固态成像设备、其制造方法，及电子设备技术

灵敏度得到改善。一种固态成像设备包括：第一半导体层，第一半导体层包含第一光电转换元件和电荷保持区域，第一光电转换元件对从第二表面侧入射的光进行光电转换，并且电荷保持区域保持被第一光电转换元件光电转换的信号电荷；第二半导体层，第二半导体层隔着第一绝缘层部署在第一半导体层的第一表面侧，并且包括对从第一半导体层的第二表面侧入射的光进行光电转换的第二光电转换元件；电路基板单元，电路基板单元隔着第二绝缘层部署在第二半导体层的与第一绝缘层的一侧相对的一侧，并且包括读出由第一光电转换元件光电转换的信号电荷的读出电路；元件侧第一金属焊盘，元件侧第一金属焊盘设置在第二绝缘层的与第二半导体层的一侧相对的一侧；电路侧第一金属焊盘，电路侧第一金属焊盘设置在电路基板单元上并且电连接到读出电路且接合到元件侧第一金属焊盘；以及第一接触电极，第一接触电极穿透第一绝缘层和第二绝缘层并且将电荷保持区域和元件侧第一金属焊盘电连接。元件侧第一金属焊盘电连接。元件侧第一金属焊盘电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态成像设备、其制造方法，及电子设备


[0001]本技术(根据本公开的技术)涉及固态成像设备、制造固态成像设备的方法及电子设备，并且具体地涉及有效应用于分开发射可见光和红外光的固态成像设备的技术、制造固态成像设备的方法及电子设备。

技术介绍

[0002]作为固态成像设备，例如，如专利文献1中所公开的，分开接收可见光和红外光的固态成像设备是已知的。专利文献1中公开的固态成像设备包括：第一半导体层，具有光入射表面并且具有可见光光电转换元件，该可见光光电转换元件对从光入射表面侧入射的可见光进行光电转换；以及第二半导体层，部署在第一半导体层的与光入射表面侧相对的一侧并具有红外光电转换元件，该红外光电转换元件对从第一半导体层的入射表面侧入射并透射通过第一半导体层的红外光进行光电转换。然后，专利文献1中公开的固态成像设备还包括电路基板单元，该电路基板单元部署在第二半导体层的与第一半导体层侧相对的一侧并且具有读出电路，该读出电路读出由可见光光电转换元件转换的信号电荷和由红外光电转换元件光电转换的信号电荷。
[0003]引文列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：WO 2018/194030

