TW201946437A - 影像感測器 - Google Patents

影像感測器 Download PDF

Info

Publication number
TW201946437A
TW201946437A TW108114449A TW108114449A TW201946437A TW 201946437 A TW201946437 A TW 201946437A TW 108114449 A TW108114449 A TW 108114449A TW 108114449 A TW108114449 A TW 108114449A TW 201946437 A TW201946437 A TW 201946437A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sensor
sub
image sensor
row
regions
Prior art date
Application number
TW108114449A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI697233B (zh
Inventor
亞藍 馬可 凡恩
馬琥任嘉 斯里納茲 任卡都瓦
Original Assignee
加拿大商亞蘭提克微科學有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 加拿大商亞蘭提克微科學有限公司 filed Critical 加拿大商亞蘭提克微科學有限公司
Publication of TW201946437A publication Critical patent/TW201946437A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI697233B publication Critical patent/TWI697233B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14632—Wafer-level processed structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49—Blood
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0008—Microscopes having a simple construction, e.g. portable microscopes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

一種整合式影像感測器尤其包含具有一表面區域之一感測器表面，光敏像素係以列及行配置在該表面區域處。該表面區域包含兩個或更多個光敏子區域，該等子區域之各者已經組態以沿兩個正交維度從一晶圓切割，以形成一離散影像感測器。該兩個或更多個光敏子區域係沿該兩個正交維度之一者配置。該整合式影像感測器之該感測器表面跨該兩個或更多個子區域係平坦且連續的。

