一种温度图像传感器及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种温度图像传感器及其制备方法，该温度图像传感器包括：读出电路芯片、存储芯片以及包括至少一个传感像素单元的温度传感芯片；读出电路芯片包括相对的第一面和第二面；存储芯片通过第一键合层键合在读出电路芯片的第一面，温度传感芯片通过第二键合层键合在读出电路芯片的第二面，存储芯片和读出电路芯片通过第一键合层进行键合，温度传感芯片和读出电路芯片通过第二键合层进行键合，简化了温度图像传感器的制备工艺，降低了制备成本，有利于实现温度图像传感器的量产，并在保证温度图像传感器的功能的前提下，减小了温度图像传感器的面积，实现温度图像传感器的小型化。

A temperature image sensor and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种温度图像传感器及其制备方法
本专利技术实施例涉及温度检测
，尤其涉及一种温度图像传感器及其制备方法。
技术介绍
近年来，非接触测温传感器，尤其是阵列式温度传感器的应用越来越广泛。现有技术中，非接触测温传感器大部分将所有组成部件都集成在一个芯片上完成，通常采用CMOS-MEMS工艺完成，但CMOS与MEMS的兼容性差，因而对工艺要求极高，因此造成非接触测温传感器制备成本高，且不易量产；并且将测温传感器所有组成部件集成在一个芯片上，使得芯片面积较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种温度图像传感器及其制备方法，以实现简化温度图像传感器的制备工艺，降低制备成本，实现温度图像传感器的量产，并在保证温度图像传感器的功能的前提下，减小温度图像传感器的面积。第一方面，本专利技术实施例提供了一种温度图像传感器，包括：读出电路芯片、存储芯片以及包括至少一个传感像素单元的温度传感芯片；读出电路芯片包括相对的第一面和第二面；存储芯片通过第一键合层键合在读出电路芯片的第一面，温度传感芯片通过第二键合层键合在读出电路芯片的第二面。可选的，温度图像传感器还包括至少一个透镜，透镜设置于传感像素单元远离读出电路芯片的一侧，透镜覆盖温度传感芯片，每个透镜至少覆盖一个传感像素单元，透镜与读出电路芯片或存储芯片通过第三键合层键合。可选的，每个传感像素单元包括第一温度吸收子单元和第一传导子单元，第一温度吸收子单元包括第一温度敏感器件、第一反射层以及第一温度敏感器件与第一反射层之间的第一介质层，其中第一反射层位于第一温度敏感器件与读出电路芯片之间；第一传导子单元的一端与第一温度敏感器件电连接，第一传导子单元的另一端通过第二键合层与读出电路芯片电连接；第一反射层靠近读出电路芯片的一侧包括第一金属焊盘，第一金属焊盘贯穿第一反射层与第一传导子单元电连接，第一金属焊盘通过第二键合层与读出电路芯片电连接；其中，温度图像传感器在第一金属焊盘贯穿第一反射层的部分包括包覆第一金属焊盘的第一绝缘介质层。可选的，第一介质层为真空层；或者第一介质层包括由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的一种或多种形成第一子介质层和真空的第二子介质层，第二子介质层位于第一子介质层与第一反射层之间，第一温度敏感器件位于第一子介质层靠近或远离读出电路芯片的一侧；第一温度吸收子单元还包括第一吸收金属层，第一吸收金属层的金属阵列排布于第一子介质层靠近或者远离读出电路芯片的一侧，并包围第一温度敏感器件。可选的，温度传感芯片还包括参考像素单元，每个参考像素单元包括第二温度吸收子单元和第二传导子单元，第二温度吸收子单元包括第二温度敏感器件以及第二温度敏感器件与读出电路芯片之间的第二介质层；第二传导子单元的一端与第二温度敏感器件电连接，第二传导子单元的另一端通过第二键合层与读出电路芯片电连接；第二温度吸收子单元的热吸收率小于第一温度吸收子单元的热吸收率。