[发明专利]光电转换装置、图像拾取系统以及制造光电转换装置的方法

权利要求书

1.一种光电转换装置，包括：

第一半导体衬底，包括用于根据入射光生成信号电荷的光电转换单元；以及

第二半导体衬底，包括：用于处理基于所述信号电荷的电信号的信号处理单元，所述信号处理单元位于从所述光电转换单元到所述第二半导体衬底的正交投影区域中；以及多层膜，包括在所述第一半导体衬底与所述第二半导体衬底之间设置的多个绝缘体层，

其中所述第二半导体衬底的厚度小于500微米，并且所述第二半导体衬底的厚度大于所述第二半导体衬底与所述第一半导体衬底的光接收表面之间的距离。

2.如权利要求1所述的光电转换装置，其中所述第二半导体衬底的厚度等于或者大于所述第一半导体衬底的厚度的10倍，并且等于或者小于所述第一半导体衬底的厚度的100倍。

3.如权利要求1所述的光电转换装置，其中所述第二半导体衬底的厚度等于或者大于20微米，并且等于或者小于400微米。

4.如权利要求1所述的光电转换装置，其中所述第一半导体衬底和所述第二半导体衬底是硅衬底，所述第一半导体衬底的厚度等于或者小于10微米，并且所述第二半导体衬底的厚度等于或者大于50微米。

5.如权利要求1所述的光电转换装置，还包括覆盖所述第一半导体衬底的光接收表面的光控制膜，并且所述第二半导体衬底的厚度大于所述第二半导体衬底与所述光控制膜的光输入表面之间的距离。

6.如权利要求1所述的光电转换装置，还包括热传导率高于所述绝缘体层的热传导率的导热构件，其中所述导热构件隔着所述第二半导体衬底在与所述第一半导体衬底相反的一侧上设置，并且设置成在所述第二半导体衬底中与来自所述光电转换单元的正交投影区域接触。

7.如权利要求6所述的光电转换装置，其中所述导热构件包括热传导率高于所述第二半导体衬底的热传导率的导热部分。

8.如权利要求6所述的光电转换装置，其中所述导热构件的在与所述第二半导体衬底相反的一侧上的表面中来自所述光电转换单元的正交投影区域的表面积大于所述第二半导体衬底的在所述导热构件一侧上的表面的表面积。

9.如权利要求1所述的光电转换装置，其中所述第二半导体衬底的在与所述第一半导体衬底相反的一侧上的表面的表面积大于所述第二半导体衬底的在所述第一半导体衬底一侧上的表面的表面积。

10.一种图像拾取系统，包括：如权利要求1所述的光电转换装置；以及通过空气冷却或水冷却执行所述第二半导体衬底的强制冷却的冷却单元。

11.一种制造光电转换装置的方法，包括：

接合处理，其中第一构件与第二构件彼此接合以制备复合构件，所述第一构件包括在其上布置多个光电转换元件组的第一半导体晶片和包括绝缘体层并且在所述第一半导体晶片的正面上设置的第一膜，而所述第二构件包括在其上布置多个半导体装置组的第二半导体晶片和包括绝缘体层并且在所述第二半导体晶片的正面上设置的第二膜，在所述第一膜和所述第二膜被置于所述第一半导体晶片与所述第二半导体晶片之间的状态下，所述第一构件和所述第二构件彼此接合；

第一减薄处理，其中，在所述接合处理之后，所述复合构件的所述第一半导体晶片从该第一半导体晶片的背面侧减薄；以及

第二减薄处理，其中，在所述第一减薄处理之后，所述复合构件的所述第二半导体晶片从该第二半导体晶片的背面侧减薄，

其中减薄之后的第二半导体晶片的厚度小于500微米，并且减薄之后的第二半导体晶片的厚度大于减薄之后的第一半导体晶片的背面与第二半导体晶片的表面之间的距离。

12.如权利要求11所述的制造光电转换装置的方法，还包括在第二减薄处理之后的划分处理，其中，所述复合构件被划分成多个半导体装置，每个半导体装置包括光电转换元件组和半导体装置组。

13.如权利要求11所述的制造光电转换装置的方法，其中减薄之后的第二半导体晶片的厚度等于或者大于减薄之后的第一半导体晶片的厚度的10倍，并且等于或者小于减薄之后的第一半导体晶片的厚度的100倍。