一种图像传感器及其形成方法技术

本公开提供了一种图像传感器及其形成方法，所述图像传感器包括：堆叠设置的逻辑电路、逻辑芯片顶层金属层、像素芯片顶层金属层和像素阵列；金属屏蔽层，位于所述逻辑芯片顶层金属层和所述像素芯片顶层金属层之间；所述像素阵列的正投影落入所述金属屏蔽层的正投影的范围内；所述金属屏蔽层用于屏蔽逻辑电路产生的干扰信号。本公开在逻辑芯片顶层金属层和像素芯片顶层金属层之间设置金属屏蔽层，以屏蔽逻辑芯片产生的干扰信号，起到遮光和电磁屏蔽的作用，从而避免逻辑芯片对像素芯片的成像产生负面影响，有效提高图像传感器的性能。有效提高图像传感器的性能。有效提高图像传感器的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器及其形成方法


[0001]本公开涉及半导体
，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。

技术介绍

[0002]图像传感器是一种将光学图像转换为电子信号的半导体装置，被广泛应用于消费电子、医疗电子、航空电子等领域。相较于电荷耦合器件(Charge
‑
coupled Device，CCD)图像传感器，互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器具有更高的集成度和成品率。
[0003]为了进一步提高CMOS图像传感器的集成度，已经提出了像素芯片堆叠在逻辑芯片上的堆栈式CMOS图像传感器。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种图像传感器及其形成方法。
[0005]为达到上述目的，本公开实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面，本公开实施例提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：
[0007]堆叠设置的逻辑电路、逻辑芯片顶层金属层、像素芯片顶层金属层和像素阵列；
[0008]金属屏蔽层，位于所述逻辑芯片顶层金属层和所述像素芯片顶层金属层之间；所述像素阵列的正投影落入所述金属屏蔽层的正投影的范围内；所述金属屏蔽层用于屏蔽所述逻辑电路产生的干扰信号。
[0009]在一种可选的实施方式中，所述图像传感器还包括：
[0010]键合层，位于所述逻辑芯片顶层金属层和所述像素芯片顶层金属层之间；所述键合层包括靠近所述逻辑芯片顶层金属层的第一键合焊盘和靠近所述像素芯片顶层金属层的第二键合焊盘；所述第一键合焊盘和所述第二键合焊盘相互键合，且所述第一键合焊盘和所述第二键合焊盘的正投影不与所述像素阵列的正投影重叠。
[0011]在一种可选的实施方式中，所述金属屏蔽层位于所述逻辑芯片顶层金属层和所述键合层之间；所述图像传感器还包括：
[0012]金属屏蔽通孔，位于所述金属屏蔽层和所述逻辑芯片顶层金属层之间；所述金属屏蔽通孔的两端分别与所述金属屏蔽层和所述逻辑芯片顶层金属层电连接。
[0013]在一种可选的实施方式中，所述金属屏蔽层位于所述像素芯片顶层金属层和所述键合层之间；所述图像传感器还包括：
[0014]金属屏蔽通孔，位于所述金属屏蔽层和所述像素芯片顶层金属层之间；所述金属屏蔽通孔的两端分别与所述金属屏蔽层和所述像素芯片顶层金属层电连接。
[0015]在一种可选的实施方式中，所述图像传感器还包括：
[0016]第一导电插塞；所述第一导电插塞位于所述第一键合焊盘和所述逻辑芯片顶层金属层之间，与所述第一键合焊盘和所述逻辑芯片顶层金属层电连接；或者，所述第一导电插
塞位于所述第一键合焊盘和所述金属屏蔽层之间，与所述第一键合焊盘和所述金属屏蔽层电连接。
[0017]在一种可选的实施方式中，所述图像传感器还包括：
[0018]第二导电插塞；所述第二导电插塞位于所述第二键合焊盘和所述像素芯片顶层金属层之间，与所述第二键合焊盘和所述像素芯片顶层金属层电连接；或者，所述第二导电插塞位于所述第二键合焊盘和所述金属屏蔽层之间，与所述第二键合焊盘和所述金属屏蔽层电连接。
[0019]在一种可选的实施方式中，所述图像传感器还包括：
[0020]与所述金属屏蔽层直接接触的键合层；所述键合层位于所述金属屏蔽层和所述逻辑芯片顶层金属层之间；或者，所述键合层位于所述金属屏蔽层和所述像素芯片顶层金属层之间。
[0021]在一种可选的实施方式中，所述金属屏蔽层包括第一金属屏蔽层和第二金属屏蔽层；所述第一金属屏蔽层位于所述第一键合焊盘和所述逻辑芯片顶层金属层之间；所述第二金属屏蔽层位于所述第二键合焊盘和所述像素芯片顶层金属层之间。
[0022]在一种可选的实施方式中，所述逻辑芯片顶层金属层或所述像素芯片顶层金属层连接至接地电压、电源电压或其他电信号。
[0023]在一种可选的实施方式中，所述金属屏蔽层包括不透光的金属材料。
[0024]第二方面，本公开实施例提供一种图像传感器的形成方法，所述形成方法包括：
[0025]提供第一结构，所述第一结构包括逻辑电路和逻辑芯片顶层金属层；
[0026]提供第二结构，所述第二结构包括像素阵列和像素芯片顶层金属层；
[0027]在所述逻辑芯片顶层金属层上和/或所述像素芯片顶层金属层上形成金属屏蔽层；
[0028]将所述第一结构和所述第二结构进行键合；所述金属屏蔽层位于所述逻辑芯片顶层金属层和所述像素芯片顶层金属层之间；所述像素阵列的正投影落入所述金属屏蔽层的正投影的范围内；所述金属屏蔽层用于屏蔽所述逻辑电路产生的干扰信号。
[0029]在一种可选的实施方式中，在所述将所述第一结构和所述第二结构进行键合之前，所述形成方法还包括：
[0030]在所述逻辑芯片顶层金属层上形成第一键合焊盘；
[0031]在所述像素芯片顶层金属层上形成第二键合焊盘；
[0032]所述将所述第一结构和所述第二结构进行键合，包括：