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题
[0007]同时，在专利文献1中公开的固态成像设备中，多层布线层设置在第一半导体层和第二半导体层之间。在这种结构的情况下，从第一半导体层的光入射表面侧通过第一半导体层入射的光被多层布线层的布线遮挡，并且存在红外光电转换元件中的光敏性降低的可能性。因此，存在改进的空间。
[0008]本技术的目的是提供一种能够提高光敏性的固态成像设备、制造固态成像设备的方法以及包括固态成像设备的电子设备。
[0009]问题的解决方案
[0010](1)一种根据本技术的一方面的固态成像设备包括：
[0011]第一半导体层，第一半导体层包含第一光电转换元件和电荷保持区域，第一光电转换元件具有彼此相对的第一表面和第二表面并且对从第二表面侧入射的光进行光电转换，电荷保持区域保持被第一光电转换元件光电转换的信号电荷；
[0012]第二半导体层，第二半导体层隔着第一绝缘层部署在第一半导体层的第一表面侧，并且包括对从第一半导体层的第二表面侧入射的光进行光电转换的第二光电转换元件；
[0013]电路基板单元，电路基板单元隔着第二绝缘层部署在第二半导体层的与第一绝缘
层的一侧相对的一侧，并且包括读出由第一光电转换元件光电转换的信号电荷的读出电路；
[0014]元件侧第一金属焊盘，元件侧第一金属焊盘设置在第二绝缘层的与第二半导体层的一侧相对的一侧；
[0015]电路侧第一金属焊盘，电路侧第一金属焊盘设置在电路基板单元上并且电连接到读出电路且接合到元件侧第一金属焊盘；以及
[0016]第一接触电极，穿透第一和第二绝缘层并且将电荷保持区域和元件侧第一金属焊盘电连接。
[0017](2)一种根据本技术的一方面的制造固态成像设备的方法，包括：
[0018]在第一半导体层中形成第一光电转换元件；
[0019]在第一半导体层的与光入射表面的一侧相对的一侧堆叠第二半导体层；以及
[0020]在堆叠于第一半导体层上的第二半导体层中形成第二光电转换元件。
[0021](3)一种根据本技术的另一方面的电子设备，包括：
[0022]固态成像设备、在固态成像设备的成像表面上形成来自被摄体的图像光的图像的光学透镜，以及对从固态成像设备输出的信号执行信号处理的信号处理电路。
附图说明
[0023]图1A是图示根据本技术的第一实施例的固态成像设备的构造示例的示意性平面布局图。
[0024]图1B是图示沿着图1A中的线II
‑
II截取的横截面结构的构造示例的示意性截面图。
[0025]图2是图示根据本技术的第一实施例的固态成像设备的构造示例的框图。
[0026]图3是图示根据本技术的第一实施例的固态成像设备的像素和读出电路的构造示例的等效电路图。
[0027]图4是放大了图1B的一部分的示意性截面图。
[0028]图5A是放大了图4的一部分的主要部分的放大的截面图。
[0029]图5B是放大了图4的一部分的主要部分的放大的截面图。
[0030]图6A是图示晶片的平面构造的视图。
[0031]图6B是通过放大图7A中的区域B图示芯片形成区域的构造的视图。
[0032]图7A是图示制造根据本技术的第一实施例的固态成像设备的方法的示意性过程截面图。
[0033]图7B是图7A之后的示意性过程截面图。
[0034]图7C是图7B之后的示意性过程截面图。
[0035]图7D是图7C之后的示意性过程截面图。
[0036]图7E是图7D之后的示意性过程截面图。
[0037]图7F是图7E之后的示意性过程截面图。
[0038]图7G是图7F之后的示意性过程截面图。
[0039]图7H是图7G之后的示意性过程截面图。
[0040]图7I是图7H之后的示意性过程截面图。
[0041]图7J是图7I之后的示意性过程截面图。
[0042]图8是图示根据本技术的第二实施例的固态成像设备的像素和读出电路的构造示例的等效电路图。
[0043]图9是图示根据本技术的第三实施例的固态成像设备的像素和读出电路的构造示例的等效电路图。
[0044]图10是图示根据本技术第四实施例的固态成像设备的像素和读出电路的构造示例的等效电路图。
[0045]图11是图示根据本技术第五实施例的固态成像设备的构造示例的主要部分的示意性截面图。
[0046]图12是放大了图11的一部分的示意性截面图。
[0047]图13是图示根据本技术的第六实施例的固态成像设备的构造示例的主要部分的示意性截面图。
[0048]图14是图示根据本技术的第七实施例的固态成像设备的构造示例的主要部分的示意性截面图。
[0049]图15是图示根据本技术的第八实施例的固态成像设备的构造示例的主要部分的示意性截面图。
[0050]图16是图示根据本技术的第九实施例的固态成像设备的构造示例的主要部分的示意性截面图。
[0051]图17是图示根据本技术的第七实施例的电子设备的示意性构造的图。
具体实施方式
[0052]在下文中，将参考附图详细描述本技术的实施例。
[0053]注意的是，在用于描述本技术的实施例的所有附图中，具有相同功能的组件由相同的附图标记表示，并且将省略对其的重复描述。
[0054]此外，每个图都是示意性的并且可以与实际不同。此外，以下实施例图示了用于实施本技术的技术构思的设备和方法，并且不指定如下配置。即，可以在权利要求中描述的技术范围内对本技术的技术构思进行各种修改。
[0055]此外，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固态成像设备，包括：第一半导体层，第一半导体层包含第一光电转换元件和电荷保持区域，第一光电转换元件具有彼此相对的第一表面和第二表面并且对从第二表面侧入射的光进行光电转换，电荷保持区域保持被第一光电转换元件光电转换的信号电荷；第二半导体层，第二半导体层隔着第一绝缘层部署在第一半导体层的第一表面侧，并且包括对从第一半导体层的第二表面侧入射的光进行光电转换的第二光电转换元件；电路基板单元，电路基板单元隔着第二绝缘层部署在第二半导体层的与第一绝缘层的一侧相对的一侧，并且包括读出由第一光电转换元件光电转换的信号电荷的读出电路；元件侧第一金属焊盘，元件侧第一金属焊盘设置在第二绝缘层的与第二半导体层的一侧相对的一侧；电路侧第一金属焊盘，电路侧第一金属焊盘设置在电路基板单元上并且电连接到读出电路且接合到元件侧第一金属焊盘；以及第一接触电极，第一接触电极穿透第一绝缘层和第二绝缘层并且将电荷保持区域和元件侧第一金属焊盘电连接。2.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中第一接触电极在第一绝缘层和第二绝缘层各自的厚度方向上延伸。3.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括：像素区域，在像素区域中按矩阵布置有多个像素，其中在俯视图中，第一接触电极部署在像素区域中。4.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中第二光电转换元件对从第一半导体层的第二表面侧入射并透射通过第一半导体层的光进行光电转换。5.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中第一光电转换元件是对具有可见区域中的波长的光进行光电转换的可见光光电转换元件，并且第二光电转换元件是对具有红外区域中的波长的光进行光电转换的红外光电转换元件。6.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中第一半导体层包含Si，以及第二半导体层包含InGaAs、InAsSb、InAs、InSb或HgCdTe中的至少一种化合物半导体材料或者Ge。7.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中第一光电转换元件和第二光电转换元件各自被部署为在俯视图中彼此重叠。8.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中第一接触电极穿透第二半导体层。9.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中读出电路是第一读出电路，以及固态成像设备还包括：第二读出电路，第二读出电路设置在电路基板单元中并读出由第二光电转换元件光电转换的信号电荷；元件侧第二金属焊盘，元件侧第二金属焊盘设置在第二绝缘层的与第二半导体层的一
侧相对的一侧；电路侧第二金属焊盘，电路侧第二金属焊盘设置在电路基板单元上并且电连接到第二读出电路且接合到元件侧第二金属焊盘而与元件侧第二金属焊盘对置；以及第二接触电极，第二接触电极穿透第二绝缘层并且将第二光电转换元件和元件侧第二金属焊盘电连接。10.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中读出电路具有读出由第一光电转换元件光电转换的信号电荷和由第二光电转换元件光电转换的信号电荷的电路构造，以及固态成像设备还包括：元件侧第二金属焊盘，元件侧第二金属焊盘设置在第二绝缘层的与第二半导体层的一侧相对的一侧；电路侧第二金属焊盘，电路侧第二金属焊盘设置在电路基板单元上并且电连接到读出电路且接合到元件侧第二金属焊盘；以及第二接触电极，第二接触电极穿透第一绝缘层和第二绝缘层并且将第二光电转换元件和元件侧第二金属焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山俊介，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：