[发明专利]一种图像传感器及其制造方法

说明书

本发明提供了一种图像传感器，包括：衬底，衬底中设置有浅槽隔离结构，且衬底被浅槽隔离结构分隔出多个有源区；栅极结构，设置在衬底上；多个金属层，堆叠在栅极结构上；像素阵列结构，设置在衬底上；多个导电栓塞，一端连接于栅极结构或浅槽隔离结构或有源区，另一端连接于金属层；以及多个导热栓塞，连接于金属层，导热栓塞朝靠近衬底的方向延伸，且导热栓塞在衬底上的正投影位于有源区内。本发明提供了一种图像传感器及其制造方法，能够改善图像传感器暗电流的一致性，提升图像传感器的性能。

技术领域

本发明涉及图像传感技术领域，特别涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器采集图像时，即使像素没有曝光，模数转换器(Analogtodigitalconverter，ADC)的输出也并不为零，因此图像上不会呈现绝对的黑色。图像传感器在全黑环境下的输出电平，被称为暗电流。暗电流会影响图像的颜色还原，动态范围和清晰度。暗电流的大小和曝光时间成线性关系，和温度成指数关系。温度每上升6℃左右，暗电流翻一倍。因为芯片不同模块电路发热不均匀，会导致像素阵列不同区域暗电流有一定差异，影响图像传感器的性能。

若是通过算法校正暗电流，会增加芯片电路的面积，导致芯片成本升高、图像传感器的帧率下降。并且通过算法校正还会出现补偿不足和补偿过度的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像传感器及其制造方法，能够改善图像传感器暗电流的一致性，提升图像传感器的性能。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种图像传感器，包括：

衬底，所述衬底中设置有浅槽隔离结构，且所述衬底被所述浅槽隔离结构分隔出多个有源区；

栅极结构，设置在所述衬底上；

多个金属层，堆叠在所述栅极结构上；

像素阵列结构，设置在所述衬底上；

多个导电栓塞，一端连接于所述栅极结构或所述浅槽隔离结构或所述有源区，另一端连接于所述金属层；以及

多个导热栓塞，连接于所述金属层，所述导热栓塞朝靠近所述衬底的方向延伸，且所述导热栓塞在所述衬底上的正投影位于所述有源区内。

在本发明一实施例中，所述浅槽隔离结构包括导热部，所述导热部设置在所述衬底中，且所述导热部连接于部分所述导电栓塞。

在本发明一实施例中，所述浅槽隔离结构包括隔离层，所述隔离层设置于所述衬底中，且所述隔离层包覆所述导热部。

在本发明一实施例中，所述金属层和所述栅极结构之间设置有多个介质层，且相邻的所述介质层之间设置有散热层。

在本发明一实施例中，所述导热栓塞设置在靠近所述栅极结构的所述金属层上。

在本发明一实施例中，所述导热栓塞的一端穿过所述介质层和所述散热层连接。

在本发明一实施例中，所述散热层为金刚石、碳化硅、石墨烯或金属材料中的至少一种。

在本发明一实施例中，所述导热栓塞连接于所述散热层。

在本发明一实施例中，与所述栅极结构相邻的所述金属层连接于所述像素阵列结构的多个像素单元。

本发明提供了一种图像传感器的制造方法，包括以下步骤：

提供一像素阵列结构和衬底，并在所述衬底中形成浅槽隔离结构，其中所述衬底被所述浅槽隔离结构分隔出多个有源区；

在所述衬底上形成栅极结构；