磊晶層256及一或多個微透鏡260a及260b。在意欲擷取彩色影像之一些實施例中，BSI影像感測器250可包括一或多個彩色濾光片(例如彩色濾光片258a及258b)。應注意一或多個彩色濾光片258a及258b係可選的，此係因為BSI影像感測器250可並非意欲擷取彩色影像。舉例而言，彩色濾光片258a及258b可並非為擷取黑白影像所必需。
BSI影像感測器250之一些組件可類似於參考FSI影像感測器200描述的組件且可用於與參考FSI影像感測器200描述的組件相似之用途。然而，不同於需要光通過金屬互連層(例如FSI影像感測器200之金屬互連層20)的FSI影像感測器(例如FSI影像感測器200)，BSI影像感測器250可經組態以在光通過BSI影像感測器250之金屬互連層254之前感測光(例如經由一或多個光偵測器262a及262b)。
在圖2B中所說明之實例中，光264a及264b可自BSI影像感測器250之頂部接收。如參考FSI影像感測器200所描述，光264a及264b可分別通過微透鏡260a及260b(其可聚焦光264a及264b)並通過彩色濾光片258a及258b(其可濾除光264a及264b中之某些色彩或波長)。然而，與FSI影像感測器200之上述描述對比，光264a及264b可通過彩色濾光片258a及258b且可藉由嵌入於磊晶層256內的光偵測器262a及262b接收。因而，光264a及264b可藉由光偵測器262a及262b感測而不必通過金屬互連層254，此係因為如圖2B中所示，光偵測器262a及262b在金屬互連層254之頂部上包括於BSI影像感測器250內。因而，光管並非習知BSI影像感測器250中所需要。BSI影像感測器250之金屬互連層254可定位於磊晶層256下面且可經由MOSFET 266與磊晶層256電接觸。金屬互連層254可包括金屬互連跡線280b之層。金屬互連跡線280b可類似於金屬互連跡線280a，如參看圖2A所論述。
除磊晶層256可能已被研磨(變薄)以使得自BSI影像感測器250之頂部進入的光照在光接收表面(例如光偵測器262a、262b)上而不通過金屬互連層254之外，BSI影像感測器250之磊晶層256可類似於FSI影像感測器200之磊晶層204。因為光不通過BSI影像感測器250中之金屬互連層254之配線，所以光可不被散射或阻擋至與FSI影像感測器200中所觀察相同的程度。另外，與上文所描述的FSI影像感測器200對比，歸因於光偵測器262a及262b在金屬互連層254上方之位置，BSI影像感測器250可並不需要光管以引導光更深進入BSI影像感測器250中。因此，與FSI影像感測器(例如，FSI影像感測器200)相比，BSI影像感測器250通常在偵測到可見光時可體驗較佳效能。然而，如上文所提及，使得BSI影像感測器250能夠有效地擷取可見光的薄組態亦導致BSI影像感測器250以及FSI影像感測器200擷取NIR或IR光之能力的減損。特定言之，因為BSI影像感測器250之磊晶層256比FSI影像感測器200之磊晶層204薄，所以BSI影像感測器250以及FSI影像感測器200可歸因於NIR/IR光之相對較長波長而不能夠偵測NIR或IR光。
本文中所描述的各種實施例係關於具有金屬網光管之堆疊影像感測器，其改良習知BSI及FSI影像感測器。堆疊影像感測器可提供比個別BSI影像感測器及/或個別FSI影像感測器優良的可見及/或NIR/IR光偵測能力。本文中所描述的堆疊影像感測器可在單一影像感測器中包括類似於一BSI影像感測器(或兩個BSI影像感測器)及/或一FSI影像感測器(或兩個FSI影像感測器)的特徵，以及額外特徵。
圖3A及圖3B說明根據一些實施例之光管的三維視圖。如圖3A及圖3B中所示，光管300可採用各種形狀、大小及/或形式。舉例而言，光管300可為圓形光管，如圖3A中所描繪，或光管300可為正方形或矩形光管，如圖3B中所描繪。光管300之形狀及大小僅僅出於例示性目的且並不意謂限制本發明。舉例而言，雖然圖3B之光管300經描繪為具有圓形拐角，但光管300可具有尖銳拐角。
光管300可包括藉由複數個層302 (例如第一層302a、第二層302b、第三層302c及第四層302d)形成的通道(例如中空管柱)。該複數個層302可形成光管300之邊界。如圖3A及圖3B中所描繪，每一層可沿著通道之軸線310 (例如垂直軸線)與高於或低於另一層之該層間隔開。舉例而言，第二層302b安置於第一層302a上方並與第一層302a間隔開，第三層302c安置於第二層302b上方並與第二層302b間隔開，且第四層302d安置於第三層302c上方並與第三層302c間隔開。雖然圖3A及圖3B之光管300經展示為具有4層，但此僅僅出於說明之目的且並不意謂限制本發明。光管300可包括任何數目個層。
該複數個層302可包括一或多個金屬。一或多個金屬可包括光學金屬跡線及/或金屬互連跡線(如上文參看圖2A及圖2B所論述)。如本文所使用及如上文所描述，金屬互連跡線可為金屬(例如，鋁(Al)、鋁銅(AlCu)，或對光具有高反射率的任何其他合適之金屬)，其可充當用於其中包括光管300之影像感測器的電互連(例如電源、接地、時脈、視訊信號線等)。換言之，金屬互連跡線可為能導電的，原因在於金屬互連跡線傳導電。如本文所使用，光學金屬跡線可為金屬跡線(例如鋁(Al)、鋁銅(AlCu)，或對光具有高反射率的任何其他合適之金屬)，其不充當用於其中包括光管300的影像感測器之電互連。換言之，光學金屬跡線可並不充當用於電之導體。因而，除了影像感測器之金屬互連層內的現有金屬互連跡線之外，光學金屬跡線可被稱作「虛設」金屬襯墊以有助於形成光管300。銅(Cu)或其他金屬可用於金屬互連跡線或光學金屬跡線，但可歸因於其低反射率而並非較佳。如參看圖2A及圖2B描述，影像感測器之金屬互連層已經包括金屬互連跡線，然而每一個別金屬互連跡線之位置可間隔開太遠以獨立地形成光管300。因而，一或多個光學金屬跡線可經添加以形成光管300之通道(例如中空管柱)。舉例而言，一或多個光學金屬跡線可經添加，其中在個別金屬互連跡線之間存在0.5微米或更大的空隙以形成光管300之通道(例如中空管柱)。
如圖3A及圖3B中所示，光管300之每一層302可係連續的或完全連接。亦即，第一層302a為具有圍繞光管300之通道(例如中空管柱)的軸線310連續延展的第一周邊的連續環形。第二層302b為具有圍繞光管300之通道(例如中空管柱)的軸線310連續延展的第二周邊的連續環形。第三層302c為具有圍繞光管300之通道(例如中空管柱)的軸線310連續延展的第三周邊的連續環形。第四層302d為具有圍繞光管300之通道(例如中空管柱)的軸線310連續延展的第四周邊的連續環形。在圖3A及圖3B之實例中，每一層之周邊係相等的(例如第一周邊與第二周邊相同/相等，等等)。圖3A或圖3B中之層中無一者在個別層中之任一者內包括空隙或空間，使光管300之每一層302連續或完全地連接。
每一連續層可由光學金屬跡線及/或金屬互連跡線製成。舉例而言，該複數個層302中之每一者可為光學金屬跡線。替代地，該複數個層302中之每一者可為金屬互連跡線。在一些實施例中，該複數個層302中之每一者可變化。舉例而言，一個層可為光學金屬跡線，而剩餘層為金屬互連跡線，或反之亦然。在一些實施例中，第一層302a可為光學金屬跡線，而第二層302b可為金屬互連跡線，或反之亦然。第三層302c可為金屬互連跡線，而第四層302d可為光學金屬跡線，或反之亦然。
該複數個層302中之每一者可沿通道之軸線310(例如垂直地，如圖3A及圖3B中所示)間隔開大於0.0微米之距離。在一些實施例中，沿通道之軸線310的層之間的距離可小於或等於大約0.5微米，但此並不意謂限制本發明，此係因為距離可大於0.5微米。如圖3A及圖3B中所示，該複數個層302中之每一者可藉由空隙304分隔(例如間隔開)。空隙304 (例如第一層302a與第二層302b之間的304a、第二層302b與第三層302c之間的空隙304b，及第三層302c與第四層302d之間的空隙304c)中之每一者在距離(例如高度)方面可變化。舉例而言，空隙304a可等於、小於或大於空隙304b及/或304c中之任一者。空隙304可包括金屬互連層/光管形成於其中之介電層及/或基板(例如SiO2)。以此方式，光管300可被認為一金屬網光管，此係因為該複數個層302並不彼此連接/耦接(例如並不垂直地彼此連接/耦接)，以使得圍繞該複數個層302中之每一者的通道之軸線310延展的周邊形成光管300之通道(例如中空管柱)(例如形成光管300之邊界)，但該管柱並不垂直連續地由金屬(例如光學金屬跡線或金屬互連跡線)製成。實情為，該複數個層302中之每一者沿通道之軸線310藉由金屬互連層/光管形成於其中之介電層及/或基板(例如SiO2)分隔。因而，光管300之形成不需要使用高折射率材料。
換言之，層(例如第一層302a)之頂部部分可與下一層(例如第二層302b)之底部部分間隔開。彼層(例如第二層302)之頂部部分可與下一層(例如第三層302c)之底部部分間隔開。一層之頂部部分可與該層之底部部分相對。一層之頂部部分可指頂部表面、頂部邊緣等。一層之底部部分可指底部表面、底部邊緣等。
