CMOS图像传感器及其制造方法与流程

本公开涉及半导体领域，具体而言，涉及cmos图像传感器及其制造方法。

背景技术：

图像传感器是将光信号转换为电信号的半导体器件，主要包括电荷耦合器件(chargecoupleddevice,ccd)图像传感器和互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor,cmos)图像传感器。近年来，cmos图像传感器凭借低成本、高效率、传输速度高等优势逐渐取代ccd图像传感器成为主流。

cmos图像传感器包括前照式cmos图像传感器与背照式cmos图像传感器。背照式cmos图像传感器由于具有功耗小，量子效率高等优势，目前被广泛应用在手机、摄像机等设备上。背照式cmos图像传感器优势在于改变了元件内部的结构，即将感光层的元件调转方向，让光能从背面直射进去，避免了前照式cmos传感器结构中光线会受到微透镜和光电二极管之间的金属电路和晶体管的影响，从而显著提高光的效能，改善了低光照条件下的拍摄效果。

传统的背照式cmos图像传感器通常采用4t电路结构，但是4t电路结构通常都集成在同一片晶圆上的像素区域，这可能会影响感光区域的面积，进而影响成像效果。随着人们对具有高像素的图像传感器的需求，存在提高背照式cmos图像传感器的感光区域的面积以及改进背照式cmos图像传感器的成像效果的需要。

技术实现要素：

本公开的目的之一是提供一种新颖的cmos图像传感器及其制造方法。

根据本公开的第一方面，提供了一种cmos图像传感器，其特征在于，包括：逻辑晶圆，所述逻辑晶圆的第一表面内设置有至少一个第一浮空节点；以及像素晶圆，所述像素晶圆的第二表面内设置有至少一个第二浮空节点和至少一个光电二极管，其中，所述逻辑晶圆的第一表面与所述像素晶圆的第二表面通过中间层键合在一起，并且所述至少一个第一浮空节点中的各个第一浮空节点与所述至少一个第二浮空节点中的相应的第二浮空节点通过所述中间层串联连接。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，所述方法包括：提供逻辑晶圆，在所述逻辑晶圆的第一表面内设置至少一个第一浮空节点；提供像素晶圆，在所述像素晶圆的第二表面内设置至少一个第二浮空节点和至少一个光电二极管；以及通过中间层将所述逻辑晶圆的第一表面与所述像素晶圆的第二表面键合在一起，并且通过所述中间层将所述至少一个第一浮空节点中的各个第一浮空节点与所述至少一个第二浮空节点中的相应的第二浮空节点串联连接。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1例示了传统cmos图像传感器的4t像素结构的电路示意图。

图2例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的4t像素结构的电路示意图。

图3例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的剖面图。

图4例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的光电二极管阵列的布局的俯视图。

图5例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的rgb布局的俯视图。

图6例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的整体布局的俯视图。

图7例示了根据本公开的一些示例性实施例的用于制造cmos图像传感器的方法的流程图。

图8a至8d例示了根据本公开的一些示例性实施例的制造cmos图像传感器的过程的剖面图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

cmos图像传感器中通常设置有多个像素，像素的质量和性能对于cmos图像传感器的成像效果有很大影响。近年来，4t像素结构以较小的功耗和优越的性能成为当前主流的像素结构。

图1例示了传统cmos图像传感器的4t像素结构的电路示意图。参照图1，4t像素结构包括：光电二极管pd、传送开关tg、浮空节点fd、复位晶体管rst、源极跟随器sf，以及选择晶体管sel。

下面将参考图1描述传统4t像素结构的图像感测原理。首先，使得复位晶体管rst导通，使用电源电压vdd重置浮空节点fd。然后断开复位晶体管rst，使传送开关tg导通，经由光电二极管pd进行光电转换产生的电荷(电子或空穴)会转移并累积到浮空节点fd中，从而引起源极跟随器sf的偏置电压发生变化，进而影响选择晶体管sel的信号输出，从而实现了从光信号到电信号的转变。

