用于制造光电转换设备的方法与流程

本技术涉及光电转换设备。

背景技术：

已经提出了其中设置有光电转换元件的光接收基板和设置有半导体元件的电路基板被层叠的光电转换设备。预期的是，层叠多个基板将改善光电转换设备的性能。

日本专利公开no.2011-138841公开了背侧照明固态成像设备，其中，具有光电转换元件的第一基板和具有外围电路部分的第二基板被层叠。

层叠多个基板增加了光电转换设备的厚度，并因此需要使基板薄化(thin)。在日本专利公开no.2011-138841中，执行光电二极管形成构件的薄化，并且通过薄化而新形成的表面用作光接收表面，并因此容易产生由于薄化而引起的噪声。因此，光电转换设备的性能的改善不充分。

技术实现要素：

本公开描述了光电转换设备的性能的改善。

实施例的一个方面是用于制造光电转换设备的方法，该方法包括以下步骤：将包括设置有光电转换元件的半导体层的第一基板固定到第二基板；从第一基板的与第二基板相反的一侧使固定到第二基板的第一基板薄化；将第一基板固定到设置有半导体元件的第三基板，使得第三基板位于第一基板的与第二基板相反的一侧；以及在将第一基板固定到第三基板的步骤之后移除第二基板。

根据以下参考附图对示例性实施例的描述，进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1a至图1f是示出了用于制造光电转换设备的方法的示意图。

图2a至图2e是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例1的示意图。

图3a至图3d是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例1的示意图。

图4a至图4c是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例1的示意图。

图5a至图5c是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例1的示意图。

图6a和图6b是示出了用于制造光电转换设备的方法的变形例的示意图。

图7a至图7d是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例2的示意图。

图8a至图8c是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例2的示意图。

图9a和图9b是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例2的示意图。

图10a至图10g是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例3的示意图。

图11a至图11d是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例3的示意图。

图12a至图12c是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例3的示意图。

图13a至图13e是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例4的示意图。

图14a至图14c是示出了用于制造光电转换设备的方法的示例性实施例4的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图来描述实施例。在以下的描述和附图中，相同的附图标记被分配给对于多个图共同的部件。共同的部件可以通过交叉引用多个图来描述。对于分配了相同的附图标记的部件的描述可以被省略。

图1a至图1f是示出了用于制造光电转换设备的方法的顺序步骤的光电转换设备的示意性截面图。

在图1a中所示的步骤a中，制备设置有光电转换元件pd的光接收基板10。除了光电转换元件pd之外，光接收基板10可以设置有半导体元件tr1。光接收基板10具有包括光电转换元件pd的至少一部分和半导体元件tr1的至少一部分的半导体层100。在步骤a中，半导体层100具有前表面f1和背表面b1。光接收基板10的前表面f1用作最终的光电转换设备的半导体层100的光接收表面。虽然光接收基板10的背表面可以对应于半导体层100的背表面，但是光接收基板10的背表面可以由除了半导体层100之外的层来形成。半导体元件tr1是例如n型mos晶体管。半导体元件tr1可以与光电转换元件pd一起形成像素电路。光接收基板10可以包括设置在半导体层100上的第一布线构件15。第一布线构件15可以包括通常在半导体设备中使用的布线结构(多层布线结构)的多个部件中的至少一个。布线结构(多层布线结构)的多个部件是接触插塞、布线层、通孔插塞、用于接触插塞或用于布线层的蚀刻停止层、层间绝缘层、用于布线层的防扩散层以及钝化层。光接收基板10可以不包括第一布线构件15。

在图1b中所示的步骤b中，设置有光电转换元件pd的光接收基板10被固定到支撑基板20。在步骤b中，当光接收基板10包括第一布线构件15时，该第一布线构件15位于半导体层100和支撑基板20之间。

在图1c中所示的步骤c中，被固定到支撑基板20的光接收基板10被从光接收基板10的与支撑基板20相反的一侧(背表面b1侧)薄化。半导体层100的薄化意味着减小半导体层100的厚度。在薄化中，光接收基板10的如下的部分被移除，该部分包括光接收基板10的与支撑基板20相反的一侧的表面(背表面b1)。通过在步骤c中使半导体层100薄化，在半导体层100上形成了新的背表面b2。

