TW200818893A - Method and apparatus providing imager pixel array with grating structure and imager device containing the same - Google Patents
Method and apparatus providing imager pixel array with grating structure and imager device containing the same Download PDFInfo
- Publication number
- TW200818893A TW200818893A TW096123107A TW96123107A TW200818893A TW 200818893 A TW200818893 A TW 200818893A TW 096123107 A TW096123107 A TW 096123107A TW 96123107 A TW96123107 A TW 96123107A TW 200818893 A TW200818893 A TW 200818893A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- grating
- pixel array
- imager
- grating layer
- array
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 93
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 185
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910004286 SiNxOy Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N SnO2 Inorganic materials O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 15
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 12
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 8
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- -1 〇aAs Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 230000035807 sensation Effects 0.000 claims 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 7
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 235000006040 Prunus persica var persica Nutrition 0.000 description 1
- 240000006413 Prunus persica var. persica Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004297 night vision Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1866—Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
- G02B5/1871—Transmissive phase gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1006—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
- G02B27/1013—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for colour or multispectral image sensors, e.g. splitting an image into monochromatic image components on respective sensors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1086—Beam splitting or combining systems operating by diffraction only
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/011—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
- H10F39/024—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12 of coatings or optical elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
- H10F39/8063—Microlenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
200818893 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體器件，且特 且将疋而言係關於成像器像 素陣列及成像器器件、及形成其之方法。 【先前技術】 固態影像感測器(亦稱作成像器)已常用於各種光成像應 用中。成$器吸收一特定波長（例如光子或x射線）之入射輕 射並產生-對應於所吸收之輕射之電信號。存在多種不同 類型之基於半導體之成像器，包括電荷耗合器件（ccd)、 光電二極體陣列、電荷注入器件（CID)、混合焦點平面陣 列、及互補金屬氧化物半導體（CM0S)成像器。此等成像 器在與適當之成像電路一起使用時出於各種目的捕獲、處 理並顯示影像。固態成像器之當前應用除其他用途外還包 括攝影機、掃描機、機器視覺系統、車輛導航系統、視訊 電話、電腦輸入器件、監視系統、自動聚焦系統、星體追 蹤儀、運動偵測器系統及影像穩定系統。 成像器通常由一包含光感測器之像素單元陣列形成，其 中每一像素單元皆産生一信號，其對應於當一影像聚焦於 該陣列上時照射到彼元件上之光之強度。然後，可將該等 仏號儲存起來（例如）以將一對應之影像顯示於一監視器上 或另外用於提供關於該光學影像之資訊。光感測器通常係 光閘、光電晶體、光導體或光電二極體。由每一像素單元 所産生之信號之量值與照射到該光電感測器上之光之量成 比例。 121920.doc 200818893 爲了㈣-彩色影像’通常採用一滤色鏡陣列（cfa)並 將其佈置於該像素單元陣列前面。舉例而言，每—像素單 元皆覆蓋有-濾色鏡’例如(舉例而言)一紅色(R)、綠色 (G)或藍色（B)濾光鏡。於一典型的cfa佈局中，該紅色、 綠色及藍色it光鏡係佈置成—嵌鑲次序圖t，例如一拜耳 濾色鏡圖t，該圖案以紅色與綠色濾光鏡、隨後綠色與藍 色濾光鏡交錯之連續列四重排序。#使用―CFA時，光感 測器分別偵測紅色、綠色或藍色光子。 當使用該CFA技術來微分色彩時，一成像器之量子效率 可因濾色鏡只允許入射光（例如紅色、綠色或藍色光）之一 窄光譜頻帶穿過同時吸收該光能量之其餘部分而受到損 害。藉由當前CFA製造過程製成之濾色鏡陣列亦可對多個 過程問題敏感，例如非平面性及條紋，而此可導致固定圖 案雜訊或其他瑕疵。而且，隨後必須使用一種色彩解嵌鑲 技術來處理一已捕獲之具有個別色彩像素之捕獲影像，而 此可增加處理時間及成像器之複雜度。 因此，有利之情形係提供一種成像器像素陣列，其能夠 更經濟及有效地分離並偵測入射光之光譜分量以改良成像 器之量子效率。 【發明内容】 在下文之詳細說明中，將參照構成本文一部分之附圖， 附圖中以例解方式繪示其中可實施本發明之具體實施例及 實例。該等實施例及實例之說明極其詳細，以使熟習此項 技術者能夠實施本發明。應瞭解，亦可利用其他實施例並 121920.doc 200818893 可作出結構、邏輯及電性上的改變，此並 1月離本發明之 精神及範疇。 下文說明中使用之措詞"基板（substrate)"可包括任{ 撐結構，包括（但不限於）一具有一其上可製作器件::面 之半導體基板。半導體基板應理解爲包括矽、絕緣 (s〇I)、藍寶石上石夕（sos)、經摻雜及未經摻雜之半導體、 由-半導體基礎支撐之#晶層及其他半導體結構，包括 除矽以外之半導體製成之彼等結構。此外，當在下文說明 中提及-半導體基板時’可能已使用前述過程步驟在基礎 半導體結構或基礎内或上方形成了區域或接合面。 本文中使用之措詞”像素（pixel)”或”像素單元（pixel MU)，， 係指一可由一成像器器件採用之光電元件單位單元，其包 έ 一用於將光子轉變成一電信號之光感測器。 本發明之實施例係關於一種成像器像素陣列，其能夠分 離並4貞測在-影像聚；|、於該陣列±時照射到該成像器像素 陣列上之光之各種光譜分量。該成像器像素陣列可經形成 以採用一光柵結構在該入射光透過該光柵結構時將該入射 光分離成複數個光譜分量。舉例而言，該光柵結構可包括 一透射光柵層。所分離之光譜分量可由形成于該成像器像 素陣列中之不同光感測器偵測並感測以産生用於後續資料 處理之影像資料。由於該光柵結構允許該入射光中之各種 光譜分量穿過並對其加以偵測及感測以用於後續資料處 理’因此可增加該成像器像素陣列之量子效率。 根據本發明之一態樣，該光柵結構可經形成以包括在一 121920.doc 200818893 Ο
