固體攝像器件和電子裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及固體攝像器件以及使用該固體攝像器件的電子裝置。該固體攝像器件包括：第一基板，其包括感光部和位于所述感光部下方的溢流排放區(qū)，所述感光部根據(jù)接收到的光量產(chǎn)生信號(hào)電荷，所述信號(hào)電荷釋放到所述溢流排放區(qū)，在所述第一基板中，第一微襯墊形成為暴露于所述第一基板的非光入射表面?zhèn)炔㈦娺B接到所述溢流排放區(qū)；和第二基板，其布置在所述第一基板的非光入射表面?zhèn)龋谒龅诙逯?，第二微襯墊形成為暴露于所述第二基板的光入射表面?zhèn)?，其中，所述第一基板和所述第二基板堆疊起來(lái)，使得所述第一微襯墊和所述第二微襯墊彼此電連接。該固體攝像器件不減少光接收區(qū)域而可以減小該固體攝像器件的尺寸。
【專利說(shuō)明】固體攝像器件和電子裝置
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年8月10日、發(fā)明名稱為“固體攝像器件、其制造方法以及電子裝置”的第201010249688.9號(hào)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0003]本申請(qǐng)包含與2009年8月28日向日本專利局提交的日本在先專利申請(qǐng)JP2009-198118的公開(kāi)內(nèi)容相關(guān)的主題，在此將該在先申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及固體攝像器件，具體地說(shuō)涉及通過(guò)堆疊多個(gè)基板而形成的固體攝像器件。本發(fā)明也涉及使用該固體攝像器件的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0005]固體攝像器件粗略地劃分成以電荷I禹合器件(Charge Coupled Device, CCD)圖像傳感器為代表的電荷輸運(yùn)固體攝像器件和以互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor, CMOS)圖像傳感器為代表的放大式固體攝像器件。
[0006]形成CXD固體攝像器件的每個(gè)像素包括由光電二極管形成并且產(chǎn)生響應(yīng)于接收到的光的信號(hào)電荷的感光部，以及CCD結(jié)構(gòu)中的在垂直方向上傳輸感光部所產(chǎn)生的信號(hào)電荷的垂直傳輸電阻器。例如，垂直傳輸電阻器部形成為對(duì)應(yīng)二維布置的感光部的各列。CCD結(jié)構(gòu)中的水平傳輸電阻器設(shè)置在垂直傳輸電阻器之后的級(jí)中。輸出電路設(shè)置在水平傳輸電阻器之后的級(jí)中。在如上所述構(gòu)成的CCD固體攝像器件中，感光部產(chǎn)生的信號(hào)電荷通過(guò)垂直傳輸電阻器對(duì)應(yīng)各行被讀出，以在垂直方向上傳輸，然后通過(guò)水平傳輸電阻器水平地傳輸?shù)捷敵鲭娐?。傳輸?shù)捷敵鲭娐返男盘?hào)電荷被放大以作為像素信號(hào)輸出。
[0007]形成CMOS固體攝像器件的每個(gè)像素包括由光電二極管制成的感光部、讀出感光部所產(chǎn)生的信號(hào)電荷的浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)和多個(gè)MOS晶體管。多個(gè)MOS晶體管包括傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、放大晶體管和選擇晶體管(根據(jù)需要)。各MOS晶體管連接到多層上布線層中期望的布線層。在CMOS固體攝像器件中，浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)針對(duì)各像素讀出感光部所產(chǎn)生的并且累積在感光部中的信號(hào)電荷。之后，浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)讀出的信號(hào)電荷被放大晶體管放大，然后作為像素信號(hào)被選擇晶體管選擇性地輸出到形成在多層布線層中的垂直信號(hào)線。
[0008]近年來(lái)已經(jīng)減小了固體攝像器件的尺寸。例如，未審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)N0.6-291355公開(kāi)了具有堆疊結(jié)構(gòu)的固體攝像器件，在該固體攝像器件中，MOS晶體管形成在單晶硅基板中，TFT光傳感器經(jīng)由絕緣膜形成在光入射側(cè)的單晶硅基板上部。在該固體攝像器件中，TFT光傳感器和MOS晶體管形成在不同層中，這減小了器件的尺寸而沒(méi)有減小光接收區(qū)域。
[0009]固體攝像器件的制造受到在布線形成后只有低溫工藝適用的工藝限制。因此，在固體攝像器件中，首先必須通過(guò)離子注入在基板中形成構(gòu)成感光部和MOS晶體管的雜質(zhì)區(qū)域，最后形成連接到基板或期望的MOS晶體管的布線。在上述的具有堆疊結(jié)構(gòu)的固體攝像器件中，在堆疊形成有期望的雜質(zhì)區(qū)域的各層后，形成連接到各層的接觸部和布線。
[0010]例如，為了在具有堆疊結(jié)構(gòu)的固體攝像器件中實(shí)現(xiàn)用于復(fù)位累積在感光部中的信號(hào)電荷的電子快門功能，由于工藝溫度限制，必須在光接收表面上形成電子快門功能所必需的布線和接觸部。然而，按照這種方式，盡管通過(guò)采用三維結(jié)構(gòu)可以減小器件的尺寸，但是在布線和接觸部形成于光接收表面上的情況下光接收區(qū)域減小。因此，為了保持光接收區(qū)域，必須等量地增加像素面積，于是不能減小器件的尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]鑒于上述問(wèn)題，期望提供一種固體攝像器件，通過(guò)使用三維結(jié)構(gòu)，可以減小該固體攝像器件的尺寸而不減少光接收區(qū)域，在該固體攝像器件中，可將想要的電位提供給形成有感光部的基板，盡管存在工藝限制但可以實(shí)現(xiàn)該固體攝像器件，同時(shí)期望提供一種該固體攝像器件的制造方法。也期望提供一種使用該固體攝像器件的電子裝置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種固體攝像器件，其包括:第一基板，其包括感光部和位于所述感光部下方的溢流排放區(qū)，所述感光部根據(jù)接收到的光量產(chǎn)生信號(hào)電荷，所述信號(hào)電荷釋放到所述溢流排放區(qū)，在所述第一基板中，第一微襯墊形成為暴露于所述第一基板的非光入射表面?zhèn)炔㈦娺B接到所述溢流排放區(qū)；和第二基板，其布置在所述第一基板的非光入射表面?zhèn)?，在所述第二基板中，第二微襯墊形成為暴露于所述第二基板的光入射表面?zhèn)取Ｋ龅谝换搴退龅诙宥询B起來(lái)，使得所述第一微襯墊和所述第二微襯墊彼此電連接。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種電子裝置，其包括:光學(xué)透鏡；上述固體攝像器件，所述光學(xué)透鏡聚集的光入射在所述固體攝像器件上；以及信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路處理從所述固體攝像器件輸出的輸出信號(hào)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，在具有三維結(jié)構(gòu)的堆疊多個(gè)基板的固體攝像器件中，不用增加像素面積或減少光接收區(qū)域而可以將想要的電位供給到形成有感光部的基板。同樣，根據(jù)本發(fā)明，盡管存在工藝限制，但制造固體攝像器件沒(méi)有極大困難，這可以避免像素特性變壞。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的CMOS固體攝像器件的示意性總體結(jié)構(gòu)；
[0016]圖2示出了圖1的固體攝像器件中的單位像素的示例性等效電路；
[0017]圖3是第一實(shí)施例的固體攝像器件的像素部的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖；
[0018]圖4示出了第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第一步；
[0019]圖5示出了第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第二步；
[0020]圖6示出了第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第三步；
[0021]圖7示出了第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第四步；
[0022]圖8示出了第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第五步；
[0023]圖9示出了第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第六步；
[0024]圖10示出了第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第七步；
[0025]圖11示出了第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第八步；
[0026]圖12示出了第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第九步；[0027]圖13A示出了接觸孔的形成方法的不同示例的第一步；
[0028]圖13B示出了接觸孔的形成方法的不同示例的第二步；
[0029]圖13C示出了接觸孔的形成方法的不同示例的第三步；
[0030]圖13D示出了接觸孔的形成方法的不同示例的第四步；
[0031]圖14是第二實(shí)施例的固體攝像器件的像素部的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖；
