[发明专利]堆叠式图像传感器、像素管芯及其制造方法

权利要求书

1.一种堆叠式图像传感器，其特征在于，包括：

逻辑衬底，在所述逻辑衬底中形成有用作信号处理电路的晶体管部件；

位于逻辑衬底上的第一金属连线层，具有一个或更多个金属件；

位于第一金属连线层上的第一电介质层；

位于第一电介质层上的第二金属连线层，具有第一金属件和第二金属件；

位于第二金属连线层上的像素衬底，具有形成像素单元的像素区域和外围区域；

焊盘开口，穿通所述像素衬底而到达第一金属件，使得第一金属件的一部分暴露于外部以作为焊盘部分；以及

穿通硅通孔，穿通所述像素衬底和第一金属件的另一部分而到达第一金属互连层中的一个金属件，其中所述穿通硅通孔中填充形成有接触件，所述接触件接触第一金属件和所述一个金属件，从而使得第一金属件电连接到所述一个金属件；

其中第二金属连线层中的第一金属件位于与像素衬底的外围区域对应的区域中，并且第二金属件位于与像素区域对应的区域中并在与像素衬底的主平面平行的平面图中覆盖所有像素单元。

2.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器，其特征在于，所述第一电介质层包括两个键合在一起的电介质层。

3.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器，其特征在于，所述第一金属连线层包括铜，所述第二金属连线层包括铝。

4.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器，其特征在于，所述穿通硅通孔包括穿通所述像素衬底而到达所述第一金属件的第一通孔、以及穿通第一金属件的所述另一部分而到达第一金属互连层中的所述一个金属件的第二通孔，其中，所述第二通孔与所述第一通孔连通，并且所述第二通孔的直径小于所述第一通孔的直径。

5.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器，其特征在于，所述接触件的顶端与所述穿通硅通孔的顶端平齐；并且

所述堆叠式图像传感器还包括从下到上依次位于所述像素衬底上的高介电常数层、抗反射涂层以及钝化层，其中，所述穿通硅通孔和所述焊盘开口均还穿通所述高介电常数层、所述抗反射涂层以及所述钝化层。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的堆叠式图像传感器，其特征在于，还包括：

盖帽层，所述盖帽层覆盖所述接触件的顶表面而不覆盖所述焊盘部分。

7.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器，其特征在于，所述接触件包括铜。

8.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器，其特征在于，所述穿通硅通孔比所述焊盘开口更接近于所述像素区域。

9.根据权利要求1所述的堆叠式图像传感器，其特征在于，还包括覆盖所述焊盘开口的侧壁的保护层。

10.一种像素管芯，其特征在于，包括：

像素衬底，具有形成像素单元的像素区域和外围区域；

位于像素衬底上的最外侧金属连线层，具有第一金属件和第二金属件，其中第一金属件位于与外围区域对应的区域中，并且第一金属件的一部分能用作所述像素管芯的焊盘部分而另一部分能用作穿通硅通孔的着陆部分，第二金属件位于与像素区域对应的区域中并在与像素衬底的主平面平行的平面图中覆盖所有像素单元；

焊盘开口，穿通所述像素衬底而到达所述第一金属件，使得所述第一金属件的一部分暴露于外部以作为焊盘部分；以及

位于最外侧金属连线层上的键合用电介质层；

其中，所述像素衬底和所述第一金属件的另一部分被穿通硅通孔穿通，所述穿通硅通孔中填充形成有接触件，所述接触件被配置为接触第一金属件以与所述第一金属件电连接。

11.根据权利要求10所述的像素管芯，其特征在于，所述最外侧金属连线层包括铝。

12.根据权利要求10所述的像素管芯，其特征在于，所述第一金属件的所述一部分比所述另一部分更远离所述像素区域。