然而，本申请的发明人发现，在上述cmos图像传感器中，4t结构往往都集成在同一片晶圆上的像素区域中，这会限制感光二极管pd的感光区域的面积，影响成像效果的提高。为了满足人们对于图像传感器的像素越来越高的要求，申请人提出了改进的cmos图像传感器及其制造方法。具体地，通过将4t结构布置在两片晶圆上并对其进行改进，提高了光电二极管pd的感光区域的面积，降低了工艺难度，改善了成像质量，另外还实现了电压的两级调节。

下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。在图中，为了便于说明，放大或缩小了层和区域的厚度，所示大小并不代表实际尺寸。尽管这些图并不能完全准确地反映出器件的实际尺寸，但是它们还是完整地反映了区域和组成结构之间的相互位置，特别是组成结构之间的上下和相邻关系。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本发明的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了更全面、清楚地理解本发明，下面将结合附图来阐述根据本公开的新颖的技术。

图2例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的4t像素结构的电路示意图。

如图2所示，cmos图像传感器包括两片晶圆，即一片逻辑晶圆和一片像素晶圆。逻辑晶圆上设置有第一浮空节点fd1、复位晶体管rst、源极跟随器sf、选择晶体管sel以及逻辑电路。像素晶圆上设置有第二浮空节点fd2、光电二极管pd以及传送开关tg。

在该示例性实施例中，逻辑晶圆上的第一浮空节点fd1和像素晶圆上的第二浮空节点fd2串联连接。通过在逻辑晶圆和像素晶圆上各设置一个浮空节点并将二者串联，有利于在逻辑晶圆和像素晶圆之间传递电信号。另外，通过将第一浮空节点fd1和第二浮空节点fd2设置为不同的电容，能够实现电压的两级调节。

此外，在该示例性实施例中，相邻的四个光电二极管pd连接到同一个第二浮空节点fd2，也即共用该第二浮空节点fd2。与通常两个光电二极管共用一个浮空节点的情况相比，按照该示例性实施例的结构可以节约第二浮空节点fd2的占用面积，相应地增大光电二极管pd区域的面积，从而改善成像质量。另外，单个第二浮空节点fd2的面积可以设置为比传统4t结构中浮空节点的面积大，如此能够降低工艺难度，缩减制造成本。

值得注意的是，尽管图2中仅示出了有限个fd1、fd2、pd、tg、rst、sf、sel的示例，但是本发明的构思并不限于此，图2也并非意在限制元件的个数。在一些实施例中，cmos图像传感器可以包括更多个fd1、fd2、pd、tg、rst、sf、sel，并且rst、sf、sel可以由相邻的像素共用，从而可以提高cmos图像传感器的集成度。

下面，参考图3介绍根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的内部构造。

图3例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的剖面图。

如图3所示，cmos图像传感器包括：逻辑晶圆100，逻辑晶圆100的第一表面110内设置有至少一个第一浮空节点fd1；以及像素晶圆400，像素晶圆400的第二表面410内设置有至少一个第二浮空节点fd2和至少一个光电二极管pd，其中，逻辑晶圆100的第一表面110与像素晶圆400的第二表面410通过中间层键合在一起，并且至少一个第一浮空节点fd1中的各个第一浮空节点与至少一个第二浮空节点fd2中的相应的第二浮空节点通过中间层串联连接。

在一些实施例中，像素晶圆400可以包括多个像素。逻辑晶圆100和像素晶圆400可以例如由硅制成。像素晶圆400可以掺杂有杂质，如p型杂质(例如，铝、硼、铟、镓等)。在一些实施例中，像素晶圆400可以包括一元半导体材料或化合物半导体材料(诸如碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟等)或其组合。

在一些实施例中，在逻辑晶圆100的第一表面110上设置有至少一个源极跟随器sf、至少一个选择晶体管sel和至少一个复位晶体管rst。在一些实施例中，在像素晶圆400的第二表面410上设置有至少一个传送开关tg。

