图像传感器及其形成方法、内窥镜探测头技术

本发明专利技术涉及一种图像传感器及其形成方法、内窥镜探测头，所述图像传感器包括：图像传感芯片；至少一个贯穿所述图像传感芯片的透光孔。所述图像传感器有利于降低内窥镜探测头的尺寸。

Image Sensor and Its Formation Method, Endoscopic Probe Head

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其形成方法、内窥镜探测头
本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法、一种内窥镜探测头。
技术介绍
内窥镜是一种应用非常广泛的医疗及工业检测器械，目前的内窥镜探测头均包括光源和图像传感器。如图1所示，现有的内窥镜探测头100的光源101和图像传感器102通常并列放置。光源发光，照亮目标物体，然后由图像传感器采集图像。如果能够进一步降低内窥镜探测头的尺寸将进一步扩散内窥镜的使用范围。图1所示的光源101和图像传感器102的布局使得内窥镜探测头的面积过大。为了进一步降低内窥镜探测头的面积，可以通过减小图像传感器的像素面积或者缩小光源面积来实现，但是上述两种方法都会影响成像质量。如何在不影响内窥镜的成像质量的同时，降低内窥镜探测头的尺寸，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，如何降低内窥镜探测头尺寸。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种图像传感器，包括：图像传感芯片；至少一个贯穿所述图像传感芯片的透光孔。可选的，所述透光孔内填充有透光材料。可选的，所述透光材料包括氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯以及氧化铝陶瓷中的一种或几种。可选的，所述图像传感芯片包括像素区和逻辑区，所述逻辑区位于所述像素区外围；所述透光孔位于所述逻辑区和/或所述像素区。可选的，所述像素区包括像素单元阵列，相邻像素单元之间具有隔离区域，位于所述像素区的透光孔贯穿所述隔离区域。可选的，所述隔离区域包括浅沟槽隔离结构或掺杂隔离区。可选的，所述图像传感芯片包括：第一衬底，所述第一衬底上形成有像素器件层；第二衬底，所述第二衬底上形成有逻辑器件层，所述第一衬底和第二衬底相对键合连接；所述透光孔贯穿所述第一衬底、像素器件层、逻辑器件层和第二衬底。可选的，还包括：封装壳体；所述图像传感芯片位于所述封装壳体内；与所述图像传感芯片背面相对的部分封装壳体具有透光性。为解决上述问题，本专利技术还提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供图像传感芯片；形成贯穿所述图像传感芯片的透光孔。可选的，采用深硅刻蚀工艺刻蚀所述图像传感芯片，形成所述透光孔。可选的，所述透光孔的形成方法包括：采用深硅刻蚀工艺刻蚀子一侧表面刻蚀所述图像传感芯片，形成第一子透光孔，所述第一子透光孔底面位于所述图像传感芯片内；在所述第一子透光孔内填充透光材料；自所述图形传感器芯片的另一侧表面刻蚀所述图像传感芯片至暴露出所述透光材料层，形成与所述第一子透光孔贯通的第二子透光孔；在所述第二子透光孔内填充透光材料。可选的，所述图像传感芯片包括像素区和逻辑区，所述逻辑区位于所述像素区外围；所述透光孔位于所述逻辑区和/或所述像素区。可选的，相邻像素单元之间具有隔离区域，位于所述像素区的透光孔贯穿所述隔离区域。可选的，所述隔离区域包括浅沟槽隔离结构或掺杂隔离区。可选的，所述图像传感芯片包括：第一衬底，所述第一衬底上形成有像素器件层，所述像素器件层包括像素单元阵列；第二衬底，所述第二衬底上形成有逻辑器件层，所述第一衬底和第二衬底相对键合连接；所述透光孔贯穿所述第一衬底、像素器件层、逻辑器件层和第二衬底。可选的，对所述图像传感芯片进行封装，在所述图像传感芯片外形成封装壳体；与所述图像传感芯片背面相对的部分封装壳体具有透光性。本专利技术的技术方案还提供一种内窥镜探测头，包括：上述的图像传感器；光源，所述光源的发光方向朝向所述图像传感器的背面。本专利技术的图像传感器的传感芯片上形成有贯穿所述图像传感芯片的透光孔，使得位于图像传感芯片背面的照明光能够透过所述图像传感芯片照亮目标物体。进一步的，所述透光孔内填充有透光材料，能够抵消形成透光孔对图像传感芯片产生的应力，避免芯片发生应力形变。进一步，所述透光孔可以形成于图像传感芯片的像素单元之间的隔离区域，不会影响像素单元，且能够提高像素单元之间的隔离性能。本专利技术的内窥镜探头，包括光源和图像传感器，所述光源的发光方向朝向所述图像传感器的传感芯片背面。所述光源垂直叠加在图像传感器背后，可以降低探测头的横截面积。附图说明图1为现有技术的内窥镜探测头的结构示意图；图2A至图9为本专利技术的具体实施方式的图像传感器的结构示意图；图10A至图10E为本专利技术的具体实施方式的图像传感器的形成过程的示意图；图11为本专利技术的具体实施方式的内窥镜探测头的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的图像传感器及其形成方法、内窥镜探测头的具体实施方式做详细说明。请参考图2A和图2B，为本专利技术一具体实施方式的图像传感器的局部结构示意图。