在光管300包括於堆疊影像感測器(如下文更詳細描述)內的一些實施例中，光管300可包括第一光管300a及第二光管300b。第一光管300a可包括於第一影像感測器之第一金屬互連層內且第二光管300b可包括第二影像感測器之第二金屬互連層內。第二影像感測器可安置於第一影像感測器上方。第二光管300b可安置於第一光管300a上方。第一光管300a可包括藉由第一複數個層(例如層302a及302b)形成的第一通道(例如第一中空管柱)。第二光管300b可包括藉由第二複數個層(例如層302c及302d)形成的第二通道(例如第二中空管柱)。第一光管300a及第二光管300b可經對準以形成圍繞共同軸線(例如軸線310或圖中未示之不同軸線)的光管300之通道(例如中空管柱)。以此方式，光可自第二影像感測器之第二光偵測器行進至第一影像感測器之第一光偵測器。
在一些實施例(圖中未示)中，形成第一光管300a之第一通道(例如第一中空管柱)的第一複數個層(例如層302a及302b)可具有圍繞共同軸線(例如軸線310或圖中未示之不同軸線)延展的第一周邊而第二複數個層(例如層302c及302d)可具有圍繞共同軸線(例如軸線310或圖中未示之不同軸線)延展的第二周邊。第一光管300a之第一周邊可大於第二光管300b之第二周邊。以此方式，及如下文將更詳細地論述，第一光管300a之頂部的開口可大於第二光管300b之底部的開口以便收集更多光(例如當自第二光偵測器行進至第一光偵測器時減小光耗損)。此僅僅出於例示性目的，因為該複數個層302中的任一者之周邊大小可變化/逐漸變細，使得第一層302a之周邊可等於、大於或小於第二層302b之周邊，且第二層302b之周邊可等於、大於或小於第三層302c之周邊，等等。
圖4A及圖4B說明根據一些實施例之光管的三維視圖。如圖4A及圖4B中所示，光管400可採用各種形狀、大小及/或形式。舉例而言，光管400可為圓形光管，如圖4A中所描繪，或光管400可為正方形或矩形光管，如圖4B中所描繪。光管400之形狀及大小僅僅出於例示性目的且並不意謂限制本發明。舉例而言，雖然圖4B之光管400經描繪為具有圓形拐角，但光管400可具有尖銳拐角。
除光管400可包括藉由經半連接(相較於如參看圖3A及圖3B所論述之連續或完全地連接)的複數個層402 (例如第一層402a、第二層402b、第三層402c及第四層402d)形成的通道(例如中空管柱)以外，光管400可類似於圖3A及圖3B之光管300的結構。如圖4A及圖4B中所描繪，每一層沿著軸線410 (例如垂直軸線)與在另一層上方或下方之層間隔開。舉例而言，第二層402b安置於第一層402a上方並與第一層402a間隔開，第三層402c安置於第二層402b上方並與第二層402b間隔開，且第四層402d安置於第三層402c上方並與第三層402c間隔開。雖然圖4A及圖4B之光管400經展示為具有4層，但此僅僅係說明性目的且並不意謂限制本發明。光管400可包括任何數目個層。
形成光管400之通道(例如中空管柱)的該複數個層402中之一或多者可包括複數個金屬部分。舉例而言，如圖4A中所示，第四層402d可包括複數個金屬部分404 (例如金屬部分404a、404b、404c及404d)。在另一實例中，如圖4B中所示，第四層402d可包括複數個金屬部分404 (例如金屬部分404a及404b)。第四層402d僅僅用於例示性目的，此係因為更易於看到圖4A及圖4B中之第四層402d的金屬部分之間的區別，然而，第一層402a可包括第一複數個金屬部分，第二層402b可包括第二複數個金屬部分，及/或等等。在一些實施例中，光管400之該複數個層402中之至少一者可具有連續周邊(類似於圖3A之周邊)而光管400之該複數個層402中之至少一者可包括複數個金屬部分(例如類似於第四層402d)。該複數個層402中的任一者可包括與該複數個層402中之任何其他者之金屬部分的數目相同之數目個金屬部分、比任何其他者之金屬部分數目大的數目個金屬部分，或比任何其他者之金屬部分數目小的數目個金屬部分。
單層402中之該複數個金屬部分可包括一或多個金屬。該一或多個金屬可包括光學金屬跡線及/或金屬互連跡線(如上文所論述)。如圖4A及圖4B中所示，該複數個金屬部分404中之每一金屬部分包括複數個邊緣(例如邊緣406及408)。舉例而言且參看圖4A，第四層402d可包括四個金屬部分404 (例如，第一金屬部分404a、第二金屬部分404b、第三金屬部分404c及第四金屬部分404d)。第一金屬部分404a可為光學金屬跡線而第二金屬部分404b可為金屬互連跡線。此僅僅出於例示性目的，且並不意謂限制本發明。舉例而言，第一金屬部分404a可為金屬互連跡線而第二金屬部分404b可為光學金屬跡線。替代地，金屬部分404a及404b兩者可為相同金屬(例如兩個光學金屬跡線或兩個金屬互連跡線)。上述情況適用於金屬部分404c及404d，使得金屬部分404c及404d中之任一者或兩者可為光學金屬跡線及/或金屬互連跡線。參看圖4B，第四層402d可包括兩個金屬部分404 (例如第一金屬部分404a及第二金屬部分404b)。第一金屬部分404a可為光學金屬跡線而第二金屬部分404b可為金屬互連跡線。此僅僅出於例示性目的，且並不意謂限制本發明。舉例而言，第一金屬部分404a可為金屬互連跡線而第二金屬部分404b可為光學金屬跡線。替代地，金屬部分404a及404b兩者可為相同金屬(例如兩個光學金屬跡線或兩個金屬互連跡線)。
參考圖4A及圖4B，第一金屬部分404a可包括第一邊緣406a及第二邊緣406b。如所示，第一邊緣406a與第二邊緣406b相對，使得第一邊緣406a及第二邊緣406b在第一金屬部分404a之相對端(例如側面)上。類似地，第二金屬部分404b可包括第三邊緣408a及第四邊緣408b。如所示，第三邊緣408a與第四邊緣408b相對，使得第三邊緣408a及第四邊緣408b在第二金屬部分404b之相對端(例如側面)上。雖然圖4A中未經由元件數目展示，但第三金屬部分404c及第四金屬部分404d可包括類似於第一金屬部分404a及第二金屬部分404b之邊緣的邊緣(例如側面)。術語第一、第二、第三、第四等為易於描述層、層內之金屬部分、金屬部分之邊緣/側面等而使用，且並不意謂限制本發明。
如圖4A及圖4B中所示，單層402之每一金屬部分404可與同一層402之其他金屬部分404間隔開。舉例而言，參看圖4A，第一金屬部分404a可為光學金屬跡線且第二金屬部分404b可為金屬互連跡線。光學金屬跡線(例如第一金屬部分404a)之第一邊緣404a可與金屬互連跡線(例如第二金屬部分404b)之第三邊緣408a間隔開。類似地，金屬互連跡線之第四邊緣408b(例如第二金屬部分404b)可與第三金屬部分404c (例如光學金屬跡線及金屬互連跡線中之一者或兩者)之邊緣間隔開，而第三金屬部分404c之相對端/邊緣可與第四金屬部分404d (例如光學金屬跡線及金屬互連跡線中之一者或兩者)間隔開。第四金屬部分404d之相對端可與光學金屬跡線(例如第一金屬部分404a)之第二邊緣406b間隔開。
參看圖4B，第一金屬部分404a可為光學金屬跡線且第二金屬部分404b可為金屬互連跡線。第一金屬部分404a之第一邊緣406a及第二邊緣406b可與第一金屬部分404a之第三邊緣408a及第四邊緣408b水平地(例如在同一平面上)間隔開。亦即，第一邊緣406a及第三邊緣408a可在同一層(例如第四層402d)內間隔開且第二邊緣406b及第四邊緣408b可在同一層(例如第四層402d)內間隔開。
單層內之不同金屬部分可間隔開，此係因為若光學金屬跡線直接耦接至金屬互連跡線，則光學金屬跡線將變為影像感測器之電氣互連的一部分。因此，光學金屬跡線之至少一個末端(例如邊緣)不應耦接(例如附接、連接、固定、結合等)至金屬互連跡線。替代地，若多個光學金屬跡線經由邊緣一起耦接於同一層內從而形成一串光學金屬跡線，則該串光學金屬跡線之至少一個末端(例如邊緣)不應耦接至同一層內的金屬互連跡線。光學金屬跡線不應影響藉由金屬互連跡線建立之現有電連接。
單層之該複數個金屬部分(例如404a至404d)中之每一者可間隔開(例如在該層內)大於0.0微米之距離。在一些實施例中，金屬部分之間的距離可小於或等於大約0.5微米，但此並不意謂限制本發明，此係因為距離可大於0.5微米。如圖4A及圖4B中所示，該複數個金屬部分404中之每一者可由空隙410分隔開。空隙410中之每一者距離可變化。舉例而言，單層之2個金屬部分之間的空隙410可等於、小於或大於同一層內空隙410中之任何其他者或其他層之空隙。空隙410可包括金屬互連層/光管形成於其中之介電層及/或基板(例如SiO2)。雖然圖4A及圖4B中未關於元件數目展示，但光管400可包括層之間的空隙，類似於圖3A及圖3B之空隙304。以此方式，光管400可被認為金屬網光管，此係因為該複數個層402並不彼此連接/耦接(例如彼此並不沿軸線410垂直地連接/耦接)，以使得該複數個層402中之每一者的周邊形成光管400之通道(例如中空管柱)，但管柱並不垂直地連續由金屬(例如光學金屬跡線或金屬互連跡線)製成。實情為，該複數個層402中之每一者沿軸線410藉由金屬互連層/光管形成於其中的介電層及/或基板(例如SiO2)分隔。因而，光管400之形成不需要使用高折射率材料。另外，如圖4A及圖4B中所示，圍繞軸線410形成光管400之邊界之單層的該複數個金屬部分之周邊亦可並不連續。在此實例中，當光管400之單層402並不連續時，單層402之周邊可指追蹤圍繞軸線410之層的整個長度/邊界的距離，包括任何金屬部分及該層內之金屬部分之間的任何空間或空隙。
