图像传感器的制作方法

1.本实用新型属于图像传感技术领域，特别是涉及一种图像传感器。


背景技术：

2.全局曝光(global shuter)的实现原理是每个曝光像素都伴随一个存储电容，感光阵列上所有像素同时曝光，然后光电子被转移到存储电容上并锁定，等待后续电路读出。相比于卷帘曝光(rolling shutter)，全局曝光的优点是获得图像每一行的曝光时间比较一致，在拍摄运动物体时图像不会出现偏移和歪斜。
3.一般现有的全局快门(global shutter)图像传感器中，电路中需要设置多个电容，如充值电容crst和增益电容csig，用以实现单个像素尺寸内可以有多个电容器件作为存储节点使用。
4.常规设计中，电路中的多个电容通常使用单层的平面电容结构，这种结构在像素微缩时会受到制造工艺的限制，难以实现较小的像素设计，平面电容制备中，受工艺窗口限制，如图1所示，平面电容的工艺窗口通常受限于mim介质层的最小制造尺寸w以及最小隔离尺寸s，在满足需要容量的情况下只能做到一定面积，难以进一步缩小，否则不能满足所需的电容容量；此时，上层电容与下层像素对称设置，导致下层的像素不能再进一步减小。
5.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种图像传感器，用于解决现有技术中多个电容的面积难以缩小而导致像素难以微缩的问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种图像传感器，所述图像传感器包括存储控制单元，所述存储控制单元包括第一控制晶体管、第一电容、第二控制晶体管及第二电容；所述第一控制晶体管和第二控制晶体管设置于一基底中；所述基底上设有堆叠排布且由介质层间隔的第一布线层、第二布线层和第三布线层；所述第一布线层上设置有第一电容介质和第一电容极板，以构建出所述第一电容；所述第二布线层上设置有第二电容介质和第二电容极板，以构建出所述第二电容；所述第一布线层通过第一导电孔连接至所述第一控制晶体管的第一端，所述第一电容极板通过第二导电孔与所述第二布线层连接，所述第二电容极板通过第三导电孔与所述第三布线层连接，所述第三布线层通过第四导电孔连接至所述第二控制晶体管的第一端，所述第二布线层连接至第一参考电位。
8.可选地，所述第一布线层包括第一主体部、第一延伸部和第一连接部，所述第一主体部设置于所述基底上方的中部区域，所述第一延伸部与所述第一主体部连接并沿第一方向延伸至所述第一电容以外的第一区域，所述第一连接部与所述第一主部间隔设置于所述第一电容以外的第二区域，所述第一电容介质和第一电容极板设置于所述第一主体部上，
所述第一导电孔设置于所述第一延伸部下方并连接至所述第一控制晶体管的第一端。
9.可选地，所述第二布线层包括第二主体部和第二连接部，所述第二主体部设置于所述第一电容上方，所述第二连接部设置于所述第一连接部上方，所述第二导电孔设置于所述第二主体部下方并连接至所述第一电容极板。
10.可选地，所述第三布线层包括沿第二方向延伸的线路部，所述线路部的第一端位于所述第二电容上方，第二端延伸至所述第二连接部上方，所述第三导电孔设置于所述线路部的第一端并连接至所述第二电容极板，所述第二端通过所述第四导电孔连接至所述第二控制晶体管的第一端，其中，所述第四导电孔包括依次排布于所述线路部、第二连接部、第一连接部和第二控制晶体管的第一端之间的第三连接孔、第二连接孔和第一连接孔。
11.可选地，所述基底中还设置有浮动扩散点，所述第一控制晶体管的第二端和所述第二控制晶体管的第二端耦接至所述浮动扩散点，所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管串联或并联设置，所述第一控制晶体管的栅端接入第一控制信号，第一端连接所述第一布线层以连接所述第一电容；所述第二控制晶体管的栅端接入第二控制信号，第一端连接所述第三布线层以连接所述第二电容。
12.可选地，所述存储控制单元还包括设置在所述基底中的第三控制晶体管，所述第三控制晶体管的栅端接入第三控制信号，第一端连接所述第一控制晶体管的第一端且耦接至所述第一布线层以电连接所述第一电容，第二端连接第二控制晶体管的第一端且耦接至所述第三布线层以电连接所述第二电容。
13.可选地，所述存储控制单元还包括设置在所述基底中的第四控制晶体管，所述第四控制晶体管的栅端接入第四控制信号，第一端连接所述第二控制晶体管的第一端且耦接至所述第三布线层以电连接所述第二电容，第二端连接第三控制晶体管的第一端且耦接至所述第一布线层以电连接所述第一电容。
14.可选地，所述存储控制单元还包括设置在所述基底中的第五控制晶体管和第六控制晶体管，其中，所述第五控制晶体管的栅端接入第五控制信号，第一端耦接至所述第一控制晶体管的第二端，第二端耦接至所述第三晶体管的第二端；所述第六控制晶体管的栅端接入第六控制信号，第一端耦接至所述第二控制晶体管的第二端，第二端耦接至所述第四晶体管的第二端。
