[发明专利]具有强化的晶片接合的集成电路堆叠

权利要求书

1.一种集成电路系统，其包括：

第一装置晶片，其具有接近包含安置于第一电介质层内的第一导体的第一金属层的第一半导体层；

第二装置晶片，其具有接近包含安置于第二电介质层内的第二导体的第二金属层的第二半导体层；

晶片接合区域，其安置于所述第一装置晶片的所述第一电介质层的前侧与所述第二装置晶片的所述第二电介质层的前侧的界面处，使得晶片接合区域将所述第一装置晶片接合到所述第二装置晶片，其中所述晶片接合区域包含具有与所述第一装置晶片及所述第二装置晶片的所述第一电介质层及所述第二电介质层的电介质材料相比较高的硅浓度的电介质材料；以及

导电路径，其将所述第一导体耦合到所述第二导体，其中所述导电路径形成于在所述第一导体与所述第二导体之间穿过所述晶片接合区域蚀刻出的腔中。

2.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中穿过所述晶片接合区域蚀刻出的所述腔的蚀刻剖面为完全垂直的，使得穿过所述晶片接合区域蚀刻出的所述腔不存在非垂直蚀刻剖面。

3.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中所述晶片接合区域的所述电介质材料的所述较高的硅浓度导致蚀刻速率小于穿过所述第一装置晶片及所述第二装置晶片的所述第一电介质层及所述第二电介质层的所述电介质材料的蚀刻速率。

4.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中从所述第二装置晶片的背侧穿过所述第二半导体层蚀刻出穿过所述晶片接合区域蚀刻出的所述腔。

5.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中形成于穿过所述晶片接合区域蚀刻出的所述腔中的所述导电路径填充有使所述第一导体耦合到所述第二导体的导电材料。

6.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中所述晶片接合区域以及所述第一电介质层及所述第二电介质层包括二氧化硅或氮化硅中的一者。

7.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中所述晶片接合区域以及所述第一电介质层及所述第二电介质层包括二氧化硅，其中所述晶片接合区域的所述二氧化硅具有比所述第一装置晶片及所述第二装置晶片的所述第一电介质层及所述第二电介质层的二氧化硅高的所述硅浓度。

8.根据权利要求7所述的集成电路系统，其中所述晶片接合区域中的硅氧比为5:1。

9.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中所述晶片接合区域包括在氧化物沉积期间的具有所述较高的硅浓度的所述电介质材料的原位沉积。

10.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中所述第一装置晶片及第二装置晶片中的一者包括成像器芯片，且所述第一装置晶片及第二装置晶片中的另一者包括处理芯片。

11.一种成像系统，其包括：

像素阵列，其具有多个图像传感器像素，其中所述像素阵列包含于集成电路系统中，所述集成电路系统包含：

第一装置晶片，其具有接近包含安置于第一电介质层内的第一导体的第一金属层的第一半导体层；

第二装置晶片，其具有接近包含安置于第二电介质层内的第二导体的第二金属层的第二半导体层；

晶片接合区域，其安置于所述第一装置晶片的所述第一电介质层的前侧与所述第二装置晶片的所述第二电介质层的前侧的界面处，使得晶片接合区域将所述第一装置晶片接合到所述第二装置晶片，其中所述晶片接合区域包含具有与所述第一装置晶片及所述第二装置晶片的所述第一电介质层及所述第二电介质层的电介质材料相比较高的硅浓度的电介质材料；以及

导电路径，其将所述第一导体耦合到所述第二导体，其中所述导电路径形成于在所述第一导体与所述第二导体之间穿过所述晶片接合区域蚀刻出的腔中；

控制电路，其耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作；以及

读出电路，其耦合到所述像素阵列以从所述多个图像传感器像素读出图像数据。

12.根据权利要求11所述的成像系统，其中穿过所述晶片接合区域蚀刻出的所述腔的蚀刻剖面为完全垂直的，使得穿过所述晶片接合区域蚀刻出的所述腔不存在非垂直蚀刻剖面。

13.根据权利要求11所述的成像系统，其中所述晶片接合区域的所述电介质材料的所述较高的硅浓度导致蚀刻速率小于穿过所述第一装置晶片及所述第二装置晶片的所述第一电介质层及所述第二电介质层的所述电介质材料的蚀刻速率。