[發明專利]拼接式集成電路管芯

在審

• 申請號: 202011491870.5
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN113130521A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: N·P·考利;A·D·塔爾博特
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/02;H04N5/225;H04N5/232;H04N5/262;H04N5/265
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 周陽君

本發明題為“拼接式集成電路管芯”。本發明公開了一種可使用拼接式圖像傳感器管芯來實現的圖像傳感器。該拼接式圖像傳感器管芯可使用標線組中的一組物理圖塊，通過步進和重復曝光過程形成。物理圖塊可包括在圖像傳感器管芯上形成像素電路的中心圖塊以及在圖像傳感器管芯上形成非像素電路的外圍圖塊。物理圖塊中的每個物理圖塊的尺寸可基于虛擬單位圖塊的整數倍來設定。因此，物理圖塊可具有不需要為最小物理圖塊的整數倍的尺寸。步進和重復曝光過程可使用虛擬單位圖塊的單位長度來相對于加工工具正確地定位管芯。

背景技術

本發明整體涉及成像系統，并且更具體地涉及用于優化拼接式圖像傳感器的標線組中的圖塊設計和IP(知識產權)電路塊劃分的系統和方法。

在一些應用中，晶圓上的圖像傳感器集成電路管芯各自通過組合或拼接同一標線組中所選圖塊的多個實例來形成(例如，通過使用同一標線組中的圖塊，將晶圓在不同位置步進和重復曝光)。標線組中的圖塊通常被設計成包括限定了一個或多個外圍電路圖塊和一個或多個像素圖塊的圖案，其中每個圖塊上的圖案圖像限定了用于在圖像傳感器管芯上的對應位置處執行相應功能的對應(IP)電路塊。

然而，針對標線組設計圖塊并因此劃分與圖像傳感器管芯上的對應圖塊相關聯的IP電路塊的傳統系統和方法可能存在限制，并且可能導致圖像傳感器管芯的形成效率低下。例如，標線組的尺寸以及每種類型的圖塊相對于彼此的尺寸可由于制造過程中的約束條件而受到限制，從而不利地限制通過拼接這些圖塊而形成的圖像傳感器管芯的規格(例如，限制所形成的圖像傳感器管芯的可能像素分辨率，特別是對于大陣列圖像傳感器中的超高分辨率而言)。

本文的實施方案就是在這種背景下出現的。

附圖說明

圖1是根據一些實施方案的具有用于捕獲圖像的圖像傳感器和處理電路的例示性電子設備的示意圖。

圖2是根據一些實施方案的例示性像素陣列和相關聯的控制和讀出電路的示意圖，該控制和讀出電路用于控制該像素陣列并從該像素陣列讀出圖像信號。

圖3是根據一些實施方案的四個例示性物理圖塊的示意圖，這些例示性物理圖塊具有為最小物理圖塊的整數倍的對應尺寸。

圖4是根據一些實施方案的具有可用于形成拼接式集成電路管芯的圖塊的例示性標線組的示意圖。

圖5A和圖5B是根據一些實施方案的使用來自圖4的標線組中的圖塊形成的兩個例示性集成電路管芯布局的示意圖。

圖6是根據一些實施方案的四個例示性物理圖塊的示意圖，這些例示性物理圖塊基于虛擬單位圖塊進行設計并且具有為最小物理圖塊的非整數倍的對應尺寸。

圖7A和圖7B是根據一些實施方案的使用來自對應標線組中的物理圖塊形成的兩個不同例示性圖像傳感器管芯的相應部分的示意圖，每個物理圖塊基于虛擬單位圖塊。

圖8是根據一些實施方案的使用具有基于虛擬單位圖塊的物理圖塊的標線組(諸如圖6的標線組)形成的例示性集成電路管芯布局的示意圖。

具體實施方式

電子設備諸如數字相機、計算機、移動電話和其他電子設備可包括圖像傳感器，該圖像傳感器收集入射光以捕獲圖像。圖像傳感器可包括圖像像素陣列。圖像傳感器中的像素可包括光敏元件，諸如將入射光轉換成圖像信號的光電二極管。圖像傳感器可具有任何數量(例如，數百或數千或更多)的像素。典型圖像傳感器可例如具有數十萬或數百萬像素(例如，數兆像素)。圖像傳感器可包括控制電路(諸如，用于操作圖像像素的電路)和用于讀出圖像信號的讀出電路，該圖像信號與光敏元件所生成的電荷相對應。