15.可选地，所述基底中还设置有第一源跟随晶体管、第二源跟随晶体管及第一像素选择晶体管；其中：所述第一源跟随晶体管的栅端连接至浮动扩散点，第一端接入第一可变电压，第二端耦接所述第一控制晶体管的第二端和所述第二控制晶体管的第二端；所述第二源跟随晶体管的栅端耦接至所述第一布线层以电连接所述第一电容且耦接至所述第三布线层以电连接所述第二电容，第一端接入第二电源电压，第二端连接所述第一像素选择晶体管的第一端；所述第一像素选择晶体管的栅端接入第一像素选择信号，第二端作为像素信号的输出端。
16.可选地，所述基底中还设置有第二像素选择晶体管，所述第二像素选择晶体管的栅端接入第二像素选择信号，第一端耦接至所述第一源跟随晶体管的第二端，第二端耦接至所述第一像素选择晶体管的第二端。
17.可选地，所述基底中还设置有感光控制单元及复位单元，所述感光控制单元包括光电转换元件及传输晶体管；其中，所述光电转换元件的输出端连接所述传输晶体管的第
一端，另一端接第二参考电位；所述传输晶体管的栅端接入传输控制信号，第二连接端连接至浮动扩散点，所述复位单元包括复位晶体管，所述复位晶体管的栅端接入复位控制信号，第一连接端接入第一电源电压，第二连接端连接至所述浮动扩散点。
18.可选地，所述图像传感器包括呈阵列排布的若干个像素单元，每一所述像素单元包括一个所述感光控制单元，其中，所述第一电容和所述第二电容均与所述感光控制单元上下一一对应设置。
19.可选地，所述基底上还设有与所述第一布线层、所述第二布线层和所述第三布线层堆叠排布且由介质层间隔的至少一层辅助布线层，各所述辅助布线层设置在所述第一布线层下方以实现基底中器件的电连接。
20.如上所述，本实用新型的图像传感器，具有以下有益效果：
21.本实用新型将图像传感器的多个电容设置为纵向堆叠的多个电容结构，在满足图像传感器对电容容量需求的条件下，可有效减小整体的电容面积，从而使得电容下方对应的像素部分可以进一步实现微缩。
22.与传统的平面电容结构相比，本实用新型可以有效避免平面工艺所需占用的隔离间距，多个电容可在纵向方向上通过层间介质实现电容之间的有效隔离，使得本实用新型在减小像素结构面积的同时，有效改善图像传感器的噪声性能。
附图说明
23.所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于说明本技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例。
24.图1显示为现有技术中的平面电容的结构示意图。
25.图2a显示为本实用新型实施例的第一种图像传感器的电路原理示意图。
26.图2b显示为本实用新型实施例的第二种图像传感器的电路原理示意图。
27.图3显示为本实用新型实施例的图像传感器的剖面结构示意图。
28.图4显示为本实用新型实施例的图像传感器的平面结构示意图。
29.图5显示为本实用新型实施例的第三种图像传感器的电路原理示意图。
30.图6显示为本实用新型实施例的第四种图像传感器的电路原理示意图。
31.图7显示为本实用新型实施例的第五种图像传感器的电路原理示意图。
32.元件标号说明
33.m1
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第一控制晶体管
34.m2
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第二控制晶体管
35.m3
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第三控制晶体管
36.pd
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光电转换元件
37.tx
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传输晶体管
38.fd
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浮动扩散点
39.rst
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复位晶体管
40.c1
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第一电容
41.c2
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第二电容
42.sf1
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第一源跟随晶体管
