一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元及电源阵列制造技术

本发明专利技术公开了一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元和电源阵列，包括：顶层金属和次顶层金属；顶层金属位于次顶层金属的上方；顶层金属包括：电源线和地线，电源线与地线的电流方向相反；次顶层金属包括：第一复用单元和第二复用单元；第一复用单元与第二复用单元的电流方向相反；地线与所述第一复用单元对应且电流方向相反，电源线与第二复用单元对应且电流方向相反；地线与第二复用单元通过同相重叠区的金属通孔互联。本发明专利技术运用磁通对消原理，通过计算，精准布置电源线和地线所使用到的顶层金属和次顶层金属，确保通过电源线和地线的电流大小相同方向相反，由此产生的磁通量相同而方向相反，从而磁通量得以抵消，从根源上抑制EMI噪声的产生。上抑制EMI噪声的产生。上抑制EMI噪声的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元及电源阵列


[0001]本专利技术涉及，具体而言，涉及一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元及电源阵列。

技术介绍

[0002]EMI即电磁干扰(Electromagnetic Interference)的英文简称，是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象，有传导干扰和辐射干扰两种。简单来说EMI噪声就是磁场和电场的组合，藉由辐射或者传导的方式影响周围器件。
[0003]堆叠式图像传感器主要由上晶圆像素和下晶圆数字/模拟电路两层垂直互联而成。传统布局上数量庞大且密集的用于数字电路的低压系VDD电源线和VSS地线所产生的EMI噪声会带来以下两点危害：
[0004]第一，EMI噪声会通过上晶圆像素区域和下晶圆电路区域间耦合，从而影响堆叠式图像传感器的成像质量；并且随着像素数的不断升级，下晶圆数字电路区域的逻辑门规模和电力的增加会放大EMI噪声，从而严重影响成像质量。
[0005]第二，图像传感器中，模拟电路对于精度由严格的要求，但是数字电路区域的电源线和地线产生的EMI噪声会影响附近的模拟电路，从而影响模拟信号的输入输出精度，增大模拟电路误操作发生的机率，影响芯片功能的正常化。
[0006]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是：如何抑制堆叠式传感器的EMI噪声。目的在于提供一种一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元及电源阵列，运用磁通对消原理，通过计算，精准布置电源线和地线所使用到的顶层金属和次顶层金属，并使电源线和地线的整体配线电阻均等，确保通过电源线和地线的电流大小相同方向相反，由此产生的磁通量相同而方向相反，从而磁通量得以抵消，削弱磁场强度，从根源上抑制EMI噪声的产生。
[0008]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0009]一方面，
[0010]本专利技术提供一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元，包括：
[0011]顶层金属和次顶层金属；所述顶层金属位于所述次顶层金属的上方；
[0012]所述顶层金属包括：电源线和地线，所述电源线与所述地线的电流方向相反；
[0013]所述次顶层金属包括：第一复用单元和第二复用单元；所述第一复用单元与所述第二复用单元的电流方向相反；
[0014]所述地线与所述第一复用单元对应且电流方向相反，所述电源线与所述第二复用单元对应且电流方向相反；
[0015]所述地线与所述第二复用单元通过同相重叠区的金属通孔互联。
[0016]进一步的，
[0017]所述第一复用单元包括：电源线和多条金属线；所述第一复用单元的电源线与多条金属线的电流方向相同；所述第一复用单元的多条金属线位于对应的地线的正下方；
[0018]所述第二复用单元包括：地线和多条金属线；所述第二复用单元的地线与多条金属线的电流方向相同；所述第二复用单元的多条金属线位于对应的电源线的正下方；
[0019]所述顶层金属的电源线和地线，所述第一复用单元的电源线，以及所述第二复用单元的地线均包括同相重叠区和逆相重叠区；
[0020]所述顶层金属的地线与所述第二复用单元的地线通过同相重叠区的金属通孔互联，所述顶层金属的电源线与相邻降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元中第一复用单元的电源线通过同相重叠区的金属通孔互联。
[0021]进一步的，
[0022]所述顶层金属与所述次顶层金属的尺寸关系为：其中，
[0023]W1表示所述第一复用单元的电源线和所述第二复用单元的地线的宽度，
[0024]W2表示所述顶层金属的电源线和地线的宽度，
[0025]Wt1表示所述第一复用单元和所述第二复用单元的金属线的宽度，
[0026]ρ1表示所述次顶层金属的电阻率，
[0027]ρ2表示所述顶层金属的电阻率，
[0028]T1表示所述次顶层金属的厚度，
[0029]T2表示所述顶层金属的厚度，
[0030]L1表示所述第一复用单元的电源线、所述第二复用单元的地线，以及所述第一复用单元和所述第二复用单元的金属线的长度，
[0031]L2表示所述顶层金属的电源线和地线的长度，
[0032]n表示所述第一复用单元和所述第二复用单元中金属线的条数。
[0033]进一步的，
[0034]所述顶层金属的电源线和地线，所述第一复用单元的电源线、所述第二复用单元的地线，以及所述第一复用单元和所述第二复用单元的金属线的长度相同；
[0035]所述顶层金属与所述次顶层金属的尺寸关系为：
[0036]进一步的，
[0037]所述顶层金属的电源线与地线间隔排列；所述第一复用单元的电源线和多条金属线间隔排列；所述第二复用单元的地线和多条金属线间隔排列；
