图像传感器制造技术

提供了一种图像传感器。该图像传感器包括：第一芯片，包括像素区域、垫区域和置于像素区域与垫区域之间的光学黑色区域；以及第二芯片，与第一芯片的第一表面接触，并且包括用于驱动第一芯片的电路。第一芯片包括：第一基底，器件隔离部，设置在第一基底中，并且限定单元像素；层间绝缘层，置于第一基底与第二芯片之间；连接布线结构，设置在层间绝缘层中；以及连接接触插塞，设置在层间绝缘层中，并且在光学黑色区域中将连接布线结构连接到器件隔离部。图像传感器还包括设置在第一芯片或第二芯片中的导电垫。中的导电垫。中的导电垫。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
[0001]本申请基于2020年11月11日在韩国知识产权局提交的第10
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2020
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0150229号韩国专利申请并要求其优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。


[0002]公开涉及一种图像传感器。

技术介绍

[0003]图像传感器是用于将光学图像转换为电信号的半导体器件。图像传感器可以被归类为电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器中的任一种。CIS是CMOS图像传感器的简称。CIS可以包括二维地布置的多个像素。每个像素可以包括光电二极管(PD)。光电二极管可以将入射光转换为电信号。

技术实现思路

[0004]提供了一种能够减少或最小化缺陷并且能够简化制造工艺的图像传感器。
[0005]另外的方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地将通过描述而明显，或者可以通过实践给出的实施例来获悉。
[0006]根据公开的一方面，图像传感器包括：第一芯片，包括像素区域、垫区域以及置于像素区域与垫区域之间的光学黑色区域；以及第二芯片，与第一芯片的第一表面接触，并且包括用于驱动第一芯片的电路。第一芯片包括：第一基底；器件隔离部，设置在第一基底中，并且限定单元像素；层间绝缘层，置于第一基底与第二芯片之间；连接布线结构，设置在层间绝缘层中；以及连接接触插塞，设置在层间绝缘层中，并且在光学黑色区域中将连接布线结构连接到器件隔离部。图像传感器还包括：导电垫，设置在第一芯片或第二芯片中，并且通过穿透第一基底和层间绝缘层的凹陷区域暴露在垫区域中，导电垫通过连接布线结构和连接接触插塞电连接到器件隔离部。
[0007]根据公开的一方面，图像传感器包括：第一芯片，包括像素区域、垫区域及置于像素区与垫区域之间的光学黑色区域；以及第二芯片，与第一芯片的第一表面接触，并且包括用于驱动第一芯片的电路。第一芯片包括：第一基底；器件隔离部，设置在第一基底中，并且限定单元像素；层间绝缘层，置于第一基底与第二芯片之间；连接布线结构，设置在光学黑色区域的层间绝缘层中，并且在平面图中具有围绕像素区域的环形形状；连接接触插塞，设置在层间绝缘层中，并且在光学黑色区域中将连接布线结构连接到器件隔离部；以及导电垫，设置在层间绝缘层中，并且通过穿透第一基底的凹陷区域暴露在垫区域中，导电垫通过连接布线结构和连接接触插塞电连接到器件隔离部。连接接触插塞通过连接布线结构共同连接到导电垫。
[0008]根据公开的一方面，图像传感器包括：第一芯片，包括像素区域、垫区域以及置于像素区域与垫区域之间的光学黑色区；以及第二芯片，与第一芯片的第一表面接触，并且包括用于驱动第一芯片的电路。第一芯片包括：第一基底，器件隔离部，设置在第一基底中，并
且限定单元像素；光电转换部，分别在单元像素中设置在第一基底中；转移栅极，设置在第一基底上；上层间绝缘层，置于第一基底与第二芯片之间；第一布线，设置在上层间绝缘层中，并且包括在光学黑色区域中构成连接布线结构的至少一条连接布线；连接接触插塞，设置在上层间绝缘层中，并且在光学黑色区域中将连接布线结构连接到器件隔离部；上连接垫，通过上层间绝缘层暴露；以及金属图案，置于第二芯片与第一布线之间，并且包括：导电垫，设置在垫区域中；以及第一金属图案，设置在像素区域中。第二芯片包括：第二基底；第二布线，设置在第二基底上；以及下连接垫，连接到上连接垫。导电垫通过穿透第一基底和上层间绝缘层的凹陷区域暴露在垫区域中，导电垫通过连接布线结构和连接接触插塞电连接到器件隔离部。
附图说明
[0009]根据下面结合附图的描述，公开的实施例的以上和其他方面、特征及优点将更加明显。
[0010]图1是根据实施例的图像传感器的平面图。
[0011]图2是图1的区域“P1”的放大图。
[0012]图3是沿着图2的线A
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A'截取的剖视图。
[0013]图4和图5是根据实施例的图3的区域“P2”的放大图。
[0014]图6、图7、图8和图9是示出根据实施例的设置在光学黑色区域中的连接接触插塞、连接布线结构和垫接触插塞的布置和形状的平面图。
[0015]图10是沿着图2的线A
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A'截取的用于示出根据实施例的图像传感器的剖视图。
[0016]图11是示出根据实施例的图像传感器的平面图。
[0017]图12是沿着图11的线A
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A'截取的剖视图。
[0018]图13、图14、图15、图16、图17、图18和图19是沿着图2的线A
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A'截取的用于示出根据实施例的制造图像传感器的方法的剖视图。
具体实施方式
[0019]在下文中，将参照附图更详细地描述实施例。