43.sf2
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第二源跟随晶体管
44.rs1
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第一像素选择晶体管
45.101
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第一连接点
46.102
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第一导电孔
47.103
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第一布线层
48.104
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第一电容介质
49.105
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第一电容极板
50.106
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第二导电孔
51.107
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第二布线层
52.108
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第二电容介质
53.109
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第二电容极板
54.110
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第三导电孔
55.111
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第三布线层
56.201
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第二连接点
57.202
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第一连接孔
58.203
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第一连接部
59.204
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第二连接孔
60.205
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第二连接部
61.206
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第三连接孔
62.301
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第一主体部
63.302
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第一延伸部
64.303
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第二主体部
具体实施方式
65.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
66.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
67.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
68.如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
69.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的
其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
70.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
71.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
72.如图2～图4所示，本实施例提供一种图像传感器，所述图像传感器包括感光控制单元、浮动扩散点fd、复位单元及存储控制单元，所述存储控制单元包括第一控制晶体管m1、第一电容c1、第二控制晶体管m2、第二电容c2、第一源跟随晶体管sf1、第二源跟随晶体管 sf2及第一像素选择晶体管rs1，其中，所述感光控制单元、浮动扩散点fd、复位单元、第一控制晶体管m1、第二控制晶体管m2、第一源跟随晶体管sf1、第二源跟随晶体管sf2及第一像素选择晶体管rs1可设置于基底中，所述第一电容c1及第二电容c2可设置于所述基底之上。所述第一电容用于c1用于存储所述浮动扩散点fd中的图像电压信号，所述第二电容c2用于存储复位电压信号。
73.如图3所示，所述基底上设有堆叠排布且由介质层间隔的第一布线层103、第二布线层 107和第三布线层111；所述第一布线层103上设置有第一电容介质104和第一电容极板105，以构建出所述第一电容c1；所述第二布线层107上设置有第二电容介质108和第二电容极板 109，以构建出所述第二电容c2；所述第一布线层103通过第一导电孔102连接至所述第一控制晶体管m1的第一端，所述第一电容极板105通过第二导电孔106与所述第二布线层107 连接，所述第二电容极板109通过第三导电孔110与所述第三布线层111连接，所述第三布线层111通过第四导电孔连接至所述第二控制晶体管m2的第一端，所述第二布线层107连接至第一参考电位。
74.在一个实施例中，所述第一布线层103、第二布线层107和第三布线层111的材质例如可以为铝、铜、钛、银、金、钽、氮化钛、氮化钽等材料，所述第一电容介质104和所述第二电容介质108的材质可以为二氧化硅、氮化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钛等材料，所述第一电容极板105和第二电容极板109的材质可以为铝、铜、钛、银、金、钽、氮化钛、氮化钽等材料，所述层间介质层的材质例如可以为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等材料。
75.如图2所示，在一个实施例中，所述感光控制单元及复位单元设置于所述基底中，所述感光控制单元包括光电转换元件pd及传输晶体管tx；其中，所述光电转换元件pd的输出端连接所述传输晶体管tx的第一端，另一端接第二参考电位，所述传输晶体管tx的栅端接入传输控制信号，第二连接端连接至浮动扩散点fd，所述光电转换元件pd用于根据光电效应产生曝光电荷以响应入射光，所述传输晶体管tx用于根据所述传输控制信号将所述曝光电荷转移输出。在一个实施例中，所述光电转换元件pd例如可以为光电二极管，所述传输晶体管tx可以为nmos管，所述传输晶体管tx(nmos管)的第一连接端为漏端，第二连接端为源端；所述第二参考电位为地电位，当所述传输晶体管在所述传输控制信号高电平时导通，并将所述光电二极管产生的曝光电荷转移输出。
76.如图2所示，在一个实施例中，所述复位单元包括复位晶体管rst，所述复位晶体管rst 的栅端接入复位控制信号，第一连接端接入第一电源电压，第二连接端连接至所述浮动扩散点fd。
77.如图2所示，所述复位单元可以包括复位晶体管，所述复位晶体管的栅端接入复位控制信号，第一连接端接入第一电源电压vdd1，第二连接端连接至所述浮动扩散点fd，用于根据所述复位控制信号重置所述浮动扩散点fd的电压，完成所述光电转换元件(如光电二极管pd)的复位操作。在一个实施例中，所述复位晶体管为nmos管，所述复位晶体管(nmos 管)的第一连接端为漏端，第二连接端为源端。
78.在另外的实施例中，所述图像传感器还可以包括增益控制晶体管dcg，耦接在复位晶体管rst与浮动扩散点fd之间，从而通过增益控制晶体管dcg的导通和关断实现不行增益模式下图像信号的输出，增益控制晶体管dcg可以为nmos管。
79.如图2a及图3所示，在一个实施例中，所述浮动扩散点fd设置于所述基底中，所述第一控制晶体管m1的第二端和所述第二控制晶体管m2的第二端耦接至所述浮动扩散点fd，所述第一控制晶体管m1和所述第二控制晶体管m2并联设置，如图2a所示，所述第一控制晶体管m1的栅端接入第一控制信号，第一端连接所述第一布线层103以连接所述第一电容 c1；所述第二控制晶体管m2的栅端接入第二控制信号，第一端连接所述第三布线层111以连接所述第二电容c2。其中，可以基于现有时序控制实现全局曝光。
80.当然，在另一实施例中，所述第一控制晶体管m1和所述第二控制晶体管m2也可以为串联设置，如图2b所示，可以基于现有时序控制实现全局曝光。
81.如图2a及图3所示，在一个实施例中，所述存储控制单元还包括设置在所述基底中的第三控制晶体管m3，所述第三控制晶体管m3的栅端接入第三控制信号，第一端连接所述第一控制晶体管m1的第一端且耦接至所述第一布线层103以电连接所述第一电容c1，第二端连接第二控制晶体管m2的第一端且耦接至所述第三布线层111以电连接所述第二电容c2，其中，可以基于现有时序控制实现全局曝光。