圖5A及圖5B說明根據一些實施例之光管的三維視圖。如圖5A及圖5B中所示，光管500可採用各種形狀、大小及/或形式。舉例而言，光管500可為圓形光管，如圖5A中所描繪，或光管500可為正方形或矩形光管，如圖5B中所描繪。光管500之形狀及大小僅僅出於例示性目的且並不意謂限制本發明。舉例而言，雖然圖5B之光管500經描繪為具有圓形拐角，但光管500可具有尖銳拐角。
光管500可類似於圖3A及圖3B以及圖4A及圖4B之光管300及400的結構，原因在於光管500可包括藉由圍繞軸線510 (例如垂直軸線)延伸的複數個層502 (例如第一層502a、第二層502b、第三層502c及第四層502d)形成的通道(例如中空管柱)，其中該複數個層502中之一或多者包括複數個金屬部分504 (類似於圖4A及圖4B之金屬部分)，但單層中之該複數個金屬部分504中之一或多者可耦接至單層內的一個或多個其他金屬部分。
參看圖5A，第四層502d可包括至少6個金屬部分。為易於描述將論述金屬部分504a、504b及504c。僅僅出於例示性目的，將假設金屬部分504a為金屬互連跡線，金屬部分504b為光學金屬跡線，且504c為金屬互連跡線。類似於圖4A及圖4B，金屬部分504中之每一者包括至少一第一邊緣及一第二邊緣(例如有時稱為一第三邊緣及一第四邊緣)。如圖5A中所示，金屬部分504b之邊緣可耦接至504c之邊緣。因而，光學金屬跡線之邊緣可耦接至金屬互連跡線之邊緣。如所示，空隙可存在於第四層502d內金屬部分504b之另一邊緣(例如與耦接至金屬部分504c之邊緣相對的邊緣)與金屬部分504a之間。類似地，空隙可存在於第四層502d內金屬部分504c之另一邊緣(例如與耦接至金屬部分504b之邊緣相對的邊緣)與金屬部分504c之間。如上文所論述，空隙可存在，此係因為若光學金屬跡線直接耦接至金屬互連跡線，則光學金屬跡線將變為影像感測器之電氣互連之一部分。光學金屬跡線不應影響藉由金屬互連跡線建立之現有電連接。因此，光學金屬跡線之至少一個末端(例如邊緣)不應耦接(例如附接、連接、固定、結合等)至金屬互連跡線。圖5B類似地描繪當金屬部分之相對端/邊緣與同一層內之下一金屬部分間隔開時在兩個金屬部分中之每一者的單一邊緣處耦接的兩個金屬部分(例如504a及504b)。僅僅出於說明之目的，金屬部分504a可為光學金屬跡線且504b可為金屬互連跡線。替代地，504a可為金屬互連跡線且504b可為光學金屬跡線。
圖6說明根據一些實施例之光管的三維視圖。如圖6中所示，光管600可採用各種形狀、大小及/或形式。光管600可類似於圖3A及圖3B、圖4A及圖4B及/或圖5A及圖5B之光管300、400及/或500的結構，原因在於光管600可包括藉由圍繞軸線610 (例如垂直軸線)延伸的複數個層602 (例如第一層602a、第二層602b、第三層602c及第四層602d)形成之通道(例如中空管柱)，其中該複數個層602中之一或多者包括複數個金屬部分604 (類似於圖4A及圖4B及圖5A及圖5B之金屬部分)，但單層中之該複數個金屬部分604中之一或多者可耦接至單層內的一個或多個其他金屬部分(類似於圖5A及圖5B之金屬部分)。該複數個層602可彼此間隔開。
如圖6中所示，金屬部分(例如如光學金屬跡線之金屬部分604a)之邊緣耦接至另一金屬部分(例如為金屬互連跡線之金屬部分604b)(但未必在彼金屬部分(例如金屬部分604b)之邊緣處)，而非兩個金屬部分之兩個邊緣一起耦接於單層中(例如如圖5A及圖5B中所描繪，光學金屬跡線之邊緣耦接至金屬互連跡線之邊緣)。金屬部分604a之另一末端/邊緣可與金屬部分604d (例如光學金屬跡線或金屬互連跡線)間隔開。另外，金屬部分604c之末端可耦接至金屬部分604d，但未必在金屬部分604d之末端/邊緣處。以此方式，可經由該複數個層602形成不同形狀、大小及/或形式的光管600。
雖然圖中未展示，但可涵蓋的其他形狀或形式之光管包括螺旋或螺線光管。光學金屬跡線之置放可以現有金屬互連跡線形成光管之通道(例如中空管柱)之螺線邊界的此方式置放。
圖7說明包括金屬網光管的影像感測器700之例示性實施例的截面之側視圖。一般描述，影像感測器700可表示BSI影像感測器(例如圖2B之BSI影像感測器250)及/或FSI影像感測器(例如圖2A之FSI影像感測器200)之一些態樣的組合，藉此對應於BSI影像感測器的組件(例如第二感測器部分720)可定位於對應於FSI影像感測器的組件(例如第一感測器部分722)之頂部上。
影像感測器700可包括第一感測器部分722、第二感測器部分720及組合之金屬互連層702。第一感測器部分可包括第一基板740、第一磊晶層704、第一光偵測器714a及714b (各自對應於影像感測器700之感測器元件)、第一MOSFET 768、第一金屬互連層718以及第一光管716a及716b (各自對應於影像感測器700之感測器元件)。第二感測器部分720可包括第二磊晶層756、第二光偵測器762a及762b (各自對應於影像感測器700之感測器元件)、第二MOSFET 766、第二金屬互連層719以及第二光管706a及706b (各自對應於影像感測器700之感測器元件)。在一些實施例中，影像感測器700可經組態以充分利用第二感測器部分720中第二光偵測器762a及762b以及第一感測器部分722中第一光偵測器714a及714b的存在，以有效地擷取可見光及IR/NIR光兩者。
影像感測器700可包括微透鏡760a及760b。在意欲擷取彩色影像之一些實施例中，影像感測器700可包括彩色濾光片758a及758b。若影像感測器700為單色，則彩色濾光片758a及758b可省略。影像感測器700可包括一或多個光學濾波器770a及770b。一或多個光學濾波器可包括任何光學濾波器，其包括(但不限於)干涉濾波器、二向色濾波器、吸收性濾波器、單色濾波器、紅外濾波器、紫外濾波器、長通濾波器、帶通濾波器、短通濾波器及/或其他光學濾波器。如上文所描述，雙帶通濾波器可經組態以傳輸兩個通帶(例如，頻譜之兩個部分，諸如可見光及NIR/IR光)。僅僅出於例示性目的，光學濾波器770a及770b可被稱作安置於影像感測器700內的雙帶通濾波器，但並不意謂限制本發明。實例雙帶通濾波器包括DB940、DB850及/或其他雙帶通濾波器。在一些實施例中，光學濾波器770a及770b可指窄帶通濾波器、紅外濾波器、近紅外濾波器或任何其他光學濾波器。在一些實施例中，光學濾波器770a可指一種類型之光學濾波器而光學濾波器770b可指不同於第一類型光學濾波器之第二類型光學濾波器。
光730a及730b在藉由影像感測器700接收之前可包括源光(例如，經由圖1之光學傳輸器105傳輸的源光)之反射及/或可包括來自外部光源之光(被反射或直接地)。光730a及730b可包括可包括在第一波長範圍(例如與NIR/IR光相關聯之波長範圍)內之光的第一部分及可包括在第二波長範圍(例如與可見光相關聯的波長範圍)內之光的第二部分。第一及第二波長範圍可係不同的及/或第一及第二波長範圍之部分可重疊。藉由將光學濾波器770a及770b (例如，雙帶通濾波器)安置於第二光偵測器762a及762b上方(例如在第二感測器部分720之頂部上)，光學濾波器770a及770b可經組態以傳輸在與光學濾波器770a及770b相關聯之波長範圍內的光730a及730b之第一部分及光730a及730b之第二部分同時抑制在與光學濾波器770a及770b相關聯之波長範圍外部的光。
光學濾波器770a及770b可塗佈或嵌入於第二光偵測器762a及762b (例如第二感測器部分720之頂部部分內)上方，使得光學濾波器770a及770b可認為影像感測器700之「晶片上」。光學濾波器770a及770b之材料不受特別限制，只要光學濾波器770a及770b之材料可傳輸在適合於影像感測器700之波長內的光。舉例而言，與光學濾波器770a及770b相關聯的波長範圍中之至少一者可對應於經由圖1之光學傳輸器105傳輸的源光之波長。已藉由光學濾波器770a及770b濾波的光730a及730b接著可進入第二感測器部分720。以此方式，僅僅在與光學濾波器770a及770b相關聯之波長範圍內的光可經由光學濾波器770a及770b進入第二感測器部分720，諸如可見光及/或NIR/IR光。
雖然圖7經展示為具有緊接或直接在彩色濾光片758a及758b下面並緊接或直接在第二光偵測器762a及762b頂部上安置的光學濾波器770a及770b的影像感測器700，但此僅僅出於例示性目的且並不意謂限制本發明。光學濾波器770a及770b (例如雙帶通濾波器)可安置在第二光偵測器762a及762b上方任何地方，以使得光730a及730b在進入第二光偵測器762a及762b之前經濾波。舉例而言，在另一實例實施例中，光學濾波器770a及770b可緊接或直接在微透鏡760a及760b下面並緊接或直接在彩色濾光片758a及758b之頂部上安置。在一些實施例中，當彩色濾光片758a及758b包括於影像感測器700內時，光學濾波器770a及770b可僅僅包括於影像感測器700內。在其他實施例中，影像感測器700可包括光學濾波器770a及770b而不具有彩色濾光片758a及758b。在其他實施例中，光學濾波器770a及770b可安置於微透鏡760a及760b上方。在此實施例中，微透鏡760a及760b可包覆於具有低折射率之物質內，使得該物質可形成平坦或大體平坦表面以供光學濾波器770a及770b緊接或直接在包覆微透鏡760a及760b之平坦或大體平坦表面的頂部上或緊接或直接在包覆微透鏡760a及760b之平坦或大體平坦表面下方安置。
