[发明专利]具有改良噪声屏蔽的图像传感器

权利要求书

1.一种图像传感器，其包括：

具有第一侧及第二侧的器件晶片，所述器件晶片包含用于响应于入射在所述第一侧上的光而获取图像数据的像素阵列；

具有第一侧及第二侧的载体晶片，其中所述载体晶片的所述第一侧接合至所述器件晶片的所述第二侧；

信号线，所述信号线邻近于所述载体晶片的所述第二侧而安置；

金属噪声屏蔽层，其在所述像素阵列之下且在所述器件晶片或所述载体晶片的至少一者之内且在所述信号线与所述像素阵列之间延伸，用以屏蔽所述像素阵列使其免受自所述信号线发出的噪声；以及

穿硅通孔(“TSV”)，其自所述载体晶片的所述第二侧延伸，穿过所述载体晶片与所述金属噪声屏蔽层且延伸至所述器件晶片中以便耦合至所述器件晶片内的电路。

2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述金属噪声屏蔽层置于所述器件晶片内，且其中所述TSV延伸穿过所述金属噪声屏蔽层以耦合至置于所述器件晶片内且在所述像素阵列与所述金属噪声屏蔽层之间的金属层。

3.如权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，进一步包括另一TSV，所述TSV自所述载体晶片的所述第二侧穿过所述载体晶片而延伸至所述器件晶片中且耦合至所述金属噪声屏蔽层以将所述金属噪声屏蔽层偏压成噪声吸收器。

4.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述金属噪声屏蔽层包括电浮动电容性噪声滤波器。

5.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述金属噪声屏蔽层置于所述载体晶片之内。

6.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，进一步包括：

第一绝缘层与第二绝缘层，所述绝缘层置于所述金属噪声屏蔽层的每一侧上以使所述金属噪声屏蔽层电绝缘；

其中所述第二绝缘层包括接合氧化物层，所述接合氧化物层置于所述器件晶片与所述载体晶片之间的界面处以将所述载体晶片接合至所述器件晶片。

7.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述载体晶片包括高度掺杂硅衬底以进一步屏蔽所述像素阵列使其免受自所述信号线发出的所述噪声，其中所述载体晶片掺杂成具有小于5欧姆-厘米的线性电阻。

8.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述载体晶片经掺杂使得所述线性电阻小于0.02欧姆-厘米。

9.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，进一步包括：

金属垫，所述金属垫置于所述载体晶片的所述第二侧上且耦合至所述信号线；以及

低K介电层，其置于所述载体晶片的所述第二侧与所述金属垫之间以减少所述信号线与所述器件晶片之间的电容性耦合，其中所述低K介电层具有的第一介电常数小于氧化物的第二介电常数。

10.如权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，所述金属垫在没有居间绝缘层的情况下置于所述低K介电层上。

11.如权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，所述低K介电层的所述第一介电常数小于3.0。

12.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述TSV包括：

延伸穿过所述载体晶片且至所述器件晶片中的孔；

置于所述孔的侧壁上的绝缘护衬；以及

内部金属导体；

其中所述金属噪声屏蔽层包含过大蚀刻间隙，所述过大蚀刻间隙比穿过所述金属噪声屏蔽层的所述TSV的一部分更宽，使得置于所述孔的所述侧壁上的所述绝缘护衬不接触所述金属噪声屏蔽层。

13.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，过大蚀刻间隙在将所述载体晶片接合至所述器件晶片之前形成。