在图1d中所示的步骤d中，经薄化的光接收基板10被固定到设置有半导体元件tr2的电路基板30。执行该固定以使得电路基板30位于光接收基板10的与支撑基板20相反的一侧(背表面b2侧)。除了半导体元件tr2之外，电路基板30可以设置有半导体元件tr3。电路基板30具有包括半导体元件tr2的至少一部分和半导体元件tr3的至少一部分的半导体层300。半导体元件tr2是例如n型mos晶体管，并且半导体元件tr3是例如p型mos晶体管。半导体元件tr2与半导体元件tr3可以一起形成模拟信号处理电路、数字信号处理电路、ad转换电路或驱动电路。电路基板30可以设置有光电转换元件。设置在电路基板30中的光电转换元件pd可以接收透射通过光接收基板10的光。

电路基板30可以包括设置在半导体层300上的第二布线构件35。与第一布线构件15一样，第二布线构件35可以包括通常在半导体设备中使用的布线结构(多层布线结构)的多个部件中的至少一个。电路基板30可以不包括第二布线构件35。如图1d中所示，在步骤d中，当电路基板30包括第二布线构件35时，第二布线构件35可以位于半导体层300和光接收基板10之间。可替代地，电路基板30也可以被设置为使得半导体层300位于第二布线构件35和光接收基板10之间。

在图1e中所示的步骤e中，支撑基板20被从固定到电路基板30的光接收基板10移除。虽然优选地完全移除支撑基板20，但是可以移除支撑基板20的至少一部分，并且在不影响光的接收的情况下，支撑基板20的一部分可以保留在光接收基板10上。

在图1f中所示的步骤f中，在移除支撑基板20的步骤e之后，在光接收基板10的与电路基板30相反的一侧(前表面f1侧)形成光学构件40。光学构件40可以包括诸如顶部透镜(微透镜)或层间透镜之类的聚光部分、诸如滤色器之类的波长选择部分、具有芯包层结构的导光部分(也称为导光路或光波导)和遮光部分中的至少一个。

当在步骤b中，光接收基板10不包括第一布线构件15时，可以在步骤e和步骤f之间形成与第一布线构件15相对应的布线构件。第一布线构件15的一部分可以在步骤a中形成，并且第一布线构件15的其余部分可以在步骤e和步骤f之间形成。

此后，对光接收基板10和电路基板30的层叠体进行切割，并且可以获得层叠了多个基板的芯片。芯片被封装。

在该实施例中，由于光接收基板10被薄化，因此当设置电路基板30时可以抑制光电转换设备的厚度的增加。

在该实施例中，由于光接收基板10从与支撑基板20相反的一侧的表面薄化，并且支撑基板20侧表面可以被用作光接收表面，因此可以减小由于薄化而可以产生的噪声。

在该实施例中，由于支撑基板20被移除，因此可以抑制由支撑基板20所造成的入射在半导体层100上的光的衰减。

在该实施例中，由于光学构件40是在支撑基板20的移除之后形成的，因此可以防止光学构件40在支撑基板20的安装和拆卸期间(步骤b和e)以及在光接收基板10的薄化期间(步骤c)被损坏。因此，可以获得具有优异的光学特性的光电转换设备。类似地，如果第一布线构件15的至少一部分在支撑基板20的移除之后形成，则可以减少第一布线构件15的损坏。因此，可以获得具有优异的电特性和可靠性的光电转换设备。如上所述，如果要设置在光接收表面上的构件的至少一部分不是在薄化步骤c之前而是在移除支撑基板20的步骤e之后形成的，则可以减少在薄化或者支撑基板20的固定或移除期间对设置在光接收表面上的构件造成的损坏。因此，可以制造具有高可靠性的光电转换设备，并且可以以高的成品率制造光电转换设备。

光接收基板10与电路基板30彼此电连接。该电连接可以在芯片外部通过引线接合连接或倒装芯片(flip-chip)连接来实现。可替代地，光接收基板10和电路基板30之间的连接可以由贯通电极(throughelectrode)来实现，所述贯通电极是穿过芯片中的半导体层100和/或半导体层300的导电构件。矽穿孔(tsv)技术可用于贯通电极的形成。

贯通电极的形成可以以两个部分来考虑：导电构件的形成和用导电构件穿过半导体层的实现。在贯通电极的形成的第一示例中，在步骤c之后，在光接收基板的10的半导体层100中，从光接收基板10的与支撑基板20相反的一侧形成贯通孔。此后，在贯通孔中形成导电构件。由此形成作为穿过半导体层100的导电构件的贯通电极。然后，执行步骤d以使得电路基板30连接到贯通电极。

