CN110520997A - 半导体器件、半导体器件制造方法及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的半导体器件设置有：元件基板，其具有器件区域和周边区域，所述器件区域是通过层叠包含化合物半导体材料的第一半导体层和布线层而形成的，所述周边区域位于所述器件区域的外部；以及读出电路基板，所述读出电路基板面对着第一半导体层，布线层位于读出电路基板与第一半导体层之间，并且所述读出电路基板通过布线层电气连接到第一半导体层。元件基板的周边区域具有与读出电路基板接合的接合面。

Description

半导体器件、半导体器件制造方法及电子设备
技术领域
本发明涉及例如用于红外传感器等的半导体器件、半导体器件制造方法及电子设备。
背景技术
近年来，一种在红外区域具有灵敏度的图像传感器(红外传感器)已经商业化。用于红外传感器的半导体器件具有如下的光电转换层：所述光电转换层含有诸如砷化铟镓(InGaAs)等III-V族半导体。这种光电转换层通过吸收红外光产生电荷(进行光电转换)。例如，请参考专利文献1。
在专利文献1中，在由磷化铟(InP)构成的生长基板上外延生长的InGaAs被用作光电转换层。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2014-521216。
发明内容
然而，在这种半导体器件中，生长基板的尺寸可能对制造过程产生影响。因此，期望能够在没有生长基板的尺寸的影响的情况下制造出半导体器件。
因此，希望提供能够在没有生长基板的尺寸的影响的情况下制造出的半导体器件、该半导体器件的制造方法、以及电子设备。
根据本发明的实施例的半导体器件制造方法包括：形成含有化合物半导体材料的半导体层；将所述半导体层接合到临时基板上；形成用于填充所述半导体层与所述临时基板之间的高度差的埋入层；在所述半导体层的一个表面上形成布线层，所述表面与跟所述临时基板接合的接合面相对；以及设置面对着所述半导体层的读出电路基板，所述布线层位于所述读出电路基板与所述半导体层之间，并且将所述半导体层和所述读出电路基板通过所述布线层彼此电气连接。
在根据本发明的实施例的半导体器件制造方法中，形成了埋入层，所述埋入层用于减小半导体层与临时基板之间的高度差，从而抑制了由于高度差导致的在制造工序中产生的缺陷。
根据本发明的实施例的半导体器件包括：器件基板，其包括器件区域和设置在所述器件区域外侧的周边区域，在所述器件区域中层叠有布线层和含有化合物半导体材料的第一半导体层；以及读出电路基板，其面对着所述第一半导体层，所述布线层位于所述读出电路基板与所述第一半导体层之间，并且所述读出电路基板通过所述布线层电气连接到所述第一半导体层。所述器件基板的所述周边区域具有与所述读出电路基板接合的接合面。
根据本发明的实施例的电子设备包括前述的根据本发明的实施例的半导体器件。
在根据本发明的实施例的半导体器件和电子设备中，器件基板的周边区域具有与读出电路基板接合的接合面。换句话说，在器件区域与周边区域之间的高度差小或者器件区域与周边区域之间不存在高度差的状态下，将器件基板接合到读出电路基板。例如，利用根据本发明的实施例的半导体器件制造方法来制造根据本发明的实施例的半导体器件和电子设备。
根据本发明的实施例的半导体器件、半导体器件制造方法和电子设备，抑制了由(第一)半导体层与临时基板之间的高度差导致的在制造工序中缺陷的产生，从而能够利用临时基板进行制造。这使得可以在没有用于形成半导体层的生长基板的尺寸的影响的情况下进行制造。
应注意，上述内容是本发明的示例。本发明的效果不限于上述效果，并且可以是除了上述效果之外的效果，或者还可以包括除了上述效果之外的其他效果。
附图说明
图1A是根据本发明的第一实施例的光接收器件的示意性构造的示意性平面图。
图1B是沿着图1A中的线B-B'截取的横截面构造的示意图。
图2是图1B所示的粘合层的构造的另一个示例(1)的示意性横截面图。
图3是图1B所示的粘合层的构造的另一个示例(2)的示意性横截面图。
图4A是用于说明图1所示的光接收器件的制造方法的工序的示意性横截面图。
图4B是继图4A所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图4C是继图4B所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图5是图4C所示的工序的示例的示意性平面图。
图6是图5所示的半导体层的构造的另一个示例(1)的示意性平面图。
图7A是图5所示的半导体层的构造的另一个示例(2)的示意性平面图。
图7B是沿着图7A所示的线B-B截取的横截面构造的示意图。
图8A是继图4C所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图8B是继图8A所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图9A是图8A所示的工序的平面构造的示例的示意图。
图9B是图8B所示的工序的平面构造的示例的示意图。
图10A是图8A所示的工序的平面构造的另一个示例(1)的示意图。
图10B是图8B所示的工序的平面构造的另一个示例(1)的示意图。
图11A是图8A所示的工序的平面构造的另一个示例(2)的示意图。
图11B是图8B所示的工序的平面构造的另一个示例(2)的示意图。
图12是图8B所示的工序的另一个示例(1)的示意性横截面图。
图13是图8B所示的工序的另一个示例(2)的示意性横截面图。
图14A是继图8B所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图14B是继图14A所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图14C是继图14B所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图14D是继图14C所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图14E是继图14D所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图14F是继图14E所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图14G是继图14F所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图14H是继图14G所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图14I是继图14H所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图14J是继图14I所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图15是根据第一变形例的光接收器件的示意性构造的示意性横截面图。
图16A是用于说明图15所示的光接收器件的制造方法的工序的示意性横截面图。
图16B是继图16A所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图17是图16B所示的工序的另一个示例(1)的示意性横截面图。
图18是图16B所示的工序的另一个示例(2)的示意性横截面图。
图19A是继图16B所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图19B是继图19A所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图20是根据第二变形例的光接收器件的示意性构造的示意性横截面图。
图21A是用于说明根据本发明的第二实施例的光接收器件的制造方法的工序的示意性横截面图。
图21B是继图21A所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图21C是继图21B所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图21D是继图21C所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图21E是继图21D所示的工序之后的工序的示意性横截面图。
图22是通过继图21E所示的工序之后的工序完成的光接收器件的主要部分的构造的示意性横截面图。
图23A是图21E所示的部分的示意性放大横截面图(1)。
图23B是图22所示的部分的示意性放大横截面图(1)。
图23C是图23A所示的开口的形状的另一个示例的示意性横截面图。
图24A是图21E所示的部分的示意性放大横截面图(2)。
图24B是图22所示的部分的示意性放大横截面图(2)。
图24C是图24A所示的开口的形状的另一个示例的示意性横截面图。
图25A是图21E所示的部分的示意性放大横截面图(3)。
图25B是图22所示的部分的示意性放大横截面图(3)。
图25C是图25A所示的开口的形状的另一个示例的示意性横截面图。
图25D是图21E所示的部分的示意性放大横截面图(4)。
图26是根据本发明的第三实施例的光接收器件的示意性构造的示意性横截面图。
图27是示出使用摄像器件的电子设备(相机)的示例的功能框图。
图28是示出内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图29是示出摄像头和相机控制单元(CCU：camera control unit)的功能构造的示例的框图。
图30是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图31是辅助说明车外信息检测部和摄像部的安装位置的示例的图。
具体实施方式
下面参考附图详细说明本发明的一些实施例。应该注意，按以下顺序给出说明。
1.第一实施例(光接收器件的示例，其中器件基板的周边区域具有与读出电路基板接合的接合面)
2.第一变形例(包括第一埋入层和第二埋入层的示例)
3.第二变形例(包括彩色滤光片(color filter)和芯片上透镜(on-chiplens)的示例)
4.第二实施例(使用覆盖层而制造出的光接收器件的示例)
5.第三实施例(其中在器件基板上层叠有包括硅的半导体层的光接收器件的示例)
