CN108010930A - 图像传感器及形成图像传感器的方法 - Google Patents

图像传感器及形成图像传感器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108010930A
CN108010930A CN201711289567.5A CN201711289567A CN108010930A CN 108010930 A CN108010930 A CN 108010930A CN 201711289567 A CN201711289567 A CN 201711289567A CN 108010930 A CN108010930 A CN 108010930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
break
hole
layer
pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711289567.5A
Other languages
English (en)
Inventor
穆钰平
黄晓橹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaian Imaging Device Manufacturer Corp
Original Assignee
Huaian Imaging Device Manufacturer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaian Imaging Device Manufacturer Corp filed Critical Huaian Imaging Device Manufacturer Corp
Priority to CN201711289567.5A priority Critical patent/CN108010930A/zh
Publication of CN108010930A publication Critical patent/CN108010930A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636Interconnect structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14605Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

本公开涉及一种图像传感器,包括:第一管芯,所述第一管芯包括第一金属互连层以及位于所述第一金属互连层正面的焊盘;第二管芯,所述第二管芯包括第二金属互连层,所述第二金属互连层包括一个或多个金属间电介质层和形成在各所述金属间电介质层中的金属,其中,所述第二管芯的正面与所述第一管芯的正面键合在一起;穿通硅通孔,所述穿通硅通孔穿通所述第一金属互连层和所述焊盘,并到达所述金属;以及接触件,所述接触件填充在所述穿通硅通孔中,并与所述焊盘以及所述金属电接触。本公开还涉及一种形成图像传感器的方法。本公开能够简化工艺流程。

Description

图像传感器及形成图像传感器的方法
技术领域
本公开涉及半导体领域,具体来说,涉及一种图像传感器及形成图像传感器的方法。
背景技术
图像传感器通过响应于入射电磁辐射传送信号来传达与图像有关的信息。图像传感器用于多种设备中,包括智能电话、数码相机、夜视设备、医疗成像器和许多其他设备。现有技术中存在利用电荷耦合器件(CCD)和CMOS架构的半导体成像器。
因此,存在对于新技术的需求。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种改进的图像传感器及形成图像传感器的方法。
根据本公开的第一方面,提供了一种图像传感器,包括:第一管芯,所述第一管芯包括第一金属互连层以及位于所述第一金属互连层正面的焊盘;第二管芯,所述第二管芯包括第二金属互连层,所述第二金属互连层包括一个或多个金属间电介质层和形成在各所述金属间电介质层中的金属,其中,所述第二管芯的正面与所述第一管芯的正面键合在一起;穿通硅通孔,所述穿通硅通孔穿通所述第一金属互连层和所述焊盘,并到达所述金属;以及接触件,所述接触件填充在所述穿通硅通孔中,并与所述焊盘以及所述金属电接触。
根据本公开的第二方面,提供了一种形成图像传感器的方法,包括:将第一管芯的正面与第二管芯的正面进行键合,其中,所述第一管芯包括第一金属互连层以及位于所述第一金属互连层正面的焊盘,所述第二管芯包括第二金属互连层,所述第二金属互连层包括一个或多个金属间电介质层和形成在各所述金属间电介质层中的金属;从所述第一管芯的背面进行刻蚀处理并使刻蚀停止在所述金属,从而形成穿通所述第一金属互连层和所述焊盘而到达所述金属的穿通硅通孔;以及在所述穿通硅通孔中填充导电材料来形成接触件,以使得所述接触件与所述焊盘以及所述金属电接触。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例,并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本公开,其中:
图1是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。
图2是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。
图3至8是分别示出了在根据本公开一个示例性实施例来形成图像传感器的一个方法示例的各个步骤处的图像传感器的截面的示意图。
注意,在以下说明的实施方式中,有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分,而省略其重复说明。在本说明书中,使用相似的标号和字母表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于理解,在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此,所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
在本公开中,对“一个实施例”、“一些实施例”的提及意味着结合该实施例描述的特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例、至少一些实施例中。因此,短语“在一个实施例中”、“在一些实施例中”在本公开的各处的出现未必是指同一个或同一些实施例。此外,在一个或多个实施例中,可以任何合适的组合和/或子组合来组合特征、结构或特性。
如图1所示,在一个实施例中,本公开的图像传感器包括第一管芯和第二管芯。其中,第一管芯的正面与第二管芯的正面键合在一起,键合界面BI如图1所示。在本公开中,用语“第一管芯”指附图中键合界面BI之上的管芯,用于“第二管芯”指附图中键合界面BI之下的管芯。本领域技术人员可以理解,第一管芯的正面指第一管芯的朝附图中下方的表面,第一管芯的背面指第一管芯的朝附图中上方的表面;第二管芯的正面指第二管芯的朝附图中上方的表面,第二管芯的背面指第二管芯的朝附图中下方的表面。
第一管芯包括第一金属互连层以及位于所述第一金属互连层正面的焊盘AL。其中,第一金属互连层包括一个或多个第一金属间电介质层IMD11和形成在各第一金属间电介质层IMD11中的第一金属M1。焊盘AL可以形成在焊盘结构层IMD12中的电介质材料中。尽管图中所示出的第一金属间电介质层IMD11为一个,但本领域技术人员可以理解,第一金属互连层包括的第一金属间电介质层还可以为更多个。第一管芯还可以包括用于形成像素单元的半导体层SUB1,半导体层SUB1位于第一金属互连层的背面。尽管半导体层SUB1被描述为是用于形成像素单元的,但本领域技术人员可以理解,除像素单元之外,半导体层SUB1还可以包括衬底和/或其他器件、电路等。
第二管芯包括第二金属互连层,第二金属互连层包括一个或多个第二金属间电介质层IMD21、IMD22和形成在各第二金属间电介质层IMD21、IMD22中的第二金属M2。第二管芯还可以包括第二半导体层SUB2。尽管图中所示出的第二金属间电介质层IMD21、IMD22为两个,但本领域技术人员可以理解,第二金属间电介质层还可以为更少或更多个。在该实施例中,焊盘AL由铝形成。
在本公开的各实施例中,为便于描述,将位于上面的第一管芯中的半导体层SUB1描述为是用于形成像素单元的半导体层,例如,位于上面的第一管芯是用于形成像素单元的像素晶圆中的一部分,而位于下面的第二管芯是用于形成逻辑电路的逻辑晶圆中的一部分。本领域技术人员可以理解,也可以是位于下面的第二管芯中的第二半导体层SUB2为用于形成像素单元的半导体层,例如,位于下面的第二管芯是用于形成像素单元的像素晶圆中的一部分,而位于上面的第一管芯是用于形成逻辑电路的逻辑晶圆中的一部分。本公开的实施例中,形成在位于上面的第一管芯中的穿通硅通孔TSV、接触件、以及焊盘接触孔PAD,均可以用类似的方法形成在位于下面的第二管芯中。
在该实施例中,本公开的图像传感器还包括穿通硅通孔TSV、以及填充在穿通硅通孔TSV中的接触件。穿通硅通孔TSV穿通第一金属互连层中的第一金属间电介质层IMD11和焊盘AL,并到达第二金属M2。接触件与焊盘AL以及第二金属M2电接触,并且接触件与第一金属互连层中的第一金属M1没有机械接触。穿通硅通孔TSV还可以穿通半导体层SUB1。接触件可以通过在穿通硅通孔TSV中填充铜来形成。
在一个实施例中,本公开的图像传感器还包括焊盘接触孔PAD。焊盘接触孔PAD穿通半导体层SUB1和第一金属间电介质层IMD11而到达焊盘AL,以使得焊盘AL能够暴露于第一管芯的背面。
本公开的图像传感器,使用填充在穿通硅通孔TSV中的接触件将第一管芯中的焊盘AL和第二管芯中的第二金属互连层中的第二金属M2电连接,从而实现了第一管芯和第二管芯的互连、以及第一管芯和第二管芯与外部电路的电连接。相比于现有技术中的用接触件将第一管芯中的第一金属M1和第二管芯中的第二金属M2电连接来实现第一管芯和第二管芯互连的方式,能够简化工艺流程。
