图像传感器及其形成方法、摄像模组技术

一种图像传感器及其形成方法、摄像模组，图像传感器包括：器件衬底，所述器件衬底包括像素区和包围所述像素区的边缘逻辑区；载体衬底，所述载体衬底与所述器件衬底相对设置；位于所述器件衬底的边缘逻辑区和所述载体衬底之间的第一压电结构，第一压电结构环绕所述像素区，第一压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸增大，第一方向平行于像素区中心表面的法线方向。所述图像传感器的性能得到提高。

Image Sensor and Its Formation Method and Camera Module

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其形成方法、摄像模组
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法、摄像模组。
技术介绍
随着半导体技术的发展，图像传感器已广泛应用于各种需要进行数字成像的领域，例如数码照相机、数码摄像机等电子产品中。图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。根据光电转换方式的不同，图像传感器分为互补金属氧化物(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。其中，CMOS图像传感器具有工艺简单、易于其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。因此，CMOS图像传感器易于集成在例如手机、笔记本电脑、平板电脑等便携电子设备中，作为数字成像功能的摄像模组使用。然而，现有的图像传感器的性能有待提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种图像传感器及其形成方法，以提高图像传感器的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种图像传感器，包括：器件衬底，所述器件衬底包括像素区和包围所述像素区的边缘逻辑区；载体衬底，所述载体衬底与所述器件衬底相对设置；位于所述器件衬底的边缘逻辑区和所述载体衬底之间的第一压电结构，第一压电结构环绕所述像素区，第一压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸增大，第一方向平行于像素区中心表面的法线方向。可选的，所述第一压电结构的材料包括锆钛酸铅、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛或者石英。可选的，环绕所述像素区的第一压电结构一体成型，所述第一压电结构呈环状结构；或者，第一压电结构的数量为多个，多个第一压电结构相互分立，多个第一压电结构环绕所述像素区。可选的，在自边缘逻辑区至像素区中心的方向上，所述第一压电结构的尺寸范围为100纳米～2微米；所述第一压电结构的厚度范围为100纳米～1000纳米。可选的，还包括：位于所述第一压电结构和所述器件衬底的边缘逻辑区之间的第一缓冲结构。可选的，所述第一缓冲结构为单层结构，第一缓冲结构的材料包括氧化硅或者氮化硅；或者，所述第一缓冲结构为叠层结构，所述第一缓冲结构包括第一底缓冲层和位于第一底缓冲层表面的第一顶缓冲层，第一顶缓冲层位于第一压电结构和第一底缓冲层之间，第一底缓冲层的材料包括氧化硅，第一顶缓冲层的材料包括钛。可选的，还包括：位于所述第一压电结构和所述载体衬底之间的第一电极层；贯穿所述器件衬底的边缘逻辑区且与第一电极层连接的第一插塞。可选的，还包括：位于所述器件衬底和所述载体衬底之间的介质层，所述介质层包围第一压电结构的侧壁。可选的，所述器件衬底包括相对的器件正面和器件背面；所述载体衬底朝向所述器件正面，第一压电结构位于器件正面；所述图像传感器还包括：位于所述像素区的器件背面的滤光层；位于所述滤光层表面的透镜层。可选的，所述像素区包括中心区；所述图像传感器还包括：位于所述中心区和所述载体衬底之间的第二压电结构，所述第二压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸减小。可选的，所述第二压电结构的材料包括锆钛酸铅、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛或者石英。可选的，在自边缘逻辑区至像素区中心的方向上，所述第二压电结构的尺寸范围为100纳米～2微米；所述第二压电结构的厚度范围为100纳米～1000纳米。可选的，所述第二压电结构的形状为柱状，所述第二压电结构的中心轴平行于第一方向。可选的，还包括：位于所述第二压电结构和所述中心区之间的第二缓冲结构。可选的，还包括：位于所述第二压电结构和所述载体衬底之间的第二电极层；贯穿所述器件衬底的像素区且与第二电极层连接的第二插塞。可选的，所述像素区还包括包围所述中心区的边缘区；所述图像传感器还包括：位于所述边缘区和所述载体衬底之间的第三压电结构，第三压电结构环绕所述第二压电结构；第三压电结构分别与第一压电结构和所述第二压电结构分立，所述第三压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸增大或者减小。可选的，所述第三压电结构的材料包括锆钛酸铅、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛或者石英。可选的，环绕所述第二压电结构的第三压电结构一体成型，所述第三压电结构呈环状结构；或者，第三压电结构的数量为多个，多个第三压电结构相互分立，多个第三压电结构环绕所述第二压电结构。可选的，在自边缘逻辑区至像素区中心的方向上，所述第三压电结构的尺寸范围为100纳米～2微米；所述第三压电结构的厚度范围为100纳米～1000纳米。可选的，还包括：位于所述第三压电结构和所述边缘区之间的第三缓冲结构。可选的，还包括：位于所述第三压电结构和载体衬底之间的第三电极层；贯穿器件衬底的像素区且与第三电极层连接的第三插塞。可选的，所述器件衬底包括若干芯片区和位于相邻芯片区之间的切割道；各芯片区均包括像素区和边缘逻辑区；所述载体衬底与各芯片区和切割道相对设置。可选的，所述器件衬底仅包括一个芯片区，芯片区包括像素区和边缘逻辑区。本专利技术还提供一种摄像模组，包括：如上述所述的图像传感器和镜头透镜，所述器件衬底位于所述镜头透镜和所述载体衬底之间。本专利技术还提供一种形成上述任意一项图像传感器的方法，包括：提供器件衬底和载体衬底，所述器件衬底包括像素区和包围所述像素区的边缘逻辑区；在所述边缘逻辑区的表面形成第一压电结构，第一压电结构环绕所述像素区；形成第一压电结构之后，将器件衬底和载体衬底键合，第一压电结构位于器件衬底和载体衬底之间，所述第一压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸增大，第一方向平行于像素区中心表面的法线方向。可选的，还包括：在形成第一压电结构之前，在所述器件衬底的表面形成第一介质层；在第一介质层中形成贯穿第一介质层的第一开口，第一开口位于边缘逻辑区的第一介质层中；在第一开口中形成第一压电结构；在第一压电结构和第一介质层部分表面形成第一电极层；在第一介质层表面形成覆盖第一电极层侧壁的第二介质层，且第二介质层暴露出第一电极层的表面；形成第二介质层后，将器件衬底和载体衬底键合；器件衬底和载体衬底键合后，从器件衬底背向载体衬底的一面减薄器件衬底；减薄器件衬底后，形成贯穿所述器件衬底的边缘逻辑区且与第一电极层连接的第一插塞。