半导体装置及其制造方法和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体装置及其制造方法和电子设备。半导体装置用作为背面照明的固态成像装置。该装置的制造方法为：将具有半成品状态的像素阵列的第一半导体晶片与具有半成品状态的逻辑电路的第二半导体晶片结合起来，将第一半导体晶片制成薄膜，将像素阵列电连接到逻辑电路，将像素阵列和逻辑电路制成成品的状态，并且将结合在一起的第一半导体晶片和第二半导体晶片分成微芯片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。本专利技术还涉及装配有该半导体装置的电子设备，例如摄像机。
技术介绍
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N0.2006-49361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N0.2007-13089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N0.2008-130603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N0.4000507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N0.2003-31785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。
技术实现思路
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I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专利技术，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，本专利技术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。根据本专利技术的一个实施例，半导体装置是包括微芯片的背面照明的固态成像装置，通过将具有半成品状态的像素阵列(以下也称为半成品的像素阵列)的第一半导体晶片与具有半成品状态的逻辑电 路(以下也称为半成品的逻辑电路)的第二半导体晶片结合起来并随后完成电路以使它们成为微芯片。结合可以包括将半导体晶片结合起来，减薄所述第一半导体晶片，以及将所述像素阵列和所述逻辑电路电连接。在根据本专利技术的实施例的半导体装置中，像素阵列形成在第一半导体晶片制成的微芯片部分上，并且逻辑电路形成在第二半导体晶片制成的微芯片部分上。因此，像素阵列和逻辑电路在优选的条件下形成。在优选的处理技术下，可以形成发挥充分的特性能力的像素阵列和逻辑电路。具有半成品的逻辑电路的第二半导体晶片也可以用作为支撑将被减薄的第一半导体晶片的基底。随后，将具有半成品状态的像素阵列的所述第一半导体晶片与具有半成品状态的逻辑电路的所述第二半导体晶片结合起来。最后，形成成品状态的像素阵列和成品状态的逻辑电路。因此，可以获得适于大规模生产的背面照明的固态成像装置以及降低的成本。根据本专利技术的实施例的半导体装置制备具有半成品状态的像素阵列的第一半导体晶片与具有半成品状态的逻辑电路的第二半导体晶片。该方法包括以下步骤:将所述第一半导体晶片与所述第二半导体晶片结合起来；将所述第一半导体晶片减薄；并且将所述像素阵列和所述逻辑电路电连接。该方法还包括以下步骤:完成结合在一起的所述第一半导体晶片和所述第二半导体晶片并将它们切成用于各微芯片的片。因此，可以生产背面照明的固态成像装置。在根据本专利技术的实施例的半导体装置中，像素阵列形成在第一半导体晶片的微芯片部分上，并且逻辑电路形成在第二半导体晶片的微芯片部分上。像素阵列和逻辑电路都可以在优选的条件下形成。换言之，在优选的处理技术下，可以形成发挥充分的特性能力的像素阵列和逻辑电路。此外，具有半成品的逻辑电路的第二半导体晶片也可以用作为支撑将被减薄的第一半导体晶片的基底。随后，将具有半成品状态的像素阵列的所述第一半导体晶片与具有半成品状态的逻辑电路的所述第二半导体晶片结合起来，然后进行减薄和电连接，然后完成晶片并将它们分为各个微芯片。因此，可以大规模生产背面照明的固态成像装置。从而，能够以及低成本生产固态成像装置。根据本专利技术的实施例的电子设备，包括:固态成像装置；光学系统，其将入射光线引入所述固态成像装置中的光电二极管中；以及信号处理电路，处理从所述固态成像装置输出的信号。在该电子设备中，固态成像装置是包括微芯片的背面照明的固态成像装置，通过将具有半成品状态的像素阵列的第一半导体晶片与具有半成品状态的逻辑电路的第二半导体晶片结合起来并随后完成电路以使它们成为微芯片。结合可以包括将半导体晶片结合起来，减薄所述第一半导体晶片，以及将所述像素阵列和所述逻辑电路电连接。由于本专利技术的电子设备包括本专利技术的实施例的固态成像装置，可以形成用于固态成像装置的发挥充分的特性能力的像素阵列和逻辑电路。此外，能够以低成本生产固态成像装置。从而，能够以低成本生产电子设备。根据本专利技术的一个实施例，半导体装置包括微芯片，通过将具有半成品状态的第一半导体集成电路的第一半导体晶片与具有半成品状态的第二半导体集成电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其具行背面照明的固态成像装置，所述半导体装置包括：第一半导体层，其包括像素阵列，和第二半导体层，其包括逻辑电路，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层结合在一起，并且所述像素阵列和所述逻辑电路电连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梅林拓，高桥洋，庄子礼二郎，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：