如上文所描述(例如參看圖2B)，微透鏡760a及760b可經組態以聚焦進入影像感測器700之頂部的光730a及730b，彩色濾光片758a及758b可經組態以選擇性地濾除光730a及730b之某些色彩，且光學濾波器770a及770b可經組態以選擇性地濾除光730a及730b之某些波長同時傳輸光730a及730b之某些波長。影像感測器700之第二感測器部分720可包括第二磊晶層756，其可已經研磨或變薄至適合於接收可見光的厚度。舉例而言，第二磊晶層756可具有大約三至五微米之厚度。第二磊晶層756可包括第二光偵測器762a及762b。第二光偵測器762a及762b可經組態以至少接收通過微透鏡760a及760b、可選彩色濾光片758a及758b以及光學濾波器770a及770b的光730a及730b之第一部分。第二磊晶層756可經由第二MOSFET 766與組合之金屬互連層702電接觸。
第二光偵測器762a及762b可將至少接收到的可見光轉換成經發送至組合之金屬互連層702之第二電信號。第二電信號可通過組合之金屬互連層702至可將第二電信號轉換成第二數位信號之處理資源(圖中未示)。此第二數位信號可與諸如來自影像感測器700中之其他感測器元件的其他數位信號組合以產生組合之數位影像。
在一些實施例中，影像感測器700的組合之金屬互連層702可藉由將第二感測器部分720的第二金屬互連層719之底部部分附著或結合至第一感測器部分722之第一金屬互連層718的頂部部分而製造。舉例而言，BSI影像感測器250 (圖2B)之金屬互連層254的底部可實體地結合或耦接至FSI影像感測器200 (圖2A)之金屬互連層208的頂部以形成組合之金屬互連層702。然而，不同於BSI影像感測器250之金屬互連層254 (例如如參看圖2B描述)，組合之金屬互連層702可包括形成於組合之金屬互連層702的第二金屬互連層719內以導引光730a及730b(特定言之IR及/或NIR光)以自第二感測器部分720傳送/行進至影像感測器700之第一感測器部分722的第二光管706a及706b。
圖7中運用虛線描繪第二光管706a及706b之邊界。第二光管706a及706b可包括如上文參看圖3A、圖3B、圖4A、圖4B、圖5A、圖5B及圖6所描述之光管300至600中之任一者或任一者的一部分。如圖7中所示，第二金屬互連層719可包括一或多個金屬互連跡線790 (例如充當電互連之金屬跡線，諸如電源、接地、時脈、視訊信號線等)。金屬互連跡線790在圖7內描繪為網框790。如影像感測器700之左側及右側所示，大空隙/空間可存在於金屬互連跡線790之間(例如在層之間或在層內)。為了形成第二金屬互連層719內之第二光管706a及706b的邊界，光學金屬跡線792可被添加以填充金屬互連跡線790之間的空隙。因而，第二光管706a及706b之通道(例如中空管柱)可藉由光學金屬跡線及/或金屬互連跡線之層形成。如圖7中所示，金屬互連跡線790及光學金屬跡線792說明形成第二光管706a及706b之複數個層(例如從上到下或從下到上)。舉例而言，第二光管706a及706b展示為具有三個層，然而任何數目個層可存在以形成第二光管706a及706b。可以類似方式形成第一光管716a及716b。
在一些實施例中，影像感測器700之第一感測器部分722可包括第一金屬互連層718 (例如組合之金屬互連層702的底部部分)，其可對應於FSI影像感測器之金屬互連層(例如如參看圖2A描述之金屬互連層208)。因而，組合之金屬互連層702的底部部分(例如第一金屬互連層718)可包括形成於組合之金屬互連層702的第一金屬互連層718內的第一光管716a及716b。如圖3中所示，第二光管706a及706b可定位於第一光管716a及716b之頂部上。第一光管716a及716b以及第二光管706a及706b可在組合之金屬互連層702內形成空腔或通道(例如中空管柱)，使得第一光管716a及716b以及第二光管706a及706b可將光730a及730b自第二光偵測器762a及762b導引至第一光偵測器714a及714b。
因為IR/NIR光之波長長於可見光，所以IR/NIR光可通過第二光偵測器762a及762b而不被第二光偵測器762a及762b偵測。更確切地，IR/NIR光(例如所接收到之光730a及730b的第一部分)可繼續行進穿過光管706a、706b及716a、716b(例如分別為第二光管706a、706b及第一光管716a、716b)。在一些實施例中，光管706a、716a及706b、716b可經組態以控制IR/NIR光之方向性以便減小感測器元件之間的信號串擾。
第一光偵測器714a及714b可經組態以至少接收光730a及730b之第一部分(例如NIR/IR光)。第一光偵測器714a及714b可包括於或嵌入於第一感測器部分722之第一磊晶層704中。另外，第一磊晶層704可由第一基板層740形成或耦接至第一基板層740。第一磊晶層704可經由第一MOSFET 768與組合之金屬互連層702電接觸。
在一些實施例中，第一光偵測器714a之厚度可經組態為足夠厚以確保IR/NIR光可被擷取/偵測。舉例而言，第一磊晶層704可經組態以具有八至二十微米之厚度。另外，雖然第一光偵測器714a經描述為擷取IR/NIR光，但在一些實施例中，第一光偵測器714a亦可擷取已通過第二光偵測器762a之可見光。第一光偵測器714a可接收光之第一部分(例如IR/NIR光)的至少一部分並將其轉換成第一電信號，該第一電信號經由第一MOSFET 768發送至組合之金屬互連層702中並被驅動至處理資源(圖中未展示)。此等處理資源可將第一電信號轉換成第一數位信號，其可與來自其他感測器部分之其他數位信號組合以產生組合之數位影像。舉例而言，第一數位信號及第二數位信號可經組合以產生組合之數位信號。數位影像接著可至少部分地基於組合之數位信號而產生。
在一些實施例中，由第二光偵測器762a、762b及第一光偵測器714a、714b產生的第一電信號及第二電信號可經組合以增加最終由此等信號產生的數位信號之品質。特定言之，因為第二光偵測器762a、762b可經組態以對可見光特別敏感，且因為第一光偵測器714a、714b可定位於影像感測器700內以有效地感測IR/NIR光，所以表示來自此等光偵測器714a、714b及762a、762b之可見光及NIR/IR光兩者的信號可經組合並轉換成數位影像。與使用僅僅一個感測器部分(例如僅僅一個FSI影像感測器或BSI影像感測器)產生的數位影像相比，此數位影像可反映可見光資訊(例如白天視覺)及NIR/IR光資訊(例如夜晚視覺)兩者之更佳表示。另外，因為光偵測器762a、762b及714a、714b偵測來自相同環境及/或源之光，所以影像感測器700可歸因於光學濾波器770a、770b抑制來自環境之任何不需要或非預期的光沒有任何額外雜訊地有效地擷取兩倍於習知影像感測器的光量。結果，影像感測器700可使用較小光偵測器產生更多資訊。
如上文所描述，影像感測器700之第二感測器部分720可表徵為具有與至少兩個第二光偵測器762a及762b對應的兩個感測器元件。類似地，影像感測器700之第一感測器部分722可表徵為具有與至少兩個第一光偵測器714a及714b對應的兩個感測器元件。在一些實施例中，第二感測器部分720之感測器元件及第一感測器部分722之對應感測器元件可對準。特定言之，在此等實施例中，第一感測器部分722之第一光偵測器714a及714b以及第一光管716a及716b可與第二感測器部分720之第二光偵測器762a及762b以及第二光管706a及706b對準以允許光730a及730b通過影像感測器700之感測器部分720及722兩者。舉例而言，第二感測器部分720之第二光偵測器762a可與第一感測器部分722之第一光偵測器714a對準，且第二感測器部分720之第二光管706a可與第一感測器部分之第一光管716a對準以便使得光730a能夠由光偵測器714a及762a兩者擷取。
在一些實施例中，第一光管716a及第二光管706a可關於第一共同軸線對準。類似地，第一光管716b及第二光管706b可關於第二共同軸線對準。第一及第二共同軸線可係不同的。在一些實施例中，第一光偵測器714a及第二光偵測器762a可關於第三共同軸線對準。類似地，第一光偵測器714b及第二光偵測器762b可關於第四共同軸線對準。第三及第四共同軸線可係不同的。第一及第三共同軸線可係相同或不同的。第二及第四共同軸線可係相同或不同的。
圖8說明包括金屬網光管之實例影像感測器800之截面的側視圖。除一或多個光學濾波器850a及850b可在影像感測器800內安置於第一光偵測器814a及814b與第二光偵測器862a及862b之間(例如一或多個光學濾波器850a及850b可在影像感測器800內安置於第一感測器部分822與第二感測器部分820之間)，而非一或多個光學濾波器870a及870b安置於第二感測器部分之第二光偵測器上方/頂部上(如參考影像感測器700所示)之外，影像感測器800可類似於圖7之影像感測器700。此僅僅出於例示性目的，且並不意謂限制本發明。舉例而言，圖7之影像感測器700及/或圖8之影像感測器800可包括兩個光學濾波器。亦即，除了安置於第二光偵測器862a及862b上方的圖7之光學濾波器770a及770b(例如雙帶通濾波器)之外，圖8之影像感測器800可包括光學濾波器850a及850b。另外，除了安置於第二光偵測器862a及862b與第一光偵測器814a及814b之間的光學濾波器850a及850b之外，圖7之影像感測器700可包括光學濾波器770a及770b。
