[发明专利]制作多晶片图像传感器的方法

说明书

本申请案涉及一种制作多晶片图像传感器的方法。一种制作图像传感器的方法包含：在半导体衬底的成像区中形成像素阵列；及在形成所述像素阵列之后在所述半导体衬底的外围区中形成沟槽。所述外围区在所述成像区的周界上。用绝缘材料填充所述沟槽。在用绝缘材料填充所述沟槽之后形成互连层。将第一晶片接合到第二晶片。所述第一晶片包含所述互连层及所述半导体衬底。薄化所述半导体衬底的背侧以暴露所述绝缘材料。穿过所述绝缘材料形成通孔腔。所述通孔腔向下延伸到所述第二晶片的第二互连层。用导电材料填充所述通孔腔以形成通孔。所述绝缘材料将所述导电材料与所述半导体衬底绝缘。

技术领域

本发明大体来说涉及制作图像传感器，且特定来说但非排他地，涉及背侧照明式图像传感器。

背景技术

对图像传感器的需求已随着消费产品及商用产品两者将图像传感器用于增加的装置范围而增加。买家期望图像传感器具有较快性能及较高质量成像能力。为生产满足这些需求的图像传感器，已开发出多晶片图像传感器。

将图像传感器的一个晶片连接到另一晶片的常规过程包含在硅中形成沟槽/腔，用绝缘体给所述沟槽/腔加衬，及用铜填充所述经加衬沟槽。然而，在硅中形成沟槽需要减小过程容限且限制设计规则的图案化。另外，用绝缘体给沟槽加衬会用减小可用于电连接的导电材料的区域的材料填充沟槽。这增加晶片之间的每一电连接所需的占用面积的量且还可增加载运某些电信号所需的通孔的数目。因此，将期望一种制作增加晶片之间的连接性密度且减少繁重的过程步骤的多晶片图像传感器的方法。

发明内容

本发明的一方面涉及一种制作图像系统的方法，所述方法包括：在半导体衬底的成像区中形成像素阵列；在形成所述像素阵列之后在所述半导体衬底的外围区中形成沟槽，其中所述外围区在所述成像区的周界上；用绝缘材料填充所述沟槽；在用所述绝缘材料填充所述沟槽之后，形成横跨所述成像区及所述外围区的互连层，其中第一晶片包含所述互连层及所述半导体衬底；将所述第一晶片接合到第二晶片；薄化所述半导体衬底的背侧以暴露所述绝缘材料；形成穿过所述绝缘材料的通孔腔，其中所述通孔腔向下延伸到所述第二晶片的第二互连层；及用导电材料填充所述通孔腔以形成通孔，其中所述绝缘材料将所述导电材料与所述半导体衬底电绝缘。

在本发明的另一方面中，一种制作图像系统的方法包括：形成第一晶片，所述第一晶片包含第一半导体衬底及第一互连层，其中像素阵列形成于所述第一半导体衬底的成像区中，且第一绝缘填充沟槽形成于所述第一半导体衬底的外围电路区中；形成第二晶片，所述第二晶片包含第二半导体衬底及第二互连层，其中第二绝缘填充沟槽形成于第二半导体衬底中；将所述第一晶片接合到所述第二晶片，其中所述第一及第二互连层定位于第一及第二半导体层之间；将第三晶片的第三互连层接合到所述第二晶片；形成穿过所述第一及第二互连层且穿过所述第一及第二绝缘填充沟槽的至少一个深通孔腔，其中所述至少一个深通孔腔延伸到所述第三互连层内的导体；及用导电材料填充所述至少一个深通孔腔以形成深通孔。

附图说明

参考所附各图描述本发明的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有规定，否则遍及各个视图的相似参考编号指代相似部件。

图1A到1K图解说明根据本发明的实施例通过在第一晶片与第二晶片之间形成一或多个通孔来制作多晶片图像传感器的过程。

图2展示根据本发明的实施例的图像传感器的平面图，其包含在图像传感器的成像区的周界上的外围区。

图3A到3G图解说明根据本发明的实施例制作具有三个或三个以上晶片的图像传感器的过程。

图4是图解说明根据本发明的实施例的成像传感器的功能框图。

具体实施方式