[0032]圖15示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第一步；
[0033]圖16示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第二步；
[0034]圖17示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第三步；
[0035]圖18示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第四步；
[0036]圖19示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第五步；
[0037]圖20示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第六步；
[0038]圖21示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第七步；
[0039]圖22示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第八步；
[0040]圖23示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第九步；
[0041]圖24示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第十步；
[0042]圖25示出了第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第十一步；
[0043]圖26是第三實(shí)施例的固體攝像器件的像素部的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖；
[0044]圖27示出了第三實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第一步；
[0045]圖28示出了第三實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第二步；
[0046]圖29示出了第三實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第三步；
[0047]圖30示出了第三實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第四步；
[0048]圖31示出了第三實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第五步；
[0049]圖32示出了第三實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第六步；
[0050]圖33示出了第三實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第七步；
[0051]圖34示出了第三實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第八步；
[0052]圖35示出了第三實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的第九步；
[0053]圖36是第四實(shí)施例的固體攝像器件的像素部的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖；
[0054]圖37是第五實(shí)施例的固體攝像器件的像素部的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖；
[0055]圖38示出了本發(fā)明第六實(shí)施例的CCD固體攝像器件的示意性總體結(jié)構(gòu)；
[0056]圖39是沿圖38的線XXXIX-XXXIX獲得的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖；以及
[0057]圖40示出了本發(fā)明第七實(shí)施例的電子裝置的示意性結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0058]下面參照?qǐng)D1至圖40說(shuō)明本發(fā)明各實(shí)施例的固體攝像器件、該固體攝像器件的制造方法和電子裝置。按以下順序說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施例。需要注意的是，本發(fā)明不局限于如下的各實(shí)施例。
[0059]第一實(shí)施例:固體攝像器件
[0060]1-1固體攝像器件的總體結(jié)構(gòu)
[0061]1-2主要部分的橫剖面結(jié)構(gòu)[0062]1-3制造方法
[0063]第二實(shí)施例:固體攝像器件
[0064]2-1主要部分的橫剖面結(jié)構(gòu)
[0065]2-2制造方法
[0066]第三實(shí)施例:固體攝像器件
[0067]3-1主要部分的橫剖面結(jié)構(gòu)
[0068]3-2制造方法
[0069]第四實(shí)施例:固體攝像器件
[0070]4-1主要部分的橫剖面結(jié)構(gòu)
[0071]第五實(shí)施例:固體攝像器件
[0072]5-1主要部分的橫剖面結(jié)構(gòu)
[0073]第六實(shí)施例:固體攝像器件
[0074]6-1固體攝像器件的總體結(jié)構(gòu)
[0075]6-2主要部分的橫剖面結(jié)構(gòu)
[0076]第七實(shí)施例:電子裝置
[0077]1.第一實(shí)施例:CM0S固體攝像器件
[0078]1-1.固體攝像器件的總體結(jié)構(gòu)
[0079]圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的CMOS固體攝像器件的示意性總體結(jié)構(gòu)。
[0080]本實(shí)施例的固體攝像器件I包括由布置在硅制成的基板11上的多個(gè)像素2形成的像素部3、垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6、輸出電路7、控制電路8
坐寸ο
[0081]每一個(gè)像素2包括由光電二極管制成的感光部和多個(gè)MOS晶體管。多個(gè)像素2在基板11上以二維陣列規(guī)則地布置。每一個(gè)像素2可以包括四個(gè)MOS晶體管，即傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、選擇晶體管和放大晶體管，或可以包括選擇晶體管之外的三個(gè)晶體管。
[0082]像素部3由以二維陣列規(guī)則地布置的多個(gè)像素2形成。像素部3由有效像素區(qū)和基準(zhǔn)黑像素區(qū)構(gòu)成，在有效像素區(qū)中，光被實(shí)際接收到并且通過(guò)光電轉(zhuǎn)換被轉(zhuǎn)換成信號(hào)電荷，然后信號(hào)電荷被放大、讀出、輸出到列信號(hào)處理電路5，基準(zhǔn)黑像素區(qū)(未示出)輸出光學(xué)黑電平作為基準(zhǔn)黑電平?；鶞?zhǔn)黑像素區(qū)通常形成在有效像素區(qū)的外圍。
[0083]控制電路8基于垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和主時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)、控制信號(hào)等作為垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6等的操作的基準(zhǔn)。控制電路8產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)、控制信號(hào)等輸入到垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6等。
[0084]垂直驅(qū)動(dòng)電路4由例如移位寄存器形成，在垂直方向上逐行地依次選擇和掃描像素部3的像素2。然后垂直驅(qū)動(dòng)電路4基于各像素2的光電二極管根據(jù)接收到的光的光量產(chǎn)生的信號(hào)電荷，通過(guò)垂直信號(hào)線將像素信號(hào)供給到列信號(hào)處理電路5。
[0085]列信號(hào)處理電路5例如針對(duì)像素2的各列布置，利用來(lái)自各像素列的基準(zhǔn)黑像素區(qū)(盡管未示出，但形成在有效像素區(qū)周圍)的信號(hào)對(duì)從各行的像素2輸出的信號(hào)進(jìn)行諸如減少噪聲和信號(hào)放大等信號(hào)處理。水平選擇開(kāi)關(guān)(未示出)設(shè)置在列信號(hào)處理電路5的輸出級(jí)和水平信號(hào)線10之間。[0086]水平驅(qū)動(dòng)電路6由例如移位寄存器形成，依次輸出水平掃描脈沖以依次選擇列信號(hào)處理電路5和使列信號(hào)處理電路5將像素信號(hào)輸出到水平信號(hào)線10。
[0087]輸出電路7對(duì)通過(guò)水平信號(hào)線10從列信號(hào)處理電路5依次供給的信號(hào)實(shí)行信號(hào)處理以輸出處理過(guò)的信號(hào)。
[0088]圖2示出了本實(shí)施例的固體攝像器件中的單位像素的示例性等效電路。本實(shí)施例的固體攝像器件中的單位像素2包括一個(gè)作為光電轉(zhuǎn)換元件的感光部ro和四個(gè)像素晶體管，即傳輸晶體管Trl、復(fù)位晶體管Tr2、放大晶體管Tr3和選擇晶體管Tr4。在本實(shí)施例中，使用η溝道MOS晶體管作為像素晶體管Trl至像素晶體管Tr4。
[0089]傳輸晶體管Trl的源極連接到由光電二極管制成的感光部H)的陰極。傳輸晶體管Trl的漏極連接到浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。供給傳輸脈沖OTRG的傳輸布線連接到傳輸晶體管Trl的源極和漏極之間的柵電極39。通過(guò)將傳輸脈沖OTRG施加到傳輸晶體管Trl的柵電極39，通過(guò)感光部H)實(shí)行的光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生并累積在感光部H)中的信號(hào)電荷(在本實(shí)施例中是電子)傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。
