[发明专利]堆叠芯片的气隙热量绝缘体

说明书

本申请案涉及堆叠芯片的气隙热量绝缘体。图像传感器包含堆叠在逻辑裸片上的像素裸片。所述逻辑裸片包含：至少一个功能逻辑元件，其安置在所述逻辑裸片的接合侧上；及浮凸逻辑氧化物特征的逻辑氧化物阵列，其也安置在所述接合侧上。所述像素裸片包含：像素阵列，其安置在所述像素裸片的光接收侧上；及浮凸像素氧化物特征的像素氧化物阵列，其安置在所述像素裸片的接合侧上。多个外接合件安置在所述逻辑裸片的外区与所述像素裸片的外区之间。多个内接合件在所述图像传感器的内区处形成在所述像素氧化物阵列与所述逻辑氧化物阵列之间，所述内接合件被在所述逻辑裸片与所述像素裸片之间延伸的多个流体连接气隙间隔开。

技术领域

本发明大体来说涉及图像传感器，且确切来说但不仅仅涉及图像传感器堆叠芯片组。

背景技术

图像传感器已变得无所不在。其广泛地用于数字静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医学、汽车及其它应用中。用于制造图像感测器的技术不断快速地进展。举例来说，对较高分辨率及较低功耗的需求已促进这些装置进一步小型化及集成。

CMOS图像传感器(CIS)可利用具有放置在彼此顶部上的多个芯片的堆叠架构。此种堆叠架构有利于缩小CIS的大小且可缩短一些电路连接的长度。举例来说，CIS可包含与逻辑芯片堆叠在一起的像素芯片。像素芯片可经配置以在像素阵列上接收光，光在像素中产生电荷。逻辑芯片可包含读出电路系统、模/数转换电路系统及额外逻辑电路系统。

在具有堆叠架构的CIS中，逻辑芯片的功能组件可产生大量的热量负荷。从逻辑芯片产生的热量将耗散到附近的堆叠像素芯片，此可导致局部暗电流(DC)增大且导致暗图像不均匀性(DINU)–在像素未接收到有效的光强度但却产生电荷时常见的一种不期望噪声形式。DINU在热的操作环境(例如，汽车应用)中更加常见。

发明内容

在一个方面中，本申请案提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：逻辑裸片，其具有：功能逻辑元件，其安置在所述逻辑裸片的接合侧上；及浮凸逻辑氧化物特征的逻辑氧化物阵列，其安置在所述逻辑裸片的所述接合侧上；像素裸片，其堆叠在所述逻辑裸片的顶部上，所述像素裸片具有：像素阵列，其安置在所述像素裸片的光接收侧上；及浮凸像素氧化物特征的像素氧化物阵列，其安置在所述像素裸片的接合侧上；多个外接合件，其安置在所述逻辑裸片的外区与所述像素裸片的外区之间；以及多个内接合件，其在所述图像传感器的内区处形成在所述像素氧化物阵列与所述逻辑氧化物阵列之间，所述内接合件被在所述逻辑裸片与所述像素裸片之间延伸的多个流体连接气隙间隔开。

在另一方面中，本申请案提供一种在逻辑裸片与像素裸片之间形成多个流体连接气隙的方法，所述方法包括：掩蔽在所述逻辑裸片的氧化物层的内区上的逻辑氧化物阵列；在所述逻辑裸片的所述氧化物层中蚀刻出第一多个凹槽，所述第一多个凹槽位于所述逻辑氧化物阵列内；在蚀刻出所述第一多个凹槽之后，露出所述逻辑氧化物阵列；掩蔽在所述像素裸片的氧化物层的内区上的像素氧化物阵列；在所述像素裸片的所述氧化物层中蚀刻出第二多个凹槽，所述第二多个凹槽位于所述像素氧化物阵列内；在蚀刻出所述第二多个凹槽之后，露出所述像素氧化物阵列；及将所述逻辑氧化物阵列接合到所述像素氧化物阵列而成为堆叠配置，以使得所述第一多个凹槽中的每一凹槽与所述第二多个凹槽中的至少一个凹槽流体连接。

附图说明

参考下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，否则贯穿各个视图，相似元件符号指代相似零件。

图1是图解说明根据本发明教示的图像传感器(CIS)的实施例的功能框图。

图2A图解说明根据本发明教示的具有堆叠芯片架构的实例性图像传感器。

图2B展示图2A的实例性图像传感器的部分分解图。

图2C展示图2A的实例性图像传感器的横截面图。

图3展示根据本发明教示的形成多个流体连接气隙的实例的像素氧化物阵列与逻辑氧化物阵列的示意性透视图。