[发明专利]图像传感器的、具有三维结构的单位像素及其制造方法

权利要求书

1.一种图像传感器的、具有三维结构的单位像素，包括层叠的第一芯片和第二芯片，所述第一芯片和所述第二芯片中的一个具有光电二极管，所述第一芯片和所述第二芯片中的另一个具有用于接收来自所述光电二极管的信息和输出所接收的信息的电路，所述单位像素包括：

所述第一芯片，包括第一焊盘，所述第一焊盘突出地置于所述第一芯片的上表面以限定出凹凸结构；以及

所述第二芯片，包括第二焊盘，所述第二焊盘凹陷地置于所述第二芯片的上表面以限定出与所述第一芯片的所述凹凸结构对应的凹凸结构，

其中，所述第一芯片和所述第二芯片通过所述第一焊盘和所述第二焊盘的结合而相互配合。

2.如权利要求1所述的图像传感器的、具有三维结构的单位像素，其中，所述第二焊盘形成于钝化层上，所述钝化层形成有所述第二焊盘的区域和所述钝化层未形成有所述第二焊盘的区域限定出阶梯部分，所述阶梯部分的尺寸为0.01到5μm。

3.如权利要求1所述的图像传感器的、具有三维结构的单位像素，其中，所述第一焊盘的截面形状包括所述凹凸结构、半圆形和三角形中的任一种。

4.如权利要求1所述的图像传感器的、具有三维结构的单位像素，其中，所述第一焊盘和所述第二焊盘中的每一个由多个焊盘组成。

5.如权利要求4所述的图像传感器的、具有三维结构的单位像素，其中，所述第一焊盘和所述第二焊盘中的每一个包括至少一个虚设焊盘。

6.如权利要求5所述的图像传感器的、具有三维结构的单位像素，其中，所述虚设焊盘形成于划道上。

7.如权利要求1或5所述的图像传感器的、具有三维结构的单位像素，其中，所述第一焊盘的表面的形状是多边形、圆形和星形中的任一种。

8.如权利要求1所述的图像传感器的、具有三维结构的单位像素，其中，所述第一芯片包括：光电二极管、传输晶体管、滤色器、以及用作静电以将一定量的电荷转换为电压的浮动扩散区域。

9.如权利要求8所述的图像传感器的、具有三维结构的单位像素，其中，所述第二芯片包括：复位晶体管，用于初始化所述光电二极管；电压源；源极跟随晶体管，用于将所述浮动扩散区域的电压状态传递至外部；选择晶体管，用于控制是否将所述图像传感器的信息连接到外部的读出电路；以及所述图像传感器的最终输出电极。

10.一种制造图像传感器的、具有三维结构的单位像素的方法，所述单位像素包括层叠的第一芯片和第二芯片，所述第一芯片和所述第二芯片中的一个具有光电二极管，所述第一芯片和所述第二芯片中的另一个具有用于接收来自所述光电二极管的信息和输出所接收的信息的电路，所述方法包含如下步骤：

(a)制备所述第一芯片和第二芯片，所述第一芯片包括第一焊盘，所述第一焊盘突出地置于所述第一芯片的上表面以限定出凹凸结构，所述第二芯片包括第二焊盘，所述第二焊盘凹陷地置于所述第二芯片的上表面以限定出与所述第一芯片的所述凹凸结构对应的凹凸结构；

(b)使所述第一芯片的所述第一焊盘和所述第二芯片的所述第二焊盘相互面对；

(c)对准所述第一芯片和所述第二芯片，使得所述第一芯片的所述第一焊盘和所述第二芯片的所述第二焊盘相互配合；以及

(d)结合相互配合的所述第一芯片的所述第一焊盘和所述第二芯片的所述第二焊盘。

11.如权利要求10所述的方法，其中，步骤(d)包括如下步骤：

(e)通过应用热能连接所述第一焊盘和所述第二焊盘。

12.如权利要求10所述的方法，其中，步骤(c)包括如下步骤：

(f)通过红外辐射、蚀刻和激光打孔中的任一种方法来对准所述第一芯片和所述第二芯片。