[0090]復(fù)位晶體管Tr2的漏極連接到電源電壓VDD。復(fù)位晶體管Tr2的源極連接到浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。供給復(fù)位脈沖ORST的復(fù)位布線連接到復(fù)位晶體管Tr2的源極和漏極之間的柵電極23a。在信號(hào)電荷從感光部H)傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散結(jié)FD之前，復(fù)位脈沖ORST施加到復(fù)位晶體管Tr2的柵電極23a。這使得浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD的電位被電源電壓VDD復(fù)位成VDD電平。
[0091]放大晶體管Tr3的漏極連接到電源電壓VDD。放大晶體管Tr3的源極連接到選擇晶體管Tr4的漏極。放大晶體管Tr3的源極和漏極之間的柵電極23b連接到浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。放大晶體管Tr3形成電源電壓VDD充當(dāng)負(fù)載的源極跟隨電路，并且根據(jù)浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD的電位的變化輸出像素信號(hào)。
[0092]選擇晶體管Tr4的漏極連接到放大晶體管Tr3的源極。選擇晶體管Tr4的源極連接到垂直信號(hào)線9。供給選擇脈沖OSEL的選擇布線連接到選擇晶體管Tr4的源極和漏極之間的柵電極23c。通過(guò)將選擇脈沖OSEL供給到各像素的柵電極23c，經(jīng)放大晶體管Tr3放大的像素信號(hào)輸出到垂直信號(hào)線9。
[0093]盡管在圖2的示例中使用了四個(gè)像素晶體管，但也可以使用選擇晶體管Tr4之外的三個(gè)像素晶體管。
[0094]在如上配置的固體攝像器件I中，當(dāng)傳輸脈沖OTRG供給到柵電極39時(shí)，累積在感光部ro中的信號(hào)電荷通過(guò)傳輸晶體管Trl被讀出并且輸出到浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。當(dāng)信號(hào)電荷輸出時(shí)，浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD的電位改變，電位的變化傳輸?shù)綎烹姌O23b。供給到柵電極23b的電位被放大晶體管Tr3放大，通過(guò)選擇晶體管Tr4作為像素信號(hào)選擇性地輸出到垂直信號(hào)線9。當(dāng)復(fù)位脈沖ORST供給到柵電極23a時(shí)，輸出到浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD的信號(hào)電荷被復(fù)位晶體管Tr2復(fù)位成與電源電壓VDD周圍的電位相同的電位。
[0095]其后，輸出到垂直信號(hào)線9的像素信號(hào)經(jīng)由列信號(hào)處理電路5、水平信號(hào)10和輸出電路7輸出。
[0096]1-2.主要部分的橫剖面結(jié)構(gòu)
[0097]圖3是第一實(shí)施例的固體攝像器件I的像素部3的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖。圖3示出了大體上對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素的橫剖面。
[0098]如圖3所示，本實(shí)施例的固體攝像器件I具有三維結(jié)構(gòu)，其中第一基板12、第一布線層13、第二基板14、第二布線層15、濾色器層16和片上微透鏡17依次朝著光入射側(cè)三維
地層疊。
[0099]第一基板12由例如P型的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基板18形成。構(gòu)成想要的像素晶體管Tr的源極/漏極區(qū)19形成在第一基板12的第一布線層13側(cè)中。在本實(shí)施例中，上述的傳輸晶體管Trl、復(fù)位晶體管Tr2、放大晶體管和選擇晶體管Tr4中的傳輸晶體管Trl之外的MOS晶體管作為像素晶體管Tr形成在第一基板12中。以下，形成在第一基板12中的MOS晶體管統(tǒng)稱為“像素晶體管Tr”。
[0100]形成在第一基板12中的源極/漏極區(qū)19由通過(guò)離子注入重?fù)诫s有例如η型的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的區(qū)域形成。
[0101]將相鄰像素彼此分離的元件分離區(qū)20形成在第一基板12的第一布線層13側(cè)中。元件分離區(qū)20由淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation, STI)工藝形成,在STI工藝中，絕緣層埋入在形成在第一基板12中的溝槽部中。
[0102]第一布線層13包括:經(jīng)由柵極絕緣膜21形成在第一基板12上方并構(gòu)成像素晶體管Tr的柵電極23，以及經(jīng)由層間絕緣膜22堆疊在柵電極23上方的多個(gè)層(在本實(shí)施例中是兩層)中的布線25。接觸部24分別形成在層間絕緣膜22中以將布線25、布線25和第一基板12以及布線25和想要的柵電極23連接起來(lái)。
[0103]第二基板14由P型半導(dǎo)體基板28形成，形成為堆疊在第一布線層13之上(在光入射側(cè))。由光電二極管制成的感光部ro和讀出感光部ro產(chǎn)生的且累積在感光部ro中的信號(hào)電荷的浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD形成在第二基板14的前表面?zhèn)?光入射表面?zhèn)?中。感光部PD包括:形成在第二基板14中最前面表面上的P型重?fù)诫s雜質(zhì)區(qū)域制成的暗電流抑制區(qū)域32，和形成在暗電流抑制區(qū)域32的底部的η型雜質(zhì)區(qū)域31。浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD由η型重?fù)诫s雜質(zhì)區(qū)域形成，形成在靠近感光部H)的區(qū)域中。此外，由P型重?fù)诫s雜質(zhì)區(qū)域制成的溢出阻擋層33形成于η型雜質(zhì)區(qū)域31的底部上，遍及第二基板14。由η型雜質(zhì)區(qū)域制成的溢流排放(overflow drain)區(qū)29形成在溢出阻擋層33的對(duì)應(yīng)于感光部F1D的區(qū)域的底部上。
[0104]在本實(shí)施例的固體攝像器件中，感光部H)主要由暗電流抑制區(qū)域32和η型雜質(zhì)區(qū)域31之間的ρη結(jié)以及η型雜質(zhì)區(qū)域31和ρ型半導(dǎo)體基板28 (第二基板14)之間的ρη結(jié)形成。在暗電流抑制區(qū)域32中，作為暗電流成分的產(chǎn)生在第二基板14的光入射表面上的電荷與暗電流抑制區(qū)域32中提供的空穴重新結(jié)合以抑制暗電流。
[0105]在本實(shí)施例的第二基板14中，從前表面?zhèn)?光入射表面?zhèn)?到后表面?zhèn)?非光入射表面?zhèn)?形成ρηρη結(jié)以在基板中形成垂直溢出結(jié)構(gòu)。這樣形成的溢出結(jié)構(gòu)允許從感光部H)溢出的過(guò)量的信號(hào)電荷通過(guò)溢出阻擋層33釋放到溢流排放區(qū)29。
[0106]從第一布線層13中的布線25延伸出來(lái)的接觸部27連接到第二基板14的后表面?zhèn)蒛。在本實(shí)施例中，接觸部27的上端形成為連接到第二基板14中的溢流排放區(qū)29。想要的電位(以下簡(jiǎn)稱“電子快門脈沖”)經(jīng)由接觸部27從第一布線層13中的布線25供給到溢流排放區(qū)29以改變溢出阻擋層33的電位。這允許累積在感光部H)中的信號(hào)電荷溢出到溢流排放區(qū)29。即，通過(guò)形成在第二基板14中的垂直溢出結(jié)構(gòu)提供電子快門功能，經(jīng)由接觸部27供給電子快門脈沖。
[0107]在本實(shí)施例中，垂直溢出結(jié)構(gòu)針對(duì)各像素形成。然而，也可以設(shè)置所有像素共用的垂直溢出結(jié)構(gòu)。在這種情況下，溢流排放區(qū)29可以形成在對(duì)應(yīng)于像素部的區(qū)域中，電子快門脈沖經(jīng)由接觸部供給到溢流排放區(qū)29以允許信號(hào)電荷針對(duì)所有像素同時(shí)溢出。
[0108]第二布線層15包括:經(jīng)由柵極絕緣膜38形成在第二基板14之上并構(gòu)成傳輸晶體管Trl的柵電極39，以及經(jīng)由層間絕緣膜36形成在柵電極39上方的布線34。布線34經(jīng)由接觸部35連接到傳輸晶體管Trl (在圖3中的浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD)。布線34通過(guò)形成在穿透第二基板14的基板內(nèi)絕緣層37中的接觸部26連接到形成在第一布線層13中的布線25a。例如，在第一布線層13中的布線25a和第二布線層15中的布線34通過(guò)接觸部26相連的情況下，浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)H)的電位供給到形成在第一基板12中的像素晶體管Tr。
[0109]紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的濾色器層16形成在第二布線層15之上(在光入射側(cè))。片上微透鏡17形成在濾色器層16之上。
[0110]在這樣配置的固體攝像器件I中，當(dāng)電子快門脈沖經(jīng)由接觸部27供給到溢流排放區(qū)29時(shí)，累積在感光部ro中的信號(hào)電荷流入溢流排放區(qū)29。這使得感光部ro復(fù)位一次。在感光部ro復(fù)位后，信號(hào)電荷的產(chǎn)生和累積再次開(kāi)始。當(dāng)想要的傳輸脈沖OTRG供給到傳輸晶體管Trl的柵電極39時(shí)，累積在感光部ro中的信號(hào)電荷被讀出，并被輸出到浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。