在一些实施例中，中间层可以包括第一金属互连层200和第二金属互连层500。如图3所示，第一金属互连层200设置在逻辑晶圆100的第一表面110上，并且第一金属互连层200将第一浮空节点fd1连接到源极跟随器sf和复位晶体管rst，将源极跟随器sf连接到选择晶体管sel。第二金属互连层500设置在像素晶圆400的第二表面410上，并且第二金属互连层500将光电二极管pd连接到传送开关tg，将传送开关tg连接到第二浮空节点fd2。其中，第一金属互连层200和第二金属互连层500都可以包括不止一层金属连线。

在一些实施例中，中间层还可以包括键合材料层300，键合材料层300位于第一金属互连层200和第二金属互连层500中间，并且将第一金属互连层200和第二金属互连层500键合在一起。

键合材料层300可以为一层也可以为多层，可以例如由氮化硅sin、二氧化硅sio2制成。在一些实施例中，键合材料层300可以包括第一键合材料层310和第二键合材料层320。第一键合材料层310设置在第一金属互连层200的远离逻辑晶圆100的表面上，如图3中所示，也即第一金属互连层200的上表面上。第二键合材料层320设置在第二金属互连层500的远离像素晶圆400的表面上，如图3中所示，也即第二金属互连层500的下表面上。在一些实施例中，第一金属互连层200和第二金属互连层500通过第一键合材料层310和第二键合材料层320的键合而被键合在一起。

在一些实施例中，为了更有利于逻辑晶圆100和像素晶圆400之间的键合，cmos图像传感器还可以包括金属衬垫330，金属衬垫330设置在键合材料层300上，其可以减少套刻误差带来的不利影响。在一些实施例中，金属衬垫330可以包括第一金属衬垫331和第二金属衬垫332。第一金属衬垫331设置在第一键合材料层310上，第二金属衬垫332设置在第二键合材料层320上，并且第一金属衬垫331和第二金属衬垫332通过键合表面bi彼此对准地键合。在一些实施例中，第一金属衬垫331和第二金属衬垫332的尺寸优选为0.2um以上。

在一些实施例中，cmos图像传感器还可以包括第一介质层600，第一介质层600设置在像素晶圆400的远离第二金属互连层500的表面上，如图3中所示，也即像素晶圆400的上表面上。在一些实施例中，cmos图像传感器还可以包括多个栅格700，多个栅格700中的各个栅格均匀地设置在第一介质层600中，从而将不同像素隔开，以防止不同像素之间的串扰。

在一些实施例中，cmos图像传感器还可以包括滤光片阵列800，滤光片阵列800设置在第一介质层600的远离像素晶圆400的表面上，如图3中所示，也即第一介质层600的上表面上。滤光片阵列800中的各个滤光片被多个栅格700均匀地间隔开。

在一些实施例中，cmos图像传感器还可以包括微透镜阵列900，微透镜阵列900设置在滤光片阵列800的远离像素晶圆400的一侧上，如图3中所示，也即滤光片阵列800的上表面上。微透镜阵列900中的各个微透镜对应地设置在滤光片阵列800中的各个滤光片上。微透镜阵列900起到聚光的作用。

在一些实施例中，cmos图像传感器还可以包括衬垫穿透硅通孔结构。如图3中所示，衬垫穿透硅通孔结构可以包括穿透硅通孔tsv1001和tsv衬垫1002。穿透硅通孔tsv1001穿过第一介质层600、像素晶圆400和第二金属互连层500而与第二金属互连层500中的金属连线连接。tsv衬垫1002设置在第一介质层600的远离像素晶圆400的表面(也即图3中第一介质层600的上表面)上，并且与tsv1001接触。

在一些实施例中，cmos图像传感器还可以包括周边回路区，周边回路区可以包括逻辑电路210。逻辑电路210设置在逻辑晶圆100的第一表面110上，并且逻辑电路210经过第一金属互连层200、第二金属互连层500、tsv1001而连接到tsv衬垫1002。