6.第一适用例(摄像器件的示例)
7.第二适用例(电子设备的示例)
8.第一应用例(内窥镜手术系统的应用例)
9.第二应用例(移动体的应用例)
<第一实施例>
[构造]
图1A和图1B示出了根据本发明的第一实施例的半导体器件(光接收器件1)的示意性构造。图1A示出了光接收器件1的平面构造，图1B示出了沿着图1A中的线B-B'截取的横截面构造。光接收器件1适用于例如使用了诸如III-V族半导体等化合物半导体材料的红外传感器等。例如，光接收器件1具有这样的光电转换功能：其用于波长范围从可见区域(例如，380nm以上且小于780nm)到短红外区域(例如，780nm以上且小于2400nm)的光。例如，光接收器件1包括呈二维布置的多个光接收单元区域P(像素P)(图1B)。
光接收器件1包括中央部分的器件区域R1和设置于器件区域R1外侧且围绕器件区域R1的周边区域R2(图1A)。光接收器件1包括从器件区域R1到周边区域R2设置的导电膜15B。导电膜15B在与器件区域R1的中央部分相对的区域中具有开口。
光接收器件1具有器件基板10和读出电路基板20的层叠结构(图1B)。器件基板10的一个表面用作光入射面(光入射面S1)，并且与光入射面S1相对的表面(另一个表面)用作与读出电路基板20接合的接合面(接合面S2)。
器件基板10包括从靠近读出电路基板20的位置起依次设置的布线层10W、第一电极11、半导体层10S(第一半导体层)、第二电极15和钝化膜16。半导体层10S的面对着布线层10W的表面和端面(侧面)用绝缘膜17覆盖着。读出电路基板20，即所谓的读出集成电路(ROIC：readoutintegrated circuit)，包括布线层20W、多层布线层22C、和半导体基板21。布线层20W和多层布线层22C处于与器件基板10的接合面S2接触的状态。半导体基板21面对着器件基板10，布线层20W和多层布线层22C位于它们二者之间。
器件基板10包括器件区域R1中的半导体层10S。换句话说，设置有半导体层10S的区域是光接收器件1的器件区域R1。在器件区域R1中，从导电膜15B暴露出来的区域(与导电膜15B的开口相对的区域)是光接收区域。在器件区域R1中，用导电膜15B覆盖着的区域是光学黑(OPB：optical black)区域R1B。OPB区域R1B被设置成围绕光接收区域。OPB区域R1B用于获得黑电平像素信号。器件基板10包括周边区域R2中的与绝缘膜17一起设置着的埋入层18。周边区域R2设置有孔H1和H2，所述孔H1和H2穿透器件基板10并延伸到读出电路基板20。在光接收器件1中，光从器件基板10的光入射面S1经过钝化膜16、第二电极15和第二接触层14进入半导体层10S。在半导体层10S中经过光电转换而得到的信号电荷经由第一电极11和布线层10W迁移并且被读出电路基板20读取。下面说明各个组件的构造。
布线层10W设置在器件区域R1和周边区域R2上，并具有与读出电路基板20接合的接合面S2。在光接收器件1中，器件基板10的接合面S2设置在器件区域R1和周边区域R2中，并且器件区域R1的接合面S2和周边区域R2的接合面S2例如彼此齐平。见稍后所述，在光接收器件1中，埋入层18被设置用于形成周边区域R2的接合面S2。
例如，布线层10W包括层间绝缘膜19A、19B中的接触电极19E和虚设电极19ED。例如，层间绝缘膜19B设置在读出电路基板20所在侧，层间绝缘膜19A设置在第一接触层12所在侧。层间绝缘膜19A和19B层叠在一起。例如，层间绝缘膜19A和19B包括无机绝缘材料。无机绝缘材料的实例包括氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)和氧化铪(HfO2)等。层间绝缘膜19A和19B可以由相同的无机绝缘材料构成。
例如，接触电极19E设置在器件区域R1中。接触电极19E用于使第一电极11和读出电路基板20能够彼此电气连接，并且针对器件区域R1中的每个像素P都设置有接触电极19E。相互邻近的接触电极19E通过埋入层18以及层间绝缘膜19A和19B彼此电气隔离。接触电极19E例如由铜(Cu)垫构成，并从接合面S2暴露出来。例如，虚设电极19ED设置于周边区域R2中。虚设电极19ED连接到稍后所述的布线层20W的虚设电极22ED。设置虚设电极19ED和虚设电极22ED可以提高周边区域R2的强度。例如，虚设电极19ED在与形成接触电极19E的工序为同一个的工序中形成。虚设电极19ED例如由铜(Cu)垫构成，并从接合面S2暴露出来。
设置在接触电极19E与半导体层10S之间的第一电极11是施加用于读出在光电转换层13中产生的信号电荷的电压的电极(阳极)，并且针对器件区域R1中的每个像素P都设置有第一电极11。这里，信号电荷是空穴或电子。在下文中，为了便于说明，信号电荷被描述为空穴。第一电极11被设置成埋入绝缘膜17的开口中，并且与半导体层10S(更具体地，稍后所述的扩散区域12A)接触。例如，第一电极11大于绝缘膜17的开口，并且第一电极11的一部分设置于埋入层18中。换句话说，第一电极11的顶表面(半导体层10S所在侧的表面)与扩散区域12A接触，并且第一电极11的侧表面的一部分和底表面与埋入层18接触。相互邻近的第一电极11通过绝缘膜17和埋入层18彼此电气隔离。
第一电极11包括选自例如钛(Ti)、钨(W)、氮化钛(TiN)、铂(Pt)、金(Au)、锗(Ge)、钯(Pd)、锌(Zn)、镍(Ni)和铝(Al)的单质。可选择地，第一电极11由含有上述单质中的至少一种的合金构成。第一电极11可以是由上述用于构成第一电极11的任意材料构成的单层膜，或者可以是具有上述材料的至少两种的组合的层叠膜。在一个示例中，第一电极11是包括钛膜和钨膜的层叠膜。第一电极11具有例如几十纳米到几百纳米的厚度。
例如，半导体层10S包括从靠近布线层10W的位置起依次设置的第一接触层12、光电转换层13和第二接触层14。第一接触层12、光电转换层13和第二接触层14具有彼此相同的平面形状，并且第一接触层12的端面、光电转换层13的端面、和第二接触层14的端面在平面图中设置在相同的位置处。
例如，所有像素P共用第一接触层12，并且第一接触层12设置在绝缘膜17与光电转换层13之间。例如，第一接触层12起到将相互邻近的像素P彼此电气隔离的作用，并且第一接触层12具有多个扩散区域12A。对于第一接触层12，使用带隙比构成光电转换层13的化合物半导体材料的带隙大的化合物半导体材料可以抑制暗电流。第一接触层12例如可以包括n型磷化铟(InP)。
设置于第一接触层12中的扩散区域12A是彼此分离的。针对每个像素P都设置有扩散区域12A中的相应一者，并且第一电极11连接到扩散区域12A中的相应一者。扩散区域12A也设置在OPB区域R1B中。每个扩散区域12A用于从相应的一个像素P中读取出在光电转换层13中产生的信号电荷，并且每个扩散区域12A例如包括p型杂质。p型杂质的实例包括锌(Zn)等。因此，在扩散区域12A与除了扩散区域12A以外的第一接触层12之间形成了p-n接合界面，并且相互邻近的像素P是彼此电气隔离的。每个扩散区域12A例如设置在第一接触层12的厚度方向上，并且还设置在光电转换层13的沿厚度方向的一部分中。
例如，设置在第一电极11与第二电极15之间(更具体地，设置在第一接触层12与第二接触层14之间)的光电转换层13由所有像素P共用。光电转换层13吸收预定波长的光，从而产生信号电荷，并且光电转换层13例如含有诸如i型III-V族半导体等化合物半导体材料。构成光电转换层13的化合物半导体材料的实例包括砷化铟镓(InGaAs)、砷锑化铟(InAsSb)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、和碲化汞镉(HgCdTe)等。可选择地，光电转换层13可以包括锗(Ge)。光电转换层13对例如波长范围为从可见区域到短红外区域的光进行光电转换。
例如，第二接触层14被设置成由所有像素P共用。第二接触层14设置在光电转换层13与第二电极15之间，并与光电转换层13和第二电极15接触。第二接触层14用作从第二电极15排出的电荷进行迁移的区域，并且第二接触层14包括例如含有n型杂质的化合物半导体。例如，第二接触层14可以包括n型磷化铟(InP)。
例如，第二电极15用作所有像素P共用的电极。第二电极15设置在第二接触层14(光入射侧)上且与第二接触层14接触。第二电极15(阴极)用于把在光电转换层13中产生的电荷之中的未作为信号电荷使用的电荷排出。例如，在要从第一电极11读取出来的是空穴以作为信号电荷的情况下，可以通过第二电极15排出例如电子。例如，第二电极15是能够让诸如红外光等入射光透过的导电膜。例如，第二电极15可以包括氧化铟锡(ITO)、或ITiO(In2O3-TiO2)等。例如，第二电极15可以设置成网格形状，以界定相互邻近的像素P。对于第二电极15，可以使用具有透光性低的导电材料。
钝化膜16从光入射面S1所在侧将第二电极15覆盖。钝化膜16可以具有防反射功能。例如，钝化膜16可以包括氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、或氧化钽(Ta2O3)等。钝化膜16在OPB区域R1B中具有开口16H。例如，开口16H以围绕光接收区域的框架形状设置着(图1A)。例如，开口16H在平面图中可以是四边形或圆形的孔。钝化膜16的开口16H能够使导电膜15B电气连接到第二电极15。
绝缘膜17设置在第一接触层12与埋入层18之间，并覆盖第一接触层12的端面、光电转换层13的端面、第二接触层14的端面、和第二电极15的端面。绝缘膜17与周边区域R2中的钝化膜16接触。例如，绝缘膜17包括诸如氧化硅(SiOx)或氧化铝(Al2O3)等氧化物。绝缘膜17可以具有包括多个膜的层叠结构。可选择地，绝缘膜17例如可以包括硅(Si)系绝缘材料，例如氮氧化硅(SiON)、碳氧化硅(SiOC)、氮化硅(SiN)或碳化硅(SiC)等。例如，绝缘膜17的厚度为几十纳米到几百纳米。
从OPB区域R1B到周边区域R2中的孔H1设置有导电膜15B。导电膜15B在设置于OPB区域R1B内的钝化膜16的开口16H中与第二电极15接触，并且通过孔H1与读出电路基板20的布线(稍后所述的布线22CB)接触。这使得电压从读出电路基板20通过导电膜15B提供给第二电极15。导电膜15B用作向第二电极15提供电压的路径，并且还用作遮光膜以便形成OPB区域R1B。例如，导电膜15B包括含有钨(W)、铝(Al)、钛(Ti)、钼(Mo)、钽(Ta)或铜(Cu)的金属材料。在导电膜15B上可以设置有钝化膜。