[0111]當(dāng)讀出信號(hào)電荷時(shí)已經(jīng)改變的浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD的電位經(jīng)由第二布線層15中的布線34和第一布線層13中的布線25供給到形成在第一基板12中的像素晶體管Tr。其后，經(jīng)形成在第一基板12中的想要的像素晶體管Tr放大的像素信號(hào)針對(duì)各像素被選擇性地輸出。
[0112]在本實(shí)施例的固體攝像器件I中，第一布線層13形成在第二基板14的后表面?zhèn)龋佑|部27從第二基板14的后表面?zhèn)冗B接到溢流排放區(qū)29。因此，不需要在形成于第二基板14的光入射側(cè)之上的第二布線層15中形成構(gòu)成電子快門的布線。因此，不用減少光接收區(qū)域或相當(dāng)于增加像素面積而可以實(shí)現(xiàn)電子快門。在本發(fā)明實(shí)施例中，第一基板12和第二基板14堆疊以提供三維結(jié)構(gòu)，只有感光部H)和一些像素晶體管(在本實(shí)施例中是傳輸晶體管Trl)形成在第二基板14中。這可以增大由光電二極管制成的感光部H)的區(qū)域，這能提高靈敏度。同樣，采用三維結(jié)構(gòu)可以減小器件的尺寸。
[0113]1-3.制誥方法
[0114]圖4至圖12示出了本實(shí)施例的固體攝像器件I的制造方法的各個(gè)步驟。參照?qǐng)D4至圖12說(shuō)明本實(shí)施例的固體攝像器件I的制造方法。
[0115]首先，如圖4所示，在第一基板12中的前表面?zhèn)刃纬稍蛛x區(qū)20和構(gòu)成像素晶體管Tr的源極/漏極區(qū)19，在第一基板12之上形成第一布線層13。這些都是通過(guò)與固體攝像器件的通常的制造方法相同的工藝而形成。例如，元件分離區(qū)20由STI工藝形成，也就是說(shuō)，通過(guò)在由半導(dǎo)體基板18制成的第一基板12中的前表面?zhèn)鹊念A(yù)定區(qū)域中形成溝槽，然后將諸如二氧化硅膜等氧化膜埋入到溝槽中。通過(guò)在第一基板12的前表面上方形成由二氧化硅膜制成的柵極絕緣膜21，然后圖形化多晶硅層，形成柵電極23。利用柵電極23作為掩模將重?fù)诫sη型雜質(zhì)離子注入到ρ型半導(dǎo)體基板18的前表面，形成源極/漏極區(qū)19。其后，在第一基板12上方形成由二氧化硅膜等制成的層間絕緣膜22，例如經(jīng)由層間絕緣膜22形成由諸如鋁或銅等金屬材料制成的多個(gè)層(在本實(shí)施例中是兩層)中的布線25。在想要的位置通過(guò)圖形化由鋁、銅等制成的金屬層形成布線25。在第一布線層13中，具體地說(shuō)，在接觸部26從作為上層的第二布線層15延伸出來(lái)的部分，形成接收接觸部26的布線25a。在第一布線層13的形成步驟中，通過(guò)在想要的布線25之間以及在布線25和第一基板12之間的層間絕緣膜22中形成開(kāi)口，然后將例如鎢等金屬材料埋入到開(kāi)口中，形成想要的接觸部24。在這些步驟中，在形成布線25后，在第一布線層13的上層中形成層間絕緣膜22作為最上層以覆蓋布線25。
[0116]然后，如圖5所示，在作為第一布線層13的最上層的層間絕緣膜22中的預(yù)定位置處，形成要連接到第一布線層13中的布線25的接觸部27。通過(guò)形成從層間絕緣膜22的上表面通向預(yù)定布線25的接觸孔，然后將例如鎢等金屬材料埋入到接觸孔中，形成接觸部27。S卩，接觸部27的一端(下端)連接到第一布線層13中的布線25，接觸部27的另一端(上端)暴露于第一布線層13的上表面。
[0117]然后，如圖6所示，由P型半導(dǎo)體基板28制成的第二基板14結(jié)合到第一布線層13的頂部。在這種情況下，通過(guò)在半導(dǎo)體基板28和形成第一布線層13的層間絕緣膜22的上表面之間的粘結(jié)，使第一布線層13和第二基板14彼此緊壓結(jié)合。例如，可以使用ΙΟμπι厚的P型半導(dǎo)體基板28作為第二基板14。在結(jié)合步驟中，暴露于第一布線層13的上表面的接觸部27的上端結(jié)合到第二基板14的后表面，或優(yōu)選如圖6所示埋入到第二基板14的后表面。為了容許這種結(jié)合，在實(shí)踐中，形成在第一布線層13中的接觸部27的上端形成為在層間絕緣膜22上方凸出，在第二基板14中的要埋入接觸部27的部分處預(yù)先形成凹處。這使得第二基板14結(jié)合在第一布線層13上，接觸部27的上端埋入到第二基板14中。
[0118]然后，如圖7所示，η型雜質(zhì)在連接接觸部27的區(qū)域通過(guò)離子注入摻雜到第二基板14中以形成溢流排放區(qū)29。這使得溢流排放區(qū)29和第一布線層13中的布線25經(jīng)由接觸部27彼此電連接。其后，ρ型雜質(zhì)通過(guò)離子注入摻雜到在溢流排放區(qū)29上方的區(qū)域中以形成溢出阻擋層33。在本實(shí)施例中，溢出阻擋層33形成在形成有像素部的第二基板14的整個(gè)區(qū)域之上。
[0119]然后，如圖8所示，例如，由二氧化硅膜制成的柵極絕緣膜38形成在第二基板14之上，然后，通過(guò)在柵極絕緣膜38之上形成多晶硅層，然后將多晶硅層圖形化成想要的形狀，形成構(gòu)成傳輸晶體管Trl的柵電極39。
[0120]此后，利用柵電極39作為掩模，在接近于柵電極39的區(qū)域中形成由η型雜質(zhì)區(qū)域31和暗電流抑制區(qū)域32構(gòu)成的感光部H)和浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。在形成溢流排放區(qū)29和溢出阻擋層33的區(qū)域之上通過(guò)離子注入摻入η型雜質(zhì)，形成η型雜質(zhì)區(qū)域31。通過(guò)離子注入將P型雜質(zhì)重?fù)诫s到η型雜質(zhì)區(qū)域31之上的第二基板14的最前表面，形成暗電流抑制區(qū)域32。通過(guò)離子注入將η型雜質(zhì)重?fù)诫s在柵電極39對(duì)面的與感光部H)相對(duì)的一側(cè)上，形成浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。
[0121]然后，如圖9所示，在第二基板14中想要的位置處形成穿透第二基板14的開(kāi)口37a，使得形成第一布線層13的層間絕緣膜22的上表面暴露出來(lái)。在對(duì)應(yīng)于布線25a的區(qū)域中形成開(kāi)口 37a，該布線25a形成在第一布線層13中以接收將要在隨后步驟中形成的接觸部26。例如，開(kāi)口 37a形成為具有比形成有布線25a的區(qū)域的面積更大的開(kāi)口面積。
[0122]然后，如圖10所示，二氧化硅膜埋入到形成在第二基板14中的開(kāi)口以形成基板內(nèi)絕緣層37，由二氧化硅膜制成的層間絕緣膜36形成在第二基板14的上表面上以覆蓋柵電極39。
[0123]然后，如圖11所示，在層間絕緣膜36的想要的位置處形成接觸孔26a和接觸孔35a。在這個(gè)步驟中，例如如圖11所示，接觸孔35a形成在層間絕緣膜36中，使得浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD暴露出來(lái)。同樣，接觸孔26a形成為穿透層間絕緣膜36、基板內(nèi)絕緣層37和第一布線層13的層間絕緣膜22，使得形成在第一布線層13中的布線25a暴露出來(lái)。
[0124]然后，如圖12所示，諸如鎢等金屬材料埋入到接觸孔26a和接觸孔35a以形成接觸部26和接觸部35。此后，由鋁、銅等制成的布線34形成在接觸部26和接觸部35之上。通過(guò)圖形化由鋁、銅等制成的金屬層將布線34形成為想要的形狀。在本實(shí)施例中，例如，形成布線34以把接觸部35和穿透第二基板14的接觸部26彼此連接。這使得浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD電連接到第一布線層13中的布線25。
[0125]盡管未示出，但連接到形成傳輸晶體管Trl的柵電極39的布線經(jīng)由穿透第二基板14的接觸部同樣可以連接到第一布線層13中的布線。在這種情況下，如同其它像素晶體管Tr，經(jīng)由第一布線層13同樣可以驅(qū)動(dòng)形成在第二基板14中的傳輸晶體管TrI。
[0126]此后，如圖12所示，形成層間絕緣膜36以覆蓋布線34，這樣就完成了第二布線層15。
[0127]此后，盡管未示出，但通過(guò)通常使用的方法在第二布線層15之上形成濾色器層16和片上微透鏡17，這樣就完成了圖3所示的固體攝像器件I。
[0128]在本實(shí)施例的固體攝像器件I的形成中，第二基板14結(jié)合在第一布線層13上。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可在400°C以下的溫度下實(shí)施結(jié)合，這可以保持形成在作為下層的第一基板12中且需要性能相對(duì)較高的像素晶體管Tr的性能。形成在第二基板14中的晶體管是傳輸晶體管Trl，傳輸晶體管Trl的性能可相對(duì)較低，因此不需要施加高于400°C的溫度而可以形成傳輸晶體管Trl。此外，同樣可以在400°C以下實(shí)施用于在第二基板14中形成諸如感光部H)的雜質(zhì)區(qū)域的離子注入方法。這樣，同樣可以保持形成在作為下層的第一基板12中的像素晶體管Tr的性能。
[0129]因此，根據(jù)本實(shí)施例，可以獲得盡管存在工藝限制但可實(shí)現(xiàn)的固體攝像器件I。此夕卜，接觸部27形成為從形成在第二基板14的后表面?zhèn)鹊牡谝徊季€層13中的布線25延伸到第二基板14中的溢流排放區(qū)29。因此，可以不需要減小光接收區(qū)域而獲得具有電子快門功能的固體攝像器件I。
[0130]根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)結(jié)合堆疊各基板。因此，本實(shí)施例的固體攝像器件比使用厚膜的外延片(epiwafer)或薄膜的絕緣體上的娃(Silicon On Insulator, SOI)晶片的固體攝像器件便宜得多，就成本而言，本實(shí)施例的固體攝像器件優(yōu)于需要SOI晶片的背照射型固體攝像器件。