在一些实施例中，cmos图像传感器还可以包括光电二极管阵列，光电二极管阵列包括至少四个相邻的光电二极管pd。图4例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的光电二极管阵列的布局的俯视图。如图4中所示，在俯视的视角下，根据本公开的示例性实施例的每个第二浮空节点fd2位于光电二极管阵列中的相邻的四个光电二极管pd的对角连线的中心交点处，并且相邻的四个光电二极管pd共用其对角连线的中心交点处的第二浮空节点fd2。每个光电二极管pd经过金属连线mw与一个传送开关tg连接，每个传送开关tg与共用的第二浮空节点fd2连接。

在一些实施例中，光电二极管pd的尺寸优选地为0.7um～1.2um，第二浮空节点fd2的尺寸优选地为0.1um～0.3um。另外，尽管图4中仅示出第二浮空节点fd2为菱形的示例，但是第二浮空节点fd2的形状并不限于此，其可以为任意形状，例如正方形、长方形、多边形等。

在一些实施例中，滤光片阵列800可以构造为允许红、绿、蓝光中的任意一种通过而阻止其他颜色的光通过，只要相邻的滤光片所允许通过的光的颜色不同即可。图5例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的rgb布局的俯视图。在一些实施例中，如图5所示，滤光片阵列800和微透镜阵列900可以为拜耳阵列形式。作为示例，滤光片阵列800的左上角的滤光片只允许红光通过，右上角和左下角的滤光片只允许绿光通过，右下角的滤光片只允许蓝光通过，相邻的滤光片所允许通过的光的颜色不同。微透镜阵列900中的每个微透镜对应地罩在滤光片阵列800中的相对应的滤光片上。

图6例示了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的整体布局的俯视图。如图6所示，在俯视的视角下，cmos图像传感器包括像素区域和逻辑区域，逻辑区域包括周边回路区和衬垫穿透硅通孔。在图6中，像素区域、周边回路区和衬垫穿透硅通孔从左到右依次布置。

上面已经结合图2至图6介绍了根据本公开的一些示例性实施例的cmos图像传感器的具体结构。接下来，将结合图7至图8d介绍根据本公开的一些示例性实施例的用于制造cmos图像传感器的过程。

图7例示了根据本公开的一些示例性实施例的用于制造cmos图像传感器的方法的流程图。图8a至8d例示了根据本公开的一些示例性实施例的制造cmos图像传感器的过程的剖面图。注意，图8a至图8d以图3所示的cmos图像传感器的结构为例进行了例示，但本领域的技术人员将理解，通过用于制造cmos图像传感器的方法700可以实现多种图像传感器结构，包括但不限于图3所示的cmos图像传感器。

下面将结合图7和图8a至图8d来进行说明。

如图7所示，在步骤710中，提供逻辑晶圆，在所述逻辑晶圆的第一表面内设置至少一个第一浮空节点。在一些实施例中，步骤710所对应的cmos图像传感器的剖面图可以如图8a所示。参考图8a，提供逻辑晶圆100，在逻辑晶圆100的第一表面110内设置至少一个第一浮空节点fd1。接下来，在逻辑晶圆100的第一表面110上设置至少一个源极跟随器sf、至少一个选择晶体管sel和至少一个复位晶体管rst。如图8a所示，第一浮空节点fd1、源极跟随器sf、选择晶体管sel和复位晶体管rst位于cmos图像传感器的像素区域中。

然后，在逻辑晶圆100的第一表面110上设置第一金属互连层200，利用第一金属互连层200将第一浮空节点fd1连接到源极跟随器sf和复位晶体管rst，并且将源极跟随器sf连接到选择晶体管sel。接下来，在逻辑晶圆100的第一表面110上设置逻辑电路210，如图8a所示，逻辑电路210位于cmos图像传感器的逻辑区域的周边回路区中。接下来，作为示例，在第一金属互连层200的远离逻辑晶圆100的表面(在图8a中，也即第一金属互连层200的上表面)上设置第一键合材料层310。在一些实施例中，为了更有利于晶圆的键合，还可以在第一键合材料层310上设置金属衬垫331。

