盤(pán)200之上形成最終的鈍化層,諸如鈍化層214??梢允褂梅婪瓷渫繉?ARC)材料形成鈍化層214,以便防止進(jìn)入微透鏡212的光反射回環(huán)境中(作為一個(gè)例子)。因此在結(jié)構(gòu)212和200兩者之上形成層214起到雙重目的:(i)作為微透鏡陣列上的防反射襯,和(ii)作為用于焊盤(pán)200的鈍化層。因此,使用微透鏡ARC襯214鈍化焊盤(pán)200可以消除先前所需的鈍化焊盤(pán)200的步驟,從而減少了處理步驟,并且使得CFA和微透鏡構(gòu)造過(guò)程中的疊層高度最小化。減小CFA和微透鏡形成過(guò)程中的疊層高度是重要的,因?yàn)樗鼫p少了涂層劃線(streak),并且改進(jìn)了產(chǎn)量。
[0045]如圖3所示,可以去除在焊盤(pán)200之上形成的層214的一部分,以便暴露焊盤(pán)200。焊線84可被使用焊料85或者其它導(dǎo)電粘合材料耦連到焊盤(pán)200的暴露部分。圖3的示例性配置僅僅是說(shuō)明性的,并且不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。如果希望,焊盤(pán)200可被耦連到管芯102和/或管芯104內(nèi)的其它信號(hào)傳遞電路。
[0046]圖4示出了堆疊的管芯成像系統(tǒng)的另一種適合的布置,其中焊盤(pán)被直接形成在最高電介質(zhì)層132內(nèi)的圖案化的接合盤(pán)上。如圖4所示,可以在穿氧化物通孔結(jié)構(gòu)204的形成過(guò)程中構(gòu)造導(dǎo)電接合盤(pán),諸如接合盤(pán)結(jié)構(gòu)203。作為一個(gè)例子,可以通過(guò)首先在層132中形成矩形溝槽的圖案,并且然后以導(dǎo)電材料填充該溝槽形成接合盤(pán)203??梢栽谛纬捎糜谡诠庹纸Y(jié)構(gòu)201的腔的圖案時(shí)形成接合盤(pán)溝槽(作為一個(gè)例子)??梢栽谛纬捎糜赥OV結(jié)構(gòu)的孔之前或者在形成用于TOV結(jié)構(gòu)的孔之后形成接合盤(pán)溝槽。接合盤(pán)溝槽可被與遮光結(jié)構(gòu)201和TOV結(jié)構(gòu)同時(shí)填充。換言之,結(jié)構(gòu)201,204和203可被以相同材料(例如,銅)填充。
[0047]這種通過(guò)在填充TOV之前蝕刻出溝槽,結(jié)合TOV結(jié)構(gòu)204形成接合盤(pán)203的工藝有時(shí)被稱(chēng)為“雙鑲嵌”工藝。銅接合盤(pán)的形成(作為一個(gè)例子)允許直接在銅接合盤(pán)203之上形成焊盤(pán)200’ (即,不必使用圖4中的附加焊盤(pán)塞202)。因此,在金屬接合盤(pán)結(jié)構(gòu)203上直接制造焊盤(pán)結(jié)構(gòu)200’而不使用任何置于其間的塞也可以幫助減小疊層高度。
[0048]圖5是用于制造結(jié)合圖4所述類(lèi)型的成像系統(tǒng)的說(shuō)明性步驟的流程圖。在步驟300,可以在圖像傳感器襯底110的背側(cè)上形成ARC襯120。在步驟300之前,可能已經(jīng)在圖像傳感器襯底100的正面形成了光電二極管、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)以及其它成像電路。
[0049]在步驟302,可以在ARC襯120上形成第一氧化物層122。在步驟304,可以在層122上形成第一鈍化層130 (例如,第一氮化物層)。在步驟306,可以穿過(guò)層130、122、120和襯底110蝕刻第一孔。在步驟308,可以在層130之上沉積氧化物材料,以便形成第二氧化物層132,并且還覆蓋第一孔的側(cè)壁和底部。
[0050]在步驟310,可以對(duì)層132上的附加區(qū)域圖案化,以便形成用于TOV結(jié)構(gòu)、遮光結(jié)構(gòu)201和接合盤(pán)203的凹陷。例如,至少一個(gè)附加的第二孔可被穿過(guò)第一孔的中心形成,并且可以延伸到DSP管芯104內(nèi),同時(shí)可以蝕刻出用于接合盤(pán)和遮光結(jié)構(gòu)的腔。在步驟314期間,這些孔和腔可被同時(shí)填充不透明的導(dǎo)電材料(例如,銅),以便形成結(jié)構(gòu)201、204和203 (見(jiàn),例如,圖4)。
[0051]在步驟316,可以在第二氧化物層132上形成第二鈍化層(例如,第二氮化物襯)。在步驟318,可以在接合盤(pán)203 (例如,銅接合盤(pán)結(jié)構(gòu))上直接形成外部焊盤(pán)結(jié)構(gòu),諸如焊盤(pán)200’(例如,鋁焊盤(pán)結(jié)構(gòu))。在步驟320,可以在CFA收容結(jié)構(gòu)內(nèi)的各個(gè)槽內(nèi)形成濾色器元件,其中每一個(gè)濾色器元件被定位在管芯102的有源成像區(qū)域內(nèi)的對(duì)應(yīng)光電二極管之上。
[0052]在步驟322,可以在濾色器陣列之上的第二鈍化層134上形成微透鏡陣列212。在步驟324,可以在微透鏡陣列和鋁焊盤(pán)200’之上同時(shí)形成微透鏡ARC襯214,以便幫助鈍化焊盤(pán)結(jié)構(gòu)。
[0053]這些步驟僅僅是說(shuō)明性,并且不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。如果希望,可以改變這些步驟的順序,并且可以插入附加處理步驟而不脫離本實(shí)用新型的精神。