[0131]在本實(shí)施例中，通過(guò)一次蝕刻操作形成使接觸部26穿透第二基板14的接觸孔26a。然而，本發(fā)明不限于此實(shí)施例。圖13A至圖13D示出了接觸孔26a的形成方法的不同示例。圖13A至圖13D具體地示出了要形成接觸孔26a的區(qū)域。
[0132]首先，如圖13A所示，在柵極絕緣膜38之上形成層間絕緣膜36。然后，如圖13B所示，在布線25a上方的區(qū)域上實(shí)施蝕刻工藝以形成使第一布線層13中的整個(gè)布線25a暴露出來(lái)的開(kāi)口 26b。這時(shí)，優(yōu)選開(kāi)口 26b的直徑形成為小于要接收接觸部26的布線25a。然后，如圖13C所示，形成絕緣膜36a以覆蓋層間絕緣膜36的頂部和開(kāi)口 26b的內(nèi)壁。然后，如圖13D所示，在整個(gè)表面上實(shí)施回蝕刻工藝以露出布線25a。按照這種方式形成具有想要的直徑的接觸孔26a。[0133]如圖13A至圖13D所示，通過(guò)首先形成大開(kāi)口 26b，然后將形成的絕緣膜36a除去一次，使得只保留開(kāi)口 26b上的絕緣膜，可以精密地形成具有大的縱橫比的接觸孔26a。在通過(guò)這種形成方法形成接觸孔26a的情況下，可以確定絕緣膜36a的膜厚，使得在基板28和形成接觸部26的接觸材料之間絕緣，并使得剩余的絕緣膜36a不會(huì)引起介電擊穿。同時(shí)，考慮到在圖9所示的開(kāi)口 37a和圖11中的開(kāi)口 26a之間重疊位置的位移，必須確定圖12中的絕緣膜37的膜厚，因此在圖13A至圖13D所示的形成方法中，開(kāi)口 37a的開(kāi)口直徑必須大于對(duì)應(yīng)部。因此，就開(kāi)口形成區(qū)域而言，圖13A至圖13D所示的形成方法是有優(yōu)勢(shì)的。
[0134]在本實(shí)施例的固體攝像器件I中，ρ型半導(dǎo)體基板28用于形成第二基板14。然而，也可以使用形成有P型阱層的η型半導(dǎo)體基板。在這種情況下，感光部ro可以形成在P型阱層中，溢出阻擋層33可以由在感光部ro的底部上的P型雜質(zhì)區(qū)域形成，溢流排放區(qū)29可以由阱層和η型半導(dǎo)體基板之間界面處的η型雜質(zhì)區(qū)域形成。相反，也可以使用形成有η型外延生長(zhǎng)層的ρ型半導(dǎo)體基板。也可以是其它各種變形例。在此情況下，ρηρη結(jié)從前表面?zhèn)鹊胶蟊砻鎮(zhèn)刃纬稍谛纬捎懈泄獠縃)的第二基板14中。同樣，設(shè)定在每個(gè)雜質(zhì)區(qū)域中的雜質(zhì)濃度，使得每一區(qū)域可以表現(xiàn)它的功能。
[0135]在本實(shí)施例的固體攝像器件I中，感光部H)和傳輸晶體管Trl形成在光入射側(cè)上作為上層的基板中(第二基板14)，傳輸晶體管Trl之外的像素晶體管Tr形成在作為下層的基板中(第一基板12)。然而，本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。其它驅(qū)動(dòng)電路可以形成在作為下層的基板中，除數(shù)字電路之外，同樣可以形成模擬電路。
[0136]2.第二實(shí)施例
[0137]2~1.主要部分的橫首丨J面結(jié)構(gòu)
[0138]圖14是第二實(shí)施例的固體攝像器件40的像素部的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖。本實(shí)施例的固體攝像器件40的總體結(jié)構(gòu)和每一個(gè)像素的電路結(jié)構(gòu)與圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。同樣，對(duì)應(yīng)于圖3中的元件的圖14中的元件由相同附圖標(biāo)記表示以省去多余的說(shuō)明。在本實(shí)施例的固體攝像器件40中，微襯墊形成在基板上的布線層和絕緣層中，微襯墊通過(guò)微凸塊連接起來(lái)以使兩個(gè)基板堆疊。
[0139]如圖14所示，本實(shí)施例的固體攝像器件40具有第一基板12、第一布線層43、絕緣層42、第二基板14、第二布線層15、濾色器層16和片上微透鏡17按這個(gè)順序朝著光入射側(cè)堆疊的三維結(jié)構(gòu)。
[0140]在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)微凸塊的微襯墊46形成為在第一布線層43中面向絕緣層42側(cè)的層間絕緣膜22的頂部露出來(lái)。微襯墊46經(jīng)由形成在層間絕緣膜22中的接觸部24連接到形成在第一布線層43中的想要的布線25。
[0141]在本實(shí)施例中，第一基板12和第一布線層43共同稱為“第一兀件45”。
[0142]絕緣層42形成在第二基板14的非光入射側(cè)。對(duì)應(yīng)微凸塊的微襯墊47形成為在第一布線層43側(cè)的絕緣層42的表面(背表面)上暴露出來(lái)。連接到形成在第二基板14中的溢流排放區(qū)29的接觸部27形成在絕緣層42中。接觸部27連接到微襯墊47。同樣，連接到第二布線層15中的布線34且穿透基板內(nèi)絕緣層37的接觸部26穿透絕緣層42，以連接到形成在絕緣層42的后表面上的微襯墊47。
[0143]在本實(shí)施例中，絕緣層42、第二基板14和第二布線層15共同地稱為“第二元件44”。[0144]在本實(shí)施例的固體攝像器件40中，形成在第一布線層43頂部的微襯墊46和形成在絕緣層42的后表面上的微襯墊47通過(guò)微凸塊48電連接。這使得第一元件45和第二元件44彼此相連，因此使得分別連接到第二布線層15中的布線34和溢流排放區(qū)29的接觸部26和接觸部27分別電連接到第一布線層43中的布線25。
[0145]如上所述結(jié)構(gòu)的固體攝像器件40可以以與第一實(shí)施例的固體攝像器件I相同的方式操作以執(zhí)行電子快門功能。
[0146]2-2.制誥方法
[0147]圖15至圖25示出了本實(shí)施例的固體攝像器件40的制造方法的各個(gè)步驟。參照?qǐng)D15至圖25說(shuō)明本實(shí)施例的固體攝像器件40的制造方法。
[0148]首先說(shuō)明第一元件45的制造方法。
[0149]如圖15所示，利用與第一實(shí)施例的圖4中示出的相同的步驟形成第一基板12和第一布線層43。
[0150]然后，如圖16所示，在想要的位置通過(guò)蝕刻除去作為上層的層間絕緣膜22以形成接觸孔24a，使得想要的布線25暴露出來(lái)。
[0151]然后，如圖17所示，例如，諸如鎢等金屬材料埋入到接觸孔24a以形成接觸部24。在形成接觸部24后，通過(guò)將由鋁、銅等制成的金屬層圖形化成想要的形狀，在覆蓋接觸部24的區(qū)域中形成微襯墊46。雖然在圖17中微襯墊46和作為最上層的層間絕緣膜22被形成為彼此齊平，也可以彼此不齊平。例如，層間絕緣膜22可以形成為相對(duì)于微襯墊46升高，在這樣的情況下，在隨后的步驟中可以抑制微凸塊48等的位移以建立精密的連接。同樣，盡管未示出，但防止微凸塊48中的錫擴(kuò)散在微襯墊46上的擴(kuò)散防止層以及在擴(kuò)散防止層和微襯墊46之間確保緊密接觸的緊密接觸層形成在微襯墊46上。作為擴(kuò)散防止層，可以使用由銅、鎳(Ni)、鐵(Fe)、金(Au)、鈀(Pd)等制成的金屬膜或由這些金屬的合金制成的合金膜。作為緊密接觸層，可以使用由鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、鈦鎢(TiW)、鈷(Co)、鈹(Be)等制成的金屬膜或由這些金屬的合金制成的合金膜。
[0152]接著，說(shuō)明第二元件44的制造方法。
[0153]如圖18所示，利用正面照射型固體攝像器件的通常的制造方法形成包括雜質(zhì)區(qū)域的第二基板14，該雜質(zhì)區(qū)域形成由光電二極管制成的感光部ro和溢出結(jié)構(gòu)。然后，包括柵極絕緣膜38、柵電極39、布線34和接觸部35的第二布線層15形成在第二基板14上。
[0154]通過(guò)離子注入摻入η型雜質(zhì)形成第二基板14中的溢流排放區(qū)29。通過(guò)離子注入摻入P型雜質(zhì)形成溢出阻擋層33。在以與第一實(shí)施例中相同的方式形成柵極絕緣膜38和柵電極39后，形成感光部H)和浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。即，利用柵電極39作為掩?？梢孕纬筛泄獠縃)和浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。
[0155]然后，如圖19所示，支撐基板41連接到第二布線層15的頂部。
[0156]然后，如圖20所示，將連接有支撐基板41的第二元件44反轉(zhuǎn)，通過(guò)蝕刻形成穿透半導(dǎo)體基板28的開(kāi)口 37a以從第二基板14的后表面?zhèn)妊由斓角氨砻鎮(zhèn)龋诙?4的后表面?zhèn)仁侵位?1連接的一側(cè)的相對(duì)側(cè)。開(kāi)口 37a形成在第二基板14的想要的位置處。在本實(shí)施例中，開(kāi)口 37a形成在對(duì)應(yīng)于形成在第二布線層15中的布線34的區(qū)域中。
[0157]然后，如圖21所示，例如二氧化硅膜埋入到開(kāi)口 37a以形成基板內(nèi)絕緣層37，在第二基板14的整個(gè)背表面上形成例如二氧化硅膜以形成絕緣層42。[0158]然后，如圖22所示，蝕刻絕緣層42和第二基板14的后表面?zhèn)纫孕纬山佑|孔27a，使得第二基板14中的溢流排放區(qū)29暴露出來(lái)。同樣，蝕刻絕緣層42、基板內(nèi)絕緣層37、柵極絕緣膜38和層間絕緣膜36以形成接觸孔26a，使得第二布線層15中的布線34暴露出來(lái)。
[0159]然后，如圖23所示，例如，諸如鎢等金屬材料埋入到接觸孔26a和接觸孔27a以形成接觸部26和接觸部27。在形成接觸部26和接觸部27后，通過(guò)將由鋁、銅等制成的金屬層圖形化成想要的形狀，在覆蓋接觸部26和接觸部27的區(qū)域中形成微襯墊47。如同形成在第一元件45中的微襯墊46，雖然在圖23中形成在第二元件44中的微襯墊47和絕緣層42形成為彼此齊平，但它們也可以彼此不齊平。例如，絕緣層42的表面可以形成為相對(duì)于微襯墊47升高，在這樣的情況下，在隨后的步驟中利用微凸塊48可以建立精密的連接。
