[發明專利]半導體裝置及其制造方法和電子設備

有效

• 申請號: 201310092864.6
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN103247648A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 梅林拓;高橋洋;莊子禮二郎
• 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: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 王安武

本申請是基于申請號為201010134092.4，申請日為2010年3月12日，申請人為索尼公司，名稱為“半導體裝置及其制造方法和電子設備”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及例如固態成像裝置的半導體裝置及制造該半導體裝置的方法。本發明還涉及裝配有該半導體裝置的電子設備，例如攝像機。

背景技術

被廣泛使用的固態成像裝置包括以MOS圖像傳感器(例如互補金屬氧化物半導體(CMOS))為代表的放大型固態成像裝置和以電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器為代表的電荷轉移型固態成像裝置。這些固態成像裝置廣泛地用于數字靜態攝像機、數字動態攝像機等。此外，近年來，由于其較低的電源電壓低能耗等，MOS圖像傳感器已經用于安裝在移動裝置(如攝像機手機和PDA(個人數字助理))上的大部分固態成像裝置。

MOS固態成像裝置包括像素陣列(像素區域)和外圍電路區域，像素陣列中多個單元像素以二維陣列布置。單位像素由光電二極管和多個像素晶體管形成，用作為光電轉換部分。像素晶體管可以是三個MOS晶體管：傳輸晶體管、復位晶體管和放大晶體管，或者可以是還包括選擇晶體管的四個晶體管。

一些MOS固態成像裝置中，具有像素區域的半導體芯片電連接到其中形成用于信號處理的邏輯電路的半導體芯片以形成一個裝置，該像素區域上布置多個像素。已經提出了這樣的裝置的各種類型。例如，日本未經審查專利公開No.2006-49361公開了一種半導體模塊，其中，具有用于每個像素單元的微墊的背面照明的圖像傳感器和具有微型墊的信號處理芯片經由微凸緣彼此連接，該信號處理芯片上形成信號處理電路。日本未經審查專利申請公開No.2007-13089公開了一種裝置，其中，傳感器芯片和信號處理芯片安裝在插入件(中間基底)上。傳感器芯片是具有成像像素的背面照明的MOS固態成像裝置，并且信號處理芯片具有執行信號延伸的外圍電路。在日本未經審查專利申請公開No.2008-130603中，成像裝置包括圖像傳感器芯片、薄層電路板和用于信號處理的邏輯芯片。此外，還公開了裝置的結構中薄層電路板和邏輯芯片彼此電連接。在這種情況下，薄層電路板從圖像傳感器芯片的后側通過通孔過孔電連接。

此外，日本專利No.4000507中公開了一種固態成像裝置，在透明基底上支撐的固態成像元件上具有穿透電極，其中固態成像元件電連接到柔性電路基底。此外，日本未經審查專利申請公開No.2003-31785中公開了一種背面照明的固態成像裝置，具有從支撐基底中通過的電極。

如日本未經審查專利申請公開2006-49361、2007-13089和2008-130603中所描述，已經提出用于將圖像傳感器芯片和不同的電路芯片(例如邏輯電路)結合的各種技術。在這些技術中，任何功能芯片幾乎都是預先完全制成并隨后安裝到基底上，同時通過形成連接通孔允許芯片之間進行連接。

發明內容

從以上的固態成像裝置的任一種可以看出，一種構造半導體裝置的方法是通過使用穿過基底的連接導體進行不同的微芯片之間的連接。然而，需要在絕緣的同時使連接孔深深地形成在基底中。因此，從處理連接孔和嵌入連接導體的過程的成本有效性的觀點看實際上很難。

另一方面，形成具有約1微米的小直徑的接觸孔利用的是將較上面的芯片減薄到最小。然而在這種情況下，需要一些復雜的步驟，如將較上面的芯片結合在支撐基底上，使成本增加。為了將連接導體嵌入具有大高寬比的連接孔，因為需要使用具有較好的可涂覆性的CVD膜(例如鎢(W))作為連接導體，連接導體材料受到限制。

為了簡單地通過大規模生產具有經濟效益，希望選取這樣的技術使得該連接孔的高寬比極大減小以容易地形成孔，并且孔在相關技術晶片制造過程中處理，而不使用專門的連接孔處理。

此外，希望通過設計成像區域和用于信號處理的邏輯電路的兩者以充分地發揮它們相應的性能，提供具有高性能的固態成像裝置。

除了固態成像裝置外，還希望通過設計電路以充分地發揮它們相應的特性，提供具有高性能半導體集成電路的任意其它半導體裝置。

鑒于上述需求和目的提出本發明，以提供允許其電路充分地發揮它們各自的能力的固態成像裝置，以獲得大規模產生以及成本的降低。

并且，本發明旨在提供一種裝配有上述固態成像裝置的電子設備，例如攝像機。