[发明专利]固态图像传感器、其制造方法和电子设备

说明书

本发明涉及即使在没有防护玻璃的情况下，也能够控制晶片工艺和芯片尺寸封装(CSP)工艺的固态图像传感器、制造方法和电子设备。把CIS晶片跟包括逻辑电路或存储电路的逻辑晶片堆叠且接合在一起。接下来，通过贯通电极将所述CIS晶片和所述逻辑晶片电气连接。在所述CIS晶片的光接收面上形成透镜之后，将晶片支撑系统材料接合到所述透镜上。利用从已经被减薄的所述逻辑晶片的背面侧形成的硅贯通通路(TSV)，形成外部输出用的外部电极，而且在形成所述外部电极之后，将所述晶片支撑系统材料从所述光接收面分离。本发明例如能够应用于堆叠式背面照射型固态图像传感器。

技术领域

本发明涉及固态图像传感器、其制造方法和电子设备，并且特别地，涉及甚至在没有防护玻璃的情况下，也能够控制晶片工艺和芯片尺寸封装(CSP：chip size package)工艺、且能够降低器件高度的固态图像传感器、其制造方法和电子设备。

背景技术

由于背面照射型固态图像传感器被形成在与配线层表面相对的一侧上，因此，传感器芯片减薄化和支撑基板都是必不可少的，并且曾经提出了如下一种层叠式背面照射型摄像元件：其中，用逻辑芯片代替支撑基板，并且该逻辑芯片电气连接到传感器芯片。例如，专利文献1提出了一种背面照射型图像传感器：其中，具有像素电路的图像元件的表面和具有逻辑电路的个别化的半导体元件的表面是电气连接的。

另外，专利文献2提出了一种固态图像传感器：其中，在采用了利用透明粘合剂将摄像元件和防护玻璃粘合起来的结构的晶片级芯片尺寸封装(WLCSP：wafer level chipsize package)中，利用透明树脂来粘合该防护玻璃，并且对CSP工艺进行控制，从而在半导体元件背面上形成电极。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开No.2014-220370

专利文献2：日本专利申请特开No.2007-173586

发明内容

要解决的问题

然而，在专利文献1的提案的情况下，背面照射型固态图像传感器和堆叠在背面侧上的半导体元件这二者在厚度上都薄到1μm或更小，并且它们没有支撑基板且强度较弱。因此，出现应力集中的可能性很高。结果，白点(white spot)/暗电流可能增大。此外，由于背面照射型固态图像传感器在强度上较弱，因此难以控制晶片工艺和例如CSP工艺等，并且难以降低器件高度。

在专利文献2的提案的情况下，使用硅贯通通路(TSV：through-silicon via)在半导体元件背面上形成外部电极，因此需要将该半导体元件减薄，并且需要接合防护玻璃以便保持已完成的芯片尺寸封装(CSP)的刚性。因此，器件减薄化是很困难的。此外，由于防护玻璃所引起的眩光(flare)，摄像特性变得劣化。

本发明是鉴于上述这些状况而做出的，并且本发明的目的是在甚至没有防护玻璃的情况下，也能够控制晶片工艺和CSP工艺、且能够降低器件高度。

解决问题的方案

根据本技术的一个方面的固态图像传感器包括：第一半导体元件，其包括具有光电转换元件的像素；第二半导体元件，其包括逻辑电路或存储电路，并且所述第二半导体元件和所述第一半导体元件堆叠且接合；贯通电极，其将所述第一半导体元件和所述第二半导体元件电气连接；外部输出用的外部电极，其是利用从已被减薄的所述第二半导体元件的背面侧形成的硅贯通通路(TSV)而被形成的；以及晶片支撑系统材料，在所述第一半导体元件的光接收面上形成透镜之后将所述晶片支撑系统材料接合到所述透镜上，并且在形成所述外部电极之后将所述晶片支撑系统材料从所述光接收面分离。

所述外部电极是平坦化的Cu电极。

所述外部电极是Ni/Au电极。