[0020]图1是根据实施例的图像传感器1000的平面图。图2是图1的区域“P1”的放大图。图3是沿着图2的线A
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A'截取的剖视图。图4和图5是根据实施例的图3的区域“P2”的放大图。
[0021]参照图1至图3，根据当前实施例的图像传感器1000可以具有第一芯片CH1和第二芯片CH2彼此结合的结构。第一芯片CH1可以执行图像感测功能。第二芯片CH2可以包括用于驱动第一芯片CH1和/或用于处理和存储从第一芯片CH1产生的电信号的电路。
[0022]第一芯片CH1可以包括第一基底1，第一基底1包括垫区域PAD、光学黑色区域OB和像素区域APS。光学黑色区域OB和垫区域PAD可以设置在像素区域APS的至少一侧处。例如，当在平面图中观看时，光学黑色区域OB和垫区域PAD中的每个可以围绕像素区域APS。光学黑色区域OB可以设置在垫区域PAD与像素区域APS之间。第一基底1可以包括彼此背对的第一表面1a和第二表面1b。例如，第一基底1可以是单晶硅晶片、硅外延层或绝缘体上硅(SOI)基底。第一基底1可以掺杂有第一导电类型的掺杂剂。例如，第一导电类型可以是P型。
[0023]像素区域APS可以包括在第一方向X和第二方向Y上二维地布置的多个单元像素
UP。在像素区域APS中，深器件隔离部13可以设置在第一基底1中，以将单元像素UP彼此隔离。深器件隔离部13可以延伸到光学黑色区域OB中。浅器件隔离部5可以在第一基底1中设置为与第一表面1a相邻。深器件隔离部13可以穿透浅器件隔离部5。
[0024]深器件隔离部13可以包括设置在深沟槽3中的导电图案9、围绕导电图案9的侧壁的隔离绝缘层7以及设置在导电图案9与第一基底1的第一表面1a之间的填充绝缘图案11。导电图案9可以包括导电材料，例如金属或掺杂有掺杂剂的多晶硅。隔离绝缘层7可以包括例如氧化硅层。填充绝缘图案11可以包括例如氧化硅层。如图2中所示，深器件隔离部13的导电图案9可以具有格子或网格形状，并且可以连接到稍后将描述的连接接触插塞17c。
[0025]光电转换部PD可以在每个单元像素UP中设置在第一基底1中。光电转换部PD也可以在光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：第一芯片，包括像素区域、垫区域以及置于像素区域与垫区域之间的光学黑色区域；以及第二芯片，与第一芯片的第一表面接触，并且包括用于驱动第一芯片的电路，其中，第一芯片包括：第一基底；器件隔离部，设置在第一基底中，并且限定单元像素；层间绝缘层，置于第一基底与第二芯片之间；连接布线结构，设置在层间绝缘层中；以及连接接触插塞，设置在层间绝缘层中，并且在光学黑色区域中将连接布线结构连接到器件隔离部，并且其中，所述图像传感器还包括导电垫，导电垫设置在第一芯片或第二芯片中，并且通过穿透第一基底和层间绝缘层的凹陷区域暴露在垫区域中，导电垫通过连接布线结构和连接接触插塞电连接到器件隔离部。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，导电垫设置在第一芯片的层间绝缘层中，并且置于连接布线结构与第二芯片之间。3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其中，第一芯片还包括：晶体管，在像素区域中设置在第一基底上；以及第一接触插塞，连接到晶体管，并且其中，连接接触插塞与第一接触插塞设置在基本上同一水平处。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，连接接触插塞的底表面与第一接触插塞的底表面设置在基本上同一高度处。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，连接布线结构设置在光学黑色区域中，并且其中，连接接触插塞包括共同连接到连接布线结构的多个连接接触插塞。6.根据权利要求1或5所述的图像传感器，其中，连接布线结构在平面图中具有围绕像素区域的环形形状。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，器件隔离部包括：导电图案；以及隔离绝缘层，围绕导电图案的侧壁，其中，连接接触插塞包括：上部，连接到导电图案；以及下部，连接到连接布线结构，并且其中，连接接触插塞的下部的宽度比连接接触插塞的上部的宽度大。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第一芯片还包括：光学黑色图案，设置在第一芯片的第二表面上，第二表面背对第一表面，并且其中，连接接触插塞与光学黑色图案叠置。9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第一芯片还包括：上连接垫，置于导电垫与第二芯片之间，并且其中，第二芯片还包括直接连接到上连接垫的下连接垫。
10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，上连接垫中的任一个或更多个通过过孔连接到导电垫的底表面。11.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，上连接垫和下连接垫包括相同的金属材料，并且其中，导电垫包括与上连接垫和下连接垫的相同金属材料不同的金属材料。12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，上连接垫和下连接垫包括铜，并且其中，导电垫包括铝。13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，器件隔离部包括：深器件隔离部，从第一基底的第一表面朝向第一基底的第二表面延伸，第二表面背对第一表面；以及后器件隔离部，从第一基底的第二表面延伸到深器件隔离部，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东哲，李范硕，蒋玟澔，曺官植，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：