返回图7，接下来，在步骤720中，提供像素晶圆，在像素晶圆的第二表面内设置至少一个第二浮空节点和至少一个光电二极管。在一些实施例中，步骤720所对应的cmos图像传感器的剖面图可以如图8b所示。参考图8b，提供像素晶圆400，在像素晶圆400的第二表面410内设置至少一个第二浮空节点fd2和至少一个光电二极管pd。

在一些实施例中，在像素晶圆400的第二表面410内设置光电二极管阵列，光电二极管阵列包括至少四个相邻的光电二极管pd。在俯视的视角下，将每个第二浮空节点fd2置于光电二极管阵列中的相邻的四个光电二极管pd的对角连线的中心交点处，使得相邻的四个光电二极管pd共用其对角连线的中心交点处的第二浮空节点fd2。

接下来，在像素晶圆400的第二表面410上设置至少一个传送开关tg。如图8b所示，第二浮空节点fd2、光电二极管pd和传送开关tg位于cmos图像传感器的像素区域中。然后，在像素晶圆400的第二表面410上设置第二金属互连层500，利用第二金属互连层500将光电二极管pd连接到传送开关tg，并且将传送开关tg连接到第二浮空节点fd2。接下来，作为示例，在第二金属互连层500的远离像素晶圆400的表面(在图8b中，也即第二金属互连层500的上表面)上设置第二键合材料层320。在一些实施例中，为了更有利于晶圆的键合，还可以在第二键合材料层320上设置金属衬垫332。

继续参考图7，接下来，在步骤730中，通过中间层将逻辑晶圆的第一表面与像素晶圆的第二表面键合在一起，并且通过中间层将至少一个第一浮空节点中的各个第一浮空节点与至少一个第二浮空节点中的相应的第二浮空节点串联连接。在一些实施例中，步骤730所对应的cmos图像传感器的剖面图可以如图8c所示。参考图8c，翻转像素晶圆400，通过中间层将逻辑晶圆100的第一表面110与像素晶圆400的第二表面410键合在一起，并且通过中间层将至少一个第一浮空节点fd1中的各个第一浮空节点与至少一个第二浮空节点fd2中的相应的第二浮空节点串联连接。

作为示例，在图8c中，中间层包括第一金属互连层200、第一键合材料层310、第二键合材料层320、金属衬垫331和332，以及第二金属互连层500。尽管这里仅示出了中间层包括两层键合材料层和两层金属衬垫的示例，但是本领域技术人员应当理解，中间层也可以仅包括第一键合材料层310和第二键合材料层320中的任意一层键合材料层，以及金属衬垫331和332中的任意一层金属衬垫。在一些实施例中，在存在一层键合材料层的情况下，在第一金属互连层200和第二金属互连层500中间设置键合材料层300，并且通过键合材料层300将第一金属互连层200和第二金属互连层500键合在一起。在一些实施例中，在存在两层键合材料层的情况下，通过第一键合材料层310和第二键合材料层320的键合将第一金属互连层200和第二金属互连层500键合在一起。

在一些实施例中，例如可以通过铜-铜键合工艺将逻辑晶圆100和像素晶圆400键合在一起。在一些实施例中，将键合后的逻辑晶圆100和像素晶圆400减薄到一定厚度，以适于进行cmos图像传感器的后续制造。在一些实施例中，优选地，减薄处理可以利用cmp处理与湿法清洗来进行。

接下来，参考图8d，在像素晶圆400的远离第二金属互连层500的表面(在图8d中，也即像素晶圆400的上表面)上设置第一介质层600，并且在第一介质层600中均匀地设置多个栅格700，从而将不同像素隔开，以防止不同像素之间发生串扰。