图2B为沿图2A中割线AA’的剖面示意图。所述图形传感器包括：图像传感芯片200；至少一个贯穿所述图像传感芯片200的透光孔203。该具体实施方式中，所述图像传感芯片200包括像素区202和逻辑区201，所述逻辑区201位于所述像素区202的外围。所述像素区202内形成有像素单元阵列，每个像素单元至少包括一个极管及若干MOS管结构。若干像素单元以阵列形式排列，形成像素单元阵列。所述逻辑区201内形成有逻辑电路，例如行选择电路、列选择电路、模拟信号处理电路、A/D转换电路等。该具体实施方式中，所述透光孔203位于所述逻辑区201内，所述透光孔203的截面为长条形。所述透光孔203可以形成于所述逻辑区201内未形成有器件的区域，例如，在设计逻辑区201的器件分布时，可以预留形成所述透光孔的位置。所述逻辑区201还可以形成于所述逻辑区201内的隔离结构，例如浅沟槽隔离结构等。在一个具体实施方式中，所述透光孔203贯穿所述逻辑区201内的浅沟槽隔离结构。该具体实施方式中，形成有四个透光孔203，均匀分布于所述像素区202的四周，以提高透光的均匀性。所述透光孔203的截面长度为10nm～1mm，宽度为10μm～100μm。在其他具体实施方式中，也可以仅形成有一个或其他数量的透光孔，可以根据实际应用对于亮度的需要以及逻辑区201内的器件分布情况，合理设置所述透光孔203的数量、位置和尺寸，使得芯片背后的光源可以从所述透光孔入射到目标物体，使得所述像素区202有足够的亮度进行成像。为了避免所述透光孔203对芯片的应力分布造成影响，而使得芯片发生翘曲等应力形变问题，在一些具体实施方式，所述透光孔203内还填充有透光材料，可以为无机透光材料，例如氧化硅或者氧化铝陶瓷等透明陶瓷材料中的一种或几种，还可以为有机透光材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等。所述图像传感芯片上形成有透光孔，使得位于图像传感芯片背面的照明光能够透过所述图像传感芯片照亮目标物体请参考图3，为本专利技术另一具体实施方式的图像传感器的局部结构示意图。该具体实施方式中，所述图像传感芯片300的像素区302和逻辑区301内分别形成有透光孔303b和透光孔303a。在其他具体实施方式中，也可以仅在所述像素区302内形成有透光孔303b。该具体实施方式中，所述透光孔303b可以位于所述像素区302的中心位置处；在其他具体实施方式中，所述透光孔303b还可以分布于所述像素区302的边缘区域。所述像素区302内可以形成有单个尺寸较大的透光孔，也可以为多个尺寸较小的透光孔。所述多个尺寸较小的透光孔还可以呈阵列排列，以提高透过光源的分布均匀性。该具体实施方式中，所述像素区302内的透光孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：图像传感芯片；至少一个贯穿所述图像传感芯片的透光孔。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：图像传感芯片；至少一个贯穿所述图像传感芯片的透光孔。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述透光孔内填充有透光材料。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述透光材料包括氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯以及氧化铝陶瓷中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感芯片包括像素区和逻辑区，所述逻辑区位于所述像素区外围；所述透光孔位于所述逻辑区和/或所述像素区。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述像素区包括像素单元阵列，相邻像素单元之间具有隔离区域，位于所述像素区的透光孔贯穿所述隔离区域。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述隔离区域包括浅沟槽隔离结构或掺杂隔离区。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感芯片包括：第一衬底，所述第一衬底上形成有像素器件层；第二衬底，所述第二衬底上形成有逻辑器件层，所述第一衬底和第二衬底相对键合连接；所述透光孔贯穿所述第一衬底、像素器件层、逻辑器件层和第二衬底。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括：封装壳体；所述图像传感芯片位于所述封装壳体内；与所述图像传感芯片背面相对的部分封装壳体具有透光性。9.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供图像传感芯片；形成贯穿所述图像传感芯片的透光孔。10.根据权利要求9所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，采用深硅刻蚀工艺刻蚀所述图像传感芯片，形成所述透光孔。11.根据权利要求9所述的图像传感器的形成方...

【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