光检测装置、光检测装置的制造方法以及电子设备与流程

本技术(根据本公开有关的技术)涉及光检测装置、光检测装置的制造方法和电子设备，尤其涉及包括具有贯通半导体层的导体的光检测装置、光检测装置的制造方法和电子设备。

背景技术：

1、一些层叠型图像传感器包括贯通半导体层的导体。专利文献1、专利文献2和专利文献3均记载了作为贯通半导体层的导体的贯通电极的示例。

2、引用文献列表

3、专利文献

4、专利文献1：日本专利公开第2014-99582号

5、专利文献2：日本专利公开第2018-190766号

6、专利文献3：日本专利公开第2011-204915号

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题

2、期望的是，例如用作电源线的贯通电极具有低电阻。因此优选这种在平面图中具有大直径并且由低电阻材料构成的贯通电极。然而，在贯通电极设置在狭窄区域的情况下，优选的是，形成在狭窄区域中的该贯通电极具有小直径和高纵横比。

3、本技术的目的是提供包含期望的贯通电极的光检测装置、光检测装置的制造方法的方法和电子设备。

4、技术问题的解决方案

5、根据本技术的一个方面的光检测装置包括：第一半导体层，其包括光电转换区域，并且具有与第一面相对应的一面和与作为入光面的第二面相对应的另一面，第二半导体层，其具有与第三面相对应的一面和与第四面相对应的另一面，第二配线层，其与所述第二半导体层的所述第三面重叠，第三配线层，其与所述第二半导体层的所述第四面重叠，第一配线层，其具有与所述第一半导体层的所述第一面重叠的一面以及与所述第二配线层和所述第三配线层中的一者重叠的另一面，第一导体，其具有第一宽度，由第一材料构成，并且在厚度方向上贯传所述第二半导体层，以及第二导体，其具有小于所述第一宽度的第二宽度，由不同于所述第一材料的第二材料构成，并且在所述厚度方向上贯穿所述第二半导体层。

6、根据本技术的另一方面的光检测装置包括：第一半导体层，其包括光电转换区域，并且具有与第一面相对应的一面和与作为入光面的第二面相对应的另一面，第二半导体层，其具有与第三面相对应的一面和与第四面相对应的另一面，第二配线层，其与所述第二半导体层的所述第三面重叠，第三配线层，其与所述第二半导体层的所述第四面重叠，第一配线层，其具有与所述第一半导体层的所述第一面重叠的一面以及与所述第二配线层和所述第三配线层中的一者重叠的另一面，第一导体，其由第一材料构成，并且在厚度方向上贯穿所述第二半导体层，以及第二导体，其由不同于所述第一材料的第二材料构成，并且在所述厚度方向上贯穿所述第二半导体层。

7、根据本技术的一个方面的光检测装置的制造方法包括：在半导体层中形成一个导体使得所述一个导体贯穿所述半导体层，层叠绝缘膜使得所述绝缘膜覆盖所述一个导体的一个端部，从所述绝缘膜侧形成由与构成所述一个导体的材料不同的材料构成的并且具有大于所述一个导体的直径的另一导体，使得所述另一导体贯穿所述半导体层，并且从所述绝缘膜侧形成与所述一个导体连接的配线和与所述另一导体连接的配线。

8、根据本技术的一个方面的电子设备包括上述的光检测装置和光学系统，所述光学系统使所述光检测装置形成来自被摄体的图像光的图像。

9、根据本技术的另一方面的光检测装置包括：第一半导体层，其包括光电转换区域，并且具有与第一面相对应的一面和与作为入光面的第二面相对应的另一面；第二半导体层，其具有与第三面相对应的一面和与第四面相对应的另一面；第二配线层，其与所述第二半导体层的所述第三面重叠；第三配线层，其与所述第二半导体层的所述第四面重叠；第一配线层，其具有与所述第一半导体层的所述第一面重叠的一面以及与所述第二配线层和所述第三配线层中的一者重叠的另一面；第一导体，其具有第一宽度，并且在厚度方向上贯穿所述第二半导体层；以及第二导体，其具有小于所述第一宽度的第二宽度，并且在所述厚度方向上贯穿所述第二半导体层。

技术特征：

1.一种光检测装置，包括：

2.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，所述第一导体的一侧端部和所述第二导体的一侧端部分别与属于一个金属层的不同配线连接。

3.根据权利要求2所述的光检测装置，其中，所述一个金属层是所述第三配线层的金属层中包括的最靠近所述第二半导体层的金属层。

4.根据权利要求2所述的光检测装置，包括：

5.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，所述第二导体设置在如下区域中：所述区域包含在所述第二半导体层中并且在平面图中与多个所述光电转换区域以矩阵形式布置的像素区域重叠。

6.根据权利要求5所述的光检测装置，其中，所述第一导体设置在如下区域中：所述区域包含在所述第二半导体层中并且在所述平面图中与设置在所述像素区域外侧的并且围绕所述像素区域的周边区域重叠。

7.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，

8.根据权利要求7所述的光检测装置，其中，所述第一导体中包括的并且具有所述第一宽度的所述端部和所述第二导体中包括的并且具有所述第二宽度的所述端部都位于同一配线层中，所述同一配线层是所述第二配线层或所述第三配线层。

9.根据权利要求7所述的光检测装置，其中，

10.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，

11.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，

12.根据权利要求1所述的光检测装置，包括：

13.一种光检测装置，包括：

14.一种光检测装置的制造方法，所述制造方法包括：

15.一种电子设备，包括:

16.一种光检测装置，包括：

17.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，所述第二半导体层具有第一晶体管，所述第一晶体管包含所述第二导体作为栅极电极并且包括设置在所述第二导体的侧面与所述第二半导体层之间的绝缘膜作为栅极绝缘膜。

18.根据权利要求17所述的光检测装置，其中，所述第二导体仅与一对设置在所述第二配线层中的导体和设置在所述第三配线层中的导体中的设置在所述第三配线层中的所述导体连接。

19.根据权利要求18所述的光检测装置，其中，构成所述第一晶体管的源极的扩散区域和构成所述第一晶体管的漏极的扩散区域中的至少一者仅与所述一对所述第二配线层中包括的所述导体和所述第三配线层中包括的所述导体中的所述第三配线层中包括的所述导体连接。

20.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，

21.根据权利要求20所述的光检测装置，其中，所述第二导体的所述第四面侧的端部面对所述第三连接焊盘的所述接合面。

22.根据权利要求20所述的光检测装置，其中，所述第二导体的所述第四配线层侧的端部位于所述第三连接焊盘内。

23.根据权利要求20所述的光检测装置，包括：

24.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，

25.根据权利要求24所述的光检测装置，其中，所述第二导电材料为钨、钌、钛、钽、氮化钽、铝或硅。

26.根据权利要求25所述的光检测装置，其中，所述第一导电材料为铜。

27.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，

28.根据权利要求27所述的光检测装置，其中，所述分离绝缘膜在所述第三面侧的厚度比在所述第四面侧的厚度大。

29.根据权利要求27所述的光检测装置，其中，所述分离绝缘膜的密度高于所述第三配线层中包括的所述绝缘膜的密度。

30.根据权利要求27所述的光检测装置，其中，

31.根据权利要求30所述的光检测装置，其中，所述高熔点金属膜中包括的并且设置在所述第二导体与所述分离绝缘膜之间的部分在所述第四面侧的厚度比在所述第三面侧的厚度大。

32.根据权利要求27所述的光检测装置，其中，设置有由第三材料构成的所述第二导体和由不同于所述第三材料的第四材料构成的所述第二导体。

33.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，所述第二半导体层是soi基板中包括的半导体层的一部分。

34.根据权利要求33所述的光检测装置，其中，

35.根据权利要求33所述的光检测装置，包括：

36.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，

37.根据权利要求36所述的光检测装置，其中，所述保护绝缘膜由如下材料构成：对于化学机械研磨，所述材料在所选的条件下以比构成所述绝缘膜的材料更低的速度被研磨。

38.根据权利要求36所述的光检测装置，其中，所述保护绝缘膜由如下材料构成：对于化学机械研磨，所述材料在所选的条件下以比构成所述第二导体的材料更低的速度被研磨。

39.根据权利要求36所述的光检测装置，其中，所述保护绝缘膜由氮化硅或碳氮化硅构成。

40.根据权利要求36所述的光检测装置，其中，所述保护绝缘膜不与所述第二导体接触。

41.根据权利要求16所述的光检测装置，包括：

42.根据权利要求41所述的光检测装置，其中，

43.根据权利要求41所述的光检测装置，其中，

44.根据权利要求42所述的光检测装置，其中，

45.根据权利要求41所述的光检测装置，其中，

46.根据权利要求41所述的光检测装置，其中，

47.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，

48.根据权利要求47所述的光检测装置，其中，

49.根据权利要求47所述的光检测装置，其中，所述第二端部的直径不同于所述第一端部的直径。

50.根据权利要求49所述的光检测装置，其中，所述第二端部的直径大于所述第一端部的直径。

51.根据权利要求47所述的光检测装置，其中，在所述第二半导体层的所述厚度方向上，所述第八导体的位于所述第四面的位置处的直径大于所述第七导体的位于所述第三面的位置处的直径。

52.根据权利要求49所述的光检测装置，其中，

53.根据权利要求47所述的光检测装置，其中，所述第七导体和所述第八导体具有在不同方向上伸长的矩形形状。

54.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，

55.根据权利要求54所述的光检测装置，其中，所述第二导体突出至所述第三配线层内的突起高度大于所述第一导体突出至所述第三配线层内的突起高度。

56.根据权利要求54所述的光检测装置，其中，所述第一导体突出至所述第三配线层内的突出高度大于所述第二导体突出至所述第三配线层内的突起高度。

57.根据权利要求56所述的光检测装置，其中，

58.根据权利要求16所述的光检测装置，包括：

59.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，

60.根据权利要求59所述的光检测装置，其中，所述第一端部的直径大于所述中间部中包括的并且位于与所述第一端部的边界处的部分的直径。

61.根据权利要求16所述的光检测装置，其中，

62.根据权利要求61所述的光检测装置，其中，所述反射部件处于电气浮动状态。

63.根据权利要求16所述的光检测装置，包括：

64.根据权利要求63所述的光检测装置，其中，

技术总结
本发明提供一种其中形成有所需的贯通电极的光检测装置。根据本发明的光检测装置包括：第一半导体层，其具有光电转换区域，并且所述第一半导体层的一面是第一面，另一面是作为光入光面的第二面；第二半导体层，其一面是第三面且另一面是第四面；第二配线层，其与所述第二半导体层的所述第三面叠置；第三配线层，其与所述第二半导体层的所述第四面叠置；第一配线层，其一面与所述第一半导体层的所述第一面叠置并且另一面与所述第二配线层和所述第三配线层中的一者叠置；第一导体，其具有第一宽度，由第一材料构成，并且沿厚度方向贯穿所述第二半导体层；以及第二导体，其具有小于所述第一宽度的第二宽度，由不同于所述第一材料的第二材料构成，并且沿所述厚度方向贯穿所述第二半导体层。

技术研发人员：羽根田雅希,琴尾健吾,白数佳纪,下村和辉,藤井宣年,平野嵩明,藤井洋辅,大井上昂志,斋藤卓,石丸敏之,大岛启示,今井愼一,黑鸟托也,杉山知広,三桥生枝,徳冈贤一
受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25