堆叠型背照式图像传感器及其制造方法技术

本公开涉及一种堆叠型背照式图像传感器及其制造方法。一种堆叠型背照式图像传感器，包括：逻辑晶片和堆叠在所述逻辑晶片之上的像素晶片，其中所述逻辑晶片包括半导体基底和位于所述半导体基底上的逻辑器件，其中所述半导体基底中设置有导热件，用于将所述逻辑器件产生的热量传导离开所述堆叠型背照式图像传感器。

Stacked Back-up Image Sensor and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
堆叠型背照式图像传感器及其制造方法
本公开涉及一种堆叠型背照式图像传感器及其制造方法。
技术介绍
图像传感器可以将接收到的光信号转换为电信号，以实现对图像的感测，被广泛应用于各种成像装置中。根据光的入射方向的不同，可以将图像传感器分为前照式和背照式两种。在图像传感器中，通常包括用于接收并将光信号转换成电信号的光电转换器件和用于对像素晶片中产生的电信号实现进一步处理的逻辑器件。为了减小图像传感器所占的平面空间，使其结构更加紧凑，可以采用堆叠型的图像传感器，也就是采用堆叠的方式布置具有光电转换器件的像素晶片和具有逻辑器件的逻辑晶片。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，提供了一种堆叠型背照式图像传感器，包括：逻辑晶片和堆叠在所述逻辑晶片之上的像素晶片，其中所述逻辑晶片包括半导体基底和位于所述半导体基底上的逻辑器件，其中所述半导体基底中设置有导热件，用于将所述逻辑器件产生的热量传导离开所述堆叠型背照式图像传感器。在根据本公开的一些实施例中，所述散热件可以包括导热材料。在根据本公开的一些实施例中，所述导热材料可以包括铜、钨、铝、碳化硅、金和银。在根据本公开的一些实施例中，所述半导体基底可以包括硅基底。在根据本公开的一些实施例中，所述逻辑晶片还可以包括位于所述半导体基底之上的半导体层。在根据本公开的一些实施例中，所述逻辑器件可以位于所述半导体层中。在根据本公开的一些实施例中，所述逻辑晶片还可以包括位于所述半导体层之上的介质层。在根据本公开的一些实施例中，所述介质层中可以设置有一个或多个金属布线层。在根据本公开的一些实施例中，所述逻辑器件可以包括第一逻辑器件和第二逻辑器件，其中，第一逻辑器件的发热量大于第二逻辑器件的发热量，所述导热件被布置在与所述第一逻辑器件对应的位置。根据本公开的另一个方面，提供了一种制造堆叠型背照式图像传感器的方法，包括：提供像素晶片；提供逻辑晶片；以及将所述像素晶片与所述逻辑晶片堆叠，其中提供逻辑晶片的步骤可以包括：提供半导体基底；在所述半导体基底中形成导热件；以及在所述半导体基底上形成逻辑器件。在根据本公开的一些实施例中，在所述半导体基底中形成导热件的步骤可以包括：在所述半导体基底中与所述逻辑器件对应的位置处形成沟槽；以及在所述沟槽中填充导热材料，形成所述导热件。在根据本公开的一些实施例中，在所述半导体基底上形成逻辑器件的步骤可以包括：在所述导热件的表面形成半导体种子层；在所述种子层上形成半导体层；以及利用所述半导体层形成所述逻辑器件。在根据本公开的一些实施例中，可以通过化学气相沉积或物理气相沉积在所述散热件的表面形成所述半导体种子层。在根据本公开的一些实施例中，可以通过外延生长形成所述半导体层。在根据本公开的一些实施例中，该方法还可以包括：对所述半导体基底进行减薄处理，使得所述导热件从所述半导体基底的背面暴露出来。根据本公开的又一个方面，提供了一种成像装置，包括印刷电路板和上述根据本公开的堆叠型背照式图像传感器，其中，所述印刷电路板上设置有导热装置和散热装置，所述导热件被构造成热连接到所述导热装置，使得所述热量经由所述导热装置传递给所述散热装置。在根据本公开的一些实施例中，所述导热件可以通过焊料凸起热连接到所述导热装置。根据本公开的又一个方面，提供了一种成像装置，包括上述根据本公开的堆叠型背照式图像传感器。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的堆叠型背照式图像传感器的示意图。