固体摄像器件和半导体装置及它们的制造方法和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及固体摄像器件和固体摄像装置及它们的制造方法及电子设备。所述固体摄像器件具有：传感器基板，其具有像素区域，在所述像素区域上排列有光电转换器；驱动电路，其设置在所述传感器基板的与所述光电转换器的受光面相反的正面侧上；绝缘层，其设置在所述受光面上并且具有阶梯结构，在所述阶梯结构中，所述像素区域的膜厚度比设置在所述像素区域外侧的周边区域的膜厚度薄；配线，其在所述受光面侧设置在所述周边区域中；以及片上透镜，其设置在所述绝缘层上的与所述光电转换器对应的位置处。根据本发明专利技术，能够改善光电转换器的光接收性能，并能够改善产出率和器件可靠性，从而提高图像质量。

【技术实现步骤摘要】
固体摄像器件及其制造方法和电子设备相关申请的交叉参考本申请包含与2011年7月19日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2011-157977、2011年7月25日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2011-162228和2011年9月9日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2011-196785中所公开的内容相关的主题，因此将上述日本在先专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及固体摄像器件、固体摄像器件的制造方法、半导体装置的制造方法、半导体装置和电子设备。
技术介绍
例如数码摄像机、数码相机等电子设备包括诸如固体摄像器件等半导体装置。例如，固体摄像器件包括CMOS(互补金属氧化物半导体)型图像传感器和CCD(电荷耦合器件)型图像传感器。固体摄像器件具有布置在半导体基板的表面上的多个像素。各像素设置有光电转换器。光电转换器例如为光电二极管，其通过利用具有受光面的外部光学系统接收入射光，并进行光电转换来产生信号电荷。通常，对于上述固体摄像器件，光电转换器从半导体基板的设置有电路或配线的正面侧接收入射光。在这种情况下，电路和配线遮挡入射光，因此存在难以改善灵敏度的情况。因此，提出了“背投型”固体摄像器件，即光电转换器从背面侧接收入射光，该背面侧是正面(半导体基板的设置有电路和配线的一侧的面)的相反侧(例如，参见日本待审专利申请公报No.2005-150463和日本待审专利申请公报No.2008-182142)。而且，对于诸如上述固体摄像器件等半导体装置，提出了“三维封装”，即将上面设置有不同功能的器件的多块基板进行层叠，并且将它们相互电连接。在“三维封装”的情况下，与各功能相对应的最佳电路形成在各基板上，从而能够容易实现器件功能的改善。例如，将上面设置有传感器件的传感器基板和上面设置有对从上述传感器件输出的信号进行处理的逻辑电路的逻辑基板进行层叠以组成固体摄像器件。目前，通过对半导体基板打孔来设置焊盘开口，以使焊盘配线的正面露出，并且通过将导电材料填充在焊盘开口中，使得这些器件相互电连接。也就是说，传感器基板和逻辑基板通过TSV(硅通孔)相互电连接(例如，日本待审专利申请公报No.2010-245506)。另外，日本专利No.4349232还披露了一种在传感器芯片上层叠信号处理芯片的固体摄像器件，并且日本待审专利申请公报No.2008-182142还披露了一种将处于半成品状态的传感器芯片和处于半成品状态的信号处理芯片电连接以形成成品的技术。
技术实现思路
然而，对于诸如上述固体摄像器件等半导体装置，难以充分改善器件可靠性或产品产出率，或者对于通过将信号处理芯片层叠到传感器芯片上而构成的上述固体摄像器件，使用如下结构：将属于逻辑电路的晶体管设置在传感器芯片上的像素的垂直方向上。对于这种结构，属于逻辑电路的晶体管中由热载流子(具有由晶体管内的电场的膨胀获得的能量的载流子((电子或空穴))发出的光的不良影响是受到关注的问题。也就是说，传感器芯片上的像素探测到由热载流子发出的光时，该光在图像中表现为噪声，并且会导致图像质量劣化。为此，本专利技术的一个实施例提供了一种固体摄像器件，所述固体摄像器件包括：传感器基板，所述传感器基板具有像素区域，在所述像素区域上排列有光电转换器；驱动电路，所述驱动电路设置在所述传感器基板的与所述光电转换器的受光面相反的正面侧上；绝缘层，所述绝缘层设置在所述受光面上并且具有阶梯结构，在所述阶梯结构中，所述像素区域的膜厚度比设置在所述像素区域外侧的周边区域的膜厚度薄；配线，所述配线在所述周边区域中设置成位于所述受光面侧；以及片上透镜，所述片上透镜设置在所述绝缘层上的与所述光电转换器对应的位置处。本专利技术的另一实施例提供了一种固体摄像器件的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：在设置在传感器基板上的像素区域中排列光电转换器；在所述传感器基板上的与所述光电转换器的受光面相反的正面侧上形成驱动电路；在所述受光面上将绝缘层形成在所述传感器基板上；在设置在所述像素区域外部的周边区域中，将配线形成在所述受光面侧；在形成所述绝缘层和所述配线之后，通过相对所述周边区域选择性地减薄所述绝缘层中的与所述像素区域对应的部分，在所述绝缘层中形成阶梯结构；并且在形成有所述阶梯结构的所述绝缘层上的与所述光电转换器对应的位置处形成片上透镜。