[0160]在按照上述方式完成第一元件45和第二元件44后，如圖24所示，通過(guò)微凸塊48連接第一元件45中的微襯墊46和第二元件44中的微襯墊47。這使得第一元件45和第二元件44彼此結(jié)合。
[0161]然后，如圖25所示，利用研磨工藝、化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical MechanicalPolishing, CMP)工藝等除去支撐基板41，支撐基板41直到圖24的步驟仍附著于第二元件44的表面。
[0162]此后，盡管未示出，但通過(guò)通常使用的方法在第二布線層15之上形成濾色器層16和片上微透鏡17，這完成了圖14所示的固體攝像器件40。
[0163]在本實(shí)施例的固體攝像器件40的制造方法中，分開(kāi)形成第一元件45和第二元件44，最后將它們彼此結(jié)合。因此，在形成布線之前可以形成各元件中形成于基板中的雜質(zhì)區(qū)域。因此，在形成布線后不需要實(shí)施高溫工藝就可以形成本實(shí)施例的固體攝像器件40。
[0164]同樣，在本實(shí)施例的固體攝像器件40的制造方法中，通過(guò)在想要的位置從絕緣層42側(cè)在第二基板14中形成接觸孔27a，形成要連接到溢流排放區(qū)29的接觸部27。因此，可以從第二基板14的后表面?zhèn)刃纬山佑|部27。因此，在接觸部27的上端埋入到第二基板14的后表面?zhèn)鹊那闆r下，與第一實(shí)施例相比，可以很容易實(shí)現(xiàn)這種埋入結(jié)構(gòu)。
[0165]3.第三實(shí)施例
[0166]3~1.主要部分的橫首丨J面結(jié)構(gòu)
[0167]圖26是第三實(shí)施例的固體攝像器件50的像素部的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖。本實(shí)施例的固體攝像器件50的總體結(jié)構(gòu)和每個(gè)像素的電路結(jié)構(gòu)與圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。同樣，對(duì)應(yīng)于圖3中的元件的圖26中的元件由相同附圖標(biāo)記表示以省去多余的說(shuō)明。
[0168]如圖26所不,本實(shí)施例的固體攝像器件50具有第一布線層54、第一基板53、絕緣層52、第二基板14、第二布線層51、濾色器層16和片上微透鏡17按這個(gè)順序朝著光入射側(cè)堆疊的三維結(jié)構(gòu)。
[0169]第一布線層54包括經(jīng)由層間絕緣膜22形成的多層布線25(在本實(shí)施例中是兩層)。布線25經(jīng)由接觸部24彼此連接。同樣，接觸部24設(shè)置為將第一布線層54中想要的布線25和形成在第一布線層54之上的第一基板53中想要的區(qū)域連接起來(lái)。
[0170]元件分離區(qū)20和像素晶體管Tr的源極/漏極區(qū)19形成在第一基板53中的后表面?zhèn)?與第一布線層54接觸的表面)。柵電極23經(jīng)由柵極絕緣膜21形成在第一布線層54中的第一基板53的后表面上。穿透第一基板53的基板內(nèi)絕緣層55和基板內(nèi)絕緣層56形成在第一基板53的想要的區(qū)域中。
[0171]在本實(shí)施例的固體攝像器件50中，與第一實(shí)施例的固體攝像器件I中的第一基板12和第一布線層13相比,第一布線層54和第一基板53反轉(zhuǎn)。在第二布線層51中,連接到浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD的接觸部59和布線58由諸如鎢等高熔點(diǎn)金屬材料形成。作為高熔點(diǎn)金屬材料，可選地使用鈦(Ti)、鑰(Mo)和鉭(Ta)。
[0172]第一布線層54中的布線25通過(guò)穿透基板內(nèi)絕緣層56的接觸部27連接到第二基板14中的溢流排放區(qū)29。同樣，第二布線層51中的布線58和第一布線層54中的想要的布線25經(jīng)由穿透基板內(nèi)絕緣層55和基板內(nèi)絕緣層37的接觸部26彼此連接。
[0173]其它元件與第一實(shí)施例中說(shuō)明的固體攝像器件I的元件相同，因此不再說(shuō)明。
[0174]本實(shí)施例的固體攝像器件50可以以與第一實(shí)施例的固體攝像器件I相同的方式操作以實(shí)現(xiàn)電子快門功能。
[0175]3-2.制誥方法
[0176]圖27至圖35示出了本實(shí)施例的固體攝像器件50的制造方法的各個(gè)步驟。參照?qǐng)D27至圖35說(shuō)明本實(shí)施例的固體攝像器件50的制造方法。
[0177]首先，如圖27所示，利用與圖18中示出的第二實(shí)施例的步驟相同的步驟形成第二基板14和設(shè)置在第二基板14上的第二布線層51。需要注意的是，與第二實(shí)施例的第二布線層15相比，在本實(shí)施例的第二布線層51中，接觸部59和布線58由高熔點(diǎn)金屬材料鎢形成。
[0178]然后，如圖28所示，支撐基板60結(jié)合到第二布線層51的頂部，在將部件反轉(zhuǎn)后，從第二基板14的后表面?zhèn)鹊降诙?4的前表面?zhèn)葘?shí)施蝕刻以形成穿透第二基板14的開(kāi)口 37a。開(kāi)口 37a形成在第二基板14中想要的位置處。在本實(shí)施例中，開(kāi)口 37a形成在形成有第二布線層51中的布線58的區(qū)域的上方(在圖26中是下方)。
[0179]然后，如圖29所示，諸如二氧化硅膜等絕緣膜埋入到開(kāi)口 37a以形成基板內(nèi)絕緣層37，形成諸如二氧化硅膜等絕緣膜以覆蓋第二基板14的后表面，以形成絕緣層52。此后，形成第一基板53的ρ型半導(dǎo)體基板18形成在絕緣層52上。
[0180]然后，如圖30所示，以與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中的方法相同的方法在第一基板53中形成元件分離區(qū)20。同樣，通過(guò)經(jīng)由柵極絕緣膜21在第一基板53上形成柵電極23，然后利用柵電極23作為掩模形成源極/漏極區(qū)19，形成想要的像素晶體管Tr。
[0181]在第一基板53上形成諸如源極/漏極區(qū)19等雜質(zhì)區(qū)域時(shí)，按通常的實(shí)施方式為離子注入和雜質(zhì)激活(退火)施加高溫。在本實(shí)施例中，在圖30的步驟中第二布線層51已經(jīng)形成在第一基板53之下。然而，第二布線層中的布線58和接觸部59由高熔點(diǎn)金屬材料鎢形成，因此可以使用與雜質(zhì)激活需要的溫度一樣高的溫度。即，可以在形成布線層后實(shí)施離子注入和雜質(zhì)激活。
[0182]在像素晶體管Tr形成在第一基板53上后，如圖31所示，蝕刻?hào)艠O絕緣膜21和第一基板53以形成使絕緣層57暴露出來(lái)的開(kāi)口 55a和開(kāi)口 56a。開(kāi)口 55a和開(kāi)口 56a形成在想要的位置。在本實(shí)施例中，開(kāi)口 55a和開(kāi)口 56a分別形成在第二基板14中的溢流排放區(qū)29上方的部分中和第二基板14中的基板內(nèi)絕緣層37上方的部分中。
[0183]然后，如圖32所示，諸如二氧化硅膜等絕緣膜埋入到開(kāi)口 55a和開(kāi)口 56a以形成基板內(nèi)絕緣層55基板內(nèi)絕緣層56。此后，形成二氧化硅膜等以覆蓋第一基板53的后表面(在這個(gè)步驟中是前表面)，以便形成第一布線層54的層間絕緣膜22。
[0184]然后，如圖33所示，通過(guò)從頂面蝕刻層間絕緣膜22而在想要的位置形成接觸孔。在這個(gè)步驟中，例如，形成使第一基板53暴露出來(lái)的接觸孔24a和使形成在第一基板53上的像素晶體管Tr的柵電極23暴露出來(lái)的接觸孔(未示出)。此外，形成足夠深穿透基板內(nèi)絕緣層56且到達(dá)第二基板14中的溢流排放區(qū)29的接觸孔27a，以及形成足夠深穿透基板內(nèi)絕緣層55和基板內(nèi)絕緣層37且到達(dá)第二布線層51中的布線58的接觸孔26a。
[0185]然后，如圖34所示，諸如鎢等金屬材料埋入到接觸孔24a、接觸孔26a和接觸孔27a以形成接觸部24、接觸部26和接觸部27。此后，由例如鋁、銅等金屬材料制成的布線25形成在接觸部24、接觸部26和接觸部27之上。此后，反復(fù)地形成層間絕緣膜22、接觸部24和布線25以完成第一布線層54。
[0186]在完成第一布線層54后，如圖35所示，再次使部件反轉(zhuǎn)以利用研磨工藝、CMP工藝等除去已經(jīng)附著于第二布線層51的頂部的支撐基板60。
[0187]此后，盡管未示出，但通過(guò)通常使用的方法在第二布線層51之上形成濾色器層16和片上微透鏡17，這完成了圖26所示的固體攝像器件50。
[0188]在本實(shí)施例的固體攝像器件50的制造方法中，第二布線層51中的接觸部59和布線58由高熔點(diǎn)金屬材料鎢形成，在像素晶體管Tr形成在第一基板53上之前的步驟中形成第二布線層51中的接觸部59和布線58。因此，可以在形成第二布線層51后利用高溫工藝形成像素晶體管Tr的源極/漏極區(qū)19。
[0189]4.第四實(shí)施例
[0190]4~1.主要部分的橫#1]面結(jié)構(gòu)
[0191]圖36是第四實(shí)施例的固體攝像器件70的像素部的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖。本實(shí)施例的固體攝像器件70的總體結(jié)構(gòu)和每一個(gè)像素的電路結(jié)構(gòu)與圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。同樣，對(duì)應(yīng)于圖26中的元件的圖36中的元件由相同的附圖標(biāo)記表示以省去多余的說(shuō)明。在本實(shí)施例的固體攝像器件70中，經(jīng)由布線層或絕緣層堆疊三層基板。
[0192]如圖36所示，本實(shí)施例的固體攝像器件70具有在第三實(shí)施例的固體攝像器件50下方另外堆疊有第三布線層73和第三基板72的三維結(jié)構(gòu)。
[0193]在本實(shí)施例的第一布線層54中，微襯墊83形成在第一布線層54中。第三布線層73和第三基板72具有與第二實(shí)施例的固體攝像器件40中的第一布線層43和第一基板12相同的結(jié)構(gòu)。需要注意的是，第三布線層73中的微襯墊46形成在與形成在第三布線層73上方的第一布線層54中的微襯墊83的位置相配的位置上。
