[发明专利]堆叠式CMOS图像传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种堆叠式CMOS图像传感器，其特征在于，包括：

键合的逻辑晶圆和像素晶圆，所述逻辑晶圆包括第一衬底、位于所述第一衬底上的第一介质层和嵌设于所述第一介质层中的第一金属层；所述像素晶圆包括第二衬底、位于所述第二衬底上的第二介质层和嵌设于所述第二介质层中的第二金属层，所述第一介质层面向所述第二介质层键合；所述第二衬底远离所述第二介质层的一侧形成有接地孔；所述第二衬底表面或内部形成有接地焊垫；

硅通孔，所述硅通孔贯穿所述像素晶圆和部分厚度的所述第一介质层暴露出所述第一金属层；

第三金属层，所述第三金属层填充所述硅通孔且与所述第一金属层电连接，所述第三金属层还通过所述第二金属层与所述接地焊垫电连接；

互连层，所述互连层包括互连层遮光部，所述互连层遮光部填充所述接地孔并延伸覆盖部分所述第二衬底，且所述互连层遮光部与所述第三金属层电连接。

2.如权利要求1所述的堆叠式CMOS图像传感器，其特征在于，所述互连层还包括互连层栅格部，所述互连层栅格部与所述互连层遮光部间隔设置。

3.如权利要求2所述的堆叠式CMOS图像传感器，其特征在于，所述像素晶圆包括像素区，所述像素区内分布有栅格部，所述栅格部包括呈网格状的若干栅格，所述栅格内形成有像素单元，所述互连层栅格部在所述第二衬底上的投影覆盖所述像素区的栅格部。

4.如权利要求3所述的堆叠式CMOS图像传感器，其特征在于，所述像素晶圆还包括遮光区以及焊垫层区，所述像素区位于所述像素晶圆的中心区域，所述遮光区环形分布在所述像素区的周围，所述焊垫层区分布在所述遮光区远离所述像素区的周侧区域，所述互连层遮光部位于所述遮光区，所述接地焊垫位于所述焊垫层区。

5.如权利要求1所述的堆叠式CMOS图像传感器，其特征在于，所述第二衬底和所述互连层之间还设置有隔离层，位于所述硅通孔上方的所述隔离层和所述互连层之间还设置有绝缘层，所述互连层填充贯穿所述绝缘层和所述隔离层的窗口与所述第三金属层电连接。

6.如权利要求5所述的堆叠式CMOS图像传感器，其特征在于，所述像素晶圆还包括沟槽，所述沟槽贯穿所述第二衬底以及部分厚度的所述第二介质层暴露出所述第二金属层；所述接地焊垫位于所述沟槽底部并与所述第二金属层电连接；所述隔离层填充所述沟槽且具有暴露出所述接地焊垫的开口。

7.一种堆叠式CMOS图像传感器的制作方法，其特征在于，包括：

提供键合的逻辑晶圆和像素晶圆，所述逻辑晶圆包括第一衬底、位于所述第一衬底上的第一介质层和嵌设于所述第一介质层中的第一金属层；所述像素晶圆包括第二衬底、位于所述第二衬底上的第二介质层和嵌设于所述第二介质层中的第二金属层，所述第一介质层面向所述第二介质层键合；

形成硅通孔，所述硅通孔贯穿所述像素晶圆和部分厚度的所述第一介质层暴露出所述第一金属层；

形成第三金属层，所述第三金属层填充所述硅通孔且与所述第一金属层电连接，所述第三金属层还与所述第二金属层电连接；

在所述第二衬底表面或内部形成接地焊垫，所述接地焊垫与所述第二金属层电连接；

在所述第二衬底远离所述第二介质层的一侧形成接地孔；

形成互连层，所述互连层包括互连层遮光部，所述互连层遮光部填充所述接地孔并延伸覆盖部分所述第二衬底，且所述互连层遮光部与所述第三金属层电连接。

8.如权利要求7所述的堆叠式CMOS图像传感器的制作方法，其特征在于，形成接地焊垫之后，形成接地孔之前还包括：

形成隔离层，所述隔离层填充所述沟槽并覆盖所述第二衬底远离所述第二介质层一侧的表面；

形成绝缘层，所述绝缘层覆盖所述隔离层；

刻蚀所述绝缘层和所述隔离层形成窗口，所述窗口暴露出所述第三金属层；刻蚀去除所述绝缘层覆盖所述像素晶圆的像素区的部分以及覆盖所述接地焊垫的部分暴露出相应区域的隔离层，刻蚀剩余的所述绝缘层位于所述窗口的周圈。