在贯通电极的形成的第二示例中，在步骤e之后，在光接收基板10的半导体层100中，从光接收基板10的与电路基板30相反的一侧形成贯通孔。然后，在贯通孔中形成导电构件。由此形成作为穿过半导体层100的导电构件的贯通电极。由于贯通孔被形成为到达电路基板30，因此穿过半导体层100的导电构件可以被连接到电路基板30。

在贯通电极的形成的第三示例中，在步骤b之前，在光接收基板10的半导体层100中形成孔。然后，在该孔中形成导电构件。然后，在步骤c中，导电构件在光接收基板10的与支撑基板20相反的一侧露出。由此形成作为穿过半导体层100的导电构件的贯通电极。在与支撑基板20相反的一侧露出的导电构件可以被连接到电路基板30。

还可以制造晶片级芯片尺寸封装(wlcsp)型光电转换设备。在wlcsp型光电转换设备的情况下，在光接收基板10和电路基板30的层叠体的切割之前，光接收基板10和电路基板30的层叠体被接合到诸如玻璃晶片之类的透光基板(未示出)。此时，光接收基板10位于透光基板和电路基板30之间。然后，将透光基板、光接收基板10和电路基板30一起切割。由此可以获得其中透光基板、光接收基板和电路基板依次层叠的光电转换设备。

还可以制造板上芯片(cob)型光电转换设备。在cob型光电转换设备的情况下，光接收基板10和电路基板30的层叠体被连接到布线基板。此时，电路基板30位于光接收基板10和布线基板之间。然后，将光接收基板10、电路基板30和布线基板一起切割。由此可以获得其中光接收基板、电路基板和布线基板依次层叠的光电转换设备。当然，也可以组合wlcsp型和cob型以获得其中透光基板、光接收基板、电路基板和布线基板依次层叠的光电转换设备。

上述光电转换设备不仅可以用作照相机中使用的成像设备(图像传感器)，而且还可以用作用于焦点检测的传感器(af：自动对焦)、用于测光的传感器(ae：自动曝光)和用于聚焦的传感器。

除了用作成像设备的光电转换设备之外，照相机可以包括信号处理设备、存储设备、显示设备和光学设备中的至少一个。信号处理设备例如是cpu或dsp，并且处理从成像设备获得的信号。存储设备例如是dram或闪存，并且存储基于从成像设备获得的信号的信息。显示设备例如是液晶显示器或有机el显示器，并且显示基于在成像设备中获得的信号的信息。光学设备例如是透镜、快门或过滤器，并且将光引导到成像设备。本文所使用的术语“照相机”除了诸如静态照相机、摄像机或监视照相机之类的专用照相机之外，还包括具有拍摄功能的信息终端以及具有拍摄功能的移动体(车辆或飞行体)。

以下将详细描述示例性实施例1至3。将省略对示例性实施例1至3共同的事项的冗余描述。

示例性实施例1

在图2a至图2c中所示的步骤对应于参考图1a描述的步骤a。

如图2a中所示，制备具有半导体层100的半导体晶片。

在图2b中所示的步骤中，形成限定半导体层100的元件部分(有源部分)的元件隔离部分101。元件隔离部分101可以由诸如氧化硅膜之类的场绝缘膜形成，并且可以由locos和sti中的任何一种以及其它氧化物形成技术来形成。作为光电二极管的光电转换元件pd和作为晶体管的半导体元件tr1被形成在半导体层100上。半导体元件tr1具有具有mos结构的栅极111、侧面间隔物112以及源极和漏极杂质区113。为了避免使图复杂化，省略了阱、栅极绝缘膜和用于ldd的杂质区。作为光电二极管的光电转换元件pd包括作为电荷蓄积区的n型杂质区121及其周围的p型杂质区。p型杂质区122被设置在杂质区121和半导体层100的表面之间设置，并因此光电转换元件pd是掩埋型光电二极管。传输栅极123将电荷(电子)传输到作为浮动扩散区的n型杂质区124。