影像感測器800可包括第一感測器部分822及第二感測器部分820。第一感測器部分可包括第一基板840、第一磊晶層804、第一光偵測器814a及814b (各自對應於影像感測器800之感測器元件)、第一MOSFET 868、第一金屬互連層818以及第一光管816a及816b (各自對應於影像感測器800之感測器元件)。第二感測器部分820可包括第二磊晶層856、第二光偵測器862a及862b (各自對應於影像感測器800之感測器元件)、第二MOSFET 866、第二金屬互連層819以及第二光管806a及806b (各自對應於影像感測器800之感測器元件)。在一些實施例中，影像感測器800可經組態以充分利用第二感測器部分820中第二光偵測器862a及862b以及第一感測器部分822中第一光偵測器814a及814b的存在，以有效地擷取可見光及IR/NIR光兩者。
光830a及830b在藉由影像感測器800接收之前可包括源光(例如，經由圖1之光學傳輸器105傳輸的源光)之反射及/或可包括來自外部光源之光(被反射或直接地)。光830a及830b可包括可包括在第一波長範圍(例如與NIR/IR光相關聯之波長範圍)內之光的第一部分及可包括在第二波長範圍(例如與可見光相關聯的波長範圍)內之光的第二部分。第一及第二波長範圍可係不同的及/或第一及第二波長範圍之部分可重疊。
影像感測器800可包括微透鏡860a及860b。在意欲擷取彩色影像之一些實施例中，影像感測器800可包括彩色濾光片858a及858b。若影像感測器800為單色，則彩色濾光片858a及858b可省略。如上文所描述，微透鏡860a及860b可經組態以聚焦進入影像感測器800之頂部的光830a及830b，且彩色濾光片858a及858b可經組態以選擇性地濾除光830a及830b之某些色彩。影像感測器800之第二感測器部分820可包括第二磊晶層856，其可已經研磨或變薄至適合於接收可見光的厚度。舉例而言，第二磊晶層856可具有大約三至五微米之厚度。第二磊晶層856可包括第二光偵測器862a及862b，其可經組態以至少接收已通過微透鏡860a及860b及可選彩色濾光片858a及858b的第一部分光830a及830b。如上文所論述，第二光偵測器862a及862b可包括或嵌入於第二磊晶層856中。第二磊晶層856可經由第二MOSFET 866與組合之金屬互連層802電接觸。
第二光偵測器862a及862b可經組態以將光之至少接收到的第二部分(例如可見光)轉換成經發送至組合之金屬互連層802的第二電信號。第二電信號可通過組合之金屬互連層802至可將第二電信號轉換成第二數位信號之處理資源(圖中未示)。此第二數位信號可與諸如來自影像感測器800中之其他感測器元件的其他數位信號組合以產生組合之數位影像。
在一些實施例中，影像感測器800的組合之金屬互連層802可藉由將第二感測器部分820的第二金屬互連層819之底部部分附著或結合至第一感測器部分822之第一金屬互連層818的頂部部分而製造。舉例而言，BSI影像感測器250 (圖2B)之金屬互連層254的底部可實體地結合或耦接至FSI影像感測器200 (圖2A)之金屬互連層208的頂部以形成組合之金屬互連層802。然而，不同於BSI影像感測器250之金屬互連層254(例如如參看圖2B描述)，組合之金屬互連層802可包括形成於組合之金屬互連層802之第二金屬互連層818內以導引光830a及830b (特定言之IR或NIR光)以自第二感測器部分820傳送/行進至影像感測器800之第一感測器部分822的第二光管806a及806b。
圖8中運用虛線描繪第二光管806a及806b之邊界。第二光管806a及806b可包括如上文參看圖3A、圖3B、圖4A、圖4B、圖5A、圖5B及圖6所描述之光管300至600中之任一者或任一者的一部分。如圖8中所示，第二金屬互連層819可包括一或多個金屬互連跡線890 (例如充當電互連的金屬跡線，諸如電源、接地、時脈、視訊信號線等)。金屬互連跡線890在圖8內描繪為網框890。如影像感測器800之左側及右側所示，大空隙/空間可存在於金屬互連跡線890之間(例如在層之間或在層內)。為了形成第二金屬互連層819內之第二光管806a及806b的邊界，光學金屬跡線892可被添加以填充金屬互連跡線890之間的空隙。因而，第二光管806a及806b之通道(例如中空管柱)可藉由光學金屬跡線及/或金屬互連跡線之層形成。如圖8中所示，金屬互連跡線890及光學金屬跡線892說明形成第二光管806a及806b之複數個層(例如從上到下或從下到上)。舉例而言，第二光管806a及806b展示為具有三個層，然而任何數目個層可存在以形成第二光管806a及806b。可以類似方式形成第一光管816a及816b。
在一些實施例中，影像感測器800之第一感測器部分822可包括第一金屬互連層818 (例如組合之金屬互連層802的底部部分)，其可對應於FSI影像感測器之金屬互連層(例如如參看圖2A描述之金屬互連層208)。因而，組合之金屬互連層802的底部部分(例如第一金屬互連層818)可包括形成於組合之金屬互連層802的第一金屬互連層818內的第一光管816a及816b。如圖8中所示，第二光管806a及806b可定位於第一光管816a及816b之頂部上。第一光管816a、816b及第二光管806a、806b可在組合之金屬互連層802內形成空腔或通道(例如中空管柱)且可將光830a及830b自第二光偵測器862a及862b導引至第一光偵測器814a及814b。
在圖8之例示性實施例中，影像感測器800可包括安置於第一光偵測器816a及816b與第二光偵測器862a及862b之間的一或多個光學濾波器850a及850b。一或多個光學濾波器可包括任何光學濾波器，其包括(但不限於)干涉濾波器、二向色濾波器、吸收性濾波器、單色濾波器、紅外濾波器、紫外濾波器、長通濾波器、帶通濾波器、短通濾波器及其他濾波器。如上文所描述，IR及/或NIR帶通濾波器可經組態以傳輸與NIR及/或IR頻譜相關聯的窄通帶(例如NIR/IR光)。僅僅出於例示性目的，光學濾波器850a及850b可被稱作安置於影像感測器800內的IR或NIR帶通濾波器，但並不意謂限制本發明。實例窄帶通濾波器可包括830奈米、940奈米及/或其他窄帶通濾波器。在一些實施例中，光學濾波器850a及850b可指雙帶通濾波器或任何其他濾波器。在一些實施例中，光學濾波器850a可指一種類型之濾波器而光學濾波器850b可指不同於第一類型濾波器的第二類型之濾波器。
光學濾波器850a及850b (例如IR或NIR窄帶通濾波器)可安置於第一光偵測器816a及816b與第二光偵測器862a及862b之間。舉例而言，光學濾波器850a及850b可安置於第一感測器部分822的第一金屬互連層818 (包括第一光管816a及816b)之頂部上，使得光學濾波器850a及850b可安置於第一金屬互連層818及/或第一光管816a及816b的頂部上。光學濾波器850a及850b可嵌入第一光管816a及816b內。替代地，光學濾波器850a及850b可安置於第二感測器部分820的第二金屬互連層819 (包括第二光管806a及806b)之底部上，使得光學濾波器850a及850b可安置於第二金屬互連層819及/或第二光管806a及806b之底部上。光學濾波器850a及850b可嵌入第二光管806a及806b內。藉由將光學濾波器850a及850b (例如IR或NIR窄帶通濾波器)安置於第一光偵測器816a及816b與第二光偵測器862a及862b之間，光學濾波器850a及850b可傳輸在與光學濾波器850a及850b相關聯之波長範圍內的光830a及830b之第一部分(例如NIR/IR光)(例如NIR或IR光)同時在光830a及830b之第一部分(例如NIR/IR光)進入第一光偵測器814a及814b之前抑制在與光學濾波器850a及850b相關聯之波長範圍外部的光。
光學濾波器850a及850b可在結合第一感測器部分822及第二感測器部分820之前塗佈或嵌入第一感測器部分822之第一金屬互連層818的頂部部分內，使得光學濾波器850a及850b可被認為影像感測器800之「晶片上」。替代地，光學濾波器850a及850b可在結合第一感測器部分822及第二感測器部分820之前塗佈或嵌入第二感測器部分820之第二金屬互連層819的底部部分內，使得光學濾波器850a及850b可認為影像感測器800之「晶片上」。光學濾波器850a及850b可在形成第一光管816a及816b或第二光管806a及806時塗佈或嵌入第一光管816a及816b或第二光管806a及806內，使得光學濾波器850a及850b可認為影像感測器800之「晶片上」。替代地，光學濾波器850a及850b可在結合第一感測器部分822及第二感測器部分820時塗佈或嵌入於第一感測器部分822與第二感測器部分820之間，使得光學濾波器850a及850b可認為影像感測器800之「晶片上」。光學濾波器850a及850b之材料不受特別限制，只要光學濾波器850a及850b之材料傳輸在適合於影像感測器800之波長內的光。舉例而言，與光學濾波器850a及850b相關聯的波長範圍中之至少一者可對應於經由圖1之光學傳輸器105傳輸的源光之波長。