本专利技术的另一实施例提供了一种半导体装置的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：形成上面设置有第一配线的第一电路基板；形成上面设置有第二配线的第二电路基板；使所述第一电路基板面对所述第二电路基板的上表面，并且将所述第一电路基板层叠并结合至所述第二电路基板的所述上表面；在所述第一电路基板和所述第二电路基板的层叠体上，在所述第一配线的上表面上形成第一开口，并且在所述第二配线的上表面上形成第二开口；通过在所述第一开口和所述第二开口内填充金属材料来形成连接导电层，从而设置第一插头和第二插头并且设置用于连接所述第一插头和所述第二插头的连接配线；形成钝化膜，以覆盖所述连接导电层中的所述连接配线的上表面。在形成所述钝化膜的所述步骤中，通过使用高密度等离子体CVD法、O3TEOSCVD法或ALD法形成由SiO2、SiOC或SiOF中一者构成的绝缘膜、通过使用涂布法形成由HSQ、MSQ、Par、PAE或BCB中一者构成的绝缘膜、或者通过使用高密度等离子体CVD法或ALD法形成由SiN、SiON、SiC或SiCN中一者构成的绝缘膜，来形成所述钝化膜。本专利技术的另一实施例提供了一种半导体装置，所述半导体装置包括：层叠体，在所述层叠体中，上面设置有第一配线的第一电路基板面对并结合至上面设置有第二配线的第二电路基板的上表面；连接导电层，所述连接导电层设置在所述层叠体的上表面侧，并且电连接所述第一配线和所述第二配线；以及钝化膜，所述钝化膜设置在所述层叠体的上表面上，以覆盖所述连接导电层。所述连接导电层还包括第一插头和第二插头以及连接配线，所述第一插头和所述第二插头是通过在第一开口和第二开口中填充金属材料来设置的，在所述第一电路基板和所述第二电路基板的所述层叠体上，所述第一开口形成在所述第一配线的上表面上，并且所述第二开口形成在所述第二配线的上表面上，并且所述连接配线由金属材料形成，以用于连接所述第一插头和所述第二插头，其中，所述钝化膜是通过使用高密度等离子体CVD法、O3TEOSCVD法或ALD法形成由SiO2、SiOC或SiOF中一者构成的绝缘膜来形成的、通过使用涂布法形成由HSQ、MSQ、Par、PAE或BCB中一者构成的绝缘膜来形成的、或者通过使用高密度等离子体CVD法或ALD法形成由SiN、SiON、SiC或SiCN中一者构成的绝缘膜来形成的。本专利技术的另一实施例提供了一种电子装置，所述电子装置包括：层叠体，在所述层叠体中，上面设置有第一配线的第一电路基板面对并结合至上面设置有第二配线的第二电路基板的上表面；连接导电层，所述连接导电层设置在所述层叠体的上表面侧，并且电连接所述第一配线和所述第二配线；以及钝化膜，所述钝化膜设置在所述层叠体的上表面上，以覆盖所述连接导电层。所述连接导电层还包括第一插头和第二插头以及连接配线，所述第一插头和所述第二插头是通过在第一开口和第二开口中填充金属材料来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像器件，所述固体摄像器件包括：?传感器基板，所述传感器基板具有像素区域，在所述像素区域上排列有光电转换器；?驱动电路，所述驱动电路设置在所述传感器基板的与所述光电转换器的受光面相反的正面侧上；?绝缘层，所述绝缘层设置在所述受光面上并且具有阶梯结构，在所述阶梯结构中，所述像素区域的膜厚度比设置在所述像素区域外侧的周边区域的膜厚度薄；?配线，所述配线在所述周边区域中设置成位于所述受光面侧；以及?片上透镜，所述片上透镜设置在所述绝缘层上的与所述光电转换器对应的位置处。

【技术特征摘要】
2011.07.19 JP 2011-157977;2011.07.25 JP 2011-16221.一种固体摄像器件，所述固体摄像器件包括：传感器基板，所述传感器基板具有像素区域，在所述像素区域上排列有光电转换器；驱动电路，所述驱动电路设置在所述传感器基板的与所述光电转换器的受光面相反的正面侧上；绝缘层，所述绝缘层设置在所述受光面上并且具有阶梯结构，在所述阶梯结构中，所述像素区域的膜厚度比设置在所述像素区域外侧的周边区域的膜厚度薄；配线，所述配线在所述周边区域中设置成位于所述受光面侧；以及片上透镜，所述片上透镜设置在所述绝缘层上的与所述光电转换器对应的位置处。2.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述配线设置成在所述绝缘层中埋入的埋入配线。3.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述配线设置成在所述传感器基板的受光面侧埋入的埋入配线。4.如权利要求1所述的固体摄像器件，所述固体摄像器件还包括：遮光膜，所述遮光膜在所述像素区域中位于所述绝缘层与所述片上透镜之间，并具有与所述光电转换器对应的光接收开口。5.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述绝缘层具有由不同材料构成的层叠结构；并且所述像素区域中的以下膜被去除，该膜包括所述绝缘层的所述层叠结构的上层部分。6.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述绝缘层包括：绝缘图案，所述绝缘图案在所述周边区域中形成为图案；以及绝缘膜，所述绝缘膜在覆盖所述绝缘图案的状态下设置在所述传感器基板上，其中，所述绝缘膜设置在所述像素区域中。7.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：三桥生枝，秋山健太郎，菊地晃司，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：