1.一種CMOS圖像傳感器芯片,其特征在于,至少包括像素陣列區(qū)和讀出電路區(qū),所述像素陣列區(qū)和讀出電路區(qū)在豎直方向上排布;
所述像素陣列區(qū)設(shè)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)SOI硅片的外延硅層上,其包括:
像素陣列的各感光二極管和位于感光二極管周圍的控制晶體管;
所述控制晶體管包括:
沿所述外延硅層的底面向其表面方向依次設(shè)置的第一多晶硅層和第一多層金屬互連層;
所述第一多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面與所述外延硅層的表面平齊并露出;
所述讀出電路區(qū)設(shè)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體硅片上,其包括:
沿所述體硅片的底面向其表面方向依次設(shè)置的第二多晶硅層和第二多層金屬互連層;
所述第二多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面與所述體硅片的表面平齊并露出;
像素陣列中每個(gè)像素的所述第一多晶硅層、第一多層金屬互連層、第二多層金屬互連層和第二多晶硅層在豎直方向上相對(duì)準(zhǔn);
所述第一多晶硅層、第一多層金屬互連層與感光二極管之間形成互連,所述第二多晶硅層、第二多層金屬互連層之間形成互連;
所述第一多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面與所述第二多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面相連接,所述外延硅層的表面與所述體硅片的表面相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器芯片,其特征在于,所述外延硅層的底面裸露或具有SOI硅片的埋氧層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器芯片,其特征在于,還包括外圍電路區(qū),所述外圍電路區(qū)設(shè)于讀出電路區(qū)的外圍,其包括:
沿所述體硅片的底面向其表面方向依次設(shè)置的第三多晶硅層、第三多層金屬互連層和焊盤(pán);
所述焊盤(pán)的表面與所述體硅片的表面平齊并露出于所述體硅片與外延硅層相連接的表面部分之外;
所述第三多晶硅層、第三多層金屬互連層與焊盤(pán)之間形成互連;
所述外圍電路區(qū)與像素陣列區(qū)和讀出電路區(qū)之間形成互連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CMOS圖像傳感器芯片,其特征在于,所述體硅片的表面具有凹槽,所述外延硅層的表面通過(guò)凹槽底面與所述體硅片的表面相連接,位于所述外延硅層表面的所述第一多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面與位于所述凹槽底面的所述第二多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面相連接,所述焊盤(pán)位于所述凹槽之外的所述體硅片的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的CMOS圖像傳感器芯片,其特征在于,所述焊盤(pán)通過(guò)金屬線進(jìn)行引出,以實(shí)現(xiàn)對(duì)CMOS圖像傳感器芯片的封裝。
6.一種權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器芯片的制備方法,其特征在于,包括像素陣列區(qū)、讀出電路區(qū)的制備及連接;其中,
所述像素陣列區(qū)的制備包括:
提供一標(biāo)準(zhǔn)SOI硅片,所述標(biāo)準(zhǔn)SOI硅片依次具有襯底硅層、埋氧層、外延硅層,在所述標(biāo)準(zhǔn)SOI硅片的外延硅層上使用常規(guī)的CMOS前道制造工藝形成構(gòu)成像素陣列結(jié)構(gòu)的感光二極管、第一多晶硅層結(jié)構(gòu);
使用后道制造工藝在所述第一多晶硅層之上形成第一多層金屬互連層的各層金屬互連層結(jié)構(gòu);
所述讀出電路區(qū)的制備包括:
提供一標(biāo)準(zhǔn)體硅片,在所述標(biāo)準(zhǔn)體硅片上使用前道制造工藝形成構(gòu)成像素陣列結(jié)構(gòu)的第二多晶硅層結(jié)構(gòu);
使用后道制造工藝在所述第二多晶硅層之上形成第二多層金屬互連層的各層金屬互連層結(jié)構(gòu);
將上述SOI硅片外延硅層的表面與體硅片的表面相對(duì),并使第一多層金屬互連層的最后一層金屬互連層與第二多層金屬互連層的最后一層金屬互連層的圖形對(duì)準(zhǔn),然后,進(jìn)行金屬鍵合,從而使第一多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面與第二多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面相連接、外延硅層的表面與體硅片的表面相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的CMOS圖像傳感器芯片的制備方法,其特征在于,還包括:將所述SOI硅片的襯底硅層剝離,并保留SOI硅片的埋氧層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的CMOS圖像傳感器芯片的制備方法,其特征在于,在制備讀出電路區(qū)的同時(shí),還包括在讀出電路區(qū)的外圍制備外圍電路區(qū),其包括:
在所述第二多晶硅層的外圍使用前道制造工藝形成第三多晶硅層結(jié)構(gòu);
使用后道制造工藝在所述第三多晶硅層之上形成第三多層金屬互連層的各層金屬互連層結(jié)構(gòu),以及在第三多層金屬互連層的最后一層金屬互連層之上形成焊盤(pán);
在上述過(guò)程中,使所述焊盤(pán)的表面與體硅片的表面平齊,并露出于體硅片與外延硅層相連接的表面部分之外,并使所述第三多晶硅層、第三多層金屬互連層與焊盤(pán)之間形成互連,以及在進(jìn)行金屬鍵合后使所述外圍電路區(qū)與像素陣列區(qū)和讀出電路區(qū)之間形成互連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的CMOS圖像傳感器芯片的制備方法,其特征在于,在制備讀出電路區(qū)和外圍電路區(qū)之前,先在體硅片的表面中部形成一個(gè)凹槽結(jié)構(gòu),并使所述凹槽的尺寸與所述外延硅層的尺寸相匹配,然后將讀出電路區(qū)制備于凹槽的底面下方、將外圍電路區(qū)制備于凹槽以外的體硅片區(qū)域,并使所述焊盤(pán)位于所述凹槽之外的所述體硅片的表面;
將所述外延硅層的表面端向凹槽中插入,并進(jìn)行金屬鍵合,使所述外延硅層的表面與凹槽底面的體硅片表面相連接,以及使位于所述外延硅層表面的所述第一多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面與位于所述凹槽底面的所述第二多層金屬互連層的最后一層金屬互連層表面相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的CMOS圖像傳感器芯片的制備方法,其特征在于,通過(guò)CMOS圖像傳感器的封裝技術(shù),將所述焊盤(pán)進(jìn)行金屬線引出,實(shí)現(xiàn)對(duì)CMOS圖像傳感器芯片的封裝。