[0038]逆相重叠区的宽度计算模型如下关系：
[0039]其中，
[0040]OW1表示同相重叠区的宽度，
[0041]OW2表示逆相重叠区的宽度，
[0042]S2表示所述顶层金属的电源线与地线之间的间隔，
[0043]St1表示所述次顶层金属的多条金属线之间的间隔，
[0044]S1表示所述第一复用单元的电源线与金属线之间的间隔，以及所述第二复用单元
的地线与金属线之间的间隔；
[0045]所述第一复用单元的电源线与金属线之间的间隔，以及所述第二复用单元的地线与金属线之间的间隔满足如下关系：
[0046]S1≥S
1min
，其中，
[0047]S
1min
表示所述第一复用单元的电源线与金属线之间的最小间隔，以及所述第二复用单元的地线与金属线之间的最小间隔；
[0048]所述顶层金属的电源线与地线之间的间隔满足如下关系：
[0049]S2≥S
2min
，其中，
[0050]S2表示所述顶层金属的电源线与地线之间的间隔，
[0051]S
2min
表示所述顶层金属的电源线与地线之间的最小间隔；
[0052]所述第二复用单元的多条金属线之间的间隔满足如下关系：
[0053]St1≥St
1min
，其中，
[0054]St1表示所述第二复用单元的多条金属线之间的间隔，
[0055]St
1min
表示复用单元的金属线之间的最小间隔。
[0056]另一方面，
[0057]本专利技术提供一种降低堆叠式传感器噪声的电源阵列，包括：
[0058]多个横向排列的电路周期，每一个电路周期包括多个纵向排列的上述电路结构单元；
[0059]相邻电路周期之间的连接方式包括：顶层金属的电源线对应连接，顶层金属的地线(12)对应连接，第一复用单元的电源线对应连接，第一复用单元的多条金属线对应连接，第二复用单元的地线对应连接，以及第二复用单元的多条金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元，其特征在于，包括：顶层金属(1)和次顶层金属(2)；所述顶层金属(1)位于所述次顶层金属(2)的上方；所述顶层金属(1)包括：电源线(11)和地线(12)，所述电源线(11)与所述地线(12)的电流方向相反；所述次顶层金属(2)包括：第一复用单元(21)和第二复用单元(22)；所述第一复用单元(21)与所述第二复用单元(22)的电流方向相反；所述地线(12)与所述第一复用单元(21)对应且电流方向相反，所述电源线(11)与所述第二复用单元(22)对应且电流方向相反；所述地线(12)与所述第二复用单元(22)通过同相重叠区的金属通孔互联。2.根据权利要求1所述的一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元，其特征在于，所述第一复用单元(21)包括：电源线(211)和多条金属线(212)；所述第一复用单元(21)的电源线(211)与多条金属线(212)的电流方向相同；所述第一复用单元(21)的多条金属线(212)位于对应的地线(12)的正下方；所述第二复用单元(22)包括：地线(221)和多条金属线(212)；所述第二复用单元(22)的地线(22)与多条金属线(212)的电流方向相同；所述二复用单元(22)的多条金属线(212)位于对应的电源线(11)的正下方；所述顶层金属(1)的电源线(11)和地线(12)，所述第一复用单元(21)的电源线(211)，以及所述第二复用单元(22)的地线均包括同相重叠区和逆相重叠区；所述顶层金属(1)的地线(12)与所述第二复用单元(22)的地线(221)通过同相重叠区的金属通孔互联，所述顶层金属(1)的电源线(11)与相邻降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元中第一复用单元(21)的电源线(211)通过同相重叠区的金属通孔互联。3.根据权利要求2所述的一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元，其特征在于，所述顶层金属(1)与所述次顶层金属(2)的尺寸关系为：其中，W1表示所述第一复用单元(21)的电源线(211)和所述第二复用单元(22)的地线(221)的宽度，W2表示所述顶层金属(1)的电源线(11)和地线(12)的宽度，Wt1表示所述第一复用单元(21)和所述第二复用单元(22)的金属线(212)的宽度，ρ1表示所述次顶层金属(2)的电阻率，ρ2表示所述顶层金属(1)的电阻率，T1表示所述次顶层金属(2)的厚度，T2表示所述顶层金属(1)的厚度，L1表示所述第一复用单元(21)的电源线(211)、所述第二复用单元(22)的地线(221)，以及所述第一复用单元(21)和所述第二复用单元(22)的金属线(212)的长度，L2表示所述顶层金属(1)的电源线(11)和地线(12)的长度，n表示所述第一复用单元(21)和所述第二复用单元(22)中金属线(212)的条数。4.根据权利要求3所述的一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元，其特征在于，所述顶层金属(1)的电源线(11)和地线(12)，所述第一复用单元(21)的电源线(211)、所述第二复用单元(22)的地线(221)，以及所述第一复用单元(21)和所述第二复用单元(22)的金
属线(212)的长度相同；所述顶层金属(1)与所述次顶层金属(2)的尺寸关系为：5.根据权利要求2所述的一种降低堆叠式传感器噪声的电源结构单元，其特征在于，所述顶层金属(1)的电源线(11)与地线(12)间隔排列；所述第一复用单元(21)的电源线(211)和多条金属线(212)间隔排列；所述第二复用单元(22)的地线(221)和多条金属线(212)间隔排列；逆相重叠区的宽度计算模型如下关系：其中，OW1表示同相重叠区的宽度，OW2表示逆相重叠区的宽度，S2表示所述顶层金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：四川创安微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：