在图2c中所示的步骤中，形成光接收基板10。光接收基板10具有在半导体层100上的布线构件。布线构件包括层间绝缘层130和穿过层间绝缘层130的接触插塞131。布线构件还包括第一布线层132、第一布线层132上的层间绝缘层140、第一布线层132和第二布线层142之间的第一通孔插塞141以及第二布线层142。布线构件还包括在第二布线层142上的层间绝缘层150、第二布线层142和第三布线层152之间的第二通孔插塞151、第三布线层152以及第三布线层152上的用作钝化膜的绝缘体膜160。因此，光接收基板10已经被处理直到在第三布线层152上形成用作钝化膜的绝缘体膜160。以这种方式，制备光接收基板10。

图2d和图2e中所示的步骤对应于参考图1b描述的步骤b。图2d示出了已经被处理直到形成了用作钝化膜的绝缘体膜160的光接收基板10与支撑基板20的接合之前的状态。图2e示出了光接收基板10与支撑基板20的接合之后的状态。光接收基板10和支撑基板20可以直接接合或利用各种粘合剂接合。支撑基板20可以是硅晶片或玻璃晶片。然而，考虑到由于热膨胀系数的差异而引起的翘曲，当光接收基板10是硅晶片时，支撑基板20优选地也是硅晶片。

图3a中所示的步骤对应于参考图1c描述的步骤c。图3a示出了光接收基板10通过背面研磨(bg)、化学机械抛光(cmp)、湿法蚀刻和/或其它使光接收基板10薄化的方法而被薄化的状态。具体地，光接收基板10的半导体层100的一部分被移除，并且半导体层100被薄化。在随后的用于形成贯通电极的孔的蚀刻步骤中，半导体层100的厚度小是有利的。然而，如果半导体层100太薄，则光电二极管特性受到影响。薄化之后的半导体层100的厚度优选为大于或者等于5μm，并且更优选为大于10μm。薄化之后的半导体层100的厚度优选为小于100μm，并且更优选为小于或者等于50μm。当在薄化之后出现的半导体层100的背表面与用作光接收表面的前表面之间的距离大于10μm时，可以减小在背表面附近产生的噪声的影响。

图3b至图4b示出了形成贯通电极的步骤。

图3b示出了在光接收基板10的薄化之后在背表面(抛光面)上形成绝缘膜180的步骤。

图3c示出了在半导体层100中形成贯通孔181的步骤。将抗蚀剂施加到光接收基板10的背表面，并且使抗蚀剂曝光和显影以形成掩模。通过使用掩模对半导体层100进行干蚀刻，形成到达第一布线层132的连接电极135的贯通孔181。为了使贯通孔181到达连接电极135，接着半导体层100的蚀刻，元件隔离部分101的场绝缘膜和层间绝缘层130也被蚀刻。图3c示出了在贯通孔181的形成之后抗蚀剂掩模被移除的状态。

图3d示出了在贯通孔181的内表面和半导体层100的背表面上形成了绝缘膜182的状态。

图4a示出了通过各向异性蚀刻移除了绝缘膜182的位于贯通孔181的底部上(连接电极135上)的部分的状态。绝缘膜182的位于半导体层100的背表面上的部分也被移除。执行这些步骤以实现要嵌入在贯通孔181中的导电构件与半导体层100之间的绝缘以及与连接电极135的导通。

图4b示出了将导电构件183嵌入到贯通孔181中的步骤。导电构件183可以通过如下的步骤来形成：通过形成铜籽晶层和铜镀层来形成导电材料，并且然后通过cmp移除在贯通孔181之外的过多的导电材料。

在图4c和图5a中所示的步骤对应于参考图1d描述的步骤d。图4c示出了在光接收基板10和单独制备的电路基板30的接合之前的状态。电路基板30包括半导体层300。诸如作为晶体管的半导体元件tr2、tr3和tr4之类的各种半导体元件、电阻元件和电容元件被形成在半导体层300上。电路基板30设置有作为半导体集成电路的除了像素电路之外的电路的外围电路。外围电路可以包括驱动像素电路的驱动电路、处理来自像素电路的模拟信号的模拟信号处理电路、将模拟信号转换为数字信号的ad转换电路以及处理数字信号的数字信号处理电路。半导体元件tr2、tr3和tr4各自具有具有mos结构的栅极311和侧面间隔物312。半导体元件tr2、tr3和tr4具有源极和漏极杂质区313、314和315。半导体元件tr3被设置在n型阱310中。省略对栅极绝缘膜的描述。虽然省略了其描述，但是半导体元件tr2、tr3和tr4可以设置有用于ldd的杂质区和用于halo的杂质区。虽然省略了其描述，但是可以通过半导体元件tr2、tr3和tr4的栅极、源极和漏极上的自对准硅化物处理来形成含有硅化钴或硅化镍的硅化物层。