預定波長下具有相同或大致相同折射率之不同光栅及填充 材料。舉例而言，該光栅材料可包括一色散性材料，而該 填充材料可包括一低色散性材料。該光栅結構能夠將該入 射光分離成不同繞射級之各種光譜分量。舉例而言，該入 射光之一或多個光譜分量可透射過該光栅結構而無需改變 傳播方向，且因此被繞射成第0個繞射級。可使該入射光 之其他光譜分量在此等光譜分量穿過該光栅結構，且因此 被繞射成第m個繞射級時改變其傳播方向。可對不同繞射 級之光譜分量進行單獨偵測及感測以産生供在後續資料處 理中使用之影像資料。 根據本發明之另一態樣，該成像器像素陣列中之每一像 素單元皆可經形成以包括複數個用於偵測並感測由該光栅 結構分離之不同光譜分量之光感測器。舉例而言，每一像 素單兀皆可經形成以包括複數個光感測器，其經佈置以偵 測並感測直接透射過該像素單元中該光柵結構之一區段並 由該區段繞射之不同光譜分量。由此，每一像素單元=能 夠捕獲複數個照射到該像素單元上之入射光之光譜分量並 由此産生代表由該成像器像素陣列所捕獲之影像之一片段 之影像資料。舉例而言，每一像素單元皆可經形成以偵測 並感測所有三種原色以便隨後産生代表由該像素單元所捕 獲之影像#段之影像資料。因此，該成像器像素陣列可消 除需要隨後進行色彩解嵌鑲以産生或顯示整個所捕庐之与 像。 又衫 可割分成 根據本發明之再一態樣，提供一種用於捕獲一 121920.doc 200818893 複數個影像片段之影像之方法。於一實例中，可接收來自 該影像之入射光並將其分離成複數個光譜分量。舉例而 ° 可將该入射光繞射成第〇個至第m個繞射級之光譜分 ϊ °可债測並感測該入射光經分離之光譜分量中之一者或 多者之一大致部分，以使該複數個光譜分量具有與該入射 光之光能量大致相同之光能量。可對該影像資料進行處理 以提供關於該影像片段之資訊，並再現及/或顯示所捕獲 之影像。於一實例中，在進行或不進行附加過濾之情形下 單獨地偵測並感測該入射光之所有紅色、綠色及藍色光。 於一實施例中，該光栅結構可由不同之光柵及填充材料 形成，其中该光拇材料係一色散性材料。如本文中所使 用’措詞’’色散性材料（dispersive material)，，係指其折射率 隨入射光之預定波長改變而改變之任何材料。舉例而言， 該光栅結構可由一對在一或多個預定波長（例如紅色光波 長）下具有相同或大致相同折射率之色散性材料與低色散 性材料形成。該光栅結構允許此等預定波長之光譜分量 (例如紅光）在不改變其傳播方向之情況下直接透射過該光 柵結構並繞射成第0個繞射級。其他光譜分量將由該光柵 結構繞射成一或多個更高的繞射級以將該入射光中之該等 光譜分量分離成不同之群組。 該色散性與低色散性材料對可經形成以在任何預定波長 中之一者下皆具有相同或大致相同之折射率，此取決於欲 偵測並感測之光譜分量（例如藍色、綠色、紅色或紅外 光）。舉例而吕，$亥光拇結構可由《一在紅色光光譜頻帶中 121920.doc -10- 200818893 具有相同折射率之材料對所形成或另外經形成對紅光具有 小影響。當入射光到達該光栅結構時，該紅色光"看”不到 或幾乎看不到該光栅結構且因此可透射過該光柵結構而無 而改變傳播方向。由此，紅色光ared所得到之繞射角度與 入射角度β相同。 由於紅色光”看”不到該光柵結構，因此該光柵結構可經 形成以为離该入射光之剩餘光譜分量。舉例而言，該光拇 、、、。構可具有不同之光栅高度、周期及/或工作循環。該等 剩餘光譜分量（例如藍色光）將”看到”該光栅結構且自該入 射方向繞射。該藍色光之繞射角度％—可根據以下公式來 計算： d (sinablu€ -f sinfi) =m Λ; ab!u€ = asin (m λ/d- sinp), (1) 其中d係光栅周期，β係入射角度，m係繞射級，及x係波 長。藍色光因此可與紅色光分離。紅色光與藍色光（假定 Xbiue=450 nm)之間的總分色角度可確定如下： AO^asin ^\^\=,〇45 /d\^i - 8ΐηβ\^〇) - β\^0- 27\ (2) 該成像器像素陣列可經形成以包括複數個光感測器以谓 測並感測由該光柵結構所分離之不同之光譜分量群組。舉 例而言，可提供不同之光感測器以偵測並感測透射過該光 柵結構並由該光柵結構繞射之不同之光譜分量。於一實例 中，該等光感測器可分別偵測並感測該入射光之所有三種 原色。舉例而言，可提供複數個紅色光感測器以偵測並感 測直接透射之紅色光，同時可毗鄰該等紅色光感測器提供 121920.doc -11 - 200818893 複數個綠色及藍色光感測器以偵測並感測所繞射之綠色及 藍色光。。當將該入射光分離成透射或繞射光譜分量（可 對其二者進行偵測及感測以供在後續影像資料處理中使 用）時，可增加該成像器像素陣列及該成像器器件之量子 效率。 於另一實施例中，該成像器像素陣列可經形成以使每一 像素皆可具有複數個光感測器以偵測並感測透射過該像素 單元中遠光柵結構之一區段之光譜分量及由該區段繞射之 彼等光譜分量二者。舉例而言，紅色及藍色光感測器可形 成於每一像素單元中。於一實例中，一紅色光感測器可形 成於每一微透鏡下面以偵測並感測直接透射之紅色光。一 或多個藍色光感測器可形成於每一像素單元中以偵測並感 測繞射之藍色光。舉例而言，該等藍色光感測器可毗鄰該 紅色光感測器且沿該光栅結構之一繞射方向定位。於另一 實例中，一或多個綠色光感測器可設置於每一像素單元中 以偵測並感測繞射之綠色光。每一像素皆可偵測並感測所 有三種原色且能夠産生代表一由該像素所捕獲之影像片段 之影像資料。由每一像素所産生之影像資料皆可用於再現 該影像而無需進行色彩解嵌鑲，從而簡化資料處理及使用 該成像器像素陣列之成像器器件或處理系統。 【實施方式】 現將參照圖式來闡述本發明之各實施例，在圖式中相同 之參考編號代表相同之元件且不對其加以贅述。雖然本發 明之實施例係關於與一如所提及之CMOS成像器一起使用 121920.doc -12- 200818893 來加以闡述，但本發明不僅限於此而是對任何固態成像器 皆具有適用性。 圖la及lb圖解說明一包括根據本發明各實例所形成之影 像像素陣列100之成像器器件1〇。像素陣列1〇〇包含一與一 基板1 04結合形成之像素單元丨〇2陣列。每一像素單元j 〇2 白可具有複數個成形於基板1 〇4上或其上方之光感測器 106a及106b(統稱爲”光感測器1〇6”）。複數個諸如具有關聯 金屬化圖案108a之鈍化層及層間介電層1〇8之習用層（參見 圖3a及3b)可形成於基板1〇4上或其上方。於所示實例中， 保邊層110 e又置於純化層及介電層log上方，在該等層上 可如下文所述形成一光柵結構112。每一像素單元1〇2皆具 有一微透鏡114，微透鏡ι14形成於光栅結構112上方，且 若舄要形成於一間隔層116上方。一附加保護層118可形成 於微透鏡114上方。熟習此項技術者將瞭解，基板1(M、光 感測器106、層間介電層ι〇8及關聯金屬化圖案、保護層 110、微透鏡114、間隔層116及/或保護層U8可藉由此項技 術中已知之各種方法中之任一種方法形成。 光柵結構112可提供於成像器像素陣列1 〇 〇中以將入射光 分離成複數個光譜分量並將此等光譜分量引導至不同之光 感測器106a及106b。舉例而言，光栅結構112可形成於基 板104之至少一部分上方及/或一光感測器1〇6a、1〇6b陣列 之至少一部分上方。於一實例中，光柵結構丨12可經形成 遍及整個成像器像素陣列1〇〇上。於另一實例中，光柵結 構112可置放於光感測器106a、106b上方並與其間隔開各 121920.doc -13- 200818893 種距離，例如（舉例而言）約4 μιη。 光柵結構112可呈各種形式中之任一種形式。於一實例 中，光柵結構112可包括一可具有一介於自約4〇〇 nm至約 1 ·2 μιη範圍内之厚度丁之光柵層丨12a。舉例而言，當光柵 層112a係由氧化銦錫（ΙΊΓ〇)形成時，光柵層^仏之厚度丁約 爲800 nm。當光栅層112a係由二氧化鈦（Ti〇j形成時，厚 度丁可約爲600 nm。如圖ia及ib中所示，光栅結構112可連 續延伸貫穿於整個光感測器106a、1〇6b陣列上。於一實例 中’光柵結構112可具有與成像器像素陣列1〇〇之周邊相同 之周邊。舉例而言，成像器像素陣列1〇〇及光柵結構112可 具有一圓形周邊形狀。於另一實例中，光柵結構112可包 括複數個分別設置於一像素單元丨〇2内之光柵區段丨丨2，。舉 例而言，每一光柵區段112，皆可具有一大致圓形周邊或另 外具有一對應於像素單元102中一微透鏡114之形狀之形 狀。於下述各種實例中，光柵結構丨12體現爲一作爲代表 性形式之連續光柵層丨12a。熟習此項技術者應瞭解，光栅 結構112可形成爲各種其他形式，此等形式亦屬於本發明 之範_内。 如各種圖式中所示，光栅層112a可以各種方式中之任一 種方式形成，（例如）以爲各種應用提供不同之繞射結果。 於一實例中，光柵層112a可包括複數個光栅部分112g及複 數個與光栅部分112g交錯之填充部分1丨2f。光柵部分112g 及/或填充部分112f可大體上形成爲一細長形狀（參見圖 3a)。舉例而言，光柵部分112g及填充部分112f可形成爲彼 121920.doc -14- 200818893 此平行。於一實例（未繪示）中，光栅部分丨12g及填充部分 112f可相對于成像器像素陣列1〇〇傾斜（例如）約45。。於另 一實例（未繪示）中，光柵層112a可由圓形及同心之光柵部 分112g及填充部分ll2f形成，（例如）以提供一對入射光之 均勻響應。 光柵層112a可經形成以具有各種光學特徵。舉例而言， 光栅層112a可具有一介於自約400 nm至約2 μιη範圍内之光 柵周期Ρ(亦即，兩個ΗΤ比鄰光柵部分112g之間的距離）。於一 實例中，光栅周期P可大於該等光譜分量之預定波長。該 工作循環（亦即’光柵部分寬度與光栅周期p之比率）可介 於自約30%至約70%之範圍内。舉例而言，光柵層112&具 有一約爲40%之工作循環。於一實例中，光栅層U2a之光 柵周期P及工作循環可跨整個光柵層112a保持相同或大致 相同（參見圖3a)，從而産生光柵層112&之一均勻結構。 另一選擇爲，光栅周期P及/或工件循環可以如圖“至^ 中所示之各種方式變化。於一如圖1&中所示之實例中，一 或多個光柵部分112g»可具有一不同於光栅層112&中其他光 柵部分112g之W2之寬度Wi。舉例而言，每一像素單元1〇2 中之一或多個光柵部分112g，可具有一大於同一像素單元 102中其他光栅部分112g之寬度之寬度（亦即，Wi>W2)。此 一較寬光栅部分112gf可置放於兩個毗鄰像素單元i 〇2之間 並由其共享，如圖la中所示。於一實例中，光栅層丨丨仏具 有一 800 nm之光栅周期及40%之工作循環。當微透鏡114 經形成以具有一 3.5 μιη之透鏡間距時，位於像素單元1〇2 121920.doc •15- 200818893 之間的光栅部分112g，可具有一約62〇 nm之寬度％而其他 光柵邛勿112g則具有一約480 nm之寬度W2。於另一實例 中，一或多個填充部分112f可具有一不同於光栅層丨丨以中 其他填充部分l12f之寬度之寬度。於再一實例+，光柵部 分U2g及/或填充部分112£可跨整個光柵層U2a及/或在像 素早凡10 2内變化。 圖lb繪不另一實例，其中光柵層U2a之光柵周期p可沿 該光柵方向跨整個光柵層112a變化。舉例而言，位於光柵 層112a—中心部分附近之像素單元1〇仏具有一光栅周期 Pi，其小於位於遠離該中心部分處的其他像素單元1〇2e之 光栅周期P2(亦即，Pl<P2)。於一實例中，變化之光柵周期 p能夠補償可由一彎曲攝影機透鏡表面引起之入射光之方 向改變。舉例而言，光栅周期P可沿其光栅方向自光栅層 112a之中心部分朝周邊部分逐漸增加。 另外且另一選擇爲，可改變微透鏡114以幫助將所繞射 之光譜分量引入相應之光感測器1〇^及1061)中。於一實例 中，微透鏡114可響應於入射光方向及光栅周期p二者之改 變而沿光柵方向移離光栅層112a之中心部分，如上所述。 於另一實例中’微透鏡114可響應於入射光之方向改變而 沿一垂直於該光柵方向之方向移離光柵層丨12&之中心部 分。 圖1 c及1 d以俯視圖形式繪示光柵周期p可在一像素單元 102内變化。於一如圖中所示之實例中，光栅區段112，在 第一光感測器106a以上具有一較小光柵周期P1而在第二光 121920.doc -16- 200818893 感測l§ 106b以上具有一較大光柵周期P2(亦即，Ρι<ρ2)。於 如圖Id中所示之另一實例中，光栅周期p可沿光栅方向跨 像素單元102變化。舉例而言，每一光栅區段112，之光柵周 期P皆可具有一自一心中部分朝光栅區段丨12，之周邊部分 增加之光柵周期。於一實例中，該光柵周期於每一像素單 元102内逐漸增加。 另外或另一選擇爲，光柵層112a之工作循環可變化。舉 例而言，該工作循環可沿光柵方向跨像素陣列1〇〇中之整 個光柵層112a及/或於每一像素單元1〇2内變化。