[发明专利]半导体装置及其制造方法和电子设备

说明书

本申请是基于申请号为201010134092.4，申请日为2010年3月12日，申请人为索尼公司，名称为“半导体装置及其制造方法和电子设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及例如固态成像装置的半导体装置及制造该半导体装置的方法。本发明还涉及装配有该半导体装置的电子设备，例如摄像机。

背景技术

被广泛使用的固态成像装置包括以MOS图像传感器(例如互补金属氧化物半导体(CMOS))为代表的放大型固态成像装置和以电荷耦合器件(CCD)图像传感器为代表的电荷转移型固态成像装置。这些固态成像装置广泛地用于数字静态摄像机、数字动态摄像机等。此外，近年来，由于其较低的电源电压低能耗等，MOS图像传感器已经用于安装在移动装置(如摄像机手机和PDA(个人数字助理))上的大部分固态成像装置。

MOS固态成像装置包括像素阵列(像素区域)和外围电路区域，像素阵列中多个单元像素以二维阵列布置。单位像素由光电二极管和多个像素晶体管形成，用作为光电转换部分。像素晶体管可以是三个MOS晶体管：传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管，或者可以是还包括选择晶体管的四个晶体管。

一些MOS固态成像装置中，具有像素区域的半导体芯片电连接到其中形成用于信号处理的逻辑电路的半导体芯片以形成一个装置，该像素区域上布置多个像素。已经提出了这样的装置的各种类型。例如，日本未经审查专利公开No.2006-49361公开了一种半导体模块，其中，具有用于每个像素单元的微垫的背面照明的图像传感器和具有微型垫的信号处理芯片经由微凸缘彼此连接，该信号处理芯片上形成信号处理电路。日本未经审查专利申请公开No.2007-13089公开了一种装置，其中，传感器芯片和信号处理芯片安装在插入件(中间基底)上。传感器芯片是具有成像像素的背面照明的MOS固态成像装置，并且信号处理芯片具有执行信号延伸的外围电路。在日本未经审查专利申请公开No.2008-130603中，成像装置包括图像传感器芯片、薄层电路板和用于信号处理的逻辑芯片。此外，还公开了装置的结构中薄层电路板和逻辑芯片彼此电连接。在这种情况下，薄层电路板从图像传感器芯片的后侧通过通孔过孔电连接。

此外，日本专利No.4000507中公开了一种固态成像装置，在透明基底上支撑的固态成像元件上具有穿透电极，其中固态成像元件电连接到柔性电路基底。此外，日本未经审查专利申请公开No.2003-31785中公开了一种背面照明的固态成像装置，具有从支撑基底中通过的电极。

如日本未经审查专利申请公开2006-49361、2007-13089和2008-130603中所描述，已经提出用于将图像传感器芯片和不同的电路芯片(例如逻辑电路)结合的各种技术。在这些技术中，任何功能芯片几乎都是预先完全制成并随后安装到基底上，同时通过形成连接通孔允许芯片之间进行连接。

发明内容

从以上的固态成像装置的任一种可以看出，一种构造半导体装置的方法是通过使用穿过基底的连接导体进行不同的微芯片之间的连接。然而，需要在绝缘的同时使连接孔深深地形成在基底中。因此，从处理连接孔和嵌入连接导体的过程的成本有效性的观点看实际上很难。

另一方面，形成具有约1微米的小直径的接触孔利用的是将较上面的芯片减薄到最小。然而在这种情况下，需要一些复杂的步骤，如将较上面的芯片结合在支撑基底上，使成本增加。为了将连接导体嵌入具有大高宽比的连接孔，因为需要使用具有较好的可涂覆性的CVD膜(例如钨(W))作为连接导体，连接导体材料受到限制。

为了简单地通过大规模生产具有经济效益，希望选取这样的技术使得该连接孔的高宽比极大减小以容易地形成孔，并且孔在相关技术晶片制造过程中处理，而不使用专门的连接孔处理。

此外，希望通过设计成像区域和用于信号处理的逻辑电路的两者以充分地发挥它们相应的性能，提供具有高性能的固态成像装置。

除了固态成像装置外，还希望通过设计电路以充分地发挥它们相应的特性，提供具有高性能半导体集成电路的任意其它半导体装置。

鉴于上述需求和目的提出本发明，以提供允许其电路充分地发挥它们各自的能力的固态成像装置，以获得大规模产生以及成本的降低。

并且，本发明旨在提供一种装配有上述固态成像装置的电子设备，例如摄像机。