82.如图2a及图3所示，在一个实施例中，所述第一源跟随晶体管sf1、第二源跟随晶体管 sf2及第一像素选择晶体管rs1设置于所述基底中，其中：所述第一源跟随晶体管sf1的栅端连接至浮动扩散点fd，第一端接入第一可变电压，第二端耦接所述第一控制晶体管m1的第二端和所述第二控制晶体管m2的第二端；所述第二源跟随晶体管sf2的栅端耦接至所述第一布线层103以电连接所述第一电容c1且耦接至所述第三布线层111以电连接所述第二电容c2，第一端接入第二电源电压，第二端连接所述第一像素选择晶体管rs1的第一端；所述第一像素选择晶体管rs1的栅端接入第一像素选择信号，第二端作为像素信号的输出端。
83.在一个实施例中，所述基底中也可以进一步设置第二像素选择晶体管rs2，所述第二像素选择晶体管rs2的栅端接入第二像素选择信号，第一端耦接至所述第一源跟随晶体管sf1 的第二端，第二端耦接至所述第一像素选择晶体管rs1的第二端，通过在所述第二像素选择晶体管的栅端施加所述第二像素选择信号，可以直接读出经所述第一源跟随晶体管输出的浮动扩散点fd的电荷信号，如图5所示，从而可以同时实现滚动曝光和全局曝光。
84.在一个实施例中，如图6所示，所述存储控制单元还包括设置在所述基底中的第四控制晶体管m4，所述第四控制晶体管m4的栅端接入第四控制信号，第一端连接所述第二控
制晶体管m2的第一端且耦接至所述第三布线层111以电连接所述第二电容，第二端连接第三控制晶体管的第二端且耦接至所述第一布线层103以电连接所述第一电容。
85.在一个实施例中，如图7所示，所述存储控制单元还包括设置在所述基底中的第五控制晶体管m5，所述第五控制晶体管m5的栅端接入第五控制信号，第一端耦接至所述第一控制晶体管m1的第二端，第二端耦接至所述第三晶体管m3的第二端并耦接至所述第三布线层 111以电连接所述第二电容c2，可以基于现有时序控制实现全局曝光。
86.在一示例中，所述基底可以是单层结构的半导体衬底，也可以是堆叠设置的两层或者两层以上的半导体衬底构成的堆叠结构(stack)，其中，当采用堆叠结构设计时，设置在所述基底中的各个晶体管可以依据实际需求布置在堆叠结构的不同的半导体衬底中。
87.如图3及图4所示，其中，a是图3中的第一布线层103的平面结构示意图，b是图3 中的第二布线层107和第三布线层111的平面结构示意图，如图3及图4中a所示，在一个实施例中，所述第一布线层103包括第一主体部301、第一延伸部302和第一连接部203，所述第一主体部301设置于所述基底上方的中部区域，所述第一延伸部302与所述第一主体部301连接并沿第一方向延伸至所述第一电容c1以外的第一区域，以利于所述第一布线层103 与其他布线层之间的连接，所述第一连接部203与所述第一主部间隔设置于所述第一电容c1 以外的第二区域，以作为相邻连接孔之间的连接布线，所述第一电容c1介质和第一电容c1 极板设置于所述第一主体部301上，所述第一导电孔102设置于所述第一延伸部302下方并连接至所述第一控制晶体管m1的第一端。其中，在一示例中，中部区域设置可以是指第一主体部301的中心与下方对应的光电转换元件的中心相重合。
88.如图3及图4中b所示，在一个实施例中，所述第二布线层107包括第二主体部303和第二连接部205，所述第二主体部303设置于所述第一电容c1上方，所述第二连接部205设置于所述第一连接部203上方，以作为相邻连接孔之间的连接布线，所述第二导电孔106设置于所述第二主体部303下方并连接至所述第一电容c1极板。在一示例中，所述第二主体部303的中心与第一主体部301的中心相重合。
89.如图3及图4中b所示，在一个实施例中，所述第三布线层111包括沿第二方向延伸的线路部，所述线路部的第一端位于所述第二电容c2上方，第二端延伸至所述第二连接部205 上方，所述第三导电孔110设置于所述线路部的第一端并连接至所述第二电容c2极板，所述第二端通过所述第四导电孔连接至所述第二控制晶体管m2的第一端，其中，所述第四导电孔包括依次排布于所述线路部、第二连接部205、第一连接部203和第二控制晶体管m2 的第一端之间的第三连接孔206、第二连接孔204和第一连接孔202。
90.在一个实施例中，所述图像传感器包括呈阵列排布的若干个像素单元，每一所述像素单元包括一个所述感光控制单元，其中，所述第一电容c1和所述第二电容c2均与所述感光控制单元上下一一对应设置。例如，每一像素单元中的光电二极管与所述第一电容c1和所述第二电容c2上下对应设置，可选地，三者中心上下对应设置。当然，在其他示例中，还可以是一个所述感光控制单元包括两个或者两个以上的光电转换元件及与之对应的传输晶体管，例如，多个所述感光控制单元之间采用像素电路共享的方式布置，其中，所述第一电容 c1和所述第二电容c2与每一所述像素单元上下对应设置。