可选的，第一温度敏感器件包括第一端和第二端，第一传导子单元至少包括与第一温度敏感器件第一端电连接的第一传导梁和与第一温度敏感器件第二端电连接的第二传导梁，第一传导梁和第二传导梁通过第二键合层与读出电路芯片电连接；第二温度敏感器件包括第三端和第四端，第二传导子单元至少包括与第二温度敏感器件第三端电连接的第三传导梁和与第二温度敏感器件第四端电连接的第四传导梁，第三传导梁和第四传导梁通过第二键合层与读出电路芯片电连接；其中，第一传导梁、第二传导梁、第三传导梁和第四传导梁为包括至少一折的条状或柱状结构；第一传导梁、第二传导梁、第三传导梁和第四传导梁包括直接与第一温度敏感器件或第二温度敏感器件电连接的第一部、与读出电路芯片电连接的第二部、以及连接第一部和第二部之间的第三部。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种温度图像传感器的制备方法，包括：提供读出电路芯片、存储芯片和包括至少一个传感像素单元的温度传感芯片，其中读出电路芯片包括相对的第一面和第二面；将读出电路芯片和存储芯片进行键合，存储芯片键合在读出电路芯片的第一面；将键合后的读出电路芯片和存储芯片与温度传感芯片进行键合，温度传感芯片键合在读出电路芯片的第二面。可选的，在将键合后的读出电路芯片和存储芯片与温度传感芯片进行键合之后，还包括：提供至少一个透镜；在传感像素单元远离读出电路芯片的一侧，将透镜与读出电路芯片进行键合；或者在传感像素单元远离读出电路芯片的一侧，将透镜与存储芯片进行键合；其中，每个透镜至少覆盖一个传感像素单元。可选的，提供包括至少一个传感像素单元的温度传感器芯片，包括：提供硅基底；在硅基底的一侧沉积热敏材料并图形化，形成至少一个第一温度敏感器件；在第一温度敏感器件远离硅基底的一侧形成与第一温度敏感器件电连接的第一传导子单元；在第一传导子单元远离硅基底的一侧沉积反射层材料；图形化反射层材料，以形成贯通反射层材料的第一凹槽，第一凹槽暴露第一传导子单元；在反射层材料远离硅基底的一侧和第一凹槽沉积绝缘介质层，以使第一凹槽侧壁包覆绝缘介质；刻蚀第一凹槽内第一传导子单元上的绝缘介质层；在第一凹槽内沉积金属材料，以在反射层远离第一温度敏感器件的一侧形成金属焊盘。可选的，将键合后的读出电路芯片和存储芯片与温度传感芯片进行键合，包括：将键合后的读出电路芯片和存储芯片与温度传感芯片的金属焊盘进行键合；在传感像素单元远离读出电路芯片的一侧，将透镜与读出电路芯片进行键合；或者在传感像素单元远离读出电路芯片的一侧，将透镜与存储芯片进行键合之前，还包括：对温度传感芯片的硅基底进行减薄处理。可选的，在硅基底的一侧沉积热敏材料并图形化，形成至少一个第一温度敏感器件，包括：在硅基底上沉积第一子介质层；在第一介质层远离硅基底的一侧沉积热敏材料并图形化，形成至少一个第一温度敏感器件。可选的，在硅基底的一侧沉积热敏材料并图形化，形成至少一个第一温度敏感器件之后，包括：在第一温度敏感器件远离硅基底的一侧沉积第一子介质层。可选的，在硅基底上沉积第一子介质层之前，包括：在硅基底的一侧沉积吸收金属层并图形化。可选的，在硅基底上沉积第一子介质层之后，包括：在第一子介质层远离硅基底的一侧沉积吸收金属层并图形化，以使吸收金属层的金属阵列排布并包围第一温度敏感元件。可选的，在第一温度敏感器件远离硅基底的一侧沉积第一子介质层之后，还包括：在第一子介质层远离硅基底的一侧沉积吸收金属层并图形化，以使吸收金属层的金属阵列排布并包围第一温度敏感元件。可选的，在第一温度敏感器件远离硅基底的一侧沉积第一子介质层之前，包括：在硅基底的一侧在沉积吸收金属层并图形化，以使吸收金属层的金属阵列排布并包围第一温度敏感元件。可选的，图形化反射层材料，还包括：将覆盖部分第一温度敏感器件的反射层材料刻蚀。可选的，在第一温度敏感器件远离硅基底的一侧形成与第一温度敏感器件电连接的第一传导子单元，包括：在第一温度敏感器件远离硅基底的一侧沉积第一牺牲层，图形化第一牺牲层，形成部分贯穿第一牺牲层的第二凹槽，以及与贯穿第一牺牲层的第二凹槽相连通的未贯通第一牺牲层的第三凹槽；在第二凹槽和第三凹槽内沉积电信号传导材料，形成连接第一温度敏感器件的第一传导子单元的第一部和第三部；在第一传导子单元的第一部和第三部以及第一牺牲层远离硅基底的一侧沉积第二牺牲层，图形化第二牺牲层，形成贯通第二牺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度图像传感器，其特征在于，包括：读出电路芯片、存储芯片以及包括至少一个传感像素单元的温度传感芯片；所述读出电路芯片包括相对的第一面和第二面；所述存储芯片通过第一键合层键合在所述读出电路芯片的第一面，所述温度传感芯片通过第二键合层键合在所述读出电路芯片的第二面。