Description

影像感測器
此描述係關於影像感測器。
例如，用於數位相機應用中之個別離散影像感測器通常從一晶圓獲得，藉由切割晶圓而分離在晶圓上形成列及行之感測器。在一些切割程序中，在兩個正交方向上跨晶圓製成切片以在感測器之列及行之間形成鋸切道。各影像感測器具有通常配置成列及行之一光敏像素陣列，該等列及行平行於感測器自身配置所沿之列及行。當在晶圓上形成感測器時，在感測器之間形成不含有光敏像素之子區域以提供用於在不損壞感測器之情況下製成切割切片或切縫之空間。為將一感測器併入至一電路中，製成從電路至通常沿感測器之兩個或更多個側配置之互連接觸件之電連接。
影像感測器有時用於不包含物件與感測器之間的透鏡之應用中(例如，接觸成像系統中)，諸如在2014年2月5日申請之美國專利申請案第14/173,500號中描述且以引用的方式併入本文中之接觸成像系統。
一般言之，在一態樣中，一種整合式影像感測器包含具有一表面區域之一感測器表面，光敏像素在該表面區域處配置成列及行。該表面區域包含兩個或更多個光敏子區域，該等子區域之各者已經組態以沿兩個正交維度從一晶圓切割以形成一離散影像感測器。該兩個或更多個光敏子區域沿該兩個正交維度之一者配置。該整合式影像感測器之感測器表面跨該兩個或更多個子區域係平坦且連續的。
實施方案可包含下列特徵之一者或兩者或更多者之一組合。切割該晶圓所沿之兩個正交維度平行於該等像素之該等列及行之方向。該等子區域之一單一列或行沿該兩個正交維度之一者配置。沿該影像感測器之側存在互連件以製成至該等光敏子區域之電接觸。沿一列或行之一或多個側存在互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者以製成至該等光敏子區域之電接觸。沿一列或行之不超過兩個相對側存在互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者以製成至該等光敏子區域之電接觸。該表面區域包含該等光敏子區域之兩者之間的至少一個非光敏子區域。該非光敏子區域經組態以在切割該晶圓時變為一鋸切道。一感測器驅動電路經耦合至該整合式影像感測器。一記憶體經耦合至該感測器驅動電路。一處理器及一應用程式經耦合至該記憶體。一腔室與該感測器表面相關聯。該腔室包括與該感測器表面隔開達與一樣品之一單層相關聯之一預定距離之一表面。
一般言之，在一態樣中，一種整合式影像感測器包含具有一表面區域之一感測器表面，光敏像素以列及行配置在該表面區域中。該表面區域包含一列或行中之兩個或更多個光敏子區域。沿該列或行之連續光敏子區域由非光敏區域分離。該整合式影像感測器之該感測器表面跨該兩個或更多個子區域係平坦且連續的。
實施方案可包含下列特徵之一者或兩者或更多者之一組合。沿該影像感測器之側存在互連件。沿一列或行之一或多個側存在互連件，其等跨越兩個或更多個子區域以製成至該等光敏子區域之電接觸。沿一列或行之不超過兩個相對側存在互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者以製成至該等光敏子區域之電接觸。該等光敏子區域之間的非光敏子區域經組態以在切割該晶圓時變為一鋸切道。一感測器驅動電路經耦合至該整合式影像感測器。一記憶體經耦合至該感測器驅動電路。一處理器及一應用程式經耦合至該記憶體。一腔室與該感測器表面相關聯。該腔室包含與該感測器表面隔開達與一樣品之一單層相關聯之一預定距離之一表面。
一般言之，在一態樣中，一大面積高縱橫比整合式影像感測器包含一感測器表面處之一列中之兩個或更多個光敏子區域。沿該列存在連續光敏子區域且其等由非光敏區域分離。存在一腔室，其經組態以將血液或其他樣本之一單層限制於該感測器表面處。
實施方案可包含下列特徵之一者或兩者或更多者之一組合。該整合式影像感測器之該感測器表面跨該兩個或更多個光敏子區域係平坦且連續的。沿該影像感測器之側存在互連件以製成至該等光敏子區域之電接觸。沿一列或行之一或多個側存在互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者以製成至該等光敏子區域之電接觸。沿一列或行之不超過兩個相對側存在互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者以製成至該等光敏區域之電接觸。一感測器驅動電路經耦合至該整合式影像感測器。一記憶體經耦合至該感測器驅動電路。一處理器及一應用程式經耦合至該記憶體。一應用程式經組態以執行該樣品之一血球計數或其他分析。一腔室與該感測器表面相關聯。該腔室包括與該感測器表面隔開達與一樣品之一單層相關聯之一預定距離之一表面。