91.在一个实施例中，如图3所示，所述基底上还设有与所述第一布线层103、所述第二布线层107和所述第三布线层111堆叠排布且由介质层间隔的至少一层辅助布线层，各所述
辅助布线层设置在所述第一布线层103下方以实现基底中器件的电连接。例如，所述第一布线层103、所述第二布线层107和所述第三布线层111作为第三至第五金属层，辅助布线层为第三金属层与基底之间的两层金属层，即靠近第三金属层的第二金属层和靠近基底的第一金属层，在一示例中，连接点101可以作为第二金属层的一部分。进一步可选示例中，通过第一金属层和第二金属层实现器件的电性连接引出，上方对应的金属层作为电容布置层，从而有利于降低信号间的影响，提高电容存储性能，简化工艺。
92.由本示例的图像传感器结构可以看出，本示例将图像传感器的多个电容设置为纵向堆叠的多个电容结构，在满足图像传感器对电容容量需求的条件下，可有效减小整体的电容面积，从而使得电容下方对应的像素部分可以进一步实现微缩。与传统的平面电容结构相比，本示例可以有效避免平面工艺所需占用的隔离间距，多个电容可在纵向方向上通过层间介质实现电容之间的有效隔离，使得本实用新型在减小像素结构面积的同时，有效改善图像传感器的噪声性能。
93.如图2a～图4所示，本实施例还提供一种图像传感器的制备方法，所述制备方法包括步骤：
94.首先进行步骤1)，提供一基底，于所述基底上形成用于与所述第一控制晶体管m1和第二控制晶体管m2连接的第一连接点101和第二连接点201。
95.在一个实施例中，可以在所述基底上形成一介质层，然后在所述介质层中形成导电孔，所述导电孔与所述第一控制晶体管m1和第二控制晶体管m2连接，然后在所述介质层上形成一层辅助布线层，所述辅助布线层中设置有与所述第一控制晶体管m1和第二控制晶体管 m2连接的所述第一连接点101和所述第二连接点201。在一可选示例中，所述第一连接点101 和所述第二连接点201可以为现有的互连层中的一部分。
96.然后进行步骤2)，于所述基底上形成第一介质层，并在所述第一介质层中形成第一导电孔102，所述第一导电孔102连接至所述第一连接点101。
97.在一个实施例中，可以通过如等离子体增强化学气相沉积工艺(pecvd)等在所述基底上形成第一介质层，所述第一介质层例如可以为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等材料。然后通过光刻工艺、刻蚀工艺和金属填充工艺在所述第一介质层中形成第一导电孔102，所述第一导电孔102连接至所述第一连接点101，所述第一导电孔102中填充的金属例如可以为铜、铝和钨等。
98.接着进行步骤3)，于所述第一介质层上形成第一金属材料层，并进行图形化处理以形成第一布线层103。
99.在一个实施例中，可以通过如溅射工艺等于所述第一介质层上形成第一金属材料层，所述第一金属材料层的材质可以为铝、铜、钛、银、金、钽、氮化钛、氮化钽等材料，然后通过光刻工艺和刻蚀工艺进行图形化处理以形成第一布线层103。
100.如图3及图4所示，其中，图4中a是图3中的第一布线层103的平面结构示意图，图4中b 是图3中的第二布线层107和第三布线层111的平面结构示意图，如图3及图4中a所示，在一个实施例中，所述第一布线层103包括第一主体部301、第一延伸部302和第一连接部203，所述第一主体部301设置于所述基底上方的中部区域，所述第一延伸部302与所述第一主体部301连接并沿第一方向延伸一段距离，以利于所述第一布线层103与其他布线层之间的连接，所述第一连接部203与所述第一主部间隔设置，以作为相邻连接孔之间的连接布
线，所述第一主体部301用于设置后续的所述第一电容c1介质和第一电容c1极板。
101.然后进行步骤4)，于所述第一布线层103上形成第一电容介质104和第一电容极板105，以构建出第一电容c1，其中，所述第一布线层103可以用作所述第一电容c1的下极板。
102.在一个实施例中，可以通过如化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺等以及相应的图形化工艺(如光刻工艺和刻蚀工艺)于所述第一布线层103上形成第一电容介质104，最后可以通过如溅射工艺等以及相应的图形化工艺(如光刻工艺和刻蚀工艺)在所述第一电容介质104 上形成第一电容极板105，所述第一电容极板105的材质可以为铝、铜、钛、银、金、钽、氮化钛、氮化钽等材料。
103.然后进行步骤5)，于所述第一布线层103上形成第二介质层，并在所述第二介质层中形成第二导电孔106，所述第二导电孔106连接至所述第一电容极板105。