接下来，在cmos图像传感器的逻辑区域中构造衬垫穿透硅通孔结构，衬垫穿透硅通孔结构包括穿透硅通孔tsv1001和tsv衬垫1002。穿透硅通孔tsv1001可以包括在逻辑区域中的穿过第一介质层600、像素晶圆400第二金属互连层500而与第二金属互连层中的金属连线连接的通孔。在一些实施例中，在第一介质层600的远离像素晶圆400的表面(在图8d中，也即第一介质层600的上表面)上设置tsv衬垫1002，并且使tsv衬垫1002与tsv1001接触。

在一些实施例中，可以通过深硅刻蚀工艺形成穿透硅通孔tsv1001。在一些实施例中，可以在穿透硅通孔tsv1001中填充接触件，接触件接触第二金属互连层500，第二金属互连层500通过第一金属互连层200与逻辑电路210连接，从而使得逻辑电路210可以通过tsv1001和tsv衬垫1002连接出来。

在一些实施例中，接触件、第一金属连线层200和第二金属互连层400可以包括铜。

在一些实施例中，第一金属连线层200和第二金属互连层400的形成步骤可以包括：在晶圆上沉积一个铜层，并利用光刻和刻蚀处理对所述铜层进行图案化，从而形成第一金属连线层200和第二金属互连层400。

在一些实施例中，接下来，在第一介质层600的远离像素晶圆400的表面(在图8d中，也即第一介质层600的上表面)上设置滤光片阵列800，滤光片阵列800中的各个滤光片被多个栅格700均匀地间隔开。然后，在一些实施例中，在滤光片阵列800的远离像素晶圆400的一侧上设置微透镜阵列900，微透镜阵列900中的各个微透镜对应地设置在滤光片阵列800中的各个滤光片上。

另外，本领域技术人员应当理解，该流程示例并不意图构成对本发明的限制。尽管本发明仅例示了在晶圆键合之后减薄芯片再制造穿透硅通孔，但是应当理解，本发明也可以在晶圆键合后立即制造穿透硅通孔，然后再进行后续工艺处理，也可以在所有后续工艺处理完成后再制作穿透硅通孔，还可以在键合后进行部分工艺后再制作穿透硅通孔。

最后，在整个cmos图像传感器的制造工艺完成后，可以将键合晶圆进行切片处理，从而形成一个个单独的cmos图像传感器。

本领域技术人员将理解，除了如图示出的工艺和结构之外，本公开还包括形成cmos图像传感器必需的其它任何工艺和结构。

另外，在一些实施例中，本发明还提供包括该cmos图像传感器的成像装置。

综上所述，根据本发明的实施例的cmos图像传感器将4t结构布置在两片晶圆上，从而提高了光电二极管的感光区域的面积，改善成像效果。另外，根据本发明的实施例的cmos图像传感器在逻辑晶圆和像素晶圆上各自设置一个浮空节点，有利于在两片晶圆之间传递电信号，并且能够实现电压的两级调节。另外，根据本发明的实施例的cmos图像传感器使得四个光电二极管共用一个第二浮空节点，如此可以节约第二浮空节点的个数，从而增大光电二极管区域的面积，改善成像质量，还可以增大单个第二浮空节点的面积，从而降低工艺难度，缩减制造成本。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。

如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪音以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在下面描述中使用某种术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。

应当理解的是，所公开的本发明的实施例不限于本文所公开的特定结构、处理步骤或材料，而是如相关领域的普通技术人员将认识到的那样扩展到其等同物。还应当理解的是，本文采用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制。

此外，所描述的特征、结构或特点可以以任何合适的方式在一个或多个实施例中组合。在以上描述中，提供了众多具体细节以及示例，以提供对本发明实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到的是，本发明可以在没有具体细节中的一个或多个的情况下实践，或者可以用其它方法、部件、材料等来实践。在其它情况下，众所周知的结构、材料或操作未被示出或详细描述，以避免模糊本发明的各方面。

