[发明专利]半导体装置

说明书

本申请为2010年3月9日提交的申请号为201010127513.0、发明名称为《半导体装置及背面照射型固体摄像装置》的分案申请。

技术领域

本发明涉及以贯通半导体基板内外两面的方式设置布线的半导体装置及背面照射型固体摄像装置。

背景技术

随着各种各样的电子器材，例如便携电话等器材的小型化不断推进，对这些器材使用的半导体装置要求小型化的市场需求也不断增强。过去作为分开的半导体芯片的模拟类电路和高速信号处理类电路(主要是数字电路)正在被集成在同一个半导体芯片上。随着这样的电路的单芯片化产生了各种问题。例如，CMOS图像传感器中，模拟电路部和数字电路部混杂存在，由于半导体芯片的小型化，两个电路部之间的噪声问题变得更加显著。为此，过去通过钻研半导体基板的阱结构而寻求两电路部之间的噪声对策。即，作为半导体基板采用高浓度P型基板(P+型基板)，通过在P+型基板上的P型阱中形成模拟电路部，充分进行经由P+型基板的对模拟电路部的接地。并且，数字电路部通过在P+型基板和P型阱之间夹住N型外延层而分离的方式寻求噪声对策。

此外，CMOS图像传感器等固体摄像装置中，随着芯片尺寸的小型化，即像素的窄间距化，为了确保向光电二极管的入射光量，考虑向优选的背面照射型的类型过渡。现有的背面照射型固体摄像装置是指具有如下结构的装置，即、来自被拍摄体的入射光照射到形成有晶体管等电路元件的半导体基板的表面的相反面，也就是半导体基板的背面。背面照射型固体摄像装置中，作为光照射面的半导体基板的背面以朝上的方式安装。所以，需要在半导体基板的背面一侧形成外部端子及产品测试用端子。于是，以贯通基板内外两面的方式形成贯通电极，通过该贯通电极，形成于基板表面一侧的布线及电极电连接到背面一侧的外部端子及产品测试用端子上。这里使用的贯通电极的形成方法一般是，例如，对半导体基板(硅基板等)进行蚀刻并形成绝缘膜之后埋入导体，然后对硅进行研磨等使其薄膜化，从而形成贯通电极。使半导体基板的厚度尽量薄，才能够容易地形成贯通电极，这一点无论对于哪一种贯通电极的形成方法都是显而易见的。此外，背面照射型CMOS图像传感器中，从确保光电二级管的入射光量及防止光的混色的观点来看，也需要使半导体基板的厚度薄。如上所述，固体摄像装置通过采用P+型基板作为半导体基板，能够充分进行经由基板向模拟电路部的P型阱的接地。但是，作薄基板会增大基板电阻，使接地不充分，从而容易受到噪声的影响。

日本特开2004-146816号公报(图3(b))中，公开了在摄像芯片中设置Si贯通电极并引出到底面，并设置凸点(bump)将摄像芯片与图像处理芯片相连接的装置。此外，日本特开2008-205256号公报中公开了在拍摄区域的周围部的表面一侧，通过设置正电压被偏压的n阱，能够实现将拍摄区域周围部产生的无用电荷迅速清除的背面照射型固体摄像元件。

发明内容

根据本发明的第一观点，提供了一种背面照射型固体摄像装置，包括：半导体基板，具有第一主面及与该第一主面对置的第二主面，在上述半导体基板的第一区域形成像素部，在其第二区域形成模拟电路部，在其第三区域形成数字电路部；布线，分别形成在上述半导体基板的至少上述第二区域的上述第一及第二主面上；至少一个贯通电极，以贯通上述第一及第二主面的两面的方式形成于上述半导体基板，并与分别形成在上述第二区域的上述第一及第二主面上的上述布线彼此电连接；以及保护环布线，贯通上述第二区域的上述第一及第二主面的两面而形成于上述半导体基板，并包围上述至少一个贯通电极。

根据本发明的第二观点，提供了一种半导体装置，包括：半导体基板，具有第一主面及与该第一主面对置的第二主面，并形成有集成电路；布线及/或电极，分别形成在上述第一及第二主面上；贯通电极，贯通上述第一及第二主面的两面而形成于上述半导体基板，并将分别形成在上述第一及第二主面上的布线及/或电极彼此电连接；以及保护环布线，贯通上述第一及第二主面的两面而形成于上述半导体基板，并包围上述贯通电极。

根据本发明的第三观点，提供了一种半导体装置，包括：半导体基板，具有第一主面及与该第一主面对置的第二主面，并形成有包含多个电路块的集成电路；以及保护环布线，贯通上述第一及第二主面的两面而形成于上述半导体基板，并包围上述集成电路的任意的电路块。

附图说明

图1是表示第1实施例中的背面照射型CMOS图像传感器的概略结构的剖面图。

图2是图1所示的贯通电极及保护环布线的俯视图。

图3是表示图1所示的CMOS图像传感器的一个部分的剖面图。