图像传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种图像传感器。实施可包括：第一管芯，所述第一管芯包括多个像素；第二管芯，所述第二管芯包括多个晶体管、电容器或者晶体管和电容两者；第三管芯，所述第三管芯包括模拟电路、逻辑电路或者模拟电路和逻辑电路。所述第一管芯可混合接合到所述第二管芯，并且所述第二管芯可熔合接合到所述第三管芯。所述第二管芯的所述多个晶体管、电容器或者晶体管和电容器可适于启用所述第一管芯的多个像素的操作。所述模拟电路、逻辑电路以及模拟电路和逻辑电路可适于执行信号路由。

image sensor

The utility model provides an image sensor. The implementation may include a first pipe core, wherein the first tube core comprises a plurality of pixels; the second tube core, the tube core second includes a plurality of transistors, capacitors, transistors and capacitors or both; the third tube core, the tube core third includes analog circuit, logic circuits or analog circuits and logic circuits. The first core can be mixed into the second core, and the core of the second tube can be fused and connected to the core of the third tube. The plurality of transistors, capacitors, or transistors and capacitors of the second core may be adapted to enable operation of a plurality of pixels of the first core. The analog circuit, the logic circuit, the analog circuit and the logic circuit can be used to perform signal routing.

【技术实现步骤摘要】

本文的各方面整体涉及图像传感器。更具体的实施涉及包含在超过一个芯片(管芯)上制备的部件的图像传感器。
技术介绍
图像传感器通过响应于入射电磁辐射传送信号来传达与图像有关的信息。图像传感器用于多种设备中，包括智能电话、数码相机、夜视设备、医疗成像器和许多其他设备。现有技术中存在利用电荷耦合器件(CCD)和CMOS架构的半导体成像器。
技术实现思路
图像传感器的实施可包括：第一管芯，该第一管芯包括适于将光子转变成电子的多个探测器；第二管芯，该第二管芯包括多个晶体管、无源电子部件，或者晶体管和无源电子部件两者；第三管芯，该第三管芯包括模拟电路、逻辑电路，或者模拟和逻辑电路。第一管芯可混合接合到第二管芯，并且第二管芯可熔合接合到第三管芯。第二管芯的多个晶体管、无源电子部件或者晶体管和无源电子部件可适于启用第一管芯的多个探测器的操作。模拟电路、逻辑电路以及模拟电路和逻辑电路可适于进行信号路由。图像传感器的实施可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：可利用氧化物/氧化物熔合接合将第二管芯接合到第三管芯。第二管芯可包括深沟槽隔离(DTI)结构，所述结构被构造为在直通氧化物通孔(TOV)的形成期间保护多个晶体管、无源电子部件、或者晶体管和无源电子部件两者。可通过混合接合将第二管芯接合到第三管芯。第二管芯可包括一个或多个直通硅通孔(TSV)。传感器还可包括多个微透镜，所述微透镜耦接到第一管芯的适于将光子转变成电子的多个探测器的表面。图像传感器的实施可利用制造图像传感器的方法的实施。该方法实施可包括将包括多个第一管芯的第一晶片与包括多个第二管芯的第二晶片混合接合并且减薄第二晶片。该方法还可包括将第二晶片与包括多个第三管芯的第三晶片熔合接合。如果多个第二管芯包括深沟槽隔离(DTI)结构，则该方法包括形成多个直通氧化物通孔(TOV)。如果多个第二管芯不包括DTI结构，则方法包括利用沉积的氧化物钝化多个通孔(互连件结构)的侧壁作为形成多个TOV的一部分。多个第一管芯均可包括适于将光子转变成电子的多个探测器。多个第二管芯均可包括多个晶体管、无源电子部件或者晶体管和无源电子部件两者。多个第三管芯均可包括模拟电路、逻辑电路或者模拟电路和逻辑电路。该方法的实施可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：多个TOV可将多个第一管芯与多个第三管芯电耦接。多个TOV可将多个第二管芯与多个第三管芯电耦接。该方法还可包括在用于多个第一管芯中的每个的多个探测器的表面上形成多个微透镜。可使用制造图像传感器的方法的实施来形成图像传感器的实施。该方法的实施可包括将包括多个第一管芯的第一晶片与包括多个第二管芯的第二晶片混合接合并且减薄第二晶片。该方法还可包括将第二晶片与包括多个第三管芯的第三晶片混合接合。该方法还可包括暴露多个短截线或形成多个直通硅通孔(TSV)。多个第一管芯均可包括适于将光子转变成电子的多个探测器。多个第二管芯均可包括多个晶体管、无源电子部件或者晶体管和无源电子部件。多个第三管芯均可包括模拟电路、逻辑电路或者模拟电路和逻辑电路。该方法的实施可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：多个第二管芯可与多个第三管芯电耦接。该方法还可包括在多个第一管芯中的每个的多个探测器的表面上形成多个微透镜。对于本领域的普通技术人员而言，通过具体实施方式和附图以及通过权利要求，上述以及其他方面、特征和优点将显而易见。