[发明专利]具有多个感测层的图像传感器及其操作与制作方法

权利要求书

1.一种图像传感器，其包括：

第一传感器层，其具有第一像素阵列；

第二传感器层，其具有第二像素阵列；

所述像素中的每一者具有光学中心；且

其中所述第一传感器层堆叠于所述第二传感器层上方，以使得所述第一像素阵列的所述光学中心从所述第二阵列的所述光学中心偏移以形成预定图案。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中：

所述第一像素阵列具有沿第一方向的第一空间间距及沿第二方向的第二空间间距，其中所述第一空间间距大于所述第二空间间距；且

所述第二像素阵列具有沿所述第一方向的第一空间间距及沿所述第二方向的第二空间间距，其中所述第二空间间距大于所述第一空间间距。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中每一像素包含：光电检测器，其用于响应于入射光而收集电荷；电荷/电压转换机构；及传送栅极，其用于将电荷从所述光电检测器选择性地传送到所述电荷/电压机构。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括用于测量所述第一传感器层与第二传感器层之间的偏移及旋转未对准的对准结构。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中每一像素包含用于响应于入射光而收集电荷的光电检测器，且其中多个光电检测器连接到共用电荷/电压机构。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括位于所述第一传感器层上方的滤色器阵列。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述图像传感器为背照式传感器。

8.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括具有第三像素阵列的第三传感器层，其中所述第三像素阵列的所述光学中心从所述第一及第二阵列的所述光学中心偏移。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其进一步包括具有第三像素阵列的第三传感器层，所述第三阵列具有沿第三方向的第三空间间距。

10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一及第二传感器层各自分别具有第一及第二有效厚度以分别收集具有第一及第二预选定波长范围的光。

11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一及第二像素阵列经布置以使得所述预定图案为正方形晶格。

12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一及第二像素阵列经布置以使得所述预定图案为密堆积晶格。

13.一种图像感测方法，其包括：

提供具有第一像素阵列的第一传感器层；

提供具有第二像素阵列的第二传感器层；

其中所述像素中的每一者具有光学中心，且其中将所述第一传感器层堆叠于所述第二传感器层上方，以使得所述第一像素阵列的所述光学中心从所述第二阵列的所述光学中心偏移以形成预定图案；分别通过所述第一及第二传感器层捕获第一及第二图像；及

将所述第一及第二图像组合成最终图像。

14.根据权利要求13所述的方法，其中：

所述第一阵列具有沿第一方向的第一空间间距及沿第二方向的第二空间间距，其中所述第一空间间距大于所述第二空间间距；

所述第二阵列具有沿所述第一方向的第一空间间距及沿所述第二方向的第二空间间距，其中所述第二空间间距大于所述第一空间间距。

15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括提供用于测量所述第一传感器层与第二传感器层之间的偏移及旋转未对准的对准结构。

16.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括提供具有第三像素阵列的第三传感器层。

17.一种制造图像传感器的方法，其包括：

在第一传感器层上形成第一像素阵列；

在第二传感器层上形成第二像素阵列；及

将所述第一传感器层堆叠于所述第二传感器层上方，以使得所述第一像素阵列的光学中心从所述第二阵列的光学中心偏移以形成预定图案。

18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括在所述第一传感器层上方形成滤色器阵列。