图2A-2I示出了制造根据本公开的一个或多个示例性实施例的堆叠型背照式图像传感器的过程的示意图。图3示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的堆叠型背照式图像传感器的示意图。图4示出了根据本公开的一些实施例的成像装置中的印刷电路板与堆叠型背照式图像传感器的示意图。图5示出了根据本公开的一些实施例的成像装置中的印刷电路板与堆叠型背照式图像传感器的示意图。图6示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的成像装置的示意图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本公开并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。图1示出了根据本公开的一个实施例的堆叠型背照式图像传感器的示意图。如图1所示，堆叠型背照式图像传感器(以下简称图像传感器)包括逻辑晶片、堆叠在逻辑晶片上的像素晶片、以及位于像素晶片背面的滤色片108和微透镜109。逻辑晶片可以包括半导体基底101、半导体层103、逻辑器件107以及层间介电层104。半导体基底101可以为例如硅基底，并且在半导体基底101中具有导热件102。导热件102可以由导热材料制成，例如铜、钨、铝、金、银等金属，或者例如SiC等导热率较高的材料。通过导热件102，可以将逻辑器件107产生的热量传导离开图像传感器，减小从逻辑晶片传导到像素晶片的热量，从而提高图像传感器的成像质量。半导体层103位于半导体基底101上。半导体层103可以为例如硅层，并且在半导体层103上形成逻辑器件107。层间介电层104例如可以由氧化硅等介电材料形成，并且在层间介电层104中可以形成有多层金属布线层。像素晶片可以包括层间介电层105和像素层106。层间介电层105中可以形成有多层金属布线层，像素层106中可以形成有多个光电转换器件，例如光电二极管。根据本公开的一些实施例，堆叠型背照式图像传感器可以为CMOS图像传感器或CCD图像传感器。本公开还提供了制造上述堆叠型背照式图像传感器的方法。在根据本公开的一些实施例中，该方法可以包括：提供像素晶片；提供逻辑晶片；以及将所述像素晶片与所述逻辑晶片堆叠。其中提供逻辑晶片的步骤可以包括：提供半导体基底；在所述半导体基底中形成导热件；以及在所述半导体基底上形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆叠型背照式图像传感器，其特征在于，包括：逻辑晶片和堆叠在所述逻辑晶片之上的像素晶片，其中所述逻辑晶片包括半导体基底和位于所述半导体基底上的逻辑器件，其中所述半导体基底中设置有导热件，用于将所述逻辑器件产生的热量传导离开所述堆叠型背照式图像传感器。

【技术特征摘要】
1.一种堆叠型背照式图像传感器，其特征在于，包括：逻辑晶片和堆叠在所述逻辑晶片之上的像素晶片，其中所述逻辑晶片包括半导体基底和位于所述半导体基底上的逻辑器件，其中所述半导体基底中设置有导热件，用于将所述逻辑器件产生的热量传导离开所述堆叠型背照式图像传感器。2.根据权利要求1所述的堆叠型背照式图像传感器，其特征在于，所述散热件包括导热材料。3.根据权利要求2所述的堆叠型背照式图像传感器，其特征在于，所述导热材料包括铜、钨、铝、碳化硅、金和银。4.根据权利要求1所述的堆叠型背照式图像传感器，其特征在于，所述半导体基底包括硅基底。5.根据权利要求1所述的堆叠型背照式图像传感器，其特征在于，所述逻辑晶片还包括位于所述半导体基底之上的半导体层。6.根据权利要求5所述的堆叠型背照式图像传感器，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：方欣欣，夏春秋，李春杰，方明旭，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32