於一如圖 lb中所示之實例中，跨像素陣列1〇〇設置之光栅層112&之 工作循環自光柵層112a之中心部分至周邊部分減小。於如 圖1 d中所示之另一實例中，該工作循環在每一像素單元 1 02中自中心部分至光栅區段112,之周邊部分減小。該工作 循環可沿光柵方向逐漸減小。 圖le及If繪示光栅層112a可經形成以使一個光栅列ii2r 可經形成以相同於或不同於另一個光栅列112r。於一如圖 le中所示之實例中，光柵層U2a中之光栅部分U2g及填充 部分112€可跨所有光栅列1121：並貫穿整個光栅層112&連續 延伸。所得到之光柵層112a中之各種光柵列112r可彼此相 同。於如圖If中所示之另一實例中，一光栅列112ri中之光 栅部分112gl(或填充部分ii2f!)可至少部分地與另一光栅 列112r2中之光栅部分112g2(或填充部分112f2)中之至少某 些部分錯列。此實例中所形成之光柵列112η不同於光栅列 112r2。雖然光柵列ll2r!&112r2繪示成彼此相鄰，但其可 121920.doc -17- 200818893 間隔開一或多個附加光柵列112r。熟習此項技術者應瞭 解，光柵層112a可以亦屬於本發明之範疇内之各種其他方 式形成。 光栅層112a可由各種材料中之任一種材料形成。舉例而 言，光栅層112a可由在一或多個預定波長下具有大致相同 折射率之第一及第二不同之材料形成。於一實例中，第一 及第二材料可分別在一處於可見光（例如紅色、綠色或藍 色光）範圍内之預定波長下具有一約爲2之折射率。 於一實例中，光栅層112a中複數個光栅部分U2g及複數 個填充部分112f可經形成以分別包括一光柵材料及一填充 材料。該光柵材料可包括一色散性材料，例如下列化合物 中之任一者：ITO、Ti〇2、氮化鎵（GaN)、氧化鋅（Zn〇)、 石申化鎵（GaAs)、磷化鎵（GaP)、磷化銦（InP)、磷砷化鎵 (GaAsxPy)、矽（Si)及一富含矽之介電質（例如富含矽之氮化 物）材料。舉例而言，GaAs可作爲一光柵材料用來形成光 柵層112a以將處於紅外範圍内之一或多個光譜分量與可見 光或與處於紅外範圍内之其他光譜分量分離。另外或另一 選擇爲，该填充材料可包括一色散性較該光柵材料爲低之 材料。於一實例中，該低色散性材料可具有一不變或大致 不變之折射率。舉例而言，該填充材料可包括氮化矽 (Si3N4)、氧氮化矽（siNx〇y)、二氧化錫（Sn〇2)、碳化矽 (Sic)、五氧化二鈕（1^2〇5)及InP中之任一者。熟習此項技 術者應瞭解，該光柵及填充材料可係亦屬於本發明之範疇 内之各種其他材料中之任一者。 121920.doc -18 - 200818893 於另一實例中，光柵層112a可由一色散性與低色散性材 料對形成。該色散性與低色散性材料對可選自由以下組成 之群組：ITO與 Si3N4、ITO與 SiNxOy、ITO與 Sn02、Ti〇2與 SiC、Ti〇2 與 Ta205、GaN 與 SiC、GaN 與 Ta205、ZnO 與 Si3N4、ZnO與 SiNxOy、及 ZnO與 Sn02、GaAsxPy與 InP、及
备含石夕之介電材料與SiNxOy。於一實例中，以下材料對 中之任何一對皆可用來形成一用於在可見光範圍内運作以 (例如）將紅色光與色藍光分離之光栅層112a : IT〇與
Si3N4、ΙΤΟ 與 SiNxOy、ΙΤΟ 與 Sn02、Ti02 與 SiC、Ti〇2 與 Ta205、GaN 與 SiC、GaN 與 Ta2〇5、Zn0 與 Si3N4、Zn〇 與
SiNxOy、及ZnC^Sn〇2。舉例而言，所得到之光栅層Hu 可用於分離紅色光與藍色光。 於再-實例中，-或多個材料對可用來形成光栅層 以將紅外光與可見光分離或將一紅外光譜分量與另一紅外 光瑨分置分離。此等光柵層112a可用於夜視器件中。於一 實例中’《栅層112a可由IT0與SiNx0y形成以將紅外光與 可見光分離。於另-實例中，由—爲GaAsJ[^inp或爲一 富含石夕之介電材料與SiN為之材料對形成之光柵層心能 夠將-個紅外光譜分量與另一個光譜分量分離。熟習此項 技術者應瞭解’該等色散性及低色散性材料可係亦屬於本 發明之範圍内之各種其他材料對中之任一材料對。 圖2a及2b繪示針對不同應用❹色散性與低色散性材料 形成-光柵層之結果之實例。於圖2a中所示之一實例中， 第-及第二材料分別係於紅色光光譜頻帶（例如約_㈣ 121920.doc 19 200818893 中具有相同折射率（例如約2)之ITO及SiNx〇y。使用此等材 料，所形成之光柵層112a允許紅色光直接透射同時繞射藍 色光。於圖2b中所示之另一實例中，IT〇與SiNx〇y之材: 對經形成以在紅外光譜頻帶中具有相同之折射率。所得到 之光柵層112a允許紅外光在其中直接透射過並繞射可見 光。 如各種圖式中所示，透射過光栅層112a並由光柵層 繞射之光譜分量可由各種光感測器1〇6a、1〇讣中之任一者 偵測並感測。舉例而言，第一及第二光感測器1〇以及1〇讣 中之至少一者可經形成以偵測並感測可見光，例如藍色、 綠色或紅色光。於一實例中，當光柵層ll2a係由lT〇及 SisN4形成以允許紅色光在其中透射過時，第一光感測器 106a經設置以偵測並感測透射過該光栅之紅色光，而第二 光感測器106b經設置以偵測並感測繞射至她鄰光感測器 106b之藍色光。因此，於一實例中，紅色及藍色光感測器 106a及106b經設置以分別偵測並感測紅色及藍色光。 於另一實例中，光感測器10 6 a、10 6 b中之一或多者可經 組態以積測並感測紅外光及/或一由光栅層丨12a分離之紅外 光譜分量。舉例而言，第一及第二光感測器1〇6&及1〇61)可 經形成以分別接收由光栅層丨12a分離之透射紅外光及繞射 可見光。於另一實例中，第一及第二光感測器106&及1〇6b 可經形成以偵測並感測處於該紅外範圍内之不同光譜分 量。 如圖3a&3b所示，光感測器106a及106b可以各種方式中 121920.doc -20- 200818893 之任一種方式佈置成偵測並感測透射過光柵層112a及/或由 光柵層112a繞射之各種光譜分量。舉例而言，一或多個光 感測器106b、106b可完全地或部分地設置於每一像素單元 102中以接收一或多個由光栅層112&分離之光譜分量。於 如圖3a及3b中所示之各種實施例中，至少一個第一光感測 器106a可設置於每一像素102中（亦參見圖1&至id)。第一光 感測器106a可形成於微透鏡丨丨4下面的一直射光路徑中以 接收一透射成第0個繞射級之光譜分量。於一實例中，一 紅色光感測器106R直接置放於微透鏡丨丨4下面以接收直接 透射過光柵層112a之紅色光。 圖3a及3b亦繪示複數個第二光感測器1〇6b可以各種方式 中之任一種方式佈置成接收一或多個由光栅層U2a繞射之 光谱分篁。於一實例中，一或多個第二光感測器1〇6b可設 置於每一像素102中（亦參見圖lasld)以接收一或多個繞射 光谱分罝。舉例而言，至少一個第二光感測器1〇6b可沿光 栅層112a之繞射方向形成於一第一光感測器1〇6&之每一侧 上。第二光感測器l〇6b可與每一像素列中之第一光感測器 l〇6a交錯。於一繪示光栅結構112已就位之圖“中所示之 實例中’每-第二光感測器1G6b皆經形成以橋接兩個田比鄰 像素102並由該兩個毗鄰像素共享。圖扑繪示光栅層丨丨。 尚未就位但可具有與圖3a相同之光柵層U2a之像素佈置之 另一實例。如圖3b所示，一對第二光感測器1〇6b形成於第 一光感測器106a之兩側上以接收經繞射遠離紅色光之藍色 光母像素102中之弟二光感測器106b皆與田比鄰像素1〇2 121920.doc -21 - 200818893 中之第二光感測器l〇6b斷開。 光感測器106a、106b可按各種尺寸中之任一種尺寸形 成。於一如圖3a中所示之實例中，光感測器1〇6a、1〇6b可 具有一約爲微透鏡114間距一半之間距。舉例而言，光感 測器106a、106b之間距之範圍可自約i μηι至約5 μηι，而微 透鏡114可分別具有一介於自約2 μη至約1〇 μηι範圍内之間 距。於如圖3b中所示之另一實例中，第二光感測器丨〇6b可 具有一約爲微透鏡114間距四分之一之間距。
於一所期望的實例中，成像器像素陣列1〇〇之每一像素 單元102皆可經形成以提供代表一由此種像素單元i 〇2所捕 獲之影像片段之影像資料。如圖3 a中所示，每一像素單元 102皆可經形成以包括一第一光感測器1〇6a及一第二光感 測器106b以偵測並感測透射過此一像素單元1〇2内一光柵 區段112’並由該光柵區段繞射之不同光譜分量。舉例而 a 紅色光感測器106R及至少一個藍色光感測器106B 設置於每一像素102中以偵測並感測所透射之紅色光及所 繞射之藍色光。每-像素單元102中之第二光感測器祕 可與來自田比鄰像素單元102之另—第二光感測器跡形成 整體。附加光感測器（例如綠色光感測器（未繪示d亦可經 設置以偵測所繞射之綠色光。 每-像素單S1G2中之紅色、藍色及綠色光感測器醜 及1 06B(綠光感測器未緣示）因此可债測並感測照射到像素 f元1〇2上的入射光之所有三種原色以産生代表一由像素 單元102所捕獲之影像片段之影像資料。因此，當再現或 121920.doc -22- 200818893 顯示聚焦於影像像素陣列100上之影像時無需進行色彩解 嵌鑲。熟習此項技術者應瞭解’光感測器1〇6a、i〇6b可以 亦屬於本發明之範疇内之各種其他方式形成。 一單像素雙色镇測成像器像素設計之實例示意性地繪示 於圖la中。在該具體實例中，每一像素單元1〇2皆具有一 位於像素單元102中心且在微透鏡114正下方之紅色光感測 器106R。-藍色光感測器刪形成於紅色光感測器1〇紐 之每一側上且由一毗鄰像素單元102共享。微透鏡114具有 一爲3·5 μιη之間距。光感測器106R、1〇6分別具有一爲 1.75 μιη之間距。像素單元102之堆疊高度（亦即，微透鏡 114與光感測器106R、106Β之間的距離）爲4 μιη。 光栅層112a設置於微透鏡Π4下面。光栅層丨丨以包括一 色散性材料ITO及一作爲環繞媒介形成之低色散性材料 SiNxOy。ITO及SiNxOy二者在約600 nm之波長下具有一約 爲2之折射率。光栅層112a具有一用於藍色紅色光分離的 爲800 nm之光栅周期及一爲40%之工作循環。光柵層112a 之厚度爲800 nm。 當像素單元102運作時，照射到微透鏡114上的入射光在 其中透射過並隨後穿過位於微透鏡114下面之光栅區段 112，。光栅區段112’允許該入射光之紅色光直接透射過並 將所透射之紅色光引導至光感測器l〇6a、l〇6R。該藍色光 譜分量由光栅區段112’繞射並引導至同一像素單元1〇2中的 兩個毗鄰之藍色光感測器106b、106B。每一像素單元1〇2 皆可實施紅色藍色光分離及偵測而無需使用一濾色鏡陣 121920.doc -23 - 200818893 列。另外或另一選擇爲，像素單元1 02能夠提供欲用於再 現所捕獲影像之影像資料而無需進行色彩解嵌鑲。熟習此 項技術者應瞭解，像素單元1 02可以亦屬於本發明之範嘴 内之各種其他方式形成並運作。 圖4a至4c繪示包括一或多個可根據上述各種實例形成之 級聯光栅層112b之光栅結構112之另一實例。舉例而言， 一個級聯光柵層112b設置並形成於光柵層U2a下面。每一 級聯光栅層112b可經設置以進一步將光譜分量分離成欲由 感測器106a及106b陣列偵測並感測之子光譜分量。 於一實例中，級聯光栅層112b可呈一子波長光柵形式以 將入射光繞射成多個繞射級。