本公开涉及集成电路领域，尤其涉及一种半导体结构、图像传感器及半导体结构的制备方法。
背景技术：
1、通常，图像传感器是指将光信号转换为电信号的装置。图像传感器单元类别主要有电荷耦合器件(ccd)和互补金属氧化物半导体(cmos)器件。cmos图像传感器和传统的ccd传感器相比，具有低功耗、低成本以及可与cmos工艺相兼容等特点，因此得到越来越广泛的应用。
2、常见的cmos图像传感器的像素单元中通常包含由一个光电二极管(photo diode，pd)和四个晶体管(4transistors，4t)组成的有源像素结构，在有限的像素单元面积下，晶体管数量较多，光电二极管的表面面积减少，即像素单元的填充因子(fill factor)降低。填充因子是涉及图像传感器性能的重要因素之一，其表示光电二极管的表面面积关于单位像素的整个表面面积的比率，大填充因子意味着将接收的光变成电信号的大能力。并且随着像素的小型化，晶体管所占面积的比重增加，进一步降低了填充因子。
3、因此，如何提高cmos图像传感器的填充因子，成为目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本公开实施例提供一种半导体结构、图像传感器及半导体结构的制备方法，其能够提高半导体结构的填充因子。
2、为了解决上述问题，本公开实施例提供了一种半导体结构，包括：第一基板，包括光电转换元件、传输晶体管及第一导电焊垫，所述光电转换元件与所述传输晶体管的第一源漏极区电连接，所述第一导电焊垫与所述传输晶体管的第二源漏极区电连接；第二基板，包括读出电路及第二导电焊垫，所述读出电路与所述第二导电焊垫电连接；键合结构，设置在所述第一基板与所述第二基板之间，并连接所述第一基板与所述第二基板，以使得所述第一导电焊垫与所述第二导电焊垫电连接。
3、在一实施例中，所述第一基板包括至少一个光电转换元件组，所述光电转换元件组包括多个光电转换元件和与所述多个光电转换元件一一对应的多个传输晶体管，所述多个传输晶体管的第二源漏极区与同一个所述第一导电焊垫电连接。
4、在一实施例中，所述传输晶体管的第二源漏极区作为浮置扩散区；或者，所述第二基板包括与所述第二导电焊垫电连接的浮置扩散区。
5、在一实施例中，所述传输晶体管为垂直沟道晶体管，所述垂直沟道晶体管包括：半导体柱，包括沿垂直于所述第一基板的主表面的第一方向依次排布的所述第一源漏极区、沟道区及所述第二源漏极区；栅极结构，设置在所述半导体柱的所述沟道区的外侧壁。
6、在一实施例中，所述栅极结构沿平行于所述第一基板的主表面的第二方向延伸，在所述第二方向上排布的垂直沟道晶体管共用同一所述栅极结构。
7、在一实施例中，每一所述光电转换元件的横截面为正六边形，多个所述光电转换元件呈蜂窝状排布。
8、在一实施例中，所述光电转换元件为光电二极管，所述光电二极管的阴极与所述传输晶体管的第一源漏极区电连接，所述光电二极管的阳极与接地端电连接。
9、在一实施例中，所述读出电路包括：源极跟随器晶体管，所述源极跟随器晶体管的栅极与所述第二导电焊垫电连接，所述源极跟随器晶体管的第一源漏极区与电源端电连接；选择晶体管，所述选择晶体管的第一源漏极区与所述源极跟随器晶体管的第二源漏极区电连接，所述选择晶体管的第二源漏极区与所述读出电路的输出端电连接。
10、在一实施例中，所述读出电路还包括复位电路，复位电路包括复位晶体管，所述复位晶体管的第一源漏极区与电源端电连接，所述复位晶体管的第二源漏极区与所述第二导电焊垫电连接。
11、在一实施例中，所述读出电路还包括双转换增益电路，双转换增益电路包括双转换增益晶体管和电容器，所述双转换增益晶体管的第一源漏极区与所述第二导电焊垫电连接，所述双转换增益晶体管的第二源漏极区与所述电容器的第一极板电连接，所述电容器的第二极板与电源端电连接。
12、在一实施例中，还包括彩色滤波器阵列及微透镜阵列，所述彩色滤波器阵列通过绝缘隔离层间隔设置在所述光电转换元件的远离所述传输晶体管的一侧，所述微透镜阵列设置在所述彩色滤波器的远离所述光电转换元件的一侧。
13、在一实施例中，所述彩色滤波器阵列包括多个阵列排布的滤波单元，一个所述滤波单元对应一个或者多个所述光电转换元件。
14、在一实施例中，所述键合结构包括绝缘体及导电块，所述导电块的两侧分别与所述第一导电焊垫及所述第二导电焊垫接触连接，所述绝缘体密封所述导电块。
15、本公开实施例还提供一种图像传感器，其包括上述的半导体结构。
16、本公开实施例还提供一种半导体结构的制备方法，包括：提供第一基板，所述第一基板包括光电转换元件、传输晶体管及第一导电焊垫，所述光电转换元件与所述传输晶体管的第一源漏极区电连接，所述第一导电焊垫与所述传输晶体管的第二源漏极区电连接；提供第二基板，所述第二基板包括读出电路及第二导电焊垫，所述读出电路与所述第二导电焊垫电连接；将所述第一基板与所述第二基板键合，用以在所述第一基板与所述第二基板之间形成键合结构，所述键合结构连接所述第一基板与所述第二基板，以使得所述第一导电焊垫与所述第二导电焊垫电连接。