一般言之，在一態樣中，切割承載影像感測器列之一晶圓以使該等列彼此分離。切割該等列之各者以形成一或多個大面積高縱橫比感測器，其等各包括一單一列中之影像感測器之兩者或更多者。未將該等大面積感測器切割成單一影像感測器。
一般言之，在一態樣中，從一大面積高縱橫比整合式影像感測器接收影像資訊。該影像資訊表示一血液或其他樣品之一單層。使用該所接收影像資訊對該樣品執行一血球計數或其他分析。
一般言之，在一態樣中，至少一個組件經組態以提供一樣本之兩個或更多個影像，且一大面積高縱橫比整合式影像感測器具有經定位以從該組件接收該兩個或更多個影像之兩個或更多個光敏子區域。
實施方案可包含下列特徵之一者或兩者或更多者之一組合。該組件包含一光束分裂組件，其經組態以將該樣本之一準直影像分裂成該準直影像之兩個或更多個複本，且該兩個或更多個光敏子區域經定位以從該光束分裂裝置接收該準直影像之該兩個或更多個複本。從該光束分裂組件至該大面積高縱橫比整合式影像感測器之一光學路徑不具有該影像感測器上之任何中介彩色濾光器。該組件經組態以從兩個或更多個不同角度獲取該樣本之兩個或更多個影像，且該兩個或更多個光敏子區域經定位以接收該樣本之該兩個或更多個影像。
一般言之，在一態樣中，一組件經組態以提供一樣本之兩個或更多個影像，且一大面積高縱橫比整合式影像感測器具有經定位以從該組件接收該兩個或更多個影像之兩個或更多個光敏子區域。
實施方案可包含下列特徵之一者或兩者或更多者之一組合。該組件包含一光束分裂組件及光學器件以將該樣本之兩個或更多個相同影像投射至兩個或更多個光敏子區域上。存在從該光束分裂組件至該大面積高縱橫比整合式影像感測器之一光學路徑。該組件經組態以從位於距該裝置之不同距離處之該樣本之兩個或更多個層獲取該樣本之該兩個或更多個影像且將該等影像聚焦於兩個或更多個光敏子區域上。
此等及其他態樣、特徵及實施方案可表達為方法、裝置、系統、組件、程式產品、業務方法、用於執行一功能之構件或步驟及其他方式。
從下列描述(包含發明申請專利範圍)將變得明白此等及其他態樣、特徵及實施方案。
如圖1中展示，在製造期間，影像感測器12係沿一個維度18跨一半導體晶圓10配置成列14，且列係沿正交於維度18之一第二維度20並排配置。在一些情況中，列經配置，使得相鄰列中之影像感測器係如圖1中展示般交錯。在一些情況中，列經配置，使得相鄰列中之感測器在行中對準。
各影像感測器具有光敏像素22之一陣列，其等亦係沿維度18、20以一圖案(例如，列及行24、26之一圖案)配置在影像感測器之一光敏子區域28內。非光敏子區域30、32沿維度18、20在相鄰光敏子區域28之間延伸貫穿晶圓。在晶圓之一單一連續光滑平坦表面33處，曝露全部影像感測器及其等之像素。在典型晶圓處理中，為將晶圓切割為個別離散感測器34，可使用各種程序(諸如切割、雷射切割或蝕刻)來移除非光敏子區域中之材料帶，從而在影像感測器之間留下鋸切道。
為使此等離散感測器之各者能夠被連接至可驅動感測器且接收其影像信號之一感測器驅動電路，在晶圓中沿位於列14之各者中之影像感測器的相對邊緣36、38形成互連接觸件。當切割晶圓時，通常可沿各離散感測器之兩個相對側44、46從相鄰於光敏子區域28的頂表面接達互連接觸件。
在其中切割晶圓以產生離散影像感測器的一些情況中，所得感測器可用於(例如)數位相機應用或顯微鏡中。
在無透鏡(例如，接觸式)顯微成像中之此等影像感測器的應用(例如，血球計數應用及許多其他應用)中，可期望在光敏子區域及一大光敏區域兩者中具有像素之一高密度(解析度)。通常在商業上可以相對低成本購得之影像感測器可具有高像素計數(例如一全框相機型感測器中之10至20百萬像素)。通常由諸如透鏡之光學特徵(例如，焦距)及其中將使用透鏡之相機之光學特徵(例如，預期最終影像之縱橫比)的因素約束此等影像感測器的表面區域。影像感測器通常係矩形的且具有一相對低縱橫比，例如2:1或3:2。例如，一些全框相機感測器係24 mm x 36 mm。可獲得具有各種形狀及縱橫比之較大面積感測器，但基於有限生產、難以製造、需要定製設計或其他考量而具有高成本。
廉價、容易獲得之較大面積感測器將為有用的且可用於近場成像應用中。理論上，吾人可藉由將市售小縱橫比感測器安裝為一列中或列及行中之磚塊而形成用於近場成像應用之一大面積感測器。然而，針對許多此等應用，影像感測器之整個大面積具有一光滑連續平坦(即，共面)表面可為重要的。使用磚形單一離散感測器達成此一表面可為困難的且若可能，則係昂貴的。
可以一相對低成本從其上已形成個別低縱橫比影像感測器(諸如數位相機感測器) 12且準備好如下文說明般切割之一現有晶圓10製成具有一連續光滑平坦表面62之一大面積高解析度高縱橫比影像感測器60。吾人描述之技術在晶圓上之各個別低縱橫比影像感測器之全部互連件沿感測器之不超過兩個相對側配置之情況下及在一列中之全部個別感測器使其等之互連件類似地對準於晶圓上之情況下尤其有用。
