摄像装置及电子设备的制作方法

本发明的一个方式涉及一种摄像装置。注意，本发明的一个方式不局限于上述。本说明书等所公开的发明的一个方式的涉及一种物体、方法或制造方法。此外，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition ofmatter)。由此，更具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的的一个例子可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、这些装置的驱动方法或者这些装置的制造方法。注意，在本说明书等中，半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。晶体管、半导体电路为半导体装置的一个方式。此外，存储装置、显示装置、摄像装置、电子设备有时包含半导体装置。

背景技术：

1、使用形成在衬底上的氧化物半导体薄膜构成晶体管的技术受到关注。例如，专利文献1公开了将包括氧化物半导体的关态电流(off-state current)极低的晶体管用于像素电路的结构的摄像装置。

2、[先行技术文献]

3、[专利文献]

4、[专利文献1]日本专利申请公开第2011-119711号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、随着技术的发展，在cmos图像传感器等摄像装置中，能够容易拍摄高品质的图像。需要在下一代摄像装置中进一步实现高功能化。

3、另一方面，摄像装置组装于各种设备，所以也被要求小型化。因此，也在附加功能的情况下传感器芯片被要求小型化。由此，优选层叠对摄像装置附加功能的构成要素。

4、然而，在层叠多个半导体器件时，需要进行多次的抛光工序及贴合工序等。因此，仍有一个课题，即要提高成品率。

5、因此，本发明的一个方式的目的之一是提供一种高性能摄像装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以以较少的工序制造的摄像装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以以高成品率制造的摄像装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种小型摄像装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够进行高速工作的摄像装置等。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的摄像装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的摄像装置等。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种上述摄像装置的驱动方法。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置等。

6、注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。除上述目的外的目的从说明书、附图、权利要求书等的描述中是显而易见的，并且可以从所述描述中抽出。

7、解决技术问题的手段

8、本发明的一个方式涉及一种可以以较少的工序制造的高性能摄像装置。

9、本发明的第一方式是一种摄像装置，该摄像装置包括具有彼此重叠的区域的第一层、第二层、第三层、第四层及第五层，第二层、第三层及第四层设置在第一层与第五层之间，第二层设置在第一层与第三层之间，第四层设置在第三层与第五层之间，第一层包括读出电路、第一驱动电路及第二驱动电路，第二层包括构成第一存储电路的第一晶体管，第三层包括构成第二存储电路的第二晶体管、第一导电层及第二导电层，第四层包括构成像素电路的第三晶体管、第三导电层及第四导电层，第五层包括构成像素电路的光电转换器件，像素电路通过第一导电层及第三导电层电连接于读出电路，像素电路通过第二导电层及第四导电层电连接于第一驱动电路，第一存储电路及第二存储电路与读出电路及第二驱动电路电连接，第一晶体管、第二晶体管及第三晶体管在沟道形成区域中含有金属氧化物，并且第一导电层与第三导电层之间及第二导电层与第四导电层之间都直接键合。

10、优选的是，第一导电层至第四导电层由同一金属材料构成，该金属材料为cu、al、w或au。

11、本发明的第二方式是一种摄像装置，该摄像装置包括具有彼此重叠的区域的第一层、第二层、第三层、第四层及第五层，第二层、第三层及第四层设置在第一层与第五层之间，第二层设置在第一层与第三层之间，第四层设置在第三层与第五层之间，第一层包括读出电路、第一驱动电路、第二驱动电路、第一导电层、第二导电层、第三导电层、第四导电层、第五导电层及第六导电层，第二层包括构成第一存储电路的第一晶体管、第七导电层、第八导电层、第九导电层、第十导电层、第十一导电层及第十二导电层，第三层包括构成第二存储电路的第二晶体管、第十三导电层及第十四导电层，第四层包括构成像素电路的第三晶体管、第十五导电层及第十六导电层，第五层包括构成像素电路的光电转换器件，像素电路通过第一导电层、第七导电层、第十三导电层及第十五导电层电连接于读出电路，像素电路通过第二导电层、第八导电层、第十四导电层及第十六导电层电连接于第一驱动电路，第一存储电路通过第三导电层及第九导电层电连接于读出电路，第一存储电路通过第四导电层及第十导电层电连接于第二驱动电路，第二存储电路通过第五导电层及第十一导电层电连接于读出电路，第二存储电路通过第六导电层及第十二导电层电连接于第二驱动电路，第一晶体管、第二晶体管及第三晶体管在沟道形成区域中含有金属氧化物，并且第一导电层与第七导电层之间、第二导电层与第八导电层之间、第三导电层与第九导电层之间、第四导电层与第十导电层之间、第五导电层与第十一导电层之间、第六导电层与第十二导电层之间、第十三导电层与第十五导电层之间及第十四导电层与第十六导电层之间都直接键合。