布线构件被形成在半导体层300上。布线构件包括接触插塞331、第一布线层332、通孔插塞341、第二布线层342、通孔插塞351和第三布线层352。层间绝缘层330、340和350被设置在这些布线层之间。可以使用具有镶嵌结构的铜布线作为布线构件。还设置了用作钝化膜的绝缘膜360。包括在作为最上面的布线层的第三布线层352中的连接电极355被露出。

图5a示出了已经被处理直到形成了用作钝化膜的绝缘膜360的电路基板30与光接收基板10和支撑基板20接合之后的状态。光接收基板10和电路基板30可以直接接合或利用各种粘合剂接合。通过使光接收基板10的背表面与电路基板30的前表面接合，光接收基板10的第一布线层132的连接电极和电路基板30的连接电极355通过导电构件183电连接。

图5b中所示的步骤对应于参考图1e描述的步骤e。支撑基板20被从光接收基板10移除。支撑基板20可以通过剥离、机械抛光、化学机械抛光和湿法蚀刻中的任何一种移除。

图5c中所示的步骤对应于参考图1f描述的步骤f。滤色器191和微透镜192被形成，并且在绝缘体膜160中形成开口193。然后，晶片被切割成芯片，并根据需要执行封装。

因此，完成了其中光接收基板10和电路基板30被层叠的前侧照明(fsi)光电转换设备。

在示例性实施例1中，由于贯通电极从电路基板30的连接电极355延伸到第一布线层132，因此蚀刻对象的数量小，即只有绝缘膜180、半导体层100、元件隔离部分101的场绝缘膜以及层间绝缘层130要被蚀刻。这对于顺利地形成贯通孔181是有利的。

在示例性实施例1中，导电构件183被连接到包括在第一布线层132中的连接电极135。然而，如果贯通孔181的处理是可能的，则导电构件183可以连接到包括在任何布线层中的连接电极。

图6a示出了示例性实施例1的第一变形例。在第一变形例中，导电构件183被连接到包括在第二布线层142中的连接电极145。

图6b示出了示例性实施例1的第二变形例。在第二变形例中，导电构件183被连接到包括在第三布线层152中的连接电极155。

示例性实施例2

在图7a中所示的步骤对应于参考图1a描述的步骤a。光接收基板10已经被处理直到形成了通孔插塞151和绝缘体膜160。示例性实施例2与示例性实施例1的不同之处在于不形成第三布线层152。

图7b中所示的步骤对应于参考图1b描述的步骤b。支撑基板20被接合到光接收基板10，并且光接收基板10和支撑基板20被彼此固定。

图7c中所示的步骤对应于参考图1c描述的步骤c。光接收基板10通过机械抛光(mp)、化学机械抛光(cmp)或湿法蚀刻而被薄化。

图7d中所示的步骤对应于参考图1d描述的步骤d。在示例性实施例2中，电路基板30的连接电极355被用绝缘膜380覆盖。绝缘膜380在光接收基板10和电路基板30的接合之前被设置在电路基板30上。在该示例性实施例中，略去了对应于示例性实施例1中的绝缘膜180的绝缘膜，使得绝缘膜380和半导体层100彼此接触。绝缘膜180可以被设置在半导体层100上，并且绝缘膜180和绝缘膜380可以直接接合或利用粘合剂接合。

图8a中所示的步骤对应于参考图1e描述的步骤e。支撑基板20被从光接收基板10移除。

图8b至图9a中所示的步骤是形成贯通孔的步骤。

在图8b中所示的步骤中，穿过半导体层100的贯通孔381从光接收基板10的与电路基板30相反的一侧形成。

将抗蚀剂施加到光接收基板10的背表面，并且使抗蚀剂曝光和显影以形成掩模。通过使用掩模对半导体层100进行干蚀刻，形成了到达第三布线层352的连接电极355的贯通孔381。在半导体层100的蚀刻之前，还蚀刻绝缘体膜160、层间绝缘层150、140和130以及元件隔离部分101的场绝缘膜。为了使贯通孔381到达连接电极355，在半导体层100的蚀刻之后，绝缘膜380也被蚀刻。