[0194]第三基板72和第三布線層73共同稱為“第一元件74”。同樣，第一布線層54、第一基板53、絕緣層52、第二基板14和第二布線層15共同稱為“第二元件75”。
[0195]在本實(shí)施例的固體攝像器件70中，形成在第三布線層73之上的微襯墊46和形成在第一布線層54的底部上的微襯墊83通過(guò)微凸塊85連接。這使得第二元件75堆疊在第一元件74上，想要的布線經(jīng)由接觸部和微凸塊彼此連接。
[0196]因此，同樣在三維地堆疊三層基板的情況下，接觸部27可以從第二基板14的后表面?zhèn)冗B接到形成有感光部H)的第二基板14中的溢流排放區(qū)29。
[0197]在本實(shí)施例的固體攝像器件70中，在圖34的步驟中通過(guò)在第一布線層54之上形成微襯墊83而形成第二元件75，在與圖17的步驟相同的步驟中形成第一元件74。此后，第一元件74和第二元件75通過(guò)微凸塊85彼此結(jié)合以層疊起來(lái)。
[0198]如上所述通過(guò)經(jīng)由布線層或絕緣層堆疊兩層以上的基板，可以形成具有三維結(jié)構(gòu)的固體攝像器件。這使得像素晶體管Tr和其它信號(hào)處理電路堆疊起來(lái)，這進(jìn)一步地減小了器件的尺寸。
[0199]在上述的第一實(shí)施例至第四實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于具有溢出結(jié)構(gòu)的CMOS固體攝像器件以執(zhí)行電子快門功能。然而，本發(fā)明不局限于應(yīng)用到具有溢出結(jié)構(gòu)的固體攝像器件。
[0200]以下說(shuō)明本發(fā)明應(yīng)用于阱區(qū)域的電位的固定的情況。
[0201]5.第五實(shí)施例
[0202]5~1.主要部分的橫首丨J面結(jié)構(gòu)
[0203]圖37是第五實(shí)施例的固體攝像器件80的像素部的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖。本實(shí)施例的固體攝像器件80的總體結(jié)構(gòu)和每一個(gè)像素的電路結(jié)構(gòu)與圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。同樣，對(duì)應(yīng)于圖3中的元件的圖37中的元件由相同的附圖標(biāo)記表示以省去多余的說(shuō)明。本實(shí)施例的固體攝像器件80在第二基板14的結(jié)構(gòu)上不同于第一實(shí)施例的固體攝像器件I。
[0204]在本實(shí)施例的固體攝像器件80中，第二基板81由η型半導(dǎo)體基板82形成。感光部ro和浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD形成在由P型雜質(zhì)區(qū)域形成的阱區(qū)域84中，P型雜質(zhì)區(qū)域形成為從第二基板81的前表面沿深度方向延伸。
[0205]從第一布線層13中的布線25延伸出的接觸部27連接到阱區(qū)域84，第一布線層13布置在第二基板81的后表面?zhèn)壬?。在本?shí)施例的固體攝像器件80中，想要的電壓經(jīng)由接觸部27從第一布線層13中的布線25供給到阱區(qū)域84以固定阱區(qū)域84的電位。
[0206]利用第一實(shí)施例的制造方法可以形成本實(shí)施例的固體攝像器件80。在這種情況下，在第二基板81的形成步驟中，通過(guò)將η型半導(dǎo)體基板82結(jié)合在第一布線層13上，然后通過(guò)離子注入從半導(dǎo)體基板82的前表面向接觸部27的上端摻入ρ型雜質(zhì)，形成阱區(qū)域。此后，以與第一實(shí)施例中相同的方式形成感光部PD和浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD以形成第二基板81。
[0207]根據(jù)本實(shí)施例，同樣，在具有三維結(jié)構(gòu)的固體攝像器件80中，可以不需要減少光接收區(qū)域而形成使阱區(qū)域84的電位固定的接觸部27。
[0208]本實(shí)施例的第二基板81的結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于第二實(shí)施例至第四實(shí)施例的固體攝像器件。
[0209]6.第六實(shí)施例
[0210]6-1.固體攝像器件的總體結(jié)構(gòu)
[0211]圖38示出了本發(fā)明第六實(shí)施例的CCD固體攝像器件90的示意性總體結(jié)構(gòu)。
[0212]如圖38所示，本實(shí)施例的固體攝像器件90包括形成在基板100上的多個(gè)感光部101、垂直傳輸電阻器93、水平傳輸電阻器95和輸出電路96。單位像素99由各感光部101和接近于該感光部101的垂直傳輸電阻器93構(gòu)成。像素部由多個(gè)像素99構(gòu)成。
[0213]每個(gè)感光部101由光電二極管形成。多個(gè)感光部101按基板100的水平方向和垂直方向布置以形成矩陣。感光部101根據(jù)入射光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生和累積信號(hào)電荷。
[0214]每個(gè)垂直傳輸電阻器93具有CCD結(jié)構(gòu)。多個(gè)垂直傳輸電阻器93在按垂直方向布置的感光部101的一側(cè)按垂直方向布置。垂直傳輸電阻器93讀出累積在感光部101中的信號(hào)電荷以在垂直方向上傳輸信號(hào)電荷。例如，通過(guò)從傳輸驅(qū)動(dòng)脈沖電路(未不出)施加的傳輸脈沖四相驅(qū)動(dòng)本實(shí)施例的形成有垂直傳輸電阻器93的傳輸級(jí)。當(dāng)傳輸脈沖施加到垂直傳輸電阻器93的末級(jí)時(shí),保持在末級(jí)中的信號(hào)電荷傳輸?shù)剿絺鬏旊娮杵?5。兀件分離區(qū)94形成在按垂直方向布置的感光部101的另一側(cè)。因此，只通過(guò)形成在一側(cè)的垂直傳輸電阻器93讀出感光部101產(chǎn)生的信號(hào)電荷。
[0215]每個(gè)水平傳輸電阻器95具有(XD結(jié)構(gòu)并且形成在垂直傳輸電阻器93的末級(jí)的一端。形成有水平傳輸電阻器95的傳輸級(jí)沿水平方向傳輸沿垂直方向從垂直傳輸電阻器93傳輸來(lái)的信號(hào)電荷。在本實(shí)施例中，兀件分離區(qū)94將對(duì)應(yīng)每?jī)闪懈泄獠?01的水平傳輸電阻器95與對(duì)應(yīng)兩相鄰列的感光部101的水平傳輸電阻器95分離。因此，水平傳輸電阻器95沿水平方向傳輸從對(duì)應(yīng)兩列的感光部101傳輸來(lái)的信號(hào)電荷。雖然在本實(shí)施例中兀件分離區(qū)94將對(duì)應(yīng)每?jī)闪懈泄獠?01的水平傳輸電阻器95與對(duì)應(yīng)兩相鄰列的感光部101的水平傳輸電阻器95分離，但也可以將對(duì)應(yīng)各列或三列以上的感光部101的水平傳輸電阻器95與對(duì)應(yīng)相鄰列或三個(gè)以上相鄰列的感光部101的水平傳輸電阻器95分離。
[0216]輸出電路96形成在通過(guò)元件分離區(qū)94分成多塊的水平傳輸電阻器95的末級(jí)。在輸出電路96中，沿水平方向從水平傳輸電阻器95傳輸來(lái)的信號(hào)電荷傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散結(jié)FD,通過(guò)輸出放大器98放大浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD的電位的變化。然后，作為輸出放大器98進(jìn)行放大后所得的像素信號(hào)被輸出到外部。
[0217]因此，本實(shí)施例的固體攝像器件90具有輸出電路96針對(duì)各列的單位像素設(shè)置的多通道輸出結(jié)構(gòu)。
[0218]在如上配置的固體攝像器件90中，通過(guò)感光部101產(chǎn)生并且累積在感光部101中的信號(hào)電荷通過(guò)垂直傳輸電阻器93沿垂直方向傳輸?shù)剿絺鬏旊娮杵?5。然后傳輸?shù)剿絺鬏旊娮杵?5的信號(hào)電荷沿水平方向傳輸以經(jīng)由輸出電路96作為像素信號(hào)輸出。
[0219]6-2.主要部分的橫剖面結(jié)構(gòu)
[0220]圖39是示出了沿圖38的線XXXIX-XXXIX獲得的示意性結(jié)構(gòu)的橫剖面圖。即，該圖不出了包括對(duì)應(yīng)一列的垂直傳輸電阻器93、水平傳輸電阻器95和浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD的區(qū)域的橫剖面。對(duì)應(yīng)于圖3中的元件的圖39中的元件由相同附圖標(biāo)記表示以省去多余的說(shuō)明。
[0221]如圖39所示，本實(shí)施例的固體攝像器件90具有第一基板12、第一布線層13、第二基板91和第二布線層92按這個(gè)順序朝著光入射側(cè)堆疊的三維結(jié)構(gòu)。如同在第一實(shí)施例至第五實(shí)施例的固體攝像器件中，在本實(shí)施例的固體攝像器件90中，濾色器層和片上微透鏡形成在第二布線層92的光入射側(cè)之上，但在圖39中這些元件未示出。
[0222]第一基板12和第一布線層13具有與第一實(shí)施例的固體攝像器件I中的第一基板和第一布線層相同的結(jié)構(gòu)。
[0223]第二基板91由ρ型半導(dǎo)體基板102形成，并且形成為堆疊在第一布線層13之上。形成垂直傳輸電阻器93的垂直傳輸溝道105、形成水平傳輸電阻器95的水平傳輸溝道106和讀出信號(hào)電荷的浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD形成在第二基板91的前表面?zhèn)?光入射表面?zhèn)?上。盡管未示出，但具有與第一實(shí)施例的感光部H)相同的結(jié)構(gòu)的感光部對(duì)應(yīng)第二基板91中的每一個(gè)像素而形成。垂直傳輸溝道105、水平傳輸溝道106和浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)H)均由η型重?fù)诫s雜質(zhì)區(qū)域形成。[0224]此外，由ρ型重?fù)诫s雜質(zhì)區(qū)域制成的溢出阻擋層103形成在形成有各溝道的區(qū)域下方，遍及整個(gè)第二基板91。由η型雜質(zhì)區(qū)域制成的溢流排放區(qū)104形成在溢出阻擋層33的底部上。因此，在本實(shí)施例的第二基板91中，在形成有感光部(未示出)的部分中從前表面?zhèn)鹊胶蟊砻鎮(zhèn)刃纬搔薛铅薛墙Y(jié)以形成垂直溢出結(jié)構(gòu)。這樣形成的垂直溢出結(jié)構(gòu)使從感光部溢出的過(guò)多的信號(hào)電荷通過(guò)溢出阻擋層103放電到溢流排放區(qū)104。
