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_4

文档序号:8414117阅读:来源:国知局
配线层41B和下侧配线层41C的最上层,因而,如图20所示,将上侧配线层41B和下侧配线层41C的最上层处理成具有相同的宽度。
[0136]另外,在位于像素阵列部3外侧的周边部100和衬垫部101中,也通过利用光刻技术和干法蚀刻来除去下部电极层46、光电转换层47、缓冲层48、上侧配线层41B和下侧配线层41C的最上层,从而形成开口部92和开口部93。
[0137]然后,如图24所示,在开口部91?93和缓冲层48的上表面上,沉积绝缘材料121、遮光材料122和衬垫材料123。后续的处理与参照图12?图19所述的第一制造方法中的那些处理相同。
[0138]如此,可以制造具有图20中所示的像素结构的固态成像传感器I。
[0139]如上所述,图1中所示的固态成像传感器I可以通过在不同于半导体基板12的支撑基板81上形成光电转换层47或下部电极层46和作为多个配线层41的一部分的上侧配线层41B并将它们贴合到其中形成有多个像素晶体管45或存储部23的半导体基板12上来制造。
[0140]因此,由于光电转换层47在另一个基板(支撑基板81)上形成,所以光电转换层47的沉积不受用于确保多个配线层41的可靠性的温度的限制。另外,由于当形成光电转换层47时作为基座的支撑基板81的自由度的增大,所以可以以改善的光电转换特性进行形成。因此,可以形成具有足够的光电转换特性的光电转换层47,并且也可以确保多个配线层41的可靠性。另外,增大了缓冲层48的自由度。
[0141]另外,在其中形成有光电转换层47的支撑基板81上,作为易于与半导体基板12的下侧配线层41A(41C)接合的材料,沉积含有与下侧配线层41A(41C)相同的材料的上侧配线层41B,并利用金属结合使上侧配线层与半导体基板12侧贴合。因而,可以提高多个配线层41的可靠性。
[0142]需要指出的是,在本实施方案中,上侧配线层41B含有与下侧配线层41A相同的材料(例如,铜)。然而,上侧配线层41B不必须含有与下侧配线层41A相同的材料,仅需要含有易于与下侧配线层41A的材料接合的材料。例如,下侧配线层41A的材料是Al,而上侧配线层41B的材料是金(Au)。
[0143]另外,上侧配线层41B的材料可以是导电性高并通过热处理而与绝缘层反应以形成作为绝缘体的反应产物的金属,例如,Ta或Ti。
[0144]下面,将参照图25和图26说明使用通过热处理来形成绝缘体的材料的示例情况。
[0145]首先,如图25A所示,在与参照图5B?图所述过程的半导体基板12单独制备的支撑基板81上依次形成缓冲层48、光电转换层47、下部电极层46和上侧配线层41B。此时,上侧配线层41B由上述的Ta和Ti等形成。
[0146]另一方面,如图25B所示,在参照图5A所述过程的半导体基板12侧形成用作存储部23的半导体区域44、多个像素晶体管45、下侧配线层41A和层间绝缘膜42。然后,在最上层上,形成导电性高并通过热处理而与绝缘层反应以形成作为绝缘体的反应产物的金属膜161。金属膜161包括上述的Ta和Ti等,并且金属膜161的一部分在接合之后变为下侧配线层41A。
[0147]金属膜161形成为具有使得与层间绝缘膜42接触的金属膜161的整个部分变为反应产物的厚度。换句话说,金属膜161形成为具有使得在热处理之后在与层间绝缘膜42接触的部分的表面上不剩余导电层的厚度。在表面上剩余的导体是导致相邻电极之间短路或漏电流增大的原因。因此,虽然取决于材料的组合或热处理条件而不同,但是如果金属膜161的厚度不超过lOOnm,那么就可以与表面进行全部反应。另外,如果膜厚度不超过20nm,那么就可以有利地表现上述特性。另外,金属膜161形成为具有使得与层间绝缘膜42的反应产物具有足够的阻挡性能的厚度,例如,不低于5分子层的厚度。
[0148]然后,如图25C所示,使其中沉积有光电转换层47等的支撑基板81反转,使金属膜161和上侧配线层41B彼此接触以彼此对向并使其经受热处理,从而将金属膜161和上侧配线层41B接合在一起。
[0149]如图26所示,金属膜161的一部分通过在接合过程中施加的热而变为绝缘膜IeiA0具体地,通过在接合过程中施加的热在与层间绝缘膜42接触的金属膜161的一部分中引起反应,因而,形成作为金属膜161和层间绝缘膜42的反应产物的绝缘膜161A。另一方面,在下侧配线层41A上形成的金属膜161在热处理后不变化,并且维持被沉积的状态。