凹部383被形成在绝缘体膜160中。凹部383可以通过蚀刻绝缘体膜160来形成。凹部383和贯通孔381中的任一个可以被首先形成。绝缘膜382被形成在贯通孔381和凹部383的内表面上。

图8c示出了其中通过各向异性蚀刻移除了绝缘膜382的位于贯通孔381的底部上(连接电极355上)的部分和绝缘膜382的位于通孔插塞151上的部分的状态。绝缘膜382的位于绝缘体膜160上的部分也被移除。执行这些步骤以实现要嵌入在贯通孔381中的导电构件和半导体层100之间的绝缘以及与通孔插塞151和连接电极355的导通。

图9a示出了将导电构件383嵌入到贯通孔381中的步骤。导电构件383可以通过如下步骤来形成：通过形成铜籽晶层和铜镀层来形成导电材料，并且然后通过cmp移除在贯通孔181之外的过多的导电材料。

图9b示出了形成焊盘电极385、滤色器191、微透镜192和焊盘开口193的步骤。

在示例性实施例2中，由于可以在光接收基板10的前表面侧执行贯通孔381的形成，因此可以使叠加精度高于示例性实施例1中的精度。

示例性实施例3

图10a至图10g中所示的步骤对应于参考图1a描述的步骤a。

图10a示出了使用soi晶片作为具有半导体层100的半导体晶片。soi晶片包括支撑半导体层100的基体120以及设置在半导体层100和基体120之间的绝缘体层110。

如图10b中所示，层间绝缘层130被形成在其上形成有各种半导体元件的半导体层100上。

如图10c中所示，形成穿过层间绝缘层130并被连接到半导体元件的接触插塞131。

图10d示出了在半导体层100中形成孔281的步骤。将抗蚀剂施加到绝缘体膜160上，并使抗蚀剂曝光和显影以形成掩模。通过使用掩模对半导体层100进行干蚀刻，在半导体层100中形成贯通孔281。虽然在该示例性实施例中，孔281穿过半导体层100和绝缘体层110并到达基体120，但是孔281可以在半导体层110的中途延伸，或者可以在半导体层100的中途延伸。为了使孔281到达半导体层100，在半导体层100的蚀刻之前，层间绝缘层130和元件隔离部分101的场绝缘膜也被蚀刻。图10c示出了在孔281的形成之后移除了抗蚀剂掩模的状态。孔281和接触插塞131中的任一个可以被首先形成，并且可以通过利用蚀刻速率的差异同时形成孔281和接触插塞131。

图10e示出了在孔281中形成了绝缘膜282的状态。

图10f示出了包含钨(w)的导电构件283被嵌入到孔281中的状态。

图10g示出了在层间绝缘层130上形成保护膜240以使得保护膜240覆盖导电构件283和接触插塞131的步骤。

图11a中所示的步骤对应于参考图1b描述的步骤b。支撑基板20被接合到光接收基板10，并且光接收基板10和支撑基板20被彼此固定。

图11b中所示的步骤对应于参考图1c描述的步骤c。光接收基板10通过机械抛光(mp)、化学机械抛光(cmp)或湿法蚀刻而被薄化。在该示例性实施例中，孔281中的导电构件283在光接收基板10的与支撑基板20相反的一侧露出。光接收基板10的通过薄化移除的部分根据孔281的深度来设定。如果孔281穿过绝缘体层110，则可以通过移除基体120来露出导电构件283。如果孔281在绝缘体层110之内，则导电构件283可以通过移除基体120和绝缘体层110的至少一部分来露出。如果孔281没有穿过半导体层100，则需要移除绝缘体层110，并且需要移除半导体层100的一部分。如果留下绝缘体层110，则可以减少半导体层100的损坏。

图11c示出了接合光接收基板10和电路基板30的步骤。各种晶体管、电阻器、电容器和布线被形成在电路基板30上，并且露出包含在最上面的布线层352中的连接电极355。通过接合光接收基板10和电路基板30，光接收基板10的导电构件283和电路基板30的电极355被电连接。