為形成高縱橫比感測器而非在正交方向18、20兩者上切割以形成單一離散影像感測器，首先僅在維度18上(互連件沿其定向)切割晶圓以形成單一列中之影像感測器帶。接著，在正交維度20上切割該等列之各者以形成大面積高解析度高縱橫比影像感測器60，其等各具有一列中之所要數目個(例如兩個、三個、四個、五個、六個或更多個) (包含可能非常大數目個)感測器64。
吾人廣義地使用術語「大面積」以包含例如大於典型數位相機影像感測器之光敏區域之面積，例如大於10平方毫米、1/2平方釐米、1平方釐米、2平方釐米、5平方釐米或更大之面積。
吾人使用術語「高縱橫比」係指例如大於2:1之一縱橫比，例如3:1、4:1、6:1、8:1或更大。
吾人使用術語「低縱橫比」係指例如不大於2:1或在1:1與2:1之間的範圍內之一縱橫比。
吾人使用術語「高解析度」意謂例如小於5微米或3 µm或1 µm或亞微米之一像素間隔。
大面積影像感測器60之各者具有沿平行於穿過沿帶之離散感測器之中心之一軸77之兩個相對側74、76之互連接觸件以連接至一感測器驅動電路78，感測器驅動電路78可驅動大面積影像感測器且從大面積影像感測器之全部離散光敏子區域之全部像素接收信號。使用可對多個數位相機同時執行類似功能之可用數位相機控制器，可控制及讀取來自多個光敏子區域之信號。該等像素(其等可具有一高解析度間隔)共同表示且可經處理以產生一大面積影像80，大面積影像80繼而可在例如一血球計數應用中進行觀察、處理或分析。
此一大面積影像感測器之表面如晶圓(該表面自其切割)般連續、光滑且平坦。大面積高解析度高縱橫比影像感測器60具有一大表面區域82，其包含與由非光敏區域88分離之列中之各自影像感測器86相關聯之光敏子區域84、85、87。
大面積高解析度高縱橫比影像感測器60亦具有一高縱橫比(其寬度對其長度)，其可為可從原始晶圓切割之單一離散影像感測器之縱橫比之許多倍。理論上，可從其中經切割感測器之各者將具有例如一個維度上之一列中之三個影像感測器及另一方向上之影像感測器之三個行之一晶圓切割大面積正常縱橫比感測器。然而，此等影像感測器實際上不是有用的，因為嵌入感測器之列及行中之感測器之邊緣之互連接觸件將難以或不可能接達。
具有一高縱橫比及一些非光敏子區域之一大面積高解析度高縱橫比影像感測器60對於普通數位相機或經設計以產生由一相機透鏡形成之影像的一些其他成像應用可能不是有用的。但針對一些應用(例如，用於血球計數之無透鏡顯微成像及許多其他應用)，具有一高縱橫比之一影像感測器可係有用的(即使具有非光敏子區域)，若其藉此達成一大影像面積，繼而提供一較大視場。在一些血球計數應用中，目標係準確地識別及計數表示從中抽取樣品之一人之血液之一精確小體積血液中的各種類型的成分。一較大視場導致一較大樣本大小，且因此導致更準確計數，且可用於廣泛多種其他應用中。感測器之縱橫比或非光敏子區域的存在並非此計數之一障礙，只要(a)由光敏子區域成像之血液體積係已知的，且(b)由光敏子區域成像之血液體積中的成分分佈表示樣品中之成分的總體分佈。針對大多數成分，可藉由確保成分未異常集中在樣本內的某些位置中(諸如非光敏子區域之位置處)來達成一正確結果。例如，在2017年4月7日申請之美國專利申請案第15/482,215號及2014年6月25日申請之美國專利申請案第14/314,743號中描述用於確保成分之均勻分佈的方法，該兩案係以引用的方式併入本文中。
具有一較大視場不僅對計數有用，且對許多顯微成像應用亦是有用。例如，一病理學家通常將樂於看到一組織樣本之更多區域。在此一應用中，歸因於非光敏區域之間隙會有輕微干擾。
如圖2中展示(其中元件不按比例繪製)，一大面積高解析度高縱橫比影像感測器60可被耦合(例如，電互連)至一感測器驅動電路78，感測器驅動電路78經配置以驅動影像感測器，且從影像感測器接收對應於經固持在一腔室96內之一樣品94之一影像的影像信號。腔室具有一表面97，其面向影像感測器之光敏表面98且與表面98隔開達一精確距離100，距離100足夠接近於影像感測器以將樣品限制於一單層，其中樣品的至少部分係在影像感測器的近場距離102內。感測器驅動電路將來自影像感測器之影像信號作為影像資料儲存於一資料儲存器件104中，資料儲存器件104可被耦合至感測器驅動電路或可為感測器驅動電路之部分。接著，由經耦合至資料儲存器件之一處理器108執行之一應用程式106可從儲存器提取影像資料，且應用影像處理及分析常式以執行廣泛多種任務(諸如血球計數)，且將結果提供至使用者或其他程序。大面積高解析度高縱橫比影像感測器60、感測器驅動電路78、資料儲存器件104、處理器108及應用程式106可一起構成一血球計數器件110。例如，可以下專利中找到關於無透鏡接觸式光學顯微鏡、其等之組態、其等之相關聯器件及其等之使用的額外資訊：在2015年5月6日申請之美國專利第9,041,790號；2016年12月13日申請之美國專利第9,518,920號；及2015年7月7日申請之美國專利第9,075,225號；及2014年2月5日申請之美國專利申請案第14/173,500號；2016年3月10日申請之美國專利申請案第15/066,065號；所有案之全部內容係以引用的方式併入本文中。