104.在一个实施例中，可以通过如等离子体增强化学气相沉积工艺(pecvd)等于所述第一布线层103上形成第二介质层，所述第二介质层例如可以为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等材料。然后通过光刻工艺、刻蚀工艺和金属填充工艺在所述第二介质层中形成第二导电孔106，所述第二导电孔106连接至所述第一电容极板105，所述第二导电孔106中填充的金属例如可以为铜、铝和钨等。
105.接着进行步骤5)，于所述第二介质层上形成第二金属材料层，并进行图形化处理以形成第二布线层107，所述第二布线层107与所述第二导电孔106连接。
106.在一个实施例中，可以通过如溅射工艺等于所述第二介质层上形成第二金属材料层，所述第二金属材料层的材质可以为铝、铜、钛、银、金、钽、氮化钛、氮化钽等材料，然后通过光刻工艺和刻蚀工艺进行图形化处理以形成第二布线层107。
107.如图3及图4中b所示，在一个实施例中，所述第二布线层107包括第二主体部303和第二连接部205，所述第二主体部303设置于所述第一电容c1上方，所述第二连接部205设置于所述第一连接部203上方，以作为相邻连接孔之间的连接布线，所述第二导电孔106设置于所述第二主体部303下方并连接至所述第一电容c1极板。
108.然后进行步骤6)，于所述第二布线层107上形成第二电容介质108和第二电容极板109，以构建出第二电容c2，其中，所述第二布线层107可以用作所述第二电容c2的下极板。
109.在一个实施例中，可以通过如化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺等以及相应的图形化工艺(如光刻工艺和刻蚀工艺)于所述第二布线层107上形成第二电容介质108，最后可以通过如溅射工艺等以及相应的图形化工艺(如光刻工艺和刻蚀工艺)在所述第二电容介质108 上形成第二电容极板109，所述第二电容极板109的材质可以为铝、铜、钛、银、金、钽、氮化钛、氮化钽等材料。
110.接着进行步骤7)，于所述第二布线层107上形成第三介质层，并在所述第三介质层中形成第三导电孔110，所述第三导电孔110连接至所述第二电容极板109。
111.在一个实施例中，可以通过如等离子体增强化学气相沉积工艺(pecvd)等于所述第二布线层107上形成第三介质层，所述第三介质层例如可以为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等材料。然后通过光刻工艺、刻蚀工艺和金属填充工艺在所述第三介质层中形成第三导电孔110，所述第三导电孔110连接至所述第二电容极板109，所述第三导电孔110中填充的金属例如可以为铜、铝和钨等。
112.最后进行步骤8)，于所述第三介质层上形成第三金属材料层，并进行图形化处理
以形成第三布线层111，所述第三布线层111与所述第三导电孔110连接。
113.如图3及图4中b所示，在一个实施例中，所述第三布线层111包括沿第二方向延伸的线路部，所述线路部的第一端位于所述第二电容c2上方，第二端延伸至所述第二连接部205 上方，所述第三导电孔110设置于所述线路部的第一端并连接至所述第二电容c2极板，所述第二端通过所述第四导电孔连接至所述第二控制晶体管m2的第一端，在一个实施例中，形成第一导电孔102、第二导电孔106和第三导电孔110的同时形成第一连接孔202、第二连接孔204和第三连接孔206，所述第一连接孔202、第二连接孔204和第三连接孔206将所述第三布线层111连接至所述第二连接点201，即所述第四导电孔包括依次排布于所述线路部、第二连接部205、第一连接部203和第二控制晶体管m2的第一端之间的第三连接孔206、第二连接孔204和第一连接孔202。
114.在一个实施例中，可以通过如溅射工艺等于所述第三介质层上形成第三金属材料层，所述第三金属材料层的材质可以为铝、铜、钛、银、金、钽、氮化钛、氮化钽等材料，然后通过光刻工艺和刻蚀工艺进行图形化处理以形成第三布线层111。
115.如上所述，本实用新型的图像传感器，具有以下有益效果：
116.本实用新型将图像传感器的多个电容设置为纵向堆叠的多个电容结构，在满足图像传感器对电容容量需求的条件下，可有效减小整体的电容面积，从而使得电容下方对应的像素部分可以进一步实现微缩。
117.与传统的平面电容结构相比，本实用新型可以有效避免平面工艺所需占用的隔离间距，多个电容可在纵向方向上通过层间介质实现电容之间的有效隔离，使得本实用新型在减小像素结构面积的同时，有效改善图像传感器的噪声性能。
118.所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
119.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。