粘合层B可以设置在第二接触层14的端部与第二电极15之间。如稍后所述，粘合层B在形成光接收器件1时会被使用，并用于将半导体层10S接合到临时基板(稍后所述的图4C中的临时基板33)。例如，粘合层B包括四乙氧基硅烷(TEOS)或氧化硅(SiO2)等。粘合层B设置得比半导体层10S的端面宽，并与半导体层10S一起被埋入层18覆盖。在粘合层B与埋入层18之间设置有绝缘膜17。
图2和图3示出了粘合层B的构造的其它示例。粘合层B可以设置成到达周边区域R2的宽大区域上；例如，粘合层B可以从半导体层10S(器件区域R1)的边缘附近延伸到孔H1与孔H2之间的空间(图2)。可选择地，粘合层B可以从半导体层10S(器件区域R1)的边缘附近延伸到芯片端(芯片端E)。
在光接收器件1的制造工序中，埋入层18用于填充半导体层10S与临时基板(稍后所述的图4C中的临时基板33)之间的高度差。在本实施例中，如稍后所述，通过设置有埋入层18，抑制了由于半导体层10S与临时基板33之间的高度差引起的在制造工序中缺陷的产生。
周边区域R2中的埋入层18设置在布线层10W与绝缘膜17之间以及布线层10W与钝化膜16之间，并且埋入层18的厚度例如大于或等于半导体层10S的厚度。在这种情况下，埋入层18被设置成围绕半导体层10S，由此形成了在半导体层10S周围的区域(周边区域R2)。这使得可以在周边区域R2中设置与读出电路基板20接合的接合面S2。在周边区域R2中设置有接合面S2的情况下，可以减小埋入层18的厚度；然而，埋入层18优选在厚度方向上覆盖半导体层10S，并优选覆盖半导体层10S的整个端面。用埋入层18隔着绝缘膜17将半导体层10S的整个端面覆盖，就能够有效地抑制水分侵入半导体层10S中。器件区域R1中的埋入层18以覆盖第一电极11的方式设置在半导体层10S与布线层10W之间。
埋入层18的接合面S2所在侧的表面被平坦化，并且在周边区域R2中，在平坦化的埋入层18的表面上设置有布线层10W。例如，埋入层18可以包括无机绝缘材料，例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳氧化硅(SiOC)和碳化硅(SiC)等。
如稍后所述，在光接收器件1的制造过程中，在形成埋入层18之后，在埋入层18的上方形成包括层间绝缘膜19A、19B以及接触电极19E的布线层10W(稍后所述的图14D)。将包括布线层20W的读出电路基板20贴合到包括布线层10W的器件基板10(稍后所述的图14E)；因此，形成光接收器件1。在这种情况下，布线层10W的接触电极19E和布线层20W的接触电极22E彼此接合。接触电极19E和22E各自包括Cu垫，例如，Cu垫之间的直接接合致使接触电极19E和22E彼此接合。在接触电极19E是通过化学机械研磨(CMP：chemical mechanicalpolishing)方法予以形成时，就要求设置于作为研磨对象的铜膜下方的埋入层18具有足够的硬度来承受研磨期间的应力。此外，对于接触电极19E和22E的Cu垫之间的直接接合，器件基板10和读出电路基板20必须形成极其平坦的形状。因此，设置于铜膜下方的埋入层18优选具有足够的硬度来承受研磨期间的应力。具体地，构成埋入层18的材料优选具有比在一般半导体封装中设置在管芯周围的密封剂或有机材料更高的硬度。具有这种高硬度的材料的实例包括无机绝缘材料。通过例如化学气相沉积(CVD：chemical vapor deposition)方法、溅射方法、或涂覆方法形成由该无机绝缘材料构成的膜，就能够形成埋入层18。
埋入层18中设置有贯穿埋入层18的孔H1和H2。孔H1和H2贯穿埋入层18及布线层10W并延伸到读出电路基板20。例如，孔H1和H2各自具有四边形的平面形状，并且围绕器件区域R1设置有多个孔H1和多个孔H2(图1A)。孔H1设置在比孔H2更靠近器件区域R1的位置处，并且孔H1的侧壁和底表面被导电膜15B覆盖。孔H1能够使第二电极15(导电膜15B)和读出电路基板20的布线(稍后所述的布线22CB)彼此连接，并且孔H1被设置成贯穿钝化膜16、埋入层18、和布线层10W。
例如，孔H2设置在比孔H1更靠近芯片端E的位置。孔H2贯穿钝化膜16、埋入层18、和布线层10W并延伸到读出电路基板20的垫电极(稍后所述的垫电极22P)。通过孔H2，光接收器件1电气连接到外部。孔H1和H2并非必须延伸到读出电路基板20。例如，孔H1和H2可以延伸到布线层10W的布线，并且该布线可以连接到读出电路基板20的布线22CB和垫电极22P。孔H1和H2可以贯穿粘合层B(图2和图3)。
从第一电极11和第二电极15读出光电转换层13中产生的空穴和电子。为了高速进行读出操作，第一电极11与第二电极15之间的距离优选地是足以进行光电转换的距离且不是分离太大的距离。换句话说，器件基板10优选具有小的厚度。例如，第一电极11与第二电极15之间的距离或器件基板10的厚度在10μm以下，进一步在7μm以下，更进一步在5μm以下。
读出电路基板20的半导体基板21面对着器件基板10，并且布线层20W和多层布线层22C位于它们二者之间。例如，半导体基板21包括硅(Si)。在半导体基板21的表面(布线层20W所在侧的表面)附近设置有多个晶体管。例如，针对于每个像素P，所述多个晶体管都构成该像素的读出电路。例如，布线层20W包括从器件基板10所在侧依次层叠的层间绝缘膜22A和层间绝缘膜22B。例如，在层间绝缘膜22A中设置有接触电极22E和虚设电极22ED。多层布线层22C被设置成面对着器件基板10，布线层20W位于它们二者之间。例如，在多层布线层22C中，设置有垫电极22P和多个布线22CB。例如，层间绝缘膜22A和22B包括无机绝缘材料。该无机绝缘材料的实例包括氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化铪(HfO2)等。
接触电极22E用于使第一电极11和布线22CB能够彼此电气连接，并且在器件区域R1中针对每个像素P都设置有接触电极22E。接触电极22E在器件基板10的接合面S2上与接触电极19E接触。相互邻近的接触电极22E通过层间绝缘膜22A彼此电气隔离。
设置在周边区域R2中的虚设电极22ED在器件基板10的接合面S2上与虚设电极19ED接触。例如，虚设电极22ED在与形成接触电极22E的工序为同一个的工序中形成。接触电极22E和虚设电极22ED均是由例如铜(Cu)垫构成，并且均从读出电路基板20的面对着器件基板10的表面暴露出来。换句话说，例如，在接触电极19E与接触电极22E之间以及在虚设电极19ED与虚设电极22ED之间实现Cu-Cu接合。这使像素P能够小型化，如稍后所详述。
连接到接触电极19E的布线22CB与设置于半导体基板21的表面附近的晶体管连接，并且针对每个像素P，第一电极11和读出电路彼此连接。例如，通过孔H1连接到导电膜15B的布线22CB与预定电位连接。因此，在光电转换层13中产生的电荷中的一方(例如，空穴)从第一电极11通过接触电极19E和22E读出到读出电路，并且在光电转换层13中产生的电荷中的另一方(例如，电子)从第二电极15通过导电膜15B排出到预定电位。
设置在周边区域R2中的垫电极22P被设置成电气连接到外部。光接收器件1在芯片端E附近设置有贯穿器件基板10并延伸到垫电极22P的孔H2，并且垫电极22P通过孔H2电气连接到外部。这种连接例如是通过诸如引线接合(wire bonding)和凸块(bump)等任何方法来实施的。例如，可以从设置于孔H2中的外部端子通过孔H2、读出电路基板20的布线22CB、以及导电膜15B向第二电极15提供预定电位。作为光电转换层13中的光电转换的结果，从第一电极11读取的信号电压可以通过接触电极19E和22E读取到半导体基板21的读出电路，并且可以经由该读出电路输出到设置于孔H2中的外部端子。信号电压可以经由读出电路以及例如读出电路基板20中所含的其他电路输出到外部端子。其他电路的实例包括信号处理电路和输出电路等。
读出电路基板20的厚度优选大于器件基板10的厚度。例如，读出电路基板20的厚度优选为器件基板10的厚度的两倍以上，进一步优选为五倍以上，更进一步优选为十倍以上。可选择地，读出电路基板20的厚度例如为100μm以上，或150μm以上，或200μm以上。具有如此大厚度的读出电路基板20能够确保光接收器件1的机械强度。应注意，读出电路基板20可以仅包括用于形成电路的半导体基板21这一层，或者除了具有用于形成电路的半导体基板21之外，还可以包括诸如支撑基板等基板。
[光接收器件1的制造方法]
例如，光接收器件1可以以下列方式制造。图4A至图14J以工序顺序示出了光接收器件1的制造工序。
首先，如图4A所示，在例如包括InP的生长基板31上外延生长半导体层10S。例如，生长基板31的厚度为几百微米，例如，半导体层10S的厚度为几个微米。此后，如图4B所示，在半导体层10S上形成粘合层B。生长基板31的直径例如为6英寸以下。例如，在形成半导体层10S时，依次外延生长出用于构成第一接触层12的n型InP、用于构成光电转换层13的i型InGaAs、以及用于构成第二接触层14的n型InP。例如，可以在生长基板31上形成有缓冲层(buffer layer)和停止层(stopper layer)，此后，才在生长基板31上形成半导体层10S。
接下来，如图4C所示，将设置有半导体层10S的生长基板31接合到临时基板33，且让粘合层B位于生长基板31与临时基板33之间。例如，临时基板33包括绝缘层(绝缘层33IA)和基板33S。例如，绝缘层33IA设置在粘合层B与基板33S之间。例如，使用直径比生长基板31的直径大的基板作为临时基板33，并使用硅(Si)基板作为基板33S。例如，临时基板33的直径在8英寸到12英寸的范围内。将小直径的生长基板31接合到大直径的临时基板33上，这使得在形成器件基板10时可以采用用于大直径基板的各种装置。这使得可以使用例如Cu-Cu接合来将读出电路基板20和器件基板10接合，并且可以将像素P小型化。可选择地，生长基板31与临时基板33的接合可以通过等离子体活性化接合、室温接合、使用粘合剂的接合(粘合剂接合)等方式来实现。因此，例如，晶片状(wafer-shaped)半导体层10S接合到临时基板33。例如，临时基板33的厚度为数百微米。