在一个实施例中,本公开的图像传感器中的穿通硅通孔TSV包括穿通半导体层SUB1和第一金属间电介质层IMD11而到达焊盘AL的第一通孔V1、以及穿通焊盘AL而到达第二金属M2的第二通孔V2。其中,第二通孔V2的顶端连接于第一通孔V1的底端,相连通的第一通孔V1和第二通孔V2共同形成了穿通硅通孔TSV。
在一个实施例中,接触件的顶端与穿通硅通孔TSV的顶端平齐,本公开的图像传感器还包括盖帽层CAP,如图2所示。盖帽层CAP覆盖接触件的靠近第一管芯的背面的表面。盖帽层CAP用于钝化暴露的接触件的金属表面,以及还用于在接触件的金属和将要在其上形成的任何另外的层之间的扩散屏蔽。氮化硅、碳化硅和氮碳化硅可以典型地用于形成盖帽层CAP的材料。
在一个实施例中,本公开的图像传感器还包括依次位于第一管芯的背面上的高k层、抗反射涂层、以及钝化层等,在图2中统一用附图标记HK示出。其中,穿通硅通孔TSV和焊盘接触孔PAD均还穿通这些层HK(高k层、抗反射涂层、以及钝化层等)。
下面结合图3至8来说明根据本公开的一个实施例的形成图像传感器的方法。在一个实施例中,本公开的形成图像传感器的方法包括如下处理:
如图3所示,将第一管芯与第二管芯进行键合,其中,第一管芯的正面与第二管芯的正面键合在一起,其键合界面如附图标记BI所示。其中,位于键合界面BI之上的管芯为第一管芯,位于键合界面BI之下的管芯为第二管芯。第一管芯的朝下的表面为正面、朝上的表面为背面;第二管芯的朝上的表面为正面、朝下的表面为背面。
第一管芯包括用于形成像素单元的半导体层SUB1、位于半导体层SUB1的正面的第一金属互连层、以及位于第一金属互连层正面的焊盘结构层IMD12。其中,第一金属互连层包括一个或多个第一金属间电介质层IMD11和形成在各第一金属间电介质层IMD11中的第一金属M1(例如,铜)。焊盘结构层IMD12包括形成在电介质材料中的焊盘AL。例如,焊盘AL由铝形成。尽管图中所示出的第一金属间电介质层IMD11为一个,但本领域技术人员可以理解,第一金属间电介质层还可以为更多个。尽管半导体层SUB1被描述为是用于形成像素单元的,但本领域技术人员可以理解,除像素单元之外,半导体层SUB1还可以包括衬底和/或其他器件、电路等。
第二管芯包括第二金属互连层,第二金属互连层包括一个或多个第二金属间电介质层IMD21、IMD22和形成在各第二金属间电介质层中的第二金属M2(例如,铜)。第二管芯还可以包括第二半导体层SUB2。尽管图中所示出的第二金属间电介质层IMD21、IMD22为两个,但本领域技术人员可以理解,第二金属间电介质层还可以为更少或更多个。在该实施例中,焊盘AL由铝形成。
在一个实施例中,本公开的形成图像传感器的方法还可以包括对半导体层SUB1中的衬底进行减薄处理。例如,当该图像传感器为背照射式图像传感器时,用于接收入射光的表面为其中形成有像素单元的半导体层SUB1的背面,通常会把半导体层SUB1中的位于半导体层SUB1的背面的衬底进行减薄处理,以将衬底减薄到指定厚度或者完全除去。在减薄之后,在第一管芯的背面通过沉积处理还可以依次形成高k层、抗反射涂层、以及钝化层等,在附图中统一用附图标记HK示出。
如图4所示,从第一管芯的背面进行刻蚀处理并使刻蚀停止在焊盘AL,以形成穿通HK层、半导体层SUB1和第一金属间电介质层IMD11而到达焊盘AL的第一通孔V1。然后,如图5所示,从第一通孔V1的底端进行刻蚀处理并使刻蚀停止在第二金属M2,以形成穿通焊盘AL而到达第二金属M2的第二通孔V2。其中,第二通孔V2的顶端连接于第一通孔V1的底端,相连通的第一通孔V1和第二通孔V2共同形成了穿通HK层、半导体层SUB1、第一金属间电介质层IMD11和焊盘AL而到达第二金属M2的穿通硅通孔TSV。
可见,在形成穿通硅通孔TSV的过程中,是通过两步刻蚀处理来实现的:第一步刻蚀处理刻穿了HK层、半导体层SUB1和第一金属间电介质层IMD11,并且停止在由铝材料形成的焊盘AL上,形成第一通孔V1;第二步刻蚀处理刻穿了由铝材料形成的焊盘AL和电介质材料,并且停止在由铜材料形成的第二金属M2上,形成第二通孔V2。这种处理便于控制刻蚀停止。
如图6所示,在穿通硅通孔TSV中填充导电材料(例如,铜)来形成接触件,以使得接触件与焊盘AL以及第二金属M2电接触,并且接触件的顶端与穿通硅通孔TSV的顶端平齐。例如,在穿通硅通孔TSV中填充铜的步骤可以包括:先在穿通硅通孔TSV的壁上形成衬垫层,该衬垫层把将要填充在穿通硅通孔TSV中的铜与外界相隔离,以避免铜对外界的污染,同时还使得铜更易粘合在穿通硅通孔TSV的壁上;然后在衬垫层上形成铜种子层,并通过铜的电镀处理来填充铜;最后用化学机械研磨来使得填充的铜的上表面平坦化,并使得其顶端与穿通硅通孔TSV的顶端平齐,从而形成接触件。衬垫层在需要实现电连接的部分(例如穿通硅通孔TSV在焊盘AL处的侧壁和在第二金属M2处的底壁)可以使用导电材料,在不需要实现电连接的部分可以使用电介质材料(例如穿通硅通孔TSV在金属间电介质层处的侧壁)。
如图7所示,从第一管芯的背面通过沉积处理形成盖帽层CAP,盖帽层CAP覆盖接触件的靠近第一管芯的背面的表面。盖帽层CAP用于钝化暴露的接触件的金属表面,以及还用于在接触件的金属和将要在其上形成的任何另外的层之间的扩散屏蔽。氮化硅、碳化硅和氮碳化硅可以典型地用于形成盖帽层CAP的材料。