[0033]将所述第一键合焊盘和所述第二键合焊盘进行键合，以形成键合层；所述第一键合焊盘和所述第二键合焊盘的正投影不与所述像素阵列的正投影重叠。
[0034]在一种可选的实施方式中，在所述将所述第一结构和所述第二结构进行键合之前，所述形成方法还包括：
[0035]在所述逻辑芯片顶层金属层上形成金属屏蔽通孔；
[0036]在所述金属屏蔽通孔上形成所述金属屏蔽层；所述金属屏蔽通孔的两端分别与所述金属屏蔽层和所述逻辑芯片顶层金属层电连接。
[0037]在一种可选的实施方式中，在所述将所述第一结构和所述第二结构进行键合之前，所述形成方法还包括：
[0038]在所述像素芯片顶层金属层上形成金属屏蔽通孔；
[0039]在所述金属屏蔽通孔上形成所述金属屏蔽层；所述金属屏蔽通孔的两端分别与所述金属屏蔽层和所述像素芯片顶层金属层电连接。
[0040]在一种可选的实施方式中，在所述将所述第一结构和所述第二结构进行键合之前，所述形成方法还包括：
[0041]在所述逻辑芯片顶层金属层上形成第一导电插塞，在所述第一导电插塞上形成所述第一键合焊盘，所述第一导电插塞与所述第一键合焊盘和所述逻辑芯片顶层金属层电连接；或者，在所述金属屏蔽层上形成第一导电插塞，在所述第一导电插塞上形成所述第一键合焊盘，所述第一导电插塞与所述第一键合焊盘和所述金属屏蔽层电连接。
[0042]在一种可选的实施方式中，在所述将所述第一结构和所述第二结构进行键合之前，所述形成方法还包括：
[0043]在所述像素芯片顶层金属层上形成第二导电插塞，在所述第二导电插塞上形成所述第二键合焊盘，所述第二导电插塞与所述第二键合焊盘和所述像素芯片顶层金属层电连接；或者，在所述金属屏蔽层上形成第二导电插塞，在所述第二导电插塞上形成所述第二键本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：堆叠设置的逻辑电路、逻辑芯片顶层金属层、像素芯片顶层金属层和像素阵列；金属屏蔽层，位于所述逻辑芯片顶层金属层和所述像素芯片顶层金属层之间；所述像素阵列的正投影落入所述金属屏蔽层的正投影的范围内；所述金属屏蔽层用于屏蔽所述逻辑电路产生的干扰信号。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：键合层，位于所述逻辑芯片顶层金属层和所述像素芯片顶层金属层之间；所述键合层包括靠近所述逻辑芯片顶层金属层的第一键合焊盘和靠近所述像素芯片顶层金属层的第二键合焊盘；所述第一键合焊盘和所述第二键合焊盘相互键合，且所述第一键合焊盘和所述第二键合焊盘的正投影不与所述像素阵列的正投影重叠。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述金属屏蔽层位于所述逻辑芯片顶层金属层和所述键合层之间；所述图像传感器还包括：金属屏蔽通孔，位于所述金属屏蔽层和所述逻辑芯片顶层金属层之间；所述金属屏蔽通孔的两端分别与所述金属屏蔽层和所述逻辑芯片顶层金属层电连接。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述金属屏蔽层位于所述像素芯片顶层金属层和所述键合层之间；所述图像传感器还包括：金属屏蔽通孔，位于所述金属屏蔽层和所述像素芯片顶层金属层之间；所述金属屏蔽通孔的两端分别与所述金属屏蔽层和所述像素芯片顶层金属层电连接。5.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：第一导电插塞；所述第一导电插塞位于所述第一键合焊盘和所述逻辑芯片顶层金属层之间，与所述第一键合焊盘和所述逻辑芯片顶层金属层电连接；或者，所述第一导电插塞位于所述第一键合焊盘和所述金属屏蔽层之间，与所述第一键合焊盘和所述金属屏蔽层电连接。6.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：第二导电插塞；所述第二导电插塞位于所述第二键合焊盘和所述像素芯片顶层金属层之间，与所述第二键合焊盘和所述像素芯片顶层金属层电连接；或者，所述第二导电插塞位于所述第二键合焊盘和所述金属屏蔽层之间，与所述第二键合焊盘和所述金属屏蔽层电连接。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：与所述金属屏蔽层直接接触的键合层；所述键合层位于所述金属屏蔽层和所述逻辑芯片顶层金属层之间；或者，所述键合层位于所述金属屏蔽层和所述像素芯片顶层金属层之间。8.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述金属屏蔽层包括第一金属屏蔽层和第二金属屏蔽层；所述第一金属屏蔽层位于所述第一键合焊盘和所述逻辑芯片顶层金属层之间；所述第二金属屏蔽层位于所述第二键合焊盘和所述像素芯片顶层金属层之间。9.根据权利要求1至8任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述逻辑芯片顶层金属层或所述像素芯片顶层金属层连接至接地电压、电源电压或其他电信号。10.根据权利要求1至8任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述金属屏蔽层包括不透光的金属材料。
11.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，所述形成方法包括：提供第一结构，所述第一结构包括逻辑电路和逻辑芯片顶层金属层；提供第二结构，所述第二结构包括像素阵列和像素芯片顶层金属层；在所述逻辑芯片顶层金属层上和/或所述像素芯片顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋倩倩，王喜龙，洪齐元，
申请(专利权)人：芯盟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：