[0225]從第一布線層13中的布線25延伸出的接觸部27連接到由η型雜質(zhì)區(qū)域制成的溢流排放區(qū)104。在本實(shí)施例中，想要的電位(以下稱為“電子快門脈沖”)經(jīng)由接觸部27從第一布線層13的布線25供給到溢流排放區(qū)104以改變溢出阻擋層103的電位。這使得累積在感光部中的信號(hào)電荷放電到溢流排放區(qū)104。即，通過(guò)形成在第二基板91中的垂直溢出結(jié)構(gòu)和經(jīng)由接觸部27供給的電子快門脈沖提供電子快門功能。
[0226]第二布線層92包括隔著絕緣膜113形成在第二基板91之上的傳輸電極111和輸出柵電極Illa以及隔著層間絕緣膜108形成在電極上方的布線109和遮光膜107。傳輸電極111中的多個(gè)垂直傳輸電極沿垂直方向形成在垂直傳輸溝道105上方以形成圖38所不的垂直傳輸電阻器93。同樣,傳輸電極111中的多個(gè)水平傳輸電極沿水平方向形成在水平傳輸溝道106上方以形成圖38所不的水平傳輸電阻器95。輸出柵電極Illa形成在水平傳輸溝道106和浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD之間，并且配置為讀出通過(guò)水平傳輸溝道106傳輸?shù)男盘?hào)電荷和將信號(hào)電荷輸出到浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。
[0227]第二布線層92中的布線109經(jīng)由接觸部110連接到浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD。布線109通過(guò)形成在基板內(nèi)絕緣層112中的接觸部26連接到形成在第一布線層13中的布線25a，基板內(nèi)絕緣層112形成為穿透第二基板91。例如，在第一布線層13中的布線25a和第二布線層92中的布線109通過(guò)接觸部26連接的情況下，浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)FD的電位供給到形成在第一基板12中的像素晶體管Tr。
[0228]遮光膜107由例如金屬材料形成，并且形成在垂直傳輸電阻器93和水平傳輸電阻器95上方而不是感光部的上方。
[0229]本實(shí)施例的固體攝像器件90可以提供與第一實(shí)施例的效果相同的效果。通過(guò)將本發(fā)明應(yīng)用到如上所述的CCD固體攝像器件，可以不增加基板區(qū)域而支持多通道輸出和實(shí)現(xiàn)針對(duì)各像素的獨(dú)立的電子快門。同樣，可以在作為下層的基板(第一基板)上執(zhí)行諸如A / D轉(zhuǎn)換等其它功能。
[0230]利用第一實(shí)施例中說(shuō)明的固體攝像器件I的制造方法可以形成本實(shí)施例的固體攝像器件90。
[0231]如上所述，本發(fā)明不但適用于CMOS固體攝像器件而且適用于CXD固體攝像器件。此外，第二實(shí)施例至第四實(shí)施例說(shuō)明的CMOS固體攝像器件同樣適用于CXD固體攝像器件。
[0232]在上述討論的第一實(shí)施例至第六實(shí)施例中，主要使用η溝道MOS晶體管。然而，也可以使用P溝道MOS晶體管。在這種情況下，附圖中所示的導(dǎo)電類型反轉(zhuǎn)。
[0233]本發(fā)明不局限于應(yīng)用到檢測(cè)入射的可見(jiàn)光量的分布以拍攝圖像的固體攝像器件，也適用于檢測(cè)入射的紅外線、X射線、粒子等的分布以拍攝圖像的固體攝像器件。此外，在廣義上，本發(fā)明普遍地適用于檢測(cè)諸如壓力或電容等其它類型的物理量分布以拍攝圖像的固體攝像器件(物理量分布檢測(cè)裝置)。
[0234]此外，本發(fā)明不局限于應(yīng)用到逐行地依次掃描像素部的單位像素以從單位像素讀出像素信號(hào)的固體攝像器件。本發(fā)明也適用于逐像素地選擇想要的像素以從選定的像素中逐像素地讀出信號(hào)的X-Y尋址固體攝像器件。
[0235]固體攝像器件可以以單個(gè)芯片的形式設(shè)置，或者以具有拍攝功能的模塊的形式設(shè)置，在該模塊中像素部和信號(hào)處理部或光學(xué)系統(tǒng)整體封裝。
[0236]本發(fā)明不局限于應(yīng)用到固體攝像器件，也適用于攝像裝置。這里所用的術(shù)語(yǔ)“攝像裝置”是指諸如數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)等照相機(jī)系統(tǒng)和諸如蜂窩電話等具有拍攝功能的電子裝置。安裝在電子裝置中的模塊，即照相機(jī)模塊，也可稱為攝像裝置。
[0237]7.第七實(shí)施例:電子裝置
[0238]接著，說(shuō)明本發(fā)明第七實(shí)施例的電子裝置。圖40示出了本發(fā)明第七實(shí)施例的電子裝置200的示意性結(jié)構(gòu)。
[0239]在本實(shí)施例的電子裝置200中，上述的本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件I用于電子裝置(照相機(jī))中。
[0240]本實(shí)施例的電子裝置200包括固體攝像器件1、光學(xué)透鏡210、快門裝置211、驅(qū)動(dòng)電路212和信號(hào)處理電路213。
[0241]光學(xué)透鏡210根據(jù)來(lái)自拍攝物的圖像光(入射光)在固體攝像器件I的拍攝面上形成圖像。這使得固體攝像器件I在一定時(shí)間段內(nèi)累積感光部所產(chǎn)生的信號(hào)電荷。
[0242]快門裝置211控制固體攝像器件I的光照射周期和遮光周期。
[0243]驅(qū)動(dòng)電路212供給用來(lái)控制固體攝像器件I的傳輸操作和快門裝置211的快門操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。從驅(qū)動(dòng)電路212供給的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(定時(shí)信號(hào))使得固體攝像器件I傳輸信號(hào)。信號(hào)處理電路213實(shí)施各種信號(hào)處理。作為信號(hào)處理的結(jié)果獲得的視頻信號(hào)存儲(chǔ)在諸如存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)中，或者輸出到監(jiān)視器。
[0244]在本實(shí)施例的電子裝置200中，固體攝像器件I使用堆疊多個(gè)基板的三維結(jié)構(gòu)。因此，減小了固體攝像器件I的尺寸，這有利于減小電子裝置200的尺寸。
[0245]固體攝像器件I適用的電子裝置200不局限于照相機(jī)，也可以是諸如數(shù)碼相機(jī)等攝像裝置和用于蜂窩電話等移動(dòng)裝置的照相機(jī)模塊。
[0246]在本實(shí)施例中，固體攝像器件I用于電子裝置中。然而，也可以使用上述的第二實(shí)施例至第六實(shí)施例的固體攝像器件中的任何一個(gè)。
[0247]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及變化。
【權(quán)利要求】
1.一種固體攝像器件，其包括: 第一基板，其包括感光部和位于所述感光部下方的溢流排放區(qū)，所述感光部根據(jù)接收到的光量產(chǎn)生信號(hào)電荷，所述信號(hào)電荷釋放到所述溢流排放區(qū)，在所述第一基板中，第一微襯墊形成為暴露于所述第一基板的非光入射表面?zhèn)炔㈦娺B接到所述溢流排放區(qū)；和 第二基板，其布置在所述第一基板的非光入射表面?zhèn)龋谒龅诙逯?，第二微襯墊形成為暴露于所述第二基板的光入射表面?zhèn)龋? 其中，所述第一基板和所述第二基板堆疊起來(lái)，使得所述第一微襯墊和所述第二微襯墊彼此電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述第二微襯墊經(jīng)由形成在所述第一基板中的接觸部電連接到所述溢流排放區(qū)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的固體攝像器件，還包括: 浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)，所述浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)形成在所述第一基板中以讀出所述感光部產(chǎn)生的所述信號(hào)電荷；以及 像素晶體管，所述像素晶體管形成所述第二基板中，所述浮動(dòng)擴(kuò)散結(jié)的電位提供給該像素晶體管。
4.如權(quán)利要求2所述的固體攝像器件，其中，所述感光部形成在從所述第一基板的表面沿深度方向延伸而形成的阱區(qū)域中，且所述第一微襯墊經(jīng)由所述接觸部連接到所述阱區(qū)域。
5.一種電子裝置，其包括: 光學(xué)透鏡； 前述權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的固體攝像器件，所述光學(xué)透鏡聚集的光入射在所述固體攝像器件上；以及 信號(hào)處理電路，其處理從所述固體攝像器件輸出的輸出信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK103745983SQ201310717034
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2009年8月28日
【發(fā)明者】松沼健司 申請(qǐng)人:索尼公司