舉例而言，子波長光栅U2b， 可經形成以具有一長於某些光譜分量（例如藍色光）但短於 其他光譜分量（例如綠色及紅色光）之預定波長之光柵周 期。子波長光柵112b’可藉由將綠色光繞射成第〇個繞射級 並將色光繞射成一更咼繞射級來進一步分離紅色與藍色 光。所繞射之綠色及藍色光可由設置於影像像素陣列1〇〇 中的綠色及藍色光感測器來單獨地偵測並感測。舉例而 言，該等綠色光感測器（未繪示）可沿子波長光柵1121^，之繞 射方向毗鄰藍色光感測器106B定位。子波長光柵u2b，之 形成及功能細節可（例如）在由與本文之同一發明者於2〇〇5 年8月24曰提出申請的第！ 1/2〇9,774號美國專利申請案中找 到，該申請案以引用的方式倂入本文中， 如圖4a至4c中所示，光柵層112&及級聯光栅層。汕之光 柵方向可刀別具有一繞射方向。於一實例中，級聯光拇層 121920.doc -24- 200818893 112b可具有一不同於光柵層112a之繞射方向之繞射方向。 此允許光柵層112a及級聯光柵層112b沿不同方向繞射光譜 分量。舉例而言，光柵層112a及級聯光柵層112b之繞射方 向彼此垂直，如圖4b及4c中之箭頭所示。於一實例中，可 提供複數個級聯光柵層112b。級聯光栅層112b中之每一者 可經形成以具有一不同於光柵層112a及其他級聯光柵層 112b之彼等繞射方向之繞射方向。熟習此項技術者應瞭 解，光栅層112a及一或多個級聯光栅層112b可以亦屬於本 發明之範疇内之各種其他方式定向。 雖然圖4a至4c將光柵層U2a及級聯光柵層112b繪示成彼 此間隔開，但光栅層112a與級聯光栅層ii2b之間的間隔係 出於闡釋目的而被放大。舉例而言，兩個光栅層112&及 112b可經形成以彼此接觸。熟習此項技術者應瞭解，級聯 光柵層11孔可以亦屬於本發明之範疇内之各種其他方式形 成。 圖5a及5b分別藉由繪示處於λ=45〇 nm(亦即，藍色光之 光4中心）下及處於λ=630 nm(亦即，紅色光之光譜中心）下 之光能f分佈來圖㈣明本發明t成像器像素單元1〇2之 性能。使用-電磁模擬丄具來對該像素性能進行分析。使 用時域有限差方法來數字求解麥克斯韋方程，以顯現成像 器像素102之光予特性。如圖5a所示，光栅層ma繞射可 由藍色光感測器刪㈣並感測之藍色能。圖外繪示光拇 層112a透射紅色能，該紅色能可由置放於每―微透鏡ιΐ4 正下方之紅色光感測器崎備測並感測，如圖。或。中所 121920.doc -25- 200818893 示。因此，例如，可經由光感測器106R、l〇6B來偵測並 感測所分離之光譜分量（亦即，紅色及藍色光）中之每一者 之一大致部分。 圖6繪示紅色及藍色光感測器106R及106B在收集照射到 微透鏡114上的入射光之分離光譜分量時的效率。紅色光 信號sred之一大致部分可由紅色光感測器106R接收而藍色 光信號sblue之大部分可由藍色光感測器106B接收。於一實 例中’綠色光譜能中之一部分由紅色光感測器1 〇6R接收而 綠色光能中之另一部分由藍色光感測器丨〇6B接收。一個或 多個附加光柵層112a、112b可用來進一步將綠色光與紅色 及藍色光分離。 因此’替代在一習用濾色鏡陣列中所出現的排斥或吸收 任何光子’光栅層112a(或級聯光柵層n2b)能夠將入射光 刀離成各種光譜分量並將該等光譜分量引導至各種光感測 器106a及l〇6b。舉例而言，光柵層U2a可經形成以將不同 色彩之光子引導至紅色及藍色光感測器1〇611及1〇6B中。 於一其中使用鬲效率光栅112a、112b之實例中，光栅層 112a、112b中之每一者之量子效率可達到1〇〇%(亦即，不 排斥任何光）。與在傳統濾光鏡陣列中使用的色彩偵測方 案相比較，成像器器件10之量子效率可提高高達2〇〇〇义。 成像器像素陣列100及成像器器件1〇可藉由下文參照圖 la&ib所述各種習用方法中之任一種方法形成。本文中所 述之步驟無需按任一特定次序來實施，除在邏輯上需要先 前動作之結果之彼等步驟以外。因此，雖然將以下步驟闡 121920.doc -26- 200818893 述爲按一常規次序實施，但該次序僅爲實例性且若需要可 加以改變。 於一實例中’一光感測器106a、106b陣列形成於一可係 上述基板類型中之任一類型之基板104中。各種層間介電 層108及關聯金屬化圖案l〇8a可藉由此項技術中已知之各 種習用方法中之任一種方法形成。於另一實例中，一或多 個保濩層11 〇可經提供並形成於光感測器1 〇6a、1 〇gb陣列 及基板104上方以使其鈍化並提供一平坦化表面。舉例而 言，保護層110可由一磷矽酸鹽玻璃（PSG)、氮化矽、或氧 氮化物形成。 光栅層112a可藉由各種方法中之任一種方法形成。於一 實例中，光柵層112a可形成於保護層110中。舉例而言， 保護層110可例如藉由標準微影方法來加以圖案化及蝕刻 以形成光柵層112a之條帶區域。一光柵材料層（例如一色 散性材料）可例如藉由標準沈積技術形成於圖案化部分上 方並形成至保護層1丨〇之蝕刻部分中。該光栅材料層可例 如藉由一化學/機械抛光步驟加以平坦化以形成光柵層 112a。於一實例中，該光柵材料層及保護層110可分別由 一色散性材料及一低色散性材料（例如上述之彼等材料）形 成。 於另實例中，光栅層112a可形成於保護層11〇上或上 方。舉例而言，該等色散性光柵及低色散性環繞材料層中 之—者可覆蓋沈積於保護層11G上。該等光柵及環繞材料 層中之另-者隨後可沈積至該等蝕刻空間中並隨後加以平 121920.doc • 27 - 200818893 坦化以形成光柵層112a。於另-實例中，胃等色散性光柵 及低色散性環繞材料層中之-者可以條帶形式沈積於保護 層no上。該等光柵及環繞材料層中之另一者隨後可沈積 至該光柵材料層之空間中並加以平坦化以形成光柵層 112a。於再-實射’光栅層心可藉由遮掩及生長光拇 材料之磊晶生長並實施化學/機械抛光以形成光柵層112&而 形成。 若需要，一間隔層116可形成於光柵層U2a上方。一微 透鏡114陣列隨後可由一透鏡形成層形成。於一實例中， 微透鏡114可經形成以使每一微透鏡丨丨4覆蓋像素單元丨〇 2 上。本發明亦涵蓋其中一微透鏡114覆蓋多個像素單元1〇2 之替代構造。热習此項技術者應瞭解，成像器像素陣列 100及成像器器件10可以亦屬於本發明之範疇内之各種其 他方式形成。 圖7繪不一典型單晶片CMOS成像器器件600之方塊圖， 其中所用成像器像素陣列680係根據本發明之各中實施例 形成。成像器像素陣列680之像素單元1〇2(參見圖“及儿） 佈置成一預定數量之行及列。於一實例中，每一像素單元 1〇2皆能夠輸出代表一由彼像素單元所偵測並感測之影像 片段之影像資料。舉例而言，該影像資料可根據照射到彼 像素單元102上的入射光中之紅色、綠色及藍色光來産 生。 成像像素陣列680中之像素單元1〇2被逐列讀出。因 此，一成像器像素陣列68〇之列中的像素1〇2皆由一列選擇 121920.doc -28- 200818893 線加以選擇供同時讀出，且一所選列中之每一像素1⑽皆 將一代表所接收光之信號提供至一針對其行之讀出線。| 成像器像素陣列680中，每一行亦具有一選擇線，且每一 行之像素102皆有選擇地讀出至響應於該等行選擇線之輸 出線上。 像素陣列_中之列選擇線係一列驅動器Μ2響應於列位 址解碼器681有選擇地啓動。該等行選擇線係由一行驅動 器684響應於行位址解碼器685有選擇地啓動。像素陣列 由定時與控制電路683操作，定時與控制電路683控制 位址解碼器681、685以選擇適合於像素信號讀出之列及行 線。 該等行輸出線上之信號通常包括每一像素1〇2之像素重 置#號（vrst)及像素影像信號（VphQtQ)。兩個信號被讀入一 採樣與保持電路(S/H)686中。一差動信號(H。)由每 一像素102之差動放大器（AMp)687産生，且每一像素之差 動信號由類比數位轉換器（ADC)688數位化。類比數位轉換 器688將數位化像素信號供給一影像處理器689，影像處理 器689在提供界定一影像輸出之數位信號前實施適當的影 像處理。於一實例中，由影像處理器689接收之數位化像 素信號分別代表一每一像素單元1〇2所獲得之影像片段。 影像處理器689因此能夠輸出一影像而無需進行色彩解嵌 鑲。熟習此項技術者應瞭解，成像器器件6〇〇及其中所包 含之其他組件可以亦屬於本發明之範疇内之各種其他方式 形成並運作。 121920.doc -29- 200818893 圖8圖解說明_由 7〇〇。成… 成像器器件600之成像器系統 7GG可係具有可包括成㈣器件之數位電 路之各種系統中之任_種系統。在不進行限制之 此一系統可包括：一 電恥糸統、一攝影機系統（例如數位 攝影機，包括數位·^能姐 ^ 静匕、攝衫機、數位電影攝影機及實施兩 種操作之數位摄影M^ 、 、攝〜機）、一知描機、一機器視覺、一車輛 導航、一視訊電註、_ / i視系統、一自動聚焦系統、一星 體追蹤系統、一 i軍翻伯、Βί ^
運動偵測糸統及支援影像採集之其他系 、统0 ” 成像為系、、先700通常可包括一藉由匯流排793與輸入/輸 出（I/O)為件791通訊之中央處理單元（cpu)795，例如一微 處理器。成像器系統700亦可包括隨機存取記憶體 (RAM)792，並可包括可藉由匯流排793與cpu 通訊之 可抽換式記憶體794,例如快閃記憶體。 於實例中，成像器系統7〇〇可係一攝影機系統，例如 一數位攝影機。數位攝影機7〇〇中所包含之成像器器件6〇〇 可藉由匯流排793與CPU 795通訊。CPU 795經組態以能夠 處理自成像器器件600接收之影像資料。於一實例中，該 影像資料代表-照射到每_像素1G2上之影像片段之影像 貝料（參見圖la及lb)。成像器器件6〇〇可結合有一在一單個 積體電路上或纟-不同於該處理器1晶片i具有或不具有 記憶儲存器之處理器例如一 cpu、數位信號處理器、或微 處理裔。熟習此項技術者應瞭解，成像器系統7〇〇及其中 所包含之其他組件可以亦屬於本發明之範疇内之各種其他 121920.doc -30- 200818893 方式形成並運作。 同樣應注意，雖‘然所闡述者係參照—C㈣成像器闊述 之實例，但本發明不僅限於CMOS成像器而是亦可與其他 成像器技術（例如CCD技術）一起使用。 應瞭解’本文中所述之各種特點可單獨地或以其任一組 合形式來加以使用。因此，本發明不僅限於本文中具體闡 述之實施例。雖然上述說明及圖式代表本發明之實例，但 應瞭解，可對本發明作出各種添加、修改及替換，此並不 背離隨附中請專利範圍中所界定之本發明之精神及範嘴。 特疋而έ，熟習此項技術者應清楚，本發明可以其他特定 幵y式、、’cr構佈置、比例，並藉助其他元件、材料及組件 來K ^此並不月離本發明之精神或其實質特徵。熟習此 項技術者應了將，在不背離本發明原理之前提下，本發明 可與結構、佈Ϊ、比例、材料及組件的諸多修改及可在實 踐本發明中使用的特別適合於特定環境及操作要求的其他 修改一起使用。當前所揭示之實施例因此在所有方面應視 爲闡釋性而非限制性，本發明之範疇由隨附專利申請範圍 指示，而不僅限於上述說明。 【圖式簡單說明】 依據參照附圖提供之以上詳細說明，可更加清楚地理解 本發明之特點及優點，在附圖中： 圖la及lb係根據本發明之各種實施例形成之成像器像素 陣列之部分剖面圖； 圖lc及Id係繪示一像素單元中部分光柵結構之不同實例 121920.doc -31- 200818893 之俯視圖； 圖1 e及1 f係纟會不一部分光拇結構之附加實例之俯視圖； 圖2a及2b繪示色散性材料與低色散性材料對之繞射率圖 表； 圖3a及3b係根據本發明之各種實施例形成之成像器像素 陣列之俯視圖； 圖4a係一根據本發明之另一實施例形成之光栅層之透視 圖； f i 圖4b係圖4a中所示光栅層之一橫向剖面圖； 圖4c係圖4a中所示光栅層之一縱向剖面圖； 圖5a及5b繪示在不同波長下之光能分佈； 圖6繪示根據本發明之各種實施例形成的一成像器中紅 色及藍色光感測器之效率； 圖7繪示一包括圖la中所示成像器像素陣列之典型單晶 片CMOS成像器器件之方塊圖；及 圖8圖解說明一包括圖7中所示成像器器件之影像系統。 【主要元件符號說明】 寬度 寬度 周期 厚度 周期 厨期 像素單元 W] w2
