半导体模块、摄像机及摄像机的制造方法技术

在布线层侧形成微型焊点３４，３７的背照型ＭＯＳ（金属氧化物半导体）固态图像拾取器件３２和在布线层侧在与ＭＯＳ型固态图像拾取器件的微型焊点３４，３７相对应的位置上形成微型焊点３５，３８的信号处理芯片３３通过微型凸块３６，３９连接。在包括ＭＯＳ型固态图像拾取器件的半导体模块中，在可以提高图像处理速度的同时，可以实现画面内的同时性和可以提高画面质量，可以简化制造工艺，并且可以提高成品率。此外，可以降低同时驱动所有像素或大量像素时所需的功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括MOS(金属氧化物半导体)型固态图像拾取器件的半导体模块、MOS型固态图像拾取器件、摄像机和摄像机的制造方法。
技术介绍
到目前为止，例如，MOS摄像机模块被当作包括MOS型固态图像拾取器件的半导体模块。为了制造小型MOS摄像机模块，需要使用将MOS型固态图像拾取器件(下文称为“MOS型图像传感器芯片”)和信息处理芯片叠放在一起的有前途方法。作为根据现有技术例子1的MOS摄像机模块，在例如非专利参考文献1中描述的SIP(插件式系统)排列是众所周知的。在这种MOS摄像机模块中，MOS型图像传感器芯片叠放在信号处理芯片上和被焊在信号处理芯片上，MOS型图像传感器芯片和信号处理芯片位于电路板上，用引线焊接工艺处理两个芯片和电路板，然后，用这种引线焊接工艺使MOS型图像传感器芯片和信号处理芯片互连。附图中的图1是示出根据现有技术的MOS型图像传感器芯片的排列的示意图。如图1所示，这种MOS型图像传感器芯片1包括以二维方式(即，XY矩阵方式)排列数个像素3的像素部分2、列部分4、与水平信号线5连接的输出电路6、垂直驱动电路7、水平驱动电路8和控制电路9。将指示工作模式的输入时钟和数据从MOS型图像传感器1的外部供应给控制电路9。响应这些输入时钟和数据，控制电路9将时钟和脉冲供应给随后的各个部分，以便各个部分可以工作起来。垂直驱动电路7选择像素部分2的一行，并且通过尽管未示出，但沿着横向延伸的控制布线将必要脉冲供应给所选行的像素。列部分4含有与列相对应排列的列信号处理电路10。将一条线量的像素信号供应给列信号处理电路10，并且列信号处理电路10以诸如CDS(相关复式取样消除固定模式噪声的处理)、信号放大和A/D(模拟到数字)转换之类的适当处理方式处理如此供应的信号。水平驱动电路8依次选择列信号处理电路10，并且将列信号处理电路10的信号供应给水平信号线5。输出电路10处理来自水平线5的信号和输出如此处理过的信号。例如，输出电路6所作的处理可以是诸如只有缓冲或黑色电平调整、列散射的纠正、信号放大、缓冲之前的颜色处理之类的各种处理。图2是示出如图1所示的MOS型图像传感器1中的像素电路的例子的电路图。在本例中，4个像素构成一个单元。如图2所示，这个像素电路包括用作光电转换元件的4个光电二极管PD。光电二极管PD1到PD4分别与相应的4个传送晶体管12连接。传送布线161到164与各自传送晶体管121到124的栅极连接。各自传送晶体管121到124的漏极被连接成共同电极，然后，共同电极与重置晶体管13的源极连接。传送晶体管12的漏极和重置晶体管13的源极之间的所谓浮动扩散点(FD)与放大晶体管14的栅极连接。重置晶体管13的漏极与电源布线15连接，其栅极与重置布线17连接。此外，还配备了其漏极与电源布线15连接的选择晶体管18。选择晶体管18的源极与放大晶体管14的漏极连接。选择布线19与选择晶体管18的栅极连接。光电二极管PD、传送晶体管12、重置晶体管13、选择晶体管18和放大晶体管14构成集中4个像素(光电二极管)形成的一个单元。另一方面，放大晶体管14的源极与垂直信号线21连接。如后所述的其漏极与垂直信号线21连接并可以用作恒流源的负载晶体管22作为列信号处理电路10的一部分与垂直信号线21连接。负载布线23与负载晶体管22的栅极连接。在这个像素电路中，4个光电二极管PD光电转换信号电荷。光电二极管PD的光电子(信号电荷)通过相应传送晶体管12被传送到浮动扩散点FD。由于浮动扩散点FD与放大晶体管14的栅极连接，如果选择晶体管18被导通，那么，与浮动扩散点FD的电位相对应的信号通过放大晶体管14输出到垂直信号线21。