[0150]例如,在层间绝缘膜42包含S12并且金属膜161包含Ti的情况下,通过利用上述反应将含有T12的金属氧化物层作为绝缘膜161A在层间绝缘膜42上形成。T12在用作阻隔金属时具有高的阻挡性能,并具有高的绝缘性能。
[0151]在上述接合之后,如参照图7所述的,下部电极层46、光电转换层47和缓冲层48等与上侧配线层41B都是像素分隔的。
[0152]上侧配线层41B可以包含与金属膜161相同或不同的材料。例如,上侧配线层41B和金属膜161中的一个包含Ta,而另一个包含Ti。另外,上侧配线层41B可以具有Ta或Ti和另一种金属材料的层叠结构,如Ti/Cu和Ta/Cu。
[0153](6.电子设备的应用例)
[0154]本公开的技术不限于固态成像传感器的应用。具体地,本公开的技术适用于将固态成像传感器用于图像捕捉单元(光电转换部)的一般电子设备,例如,诸如数位相机和摄像机等成像装置、具有成像功能的便携式终端设备和将固态成像传感器用于图像读出单元的复印机。固态成像传感器可以由一个芯片形成,或可以是其中成像单元和信号处理单元或光学系统共同封装在一起的具有成像功能的模块。
[0155]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。
[0156]图27中所示的成像装置200包括由透镜组等形成的光学单元201、具有图1中所示的固态成像传感器I的构成的固态成像传感器(成像装置)202和作为相机信号处理电路的数字信号处理器(DSP)电路203。另外,成像装置200包括帧存储器204、显示单元205、记录单元206、操作单元207和电源单元208。DSP电路203、帧存储器204、显示单元205、记录单元206、操作单元207和电源单元208经由总线209彼此连接。
[0157]光学单元201被构造成从被拍摄物捕捉入射光(图像光)并在固态成像传感器202的成像面上形成图像。固态成像传感器202被构造成通过光学单元201将在成像面上形成的入射光的量转换成像素单位的电信号并将其作为像素信号输出。作为固态成像传感器202,可以使用图1中所示的固态成像传感器1,即,具有可靠性提高的多个配线层41和光电转换层47的固态成像传感器。
[0158]例如,显示单元205由诸如液晶面板和有机电致发光(EL)面板等面板显示装置形成,并被构造成显示由固态成像传感器202捕捉的运动图像或静止图像。记录单元206被构造成在诸如硬盘和半导体存储器等记录介质中记录由固态成像传感器202捕捉的运动图像或静止图像。
[0159]操作单元207被构造成在用户的操作下发出与成像装置200的各种功能相关的操作指令。电源单元208将作为DSP电路203、帧存储器204、显示单元205、记录单元206和操作单元207的操作电源的各种电源供给到供给对象。
[0160]如上所述,通过将具有第一或第二像素结构的固态成像传感器I用作固态成像传感器202,可以提高多个配线层41和光电转换层47的可靠性。因此,在诸如移动设备(例如,摄像机、数位相机和移动电话)的相机模块等成像装置200中,也可以提高捕捉的图像的质量。
[0161]在上述例子中,以第一导电型为P型以及第二导电型为N型对将电子用作信号电荷的固态成像传感器进行了说明。然而,本公开的技术还可以应用于将空穴用作信号电荷的固态成像传感器。具体地,以第一导电型为N型以及第二导电型为P型,上述半导体区域可以由反向导电型半导体区域构成。
[0162]另外,在上述例子中,将固态成像传感器I作为正面照射型的固态成像传感器对其进行了说明。然而,本公开的像素结构和制造方法也可以应用于背面照射型的固态成像传感器。
[0163]另外,本公开的技术不限于检测可见光的入射量的分布并捕捉分布的图像的固态成像传感器的应用,可以应用于将红外光、X射线和粒子等入射量的分布捕捉为图像的固态成像传感器和从广义上说检测其他物理量(例如,压力和电容)的分布并将其捕捉为图像的诸如指纹检测传感器等一般的固态成像传感器(物理量分布检测装置)。
[0164]本公开的实施方案不限于上述实施方案,可以在不超出本公开的主旨范围内的情况下对其进行各种修改。
[0165]例如,可以采用通过将上述多个实施方案的全部或一部分组合得到的实施方案。
[0166]需要指出的是,说明书中所述的效果是示例性的而不是限制性的。也可以给出说明书中所述的效果之外的其他效果。
[0167]需要指出的是,本公开也可
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1