其他實施方案亦在下列發明申請專利範圍之範疇內。
例如，如圖3中展示，高縱橫比影像感測器可用於除接觸式光學顯微鏡中之感測器以外的各種應用中。在一些應用中，此一感測器120可用於基於透鏡之顯微鏡或攝影術中以接收及使用來自一光源122之已通過準直光學器件124及一樣本126之光121處理一影像之不同版本。代替將影像直接遞送至一單一低縱橫比感測器以在一典型基於透鏡之系統中進行偵測，可使用光束分裂器件128 (諸如一光束分裂稜鏡)以將影像分裂為影像之兩個(或更多個)類似複本130、132、134，其等各沿等效光路徑引導至高縱橫比影像感測器之光敏子區域280、282、284之一對應者。
在一些實施方案中，可基於波長(例如，藉由使用用於分裂光束之二向色鏡)對從(若干)光束分裂器件遞送之影像之各者濾波，從而容許光敏子區域之各者在一單色模式中操作而不存在任何中介拜耳(Bayer)或其他彩色濾光器陣列以達成具有多光譜資訊之最高解析度影像。在一些應用中，可基於偏光(例如，藉由使用一偏光光束分裂器)對從光束分裂器件遞送之影像之各者濾波。此方法將促進之此種類之同時多參數成像在生理學、材料科學及其他領域中具有重要應用。
由於光敏區域皆位於感測器之一共同平坦表面上(共面性儘可能好)且分離達非常精確已知距離(精確地已知光敏區域之相對X-Y位置)，所以在全部此等情況中，從一或多個透鏡至兩個或更多個光敏子區域之不同路徑可經配置以具有精確相同長度，且遞送至不同子區域之影像可經配置以具有完全相同尺寸及焦點。
如圖4中展示，在一些應用中，通過一透鏡307及一或多個光束分裂器308、310、312至光敏區域之路徑302、304、306可經配置以具有精確不同(而非相同)長度，使得形成在兩個或更多個光敏區域314、316、318上之影像將在光敏區域之共同平面上對準但具有不同聚焦目標平面330、332、334，從而容許簡單同時高解析度多焦點成像以適合於藉由計算構件進行進一步內插。在一些情況(諸如圖4中展示之情況)中，藉由使承載光敏區域之帶以相對於光學軸350之一角度傾斜而達成適當不同路徑長度。達成適當不同路徑長度之其他方式亦係可行的。
上文描述之此等條件及案例皆可藉由光束引導光學器件之仔細放置及定向而達成，但無需在一共同平面上且按子區域之間的一精確已知分離對準離散感測器之表面原本所需之努力。
10‧‧‧半導體晶圓
12‧‧‧影像感測器
14‧‧‧列
18‧‧‧維度/方向
20‧‧‧第二維度
22‧‧‧光敏像素
24‧‧‧列
26‧‧‧行
28‧‧‧光敏子區域
30‧‧‧非光敏子區域
32‧‧‧非光敏子區域
33‧‧‧連續光滑平坦表面
34‧‧‧離散感測器
36‧‧‧邊緣
38‧‧‧邊緣
44‧‧‧側
46‧‧‧側
60‧‧‧大面積高解析度高縱橫比影像感測器
62‧‧‧連續光滑平坦表面
64‧‧‧感測器
74‧‧‧側
76‧‧‧側
77‧‧‧軸
78‧‧‧感測器驅動電路
80‧‧‧大面積影像
82‧‧‧大表面區域
84‧‧‧光敏子區域
85‧‧‧光敏子區域
86‧‧‧影像感測器
87‧‧‧光敏子區域
88‧‧‧非光敏區域
94‧‧‧樣品
96‧‧‧腔室
97‧‧‧表面
98‧‧‧光敏表面
100‧‧‧距離
102‧‧‧近場距離
104‧‧‧資料儲存器件
106‧‧‧應用程式
108‧‧‧處理器
110‧‧‧血球計數器件
120‧‧‧感測器
121‧‧‧光
122‧‧‧光源
124‧‧‧準直光學器件
126‧‧‧樣本
128‧‧‧光束分裂器件
130‧‧‧複本
132‧‧‧複本
134‧‧‧複本
280‧‧‧光敏子區域
282‧‧‧光敏子區域
284‧‧‧光敏子區域
302‧‧‧路徑
304‧‧‧路徑
306‧‧‧路徑
307‧‧‧透鏡
308‧‧‧光束分裂器
310‧‧‧光束分裂器
312‧‧‧光束分裂器
314‧‧‧光敏區域
316‧‧‧光敏區域
318‧‧‧光敏區域
330‧‧‧目標平面
332‧‧‧目標平面
334‧‧‧目標平面
350‧‧‧光學軸
圖1係一晶圓之一部分之一示意俯視圖。
圖2係一血球計數器件之一示意圖。
圖3係一光束分裂配置之一透視示意圖。
圖4係一光束分裂配置之一示意圖。

