[發明專利]固態成像裝置及電子設備

無效

• 申請號: 201310258075.5
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103531599A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 丸山俊介
• 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: 趙國榮

技術領域

本發明涉及固態成像裝置和電子設備，特別涉及能防止光電轉換層的特性劣化且保證配線層可靠性的固態成像裝置和電子設備。

背景技術

要求固態成像裝置具有減小的像素尺寸和高的靈敏度。另外，還要求減少暗電流的發生，以獲得高的圖像質量。為了滿足這些要求，與本申請相同的受讓人已經提出例如通過采用硅基板上晶格匹配的黃銅礦基化合物半導體作為光電轉換層而能減小暗電流且實現高靈敏度的固態成像裝置（例如，參見日本特開第2011-146635號公報（圖30））。

發明內容

日本特開第2011-146635號公報的圖30示出了一種固態成像裝置，其中晶格匹配的黃銅礦基化合物半導體作為光電轉換層形成在硅基板的后側，并且，諸如晶體管的半導體元件和采用Al或Cu等的配線層形成在硅基板的前側。

這里，為了通過外延生長或者膜形成而形成光電轉換層在400°C或更高的溫度的加熱是必要的，為了形成諸如晶體管（例如，柵極氧化膜）的半導體元件在800°C或更高的溫度的加熱是必要的，并且對于雜質活化退火在1000°C或更高的溫度的加熱是必要的。為此，如果半導體元件在形成光電轉換層后形成，則在形成半導體元件時由于800°C或更高的溫度而形成其它的化合物或者一層分成不同的層，并且因此光電轉換層的特性劣化。結果，圖像傳感器的圖像質量劣化。另一方面，如果光電轉換層在形成配線層后形成，則配線層的可靠性由于在形成光電轉換層時400°C或更高的加熱而無法保證。

本發明的實施例已經考慮到這些情形而展開，并且能防止光電轉換層特性的劣化，且能保證配線層的可靠性。

根據本發明的第一實施例，所提供的固態成像裝置包括：像素基板，其中配線層和半導體元件采用能夠耐受形成光電轉換層時的溫度的配線材料形成；以及邏輯基板，其中形成半導體元件。像素基板的配線層側接合到邏輯基板的后側，并且在光電轉換層形成在像素基板的后側之后，配線層形成在邏輯基板中，從而配線層設置在像素基板的前側，并且光電轉換層設置在像素基板的后側。

根據本發明的第一實施例，其中采用能夠耐受形成光電轉換層時的溫度的配線材料形成配線層和半導體元件的像素基板的配線層側接合到其中形成半導體元件的邏輯基板的后側，并且，在光電轉換層形成在像素基板的后側上后，配線層形成在邏輯基板中，從而配線層設置在像素基板的前側，并且光電轉換層設置在像素基板的后側。

根據本發明的第二實施例，所提供的固態成像裝置包括：像素基板，其中配線層和半導體元件采用能夠耐受形成光電轉換層時的溫度的配線材料形成在半導體基板的前側，然后支撐基板接合到該半導體基板的前側，并且該光電轉換層形成在該半導體基板的后側；以及邏輯基板，與該像素基板分開制造。該像素基板接合到該邏輯基板，使得該像素基板電連接到該邏輯基板，并且該配線層設置在該像素基板的前側，而該光電轉換層設置在該像素基板的后側。

根據本發明的第二實施例，其中配線層和半導體元件采用能夠耐受形成光電轉換層時的溫度的配線材料形成在半導體基板的前側，然后支撐基板接合到該半導體基板的前側，并且該光電轉換層形成在該半導體基板的后側的像素基板接合到與其分開制造的邏輯基板，從而像素基板電連接到邏輯基板，并且配線層設置在像素基板的前側，而光電轉換層設置在像素基板的后側。

根據本發明的第三實施例，所提供的固態成像裝置包括：像素基板，通過在半導體元件形成在半導體基板的前側之后將支撐基板接合到該半導體基板的前側且在光電轉換層形成在該半導體基板的后側之后形成配線層而形成。該配線層設置在該像素基板的前側，并且該光電轉換層設置在該像素基板的后側。

根據本發明的第三實施例，像素基板通過在半導體元件形成在半導體基板的前側之后將支撐基板接合到該半導體基板的前側且在光電轉換層形成在該半導體基板的后側之后形成配線層而形成，從而配線層設置在像素基板的前側，并且光電轉換層設置在像素基板的后側。

根據本發明的第一到第三實施例，能防止光電轉換層特性的劣化且保證配線層的可靠性。

附圖說明

圖1是應用本發明實施例的固態成像裝置的示意性構造圖；

圖2A至2C是示出圖1的固態成像裝置的基板構造的示意圖；

圖3是像素的示意性截面圖；

圖4A至4G是示出固態成像裝置的第一制造方法的示意圖；

圖5A至5F是示出固態成像裝置的第二制造方法的示意圖；

圖6A至6D是示出固態成像裝置的第二制造方法的示意圖；

圖7A至7G是示出固態成像裝置的第三制造方法的示意圖；