【技术特征摘要】
1.一种温度图像传感器，其特征在于，包括：读出电路芯片、存储芯片以及包括至少一个传感像素单元的温度传感芯片；所述读出电路芯片包括相对的第一面和第二面；所述存储芯片通过第一键合层键合在所述读出电路芯片的第一面，所述温度传感芯片通过第二键合层键合在所述读出电路芯片的第二面。2.根据权利要求1所述的温度图像传感器，其特征在于，还包括至少一个透镜，所述透镜设置于所述传感像素单元远离所述读出电路芯片的一侧，所述透镜覆盖所述温度传感芯片，每个所述透镜至少覆盖一个所述传感像素单元，所述透镜与所述读出电路芯片或所述存储芯片通过第三键合层键合。3.根据权利要求1所述的温度图像传感器，其特征在于，每个所述传感像素单元包括第一温度吸收子单元和第一传导子单元，所述第一温度吸收子单元包括第一温度敏感器件、第一反射层以及所述第一温度敏感器件与所述第一反射层之间的第一介质层，其中所述第一反射层位于所述第一温度敏感器件与所述读出电路芯片之间；所述第一传导子单元的一端与所述第一温度敏感器件电连接，所述第一传导子单元的另一端通过所述第二键合层与所述读出电路芯片电连接；所述第一反射层靠近所述读出电路芯片的一侧包括第一金属焊盘，且所述第一金属焊盘贯穿所述第一反射层与所述第一传导子单元电连接，所述第一金属焊盘通过所述第二键合层与所述读出电路芯片电连接；其中，所述温度图像传感器在所述第一金属焊盘贯穿所述第一反射层的部分包括包覆所述第一金属焊盘的第一绝缘介质层。4.根据权利要求3所述的温度图像传感器，其特征在于，所述温度传感芯片还包括参考像素单元，每个所述参考像素单元包括第二温度吸收子单元和第二传导子单元，所述第二温度吸收子单元包括第二温度敏感器件以及所述第二温度敏感器件与所述读出电路芯片之间的第二介质层；所述第二传导子单元的一端与所述第二温度敏感器件电连接，所述第二传导子单元的另一端通过所述第二键合层与所述读出电路芯片电连接；所述第二温度吸收子单元的热吸收率小于所述第一温度吸收子单元的热吸收率。5.根据权利要求4所述的温度图像传感器，其特征在于，所述第一温度敏感器件包括第一端和第二端，所述第一传导子单元至少包括与所述第一温度敏感器件第一端电连接的第一传导梁和与所述第一温度敏感器件第二端电连接的第二传导梁，所述第一传导梁和所述第二传导梁通过所述第二键合层与所述读出电路芯片电连接；所述第二温度敏感器件包括第三端和第四端，所述第二传导子单元至少包括与第二温度敏感器件第三端电连接的第三传导梁和与所述第二温度敏感器件第四端电连接的第四传导梁，所述第三传导梁和所述第四传导梁通过所述第二键合层与所述读出电路芯片电连接；其中，所述第一传导梁、所述第二传导梁、所述第三传导梁和所述第四传导梁为包括至少一折的条状或柱状结构；所述第一传导梁、所述第二传导梁、所述第三传导梁和所述第四传导梁包括直接与所述第一温度敏感器件或第二温度敏感器件电连接的第一部、直接与所述读出电路芯片电连接的第二部、以及连接所述第一部和所述第二部之间的第三部。6.一种温度图像传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供读出电路芯片、存储芯片和...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏斌，翟光杰，翟光强，
申请(专利权)人：北京北方高业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11