[发明专利]背照式图像传感器及其制造方法

说明书

本公开涉及背照式图像传感器及其制造方法。背照式图像传感器包括：晶片堆叠，包括：第一晶片，包括第一衬底和在第一衬底之上的第一布线层，第一衬底包括像素区域和像素区域周围的外围区域；第二晶片，包括第二衬底和在第二衬底之上的第二布线层；以及位于第一晶片的第一布线层和第二晶片的第二布线层之间的接合层；多个穿透孔，在第一衬底的外围区域中延伸穿过第一晶片和接合层到达第二晶片；在多个穿透孔中的第一金属材料；在多个穿透孔中的至少一个穿透孔中的第一金属材料上的接触孔；以及在第一衬底的像素区域之上的凹陷区域，其形成像素区域的窗口；在至少一个穿透孔的接触孔以及像素区域的窗口之上的第二金属材料层。

技术领域

本公开涉及图像传感器，具体来说涉及背照式图像传感器及其制造方法。

背景技术

在背照式图像传感器中，通常使用金属栅格(例如，钨围墙结构)来对背照式图像传感器中的像素(具体而言，像素的滤色器)进行隔离，以防止像素之间的串扰。

此外，通常需要在背照式图像传感器的像素区域(其中形成有背照式图像传感器的像素的区域)周围设置背侧接触孔，来使得金属栅格与背照式图像传感器的半导体材料接触，从而实现经过半导体材料的放电路径，因此避免静电释放(ESD)所带来的问题。

然而，由于半导体材料的导电性较差，经过半导体材料的放电路径通常具有较低的放电灵敏度。因此通常需要在背照式图像传感器的像素区域的周围设置背侧接触孔的阵列，来增大放电灵敏度。然而，在背照式图像传感器的像素区域的周围设置背侧接触孔的阵列在会使得背照式图像传感器的芯片占用面积变大。

因此，需要提出一种新的技术来解决上述技术中的一个或多个问题。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种新颖的背照式图像传感器及其制造方法。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于背照式图像传感器。该背照式图像传感器包括：晶片堆叠，所述晶片堆叠包括：第一晶片，包括第一衬底和在所述第一衬底之上的第一布线层，所述第一衬底包括像素区域和所述像素区域周围的外围区域；第二晶片，包括第二衬底和在所述第二衬底之上的第二布线层；以及位于所述第一晶片的第一布线层和所述第二晶片的第二布线层之间的接合层；多个穿透孔，所述多个穿透孔在所述第一衬底的外围区域中延伸穿过所述第一晶片和所述接合层到达所述第二晶片；在所述多个穿透孔中的第一金属材料，所述第一金属材料使得所述第一晶片和所述第二晶片电连接；在所述多个穿透孔中的至少一个穿透孔中的第一金属材料上的接触孔；以及在所述第一衬底的像素区域之上的凹陷区域，所述凹陷区域形成所述像素区域的窗口；以及在所述接触孔以及所述窗口之上的第二金属材料层，其中所述第二金属材料层通过所述接触孔与所述至少一个穿透孔中的第一金属材料电连接。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于制造背照式图像传感器的方法。该方法包括：提供晶片堆叠，所述晶片堆叠包括：第一晶片，包括第一衬底和所述第一衬底之上的第一布线层，所述第一衬底包括像素区域和所述像素区域周围的外围区域；第二晶片，包括第二衬底和所述第二衬底之上的第二布线层；以及位于所述第一晶片的第一布线层和所述第二晶片的第二布线层之间的接合层；在所述第一衬底的外围区域中形成穿过所述第一晶片和所述接合层到达所述第二晶片的多个穿透孔；利用第一金属材料填充所述多个穿透孔，使得所述第一晶片和所述第二晶片通过所述多个穿透孔中的第一金属材料电连接；形成覆盖所述多个穿透孔中的第一金属材料以及所述第一衬底的电介质材料层；去除所述电介质材料层在所述第一衬底的像素区域上的至少一部分上，以形成所述像素区域的窗口；在所述多个穿透孔中的至少一个穿透孔的第一金属材料上形成接触孔，所述接触孔使得所述至少一个穿透孔中的第一金属材料的至少一部分暴露；以及形成覆盖所述接触孔以及所述窗口的第二金属材料层，其中所述第二金属材料层通过所述接触孔与所述至少一个穿透孔中的第一金属材料电连接。