另外，本公开的实施方式还可以包括以下示例：

1)一种cmos图像传感器，其特征在于，包括：

逻辑晶圆，所述逻辑晶圆的第一表面内设置有至少一个第一浮空节点；以及

像素晶圆，所述像素晶圆的第二表面内设置有至少一个第二浮空节点和至少一个光电二极管，

其中，所述逻辑晶圆的第一表面与所述像素晶圆的第二表面通过中间层键合在一起，并且所述至少一个第一浮空节点中的各个第一浮空节点与所述至少一个第二浮空节点中的相应的第二浮空节点通过所述中间层串联连接。

2)根据1所述的cmos图像传感器，其特征在于，包括：

光电二极管阵列，包括至少四个相邻的光电二极管，

其中，在俯视的视角下，每个第二浮空节点位于所述光电二极管阵列中的相邻的四个光电二极管的对角连线的中心交点处，并且相邻的四个光电二极管共用其对角连线的中心交点处的第二浮空节点。

3)根据1所述的cmos图像传感器，其特征在于，还包括：

设置在所述逻辑晶圆的第一表面上的至少一个源极跟随器、至少一个选择晶体管和至少一个复位晶体管；以及

设置在所述像素晶圆的第二表面上的至少一个传送开关。

4)根据3所述的cmos图像传感器，其特征在于，所述中间层包括：

第一金属互连层，所述第一金属互连层设置在逻辑晶圆的第一表面上，所述第一金属互连层将第一浮空节点连接到源极跟随器和复位晶体管，并且将源极跟随器连接到选择晶体管；

第二金属互连层，所述第二金属互连层设置在像素晶圆的第二表面上，所述第二金属互连层将光电二极管连接到传送开关，并且将传送开关连接到第二浮空节点。

5)根据4所述的cmos图像传感器，其特征在于，所述中间层还包括：

键合材料层，所述键合材料层位于所述第一金属互连层和所述第二金属互连层中间，并且将所述第一金属互连层和所述第二金属互连层键合在一起。

6)根据5所述的cmos图像传感器，其特征在于，所述键合材料层包括：

第一键合材料层，所述第一键合材料层设置在所述第一金属互连层的远离所述逻辑晶圆的表面上；以及

第二键合材料层，所述第二键合材料层设置在所述第二金属互连层的远离所述像素晶圆的表面上，

其中，所述第一金属互连层和所述第二金属互连层通过所述第一键合材料层和所述第二键合材料层的键合而被键合在一起。

7)根据6所述的cmos图像传感器，其特征在于，还包括：

金属衬垫，所述金属衬垫设置在所述第一键合材料层和所述第二键合材料层上。

8)根据4所述的cmos图像传感器，其特征在于，还包括：

第一介质层，所述第一介质层设置在所述像素晶圆的远离所述第二金属互连层的表面上；以及

多个栅格，所述多个栅格中的各个栅格均匀地设置在所述第一介质层中。

9)根据8所述的cmos图像传感器，其特征在于，还包括：

滤光片阵列，所述滤光片阵列设置在所述第一介质层的远离所述像素晶圆的表面上，并且所述滤光片阵列中的各个滤光片被所述多个栅格均匀地间隔开；以及

微透镜阵列，所述微透镜阵列设置在所述滤光片阵列的远离所述像素晶圆的一侧上，并且所述微透镜阵列中的各个微透镜对应地设置在所述滤光片阵列中的各个滤光片上。

10)根据8所述的cmos图像传感器，其特征在于，还包括：

衬垫穿透硅通孔结构，所述衬垫穿透硅通孔结构包括穿透硅通孔tsv和tsv衬垫，所述tsv穿过所述第一介质层、所述像素晶圆和所述第二金属互连层而与所述第二金属互连层中的金属连线连接，所述tsv衬垫设置在所述第一介质层的远离所述像素晶圆的表面上并且与所述tsv接触。