[0054]圖6以簡(jiǎn)化形式示出了典型的處理器系統(tǒng)500,諸如數(shù)字照相機(jī),其包括成像設(shè)備400。成像設(shè)備400可以包括具有圖1所示類(lèi)型的像素的像素陣列402(例如,像素陣列402可以是在圖像傳感器SOC上形成的圖像像素陣列)。處理器系統(tǒng)500是可以包括成像設(shè)備400的具有數(shù)字電路的系統(tǒng)的示例。不是作為限制,這種系統(tǒng)可以包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、靜態(tài)照相機(jī)或者攝像機(jī)系統(tǒng)、掃描儀、機(jī)器視覺(jué)、車(chē)輛導(dǎo)航、視頻電話、監(jiān)視系統(tǒng)、自動(dòng)聚焦系統(tǒng)、天體跟蹤器系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、圖像穩(wěn)定性系統(tǒng)、以及采用成像設(shè)備的其它系統(tǒng)。
[0055]處理器系統(tǒng)500,其可以是數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)系統(tǒng)或者攝像機(jī)系統(tǒng),可以包括透鏡諸如透鏡596,用于當(dāng)快門(mén)釋放按鈕597被按壓時(shí),將圖像聚焦到像素陣列,諸如像素陣列30。處理器系統(tǒng)500可以包括中央處理單元,諸如中央處理單元(CPU)595。CPU 595可以是微處理器,其控制照相機(jī)功能和一個(gè)或多個(gè)圖像流功能,并且在總線諸如總線593上與一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(I/O)設(shè)備591通信。成像設(shè)備400還可以在總線593上與CPU 595通信。系統(tǒng)500可以包括隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM) 592和可移動(dòng)存儲(chǔ)器594。可移動(dòng)存儲(chǔ)器594可以包括在總線593上與CPU 595通信的閃速存儲(chǔ)器。成像設(shè)備400可被與CPU 595組合、具有或沒(méi)有存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備、在單個(gè)集成電路上或者在不同芯片上。雖然作為單總線示出了總線593,其可以是一個(gè)或多個(gè)總線或橋,或者用于互連系統(tǒng)組件的其它通信路徑。
[0056]已經(jīng)描述了各種實(shí)施例,說(shuō)明了包括成像系統(tǒng)和主機(jī)子系統(tǒng)的電子設(shè)備(見(jiàn),例如,圖1的設(shè)備10)。成像系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器。每一個(gè)圖像傳感器可以包括在半導(dǎo)體襯底上形成的圖像像素陣列。每一個(gè)圖像像素可以包括配置為將進(jìn)入光轉(zhuǎn)換為電荷的一個(gè)或多個(gè)感光元件。
[0057]特別地,成像電路可以包括堆疊在數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)管芯之上的圖像傳感器管芯。圖像傳感器管芯可以包括具有正面和背面的襯底,多個(gè)成像像素和在襯底的正面形成的淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu),在襯底的正面形成的互連傳遞層,在襯底背面形成的防反射涂層(ARC)材料層,在ARC層上形成的第一電介質(zhì)層,在第一電介質(zhì)層上形成的第一鈍化層,在第一鈍化層上形成的第二電介質(zhì)層,以及在第二電介質(zhì)層上形成的第二鈍化層。第一和第二電介質(zhì)層可以由氧化物形成,而第一和第二鈍化層可以由氮化物形成(作為例子)。
[0058]在一個(gè)適合的布置中,可以在第二鈍化層上形成微透鏡陣列。而穿氧化物通孔(TOV)結(jié)構(gòu)可被穿過(guò)第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、襯底和互連傳遞層形成,并且可以部分地延伸到DSP管芯內(nèi)。以這種方式形成的TOV可以用來(lái)從圖像傳感器管芯向DSP管芯傳送圖像像素信號(hào)。
[0059]可以在TOV結(jié)構(gòu)之上的圖像傳感器管芯上形成外部焊盤(pán)。外部焊盤(pán)可被電耦連到TOV結(jié)構(gòu)。可以直接在微透鏡陣列和該焊盤(pán)上形成第三鈍化層。可以使用防反射涂層(ARC)材料形成第三鈍化層。如果希望,可以在該焊盤(pán)和TOV結(jié)構(gòu)之間插入接合盤(pán)結(jié)構(gòu)??梢栽诘诙娊橘|(zhì)層內(nèi)形成接合盤(pán)結(jié)構(gòu)。圖像傳感器管芯還可以包括在第二電介質(zhì)層內(nèi)形成的遮光結(jié)構(gòu)。接合盤(pán)結(jié)構(gòu)、遮光結(jié)構(gòu)和TOV結(jié)構(gòu)可被同時(shí)形成(例如,這些結(jié)構(gòu)可被同時(shí)填充相同的