[發(fā)明專利]堆疊式圖像傳感器、像素管芯及其制造方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810061247.2 | 申請(qǐng)日： | 2018-01-23 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108281412B | 公開（公告）日： | 2020-02-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 穆鈺平;陳世杰;金子貴昭;黃曉櫓 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 德淮半導(dǎo)體有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01L23/544 | 分類號(hào)： | H01L23/544;H01L23/367;H01L23/373;H01L23/552;H01L27/146 |
| 代理公司： | 11038 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 | 代理人： | 歐陽帆 |
| 地址： | 223300 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 金屬件 金屬連線層 襯底 穿通 堆疊式圖像傳感器 像素 電介質(zhì)層 外圍區(qū)域 像素區(qū)域 硅通孔 像素管 金屬互連層 焊盤開口 像素單元 電連接 接觸件 焊盤 填充 制造 暴露 外部 覆蓋 | ||
1.一種堆疊式圖像傳感器，其特征在于，包括：
邏輯襯底，在所述邏輯襯底中形成有用作信號(hào)處理電路的晶體管部件；
位于邏輯襯底上的第一金屬連線層，具有一個(gè)或更多個(gè)金屬件；
位于第一金屬連線層上的第一電介質(zhì)層；
位于第一電介質(zhì)層上的第二金屬連線層，具有第一金屬件和第二金屬件；
位于第二金屬連線層上的像素襯底，具有形成像素單元的像素區(qū)域和外圍區(qū)域；
焊盤開口，穿通所述像素襯底而到達(dá)第一金屬件，使得第一金屬件的一部分暴露于外部以作為焊盤部分；以及
穿通硅通孔，穿通所述像素襯底和第一金屬件的另一部分而到達(dá)第一金屬互連層中的一個(gè)金屬件，其中所述穿通硅通孔中填充形成有接觸件，所述接觸件接觸第一金屬件和所述一個(gè)金屬件，從而使得第一金屬件電連接到所述一個(gè)金屬件；
其中第二金屬連線層中的第一金屬件位于與像素襯底的外圍區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中，并且第二金屬件位于與像素區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中并在與像素襯底的主平面平行的平面圖中覆蓋所有像素單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊式圖像傳感器，其特征在于，所述第一電介質(zhì)層包括兩個(gè)鍵合在一起的電介質(zhì)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊式圖像傳感器，其特征在于，所述第一金屬連線層包括銅，所述第二金屬連線層包括鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊式圖像傳感器，其特征在于，所述穿通硅通孔包括穿通所述像素襯底而到達(dá)所述第一金屬件的第一通孔、以及穿通第一金屬件的所述另一部分而到達(dá)第一金屬互連層中的所述一個(gè)金屬件的第二通孔，其中，所述第二通孔與所述第一通孔連通，并且所述第二通孔的直徑小于所述第一通孔的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊式圖像傳感器，其特征在于，所述接觸件的頂端與所述穿通硅通孔的頂端平齊；并且
所述堆疊式圖像傳感器還包括從下到上依次位于所述像素襯底上的高介電常數(shù)層、抗反射涂層以及鈍化層，其中，所述穿通硅通孔和所述焊盤開口均還穿通所述高介電常數(shù)層、所述抗反射涂層以及所述鈍化層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的堆疊式圖像傳感器，其特征在于，還包括：
蓋帽層，所述蓋帽層覆蓋所述接觸件的頂表面而不覆蓋所述焊盤部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊式圖像傳感器，其特征在于，所述接觸件包括銅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊式圖像傳感器，其特征在于，所述穿通硅通孔比所述焊盤開口更接近于所述像素區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊式圖像傳感器，其特征在于，還包括覆蓋所述焊盤開口的側(cè)壁的保護(hù)層。
10.一種像素管芯，其特征在于，包括：
像素襯底，具有形成像素單元的像素區(qū)域和外圍區(qū)域；
位于像素襯底上的最外側(cè)金屬連線層，具有第一金屬件和第二金屬件，其中第一金屬件位于與外圍區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中，并且第一金屬件的一部分能用作所述像素管芯的焊盤部分而另一部分能用作穿通硅通孔的著陸部分，第二金屬件位于與像素區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中并在與像素襯底的主平面平行的平面圖中覆蓋所有像素單元；
焊盤開口，穿通所述像素襯底而到達(dá)所述第一金屬件，使得所述第一金屬件的一部分暴露于外部以作為焊盤部分；以及
位于最外側(cè)金屬連線層上的鍵合用電介質(zhì)層；
其中，所述像素襯底和所述第一金屬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觸件，所述接觸件被配置為接觸第一金屬件以與所述第一金屬件電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的像素管芯，其特征在于，所述最外側(cè)金屬連線層包括鋁。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的像素管芯，其特征在于，所述第一金屬件的所述一部分比所述另一部分更遠(yuǎn)離所述像素區(qū)域。
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