图5和图6示出了临时基板33和半导体层10S(生长基板31)的平面构造的示例。比临时基板33小的晶片状半导体层10S可以接合到晶片状临时基板33(图5)上，或者多个晶片状半导体层10S可以在彼此分离的状态下接合到晶片状临时基板33上(图6)。
可选择地，如图7A和图7B所示，具有与晶片状临时基板33相同尺寸的晶片状半导体层10S可以接合到该临时基板33上。图7A示出了临时基板33和半导体层10S(生长基板31)的平面构造，图7B示出了沿着图7A中的线B-B截取的横截面构造。
在设置有半导体层10S的生长基板31接合到临时基板33上之后，如图8A所示，移除生长基板31。生长基板31可以通过机械削磨、化学机械研磨(CMP：chemical mechanicalpolishing)、湿法蚀刻、或干法蚀刻等而被移除。在这种情况下，生长基板31可以有一部分保留下来。此外，半导体层10S可以被部分地蚀刻。
随后，如图8B所示，例如，参照临时基板33上的标记将半导体层10S蚀刻成预定尺寸。因此，形成了多个芯片状(chip-shaped)半导体层10S。图8B和随后的附图示出了多个芯片状半导体层10S之中的两个半导体层10S。
图9A示出了在成形之前的半导体层10S的平面构造的示例，图9B示出了继图9A之后的在成形之后的半导体层10S的平面构造的示例。图10A示出了在成形之前的半导体层10S的平面构造的其它示例，图10B示出了继图10A之后的在成形之后的半导体层10S的平面构造的其它示例。以这些方式，比临时基板33小(图9A)的或者具有与临时基板33相同尺寸(图10A)的晶片状半导体层10S被成形为多个芯片状半导体层10S。
可选择地，如图11A和图11B所示，多个芯片状半导体层10S可以被成形为多个更小的芯片状半导体层10S。
在蚀刻半导体层10S时，粘合层B例如与半导体层10S一起被蚀刻。粘合层B可以保留得比半导体层10S宽，以便粘合层B延展到半导体层10S周围(图8B)。
可选择地，如图12所示，粘合层B可以变得比半导体层10S窄，因而在半导体层10S与临时基板33之间产生了空隙。粘合层B可以被蚀刻成与半导体层10S相同的尺寸。
如图13所示，在蚀刻半导体层10S时，粘合层B并不需要被蚀刻。
在半导体层10S成形之后，如图14A所示，在半导体层10S中针对每个像素P都形成扩散区域12A，这就导致器件分离。在形成扩散区域12A，例如，使用绝缘膜17作为硬掩模(hard mask)。具体地，以覆盖半导体层10S的顶表面(与跟临时基板33接合的接合面相对的表面)和侧表面的方式形成了绝缘膜17，此后，通过在覆盖着半导体层10S的顶表面的绝缘膜17中进行蚀刻来形成开口。此后，使用绝缘膜17作为硬掩模来进行p型杂质的气相扩散。于是，在选定区域中形成了扩散区域12A。例如，扩散深度达到数百纳米，并且基本上各向同性地进行扩散的。可选择地，可以使用抗蚀剂掩模(resist mask)通过离子注入等来形成扩散区域12A。在这种情况下，扩散区域12A被形成在设置于具有大直径的临时基板33上的半导体层10S中，这使得能够将像素P小型化。
在半导体层10S中设置了扩散区域12A之后，如图14B所示，在半导体层10S上形成第一电极11。例如，第一电极11按如下方式予以形成。在设置于绝缘膜17中的开口中，通过化学气相沉积(CVD：chemical vapor deposition)方法、物理气相沉积(PVD：physicalvapor deposition)方法、原子层沉积(ALD：atomic layer deposition)方法、或蒸积方法等形成钛(Ti)和钨(W)的层叠膜，此后，通过光刻和蚀刻将该层叠膜图案化以形成第一电极11。
在形成第一电极11之后，如图14C所示，在临时基板33的整个表面上形成埋入层18。例如，埋入层18按如下方式予以形成。在临时基板33的整个表面上形成绝缘材料的膜以掩埋半导体层10S，此后，通过化学机械研磨(CMP)使该绝缘材料平坦化。因此，埋入层18被形成得覆盖半导体层10S的周边区域(周边区域R2)和半导体层10S的顶表面(离临时基板33最远的表面)。如稍后详细所述，在本实施例中，埋入层18形成为填充半导体层10S与临时基板33的高度差。这就抑制了由于高度差引起的在制造工序中缺陷的发生。
在形成埋入层18之后，如图14D所示，将布线层10W形成为面对着半导体层10S，且埋入层18位于布线层10W与半导体层10S之间。例如，在埋入层18上依次形成层间绝缘膜19A和层间绝缘膜19B，此后，在层间绝缘膜19A和19B的与第一电极11相对的区域中形成开口。在层间绝缘膜19A和19B的开口中，通过蒸积方法、PVD方法、或镀敷方法等形成铜(Cu)膜，此后，使用例如CMP方法对铜膜的表面进行研磨以形成接触电极19E。例如，在与接触电极19E的形成工序为同一个的工序中形成周边区域R2中的虚设电极19ED(图1B)。在这种情况下，布线层10W形成在具有大直径的临时基板33上，从而使得能给采用用于大直径的基板的各种装置。
在形成布线层10W之后，如图14E所示，将读出电路基板20贴合到临时基板33上，布线层10W位于读出电路基板20与临时基板33之间。在这种情况下，在读出电路基板20中预先形成布线层20W。读出电路基板20的布线层20W具有接触电极22E和虚设电极22ED，并且在将读出电路基板20贴合到临时基板33时，例如，布线层20W的接触电极22E和虚设电极22ED与布线层10W的接触电极19E和虚设电极19ED通过Cu-Cu接合而接合在一起。更具体地，在器件区域R1中，形成了有接触电极19E和接触电极22E接合在一起的接合面S2，并且在周边区域R2中，形成了有虚设电极19ED和虚设电极22ED接合在一起的接合面S2。在这种情况下，器件基板10的周边区域R2也接合到读出电路基板20上。
在将读出电路基板20贴合至临时基板33上之后，如图14F所示，除去临时基板33。可以使用例如机械削磨、湿法蚀刻或干法蚀刻来移除临时基板33。
在移除了临时基板33之后，如图14G所示，也除去粘合层B等以使半导体层10S的表面暴露出来。在这种情况下，可以除去半导体层10S的不必要的层。此外，可以使绝缘层33IA或绝缘膜17部分地保留在除了半导体层10S的开口之外的区域中，或者可以在途中挖掘埋入层18。
随后，如图14H所示，在通过去除临时基板33而暴露出来的半导体层10S的表面(与设置有布线层10W的表面相对的表面)上依次形成第二电极15和钝化膜16。此后，如图14I所示，形成孔H1和导电膜15B。因此，第二电极15和读出电路基板20彼此电气连接。
最后，如图14J所示，形成孔H2。孔H2贯穿器件基板10并延伸到读出电路基板20的垫电极22P。因此，完成了图1所示的光接收器件1。
[光接收器件1的操作]
在光接收器件1中，经过钝化膜16、第二电极15、和第二接触层14进入光电转换层13的光(例如，波长范围在可见区域和红外区域中的光)被光电转换层13吸收。光的吸收在光电转换层13中产生空穴和电子对(引起了光的光电转换)。在这种情况下，例如，在向第一电极11施加预定电压时在光电转换层13中产生了电位梯度，从而使由此产生的电荷之中的一方(例如，空穴)作为信号电荷迁移到扩散区域12A，并使其从扩散区域12A收集到第一电极11。由此收集的信号电荷通过接触电极19E和22E迁移到半导体基板21，以便从每个像素P被读出。
[光接收器件1的工作原理和效果]
根据本实施例的光接收器件1包括器件基板10的周边区域R2中的埋入层18，并且在周边区域R2中也设置有与读出电路基板20接合的接合面S2。在形成光接收器件1时，埋入层18用于填充半导体层10S与临时基板33之间的高度差。埋入层18的形成能够抑制由于半导体层10S与临时基板33之间的高度差引起的在制造工序中缺陷的产生，这将在下面进行说明。
用于半导体层10S的外延生长的生长基板31的种类是有限制的。例如，用于生长包括InGaAs的光电转换层13的生长基板31不会具有大直径。在使用小直径的生长基板31来形成每个像素P的扩散区域12A或形成布线层10W的情况下，由于诸如装置的制约等原因，难以使像素P小型化。因此，可以考虑使用大直径的临时基板33来制造光接收器件的方法。
然而，当在不形成埋入层(图14C中的埋入层18)的情况下制造光接收器件时，在临时基板33与半导体层10S之间存在大的高度差的状态下，在半导体层10S上形成了布线层10W。这可能会导致在形成布线层10W时在光刻技术中出现散焦(defocusing)。此外，在通过CMP在铜膜上形成接触电极19E时，铜可能会残留在对应于高度差的部分中。此外，高度差可能会导致读出电路基板20与临时基板33贴合时的接合不良。
相反，在光接收器件1中，埋入层18被形成来减小或消除半导体层10S与临时基板33之间的高度差，之后，形成布线层10W。这能够抑制在上述的光接收器件的制造期间中由于高度差引起的缺陷的产生。因此，在不会受到生长基板31的尺寸的影响的情况下，可以采用用于大直径的基板的各种装置来制造光接收器件1，并且可以实现例如像素的小型化。
此外，在光接收器件1中，用于把第二电极15和读出电路基板20连接起来的孔H1可以形成在周边区域R2中的埋入层18中。这使得能够不通过在半导体层10S中设置孔H1就能将第二电极15和读出电路基板20彼此电气连接。此外，在包括绝缘材料的埋入层18中，利用现有技术可以容易地形成孔H1。
此外，埋入层18可以将半导体层10S的端面以足够的厚度覆盖住，从而抑制水分侵入半导体层10S。这能够抑制半导体层10S的劣化。
如上所述，在根据本实施例的光接收器件1中，形成了埋入层18，从而能够抑制由于半导体层10S与临时基板33之间的高度差引起的在制造工序中缺陷的发生。因此，可以在不会受到用于形成半导体层10S的生长基板31的尺寸的影响的情况下制造出光接收器件1，并且可以实现例如像素P的小型化。在光接收器件1中，通过设置埋入层18，在器件基板10的周边区域R2中也形成了与读出电路基板20接合的接合面S2。
此外，在形成埋入层18之前在临时基板33上将半导体层10S成形为具有预定尺寸的芯片状，这使得可以抑制在后续工序中发生错位，因而可以容易地形成具有期望结构的光接收器件1。
此外，通过接触电极19E和22E之间的Cu-Cu接合来将器件基板10和读出电路基板20连接起来，这使得可以将像素P小型化，这将在下面进行说明。
