[发明专利]通过像素级结合中的结合通孔形成的反馈电容器

说明书

本申请案涉及一种通过像素级结合中的结合通孔形成的反馈电容器。图像传感器包含安置在第一半导体材料中的光电二极管，且所述光电二极管经定位以通过所述第一半导体材料的背侧吸收图像光。第一浮动扩散部安置为靠近所述光电二极管，并经耦合以响应于施加到安置在所述光电二极管与所述第一浮动扩散部之间的转移栅极的转移信号而从所述光电二极管接收图像电荷。包含第二浮动扩散部的第二半导体材料安置为靠近所述第一半导体材料的前侧。电介质材料安置在所述第一半导体材料与所述第二半导体材料之间，并且包含从所述第一浮动扩散部延伸到所述第二浮动扩散部的第一结合通孔，横向靠近所述第一结合通孔地安置的第二结合通孔，及横向靠近所述第一结合通孔地安置的第三结合通孔。

技术领域

本发明大体上涉及半导体制造，且特定来说但非排他性地涉及晶片结合。

背景技术

图像传感器已变得无处不在。它们广泛用于数字静态相机，蜂窝电话、安全摄像机，以及医疗、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术持续以迅猛的速度进展。举例来说，对更高分辨率及更低功耗的需求已促进这些装置的进一步微型化及集成化。

典型的图像传感器如下操作。来自外部场景的图像光入射在图像传感器上。图像传感器包含多个光敏元件，使得每一光敏元件吸收入射图像光的一部分。包含在图像传感器中的光敏元件(例如光电二极管)在吸收图像光时各自产生图像电荷。所产生的图像电荷的量与图像光的强度成比例。所产生的图像电荷可用于产生表示外部场景的图像。

随着图像传感器中的像素变得越小，图像传感器中的像素变得越接近。因此，可能需要将图像传感器中的个别像素(及相关联电路)电隔离以防止可能使图像质量降级的电串扰。

发明内容

本申请案的一个方面涉及一种图像传感器。在一个实施例中，所述图像传感器包括：光电二极管，其安置在具有前侧及与所述前侧相对的背侧的第一半导体材料中，其中所述光电二极管经定位以通过所述第一半导体材料的所述背侧吸收图像光；第一浮动扩散部，其安置为靠近所述光电二极管，并经耦合以响应于施加到安置在所述光电二极管与所述第一浮动扩散部之间的转移栅极的转移信号而从所述光电二极管接收图像电荷；第二半导体材料，其包含第二浮动扩散部，所述第二半导体材料安置为靠近所述第一半导体材料的所述前侧；及电介质材料，其安置在所述第一半导体材料与所述第二半导体材料之间，所述电介质材料包含：第一结合通孔，其从所述第一浮动扩散部延伸到所述第二浮动扩散部；第二结合通孔，其横向靠近所述第一结合通孔地安置；及第三结合通孔，其横向靠近所述第一结合通孔地安置，其中所述第一结合通孔安置在所述第二结合通孔与所述第三结合通孔之间，使得所述第二结合通孔及所述第三结合通孔至少部分环绕所述第一结合通孔。

本申请案的另一方面涉及一种图像传感器系统。在一个实施例中，所述系统包括：多个图像传感器像素，其中所述图像传感器系统中的个别像素包含以下中的至少一个：光电二极管，其安置在第一半导体材料中，其中所述光电二极管电耦合到转移栅极，其中响应于施加到所述转移栅极的转移信号，来自所述光电二极管的电荷被转移到安置在所述第一半导体材料中的第一浮动扩散部；第一结合通孔，其从所述第一浮动扩散部延伸到安置在第二半导体材料中的第二浮动扩散部；电介质材料，其安置在所述第一半导体材料与所述第二半导体材料之间；第二结合通孔，其靠近所述电介质材料中的所述第一结合通孔地安置；及控制电路及包含第一位线触点及第二位线触点的读出电路，其中所述第二结合通孔电耦合到所述第一位线触点。

附图说明

参考以下图式描述本发明的非限制性及非穷尽实例，其中相似参考数字贯穿各种视图指相似部分，除非另有规定。

图1A是根据本发明的教示的实例晶片结合图像传感器的横截面图。

图1B是根据本发明的教示的图1A中晶片结合图像传感器的电路图。

图2是说明根据本发明的教示的可包含图1A到1B的图像传感器的成像系统的一个实例的框图。