[发明专利]堆叠图像传感器及其制备方法

说明书

本发明提供一种堆叠图像传感器及其制备方法，堆叠图像传感器包括：光电二极管晶圆，光电二极管晶圆内形成有光电二极管；逻辑晶圆，键合于光电二极管晶圆上，逻辑晶圆内形成有图像传感器电路结构；硅通孔互连结构，位于光电二极管晶圆及所述逻辑晶圆内，且将光电二极管与图像传感器电路结构电连接。本发明的堆叠图像传感器通过将光电二极管与图像传感器电路结构分别形成于不同的晶圆中，可以增大光电二极管的受光面积，同时可以避免光电二极管产生的电子对图像传感器电路结构的信号产生干扰，还可以避免对堆叠图像传感器的满阱容量造成影响，避免串扰及图像滞后。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，特别是涉及一种堆叠图像传感器及其制备方法。

背景技术

随着人们对高质量影像的不断追求，堆叠图像传感器被开发出来。然而，现有的堆叠图像传感器中(譬如，传统的4T-APS电路中)，光电二极管(PD)与图像传感器的电路结构(譬如，浮动扩散结构(FD)等)位于同一个晶圆中，光照时所述光电二极管产生的电子有可能会流到图像传感器的电路结构中，对图像传感器的电路结构的信号产生干扰；同时，光电二极管与图像传感器的电路结构位于同一个晶圆中，形成光电二极管的复杂的掺杂工艺会使得还会影响图像传感器的满阱容量(FWC)，引起串扰(Crosstalk)及图像滞后(ImageLag)等问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种堆叠图像传感器及其制备方法，用于解决现有技术中的堆叠图像传感器中光电二极管与电路结构位于同一晶圆中而导致的光电二极管产生的电子会对图像传感器的电路结构的信号产生干扰的问题及会影响图像传感器的满阱容量、引起串扰及图像滞后的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种堆叠图像传感器，所述堆叠图像传感器包括：

光电二极管晶圆，所述光电二极管晶圆内形成有光电二极管；

逻辑晶圆，键合于所述光电二极管晶圆上，所述逻辑晶圆内形成有图像传感器电路结构；

硅通孔互连结构，位于所述光电二极管晶圆及所述逻辑晶圆内，且将所述光电二极管与所述图像传感器电路结构电连接。

可选地，所述光电二极管晶圆包括：

第一掺杂类型的衬底；

第二掺杂类型的第一注入层，位于所述第一掺杂类型的衬底内，所述第二掺杂类型的第一注入层与所述第一掺杂类型的衬底构成所述光电二极管。

可选地，所述光电二极管晶圆还包括：

第二掺杂类型的第二注入层，位于所述第一掺杂类型的衬底内，且位于所述第二掺杂类型的第一注入层表面；所述硅通孔互连结构位于所述第二掺杂类型的第二注入层远离所述第二掺杂类型的第一注入层的一侧，且与所述第二掺杂类型的第二注入层相连接；

第一掺杂类型的注入层，位于所述第一掺杂类型的衬底内，且位于所述第二掺杂类型的第一注入层远离所述第二掺杂类型的第二注入层的表面。

可选地，所述硅通孔互连结构包括：

第一硅通孔互连结构，位于所述逻辑晶圆内，一端与所述图像传感器电路结构电连接，另一端延伸至所述逻辑晶圆远离所述图像传感器电路结构的表面；

第二硅通孔互连结构，位于所述光电二极管晶圆内，一端与所述第二掺杂类型的第二注入层电连接，另一端延伸至所述光电二极管晶圆远离所述第一掺杂类型的注入层的表面；

所述逻辑晶圆键合于所述光电二极管晶圆上之后，所述第一硅通孔互连结构与所述第二硅通孔互连结构接触连接以形成所述硅通孔互连结构。

可选地，所述图像传感器电路结构包括若干个浮动扩散结构，若干个所述浮动扩散结构间隔排布。

可选地，所述图像传感器电路结构还包括：