曾经提出了一种通过使用焊料凸块或铟珠粒等将包括化合物半导体的器件基板和包括读出电路的读出电路基板连接起来的方法。在使用这些连接手段的情况下，在半导体器件的组装过程中所形成的凸块或珠粒的直径以及将会与该凸块或珠粒进入接触状态的电极垫的一边的长度例如为几十微米或100μm以上。相反，在使用Cu-Cu接合时，在半导体器件的晶片工序中形成的Cu垫的一边的长度是几个微米。因此，在光接收器件1中，针对每个像素P设置的接触电极19E和22E各自的尺寸都减小到焊料凸块等的尺寸的大约1/10。这能够使像素P的尺寸小型化。
在下文中，将会给出前述实施例的变形例和其他实施例的说明。注意，在以下说明中，与上述实施例相同的组件用相同的附图标记表示，并且将会适宜地省略重复的说明。
<第一变形例>
图15示出了根据前述第一实施例的第一变形例的光接收器件(光接收器件1A)的主要部分的横截面构造。光接收器件1A除了埋入层18包括层叠的第一埋入层18A和第二埋入层18B之外，该光接收器件1A具有与光接收器件1相同的构造和效果。
第一埋入层18A设置在周边区域R2中，并且设置得比第二埋入层18B更靠近光入射面S1侧。具体地，第一埋入层18A设置在第二埋入层18B与钝化膜16之间，并覆盖半导体层10S的端面。
第二埋入层18B设置在器件区域R1和周边区域R2中。器件区域R1中的第二埋入层18B设置在布线层10W与半导体层10S之间，并覆盖半导体层10S的底表面(面对着读出电路基板20的表面)以及第一电极11的底表面和侧表面。周边区域R2中的第二埋入层18B设置在布线层10W与第一埋入层18A之间。第一埋入层18A的构成材料和第二埋入层18B的构成材料可以相同或不同。第一埋入层18A和第二埋入层18B可以具有相同的厚度或不同的厚度。
绝缘膜17设置在器件区域R1和周边区域R2中的大致为同一个的平面上。绝缘膜17设置在器件区域R1中的半导体层10S与第二埋入层18B之间，并设置在周边区域R2中的第一埋入层18A与第二埋入层18B之间。
例如，这种光接收器件1A能够以下列方式制造。图16A～图19B按工序顺序示出了光接收器件1A的制造工序。
首先，以与第一实施例中所说明的方式类似的方式，将临时基板33上的半导体层10S成形为多个芯片状(图8B)。
然后，如图16A所示，在临时基板33的整个表面上形成第一埋入层18A。例如，第一埋入层18A按如下方式予以形成。在临时基板33的整个表面上形成绝缘材料的膜以掩埋半导体层10S，然后，通过CMP使该绝缘材料平坦化。因此，第一埋入层18A被形成得覆盖半导体层10S周围的区域。在这种情况下，可以让半导体层10S的顶表面从第一埋入层18A暴露出来。
在形成第一埋入层18A之后，如图16B所示，例如，通过使用利用绝缘膜17形成的掩模，在半导体层10S中形成扩散区域12A。绝缘膜17形成于第一埋入层18A上。
用于形成扩散区域12A的掩模可以使用如图17所示的第一埋入层18A来形成，或者可以使用如图18所示的第一埋入层18A和绝缘膜17来形成。
在半导体层10S中形成扩散区域12A之后，如图19A所示，在绝缘膜17的开口中形成第一电极11。
在形成第一电极11之后，如图19B所示，以覆盖第一电极11的方式在第一埋入层18A上形成第二埋入层18B。第二埋入层18B按如下方式予以形成。在临时基板33的整个表面上形成绝缘材料的膜，此后，通过CMP使该绝缘材料平坦化。随后的工序以与第一实施例中所说明的方式类似的方式(图14D～14J)，完成了光接收器件1A。
在本变形例中，埋入层18可以包括第一埋入层18A和第二埋入层18B的层叠结构。即使在这种情况下，也可以实现与前述第一实施例中相同的效果。
<第二变形例>
图20示出了根据前述第一实施例的第二变形例的光接收器件(光接收器件1B)的主要部分的横截面构造。光接收器件1B具有与光接收器件1类似的构造和效果，不同之处在于，光接收器件1B包括器件基板10的光入射面S1(与面对着读出电路基板20的表面相对的表面)上的颜色滤光片层41和芯片上透镜(会聚透镜)42。
在光接收器件1B中，例如，颜色滤光片层41和芯片上透镜42依次设置在器件基板10的钝化膜16上，平坦化膜16A位于它们与钝化膜16之间。颜色滤光片层41可以包括红外(IR)滤光片。通过设置颜色滤光片层41，能够获得与每个像素P对应的波长的光接收数据。
芯片上透镜42用于使入射至光接收器件1B的光能够朝着光电转换层13会聚。例如，芯片上透镜42包括有机材料、或氧化硅(SiO2)等。在光接收器件1B中，在周边区域R2中设置有埋入层18，从而能够减小或消除器件基板10的器件区域R1与周边区域R2之间的高度差，由此形成平坦化的光入射面S1。这使得能够使用例如光刻工艺以高精度形成芯片上透镜42。例如，颜色滤光片层41和芯片上透镜42终止于器件区域R1中。例如，设置在钝化膜16与颜色滤光片层41之间的平坦化膜16A从器件区域R1设置到周边区域R2，并终止于周边区域R2中。颜色滤光片层41、芯片上透镜42、和平坦化膜16A各者可以终止于器件区域R1或周边区域R2中的任何位置。
在本变形例中，在器件基板10的光入射面S1上可以设置有颜色滤光片层41和芯片上透镜42。即使在这种情况下，也可以实现与前述第一实施例相同的效果。此外，在通过埋入层18而被平坦化的光入射面S1上，能够以高精度容易地形成芯片上透镜42。
<第二实施例>
图21A～图21E按工序顺序示出了根据第二实施例的光接收器件(图22所示的光接收器件2)的制造工序。光接收器件2具有与光接收器件1类似的构造、工作原理和效果，不同之处在于，光接收器件2通过如下方式而被制造出来：在形成用于保护半导体层10S的覆盖层(图21A所示的覆盖层35)之后，将半导体层10S接合到临时基板33，且上述覆盖层位于半导体层10S与临时基板33之间。
例如，使用覆盖层35，可以按下面的方式来制造光接收器件2。
首先，例如，如图21A所示，在生长基板31上通过外延生长依次形成半导体层10S和包括i型InGaAs的覆盖层35。作为半导体层10S，例如，依次形成包括n型InP的第一接触层12、包括i型或n型InGaAs的光电转换层13、和包括n型InP的第二接触层14。
覆盖层35用来防止半导体层10S与用于将半导体层10S跟临时基板33接合起来的粘合层B直接接触。在粘合层B与半导体层10S接触的状态下进行工序的情况下，半导体层10S的特性可能会劣化。或者说，半导体层10S可能从临时基板33上剥离，或者半导体层10S可能从粘合层B上剥离。在半导体层10S与粘合层B之间设置有覆盖层35，就能够抑制这种特性的劣化、以及这种膜剥离等的发生。覆盖层35可以包括能够在半导体层10S(更具体地，在第二接触层14上)上外延生长的任何半导体材料。例如，InGaAs或InAsSb等可以用于覆盖层35。
在半导体层10S上形成覆盖层35之后，在覆盖层35上形成例如包括氧化硅(SiO2)的粘合层B。
随后，如图21B所示，将生长基板31接合到具有大直径的临时基板33，粘合层B位于生长基板31与临时基板33之间。在这种情况下，覆盖层35插入在粘合层B与第二接触层14之间。例如，粘合层B可以包括四乙氧基硅烷(TEOS)、或氧化硅(SiO2)等。
随后，以与前述第一实施例中所说明的方式类似的方式，依次进行如下操作(参见图8A～14C)：移除生长基板31、形成半导体层10S、通过杂质扩散形成扩散区域12A、形成第一电极11、以及形成埋入层18。此后，如图21C所示，在埋入层18上形成布线层10W。在本实施例中，与光接收器件1一样，形成了用于填充半导体层10S与临时基板33之间的高度差的埋入层18，从而能够抑制由于高度差导致的在制造工序中的缺陷的产生。此外，在包括移除生长基板31、形成扩散区域12A、以及形成布线层10W等的工序中，有覆盖层35插入在粘合层B与第二接触层14之间，从而能够抑制半导体层10S的特性劣化、膜剥离等的发生。
在形成布线层10W之后，以与前述第一实施例中所说明的方式类似的方式，将临时基板33贴合到读出电路基板20，布线层10W位于临时基板33与读出电路基板20之间(图21D)。
随后，如图21E所示，依次移除临时基板33、粘合层B、和覆盖层35，以便使第二接触层14暴露出来。临时基板33的移除以与前述第一实施例中所说明的方式类似的方式来实施。粘合层B和覆盖层35可以通过例如湿法蚀刻移除。对于粘合层B的湿法蚀刻，例如，可以使用HF(氢氟酸；Hydrogen Fluoride)、或BHF(氢氟酸缓冲液；Buffered HydrogenFluoride)等。对于覆盖层35的湿法蚀刻，例如，可以使用酸和氧化剂的混合液体。用于湿法蚀刻的酸的实例可以包括HF、盐酸(HCl)、和磷酸(H3PO4)等。用于湿法蚀刻的氧化剂的实例可以包括过氧化氢水、和臭氧水等。粘合层B和覆盖层35可以通过干法蚀刻来移除；然而，优选使用湿法蚀刻来移除粘合层B和覆盖层35(稍后说明)。
图23A是图21E所示的部分R的放大图的示例。例如，在平面图中，其中要将粘合层B和覆盖层35移除的区域的面积小于半导体层10S的面积。因此，覆盖层35和粘合层B保留在半导体层10S的光入射面S1所在侧(与面对着读出电路基板20的表面相对的表面)的外边缘中，更具体地，保留在第二接触层14的端部上。应注意，覆盖层35可以相对于粘合层B凹进或突出。
在移除覆盖层35之后的工序，是以与第一实施例中所说明的方式类似的方式来实施的(图14H～图14J)，从而完成光接收器件2。
图22示出了以这种方式制造的光接收器件2的主要部分的横截面构造的示例。
图23B是图22所示的部分R的放大图的示例。如图所示，可以在保留有覆盖层35和粘合层B的状态下，形成了第二电极15和钝化膜16。在这种情况下，第二电极15与第二接触层14接触，并与覆盖层35及粘合层B接触。埋入层18从半导体层10S朝着光入射面S1(朝着与读出电路基板20相对的侧)突出与覆盖层35及粘合层B的厚度对应的量。
通过移除粘合层B和覆盖层35而形成的开口，即，使第二接触层14暴露出来的开口优选地具有如图23C所示的锥形形状。第二电极15形成在具有这种锥形形状的开口中，从而提高了第二电极15的覆盖率。例如，通过湿法蚀刻将粘合层B和覆盖层35移除以便形成具有锥形形状的开口。因此，优选通过湿法蚀刻移除粘合层B和覆盖层35。
图24A是图21E所示的部分R的放大图的其他示例，图24B是图22所示的部分R的放大图的其他示例。例如，如图所示，在平面图中，其中要将粘合层B和覆盖层35移除的区域的面积可以等于半导体层10S的面积。因此，第二接触层14的端部上的覆盖层35被移除。在如此形成的光接收器件2中，第二接触层14的顶表面(光入射面S1所在侧的表面)与粘合层B的底表面(读出电路基板20所在侧的表面)之间的位移形成了它们之间的由于覆盖层35引起的高度差。此外，第二电极15与第二接触层14接触，并与粘合层B接触。