P τ Pi Ρ2 102e 121920.doc -32 - 200818893 10 成像器器件 100 成像器像素陣列 102 像素單元 102c 像素單元 104 基板 106 光感測器 106b 光感測器 106a 光感測器 106R 紅色光感測器 106B 藍色光感測器 108 層間介電層 108a 金屬化圖案 110 保護層 112 光拇結構 112a 光栅層 112g 光栅部分 112g， 光栅部分 112f 光桃區段 112f 填充部分 112r 光栅列 112n 光栅列 112r2 光柵列 112gl 光栅部分 112g2 光柵部分 121920.doc -33 - 200818893 112f! 填充部分 112f2 填充部分 112bf 子波長光柵 112b 級聯光拇層 112f 填充部分 114 微透鏡 116 間隔層 118 保護層 600 成像器器件 680 像素陣列 681 列位址解碼器 682 列驅動器 683 定時與控制電路 684 行驅動器 685 行位址解碼器 686 採樣與保持電路 687 差動放大器 688 類比數位轉換器 689 影像處理器 700 成像器系統 791 輸入/輸出（I/O)器件 792 隨機存取記憶體 793 匯流排 794 可抽換式記憶體 795 中央處理單元 121920.doc - 34 -
Claims (1)
- 200818893 十、申請專利範圍： 1. 一種成像ϋ像素陣列，其包括： 一光感测器陣列，其形成於一基板中；及 ^冊層其形成於該光感測器陣列之至少一部分上 方：包括第一及第二不同之材料，該等第一及第二材料 在一預定波長下具有大致相同之折射率； 其中該光柵層能夠將入射光分離成複數個被引導至該 陣列之光感測器之光譜分量。 2.如請求項丨之成像器陣列，其中該等光譜分量中之一者 與该預定波長相關聯且透射過該光柵層；且其中另一光 譜分量由該光柵層繞射。 3·如請求項1之成像器像素陣列，其中該第一材料係選自 由以下組成之群組·· IT0、Ti〇2、GaN、Zn〇、〇aAs、 GaP ' InP、GaAsxPy及一富含矽之介電材料。4·如請求項1之成像器像素陣列，其中該第二材料係選自 由以下組成之群組：Si3N4、SiNx〇y、Sn〇2,、sic:、 Ta2〇5及 InP。 5 ·如請求項1之成像器像素陣列，其中該等第一及第二材 料係由一選自由以下組成之群組之材料對形成· ιτ〇與 Si3N4、ΙΤΟ與 SiNxOy、ΙΤΟ與 Sn02、TiO#Sic、Ti〇2與 Ta205、GaN與 SiC、GaN與 Ta205、ZnO與 Si3N4、Zn〇與 SiNx〇y、ZnO與Sn02、GaAsxPy與InP及一富含矽之介電 材料與SiNxOy。 6 ·如請求項1之成像器像素陣列，其中該等第一及第—材 121920.doc 200818893 料分別爲ITO及SiNxOy。 7·如請求項6之成像器像素陣列，其中該預定波長係處於 紅色光之光譜範圍内。 8·如請求項6之成像器像素陣列，其中該預定波長係處於 紅外光之光譜範圍内。 9.如請求項1之成像器像素陣列，其中該等第一及第二材 料各自具有一在該預定波長下係相同之折射率。 10·如凊求項1之成像器像素陣列，其中該預定波長係處於 紅色、綠色及藍色光中之一者之光譜範圍内。 11 ·如凊求項1之成像器像素陣列，其中該光感測器陣列包 括紅色、綠色及藍色光感測器。 12.如請求項i之成像器像素陣列，其中該等光感測器包 括： 複數個第一光感測器，其接收一透射過該光柵層之第 一光譜分量；及 複數個第二光感測器，其接收由該光栅層繞射之第二 光譜分量。 13·如請求項12之成像器像素陣列，其中該等第一與第二光 感測器在該光感測器陣列中彼此交錯。 14·如請求項12之成像器像素陣列，其中該等第一及第二光 感測器分別係紅色及藍色光感測器。 15.如請求項12之成像器像素陣列，其進一步包括一提供於 該光感測器陣列上方之微透鏡陣列，其中該等微透鏡各 自具有一約爲該等第一光感測器之間距兩倍之間距。 121920.doc 200818893 16·如睛求項12之成像器像素陣列，其進一步包括一提供於 該光感測器陣列上方之微透鏡陣列，其中該等微透鏡各 自具有一約爲該4第二光感測器之間距四倍之間距。 17·如請求項丨之成像器像素陣列，其進一步包括一級聯光 栅層，該級聯光柵層用於將該複數個光譜分量中之至少 一者分離成複數個光譜子分量， 其中该光柵層及該級聯光柵層具有不同之繞射方向。 1 8 ·如印求項1之成像器像素陣列，其中該光柵層具有一垂 直於δ亥級聯光拇層之繞射方向之繞射方向。 19. 如請求項17之成像器像素陣列，其中該級聯光柵層包括 一子波長光柵。 20. 如請求項1之成像器像素陣列，其中該光柵層具有一大 於該等光譜分量之該預定波長之周期。 2 1 ·如請求項1之成像器像素陣列，其中該光栅層具有一恒 定光栅周期Ρ。 22.如請求項1之成像器像素陣列，其中該光栅層具有一改 變之光柵周期Ρ。 23 ·如請求項22之成像器像素陣列，其中該光栅周期ρ大致 遍及違整個影像像素陣列自該光柵層之一中心部分增加 至一周邊部分。 24.如請求項1之成像器像素陣列，其中該光柵層在每一像 素單元中具有一變化之工作循環。 25·如請求項24之成像器像素陣列，其中該工作循環在每一 像素單元中自一心中部分至一周邊部分逐漸減小。 121920.doc 200818893 26· —種成像器像素陣列，其包括： 一光感測器陣列，其形成於一基板中；及 一光柵層’其形成於該光感測器陣列之至少一部分上 方，该光柵層包括彼此交錯之複數個光栅部分及複數個 填充部分。 其中該等光栅部分各自包括一色散性材料；且 其中該等填充部分各自包括一色散性低於該色散性材 料之填充材料。 27.如請求項26之成像器像素陣列，其中該光栅層將入射光 中之某些光譜分量不加繞射地傳遞至至少一個光感測器 而將某些其他光譜分量藉由繞射傳遞至至少一個其他光 感測器。 2 8. —種包括複數個成像器像素單元之成像器像素陣列，該 複數個成像器像素單元中之每一者皆包括·· 一微透鏡； 一光柵區段’其形成於該微透鏡下面；及 複數個光感測器，其形成於該光柵區段下面及一某板 上或其上方； 其中該光柵區段將入射光分離成複數個至少部分地被 引導至不同光感測器之光譜分量。 29.如請求項28之成像器像素陣列，其中每一像素單元中之 该等光感測器皆包括一位於該微透鏡正下方之第一光戌 測器。 30·如請求項28之成像器像素陣列，其中每一像素單元中之 121920.doc 200818893 該等光感測器皆包括一第二光感測器，其與一毗鄰像素 單元中之另一第二光感測器形成整體。 3 1 ·如請求項28之成像器像素陣列，其中每一像素單元中之 該等光感測器皆包括： 一第一光感測器，其接收一透射過該光柵層之第一光 譜分量；及 至少一個第二光感測器，其接收一由該光栅層繞射之 第二光譜分量。 32·如請求項3 1之成像器像素陣列，其中該等第一及第二光 感測器分別係紅色及藍色光感測器。 33·如請求項28之成像器像素陣列，其中該光栅層包括第一 及弟二不同之材料，該等第一及第二材料各自具有一在 一預定波長下大致相同之折射率。 34·如請求項28之成像器像素陣列，其中該光柵層包括一選 自由以下組成之群組之光栅材料：IT〇、Ti〇2、GaN、 ZnO、GaAs、GaP、InP、GaAsxPy及一富含矽之介電材 料。 3 5 ·如請求項28之成像器像素陣列，其中該光柵層包括一選 自由以下組成之群組之填充材料：Si3N4、siNx〇y、 Sn〇2、SiC、Ta2〇5及 InP。 36·如請求項28之成像器像素陣列，其中該光栅層係由一選 自由以下組成之群組之材料對形成：ΠΓΟ與Si3N4、ΙΤ〇 與 SiNxOy、ΙΤΟ與 Sn02、Ti02與 SiC、Ti02與 Ta205、GaN 與 SiC、GaN與 Ta205、ZnO與 Si3N4、ZnO與 SiNxOy、ZnO 121920.doc 200818893 與Sn〇2、GaAsxPy與InP及一富含矽之介電材料與 SiNxOy。 3 7·如請求項28之成像器像素陣列，其中該光柵層係由IT〇 與SiNxOy形成。 3 8 ·如請求項2 8之成像器像素陣列，其中每一光栅區段皆具 有一自該像素單元内之該光柵區段之一中心部分至一周 邊部分增加之光柵周期。 3 9 ·如請求項2 8之成像器像素陣列，其中每一光柵區段皆在 該第一光感測器以上具有一較小光柵周期p而在該第二 光感測器以上具有一較大光栅周期。 40·如請求項28之成像器像素陣列，其進一步包括一級聯光 栅層，該級聯光柵層用於將該複數個光譜分量中之至少 一者分離成複數個光譜子分量， 其中該光栅層及該級聯光柵層具有不同之光栅方向。 4 1 · 一種成像器器件，其包括一成像器像素陣列及一用於接 收代表一由該成像器像素陣列所捕獲之影像的影像資料 之周邊電路，其中該成像器像素陣列包括： 一光感測裔陣列’其形成於一基板中；及 一光柵結構，其形成於該光感測器陣列之至少一呷八 上方且包括一光栅層，該光柵層係由各自具有一在一 定波長下大致相同之折射率之第一及第二不同之材料= 成。 42.如請求項41之成像器器件，其中該光柵結構將某些光譜 分量不加繞射地傳遞至至少一個光感測器而將某些其^ 121920.doc 200818893 光譜分量藉由繞射傳遞至至少一個其他光感測器。 43 ·如請求項41之成像器器件，其中該光柵結構進一步包括 一級聯光栅層，該級聯光栅層用於將該複數個光譜分量 中之至少一者分離成複數個光譜子分量，且其中該光柵 層及該級聯光柵層具有不同之光柵方向。 44·如請求項4 1之成像器器件，其中該級聯光柵層包括一子 波長光柵。 45·如請求項4 1之成像器器件，其中該光感測器陣列包括紅 色、綠色及藍色光感測器。 4 6 · —種成像器系統，其包括： 一包括複數個像素單元之成像器像素陣列，該複數個 像素單元中之每一者皆包括： 複數個光感測器，其成形於一基板中； 一光栅層，其形成於該等光感測器上方以分離光譜 分量並將該等光譜分量引導至不同之光感測器；及 一微透鏡，其形成於該光柵層上方；及 一處理器’其用於處理自該成像器像素陣列接收之影 像資料。 47·如請求項46之成像器系統，其中該影像資料代表一照射 於該像素單元中該微透鏡上之影像片段。 48.如請求項46之成像器系統，其中該影像資料係根據由每 一像素單元中該等光感測器所偵測之紅色、綠色及藍色 光所産生。 49·如請求項46之成像器系統，其中該複數個光感測器分別 121920.doc 200818893 偵測並感測入射光之所有三種原色。 請求項46之成像器系統，其中該系統包括—數位攝影 機。 51. -種用於形成一成像器像素陣列之方法，該方法包括： 在一基板中形成一光感測器陣列；及 在該光感測器陣列之至少一 部分上方形成一光栅層； 其中該光栅層係由.第—芬锋 曰竹田弟及弟二不同之材料形成，該第 材料具有至少一個在一 ^ 預疋波長下與該第二材料之折 射率大致相同之折射率。 