17、在一实施例中，形成所述第一基板的方法包括：提供第一衬底；在所述第一衬底上形成光电转换层，所述光电转换层包括所述光电转换元件；在所述光电转换层上形成传输晶体管层，所述传输晶体管层包括所述传输晶体管；在所述传输晶体管层上形成所述第一导电焊垫。
18、在一实施例中，在所述光电转换层上形成传输晶体管层的步骤中，所述传输晶体管的第二源漏极区作为浮置扩散区，或者，在提供第二基板的步骤中，所述第二基板包括与所述第二导电焊垫电连接的浮置扩散区。
19、在一实施例中，将所述第一基板与所述第二基板键合的步骤之后包括：去除所述第一衬底，用于暴露出所述光电转换层；在所述光电转换层上形成彩色滤波器阵列及微透镜阵列，所述彩色滤波器阵列设置在所述光电转换元件的远离所述传输晶体管的一侧，所述微透镜阵列设置在所述彩色滤波器的远离所述光电转换元件的一侧。
20、在一实施例中，在暴露出所述光电转换层的步骤之后还包括：对所述光电转换层进行分割处理，形成多个光电转换元件组，每一所述光电转换元件组包括多个所述光电转换元件和与所述多个光电转换元件一一对应的多个传输晶体管，所有所述光电转换元件组包括的所述光电转换元件数量相同；在所述光电转换层上形成绝缘隔离层；在所述绝缘隔离层上形成所述彩色滤波器阵列。
21、在一实施例中，形成所述第二基板的方法包括：提供第二衬底；在所述第二衬底上形成电路层，所述电路层包括所述读出电路；在所述电路层上形成所述第二导电焊垫。
22、本公开实施例提供的半导体结构中，光电转换元件及传输晶体管设置在第一基板，读出电路设置在第二基板，第一基板与第二基板通过键合结构电连接，形成3d堆叠结构，相对于光电转换元件、传输晶体管及读出电路均分布在同一基板上的水平结构而言，本公开实施例提供的半导体结构增大了光电转换元件的表面面积，提高了半导体结构的填充因子，增大了半导体结构的灵敏度。
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一基板包括至少一个光电转换元件组，所述光电转换元件组包括多个光电转换元件和与所述多个光电转换元件一一对应的多个传输晶体管，所述多个传输晶体管的第二源漏极区与同一个所述第一导电焊垫电连接。
3.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其特征在于，所述传输晶体管的第二源漏极区作为浮置扩散区；或者，
4.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其特征在于，所述传输晶体管为垂直沟道晶体管，所述垂直沟道晶体管包括：
5.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，每一所述光电转换元件的横截面为正六边形，多个所述光电转换元件呈蜂窝状排布。
6.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其特征在于，所述读出电路包括：源极跟随器晶体管，所述源极跟随器晶体管的栅极与所述第二导电焊垫电连接，所述源极跟随器晶体管的第一源漏极区与电源端电连接；
7.根据权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，所述读出电路还包括复位电路，复位电路包括复位晶体管，所述复位晶体管的第一源漏极区与电源端电连接，所述复位晶体管的第二源漏极区与所述第二导电焊垫电连接。
8.根据权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述读出电路还包括双转换增益电路，双转换增益电路包括双转换增益晶体管和电容器，所述双转换增益晶体管的第一源漏极区与所述第二导电焊垫电连接，所述双转换增益晶体管的第二源漏极区与所述电容器的第一极板电连接，所述电容器的第二极板与电源端电连接。
9.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其特征在于，还包括彩色滤波器阵列及微透镜阵列，所述彩色滤波器阵列通过绝缘隔离层间隔设置在所述光电转换元件的远离所述传输晶体管的一侧，所述微透镜阵列设置在所述彩色滤波器的远离所述光电转换元件的一侧。
10.一种图像传感器，其特征在于，包括如权利要求1～9任意一项所述的半导体结构。
11.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，形成所述第一基板的方法包括：
13.根据权利要求12所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在所述光电转换层上形成传输晶体管层的步骤中，所述传输晶体管的第二源漏极区作为浮置扩散区，或者，
14.根据权利要求12所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，将所述第一基板与所述第二基板键合的步骤之后包括：
15.根据权利要求14所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在暴露出所述光电转换层的步骤之后还包括：