12、优选的是，第一导电层至第十二导电层由同一金属材料构成，第十三导电层至第十六导电层由同一金属材料构成，该金属材料为cu、al、w或au。

13、在本发明的第二方式中，第二层包括包含单晶硅衬底的支撑区域，第七导电层至第十二导电层可以设置在支撑区域中。

14、此外，在本发明的第一方式及第二方式中，第一层包括运算电路，该运算电路可以与第二驱动电路电连接。

15、本发明的第三方式是一种摄像装置，该摄像装置包括具有彼此重叠的区域的第一层、第二层、第三层、第四层及第五层，第二层、第三层及第四层设置在第一层与第五层之间，第二层设置在第一层与第三层之间，第四层设置在第三层与第五层之间，第一层包括读出电路、第一驱动电路、第二驱动电路及运算电路，第二层包括构成第一存储电路的第一晶体管、第一导电层、第二导电层、第三导电层及第四导电层，第三层包括构成第二存储电路的第二晶体管、第五导电层、第六导电层、第七导电层、第八导电层、第九导电层及第十导电层，第四层包括构成像素电路的第三晶体管、第十一导电层及第十二导电层，第五层包括构成像素电路的光电转换器件，像素电路通过第一导电层、第五导电层、第九导电层及第十导电层电连接于读出电路，像素电路通过第二导电层、第六导电层、第十导电层及第十二导电层电连接于第一驱动电路，第一存储电路与运算电路电连接，第二存储电路通过第三导电层及第七导电层电连接于读出电路，第二存储电路通过第四导电层及第八导电层电连接于第二驱动电路，第一晶体管、第二晶体管及第三晶体管在沟道形成区域中含有金属氧化物，并且第一导电层与第五导电层之间、第二导电层与第六导电层之间、第三导电层与第七导电层之间、第四导电层与第八导电层之间、第九导电层与第十导电层之间及第十导电层与第十二导电层之间都直接键合。

16、优选的是，第一导电层至第八导电层由同一金属材料构成，第九导电层至第十二导电层由同一金属材料构成，该金属材料为cu、al、w或au。

17、在本发明的第三方式中，第三层包括包含单晶硅衬底的支撑区域，第五导电层至第八导电层可以设置在支撑区域中。

18、在本发明的第一方式至第三方式中，第一层及第五层可以包括单晶硅衬底。此外，金属氧化物可以包含in、zn及m(m为al、ti、ga、ge、sn、y、zr、la、ce、nd和hf中的一个或多个)。

19、发明效果

20、通过使用本发明的一个方式，可以提供一种高性能摄像装置。通过使用本发明的一个方式，可以提供一种可以以较少的工序制造的摄像装置。此外，通过使用本发明的一个方式，可以提供一种可以以高成品率制造的摄像装置。此外，通过使用本发明的一个方式，可以提供一种小型摄像装置。此外，通过使用本发明的一个方式，可以提供一种能够进行高速工作的摄像装置等。此外，通过使用本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的摄像装置。此外，通过使用本发明的一个方式，可以提供一种新颖的摄像装置等。此外，通过使用本发明的一个方式，可以提供一种上述摄像装置的驱动方法。此外，通过使用本发明的一个方式，可以提供一种新颖的半导体装置等。

21、注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。注意，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽出上述以外的效果。