[发明专利]晶片接合的背照式成像器

说明书

一种成像器件包括第一基板，所述第一基板包括像素阵列和第一多层布线层。所述第一多层布线层包括接收基于由至少一个光电转换单元产生的电荷的电信号的第一布线和多个第二布线。所述成像器件包括第二基板，所述第二基板包括第二多层布线层和处理所述电信号的逻辑电路。所述第二多层布线层包括接合到所述第一布线的第三布线和多个第四布线。所述多个第四布线中的至少一个接合到所述多个第二布线中的至少一个。所述第二多层布线层包括连接到所述多个第四布线并且接收电源信号的至少一个第五布线。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月29日提交的日本在先专利申请JP 2017-127504的权益，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本技术涉及一种半导体器件。更具体地，本技术涉及一种包括堆叠式半导体基板的半导体器件，其中多个半导体基板的多层布线层电连接。

背景技术

近年来，数码相机被越来越广泛地使用。伴随着这种情况，对于作为数码相机的核心部分的固态成像器件(图像传感器或成像器件)的需求越来越多。在固态成像器件的性能方面，已经开发了技术以实现更高的图像质量和先进的功能。另一方面，具有成像功能的便携式终端(如移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑(PC)和平板PC)也被广泛使用。伴随着这种情况，正在进行固态成像器件及构成其的部件的小型化、重量减轻和薄化以便提高这些便携式终端的便携性。此外，也在进行固态成像器件及构成其的部件的成本降低以便促进这些便携式终端的广泛的使用。

通常，固态成像器件(如金属氧化物半导体(MOS)固态成像器件)具有以下这种配置，其中光电转换单元、放大电路和多层布线层形成在硅基板的光接收表面侧并且滤色器和片上微透镜形成在其上。此外，用如粘合剂等间隔物将盖玻片(cover glass)粘贴在光接收表面侧。另外，在光接收表面的相反侧形成端子。对输出信号应用预定处理的信号处理电路连接到该固态成像器件。随着固态成像器件中功能数量的增加，信号处理电路中进行的处理趋于增加。

为了使其中多个半导体基板这样连接的配置小型化，采取了各种措施。例如，通过系统级封装(SiP)技术将多个半导体基板密封在一个封装件内。因此，可以减小安装面积并且可以使整个配置小型化。然而，根据SiP，通过连接半导体基板的布线连接的传输距离被延长，并且可能阻碍高速操作。

相反，提出了一种固态成像器件，其具有以下这种配置：其中包括像素区域的第一半导体基板和包括逻辑电路的第二半导体基板彼此粘贴并且接合在一起(例如，参考专利文献1)。根据这种配置，可以高速传输信号。在该固态成像器件中，包括像素阵列的第一半导体基板和包括逻辑电路的第二半导体基板(两者都处于半成品状态)彼此粘贴，并且将第一半导体基板减薄，然后将像素阵列和逻辑电路连接在一起。这里，通过形成连接布线实现这种连接，该连接布线包括：连接到第一半导体基板的布线的连接导体、穿透第一半导体基板并且连接到第二半导体基板的布线的穿透连接导体和使两个连接导体耦合的耦合导体。然后，将最终产品制成芯片并且形成为背照式固态成像器件。

另一方面，在通过将多个半导体基板接合获得的固态成像器件中，提出了这样一种方法：其中在两个半导体基板的表面上取出铜(Cu)电极并且然后使用穿透连接导体代替电连接方法而将其连接(例如，参考专利文献2)。此外，提出了一种使用铜电极作为遮光层的固态成像器件(例如，参考专利文献3)。利用这种配置，由来自逻辑电路的晶体管的热载流子发出的光被遮光层遮挡，并且抑制了入射到像素阵列侧的光。此外，也减小了接合后整个半导体芯片的厚度。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]

JP 2012-064709A

[专利文献2]

JP 2013-073988A

[专利文献3]