[发明专利]用于垂直集成的背照式图像传感器的装置

权利要求书

1.一种方法，包括：

提供第一芯片，所述第一芯片包括光有源区和耦合至所述光有源区的图像传感器的第一晶体管；

在所述第一芯片的第一侧上形成第一接合焊盘；

提供第二芯片，所述第二芯片包括：

所述图像传感器的第二晶体管；

位于所述第二芯片的第一侧上的第二接合焊盘；

位于所述第二芯片的第二侧上的输入/输出端子；以及

耦合在所述输入/输出端子和所述第二接合焊盘之间的通孔；

在所述第二芯片上堆叠所述第一芯片，其中，所述第一接合焊盘与所述第二接合焊盘对准；以及

接合所述第一芯片和所述第二芯片，其中：

所述第一芯片的第一侧上的所述第一接合焊盘电耦合至所述第二芯片的第一侧上的所述第二接合焊盘；以及

所述图像传感器的所述第一晶体管电耦合至所述图像传感器的所述第二晶体管。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述第二芯片的第一侧上形成第三接合焊盘，其中，所述第三接合焊盘耦合至所述第二芯片的逻辑电路；以及

在所述第一芯片的第一侧上形成第四接合焊盘，其中，在接合所述第一芯片和所述第二芯片的步骤之后，所述第四接合焊盘电耦合至所述第三接合焊盘。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输入/输出端子是铝铜焊盘。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在接合所述第一芯片和所述第二芯片的步骤之后，使所述第一芯片的第二侧变薄至第一厚度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一厚度在约2um至约2.15um的范围内。

6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

通过多个互连部件将第三芯片接合在所述第二芯片的顶部上，其中，所述第三芯片包括逻辑电路。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述第一芯片包括所述图像传感器的转移晶体管；

所述第二芯片包括所述图像传感器的复位晶体管、选择晶体管以及源极跟随器；以及

所述第三芯片包括耦合至通过所述转移晶体管、所述复位晶体管、所述选择晶体管以及所述源极跟随器形成的四晶体管图像传感器电路的逻辑电路。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在具有第一导电性的衬底上生长外延层；

在所述外延层中注入具有第二导电性的离子以形成第一光有源区；

在所述外延层中注入具有第一导电性的离子以形成第二光有源区；以及

使所述衬底的背面变薄，直到暴露所述外延层为止。

9.一种装置，包括：

背照式图像传感器芯片，包括：

第一晶体管，邻近所述背照式图像传感器芯片的第一侧；

第一接合焊盘，形成在所述背照式图像传感器芯片的第一侧中；和

光有源区，邻近所述背照式图像传感器芯片的第二侧；以及

第二芯片，包括：

第二晶体管；

输入/输出焊盘，形成在所述第二芯片的第二侧上；

第二通孔，耦合在所述第二晶体管和所述输入/输出焊盘之间；和

第二接合焊盘，形成在所述第二芯片的第一侧中，其中，所述第二芯片和所述背照式图像传感器芯片面对面地接合在一起，并且所述第一接合焊盘电耦合至所述第二接合焊盘。

10.一种器件，包括：

光电二极管，位于第一芯片中，所述光电二极管邻近所述第一芯片的第二侧；

第一晶体管，形成在所述第一芯片中并且电耦合至所述光电二极管，所述第一晶体管耦合至形成在所述第一芯片的第一侧中的第一接合焊盘；

第二晶体管，形成在第二芯片中并且耦合至形成在所述第二芯片的第一侧中的第二接合焊盘，其中：

所述第二芯片与所述第一芯片接合；并且

所述第二接合焊盘电耦合至所述第一接合焊盘；以及

逻辑电路，形成在第三芯片中并且通过多个互连部件耦合至所述第二芯片的所述第二晶体管，其中，所述第三芯片堆叠在所述第二芯片上。