雖然圖8展示為具有分別安置於第二光管806a與第一光管816a之間的光學濾波器850a，及分別安置於第二光管806b與第一光管816b之間的光學濾波器850b的影像感測器800，但此僅僅出於例示性目的且並不意謂限制本發明。舉例而言，在另一實例實施例中，光學濾波器850a及850b可緊接或直接在第一光管816a及816b下面並緊接或直接在第一光偵測器814a及814b之頂部上安置。在一些實施例中，當彩色濾光片858a及858b不包括於影像感測器800內時及/或當光學濾波器770a及770b (例如圖7之雙帶通濾波器)不包括於影像感測器800內時，光學濾波器850a及850b可僅僅包括於影像感測器800內。在其他實施例中，可涵蓋光學濾波器850a及850b可緊接或直接在第二光管806a及806b上方或頂部上並緊接或直接在第二光偵測器862a及862b下方安置。
已藉由光學濾波器850a及850b濾波的光830a及830b接著可自第二感測器部分820進入第一感測器部分822。以此方式，僅僅在與光學濾波器850a及850b相關聯之波長範圍內的光可經由光學濾波器850a及850b進入第一感測器部分822，諸如NIR及/或IR光。第一光偵測器814a及814b可經組態以至少接收光830a及830b之第一部分。第一光偵測器814a及814b可包括或嵌入於第一感測器部分822之第一磊晶層804中。另外，第一磊晶層804可由第一基板層840形成或耦接至第一基板層840。第一磊晶層804可經由第一MOSFET 868與組合之金屬互連層802電接觸。
因為IR/NIR光之波長長於可見光，所以IR/NIR光可通過第二光偵測器862a及862b而不被第二光偵測器862a及862b偵測。更確切地，IR/NIR光(例如所接收到之光830a及830b的第一部分)可繼續行進穿過光管806a、806b及816a、816b(例如分別為第二光管806a、806b及第一光管816a、816b)。在一些實施例中，光管806a、806b及816a、816b可經組態以控制IR/NIR光之方向性以便減小感測器元件之間的信號串擾。另外，光管806a、806b及816a、816b可形成一準直導引以減小光之第一部分(例如IR/NIR光)可照在/入射於光學濾波器850a上所藉以的入射角。
在通過光管806a及816a之後，IR/NIR光可入射於光學濾波器850a上。當光以大於臨限值之入射角照在光學濾波器上時，一些光學濾波器使得光偏移波長。在此情況下，意欲藉由影像感測器偵測的光被抑制。第二光管806a及806b有助於準直IR/NIR光以減小IR/NIR光照在光學濾波器850a及850b上所藉以的入射角。如上文所論述，安置於第一光管816a、816b與第二光管806a、806b之間的光學濾波器850a及850b僅僅出於例示性目的，此係因為光學濾波器850a、850b可安置於第一光偵測器814a、814b與第二光偵測器862a、862b之間的任何地方(例如緊接在第二光偵測器862a、862b下方或緊接在第一光偵測器814a、814b上方或嵌入於第一光管816a、816b或第二光管806a、806b內的某處)。
在光藉由光學濾波器850a、850b (例如IR/NIR窄帶通濾波器)濾波之後，第一光偵測器814a、814b可經組態以至少接收光之第一部分(例如IR/NIR光)。在一些實施例中，第一光偵測器814a、814b之厚度可經組態為足夠厚以確保IR/NIR光可被擷取/偵測。舉例而言，第一磊晶層804可經組態以具有八至二十微米之厚度。第一光偵測器814a、814b可接收光之第一部分(例如IR/NIR光)的至少一部分並將其轉換成第一電信號，該第一電信號經由第一MOSFET 868發送至組合之金屬互連層802中並被驅動至處理資源(圖中未展示)。此等處理資源可將第一電信號轉換成可與來自其他感測器部分之其他數位信號組合以產生組合之數位影像的第一數位信號。舉例而言，第一數位信號及第二數位信號可經組合以產生組合之數位信號。數位影像接著可至少部分地基於組合之數位信號而產生。
在一些實施例中，由第二光偵測器862a、862b及第一光偵測器814a、814b產生的第一電信號及第二電信號可經組合以增加最終由此等信號產生的數位信號之品質。特定言之，因為第二光偵測器862a、862b可經組態以對可見光特別敏感，且因為第一光偵測器514a、514b可定位於影像感測器800內以有效地感測IR/NIR光，所以表示來自此等光偵測器814a、814b及862a、862b之可見光及NIR/IR光兩者的信號可經組合並轉換成數位影像。與使用僅僅一個影像感測器產生的數位影像相比，此數位影像可反映可見光資訊(例如白天視覺)及NIR/IR光資訊(例如夜晚視覺)兩者之更佳表示。另外，因為光偵測器862a、862b及814a、814b偵測來自相同環境及/或源之光，所以影像感測器800可歸因於光學濾波器850a、850b抑制來自環境之任何不需要或非預期的光沒有任何額外雜訊地有效地擷取兩倍於習知影像感測器的光量。結果，影像感測器800可使用較小光偵測器產生更多資訊。
如上文所描述，影像感測器800之第二感測器部分820可表徵為具有與至少兩個第二光偵測器862a及862b對應的兩個感測器元件。在一些實施例中，第一光管816a及第二光管806a可關於第一共同軸線對準。類似地，第一光管816b及第二光管806b可關於第二共同軸線對準。第一及第二共同軸線可係不同的。在一些實施例中，第一光偵測器814a及第二光偵測器862a可關於第三共同軸線對準。類似地，第一光偵測器814b及第二光偵測器862b可關於第四共同軸線對準。第三及第四共同軸線可係不同的。第一及第三共同軸線可係相同或不同的。第二及第四共同軸線可係相同或不同的。
圖9為根據一些實施例之經由影像感測器擷取影像的方法之流程圖。方法900可在區塊902處開始且繼續進行至區塊904。在區塊904處，方法900可傳輸源光。如參看圖1所論述，源光可經由光學傳輸器傳輸。方法900接著可繼續進行至區塊906。在區塊906處，方法900可接收包括源光之反射的光。所接收到之光可包括來自外部源之光。如參看圖1所論述，所接收到之光可在光學接收器處接收。光學接收器可包括影像感測器，本文中所描述之影像感測器中的此任一者。方法900可在區塊908處結束。
圖10為根據一些實施例之經由影像感測器擷取影像的方法之流程圖。方法1000可在區塊1002處開始且繼續進行至區塊1004。在區塊1004處，方法1000可自第一電信號產生第一數位信號。如本文中所描述，光可在包括於影像感測器之第一感測器部分內的第一光偵測器處接收。第一光偵測器可將所接收到之光的至少一部分轉換成第一電信號。可自第一電信號產生第一數位信號。方法1000接著可繼續進行至區塊1006。在區塊1006處，方法1000可自第二電信號產生第二數位信號。如本文中所描述，光可在包括於影像感測器之第二感測器部分內的第二光偵測器處接收。第二光偵測器可將所接收到之光的至少一部分轉換成第二電信號。可自第二電信號產生第二數位信號。方法1000接著可繼續進行至區塊1008。在區塊1008處，方法1000可基於第一數位信號及第二數位信號產生組合之數位信號。方法1000接著可繼續進行至區塊1010。在區塊1010處，方法1000可基於組合之數位信號產生數位影像。方法1000可在區塊1012處結束。
圖11說明根據一些實施例之影像感測器1100的俯視圖。特定言之，影像感測器1100可經配置為感測器元件1102a、1102b、1102c及1102d之2×2陣列。在一些實施例中，感測器元件1102a至1102d之陣列可與藉由將某些彩色濾光片選擇性置放於陣列中之單元中之每一者上而形成的各種彩色濾光片陣列或彩色濾光片嵌合體中之一者對應。舉例而言，感測器元件1102a至1102d之陣列可對應於拜耳濾波器，其中感測器元件1102a及1102d包括選擇性地允許僅僅在綠色頻譜中之光通過的彩色濾光片，感測器單元1102b可選擇性地允許僅僅在紅色、NIR或IR頻譜中之光通過，且感測器單元1102c可選擇性地允許僅僅在藍色頻譜中之光通過。替代地，感測器元件1102a、1102b、1102c及1102d可組態有不同彩色濾光片陣列，諸如青色-黃色-黃色-洋紅(CYYM)濾波器。另外，如上文所描述，影像感測器1100之感測器元件1102a至1102d中的每一者可與包括於第二感測器部分(圖中未示)中之至少一個光偵測器(圖中未示)及包括於第一感測器部分(圖中未示)中的對應光偵測器(圖中未示)對應。
雖然影像感測器1100在圖11中經說明為具有感測器元件1102a至1102d的2×2陣列，但影像感測器1100可組態有以感測器元件之二維陣列形式配置的一或多個感測器元件中之任意數目個感測器元件。舉例而言，影像感測器1100可包括感測器元件之1×1、640×480或4000×3000矩陣。
圖12描繪根據各種實施例之包括影像感測器1218的裝置1200 (例如在本文中稱為影像處理裝置)之大體架構。圖12中描繪之影像處理裝置1200的大體架構包括可用於實施本發明之態樣的電腦硬體及軟體組件之配置。影像處理裝置1200可包括比圖12中展示之彼等元件更多(或更少)的元件。然而，並不需要所有此等通常習知元件經展示以便提供允許之揭示內容。儘管各個組件經說明為單獨組件，但在一些實例中該等組件之兩者或大於兩者可經組合以形成系統晶片(SoC)。圖12中所說明之各種組件可形成於一或多種微處理器、特定應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)、數位信號處理器(DSP)或其他等效積體或離散邏輯電路中。