通过移除粘合层B和覆盖层35而形成的开口，即，使第二接触层14暴露出来的开口优选具有如图24C所示的锥形形状。
图25A是图21E所示的部分R的放大图的其他示例，图25B是图22所示的部分R的放大图的其他示例。例如，如图所示，在平面图中，其中要将粘合层B和覆盖层35移除的区域的面积可以大于半导体层10S的面积。因此，第二接触层14的端部上的覆盖层35被移除。在如此形成的光接收器件2中，在半导体层10S的端面和埋入层18之间形成了由蚀刻产生的凹部18R。此外，第二电极15与第二接触层14接触并埋入凹部18R中，第二电极15也与粘合层B接触。
通过移除粘合层B和覆盖层35而形成的开口，即，使第二接触层14暴露出来的开口优选具有如图25C所示的锥形形状。
如图25D所示，还可以增大其中要将粘合层B和覆盖层35移除的区域，以便移除粘合层B和覆盖层35。
即使在通过这种方法形成的光接收器件2中，也以与上述光接收器件1中所说明的方式类似的方式形成埋入层18，从而能够抑制由于半导体层10S与临时基板33之间的高度差引起的在制造工序中缺陷的产生。此外，形成了覆盖层35，从而防止半导体层10S(第二接触层14)与粘合层B接触。
在光接收器件2中，覆盖层35可以保留在第二接触层14的端部上(图23A～图23C)。可选择地，可以完全移除覆盖层35。在完全移除覆盖层35的光接收器件2中，例如，提供了第二接触层14的顶表面和粘合层B的底表面之间的高度差(图24A～图24C)或者提供了半导体层10S的端面与埋入层18之间的凹部18R(图25A～图25D)。在光接收器件2中，埋入层18从半导体层10S朝着光入射面S1突出与覆盖层35及粘合层B的厚度对应的量。
<第三实施例>
图26示意性地示出了根据第三实施例的光接收器件(光接收器件3)的横截面构造。光接收器件3具有与光接收器件1类似的构造、工作原理和效果，不同之处在于，光接收器件3具有含有化合物半导体材料的器件基板10和包括硅(Si)的半导体层(半导体层51S，即，第二半导体层)的层叠结构。
光接收器件3在器件基板10的光入射面S1上依次包括布线层51W、半导体层51S、颜色滤光片层41、和芯片上透镜。布线层51W电气连接到半导体层51S。
半导体层51S包括针对每个像素P而设的具有p-n结的光电二极管PD。布线层51W包括多个布线，并且例如，在光电二极管PD中产生的信号电荷通过布线层51W而在每个像素P中迁移到读出电路基板20。
在光接收器件3中，例如，对波长在可见区域和红外区域中的光进行光电转换。例如，波长在可见区域中的光经过芯片上透镜42和颜色滤光片层41进入半导体层51S，并在光电二极管PD中进行光电转转。另一方面，波长在红外区域中的光透过半导体层51S，并在器件基板10的光电转换层13中进行光电转换。在光电二极管PD中产生的信号电荷和在光电转换层13中产生的信号电荷由读出电路基板20读取。
即使在根据本实施例的光接收器件3中，也以与上述光接收器件1和2中所说明的方式类似的方式形成埋入层18，从而能够抑制由于半导体层10S与临时基板33之间的高度差引起的在制造工序中缺陷的产生。此外，半导体层51S层叠在器件基板10上，从而使得对于一个像素P，能够对波长在可见区域中的光和波长在红外区域中的光进行光电转换。这能够增加从一个像素P可获得的信息量。
<第一适用例>
例如，在前述实施例等中所说明的光接收器件1、1A、1B、2和3(下文统称为“光接收器件1”)中的任何一个都适用于摄像器件。例如，该摄像器件是红外图像传感器。
<第二适用例>
例如，如上所述的摄像器件适用于各种类型的电子设备，例如能够对红外区域进行摄像的相机。图27示出了作为这种相机的示例的电子设备5(相机)的示意性构造。例如，电子设备5是能够拍摄静止图像、或运动图像或它们两者的相机。电子设备5包括：具有光接收器件1的摄像器件4、光学系统(光学透镜)310、快门单元311、驱动器313、和信号处理器312。驱动器313驱动摄像器件4和快门单元311。
光学系统310将从被摄体获得的像光(入射光)引导到摄像器件4。光学系统310可以包括多个光学透镜。快门单元311控制摄像器件4的光照时段和遮光时段。驱动器313控制摄像器件4的传输操作和快门单元311的快门操作。信号处理器312对从摄像器件4输出的信号进行各种信号处理。已经进行了信号处理的图像信号Dout存储在诸如存储器等存储介质中，或者输出到监视器等。
通过参考本实施例等说明的光接收器件1也适用于以下电子设备(胶囊内窥镜和诸如车辆的移动体)。
<第一应用例(内窥镜手术系统)>
根据本发明的技术适用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图28是示出能够应用根据本发明的实施例的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
在图28中，示出了手术人员(医生)11131正在使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000包括：内窥镜11100；诸如气腹管(pneumoperitoneumtube)11111和能量装置11112等其他手术工具11110；其上支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120；和安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。
内窥镜11100包括：镜筒(lens barrel)11101，具有从其远端起的预定长度的区域，以插入患者11132的体腔中；和摄像头11102，其连接到镜筒11101的近端。在所示的示例中，示出了包括具有硬型镜筒11101的刚性内窥镜的内窥镜11100。然而，内窥镜11100也可以包括具有柔型镜筒11101的柔性内窥镜。
镜筒11101在其远端具有开口，物镜被装配在该开口中。光源装置11203连接到内窥镜11100，使得由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内延伸的光引导体被引入到该镜筒11101的远端，并且该光通过上述物镜照射到患者11132体腔中的观察对象。应该注意的是，内窥镜11100可以是前视内窥镜(forward-viewing endoscope)，或者可以是斜视内窥镜(oblique-viewing endoscope)或侧视内窥镜(side-viewing endoscope)。
在摄像头11102的内部设置有光学系统和摄像元件，使得来自观察对象的反射光(观察光)被该光学系统会聚到该摄像元件上。通过该摄像元件对观察光进行光电转换，从而产生了对应于观察光的电气信号，即，对应于观察图像的图像信号。该图像信号作为RAW数据被发送到CCU 11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU：central processing unit)或图形处理单元(GPU：graphics processing unit)等，并且集中地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU 11201接收来自摄像头11102的图像信号，并且例如对该图像信号执行诸如显像处理(去马赛克处理)等用来使基于该图像信号的图像被显示出来的各种图像处理。
在CCU 11201的控制下，显示装置11202在其上显示出基于已经由CCU 11201执行了图像处理的图像信号的图像。
例如，光源装置11203包括诸如发光二极管(LED：light emitting diode)等光源，并且在对手术区域进行摄像时将照射光提供给内窥镜11100。
输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户能够通过输入装置11204执行输入到内窥镜手术系统11000的各种信息或指令的输入。例如，用户可以输入用于改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的类型、倍率或焦距等)的指令等。
处置工具控制装置11205控制用于烧灼或切割组织或封止血管等的能量装置11112的驱动。气腹装置11206通过气腹管11111将气体送入患者11132的体腔中，从而使体腔膨胀，以便确保内窥镜11100的视野和确保手术人员的作业空间。记录仪11207是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机11208是能够以各种形式(例如，文本、图像或图表等)打印与手术有关的各种信息的装置。
应注意，在对手术区域成像时向内窥镜11100提供照射光的光源装置11203可以包括白光源，所述白光源例如包括LED、激光光源、或者LED与激光光源的组合。在白光源包括红色、绿色和蓝色(RGB)激光光源的组合的情况下，由于能够针对每种颜色(每种波长)以高精度控制输出强度和输出时刻，因此，光源装置11203能够进行对所拍摄的图像的白平衡的调整。此外，在这种情况下，如果将来自R、G和B激光光源各者的激光束以时分(time-divisionally)方式照射观察对象，并且与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，则也能够以时分的方式拍摄出分别对应于R颜色、G颜色和B颜色的图像。根据该方法，即使没有针对摄像元件设置颜色滤光片，也能够获得彩色图像。
此外，可以控制光源装置11203，使得要输出的光的强度每隔预定时间发生变化。通过与光强度的变化时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，来以时分的方式获取图像，并且合成这些图像，从而能够产生没有曝光不足的遮挡阴影(blocked upshadows)和过度曝光的高光(highlights)的高动态范围图像。
