[发明专利]固态摄像器件和半导体器件及其制造方法以及电子装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2010年10月27日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2010-241491的公开内容相关的主题，在这里将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及诸如固态摄像器件等半导体器件及其制造方法和诸如包括固态摄像器件的相机等电子装置。

背景技术

近年来，由于LSI(大规模集成电路)的高度集成，内部布线的小型化和多层化得到发展。然而，由于小型化导致的半导体制造装置的高成本极大影响了LSI的成本。此外，还进行在单个芯片上混合并布置逻辑电路、存储器、摄像器件等的方法。然而，为了最大地保持各个器件的工艺特性的同时进行混合和布置，工艺的复杂化和成本的增加不可避免。

在此情况下，进行如下方法。即，通过接合并层叠晶片级和芯片级的单功能LSI(逻辑电路、存储器及摄像元件)，在不牺牲高性能LSI的集成度的情况下实现了单个芯片。同时，如下结构也受到关注，即，该结构通过通孔(其粘合有绝缘膜，并贯穿绝缘膜)实现了层叠的晶片或芯片之间的电导通。然而，当半导体元件彼此接近时，将发生诸如串扰以及由交互元件(mutual elements)的操作产生的电磁波影响等问题。此外，还存在由交互元件的操作产生的热量所导致的故障这一问题。

特别地，当摄像元件和图像处理元件层叠时，在摄像元件中出现诸如由于图像处理元件产生的热量而导致的暗电流增加和白噪声增加等问题。此外，当逻辑电路(金属布线)布置在摄像元件下方时，入射光在金属布线层处受到反射，反射光返回到光电转换区域，同样出现影响摄像性能的问题。

对于解决上述问题的方法，在日本专利No.4379295中，提出了一种如下结构：将具有贯穿电极的导电金属板布置在交互元件之间。然而，在该结构中，出现诸如制造步骤增加及成本增加等问题、诸如元件难以小型化等问题或诸如难以应用晶片至晶片的接合等问题。

发明内容

鉴于上述问题，在层叠并形成有不同功能元件的半导体器件或固态摄像器件中，期望提供一种能够容易在上层和下层元件之间形成屏蔽层的制造方法。此外，还期望提供能够减小在上层和下层元件之间产生的电磁波或串扰的影响的半导体器件或固态摄像器件。另外，还期望提供一种采用上述固态摄像器件的电子装置。

本发明的一个实施例提供了一种固态摄像器件，所述固态摄像器件包括：摄像元件，其包括第一半导体基板、形成在所述第一半导体基板的表面上的第一布线层和形成在所述第一布线层的上部的第一金属层，在所述摄像元件中，作为感光表面的像素区域形成在所述第一半导体基板的背面侧；及逻辑元件，其包括第二半导体基板、形成在所述第二半导体基板的表面上的第二布线层和形成在所述第二布线层的上部的第二金属层，且所述逻辑元件层叠到所述摄像元件，使得所述第一金属层和所述第二金属层彼此接合。另外，所述第一金属层和所述第二金属层形成在除形成有贯穿电极层的区域之外的区域上，所述贯穿电极层贯穿所述摄像元件和所述逻辑元件的接合表面。

本发明的另一实施例提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：第一半导体元件，其包括第一半导体基板、形成在所述第一半导体基板的表面上的第一布线层及形成在所述第一布线层的上部的第一金属层，在所述第一半导体元件中形成有第一半导体集成电路；及第二半导体元件，其包括第二半导体基板、形成在所述第二半导体基板的表面上的第二布线层及形成在所述第二布线层的上部的第二金属层，在所述第二半导体元件中形成有第二半导体集成电路，且所述第二半导体元件层叠到所述第一半导体元件，使得所述第一金属层和所述第二金属层彼此接合。另外，所述第一金属层和所述第二金属层形成在除形成有贯穿电极层的区域之外的区域上，所述贯穿电极层贯穿所述第一半导体元件和所述第二半导体元件的接合表面。

在本发明实施例的固态摄像器件或半导体器件中，层叠两个元件，使得形成在这两个层叠元件上的第一金属层和第二金属层彼此接合。由于第一金属层和第二金属层彼此接合的原因，第一金属层和第二金属层充当屏蔽层。由此，减小了层叠元件之间的电磁波和串扰的影响。