[发明专利]半导体装置、其制造方法以及电子设备

说明书

本申请是申请日为2010年10月22日、发明名称为“半导体装置、其制造方法以及电子设备”的申请号为201010516265.9专利申请的分案申请。

相关文件的交叉引用

本申请要求2009年10月29日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2009-249327的优先权，将其全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及诸如固体摄像装置的半导体装置、其制造方法以及包括该固体摄像装置的诸如相机的电子设备。

背景技术

作为固体摄像装置，以诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)等MOS型图像传感器为代表的放大型固体摄像装置已被人们使用。此外，以电荷耦合器件(CCD)图像传感器为代表的电荷转移型固体摄像装置也被使用。这些固体摄像装置广泛地用于数字静物相机、数字视频相机等。近年来，作为安装于诸如相机移动电话和个人数字助手(PDA)等移动设备中的固体摄像装置，鉴于低电源电压、低功耗等因素，许多MOS图像传感器已为人们所用。

MOS固体摄像装置包括周边电路区和像素阵列(像素区)，在所述像素阵列中，多个单位像素以二维阵列排列，每个单位像素具有用作光电转换部的光电二极管和多个像素晶体管。每个像素晶体管由MOS晶体管形成，且单位像素具有三个晶体管，即传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管，或具有四个晶体管，即包括选择晶体管以及上述三个晶体管。

在此以前，作为上述MOS固体摄像装置，人们提出了各种固体摄像装置，在每个所述固体摄像装置中，具有其中排列有像素的像素区的半导体芯片与其中形成有用于进行信号处理的逻辑电路的半导体芯片彼此电连接，以形成一个装置。例如，在日本未审查专利申请公开公报2006-49361号中，公开了一种半导体模块，其中在各个像素单元中具有微焊盘的背侧照射图像传感器芯片与包括信号处理电路和微焊盘的信号处理芯片隔着微凸块彼此连接。在日本未审查专利申请公开公报2007-13089号中，公开了一种装置，其中包括摄像像素部、即包括背侧照射MOS固体摄像元件的传感器芯片与包括用于进行信号处理的周边电路的信号处理芯片安装于中介层(中间基板)上。在日本未审查专利申请公开公报2008-130603号中，公开了一种构造，其中设有图像传感器芯片、薄膜电路板以及用于进行信号处理的逻辑电路芯片。此外，还公开了在该构造中，逻辑电路芯片电连接于该薄膜电路板，且薄膜电路板通过经由图像传感器芯片的后表面的通孔而电连接于布线层。

在日本专利4000507号中，公开了一种固体摄像装置，其中安装于透明基板上的固体摄像元件设有贯通电极并电连接于经过该处的柔性电路板。此外，根据日本未审查专利申请公开公报2003-31785号，公开了一种背侧照射固体摄像装置，其中设有贯穿支撑基板的电极。

如日本未审查专利申请公开公报2006-49361号和2007-13089号以及日本专利2008-130603号所示，提出了将诸如图像传感器芯片和逻辑电路等不同类型的电路组合安装的各种技术。相关技术的特征在于用于该目的的功能性芯片全部处于几乎已完成的状态，并且形成于一个芯片上，以便通过形成贯穿基板的通孔而彼此连接。

如上述相关固体摄像装置所示，提出了通过以贯穿基板的连接导体连接于不同类型的芯片之间而形成半导体装置的想法。然而，由于在确保绝缘的同时不得不在厚的基板中形成连接孔，因此考虑到用于加工连接孔和将连接导体填充于其中所必需的制造工艺的经济成本，相信上述想法难以在实际中实现。

此外，为了形成具有大约1μm的直径的小接触孔，最终不得不减少上芯片的厚度。这种情况下，在减少厚度之前，必须进行诸如将上芯片粘合于支撑基板的步骤等复杂的步骤，因此会使成本不适宜地增加。此外，为了将连接导体填充到具有高纵横比的连接孔中，不得不使用具有良好覆盖特性的诸如钨(W)膜的CVD膜作为连接导体，且因此使用于连接导体的材料受到限制。

为了获得具有较好经济效率并可容易地应用于大规模生产的制造工艺，不得不显著地减少该连接孔的纵横比以便于形成，此外，不使用特定的连接孔加工，而是优选地选择在相关晶片制造工艺中所使用的加工技术。

此外，在固体摄像装置等中，期望使图像区和进行信号处理的逻辑电路形成为呈现出其充分的特性并使所述装置的性能得到改善。

不仅对固体摄像装置有上述期望，在具有不同类型的半导体集成电路的半导体装置中，也期望半导体集成电路形成为呈现出其充分的特性并使半导体装置的性能得到改善。