如图8所示,从第一管芯的背面进行刻蚀处理并使刻蚀停止在由AL形成的焊盘,从而形成穿通半导体层SUB1和第一金属间电介质层IMD11而到达焊盘AL的焊盘接触孔PAD,从而使得焊盘AL暴露于第一管芯的背面。
本公开的图像传感器,使用填充在穿通硅通孔TSV中的接触件将第一管芯中的由铝形成的焊盘AL和第二管芯中的第二金属互连层中的由铜形成的第二金属M2电连接,从而实现了第一管芯和第二管芯的互连、以及第一管芯和第二管芯与外部电路的电连接。相比于现有技术中的用接触件将第一管芯中的由铜形成的第一金属M1和第二管芯中的由铜形成的第二金属M2电连接来实现第一管芯和第二管芯互连的方式,能够简化工艺流程。
虽然本公开的附图中仅以截面图的形式示意性地示出了图像传感器的结构,本领域技术人员基于本公开记载的内容能够得到本公开所涉及的图像传感器整体的结构和形成方法。
在说明书及权利要求中的词语“A或B”包括“A和B”以及“A或B”,而不是排他地仅包括“A”或者仅包括“B”,除非另有特别说明。
在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等,如果存在的话,用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解,这样使用的词语在适当的情况下是可互换的,使得在此所描述的本公开的实施例,例如,能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。
如在此所使用的,词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”,而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且,本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。
如在此所使用的,词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪音以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。
上述描述可以指示被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的,除非另外明确说明,“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地,除非另外明确说明,“耦合”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用,即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说,“耦合”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结,包括利用一个或多个中间元件的连接。
另外,仅仅为了参考的目的,还可以在下面描述中使用某种术语,并且因而并非意图限定。例如,除非上下文明确指出,否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。
还应理解,“包括/包含”一词在本文中使用时,说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件,但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。
在本公开中,术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式,因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。
本领域技术人员应当意识到,在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作,单个操作可以分布于附加的操作中,并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且,另选的实施例可以包括特定操作的多个实例,并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是,其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此,本说明书和附图应当被看作是说明性的,而非限制性的。
另外,本公开的实施方式还可以包括以下示例:
1.一种图像传感器,其特征在于,包括:
第一管芯,所述第一管芯包括第一金属互连层以及位于所述第一金属互连层正面的焊盘;
第二管芯,所述第二管芯包括第二金属互连层,所述第二金属互连层包括一个或多个金属间电介质层和形成在各所述金属间电介质层中的金属,其中,所述第二管芯的正面与所述第一管芯的正面键合在一起;
穿通硅通孔,所述穿通硅通孔穿通所述第一金属互连层和所述焊盘,并到达所述金属;以及
接触件,所述接触件填充在所述穿通硅通孔中,并与所述焊盘以及所述金属电接触。