月求項5 1之方法，其中形成一光拇層之該步驟包括·· 在該光感測器陣列之至少一部分上方形成一第一 層； 斤L擇H地移除㈣—材料層之多個部分以形成複數個 第一光栅片段；及 在為第一材料層中該等已移除部分内形成複數個第二 光栅片段。 53·如請求項52之方法，其中該第—材料層係一保護層。 54.如請求項52之方法，其中該等第一及第二光栅片段分別 由色散性及低色散性材料形成。 55· 士 π求項51之方法’其中形成_光柵層之該步驟包括蟲 晶生長一光栅材料。 56.如明求項51之方法，其進一步包括在該光柵層上方形成 一微透鏡陣列，其中每—微透鏡皆形成於複數個光感測 器正上方以形成一像素單元。 121920.doc 200818893 57. 如請求項51之方法，其中該光柵層包括一選自由以下組 成之群組之光柵材料：ITO、Ti02、GaN、ZnO、GaAs、 GaP、lnp、GaASxPy及一富含矽之介電材料。 58. 如請求項51之方法，其中該光柵層包括一選自由以下組 成之群級之填充材料：si3N4、siNx〇y、Sn〇2、sic、 Ta2〇5及 inP 〇 59. 如請求項5丨之方法，其中該光柵層係由一選自由以下組 成之群組之材料對形成：IT〇與Si3N4、IT〇與siNx〇y、 ITO 與 Sn〇2、1^〇2與 SiC、Ti02 與 Ta205、GaN 與 SiC、 GaN與 Ta2〇5、ZnO與 Si3N4, ZnO與 SiNxOy、ZnO與 Sn02、 GaAsxPy與InP及一富含矽之介電材料與siNx〇y。 6〇·如請求項51之方法，其中光柵層係由IT〇與SiNx〇y形 成。 61· —種用於捕獲一影像之方法，該方法包括： 接收來自欲捕獲之影像之入射光； 將該入射光分離成複數個光譜分量；及 根據該複數個光譜分量産生代表該影像之影像資料； 其中該複數個光譜分量具有與該入射光之光能大致相 同之光能。 62·如請求項61之方法，其中將該複數個光譜分量分離成第 〇個至第m個繞射級。 63 ·如請求項6丨之方法，其中該複數個光譜分量包括紅色、 綠色及藍色光。 64·如請求項61之方法，其進一步包括過濾該複數個光譜分 121920.doc 200818893 量中之一或多者以獲得該入射光之紅色、綠色及藍色 光。 65.如請求項61之方法，其進一步包括處理該影像資料以再 現及/或顯示該捕獲之影像。 121920.doc -10-
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/474,437 US7714368B2 (en) | 2006-06-26 | 2006-06-26 | Method and apparatus providing imager pixel array with grating structure and imager device containing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200818893A true TW200818893A (en) | 2008-04-16 |
Family
ID=38669012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW096123107A TW200818893A (en) | 2006-06-26 | 2007-06-26 | Method and apparatus providing imager pixel array with grating structure and imager device containing the same |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7714368B2 (zh) |
| TW (1) | TW200818893A (zh) |
| WO (1) | WO2008002390A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI407557B (zh) * | 2009-07-02 | 2013-09-01 | Visera Technologies Co Ltd | 影像感測裝置及其製造方法 |
| TWI713582B (zh) * | 2015-09-17 | 2020-12-21 | 美商內數位Ｖｃ專利控股股份有限公司 | 產生像素射束表示資料之方法及裝置 |
| TWI812931B (zh) * | 2021-01-04 | 2023-08-21 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 積體晶片及其形成方法 |
Families Citing this family (68)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7057256B2 (en) | 2001-05-25 | 2006-06-06 | President & Fellows Of Harvard College | Silicon-based visible and near-infrared optoelectric devices |
| US7442629B2 (en) | 2004-09-24 | 2008-10-28 | President & Fellows Of Harvard College | Femtosecond laser-induced formation of submicrometer spikes on a semiconductor substrate |
| KR101176545B1 (ko) * | 2006-07-26 | 2012-08-28 | 삼성전자주식회사 | 마이크로 렌즈의 형성방법과 마이크로 렌즈를 포함한이미지 센서 및 그의 제조방법 |
| US8110787B1 (en) * | 2006-08-23 | 2012-02-07 | ON Semiconductor Trading, Ltd | Image sensor with a reflective waveguide |
| US7965444B2 (en) * | 2006-08-31 | 2011-06-21 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus to improve filter characteristics of optical filters |
| JP5339975B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2013-11-13 | キヤノン株式会社 | Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子、該位相格子を用いたｘ線位相コントラスト像の撮像装置、ｘ線コンピューター断層撮影システム |
| US7858921B2 (en) * | 2008-05-05 | 2010-12-28 | Aptina Imaging Corporation | Guided-mode-resonance transmission color filters for color generation in CMOS image sensors |
| US8318528B2 (en) * | 2009-07-20 | 2012-11-27 | Empire Technology Development Llc | Solar array of transparent nanoantennas |
| US9911781B2 (en) * | 2009-09-17 | 2018-03-06 | Sionyx, Llc | Photosensitive imaging devices and associated methods |
| US9673243B2 (en) | 2009-09-17 | 2017-06-06 | Sionyx, Llc | Photosensitive imaging devices and associated methods |
| US8692198B2 (en) | 2010-04-21 | 2014-04-08 | Sionyx, Inc. | Photosensitive imaging devices and associated methods |
| US20120146172A1 (en) | 2010-06-18 | 2012-06-14 | Sionyx, Inc. | High Speed Photosensitive Devices and Associated Methods |
| US9496308B2 (en) | 2011-06-09 | 2016-11-15 | Sionyx, Llc | Process module for increasing the response of backside illuminated photosensitive imagers and associated methods |
| EP2732402A2 (en) | 2011-07-13 | 2014-05-21 | Sionyx, Inc. | Biometric imaging devices and associated methods |
| US9264676B2 (en) * | 2012-01-06 | 2016-02-16 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Broadband imager |
| US9389415B2 (en) * | 2012-04-27 | 2016-07-12 | Leia Inc. | Directional pixel for use in a display screen |
| US9459461B2 (en) | 2012-05-31 | 2016-10-04 | Leia Inc. | Directional backlight |
| PL2859402T3 (pl) * | 2012-06-01 | 2018-08-31 | Leia Inc. | Podświetlenie kierunkowe z warstwą modulacji |
| US9201270B2 (en) | 2012-06-01 | 2015-12-01 | Leia Inc. | Directional backlight with a modulation layer |
| US9298168B2 (en) | 2013-01-31 | 2016-03-29 | Leia Inc. | Multiview 3D wrist watch |
| US20140268658A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Orafol Americas Inc. | Photometrically adjustable diffuser using a variable combination of bulk and surface relief diffuser technologies, methods of making, and use thereof |
| WO2014209421A1 (en) | 2013-06-29 | 2014-12-31 | Sionyx, Inc. | Shallow trench textured regions and associated methods |
| EP2938919B1 (en) | 2013-07-30 | 2018-10-24 | LEIA Inc. | Multibeam diffraction grating-based backlighting |
| JP2015037102A (ja) * | 2013-08-12 | 2015-02-23 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| US9728567B2 (en) * | 2013-12-02 | 2017-08-08 | United Microelectronics Corp. | Semiconductor sensor device |
| TWI587359B (zh) * | 2013-12-02 | 2017-06-11 | 聯華電子股份有限公司 | 半導體感測裝置 |
| KR102276432B1 (ko) * | 2014-04-07 | 2021-07-09 | 삼성전자주식회사 | 색분리 소자 및 상기 색분리 소자를 포함하는 이미지 센서 |
| US9299733B2 (en) | 2014-06-02 | 2016-03-29 | Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas | Image sensor |
| US9557466B2 (en) | 2014-07-30 | 2017-01-31 | Leia, Inc | Multibeam diffraction grating-based color backlighting |
| FR3025361B1 (fr) * | 2014-08-29 | 2017-12-08 | Commissariat Energie Atomique | Capteur photosensible |
| WO2016111706A1 (en) | 2015-01-10 | 2016-07-14 | Leia Inc. | Polarization-mixing light guide and multibeam grating-based backlighting using same |
| CN107209406B (zh) | 2015-01-10 | 2021-07-27 | 镭亚股份有限公司 | 二维/三维(2d/3d)可切换显示器背光和电子显示器 |
| CN107111058B (zh) | 2015-01-10 | 2020-10-02 | 镭亚股份有限公司 | 具有受控衍射耦合效率的基于衍射光栅的背光 |
| WO2016118107A1 (en) | 2015-01-19 | 2016-07-28 | Leia Inc. | Unidirectional grating-based backlighting employing a reflective island |
| JP6633087B2 (ja) | 2015-01-28 | 2020-01-22 | レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． | ３次元（３ｄ）電子ディスプレイ |
| WO2016130437A1 (en) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | Rambus Inc. | Systems and methods for lensless image acquisition |
| CN107430240B (zh) | 2015-03-16 | 2020-09-18 | 镭亚股份有限公司 | 采用角度选择性反射层的基于单向光栅的背光 |
| ES2956682T3 (es) | 2015-04-23 | 2023-12-26 | Leia Inc | Retroiluminación basada en rejilla de guía de luz dual y pantalla electrónica que usa la misma |
| ES2806428T3 (es) | 2015-05-09 | 2021-02-17 | Leia Inc | Retroiluminación basada en una rejilla de escaneo de color y pantalla electrónica utilizando la misma |
| WO2016191142A2 (en) | 2015-05-27 | 2016-12-01 | Verily Life Sciences Llc | Nanophotonic hyperspectral/lightfield superpixel imager |
| JP6754425B2 (ja) | 2015-05-30 | 2020-09-09 | レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． | 車両監視システム |
| US10381502B2 (en) | 2015-09-09 | 2019-08-13 | Teledyne Scientific & Imaging, Llc | Multicolor imaging device using avalanche photodiode |
| FR3041772B1 (fr) | 2015-09-30 | 2018-09-21 | St Microelectronics Sa | Procede de fabrication d'un filtre spectral nanostructure |
| US10386788B2 (en) | 2015-11-30 | 2019-08-20 | Rambus Inc. | Systems and methods for improving resolution in lensless imaging |
| KR20170070685A (ko) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 삼성전자주식회사 | 하이브리드 컬러필터를 포함한 이미지 센서 |
| US10613376B2 (en) | 2016-01-28 | 2020-04-07 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Augmented reality see-through display |
| US10373544B1 (en) | 2016-01-29 | 2019-08-06 | Leia, Inc. | Transformation from tiled to composite images |
| KR102612412B1 (ko) | 2016-02-05 | 2023-12-12 | 한국전자통신연구원 | 이미징 센서 및 이의 제조 방법 |
| WO2017210781A1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | Airy3D Inc. | Light field imaging device and method for depth acquisition and three-dimensional imaging |
| CN105929587B (zh) * | 2016-06-24 | 2022-09-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示装置 |
| JP7121013B2 (ja) | 2017-01-06 | 2022-08-17 | レイア、インコーポレイテッド | 静的マルチビューディスプレイ及び方法 |
| US10868052B2 (en) * | 2017-01-13 | 2020-12-15 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Imaging element, manufacturing method, and electronic apparatus |
| CA3055529C (en) | 2017-04-04 | 2022-08-30 | Leia Inc. | Multilayer multiview display and method |
| EP3655697A4 (en) * | 2017-07-21 | 2020-12-23 | LEIA Inc. | MULTI-BEAM ELEMENT BASED BACKLIGHT INCLUDING A MICRO-LENS AND DISPLAY DEVICE USING SUCH BACKLIGHT |
| KR102370252B1 (ko) | 2017-09-27 | 2022-03-04 | 레이아 인코포레이티드 | 멀티컬러 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법 |
| WO2019066873A1 (en) | 2017-09-28 | 2019-04-04 | Leia Inc. | NETWORK COUPLED LIGHT GUIDE, DISPLAY SYSTEM, AND METHOD USING OPTICAL CONCENTRATION |
| DE102018201519A1 (de) * | 2018-02-01 | 2019-08-01 | Robert Bosch Gmbh | Spektrometer, Verfahren zum Herstellen eines Spektrometers und Verfahren zum Betreiben eines Spektrometers |
| FI129359B (en) | 2018-03-28 | 2021-12-31 | Dispelix Oy | Diffractive grating |
| US10651220B2 (en) | 2018-07-30 | 2020-05-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Narrow band filter with high transmission |
| TWI878310B (zh) * | 2019-06-26 | 2025-04-01 | 日商索尼半導體解決方案公司 | 半導體裝置 |
| US11698296B2 (en) * | 2019-09-25 | 2023-07-11 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Light sensor using pixel optical diffraction gratings having different pitches |