如所說明，影像處理裝置1200 (例如在本文中稱為影像處理裝置)可包括處理單元1204、可選網路介面1206、可選電腦可讀媒體磁碟機1208、輸入/輸出裝置介面1210、可選顯示器1220及可選輸入裝置1222，其皆可藉助於通信匯流排1223彼此通信。通信匯流排1223可為多種匯流排結構中之任一者，諸如第三代匯流排(例如，超傳輸匯流排或無線帶寬匯流排)、第二代匯流排(例如，高級圖形埠匯流排、周邊組件互連(PCI)Express匯流排或進階可擴展介面(AXI)匯流排)或另一類型之匯流排或裝置互連件。應注意，圖12中所示之不同組件之間的匯流排及通信介面之特定組態僅為例示性的，且裝置之其他組態及/或具有相同或不同組件之其他影像處理裝置可用以實施本發明之技術。
處理單元1204可包含控制影像處理裝置1200之操作的通用或專用處理器。網路介面1206可提供至一或多個網路或計算系統之連接性。舉例而言，處理單元1204可經由一或多個網路(圖中未示)自其他計算系統或服務接收資訊及指令及/或發送資訊及指令至其他計算系統或服務。處理單元1204亦可傳達至記憶體1212及自記憶體1212傳達且可進一步經由輸入/輸出裝置介面1210提供輸出資訊用於可選顯示器1220。
可選顯示器1220可在影像處理裝置1200外部，或在一些實施例中，可係影像處理裝置1200之部分。顯示器1220可包含LCD、LED或OLED螢幕，且可實施觸敏式技術。輸入/輸出裝置介面1210亦可自可選輸入裝置1222(諸如鍵盤、滑鼠、數位筆、麥克風、觸控螢幕、手勢識別系統、話音辨識系統或此項技術中已知之另一輸入裝置)接收輸入。
記憶體1212可包括處理單元1204可執行以便執行各種操作的電腦或處理器可執行指令(在一些實施例中，分組為模組或組件)。記憶體1212通常可包括隨機存取記憶體(「RAM」)、唯讀記憶體(「ROM」)及/或其他持久性輔助或非暫時性電腦可讀媒體。記憶體1212可儲存提供電腦程式指令以供處理單元1204用於影像處理裝置1200之一般管理及操作的作業系統1214。記憶體1212可進一步包括電腦程式指令及其他資訊以用於實施本發明之態樣。另外，記憶體1212可與可選遠端資料儲存體1224通信。
在一些實施例中，記憶體1212可儲存或包括在影像處理裝置1200上獲得的影像1216之數位表示。在一些實施例中，儲存於記憶體1212中之影像1216可包括使用影像感測器1218 (例如本文中所描述之任何影像感測器)擷取的影像。影像處理裝置1200可包括圖1之光學傳輸器105，圖12中展示為光學傳輸器1230。圖1之光學接收器104可包括影像感測器1218。影像感測器1218可將可見、NIR或IR光轉換成數位信號，其可作為一或多個影像儲存於記憶體1212中。影像可以一或多個影像檔案格式(諸如點陣圖或光柵格式(例如JPEG、GIF及BMP)或向量圖形格式(例如可調式向量圖形或「SVG」格式))儲存。在一些實施例中，影像1216可包括經由網路介面1206在網路(圖中未示)上接收的影像。在此等實例中，影像1216可包括自網站、網路裝置或可選遠端資料儲存體1224接收的影像檔案。
在一些實施例中，處理單元1204可利用輸入/輸出裝置介面1210以顯示或輸出影像於顯示器1220上。舉例而言，處理單元1204可使得輸入/輸出裝置介面1210向影像處理裝置1200之使用者顯示影像1216中之一者。
以下實施方式係針對本發明之某些特定實施例。然而，本發明可以許多不同方式體現。應顯見，可以廣泛多種形式來體現本文中之態樣，且本文中所揭示之任何特定結構、功能或兩者僅為代表性的。基於本文中之教示，熟習此項技術者應瞭解，可獨立於任何其他態樣來實施本文中所揭示之態樣且可以各種方式來組合此等態樣中之兩者或兩者以上。舉例而言，可使用本文中所闡述之任何數目個態樣來實施裝置或可實踐方法。另外，使用除本文中所闡述之態樣中之一或多者之外的或不同於本文中所闡述之態樣中之一或多者的其他結構、功能性或結構與功能性，可實施此裝置或可實踐此方法。
應理解，根據本文中所描述之任何特定實施例可能未必達成所有目標或優勢。因此，舉例而言，熟習此項技術者將認識到，某些實施例可經組態以按照如本文中所教示來達成或最佳化一個優點或一組優點而不一定達成本文中可能教示或推薦的其他目標或優點的方式來操作。
本文中所描述的所有程序可體現於藉由包括一或多個電腦或處理器之計算系統執行的軟體程式碼模組中，並完全經由該等軟體程式碼模組而自動化。程式碼模組可儲存於任何類型之非暫時性電腦可讀媒體或其他電腦儲存裝置中。一些或全部方法可體現於專用電腦硬體中。
除本文中所描述彼等變化外的許多其他變化將自本發明顯而易見。舉例而言，取決於實施例，本文所描述之演算法中之任一者的某些動作、事件或功能可以不同序列被執行、可被添加、合併或完全省去(例如，並非所有所描述動作或事件為實踐演算法所必要)。此外，在某些實施例中，動作或事件可例如經由多執行緒處理、中斷處理或多個處理器或處理器核心或在其他並行架構上同時而非順序執行。另外，不同任務或程序可藉由不同機器及/或計算系統(其可共同起作用)執行。
結合本文所揭示之實施例描述的各種說明性邏輯區塊及模組可藉由一機器實施或執行，該機器諸如處理單元或處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件，或經設計以執行本文中所描述功能之其任何組合。處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為控制器、微控制器或狀態機、其組合，或其類似者。處理器可包括經組態以處理電腦可執行指令之電氣電路。在另一實施例中，處理器包括FPGA或在沒有處理電腦可執行指令情況下執行邏輯運算的其他可程式化裝置。處理器亦可實施為計算裝置之組合(例如，DSP與微處理器之組合、複數個微處理器、結合DSP核心之一或多個微處理器，或任何其他此類組態)。本文中主要關於數位技術進行描述，但處理器亦可包括主要類比組件。計算環境可包括任何類型的電腦系統，包括(但不限於)基於微處理器之電腦系統、大型主機電腦、數位信號處理器、攜帶型計算裝置、裝置控制器或電氣設備內之計算引擎，僅舉幾例。
除非另外特定陳述，否則條件性語言(諸如「可」、「可以」、「可能」或「也許」)在上下文中應另外理解為大體上用以傳達某些實施例包括而其他實施例不包括某些特徵、元件及/或步驟。因此，此條件性語言大體上並非意欲暗示特徵、元件及/或步驟無論如何是一或多個實施例所需要的，或一或多個實施例必需包括用於在具有或不具有使用者輸入或提示情況下決定此等特徵、元件及/或步驟是包括於任一特定實施例中還是有待於在任一特定實施例中執行的邏輯。
除非另外特別陳述，否則分離性語言(諸如，片語「X、Y或Z中之至少一者」)在上下文中應另外理解為大體上用於呈現項目、術語等可為X、Y或Z，或其任何組合(例如，X、Y及/或Z)。因此，此分離性語言大體上並非意欲且不應暗示某些實施例需要X中之至少一者、Y中之至少一者或Z中之至少一者各自呈現。
術語「判定」涵蓋多種動作，且因此「判定」可包括計算(calculating、computing)、處理、導出、研究、查找(例如，在表、資料庫或另一資料結構中查找)、確定及其類似者。此外，「判定」可包括接收(例如，接收資訊)、存取(例如，存取記憶體中之資料)及其類似者。此外，「判定」可包括解析、選擇、挑選、建立及其類似者。
除非另外明確地指定，否則片語「基於」並不意謂「僅基於」。換言之，片語「基於」描述「僅基於」及「至少基於」兩者。
本文中所描述及/或附圖中所描繪的流程圖中之任何程序描述、元件或區塊應理解為潛在地表示模組、片段，或程式碼之部分，其包括一或多個用於在程序中實施特定邏輯功能或元件之可執行指令。替代實施包括於本文中所描述的實施例之範疇內，其中不同於所展示或論述之情形，可無序地刪除、執行元件或功能，包括大體同時或以相反次序執行，此取決於所涉及之功能性，如熟習此項技術者將理解的。
除非另外明確陳述，否則諸如「一」之冠詞應大體上解譯為包括一或多個所描述項目。相應地，諸如「經組態以...之裝置」之片語意欲包括一或多個所敍述裝置。此類一或多個所敍述裝置亦可共同地經組態以進行所陳述敍述。舉例而言，「經組態以進行敍述A、B及C的處理器」可包括結合經組態以進行敍述B及C之第二處理器起作用的經組態以進行敍述A的第一處理器。
應強調可對上文所描述之實施例進行許多變化及修正，其元件應理解為在其他可接受實例中。所有此等修正及變化欲包括於本文中，在本發明之範疇內且受以下申請專利範圍保護。
100‧‧‧場景
102‧‧‧裝置
104‧‧‧光學接收器
105‧‧‧光學傳輸器
106a‧‧‧反射光
106b‧‧‧反射光
106c‧‧‧反射光
108a‧‧‧物件/灌木
108b‧‧‧物件/人
108c‧‧‧物件/樹
110‧‧‧外部光源
112a‧‧‧所發射光
112b‧‧‧所發射光
200‧‧‧正面照明(FSI)影像感測器
202‧‧‧基板層
204‧‧‧磊晶層
208‧‧‧金屬互連層
210a‧‧‧彩色濾光片
210b‧‧‧彩色濾光片
212a‧‧‧微透鏡
212b‧‧‧微透鏡
214a‧‧‧光偵測器
214b‧‧‧光偵測器
216a‧‧‧光管
216b‧‧‧光管
218a‧‧‧光
218b‧‧‧光
220‧‧‧金氧半導體場效電晶體(MOSFET)
250‧‧‧背面照明(BSI)影像感測器
252‧‧‧虛設基板層
254‧‧‧金屬互連層
256‧‧‧磊晶層
258a‧‧‧彩色濾光片
258b‧‧‧彩色濾光片
260a‧‧‧微透鏡
260b‧‧‧微透鏡
262a‧‧‧光偵測器
262b‧‧‧光偵測器
264a‧‧‧光
264b‧‧‧光
266‧‧‧金氧半導體場效電晶體(MOSFET)
300‧‧‧光管