图11d中所示的步骤对应于参考图1e描述的步骤e。支撑基板20被从光接收基板10移除。支撑基板20可以通过剥离、bg、cmp和湿法蚀刻中的任何一种移除。

在图12a中所示的步骤中，保护膜240被移除。

在图12b中所示的步骤中，在层间绝缘层130上形成第一布线层132、层间绝缘层140、通孔插塞141、第二布线层142、层间绝缘层150、通孔插塞151和绝缘体膜160。在图12a中所示的步骤中，保护膜240可以不被移除，并且保护膜240可以用作层间绝缘层。

图12c中所示的步骤对应于参考图1f描述的步骤f。滤色器191和微透镜192被形成在光接收基板10上。

在示例性实施例3中，在形成布线层之前，执行支撑基板20的接合、光接收基板10的薄化以及支撑基板20的移除。因此，不仅可以抑制对滤色器191和微透镜192的损坏，而且可以抑制对布线层的损坏。当使用铜布线时，可以抑制布线层与绝缘层之间的界面或布线层与防扩散层之间的界面处的分离。

示例性实施例4

图13a中所示的步骤对应于参考图1a描述的步骤a。布线层132和142是具有镶嵌结构的铜布线。第一布线层132具有单镶嵌结构，并且第二布线层142具有双镶嵌结构。防扩散层133被设置在第一布线层132和层间绝缘层150之间，并且防扩散层143被设置在第二布线层142和层间绝缘层150之间。绝缘层161被设置在防扩散层143上。

图13b中所示的步骤对应于参考图1b描述的步骤b。支撑基板20被接合到光接收基板10的绝缘层161。

图13c中所示的步骤对应于参考图1c描述的步骤c。光接收基板10的半导体层100被薄化。

图13d中所示的步骤对应于在示例性实施例1中的形成贯通电极的步骤。穿过半导体层100的导电构件283被形成。

图13e中所示的步骤对应于参考图1d描述的步骤d。电路基板30被接合到光接收基板10。

图14a中所示的步骤对应于参考图1e描述的步骤e。支撑基板20被从光接收基板10移除。

图14b和图14c中所示的步骤对应于参考图1f描述的步骤f。

在图14b中所示的步骤中，形成导光部分170。首先，使用在光电转换元件pd上具有开口的掩模，蚀刻层间绝缘层161、150、140和130以及防扩散层143和133。由此形成开口175。当形成开口175时，在图13a中所示的步骤中被设置在层间绝缘层130下方的绝缘层129用作蚀刻停止层。通过将诸如氮化硅或树脂之类的透光材料嵌入到开口175中，形成了导光单元170。位于开口175之外的透光材料根据需要被移除。

在图14c中所示的步骤中，形成层间绝缘层162以覆盖导光单元170。通孔插塞151被形成在层间绝缘层162和161中，并且焊盘电极152被形成在通孔插塞151上。用作钝化膜的绝缘体膜160被形成为覆盖焊盘电极152。绝缘体膜160可以使用例如回蚀刻方法来处理成具有聚光部分161。聚光部分161用作层间透镜。适于形成聚光部分161的绝缘体膜160可以是氮化硅膜。由树脂制成的平坦化膜163被形成在绝缘体膜160上。滤色器191和微透镜192被形成在平坦化膜163上。导光部分170、聚光部分161、平坦化膜163、滤色器191和微透镜192对应于参考图1f描述的光学构件40。通孔插塞151、焊盘电极152、层间绝缘层162是在移除支撑基板20之后形成的布线构件50。

在该示例性实施例中，由于设置了导光部分170，因此如果多个布线层位于半导体层100的光接收表面上，则可以抑制杂散光等，并且可以改善光使用效率。

由于在移除支撑基板20之后形成导光部分170，因此可以减少在导光单元170上的支撑基板20的移除期间可能发生的损坏和在薄化期间的损坏的影响。

虽然在该示例性实施例中，如在示例性实施例1中那样在薄化之前形成布线层，但是可以如在示例性实施例2中那样在移除支撑基板20之后形成布线层和层间绝缘层。贯通电极的形成可以与示例性实施例2中的贯通电极的形成类似，或者可以与示例性实施例3中的贯通电极的形成类似。

关于上述实施例，即使在本说明书中没有具体描述，可以从附图和公知常识中导出的事项也构成本公开的一部分。在不脱离本公开的技术思想的范围的情况下，可以对本发明进行各种改变。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便包含所有这些修改以及等同的结构和功能。