| CN111811652A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-23 | 清华大学 | 基于亚波长高对比度光栅的光谱芯片、光谱仪及制备方法 |
| CN112018141B (zh) * | 2020-08-14 | 2023-11-28 | 清华大学 | 基于不同形状单元的微型光谱芯片 |
| CN114485934B (zh) * | 2020-11-13 | 2024-01-30 | 北京小米移动软件有限公司 | 一种光线检测组件、屏幕组件及电子终端 |
| US11536914B2 (en) * | 2020-11-17 | 2022-12-27 | Globalfoundries U.S. Inc. | Photodetector array with diffraction gratings having different pitches |
| US11796723B2 (en) * | 2021-03-12 | 2023-10-24 | Visera Technologies Company Limited | Optical devices |
| US20230387160A1 (en) * | 2022-05-24 | 2023-11-30 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Pixel with diffractive scattering grating and high color resolution assigning signal processing |
| US20240322056A1 (en) * | 2023-03-21 | 2024-09-26 | Visera Technologies Company Ltd. | Optical device |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4708436A (en) * | 1985-07-12 | 1987-11-24 | Rca Corporation | Optical imager with diffractive lenticular array |
| JP3200856B2 (ja) * | 1991-02-12 | 2001-08-20 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
| US5467305A (en) * | 1992-03-12 | 1995-11-14 | International Business Machines Corporation | Three-dimensional direct-write EEPROM arrays and fabrication methods |
| AU6168594A (en) | 1993-01-29 | 1994-08-15 | Q-Dot Photonics, Inc. | Methods and apparatus for image processing |
| KR100207135B1 (ko) * | 1994-10-18 | 1999-07-15 | 니시무로 타이죠 | 반사형 액정표시소자 및 그 제조방법 |
| US6055262A (en) | 1997-06-11 | 2000-04-25 | Honeywell Inc. | Resonant reflector for improved optoelectronic device performance and enhanced applicability |
| GB0218846D0 (en) | 2002-08-14 | 2002-09-25 | Bookham Technology Plc | Monolithic photodetector |
| US7001795B2 (en) * | 2003-02-27 | 2006-02-21 | Micron Technology, Inc. | Total internal reflection (TIR) CMOS imager |
| JP4192867B2 (ja) | 2004-08-30 | 2008-12-10 | ソニー株式会社 | 物理情報取得装置、複数の単位構成要素が配列されてなる物理量分布検知の半導体装置、並びに半導体装置の製造方法 |
| US7808023B2 (en) * | 2005-08-24 | 2010-10-05 | Aptina Imaging Corporation | Method and apparatus providing integrated color pixel with buried sub-wavelength gratings in solid state imagers |
-
2006
- 2006-06-26 US US11/474,437 patent/US7714368B2/en active Active
-
2007
- 2007-06-13 WO PCT/US2007/013796 patent/WO2008002390A1/en not_active Ceased
- 2007-06-26 TW TW096123107A patent/TW200818893A/zh unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI407557B (zh) * | 2009-07-02 | 2013-09-01 | Visera Technologies Co Ltd | 影像感測裝置及其製造方法 |
| TWI713582B (zh) * | 2015-09-17 | 2020-12-21 | 美商內數位Ｖｃ專利控股股份有限公司 | 產生像素射束表示資料之方法及裝置 |
| TWI812931B (zh) * | 2021-01-04 | 2023-08-21 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 積體晶片及其形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20070298533A1 (en) | 2007-12-27 |
| WO2008002390A1 (en) | 2008-01-03 |
| US7714368B2 (en) | 2010-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW200818893A (en) | Method and apparatus providing imager pixel array with grating structure and imager device containing the same | |
| JP7642727B2 (ja) | 光検出素子 | |
| US10935930B2 (en) | Method, apparatus and system providing holographic layer as micro-lens and color filter array in an imager | |
| US7858921B2 (en) | Guided-mode-resonance transmission color filters for color generation in CMOS image sensors | |
| US7808023B2 (en) | Method and apparatus providing integrated color pixel with buried sub-wavelength gratings in solid state imagers | |
| US7924483B2 (en) | Fused multi-array color image sensor | |
| TWI453906B (zh) | An image pickup device and an image pickup device | |
| US10652497B2 (en) | Quanta image sensor with polarization-sensitive jots | |
| US10032810B2 (en) | Image sensor with dual layer photodiode structure | |
| JP4192867B2 (ja) | 物理情報取得装置、複数の単位構成要素が配列されてなる物理量分布検知の半導体装置、並びに半導体装置の製造方法 | |
| US8411375B2 (en) | Method and apparatus providing gradient index of refraction lens for image sensors | |
| US8237121B2 (en) | Alternating row infrared filter for an image sensor | |
| US20130222603A1 (en) | Imaging systems for infrared and visible imaging | |
| KR102372745B1 (ko) | 이미지 센서 및 이를 구비하는 전자장치 | |
| US20160195429A1 (en) | Image sensors with multi-functional pixel clusters | |
| JP2013021168A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、電子機器 | |
| TW201208368A (en) | CMOS image sensor with improved photodiode area allocation | |
| CN111989783B (zh) | 摄像装置及摄像系统 | |
| US9331125B2 (en) | Solid-state imaging device using plasmon resonator filter | |
| WO2017098779A1 (ja) | 固体撮像素子、撮像装置及び固体撮像素子の製造方法 | |
| US20100309554A1 (en) | Color separation microlens and color separation grating | |
| JP2010178133A (ja) | 固体撮像装置及び電子機器 | |
| US20090316028A1 (en) | Methods and apparatus for reducing color material related defects in imagers | |
| KR102394277B1 (ko) | 이미지 센서 및 이를 구비하는 전자장치 | |
| KR102318758B1 (ko) | 이미지 센서 및 이를 구비하는 전자장치 |