2.根据1所述的图像传感器,其特征在于,所述穿通硅通孔包括穿通所述第一金属互连层而到达所述焊盘的第一通孔、以及穿通所述焊盘而到达所述金属的第二通孔,其中,所述第二通孔的顶端连接于所述第一通孔的底端。
3.根据1所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
焊盘接触孔,所述焊盘接触孔穿通所述第一金属互连层而到达所述焊盘,以使得所述焊盘能够暴露于所述第一管芯的背面。
4.根据1所述的图像传感器,其特征在于,所述接触件与所述第一金属互连层中的金属没有机械接触。
5.根据1所述的图像传感器,其特征在于,所述接触件的顶端与所述穿通硅通孔的顶端平齐。
6.根据5所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
盖帽层,所述盖帽层覆盖所述接触件的顶端的表面。
7.根据5所述的图像传感器,其特征在于,还包括依次位于所述第一管芯的背面之上的高k层、抗反射涂层、以及钝化层,其中,所述穿通硅通孔和所述焊盘接触孔均还穿通所述高k层、所述抗反射涂层、以及所述钝化层。
8.根据1所述的图像传感器,其特征在于,所述焊盘由铝形成。
9.一种形成图像传感器的方法,其特征在于,包括:
将第一管芯的正面与第二管芯的正面进行键合,其中,所述第一管芯包括第一金属互连层以及位于所述第一金属互连层正面的焊盘,所述第二管芯包括第二金属互连层,所述第二金属互连层包括一个或多个金属间电介质层和形成在各所述金属间电介质层中的金属;
从所述第一管芯的背面进行刻蚀处理并使刻蚀停止在所述金属,从而形成穿通所述第一金属互连层和所述焊盘而到达所述金属的穿通硅通孔;以及
在所述穿通硅通孔中填充导电材料来形成接触件,以使得所述接触件与所述焊盘以及所述金属电接触。
10.根据9所述的方法,其特征在于,所述穿通硅通孔包括穿通所述第一金属互连层而到达所述焊盘的第一通孔、以及穿通所述焊盘而到达所述金属的第二通孔,其中,所述第二通孔的顶端连接于所述第一通孔的底端。
11.根据10所述的方法,其特征在于,
所述第一通孔通过如下处理形成:从所述第一管芯的背面进行刻蚀处理并使刻蚀停止在所述焊盘;
所述第二通孔通过如下处理形成:从所述第一通孔的底端进行刻蚀处理并使刻蚀停止在所述金属。
12.根据9所述的方法,其特征在于,还包括:
在所述键合之后或之前,从所述第一管芯的背面进行刻蚀处理并使刻蚀停止在所述焊盘,从而形成穿通所述第一金属互连层而到达所述焊盘的焊盘接触孔。
13.根据9所述的方法,其特征在于,所述接触件与所述第一金属互连层中的金属没有机械接触。
14.根据9所述的方法,其特征在于,所述接触件的顶端与所述穿通硅通孔的顶端平齐。
15.根据14所述的方法,其特征在于,还包括:
在形成所述接触件之后,从所述第一管芯的背面通过沉积处理形成盖帽层,所述盖帽层覆盖所述接触件的顶端的表面。
16.根据9所述的方法,其特征在于,所述第一管芯还包括用于形成像素单元的半导体层,所述方法还包括:
在所述键合之后、形成所述穿通硅通孔之前,对所述半导体层中的衬底进行减薄处理。
17.根据9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在形成所述穿通硅通孔之前,在所述第一管芯的背面通过沉积处理依次形成高k层、抗反射涂层、以及钝化层。
18.根据16所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述减薄之后、形成所述穿通硅通孔之前,在所述第一管芯的背面通过沉积处理依次形成高k层、抗反射涂层、以及钝化层。
19.根据9所述的方法,其特征在于,所述焊盘由铝形成。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合,而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解,可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种图像传感器,其特征在于,包括:
第一管芯,所述第一管芯包括第一金属互连层以及位于所述第一金属互连层正面的焊盘;
第二管芯,所述第二管芯包括第二金属互连层,所述第二金属互连层包括一个或多个金属间电介质层和形成在各所述金属间电介质层中的金属,其中,所述第二管芯的正面与所述第一管芯的正面键合在一起;
穿通硅通孔,所述穿通硅通孔穿通所述第一金属互连层和所述焊盘,并到达所述金属;以及
接触件,所述接触件填充在所述穿通硅通孔中,并与所述焊盘以及所述金属电接触。
2.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述穿通硅通孔包括穿通所述第一金属互连层而到达所述焊盘的第一通孔、以及穿通所述焊盘而到达所述金属的第二通孔,其中,所述第二通孔的顶端连接于所述第一通孔的底端。
3.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
焊盘接触孔,所述焊盘接触孔穿通所述第一金属互连层而到达所述焊盘,以使得所述焊盘能够暴露于所述第一管芯的背面。
