固态成像传感器、固态成像传感器的制造方法和电子设备的制造方法
【专利说明】固态成像传感器、固态成像传感器的制造方法和电子设备
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求享有于2013年12月20日提交的日本在先专利申请JP2013-263632的权益，其全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003]本公开涉及一种固态成像传感器、固态成像传感器的制造方法和电子设备，特别涉及一种能够提供一种确保配线的可靠性的固态成像传感器的固态成像传感器、固态成像传感器的制造方法和电子设备。
【背景技术】
[0004]对于图像传感器，需要减小像素尺寸以增大像素的数量。然而，因为需要在图像传感器的像素区域中配置诸如转移晶体管、选择晶体管、复位晶体管和放大晶体管等多个像素晶体管，所以如果减小像素尺寸，那么就减少了由光电转换部所占用面积的比例并且可能会使诸如灵敏度和饱和特性等特性劣化。
[0005]鉴于上述，提出了用于确保光电转换部的面积并使特性劣化最小化的在其中形成有像素晶体管或配线层的基板上形成光电转换层的层叠结构(例如，参见日本专利申请特开N0.2001-144279和日本专利申请特开N0.1992-103168)。
[0006]另外，例如，也提出了其中将具有黄铜矿结构的化合物半导体用作光电转换层以形成像素晶体管的硅基板并且层叠有由化合物半导体形成的光电转换层的结构(参见，例如，日本专利申请特开N0.2007-123720)。
【发明内容】
[0007]顺便提一下，在配线由铜(Cu)或铝(Al)形成的硅器件中，能够确保配线可靠性的温度通常不超过400°C。为此，在其中形成有诸如像素晶体管等器件的硅基板上形成光电转换层受到该温度限制。具体地，为了在其中形成有诸如像素晶体管等器件的硅基板上形成光电转换层，需要在不超过400 V的温度条件下进行形成。
[0008]然而，例如，在由化合物半导体形成光电转换层的情况下，因为一般的化合物半导体的沉积温度(或退火温度)为约500°C?650°C (或更高)，所以如果在不超过400°C的温度下进行沉积，那么就不可能获得足够的光电转换特性。另外，在由硅单晶形成光电转换层的情况下，因为正常的外延温度不低于900°C，所以也不可能克服确保配线可靠性的温度限制。
[0009]鉴于上述情况完成了本公开，希望提供一种能够确保配线的可靠性的固态成像传感器。
[0010]根据本公开第一实施方案的固态成像传感器包括像素，在形成在构成像素电路的配线层上层叠有光电转换层的结构时，通过在与其中形成有所述配线层的半导体基板不同的基板上至少形成所述光电转换层和配线层接合用膜，并且通过将所述不同的基板的配线层接合用膜和所述半导体基板的配线层贴合在一起来形成所述像素。
[0011]根据本公开第二实施方案的固态成像传感器的制造方法包括:在形成在构成像素电路的配线层上层叠有光电转换层的结构时，在与其中形成有所述配线层的半导体基板不同的基板上至少形成所述光电转换层和配线层接合用膜，以及将所述不同的基板的配线层接合用膜和所述半导体基板的配线层贴合在一起。
[0012]根据本公开第三实施方案的电子设备包括固态成像传感器，所述固态成像传感器包括像素，在形成在构成像素电路的配线层上层叠有光电转换层的结构时，通过在与其中形成有所述配线层的半导体基板不同的基板上至少形成所述光电转换层和配线层接合用膜，并且通过将所述不同的基板的配线层接合用膜和所述半导体基板的配线层贴合在一起来形成所述像素。
[0013]在本公开的第一至第三实施方案中，在形成在构成像素电路的配线层上层叠有光电转换层的结构时，设置通过在与其中形成有配线层的半导体基板不同的基板上至少形成光电转换层和配线层接合用膜并且通过将不同的基板的配线层接合用膜和半导体基板的配线层贴合在一起形成的像素。
[0014]固态成像传感器和电子设备可以是独立的或者可以是集成到另一个设备中的模块。
[0015]根据本公开的第一至第三实施方案，可以提供一种能够确保配线的可靠性的固态成像传感器。
[0016]需要指出的是，上述效果不必须是限制性的，可以是本公开中记载的任意效果。
【附图说明】
[0017]从附图中所示出的以下具体实施方案将更明显地看出本公开的这些和其他目的、特征和优点。
[0018]图1是示出根据本公开实施方案的固态成像传感器的构成的视图；
[0019]图2是示出像素的电路构成例的视图；
[0020]图3是示出像素的第一断面结构的视图；
[0021]图4是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0022]图5是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0023]图6是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0024]图7是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0025]图8是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0026]图9是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0027]图10是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0028]图11是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0029]图12是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0030]图13是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0031]图14是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0032]图15是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0033]图16是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0034]图17是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0035]图18是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0036]图19是用于说明具有第一断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0037]图20是示出像素的第二断面结构的视图；
[0038]图21是用于说明具有第二断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0039]图22是用于说明具有第二断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0040]图23是用于说明具有第二断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0041]图24是用于说明具有第二断面结构的固态成像传感器的制造方法的视图；
[0042]图25是用于说明另一种接合方法的例子的视图；
[0043]图26是用于说明另一种接合方法的例子的视图；和
[0044]图27是示出作为根据本公开实施方案的电子设备的成像装置的构成例的方框图。
【具体实施方式】
[0045]在下文中，将说明用于实现本公开的实施方案(在下文中，被称作实施方案)。需要指出的是，将按以下顺序进行说明。
[0046]1.固态成像传感器的示意构成
[0047]2.像素的第一断面结构
[0048]3.具有第一断面结构的像素的制造方法
[0049]4.像素的第二断面结构
[0050]5.具有第二断面结构的像素的制造方法
[0051]6.电子设备的应用例
[0052](1.固态成像传感器的构成例)
[0053]图1示出了根据本公开实施方案的固态成像传感器的构成例。
[0054]图1中所示的固态成像传感器I被构造成包括像素阵列部3和包围它的周边电路部。例如，在像素阵列部3中，在使用硅(Si)作为半导体的半导体基板12上像素2以二维阵列形式配置。周边电路部包括垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7和控制电路8等。
[0055]像素2被构造成包括光电转换部和多个像素晶体管。例如，多个像素晶体管包括转移晶体管、选择晶体管、复位晶体管和放大晶体管四个MOS晶体管。
[0056]另外，像素2可以具有像素共享结构。像素共享结构包括多个光电转换部、多个转移晶体管、一个共享的浮动扩散区域(FD)和另一个共享的像素晶体管。具体地，在共享的像素中，构成多个单位像素的光电转换部和转移晶体管被构造成共享另一个像素晶体管。
[0057]控制电路8被构造成接收输入时钟和用于发出操作模式等的指令的数据，并输出诸如固态成像传感器I的内部信息等数据。具体地，控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟产生作为垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6等的操作基准的时钟信号或控制信号。然后，控制电路8将所产生的时钟信号或控制信号输出到垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6等。
[0058]例如，垂