Claims (40)

  1. 一種裝置，其包括 一整合式影像感測器，其包括具有一表面區域之一感測器表面，光敏像素係以列及行配置在該表面區域處， 該表面區域包括兩個或更多個光敏子區域，該等子區域之各者已經組態以沿兩個正交維度從一晶圓切割，以形成一離散影像感測器，該兩個或更多個光敏子區域係沿該兩個正交維度之一者配置， 該整合式影像感測器之該感測器表面跨該兩個或更多個子區域係平坦且連續的。
  2. 如請求項1之裝置，其中切割該晶圓所沿之該兩個正交維度係平行於該等像素之該等列及行的方向。
  3. 如請求項1之裝置，其中該等子區域之一單一列或行係沿該兩個正交維度之一者配置。
  4. 如請求項3之裝置，其包括沿該影像感測器之側的互連件，用以製成至該等光敏子區域之電接觸。
  5. 如請求項3之裝置，其包括沿一列或行之一或多個側的互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者以製成至該等光敏子區域的電接觸。
  6. 如請求項3之裝置，其包括沿一列或行之不超過兩個相對側的互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者，用以製成至該等光敏子區域的電接觸。
  7. 如請求項1之裝置，其中該表面區域包括該等光敏子區域之兩者之間的至少一個非光敏子區域。
  8. 如請求項7之裝置，其中該非光敏子區域經組態以在切割該晶圓時變為一鋸切道。
  9. 如請求項1之裝置，其包括經耦合至該整合式影像感測器之一感測器驅動電路。
  10. 如請求項9之裝置，其包括經耦合至該感測器驅動電路之一記憶體。
  11. 如請求項10之裝置，其包括經耦合至該記憶體之一處理器及一應用程式。
  12. 如請求項1之裝置，其包括與該感測器表面相關聯之一腔室。
  13. 如請求項12之裝置，其中該腔室包括與該感測器表面隔開達與一樣品之一單層相關聯之一預定距離之一表面。
  14. 一種裝置，其包括 一整合式影像感測器，其包括具有一表面區域之一感測器表面，光敏像素係以列及行配置在該表面區域中， 該表面區域包括一列或行中之兩個或更多個光敏子區域，沿該列或行之連續光敏子區域係由非光敏區域分離， 該整合式影像感測器之該感測器表面跨該兩個或更多個子區域係平坦且連續的。
  15. 如請求項14之裝置，其包括沿該影像感測器之側的互連件，用以製成至該等光敏子區域的電接觸。
  16. 如請求項14之裝置，其包括沿一列或行之一或多個側的互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者，用以製成至該等光敏子區域的電接觸。
  17. 如請求項14之裝置，其包括沿一列或行之不超過兩個相對側的互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者，用以製成至該等光敏子區域的電接觸。
  18. 如請求項14之裝置，其中該表面區域包括該等光敏子區域之兩者之間的至少一個非光敏子區域。
  19. 如請求項14之裝置，其中該非光敏子區域經組態以在切割該晶圓時變為一鋸切道。
  20. 如請求項14之裝置，其包括經耦合至該整合式影像感測器之一感測器驅動電路。
  21. 如請求項20之裝置，其包括經耦合至該感測器驅動電路之一記憶體。
  22. 如請求項21之裝置，其包括經耦合至該記憶體之一處理器及一應用程式。
  23. 如請求項14之裝置，其包括與該感測器表面相關聯之一腔室。
  24. 如請求項23之裝置，其中該腔室包括與該感測器表面隔開達與一樣品之一單層相關聯之一預定距離之一表面。
  25. 一種裝置，其包括 一大面積高縱橫比整合式影像感測器，其包括一感測器表面處之一列中之兩個或更多個光敏子區域，沿該列之連續光敏子區域係由非光敏區域分離， 一腔室，其經組態以將一血液或其他樣本之一單層限制於該感測器表面處。
  26. 如請求項25之裝置，其中該整合式影像感測器之該感測器表面跨該兩個或更多個光敏子區域係平坦且連續的。
  27. 如請求項25之裝置，其包括沿該影像感測器之側的互連件，用以製成至該等光敏子區域的電接觸。
  28. 如請求項25之裝置，其包括沿一列或行之一或多個側的互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者，用以製成至該等光敏子區域的電接觸。
  29. 如請求項25之裝置，其包括沿一列或行之不超過兩個相對側的互連件，其等跨越該等子區域之兩者或更多者，用以製成至該等光敏子區域的電接觸。
  30. 如請求項25之裝置，其包括經耦合至該整合式影像感測器之一感測器驅動電路。
  31. 如請求項30之裝置，其包括經耦合至該感測器驅動電路之一記憶體。
  32. 如請求項31之裝置，其包括經耦合至該記憶體之一處理器及一應用程式，該應用程式經組態以執行該樣本之一血球計數或其他分析。
  33. 如請求項25之裝置，其包括與該感測器表面相關聯之一腔室。
  34. 如請求項33之裝置，其中該腔室包括與該感測器表面隔開達與一樣品之一單層相關聯之一預定距離之一表面。
  35. 一種方法，其包括 切割承載影像感測器列之一晶圓，以使該等列彼此分離， 切割該等列之各者，以形成一或多個大面積高縱橫比感測器，其等各包括一單一列中之該等影像感測器之兩者或更多者，及 避免將該等大面積感測器之各者切割為單一影像感測器。
  36. 一種方法，其包括 從一大面積高縱橫比整合式影像感測器接收影像資訊，該影像資訊表示一血液或其他樣品之一單層，及 使用該所接收影像資訊，對該樣品執行一血球計數或其他分析。
  37. 一種裝置，其包括 至少一個組件，其經組態以提供一樣本之兩個或更多個影像，及 一大面積高縱橫比整合式影像感測器，其具有經定位以從該組件接收該兩個或更多個影像的兩個或更多個光敏子區域。
  38. 如請求項37之裝置，其中該組件包括一光束分裂組件及光學器件，以將該樣本之兩個或更多個相同影像投射至兩個或更多個光敏子區域上。
  39. 如請求項37之裝置，其中從該光束分裂組件至該大面積高縱橫比整合式影像感測器之一光學路徑不具有該影像感測器上之任何彩色濾光器像素陣列。
  40. 如請求項37之裝置，其中該組件經組態以從位於距該裝置之不同距離處之該樣本的兩個或更多個層獲取該樣本的該兩個或更多個影像，且將該等影像聚焦於兩個或更多個光敏子區域上。
TW108114449A 2018-04-26 2019-04-25 成像裝置及方法 TWI697233B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/963,894 2018-04-26
US15/963,894 US10153317B1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Image sensors comprising a chamber to confine a sample at a sensor surface of successive light sensitive subareas and non-light sensitive areas
US16/210,098 2018-12-05
US16/210,098 US10249669B1 (en) 2018-04-26 2018-12-05 Image sensors having two or more light sensitive subareas for receiving two or more images of a sample from a component
US16/282,501 US10461112B1 (en) 2018-04-26 2019-02-22 Image sensor using a large-area high-aspect-ratio integral image sensor with plural light sensitive subareas
US16/282,501 2019-02-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201946437A true TW201946437A (zh) 2019-12-01
TWI697233B TWI697233B (zh) 2020-06-21