可选的，所述像素区包括中心区；所述图像传感器的形成方法还包括：在将器件衬底和载体衬底键合之前，在所述中心区的表面形成第二压电结构，所述第二压电结构和所述第一压电结构位于器件衬底的同一侧，所述第二压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸减小。可选的，所述像素区还包括包围所述中心区的边缘区；所述图像传感器的形成方法还包括：在将器件衬底和载体衬底键合之前，在所述边缘区的表面形成第三压电结构，所述第三压电结构和所述第二压电结构位于器件衬底的同一侧，第三压电结构环绕所述第二压电结构；第三压电结构分别与第一压电结构和所述第二压电结构分立，所述第三压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸增大或者减小。可选的，所述器件衬底包括若干芯片区和位于相邻芯片区之间的切割道；各芯片区均包括像素区和边缘逻辑区；所述图像传感器的形成方法还包括：将器件衬底和载体衬底键合之后，沿切割道切割器件衬底和载体衬底。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的图像传感器中，器件衬底的边缘逻辑区和所述载体衬底之间具有第一压电结构，第一压电结构环绕所述像素区，第一压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸增大，第一方向平行于像素区中心表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：器件衬底，所述器件衬底包括像素区和包围所述像素区的边缘逻辑区；载体衬底，所述载体衬底与所述器件衬底相对设置；位于所述器件衬底的边缘逻辑区和所述载体衬底之间的第一压电结构，第一压电结构环绕所述像素区，第一压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸增大，第一方向平行于像素区中心表面的法线方向。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：器件衬底，所述器件衬底包括像素区和包围所述像素区的边缘逻辑区；载体衬底，所述载体衬底与所述器件衬底相对设置；位于所述器件衬底的边缘逻辑区和所述载体衬底之间的第一压电结构，第一压电结构环绕所述像素区，第一压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸增大，第一方向平行于像素区中心表面的法线方向。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一压电结构的材料包括锆钛酸铅、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛或者石英。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，环绕所述像素区的第一压电结构一体成型，所述第一压电结构呈环状结构；或者，第一压电结构的数量为多个，多个第一压电结构相互分立，多个第一压电结构环绕所述像素区。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在自边缘逻辑区至像素区中心的方向上，所述第一压电结构的尺寸范围为100纳米～2微米；所述第一压电结构的厚度范围为100纳米～1000纳米。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括：位于所述第一压电结构和所述器件衬底的边缘逻辑区之间的第一缓冲结构。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述第一缓冲结构为单层结构，第一缓冲结构的材料包括氧化硅或者氮化硅；或者，所述第一缓冲结构为叠层结构，所述第一缓冲结构包括第一底缓冲层和位于第一底缓冲层表面的第一顶缓冲层，第一顶缓冲层位于第一压电结构和第一底缓冲层之间，第一底缓冲层的材料包括氧化硅，第一顶缓冲层的材料包括钛。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括：位于所述第一压电结构和所述载体衬底之间的第一电极层；贯穿所述器件衬底的边缘逻辑区且与第一电极层连接的第一插塞。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括：位于所述器件衬底和所述载体衬底之间的介质层，所述介质层包围第一压电结构的侧壁。9.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述器件衬底包括相对的器件正面和器件背面；所述载体衬底朝向所述器件正面，第一压电结构位于器件正面；所述图像传感器还包括：位于所述像素区的器件背面的滤光层；位于所述滤光层表面的透镜层。10.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述像素区包括中心区；所述图像传感器还包括：位于所述中心区和所述载体衬底之间的第二压电结构，所述第二压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸减小。11.根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，所述第二压电结构的材料包括锆钛酸铅、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛或者石英。12.根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，在自边缘逻辑区至像素区中心的方向上，所述第二压电结构的尺寸范围为100纳米～2微米；所述第二压电结构的厚度范围为100纳米～1000纳米。13.根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，所述第二压电结构的形状为柱状，所述第二压电结构的中心轴平行于第一方向。14.根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，还包括：位于所述第二压电结构和所述中心区之间的第二缓冲结构。15.根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，还包括：位于所述第二压电结构和所述载体衬底之间的第二电极层；贯穿所述器件衬底的像素区且与第二电极层连接的第二插塞。16.根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，所述像素区还包括包围所述中心区的边缘区；所述图像传感器还包括：位于所述边缘区和所述载体衬底之间的第三压电结构，第三压电结构环绕所述第二压电结构；第三压电结构分别与第一压电结构和所述第二压电结构分立，所述第三压电结构用于在获取电压信号后在第一方向上的尺寸增大或者减小。17.根据权利要求16所述的图像传感器，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志峰，
申请(专利权)人：芯盟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33