[發明專利]固態成像器件及其制造方法以及相機系統

在審

• 申請號: 201310054089.5
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103258831A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 湯川昌彥
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 周少杰

技術領域

本技術涉及固態成像器件及其制造方法以及相機系統，通過分割晶片形成該器件，該晶片具有包括由于切塊（dicing）為多塊的硬層和軟層的分層結構。

背景技術

典型地，通過裝配（assemble）個別封裝獲得圖像捕獲器件作為模塊，其中分別安裝（mount）CMOS圖像傳感器（CIS）芯片和圖像處理芯片的兩個芯片。或者，還存在每個芯片經歷COB（板上芯片）封裝的情況。

在安裝在移動電話等中的圖像捕獲器件的情況下，近年來希望封裝面積減小和小型化，并且因此開發了用于將上述兩個芯片集成在一個芯片中的SOC（片上系統）技術。

然而，其中混合CIS工藝和高速邏輯工藝的用于集成在一個芯片中的工藝預期增加的步驟和高成本，并且此外，難以管理模擬特性和邏輯特性兩者，這導致圖像捕獲器件的特性劣化的風險。因此，提出了一種方法，用于管理由于通過上述兩個芯片的芯片級裝配獲得的分層結構的小型化和特性改進（見日本專利公開No.2004-146816和日本專利公開No.2008-085755）。

圖1的部分A和B圖示了具有分層結構的固態成像器件的工藝流程。

如圖1的部分A所示，在用分別最適于上部和下部第一和第二芯片的工藝準備的晶片1和2粘合在一起之后，拋光上部芯片的后面，并且使得上部芯片的晶片厚度更薄。上部和下部芯片之間的信號線和電源線通過導通孔（via?hole）電接合，導通孔的通孔（through?hole）填充有金屬。然后，如圖1的部分B所示，在執行處理以便在第一芯片（上部芯片）側獲得濾色片和微透鏡之后，通過切塊切出芯片。

圖2是用于說明通過切塊切出芯片的典型方法的圖。此外，圖2中的CW表示利用刀片的切割寬度。

沿著指示用于在芯片之間切割位置的劃痕線SCL，用刀片切割具有分層結構的晶片，在該分層結構中芯片CP以陣列形狀安排，并且該晶片分割為個別芯片CP。

在圖2中，部分地放大并且圖示沿著作為用于切割的位置的劃痕線SCL取得的簡化橫截面。在圖2的分層結構中，分層堆積硅（Si）層11和氮化物膜（例如，SiN膜）12以形成CIS側晶片1。實際上，在與其上形成SiN膜的Si層11的面相對的另一面側上形成傳感器等。硅層21、氧化物層22、布線（例如，銅）層23、SiO₂層24和SiO₂層25分層堆積以形成邏輯側晶片2。此外，在圖2所示的簡化結構中，CIS側晶片1的SiN膜12和邏輯側晶片2的SiO₂層25粘合在一起。

此外，SiN膜12是相對硬的膜。此外，對于布線層23，應用低介電常數膜以便確保低電阻，由于在尋求工藝的更加精細等的同時布線更薄而不容易實現這樣的低電阻的原因。包括低介電常數膜的這種布線層23由脆性材料形成，該脆性材料在硬度上比其他層（特別是SiN膜）更軟。

除了上述單獨利用刀片的刀片切塊外，切塊包括在激光消融之后的刀片切塊、隱形切塊等。

發明內容

然而，在上述單獨利用刀片的刀片切塊中，存在以下缺點。圖3（A）和3（B）是用于說明單獨利用刀片的刀片切塊中的問題的圖。

如圖3（A）和3（B）所示，在劃痕線SCL中諸如具有低介電常數（低k）的氮化物膜12和布線層23的硬膜的存在，導致由于硬膜（層）中應力傳播的切割質量的顯著劣化。結果，裂紋CRK進到芯片CP的電路部分，這導致破壞器件功能的風險。此外，在市場環境中使用器件時，濕氣偶然滲透通過裂紋，導致器件電路布線的腐蝕因素的風險。

此外，隱形切塊引起灰塵，并且灰塵再次沾到器件表面。因此，難以應用于圖像傳感器器件。

此外，因為激光消融之后的刀片切塊是在芯片表面上聚焦激光的技術，這預期應用并且剝落保護膜的步驟。此外，源自利用激光的重整的灰塵再次沾到器件表面。因此，該技術難以應用于圖像傳感器器件。

希望提供一種固態成像器件及其制造方法以及相機系統，能夠在抑制灰塵出現的同時，即使在刀片切塊時也避免裂紋的出現并且改進切割質量和切塊產率。

根據本公開的第一實施例，提供了一種固態成像器件，包括：通過安排多個執行光電轉換的像素獲得的像素部；以及像素信號讀出部，包括邏輯部并且從所述像素部讀出像素信號。所述像素部和所述邏輯部形成為分層結構。所述分層結構包括低硬度層，所述低硬度層至少在硬度上低于多個層中的另一層。并且在所述低硬度層的側邊部分中形成不同于其他層的分割部。