Family

ID=64535956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108114449A TWI697233B (zh) 2018-04-26 2019-04-25 成像裝置及方法

Country Status (6)

Country Link
US (6) US10153317B1 (zh)
EP (1) EP3785301A4 (zh)
CN (1) CN112219279B (zh)
CA (1) CA3098248A1 (zh)
TW (1) TWI697233B (zh)
WO (1) WO2019204904A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10153317B1 (en) 2018-04-26 2018-12-11 Alentic Microscience Inc. Image sensors comprising a chamber to confine a sample at a sensor surface of successive light sensitive subareas and non-light sensitive areas
US11609233B2 (en) * 2019-03-28 2023-03-21 Alentic Microscience Inc. Indicator-based analysis of a sample
US11255850B2 (en) * 2019-03-28 2022-02-22 Alentic Microscience Inc. Bead-based analysis of a sample

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1015331A (en) 1907-02-28 1912-01-23 Edward H Mccloud Means for supporting and operating curtain-rollers.
US1064405A (en) 1908-02-13 1913-06-10 Walsh Baker Corp Loom for tying oriental knots.
US1046111A (en) 1911-08-21 1912-12-03 Carl F Schulz Carbureter.
US1024966A (en) 1911-10-12 1912-04-30 R F Kistler Operating-table.
US2315783A (en) 1940-12-12 1943-04-06 Cosmocolor Corp Color photography
US2610541A (en) * 1948-01-05 1952-09-16 Jr Ernest Lee Rowland Blood testing apparatus
US5274549A (en) * 1990-05-18 1993-12-28 General Electric Company Method of deriving a cardiac ejection fraction from nuclear image data
US6083763A (en) 1996-12-31 2000-07-04 Genometrix Inc. Multiplexed molecular analysis apparatus and method
JP2001051064A (ja) * 1999-08-09 2001-02-23 Hitachi Medical Corp マルチスライスｘ線検出器及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置
US6269142B1 (en) * 1999-08-11 2001-07-31 Steven W. Smith Interrupted-fan-beam imaging
EP3388784B1 (en) * 2001-05-04 2019-07-17 Vexcel Imaging GmbH Method and large format camera for acquiring a large format image of a large area object
US20040140417A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-22 Accretech (Israel) Ltd. Image sensor for confocal microscopy
US6995462B2 (en) 2003-09-17 2006-02-07 Micron Technology, Inc. Image sensor packages
US20080086410A1 (en) 2004-08-13 2008-04-10 Sean Macguire System And Method For Providing A Cash Advance
US7742560B2 (en) 2005-05-02 2010-06-22 Oy Ajat Ltd. Radiation imaging device with irregular rectangular shape and extraoral dental imaging system therefrom
TWI388206B (zh) 2005-09-14 2013-03-01 Panasonic Corp 攝影裝置、固態攝影元件、影像生成方法
JP5555491B2 (ja) 2006-11-17 2014-07-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 感光層上に複数の電極を有する放射線検出器
US7790502B2 (en) 2007-12-10 2010-09-07 Honeywell International Inc. Method of manufacturing flexible semiconductor assemblies
GB0724339D0 (en) 2007-12-14 2008-01-23 Rolls Royce Plc A sensor arrangement
EP2982437B1 (en) * 2008-06-25 2017-12-06 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale fet arrays
US20100110259A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Weistech Technology Co., Ltd Multi-lens image sensor module
DK200801722A (en) 2008-12-05 2010-06-06 Unisensor As Optical sectioning of a sample and detection of particles in a sample
US20140152801A1 (en) 2009-10-28 2014-06-05 Alentic Microscience Inc. Detecting and Using Light Representative of a Sample
EP2519820B1 (en) 2009-12-31 2013-11-06 Abbott Point Of Care, Inc. Method and apparatus for determining mean cell volume of red blood cells
US9569664B2 (en) * 2010-10-26 2017-02-14 California Institute Of Technology Methods for rapid distinction between debris and growing cells
US8842168B2 (en) 2010-10-29 2014-09-23 Sony Corporation Multi-view video and still 3D capture system
JP6505714B2 (ja) * 2013-12-17 2019-04-24 アレンティック マイクロサイエンス インコーポレイテッド レンズレス撮像システムを含む線量計
FR3020682B1 (fr) 2014-04-30 2016-05-27 Commissariat Energie Atomique Procede et systeme de detection d'au moins une particule dans un liquide corporel, et procede associe de diagnostic de la meningite
US20170186807A1 (en) * 2014-06-10 2017-06-29 Koninklijke Philips N.V. Modular imaging detector asic
US9574989B2 (en) * 2014-08-08 2017-02-21 Omnivision Technologies, Inc. Lens-free imaging system and method for detecting particles in sample deposited on image sensor
US9392946B1 (en) 2015-05-28 2016-07-19 Fitbit, Inc. Heart rate sensor with high-aspect-ratio photodetector element
US10825848B2 (en) * 2015-09-11 2020-11-03 Teledyne Digital Imaging, Inc Image sensor and a method to manufacture thereof
US10153317B1 (en) * 2018-04-26 2018-12-11 Alentic Microscience Inc. Image sensors comprising a chamber to confine a sample at a sensor surface of successive light sensitive subareas and non-light sensitive areas