附图说明将在下文中结合所附附图描述各实施方式，其中类似的标号表示类似的元件，并且：图1为常规的两晶片混合接合堆叠管芯的实施的截面图；图2为包括来自三个晶片的管芯的像素级管芯堆叠图像传感器的实施的截面图；图3为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第一实施的第一组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图4为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第一实施的第二组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图5为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第一实施的第三组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图6为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第一实施的第四组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图7为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第二实施的第一组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图8为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第二实施的第二组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图9为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第二实施的第三组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图10为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第三实施的第一组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图11为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第三实施的第二组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图12为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第三实施的第三组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图13为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第三实施的第四组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图14为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第四实施的第一组加工操作之后的两晶片管芯堆叠的截面图；图15为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第四实施的第二组加工操作之后的两晶片管芯堆叠的截面图；图16为在用于形成管芯堆叠图像传感器以及接合第三晶片的方法的第四实施的第三组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；图17为在第一晶片和第二晶片混合接合之后的管芯堆叠图像传感器的截面图；图18为在减薄第二晶片之后的管芯堆叠图像传感器的截面图；图19为在第二晶片上沉积氧化物之后的管芯堆叠图像传感器的截面图；图20为在第二晶片与第三晶片熔合接合之后的管芯堆叠图像传感器的截面图；图21为在形成直通氧化物通孔(TOV)之后的管芯堆叠图像传感器的截面图；图22为在钨屏蔽件和铝接合焊盘创建之后的管芯堆叠图像传感器的截面图；图23为在像素阵列的表面上形成微透镜之后的管芯堆叠图像传感器的截面图。具体实施方式本公开、其各方面以及实施不限于本文所公开的具体部件、组装工序或方法元素。为了与本公开的特定实施一起使用，符合预期管芯堆叠图像传感器的本领域已知的许多附加部件、组装工序和/或方法元素将变得显而易见。因此，例如，尽管本专利技术公开了特定实施，但此类实施和实施部件可包括符合预期操作和方法的针对此类管芯堆叠图像传感器的本领域已知的任何形状、尺寸、样式、类型、模型、版本、量度、浓度、材料、数量、方法元素、步骤等，以及实施部件和方法。图像传感器一般被构造为半导体器件的部件/由其构成而成。使用半导体加工技术形成的这些部件一般包括被设计为将光子转变成电子的多个探测器。在各种实施中可利用多种不同的器件和结构作为探测器。这些探测器也可包括用于操作探测器并且传输来自探测器的信号以在图像传感器的各个部分中进行处理的附加器件/部件/电路。在特定实施中，这些探测器可为形成在传感器的表面上的像素。成阵列的这些像素占据传感器的表面区域的特定部分。像素的操作由各种电子部件控制，诸如电耦接至像素中每个的晶体管和/或电容器。采集像素的输出并且发送以经由电路由和其他信号处理部件和电路进行后续处理，所述电路不管是模拟电路、逻辑电路还是模拟电路和逻辑电路两者(信号处理电路)。可通过称为像素级堆叠的某种方式实现图像传感器尺寸的减小。在像素级堆叠中，全部电子部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：第一管芯，所述第一管芯包括适于将光子转变成电子的多个探测器；第二管芯，所述第二管芯包括多个以下项中的一者：晶体管、无源电子部件以及晶体管和无源电子部件两者；第三管芯，所述第三管芯包括以下项中的一者：模拟电路、逻辑电路、模拟电路和逻辑电路；其中所述第一管芯混合接合至所述第二管芯；其中所述第二管芯熔合接合至所述第三管芯；其中所述第二管芯的多个以下项中的一者适于启用所述第一管芯的多个像素的操作：晶体管、无源电子部件以及晶体管和无源电子部件两者；并且其中所述第三管芯的模拟电路、逻辑电路、模拟电路和逻辑电路中的一者适于执行信号路由。

【技术特征摘要】
2015.06.02 US 14/728,1111.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：第一管芯，所述第一管芯包括适于将光子转变成电子的多个探测器；第二管芯，所述第二管芯包括多个以下项中的一者：晶体管、无源电子部件以及晶体管和无源电子部件两者；第三管芯，所述第三管芯包括以下项中的一者：模拟电路、逻辑电路、模拟电路和逻辑电路；其中所述第一管芯混合接合至所述第二管芯；其中所述第二管芯熔合接合至所述第三管芯；其中所述第二管芯的多个以下项中的一者适于启用所述第一管芯的多个像素的操作：晶体管、无源电子部件以及晶体管和无源电子部件两者；并且其中所述第三管芯的模拟电路、逻辑电路、模拟电路和逻辑电路中的一者适于执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·伯萨克，M·塞弗里格，V·克洛伯夫，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US