此外，光源装置11203可以被配置成提供为特殊光观察准备的预定波长带域的光。在特殊光观察中，例如，通过利用人体组织中的光吸收的波长依赖性来照射与普通观察时的照射光(即，白光)相比的窄带域光，从而执行对诸如粘膜(mucous membrane)的表面部分的血管等预定组织以高的对比度进行摄像的窄带域观察(narrow band imaging)。可选择地，在特殊光观察中，可以执行通过用激发光照射而产生的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以通过将激发光照射到人体组织上来执行来自该人体组织的荧光的观察(自发荧光观察)，或者可以通过将诸如吲哚菁绿(ICG：indocyanine green)等试剂局部注射到人体组织中且将与该试剂的荧光波长对应的激发光照射到该人体组织上，来获得荧光图像。光源装置11203能够被构造成提供适合于如上所述的特殊光观察的这种窄带域光和/或激发光。
图29是示出图28所示的摄像头11102和CCU 11201的功能构造的示例的框图。
摄像头11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像头控制单元11405。CCU 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像头11102和CCU 11201通过传输线缆11400彼此可通信地连接。
透镜单元11401是光学系统，其设置在与镜筒11101的连接位置处。从镜筒11101的远端引入进来的观察光被引导到摄像头11102，并且引入透镜单元11401中。透镜单元11401包括多个透镜(包括变焦透镜和聚焦透镜)的组合。
摄像单元11402包括的摄像元件的数量可以是一个(单板型)或多个(多板型)。例如，在摄像单元11402被构造成多板型的情况下，各摄像元件产生与各个R、G和B对应的图像信号，并且可以合成这些图像信号来获得彩色图像。摄像单元11402还可以被构造成具有一对摄像元件，用于分别获取为三维(3D)显示准备的右眼图像信号和左眼图像信号。如果执行3D显示，则手术人员11131能够更准确地掌握手术区域中的活体组织的深度。应注意，在摄像单元11402被构造成立体型的情况下，与各个摄像元件对应地设置有透镜单元11401的多个系统。
此外，摄像单元11402不一定必须设置在摄像头11102上。例如，摄像单元11402可以设置在镜筒11101内且紧跟在物镜的后方。
驱动单元11403包括致动器，并且驱动单元11403在摄像头控制单元11405的控制下将透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。因此，能够适当地调整摄像单元11402所拍摄的图像的倍率和焦点。
通信单元11404包括用于向CCU 11201发送各种信息和从CCU 11201接收各种信息的通信装置。通信单元11404将从摄像单元11402获取的图像信号作为RAW(原始)数据通过传输线缆11400传送到CCU 11201。
此外，通信单元11404从CCU 11201接收用于控制摄像头11102的驱动的控制信号，并且将该控制信号提供给摄像头控制单元11405。该控制信号包括与摄像条件相关的信息，摄像条件例如是：用于指定所拍摄图像的帧速率的信息、用于指定摄像时的曝光值的信息、和/或用于指定所拍摄图像的倍率及焦点的信息等。
注意，诸如帧速率、曝光值、倍率或焦点等摄像条件可以由用户指定，或者可以基于所获取的图像信号由CCU 11201的控制单元11413自动地设定。在后一种情况下，自动曝光(AE：auto exposure)功能、自动聚焦(AF：auto focus)功能和自动白平衡(AWB：autowhite balance)功能被包含在内窥镜11100中。
摄像头控制单元11405基于通过通信单元11404接收到的来自CCU11201的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括通信装置，该通信装置用于向摄像头11102发送各种信息和从摄像头11102接收各种信息。通信单元11411接收从摄像头11102通过传输线缆11400发送过来的图像信号。
此外，通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号发送到摄像头11102。上述图像信号和上述控制信号能够通过电气通信或光通信等进行传输。
图像处理单元11412对从摄像头11102发送过来的RAW数据形式的图像信号执行各种图像处理。
控制单元11413执行与通过内窥镜11100对手术区域等的摄像、以及通过对手术区域等摄像而获得的拍摄图像的显示有关的各种控制。例如，控制单元11413产生用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。
此外，基于已经由图像处理单元11412执行了图像处理的图像信号，控制单元11413控制显示装置11202使其显示出其中对手术区域等进行摄像的所拍摄图像。于是，控制单元11413可以利用各种图像识别技术来识别所拍摄图像中的各种物体。例如，控制单元11413能够通过检测所拍摄图像中所包括的物体的边缘的形状、颜色等，来识别出诸如镊子(forceps)等手术工具、特定活体部位、出血、在使用能量装置11112时的薄雾等。控制单元11413可以在控制显示装置11202使其显示出所拍摄图像的时候，利用识别结果，使各种手术辅助信息以与手术区域的图像重叠的方式显示出来。在把手术辅助信息以重叠的方式显示出来并且提示给手术人员11131的情况下，能够减少手术人员11131的负担，并且手术人员11131能够稳妥地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201连接在一起的传输线缆11400是为电气信号的通信准备的电气信号线缆、为光通信准备的光纤、或者为电气通信和光通信准备的复合线缆。
这里，在所图示的示例中，虽然通过使用传输线缆11400进行有线通信来执行通信，但是，也可以通过无线通信来执行摄像头11102与CCU11201之间的通信。
在上面，已经给出了可以应用根据本发明的技术的内窥镜手术系统的一个示例的说明。根据本发明的技术可以应用于上述构造的各构件之中的摄像单元11402。将根据本发明的技术应用于摄像单元11402使得可以获得手术区域的更清晰的图像。因此，手术人员可以稳妥地确认手术区域。
注意，以上已经将内窥镜手术系统作为一个示例给出了说明。根据本发明的技术可以应用于内窥镜手术系统以外的显微镜手术系统等。
<第二应用例(移动体)>
根据本发明的技术适用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以以安装在任何类型的移动体上的装置的形式实现。上述移动体的实例可以包括：汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备(personal mobility)、飞机、无人机(drone)、船舶和机器人。
图30是示出了作为能够应用根据本发明实施例的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
车辆控制系统12000包括通过通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图30所示的示例中，车辆控制系统12000包括：驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及集成控制单元12050。此外，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052以及车载网络接口(I/F)12053作为集成控制单元12050的功能构造。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：诸如内燃机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生设备；用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆的转向角度的转向机构；和用于产生车辆的制动力的制动设备等。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制设置在车体上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；或者诸如前灯、尾灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等各种灯。在这种情况下，能够把用于代替钥匙的从便携设备发送的无线电波或各种开关的信号输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、或灯等。
车外信息检测单元12030检测与包括车辆控制系统12000的车辆的外部有关的信息。例如，车外信息检测单元12030连接到摄像部12031。车外信息检测单元12030使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行检测诸如行人、车辆、障碍物、标志、或路面上的文字等物体的处理或检测距离的处理。
摄像部12031是用于接收光并且输出与所接收的光的光量对应的电气信号的光学传感器。摄像部12031能够将该电气信号作为图像而输出，或者能够将该电气信号作为测量的距离信息而输出。此外，由摄像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测车辆内部有关的信息。例如，车内信息检测单元12040与用于检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。例如，驾驶员状态检测部12041包括用于拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算出驾驶员的疲劳程度或专注程度，或者可以判定驾驶员是否在打瞌睡。
基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取到的车辆外部或内部信息，微型计算机12051能够计算驱动力产生设备、转向机构、或制动设备的控制目标值，并且能够向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051能够执行用于实现先进驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)功能的协同控制，所述先进驾驶员辅助功能包括：车辆的碰撞规避或撞击缓和、基于跟随距离的追随行驶、车速维持行驶、车辆碰撞警告、或车辆偏离车道警告等。