11)根据10所述的cmos图像传感器，其特征在于，还包括：

周边回路区，所述周边回路区包括逻辑电路，所述逻辑电路设置在所述逻辑晶圆的第一表面上，并且所述逻辑电路经过所述第一金属互连层、所述第二金属互连层、所述tsv而连接到所述tsv衬垫。

12)一种用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，包括：

提供逻辑晶圆，在所述逻辑晶圆的第一表面内设置至少一个第一浮空节点；

提供像素晶圆，在所述像素晶圆的第二表面内设置至少一个第二浮空节点和至少一个光电二极管；以及

通过中间层将所述逻辑晶圆的第一表面与所述像素晶圆的第二表面键合在一起，并且通过所述中间层将所述至少一个第一浮空节点中的各个第一浮空节点与所述至少一个第二浮空节点中的相应的第二浮空节点串联连接。

13)根据12所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，包括：

在所述像素晶圆的第二表面内设置光电二极管阵列，所述光电二极管阵列包括至少四个相邻的光电二极管；以及

在俯视的视角下，将每个第二浮空节点置于所述光电二极管阵列中的相邻的四个光电二极管的对角连线的中心交点处，使得相邻的四个光电二极管共用其对角连线的中心交点处的第二浮空节点。

14)根据12所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，包括：

在所述逻辑晶圆的第一表面上设置至少一个源极跟随器、至少一个选择晶体管和至少一个复位晶体管；以及

在所述像素晶圆的第二表面上设置至少一个传送开关。

15)根据14所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，还包括：

在所述逻辑晶圆的第一表面上设置第一金属互连层，利用所述第一金属互连层将第一浮空节点连接到源极跟随器和复位晶体管，并且将源极跟随器连接到选择晶体管；以及

在所述像素晶圆的第二表面上设置第二金属互连层，利用所述第二金属互连层将光电二极管连接到传送开关，并且将传送开关连接到第二浮空节点。

16)根据15所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，还包括：

在所述第一金属互连层和所述第二金属互连层中间设置键合材料层，并且通过所述键合材料层将所述第一金属互连层和所述第二金属互连层键合在一起。

17)根据16所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，还包括：

在所述第一金属互连层的远离所述逻辑晶圆的表面上设置第一键合材料层；

在所述第二金属互连层的远离所述像素晶圆的表面上设置第二键合材料层；以及

通过所述第一键合材料层和所述第二键合材料层的键合将所述第一金属互连层和所述第二金属互连层键合在一起。

18)根据17所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，还包括：

在所述第一键合材料层和所述第二键合材料层上设置金属衬垫。

19)根据15所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，还包括：

在所述像素晶圆的远离所述第二金属互连层的表面上设置第一介质层；以及

在所述第一介质层中均匀地设置多个栅格。

20)根据19所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，还包括：

在所述第一介质层的远离所述像素晶圆的表面上设置滤光片阵列，所述滤光片阵列中的各个滤光片被所述多个栅格均匀地间隔开；以及

在所述滤光片阵列的远离所述像素晶圆的一侧上设置微透镜阵列，所述微透镜阵列中的各个微透镜对应地设置在所述滤光片阵列中的各个滤光片上。

21)根据19所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，还包括：

构造衬垫穿透硅通孔结构，所述衬垫穿透硅通孔结构包括穿透硅通孔tsv和tsv衬垫；

将所述tsv构造为穿过所述第一介质层、所述像素晶圆和所述第二金属互连层而与所述第二金属互连层中的金属连线连接；以及

在所述第一介质层的远离所述像素晶圆的表面上设置所述tsv衬垫，并且使所述tsv衬垫与所述tsv接触。

22)根据21所述的用于制造cmos图像传感器的方法，其特征在于，还包括：

构造周边回路区，所述周边回路区包括逻辑电路；

在所述逻辑晶圆的第一表面上设置所述逻辑电路，并且将所述逻辑电路构造为经过所述第一金属互连层、所述第二金属互连层、所述tsv而连接到所述tsv衬垫。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。