堆叠式图像传感器及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种堆叠式图像传感器及其形成方法，采用多片晶圆堆叠形成图像传感器，包括如下步骤：A.在第一晶圆上形成像素单元的感光二极管，并形成组成对应完整像素单元的部分晶体管；B.将第一晶圆与第二晶圆完成晶圆级键合；C.减薄第二晶圆；D.在与第一晶圆像素单元位置相对应的第二晶圆上，形成组成对应完整像素单元的剩余晶体管，其与第一晶圆对应像素单元的感光二极管、部分晶体管构成完整像素单元。本发明专利技术的堆叠式图像传感器及其形成方法，感光二极管和部分晶体管形成于第一晶圆上，其他晶体管形成于第二晶圆上，共同构成完整的像素单元，工艺选择性更加多样化，改善感光二极管的结构性能，提高信号传输速度，优化图像传感器整体性能。

Stacking image sensor and its forming method

【技术实现步骤摘要】
堆叠式图像传感器及其形成方法
本专利技术涉及一种堆叠式图像传感器及其形成方法。
技术介绍
目前，图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置（例如胃镜）、车用摄像装置等各类电子产品中。传统的图像传感器制造过程中，一般在单一晶圆上形成完整像素单元的全部结构，例如感光二极管、转移晶体管、复位晶体管、源跟随晶体管、行选择晶体管等，由于各结构之间的彼此影响，制造过程中的工艺选择性受到限制，例如，很多高温工艺无法采用，感光二极管的结构性能无法保证，另外由于各晶体管设置于同一晶圆上，信号传输速度受到了限制，从而影响图像传感器的整体性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种堆叠式图像传感器及其形成方法，工艺选择性更加灵活，改善感光二极管的结构性能，提高信号传输速度，优化图像传感器的整体性能。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种堆叠式图像传感器的形成方法，采用多片晶圆堆叠形成图像传感器，其中包括如下步骤：A.在第一晶圆上形成像素单元的感光二极管，并形成组成对应完整像素单元的部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆叠式图像传感器的形成方法，其特征在于，采用多片晶圆堆叠形成图像传感器，其中包括如下步骤：/nA．在第一晶圆上形成像素单元的感光二极管，并形成组成对应完整像素单元的部分晶体管；/nB．将第一晶圆与第二晶圆完成晶圆级键合；/nC．减薄第二晶圆；/nD．在与第一晶圆像素单元位置相对应的第二晶圆上，形成组成对应完整像素单元的剩余晶体管，其与第一晶圆对应像素单元的感光二极管、部分晶体管构成完整像素单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种堆叠式图像传感器的形成方法，其特征在于，采用多片晶圆堆叠形成图像传感器，其中包括如下步骤：
A．在第一晶圆上形成像素单元的感光二极管，并形成组成对应完整像素单元的部分晶体管；
B．将第一晶圆与第二晶圆完成晶圆级键合；
C．减薄第二晶圆；
D．在与第一晶圆像素单元位置相对应的第二晶圆上，形成组成对应完整像素单元的剩余晶体管，其与第一晶圆对应像素单元的感光二极管、部分晶体管构成完整像素单元。


2.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器的形成方法，其特征在于，
在两片晶圆之间各像素单元内实现电学连接的通孔是于第二晶圆减薄之后刻蚀形成的。


3.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器的形成方法，其特征在于，
在晶圆级键合前，于第二晶圆上形成一定结构，并于结构中填充材质；在晶圆级键合后，减薄第二晶圆过程中，通过所述填充材质做为阻挡层，提高减薄的均匀度。


4.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器的形成方法，其特征在于，
在减薄第二晶圆后，第二晶圆刻蚀工艺的至少一层光刻对准于第一晶圆的光学特征图像；以达到提高两片晶圆对准精度的目的。


5.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器的形成方法，其特征在于，
在第一晶圆形成转移晶体管多晶硅栅极后，再做一层多晶硅结构，以改善上下两层晶圆键合后的连通性。


6.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器的形成方法，其特征在于，
第二晶圆形成的剩余晶体管中，至少一个晶体管采用绝缘层上的鳍形晶体管结构，提高晶体管的性能。


7.根据权利要求3所述的堆叠式图像传感器的形成方法，其特征在于，
在第二晶圆的鳍形晶体管有源区形成过程中，第一次刻蚀形成鳍形晶体管的沟道区结构；第二次刻蚀出源极、漏极结构；通过两次刻蚀提高沟道区图形的完美性。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立新，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31