4.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述接触件与所述第一金属互连层中的金属没有机械接触。
5.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述接触件的顶端与所述穿通硅通孔的顶端平齐。
6.根据权利要求5所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
盖帽层,所述盖帽层覆盖所述接触件的顶端的表面。
7.根据权利要求5所述的图像传感器,其特征在于,还包括依次位于所述第一管芯的背面之上的高k层、抗反射涂层、以及钝化层,其中,所述穿通硅通孔和所述焊盘接触孔均还穿通所述高k层、所述抗反射涂层、以及所述钝化层。
8.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述焊盘由铝形成。
9.一种形成图像传感器的方法,其特征在于,包括:
将第一管芯的正面与第二管芯的正面进行键合,其中,所述第一管芯包括第一金属互连层以及位于所述第一金属互连层正面的焊盘,所述第二管芯包括第二金属互连层,所述第二金属互连层包括一个或多个金属间电介质层和形成在各所述金属间电介质层中的金属;
从所述第一管芯的背面进行刻蚀处理并使刻蚀停止在所述金属,从而形成穿通所述第一金属互连层和所述焊盘而到达所述金属的穿通硅通孔;以及
在所述穿通硅通孔中填充导电材料来形成接触件,以使得所述接触件与所述焊盘以及所述金属电接触。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述穿通硅通孔包括穿通所述第一金属互连层而到达所述焊盘的第一通孔、以及穿通所述焊盘而到达所述金属的第二通孔,其中,所述第二通孔的顶端连接于所述第一通孔的底端。
CN201711289567.5A 2017-12-08 2017-12-08 图像传感器及形成图像传感器的方法 Pending CN108010930A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711289567.5A CN108010930A (zh) 2017-12-08 2017-12-08 图像传感器及形成图像传感器的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711289567.5A CN108010930A (zh) 2017-12-08 2017-12-08 图像传感器及形成图像传感器的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108010930A true CN108010930A (zh) 2018-05-08

Family

ID=62057422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711289567.5A Pending CN108010930A (zh) 2017-12-08 2017-12-08 图像传感器及形成图像传感器的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108010930A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108807441A (zh) * 2018-06-29 2018-11-13 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN113629087A (zh) * 2021-08-06 2021-11-09 武汉新芯集成电路制造有限公司 Bsi图像传感器装置及制作方法
TWI827624B (zh) * 2018-06-21 2024-01-01 美商半導體組件工業公司 背側照明影像感測器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104051414A (zh) * 2013-03-12 2014-09-17 台湾积体电路制造股份有限公司 互连结构和方法
CN105280611A (zh) * 2014-05-30 2016-01-27 台湾积体电路制造股份有限公司 3dic互连器件及其形成方法
CN105321903A (zh) * 2014-07-17 2016-02-10 台湾积体电路制造股份有限公司 具有重分布线的堆叠集成电路
US9559135B2 (en) * 2014-08-20 2017-01-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Conduction layer for stacked CIS charging prevention

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104051414A (zh) * 2013-03-12 2014-09-17 台湾积体电路制造股份有限公司 互连结构和方法