300a‧‧‧第一光管
300b‧‧‧第二光管
302a‧‧‧第一層
302b‧‧‧第二層
302c‧‧‧第三層
302d‧‧‧第四層
304a‧‧‧空隙
304b‧‧‧空隙
304c‧‧‧空隙
310‧‧‧軸線
400‧‧‧光管
402a‧‧‧第一層
402b‧‧‧第二層
402c‧‧‧第三層
402d‧‧‧第四層
404a‧‧‧金屬部分
404b‧‧‧金屬部分
404c‧‧‧金屬部分
404d‧‧‧金屬部分
406a‧‧‧第一邊緣
406b‧‧‧第二邊緣
408a‧‧‧第三邊緣
408b‧‧‧第四邊緣
410‧‧‧軸線
500‧‧‧光管
502a‧‧‧第一層
502b‧‧‧第二層
502c‧‧‧第三層
502d‧‧‧第四層
504a‧‧‧金屬部分
504b‧‧‧金屬部分
504c‧‧‧金屬部分
510‧‧‧軸線
600‧‧‧光管
602a‧‧‧第一層
602b‧‧‧第二層
602c‧‧‧第三層
602d‧‧‧第四層
604a‧‧‧金屬部分
604b‧‧‧金屬部分
604c‧‧‧金屬部分
604d‧‧‧金屬部分
610‧‧‧軸線
700‧‧‧影像感測器
702‧‧‧組合之金屬互連層
704‧‧‧第一磊晶層
706a‧‧‧第二光管
706b‧‧‧第二光管
714a‧‧‧第一光偵測器
714b‧‧‧第一光偵測器
716a‧‧‧第一光管
716b‧‧‧第一光管
718‧‧‧第一金屬互連層
719‧‧‧第二金屬互連層
720‧‧‧第二感測器部分
722‧‧‧第一感測器部分
730a‧‧‧光
730b‧‧‧光
740‧‧‧第一基板
756‧‧‧第二磊晶層
758a‧‧‧彩色濾光片
758b‧‧‧彩色濾光片
760a‧‧‧微透鏡
760b‧‧‧微透鏡
762a‧‧‧第二光偵測器
762b‧‧‧第二光偵測器
766‧‧‧第二金氧半導體場效電晶體(MOSFET)
768‧‧‧第一金氧半導體場效電晶體(MOSFET)
770a‧‧‧光學濾波器
770b‧‧‧光學濾波器
790‧‧‧金屬互連跡線
792‧‧‧光學金屬跡線
900‧‧‧方法
902‧‧‧區塊
904‧‧‧區塊
906‧‧‧區塊
908‧‧‧區塊
1000‧‧‧方法
1002‧‧‧區塊
1004‧‧‧區塊
1006‧‧‧區塊
1008‧‧‧區塊
1010‧‧‧區塊
1012‧‧‧區塊
1100‧‧‧影像感測器
1102a‧‧‧感測器元件
1102b‧‧‧感測器元件
1102c‧‧‧感測器元件
1102d‧‧‧感測器元件
1200‧‧‧影像處理裝置
1204‧‧‧處理單元
1206‧‧‧可選網路介面
1208‧‧‧可選電腦可讀媒體磁碟機
1210‧‧‧輸入/輸出裝置介面
1212‧‧‧記憶體
1214‧‧‧作業系統
1216‧‧‧影像
1218‧‧‧影像感測器
1220‧‧‧可選顯示器
1222‧‧‧可選輸入裝置
1223‧‧‧通信匯流排
1224‧‧‧可選遠端資料儲存體
1230‧‧‧光學傳輸器
圖1為說明裝置及包括裝置之視場的場景之實例圖。
圖2A為展示習知正面照明影像感測器之截面圖的組件圖。
圖2B為展示習知背面照明影像感測器之截面圖的組件圖。
圖3A至圖3B為根據一些實施例之光管之三維視圖。
圖4A至圖4B為根據一些實施例之一光管之三維視圖。
圖5A至圖5B為根據一些實施例之一光管之三維視圖。
圖6為根據一些實施例之一光管之三維視圖。
圖7為展示根據一些實施例之包括光管之影像感測器的截面圖之組件方塊圖。
圖8為展示根據一些實施例之包括光管之影像感測器的截面圖之組件方塊圖。
圖9至圖10為根據一些實施例之用於經由影像感測器擷取影像的方法之流程圖。
圖11為展示根據一些實施例之影像感測器的俯視圖之組件方塊圖。
圖12為說明適合於與一些實施例一起使用的裝置之實例之組件方塊圖。

Claims (30)

  1. 一種裝置，其包含： 一第一感測器部分，其包括一第一光偵測器； 一第二感測器部分，其包括一第二光偵測器；及 在該第一光偵測器與該第二光偵測器之間的一組合之金屬互連層，該組合之金屬互連層形成包括由複數個層形成之一通道的一光管，該複數個層包括： 一第一層；及 一第二層，其沿著該通道之一軸線與該第一層間隔開。
  2. 如請求項1之裝置，其中該第一層包括第一複數個金屬部分，該第一複數個金屬部分包括一光學金屬跡線之一第一金屬部分及一金屬互連跡線之一第二金屬部分。
  3. 如請求項2之裝置，其中該光學金屬跡線包括複數個邊緣，該複數個邊緣包括一第一邊緣及與該第一邊緣相對之一第二邊緣，且該金屬互連跡線包括複數個邊緣，該複數個邊緣包括一第三邊緣及與該第三邊緣相對之一第四邊緣。
  4. 如請求項3之裝置，其中該光學金屬跡線之該第一邊緣耦接至該金屬互連跡線之該第三邊緣，且該光學金屬跡線之該第二邊緣與該金屬互連跡線之該第四邊緣間隔開。
  5. 如請求項3之裝置，其中該光學金屬跡線之該第一邊緣與該金屬互連跡線之該第三邊緣間隔開。
  6. 如請求項3之裝置，其中該光學金屬跡線之該第一邊緣及該第二邊緣與該金屬互連跡線之該第三邊緣及該第四邊緣間隔開。
  7. 如請求項3之裝置，其中該光學金屬跡線之該第一邊緣耦接至該金屬互連跡線，且該光學金屬跡線之該第二邊緣與該金屬互連跡線間隔開。
  8. 如請求項3之裝置，其中該金屬互連跡線之該第三邊緣耦接至該光學金屬跡線，且該金屬互連跡線之該第四邊緣與該光學金屬跡線間隔開。
  9. 如請求項1之裝置，其中該第二層包括第二複數個金屬部分，該第二複數個金屬部分包括一光學金屬跡線之一第一金屬部分及一金屬互連跡線之一第二金屬部分。
  10. 如請求項1之裝置，其中該第一層包括一第一光學金屬跡線且該第二層包括一第二光學金屬跡線。
  11. 如請求項1之裝置，其中該第一層包括一第一金屬互連跡線且該第二層包括一第二金屬互連跡線。
  12. 如請求項1之裝置，其中該第一層之一第一周邊圍繞該通道之該軸線連續地延展，且該第二層之一第二周邊圍繞該通道之該軸線連續地延展。
  13. 如請求項12之裝置，其中該第一周邊等於該第二周邊。
  14. 如請求項1之裝置，其中該第二層與該第一層間隔開大於0.0微米且小於或等於大約0.5微米之一距離。
  15. 如請求項1之裝置，其中該組合之金屬互連層包括在該第一感測器部分內之一第一金屬互連層及在該第二感測器部分內之一第二金屬互連層。
  16. 如請求項15之裝置，其中該光管包括：一第一光管，其包括藉由該第一金屬互連層內之第一複數個層形成之一第一通道；及一第二光管，其包括藉由該第二金屬互連層內之第二複數個層形成之一第二通道。
  17. 如請求項16之裝置，其中形成該第一光管之該第一通道的該第一複數個層具有圍繞該軸線延展的一第一周邊，且形成該第二光管之該第二通道的該第二複數個層具有圍繞該軸線延展的一第二周邊，其中該第一周邊大於該第二周邊。
  18. 如請求項1之裝置，其進一步包含： 一光學傳輸器，其經組態以傳輸一源光；及 一光學接收器，其經組態以接收該源光之反射，該光學接收器包括該第一感測器部分及該第二感測器部分。
  19. 如請求項1之裝置，其進一步包含： 一處理器。
  20. 如請求項19之裝置，其中該處理器經組態以： 自一第一電信號產生一第一數位信號； 自一第二電信號產生一第二數位信號； 基於該第一數位信號及該第二數位信號產生一組合之數位信號；及 基於該組合之數位信號產生一數位影像。
  21. 一種方法，其包含： 經由一光學接收器接收光，該光學接收器包括一影像感測器，該影像感測器包括： 一第一感測器部分，其包括一第一光偵測器； 一第二感測器部分，其包括一第二光偵測器； 在該第一光偵測器與該第二光偵測器之間的一組合之金屬互連層，該組合之金屬互連層形成包括由複數個層形成之一通道的一光管，該等層包括： 一第一層；及 一第二層，其沿著該通道之一軸線與該第一層間隔開。
  22. 如請求項21之方法，其進一步包含： 經由一光學傳輸器傳輸一源光，其中該光學接收器接收該源光之反射。
  23. 如請求項21之方法，其進一步包含： 經由一處理器自一第一電信號產生一第一數位信號； 經由該處理器自一第二電信號產生一第二數位信號； 經由該處理器基於該第一數位信號及該第二數位信號產生一組合之數位信號；及 經由該處理器基於該組合之數位信號產生一數位影像。
  24. 如請求項21之方法，其中該第一層包括第一複數個金屬部分，該第一複數個金屬部分包括一光學金屬跡線之一第一金屬部分及一金屬互連跡線之一第二金屬部分。
  25. 如請求項24之方法，其中該光學金屬跡線包括複數個邊緣，該複數個邊緣包括一第一邊緣及與該第一邊緣相對之一第二邊緣，且該金屬互連跡線包括複數個邊緣，該複數個邊緣包括一第三邊緣及與該第三邊緣相對之一第四邊緣。
  26. 如請求項25之方法，其中該光學金屬跡線之該第一邊緣耦接至該金屬互連跡線之該第三邊緣，且該光學金屬跡線之該第二邊緣與該金屬互連跡線之該第四邊緣間隔開。
  27. 如請求項25之方法，其中該光學金屬跡線之該第一邊緣與該金屬互連跡線之該第三邊緣間隔開。
  28. 如請求項25之方法，其中該光學金屬跡線之該第一邊緣及該第二邊緣與該金屬互連跡線之該第三邊緣及該第四邊緣間隔開。
  29. 如請求項25之方法，其中該光學金屬跡線之該第一邊緣耦接至該金屬互連跡線，且該光學金屬跡線之該第二邊緣與該金屬互連跡線間隔開。
  30. 如請求項25之方法，其中該金屬互連跡線之該第三邊緣耦接至該光學金屬跡線，且該金屬互連跡線之該第四邊緣與該光學金屬跡線間隔開。
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