重置晶体管13去除浮动扩散点FD到电源线15的信号电荷(电子)，以便重置浮动扩散点FD的信号电荷。使横向布线19、17和16成为同一行的像素的公用线，从而通过垂直驱动电路7控制它们。用作恒流源的负载晶体管22作为列信号处理电路10的一部分来提供。所选行的负载晶体管22和放大晶体管14构成源极跟随器，将它的输出供应给垂直信号线21。作为根据现有技术例子2的CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器模块，在引用的非专利参考文献1中描述的那一种是众所周知的。在本例中，图像传感器芯片拥有被布线穿过的基底和利用微型凸块(bulk)使图像传感器与下侧芯片连接。根据这种方法，由于可以增加凸块的数量和可以减少电感和电容成分，使高速接口成为可能。并且，图像传感器芯片通过来自像素部分的布线直接与下侧芯片连接，从而也可以获得画面内的同时性。Sharp technical journal Volume 81，2001，December，page 34。IEDM 99，pp.879-882。
技术实现思路
在根据现有技术例子1制造MOS摄像机模块的方法中，当MOS型图像传感器芯片是一般来说长几毫米的正方形时，来自MOS型图像传感器的输出通过最多几十条的焊线供应给信号处理芯片，这成为阻碍图像处理速度提高的瓶颈。这种图像处理速度受到限制的原因是不可以增加焊线的数量和由于焊线的电感和在焊线之间或在焊线与电路基底之间产生的电容成分干扰和延迟了信号。此外，由于这种类型的MOS摄像机模块按行的顺序从像素部分的像素中读出信号已成惯例，所以在不同时间从像素部分的上面像素和下面像素中读出像素信号，从而不能建立起画面内的同时性。另一方面，如果使画面内的曝光定时一致，那么，在从像素中读出像素信号之前，使噪声叠加在像素信号上，从而导致画面质量变差。在根据现有技术例子2的CMOS型图像传感器模块中，使布线穿过基底的工艺的成本的增加和成品率的下降是严重问题。另外，由于像素电路使像素的孔径比变小的问题与现有技术相似。尤其，由于应该在硅(Si)基底上保留布线可以穿过的区域，因此从光学的角度来看，无用区将不可避免地增大。例如，在本例中，通孔的直径是2.5μm(微米)，并且在这样的通孔周围应该预留边缘区，使得直径约为3μm的区域变成无用的。并且，需要形成通孔的工艺，因此，工艺变复杂了，从而使制造工艺变得错综复杂。在这种现有技术例子中，不存在像素电路。在这种现有技术例子中要试验的是只在上晶片上形成光电二极管，使光电流按原样流过下晶片的结构。鉴于上述这些方面，本专利技术提供了在可以提高图像处理速度的同时可以简化制造工艺、提高成品率、实现画面内的同时性并且可以改善图像质量的半导体模块。并且，本专利技术提供了可以控制同时驱动所有像素或大量像素时消耗的电流的半导体模块。并且，本专利技术提供了可以应用于半导体模块等的MOS型固态图像拾取器件。并且，本专利技术提供了包括MOS型固态图像拾取器件和半导体模块的摄像机和摄像机的制造方法。根据本专利技术的一个实施例，半导体模块包括在布线层侧在每个单位像素单元上或在每个数个像素的单元上形成微型焊点(pad)的背照型MOS型固态图像拾取器件以及在布线层侧在与MOS型固态图像拾取器件的微型焊点相对应的位置上形成微型焊点的信号处理芯片，其中，MOS型固态图像拾取器件和信号处理芯片通过微型凸块连接。根据本专利技术的一个实施例，在上述半导体模块中，在与MOS型固态图像拾取器件的像素区部分的外围相对应的区域上形成像素驱动微型焊点，像素驱动微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块，包括：在布线层侧在每个单位像素单元上或在每个数个像素的单元上形成微型焊点的背照型ＭＯＳ（金属氧化物半导体）固态图像拾取器件；和在布线层侧在与所述ＭＯＳ型固态图像拾取器件的所述微型焊点相对应的位置上形成微型焊点 的信号处理芯片，其中，所述ＭＯＳ型固态图像拾取器件和所述信号处理芯片通过微型凸块连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马渕圭司，浦崎俊一，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]