CN105280611A (zh) * 2014-05-30 2016-01-27 台湾积体电路制造股份有限公司 3dic互连器件及其形成方法
CN105321903A (zh) * 2014-07-17 2016-02-10 台湾积体电路制造股份有限公司 具有重分布线的堆叠集成电路
US9559135B2 (en) * 2014-08-20 2017-01-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Conduction layer for stacked CIS charging prevention

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI827624B (zh) * 2018-06-21 2024-01-01 美商半導體組件工業公司 背側照明影像感測器
CN108807441A (zh) * 2018-06-29 2018-11-13 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN113629087A (zh) * 2021-08-06 2021-11-09 武汉新芯集成电路制造有限公司 Bsi图像传感器装置及制作方法
CN113629087B (zh) * 2021-08-06 2023-12-22 武汉新芯集成电路制造有限公司 Bsi图像传感器装置及制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8247907B2 (en) Methods for forming interconnects in microelectronic workpieces and microelectronic workpieces formed using such methods
US8405115B2 (en) Light sensor using wafer-level packaging
CN104779243B (zh) 3dic密封环结构及其形成方法
KR101474586B1 (ko) 배면 재분배 층들을 갖는 반도체 장치 및 그 제조 방법
CN102237338B (zh) 具有改进连接的基板通孔
CN108010930A (zh) 图像传感器及形成图像传感器的方法
JP6019099B2 (ja) 半導体装置の製造方法
CN205248278U (zh) 图像传感器封装
CN108281412B (zh) 堆叠式图像传感器、像素管芯及其制造方法
CN207068853U (zh) 图像传感器芯片尺寸封装
TW200826245A (en) Microfeature workpieces having interconnects and conductive backplanes, and associated systems and methods
US20200144244A1 (en) Semiconductor device structure and method for manufacturing the same
CN105140253B (zh) 一种背照式影像芯片晶圆级3d堆叠结构及封装工艺
TW201042757A (en) Image sensor device and method of fabricating the same
TW201250955A (en) Interposer structure and semiconductor package structure
US9257355B2 (en) Method for embedding a chipset having an intermediary interposer in high density electronic modules
CN101930986A (zh) 半导体器件、摄像机模块及半导体器件的制造方法
CN107994043A (zh) 晶圆、堆叠式半导体装置及其制造方法
US9530818B2 (en) Image sensor integrated circuit package with reduced thickness
CN102150256A (zh) 半导体装置以及半导体装置的制造方法
CN109037197A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN107039477A (zh) 图像传感器及半导体装置的制作方法
CN109037188A (zh) 半导体装置封装
TW201607009A (zh) 晶片封裝體及其製造方法
TWI592360B (zh) 集成有倒裝晶片之微機電系統感測器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180508

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication