[發(fā)明專利]固體攝像器件和電子裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611235106.5
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN107104116B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小林正治;工藤義治;佐野拓也
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146;H04N5/225;H04N5/369;H04N5/374
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 陳睆;曹正建

本發(fā)明公開了固體攝像器件和電子裝置。所述固體攝像器件包括：像素區(qū)域，形成于第一基板的光入射側(cè)，且在像素區(qū)域中布置有多個(gè)包括光電轉(zhuǎn)換單元的像素；電路單元，形成于第二基板中，并位于第一基板中的多個(gè)像素之中的至少一個(gè)像素的下方；第一多層布線層，包括具有第一布線的第一布線層和具有第二布線的第二布線層；和第二多層布線層，形成在第二基板的一側(cè)，其中，第二多層布線層包括具有第三布線的第三布線層和具有第四布線的第四布線層，且其中，第一基板與第二基板是堆疊的；其中，第一布線位于第二布線的上方，第一多層布線層被配置在像素區(qū)域與電路單元之間，且在第一方向上延伸的第一布線與在第一方向上延伸的第二布線重疊。

本申請是申請日為2011年9月7日、發(fā)明名稱為“固體攝像器件和電子裝置”的申請?zhí)枮?01110263394.6專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體攝像器件以及例如相機(jī)等設(shè)有該固體攝像器件的電子裝置。

背景技術(shù)

近年來，電子相機(jī)已經(jīng)變得日益普遍應(yīng)用，并且對作為電子相機(jī)的核心部件的固體攝像器件(圖像傳感器)的需求也進(jìn)一步增長。在性能方面，正在進(jìn)行技術(shù)開發(fā)以便實(shí)現(xiàn)在圖像質(zhì)量和功能性方面的改善。同時(shí)，攝像機(jī)和便攜式照相機(jī)以及手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant，PDA)和筆記本電腦等已經(jīng)普及。隨著這些產(chǎn)品變得日益普及，以下幾項(xiàng)努力變得尤為重要：期望固體攝像器件及固體攝像器件的部件變得更小、更輕且更薄以便易于運(yùn)輸，并且期望降低成本以便推廣這些產(chǎn)品的應(yīng)用。

在相關(guān)技術(shù)中，例如MOS型固體攝像器件等固體攝像器件包括：在硅基板上的第一主面(受光面)側(cè)形成的光電轉(zhuǎn)換單元、放大電路和多層布線層；以及芯片，在該芯片上形成有片上微透鏡(on-chip micro-lens)或?yàn)V色器(color filter)。固體攝像器件是這樣構(gòu)造而成的：借助于例如粘合劑等分隔物將覆蓋用玻璃(cover glass)粘貼到上述芯片的第一主面上，并在上述芯片的第二主面?zhèn)刃纬啥俗印?/p>

裝配有用于對輸出圖像進(jìn)行處理的信號(hào)處理電路的芯片與固體攝像器件連接。隨著固體攝像器件的功能的增多，由信號(hào)處理電路進(jìn)行的處理已經(jīng)變得多樣化。

為了使這樣的多個(gè)功能和多個(gè)芯片不斷小型化，采取了很多措施。例如，通過使用硅封裝(Silicon in Package，SIP)技術(shù)將多個(gè)芯片置于一個(gè)封裝件中來實(shí)現(xiàn)小型化。在此情況下，盡管優(yōu)點(diǎn)是能夠通過結(jié)合現(xiàn)有芯片來實(shí)現(xiàn)小型化，但也存在這樣的不利效果：由于用于連接這些芯片的傳輸距離變長且高速連接變得困難，因而難以實(shí)現(xiàn)高速工作。

另一方面，在日本專利申請公開公報(bào)特開第2002-43556號(hào)中示出了這樣的固體攝像器件：在該固體攝像器件中，在形成于半導(dǎo)體基板的同一平面內(nèi)的源極跟隨電路(該源極跟隨電路要成為輸出電路)與光電轉(zhuǎn)換單元之間布置有用于遮蔽出射光(該出射光是由于在輸出電路中發(fā)生的碰撞電離而引起的)的遮光部件。

對于上述固體攝像器件，已經(jīng)開始嘗試通過將多個(gè)芯片中的每一者粘貼并接合起來以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高速傳輸。然而，在此情況下，由于光電轉(zhuǎn)換單元和周邊電路單元被形成得非常靠近，這樣就引起了固體攝像器件所特有的問題。由于光電轉(zhuǎn)換單元將細(xì)微的載流子(例如，電子)作為信號(hào)進(jìn)行處理，因此來自附近電路的熱或電磁場的影響容易作為噪聲而混入。另外，從晶體管出射的細(xì)微的熱載流子發(fā)光(這在晶體管的通常電路工作中很少會(huì)引起問題)也會(huì)對固體攝像器件的特性產(chǎn)生巨大影響。

熱載流子發(fā)光是通過電子(當(dāng)在源極與漏極間被加速的載流子在漏極端通過碰撞而被電離時(shí)，產(chǎn)生了這些電子)與正空穴間的生成及復(fù)合而出射的發(fā)光，或者是通過電子或正空穴的狀態(tài)躍遷而出射的發(fā)光。這樣的發(fā)光雖然只有細(xì)微的量但是會(huì)規(guī)則地出射，即使對于晶體管，這種特性也不會(huì)造成任何問題。由于上述發(fā)光在所有方向上散射，所以當(dāng)進(jìn)一步遠(yuǎn)離晶體管的時(shí)候該發(fā)光的影響是很小的。然而，在光電轉(zhuǎn)換單元與由晶體管構(gòu)成的電路被布置得非常近的情況下，上述發(fā)光還沒有怎么擴(kuò)散，相當(dāng)多數(shù)量的光子就被注入到光電轉(zhuǎn)換單元中。