Also Published As

Publication number Publication date
US10249669B1 (en) 2019-04-02
TWI697233B (zh) 2020-06-21
EP3785301A1 (en) 2021-03-03
CN112219279B (zh) 2024-05-14
US20200273900A1 (en) 2020-08-27
US10991744B2 (en) 2021-04-27
WO2019204904A1 (en) 2019-10-31
EP3785301A4 (en) 2021-06-09
US10644054B2 (en) 2020-05-05
US10840286B2 (en) 2020-11-17
US20190341414A1 (en) 2019-11-07
US10153317B1 (en) 2018-12-11
US20190333955A1 (en) 2019-10-31
US10461112B1 (en) 2019-10-29
US20210066377A1 (en) 2021-03-04
CA3098248A1 (en) 2019-10-31
CN112219279A (zh) 2021-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI697233B (zh) 成像裝置及方法
EP1795004B1 (en) Imaging arrangement and method therefor
KR101701527B1 (ko) 3차원 촬상 장치
US9690112B2 (en) Image capturing apparatus
WO2017202065A1 (zh) 摄像装置以及利用其拍摄图像的方法
TWI621252B (zh) 晶圓級陣列相機
KR102331392B1 (ko) 동적 객체로부터의 스펙트럼 정보의 획득
US20140055784A1 (en) Camera system for capturing two-dimensional spatial information and hyper-spectral information
EP2400333A2 (en) Range-finding device and imaging apparatus
JP6472307B2 (ja) 撮像装置
CN108417644A (zh) 一种红外探测器的封装结构以及封装方法
US20170272642A1 (en) Phase-Detection Auto-Focus Pixel Array And Associated Imaging System
KR20180093021A (ko) 입체 영상화 센서 장치 및 입체 영상화에 사용되는 영상 센서의 쌍들을 제작하는 방법
US8045043B2 (en) Optical module and imaging device
JP2007096825A (ja) 複眼撮像装置
JP5434816B2 (ja) 測距装置及び撮像装置
WO2016003276A1 (en) Method for manufacturing optical modules
CN113053932A (zh) 用于使用偏振和相位检测光电二极管获得三维形状信息的装置和方法
JP3564383B2 (ja) ３次元動画入力装置
EP2500690B1 (en) Range finder and imaging device
KR20240055201A (ko) 웨이퍼 표면 검사 장치
US8593733B2 (en) Diffractive optical elements and applications thereof
TW202316563A (zh) 用於絕對樣本定位之系統及方法
JP2023124463A (ja) 撮像装置、および、撮像方法
JPH10111240A (ja) 分光反射率測定装置