[發明專利]攝像器件和電子裝置

有效

• 申請號: 201810048431.3
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN108111786B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 小林正治;工藤義治;佐野拓也
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/369
• 分類號: H04N5/369;H01L27/146
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 陳睆;曹正建

本發明公開了攝像器件和電子裝置。所述攝像器件包括：多個光電轉換單元，形成在第一半導體層中；電路單元，形成在第二半導體層中，其中，電路單元位于第一半導體層中的多個光電轉換單元的至少一個光電轉換單元的下方；第一多層布線層，形成在第一半導體層的第一側，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；以及第二多層布線層，形成在第二半導體層的第一側，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，其中，第一布線位于第二布線的上方，第一多層布線層布置在多個光電轉換單元與電路單元之間，并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、發明名稱為“固體攝像器件和電子裝置”的申請號為201110263394.6專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及固體攝像器件以及例如相機等設有該固體攝像器件的電子裝置。

背景技術

近年來，電子相機已經變得日益普遍應用，并且對作為電子相機的核心部件的固體攝像器件(圖像傳感器)的需求也進一步增長。在性能方面，正在進行技術開發以便實現在圖像質量和功能性方面的改善。同時，攝像機和便攜式照相機以及手機、個人數字助理(Personal Digital Assistant，PDA)和筆記本電腦等已經普及。隨著這些產品變得日益普及，以下幾項努力變得尤為重要：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輸，并且期望降低成本以便推廣這些產品的應用。

在相關技術中，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)側形成的光電轉換單元、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)或濾色器(color filter)。固體攝像器件是這樣構造而成的：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側形成端子。

裝配有用于對輸出圖像進行處理的信號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，由信號處理電路進行的處理已經變得多樣化。

為了使這樣的多個功能和多個芯片不斷小型化，采取了很多措施。例如，通過使用硅封裝(Silicon in Package，SIP)技術將多個芯片置于一個封裝件中來實現小型化。在此情況下，盡管優點是能夠通過結合現有芯片來實現小型化，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，因而難以實現高速工作。

另一方面，在日本專利申請公開公報特開第2002-43556號中示出了這樣的固體攝像器件：在該固體攝像器件中，在形成于半導體基板的同一平面內的源極跟隨電路(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，已經開始嘗試通過將多個芯片中的每一者粘貼并接合起來以實現信號的高速傳輸。然而，在此情況下，由于光電轉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。由于光電轉換單元將細微的載流子(例如，電子)作為信號進行處理，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，從晶體管出射的細微的熱載流子發光(這在晶體管的通常電路工作中很少會引起問題)也會對固體攝像器件的特性產生巨大影響。

熱載流子發光是通過電子(當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，產生了這些電子)與正空穴間的生成及復合而出射的發光，或者是通過電子或正空穴的狀態躍遷而出射的發光。這樣的發光雖然只有細微的量但是會規則地出射，即使對于晶體管，這種特性也不會造成任何問題。由于上述發光在所有方向上散射，所以當進一步遠離晶體管的時候該發光的影響是很小的。然而，在光電轉換單元與由晶體管構成的電路被布置得非常近的情況下，上述發光還沒有怎么擴散，相當多數量的光子就被注入到光電轉換單元中。