[实用新型]图像传感器

说明书

技术领域

本文的各方面整体涉及图像传感器。更具体的实施涉及包含在超过一个芯片(管芯)上制备的部件的图像传感器。

背景技术

图像传感器通过响应于入射电磁辐射传送信号来传达与图像有关的信息。图像传感器用于多种设备中，包括智能电话、数码相机、夜视设备、医疗成像器和许多其他设备。现有技术中存在利用电荷耦合器件(CCD)和CMOS架构的半导体成像器。

发明内容

图像传感器的实施可包括：第一管芯，该第一管芯包括适于将光子转变成电子的多个探测器；第二管芯，该第二管芯包括多个晶体管、无源电子部件，或者晶体管和无源电子部件两者；第三管芯，该第三管芯包括模拟电路、逻辑电路，或者模拟和逻辑电路。第一管芯可混合接合到第二管芯，并且第二管芯可熔合接合到第三管芯。第二管芯的多个晶体管、无源电子部件或者晶体管和无源电子部件可适于启用第一管芯的多个探测器的操作。模拟电路、逻辑电路以及模拟电路和逻辑电路可适于进行信号路由。

图像传感器的实施可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：

可利用氧化物/氧化物熔合接合将第二管芯接合到第三管芯。

第二管芯可包括深沟槽隔离(DTI)结构，所述结构被构造为在直通氧化物通孔(TOV)的形成期间保护多个晶体管、无源电子部件、或者晶体管和无源电子部件两者。

可通过混合接合将第二管芯接合到第三管芯。

第二管芯可包括一个或多个直通硅通孔(TSV)。

传感器还可包括多个微透镜，所述微透镜耦接到第一管芯的适于将光子转变成电子的多个探测器的表面。

图像传感器的实施可利用制造图像传感器的方法的实施。该方法实施可包括将包括多个第一管芯的第一晶片与包括多个第二管芯的第二晶片混合接合并且减薄第二晶片。该方法还可包括将第二晶片与包括多个第三管芯的第三晶片熔合接合。如果多个第二管芯包括深沟槽隔离(DTI)结构，则该方法包括形成多个直通氧化物通孔(TOV)。如果多个第二管芯不包括DTI结构，则方法包括利用沉积的氧化物钝化多个通孔(互连件结构)的侧壁作为形成多个TOV的一部分。多个第一管芯均可包括适于将光子转变成电子的多个探测器。多个第二管芯均可包括多个晶体管、无源电子部件或者晶体管和无源电子部件两者。多个第三管芯均可包括模拟电路、逻辑电路或者模拟电路和逻辑电路。

该方法的实施可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：

多个TOV可将多个第一管芯与多个第三管芯电耦接。

多个TOV可将多个第二管芯与多个第三管芯电耦接。

该方法还可包括在用于多个第一管芯中的每个的多个探测器的表面上形成多个微透镜。

可使用制造图像传感器的方法的实施来形成图像传感器的实施。该方法的实施可包括将包括多个第一管芯的第一晶片与包括多个第二管芯的第二晶片混合接合并且减薄第二晶片。该方法还可包括将第二晶片与包括多个第三管芯的第三晶片混合接合。该方法还可包括暴露多个短截线或形成多个直通硅通孔(TSV)。多个第一管芯均可包括适于将光子转变成电子的多个探测器。多个第二管芯均可包括多个晶体管、无源电子部件或者晶体管和无源电子部件。多个第三管芯均可包括模拟电路、逻辑电路或者模拟电路和逻辑电路。

该方法的实施可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：

多个第二管芯可与多个第三管芯电耦接。

该方法还可包括在多个第一管芯中的每个的多个探测器的表面上形成多个微透镜。

对于本领域的普通技术人员而言，通过具体实施方式和附图以及通过权利要求，上述以及其他方面、特征和优点将显而易见。

附图说明

将在下文中结合所附附图描述各实施方式，其中类似的标号表示类似的元件，并且：

图1为常规的两晶片混合接合堆叠管芯的实施的截面图；

图2为包括来自三个晶片的管芯的像素级管芯堆叠图像传感器的实施的截面图；

图3为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第一实施的第一组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；

图4为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第一实施的第二组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；

图5为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第一实施的第三组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；

图6为在用于形成管芯堆叠图像传感器的方法的第一实施的第四组加工操作之后的三晶片管芯堆叠的截面图；