图像传感器的制作方法

技术特征：
1.一种图像传感器，包括：第一层，所述第一层包括第一半导体衬底和设置在所述第一半导体衬底上的第一布线层，所述第一半导体衬底包括设置有多个单位像素的像素单元的至少一部分；第二层，所述第二层包括其上设置有被配置为实现全局快门操作的多个晶体管的第二半导体衬底和设置在所述第二半导体衬底上的第二布线层，并且所述第二层设置在所述第一层上，使得所述第一布线层和所述第二布线层在第一方向上彼此相对；多个第一接合结构，所述多个第一接合结构基于在所述第一布线层的表面上暴露的第一接合金属与在所述第二布线层的表面上暴露的第二接合金属接触来将所述第一层接合到所述第二层；第三层，所述第三层包括其上设置有逻辑电路的第三半导体衬底和设置在所述第三半导体衬底上的第三布线层，并且所述第三层接合到所述第二层，使得所述第二半导体衬底和所述第三布线层在所述第一方向上彼此相对；以及多个第二接合结构，所述多个第二接合结构从所述第二布线层延伸，并且基于穿透所述第二半导体衬底的接合通路与暴露于所述第三布线层的表面的第三接合金属接触来将所述第二层接合到所述第三层。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，每一个所述单位像素包括像素电路；并且所述像素电路中的转移晶体管设置在所述第一半导体衬底上，并且包括在所述像素电路中的除了所述转移晶体管之外的晶体管设置在所述第二半导体衬底上。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，每一个所述单位像素包括像素电路；并且包括转移晶体管、复位晶体管和驱动晶体管在内的所述像素电路中包括的晶体管设置在所述第一半导体衬底上。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在与所述第一方向垂直的第二方向上，所述第一接合金属的延伸长度不同于所述第二接合金属的延伸长度。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在所述多个第一接合结构中的至少一个第一接合结构中包括的所述第一接合金属和所述第二接合金属在与所述第一方向垂直的第二方向上的延伸长度，不同于在所述多个第一接合结构中的其他第一接合结构中包括的所述第一接合金属和所述第二接合金属在所述第二方向上的延伸长度。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在与所述第一方向垂直的第二方向上，在所述多个第二接合结构中的至少一个第二接合结构中包括的所述第三接合金属的延伸长度不同于在所述多个第二接合结构中的其他第二接合结构中包括的所述第三接合金属的延伸长度。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在所述第一方向上，所述第二半导体衬底的厚度等于或大于10nm并且等于或小于2μm。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二布线层的最下布线包括钨或铜。9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一层、所述第二层和所述第三层通过铜-铜接合方法彼此接合。10.一种图像传感器，包括：第一层，所述第一层包括第一半导体衬底和设置在所述第一半导体衬底上的第一布线层，所述第一半导体衬底包括设置有多个单位像素的像素单元；
第二层，所述第二层包括第二半导体衬底和设置在所述第二半导体衬底上的第二布线层，并且所述第二层接合到所述第一层，使得所述第一布线层和所述第二布线层在第一方向上彼此相对；以及第三层，所述第三层包括第三半导体衬底和设置在所述第三半导体衬底上的第三布线层，并且所述第三层基于暴露于所述第三布线层的一个表面的第三接合金属与在所述第一方向上穿透所述第二半导体衬底的接合通路接触而接合到所述第二层，其中，所述接合通路包括与包括在所述第二布线层中的第二布线接触并且在与所述第一方向垂直的第二方向上具有第一宽度的上通路区域，以及与所述第三接合金属接触并且在所述第二方向上具有大于所述第一宽度的第二宽度的下通路区域。11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，第一间隔物层设置在所述第二半导体衬底与所述接合通路之间，并且第二间隔物层设置在所述第二半导体衬底与所述第三布线层之间，并且其中，在所述第一方向上，所述上通路区域的厚度大于所述第二间隔物层的厚度。12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述上通路区域的厚度为100nm至800nm。13.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一间隔物层的材料不同于所述第二间隔物层的材料。14.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一间隔物层是包含碳氮化硅的复合膜。15.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第二间隔物层是包含金属氧化物的复合膜。16.一种图像传感器，包括：第一层、第二层和第三层，所述第一层、所述第二层和所述第三层在第一方向上按所述第一层、所述第二层和所述第三层的顺序彼此接合，所述第一层、所述第二层和所述第三层中的每一者包括半导体衬底和在所述第一方向上设置在所述半导体衬底上的布线层，并且在与所述第一方向垂直的第二方向和第三方向上被划分成多个区域，其中，所述多个区域包括：第一区域，在所述第一区域中，所述第一层包括设置有像素单元的第一半导体衬底，并且所述第二层包括第二半导体衬底；第二区域，在所述第二区域中，所述第一层通过第一接合结构接合到所述第二层，并且所述第二层通过第二接合结构接合到所述第三层；以及第三区域，所述第三区域包括第一穿硅通路和第二穿硅通路中的至少一者，所述第一穿硅通路从所述第一半导体衬底的暴露表面延伸并且连接到在所述第一层中包括的第一布线层所包括的第一布线，所述第二穿硅通路从所述第三层中包括的第三半导体衬底的暴露表面延伸并且连接到在所述第三层中包括的第三布线层所包括的第三布线。17.根据权利要求16所述的图像传感器，其中，所述多个区域还包括第四区域，所述第四区域包括所述第一接合结构和所述第二接合结构，并且与所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域相邻设置。18.根据权利要求16所述的图像传感器，其中，所述第一区域包括所述第一接合结构，
并且其中，所述第三区域包括所述第一接合结构和所述第二接合结构。19.根据权利要求18所述的图像传感器，其中，在所述第三区域中，所述第一接合结构和所述第二接合结构被设置为在所述第一方向上彼此交叠。20.根据权利要求18所述的图像传感器，其中，在所述第三区域中，所述第一接合结构和所述第二接合结构被设置为在所述第一方向上彼此不交叠。

技术总结
提供的是一种图像传感器，包括：第一层，包括第一半导体衬底和设置在第一半导体衬底上的第一布线层；第二层，包括第二半导体衬底和设置在第二半导体衬底上的第二布线层，并且设置在第一层上，使得第一布线层和第二布线层在第一方向上彼此相对；多个第一接合结构，基于第一接合金属与第二接合金属接触来将第一层接合到第二层；第三层，包括第三半导体衬底和设置在第三半导体衬底上的第三布线层，并且接合到第二层，使得第二半导体衬底和第三布线层在第一方向上彼此相对；以及多个第二接合结构，从第二布线层延伸，并且基于穿透第二半导体衬底的接合通路与暴露于第三布线层的表面的第三接合金属接触来将第二层接合到第三层。的第三接合金属接触来将第二层接合到第三层。的第三接合金属接触来将第二层接合到第三层。


技术研发人员：权杜原 文昌碌 林京太
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：2022.05.30
技术公布日：2022/12/5