此外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取到的关于车辆外部或内部的信息，微型计算机12051能够通过控制驱动力产生设备、转向机构、或制动设备等，来执行用于实现不依赖驾驶员的操作就能使车辆自动行驶的自动驾驶等的协同控制。
此外，基于由车外信息检测单元12030获取到的车辆外部的信息，微型计算机12051能够向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051能够通过例如根据由车外信息检测单元12030检测到的前车或对面来车的位置来控制前灯并且从远光灯切换到近光灯，由此执行旨在防眩的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到输出设备，该输出设备能够在视觉上或在听觉上向车上的乘客或车辆外部通知信息。在图30的示例中，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063作为输出设备。例如，显示部12062可以包括板上显示器(on-board display)和平视显示器(head-up display)中的至少一者。
图31是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图31中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104、和12105。
例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105被设置于车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后备箱门的各位置处以及车厢内的挡风玻璃的上部的位置处。设置于前鼻处的摄像部12101和设置于车厢内的挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置于侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100两侧的图像。设置于后保险杠或后备箱门处的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置于车厢内的挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要用于检测前车、行人、障碍物、信号灯、交通标志、或车道等。
顺便提及，图31示出了摄像部12101～12104的拍摄范围的示例。摄像范围12111表示设置于前鼻处的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置于侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置于后保险杠或后备箱门处的摄像部12104的摄像范围。例如，通过将由摄像部12101～12104拍摄到的图像数据叠加，获得了车辆12100的从上方观看到的俯瞰图像。
摄像部12101～12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101～12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。
例如，基于从摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051能够确定与摄像范围12111～12114内的各个立体物相距的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，因而将尤其是位于车辆12100的行进道路上的最靠近的立体物、在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，大于或等于0km/h)行驶的立体物提取为前车。此外，微型计算机12051能够设定在前车前方要预先保持的跟随距离，并且执行自动制动控制(包括追随停止控制)、或自动加速控制(包括追随起动控制)等。因此，可以执行旨在实现不必依赖于驾驶员等的操作而使车辆自动行驶的自动驾驶的协同控制。
例如，基于从摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051能够将与立体物有关的立体物数据分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他立体物的立体物数据，提取所分类的立体物数据，并且使用所提取的立体物数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员在视觉上能够识别到的障碍物和在视觉上难以识别的障碍物。然后，微型计算机12051判定用于表示与各个障碍物发生碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险大于或等于设定值并因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。因此，微型计算机12051能够辅助驾驶来避免碰撞。
摄像部12101～12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判定摄像部12101～12104的所拍摄图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过如下过程来执行这种对行人的识别：提取作为红外相机的摄像部12101～12104的所拍摄图像中的特征点的工序；以及通过对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定该物体是否是行人的工序。当微型计算机12051判定摄像部12101～12104的所拍摄图像中存在行人并因此识别出该行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得在所识别出的行人上叠加并显示出用于强调的矩形轮廓线。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使得在所期望的位置处显示出用于表示行人的图标等。
在上面，已经给出了可以应用根据本发明的技术的车辆控制系统的一个示例的说明。例如，根据本发明的技术可以应用于上述构造的各构件之中的摄像部12031。将根据本发明的技术应用于摄像部12031使得能够获得更容易看见的拍摄图像。因此，可以减少驾驶员的疲劳。
此外，本实施例中说明的光接收器件1等可以适用于下列之类的电子设备，例如：监视相机、生物认证系统和温度记录仪。监视相机的实例可以包括夜视系统(夜视镜)。将光接收器件1应用于监视相机使得可以从远处识别夜间的行人和动物等。此外，通过将光接收器件1应用于车载相机，减少了前灯和天气的影响。例如，可以在不受例如烟、雾等的影响下来拍摄图像。此外，还可以识别物体的形状。此外，温度记录仪能够进行非接触式温度测量。温度记录仪能够检测出温度分布和发热。此外，光接收器件1可以适用于对例如火、水、气体等进行检测的电子设备。
尽管已经通过参考实施例和应用例给出了说明，但是本发明的内容不限于前述实施例等，并且可以以各种方式进行修改。例如，前述实施例中说明的光接收器件的层构造仅仅是说明性的，并且还可以包括任何其他层。此外，各层的材料和厚度也仅是说明性的，并且不限于上述那些。例如，已经通过参考以下示例说明了前述实施例等：其中，第一接触层12、光电转换层13、第二接触层14构成半导体层10S。然而，半导体层10S可以仅需要包括光电转换层13。例如，半导体层10S可以不包括第一接触层12和第二接触层14，或者可以包括任何其它层。
此外，为了说明目的，已经通过参考其中信号电荷是空穴的示例来说明了前述实施例等。在替代示例中，信号电荷可以是电子。例如，扩散区域可以包括n型杂质。
此外，尽管已经通过参考作为根据本技术的半导体器件的具体示例的光接收器件说明了前述实施例等；但是，半导体器件可以是除了光接收器件之外的装置。根据本技术的半导体器件的替代示例可以是发光器件。
应注意，在上述实施例等中说明的效果是说明性的并且不受限制。本发明要实现的效果可以是不同于上述那些效果的效果，或者还可以包括除了上述那些效果之外的其他效果。
应注意，本发明可以具有以下技术方案。
(1)一种半导体器件，包括：
器件基板，其包括器件区域和设置在所述器件区域外侧的周边区域，在所述器件区域中层叠有布线层和含有化合物半导体材料的第一半导体层；以及
读出电路基板，其面对着所述第一半导体层，所述布线层位于所述读出电路基板与所述第一半导体层之间，并且所述读出电路基板通过所述布线层电气连接到所述第一半导体层，
所述器件基板的所述周边区域具有与所述读出电路基板接合的接合面。
(2)根据(1)所述的半导体器件，其中，所述器件基板的所述器件区域在与所述周边区域的所述接合面为同一个的平面上接合到所述读出电路基板。
(3)根据(1)或(2)所述的半导体器件，其中，所述器件基板还包括埋入层，所述埋入层在所述周边区域中围绕所述第一半导体层。
(4)根据(3)所述的半导体器件，还包括：
第一电极，其设置在所述布线层中，并电气连接到所述第一半导体层；以及
第二电极，其面对着所述第一电极，所述第一半导体层位于所述第二电极与所述第一电极之间。
(5)根据(4)所述的半导体器件，其中，所述器件基板还包括所述埋入层中的通孔，所述通孔能够使所述第二电极和所述读出电路基板彼此电气连接。
(6)根据(3)～(5)中任一项所述的半导体器件，其中，所述埋入层从所述第一半导体层朝着与所述读出电路基板所在侧相对的一侧突出。
(7)根据(3)～(6)中任一项所述的半导体器件，其中，在所述第一半导体层与所述埋入层之间具有凹部。
(8)根据(3)～(7)中任一项所述的半导体器件，其中，所述埋入层设置在所述第一半导体层的厚度方向上。
(9)根据(1)～(8)中任一项所述的半导体器件，其中，所述器件基板还包括覆盖层，所述覆盖层位于所述第一半导体层的如下表面的外边缘上：该表面与所述第一半导体层的面对着所述读出电路基板的表面相对。
(10)根据(1)～(9)中任一项所述的半导体器件，其中，所述布线层也设置在所述周边区域中。
(11)根据(1)～(10)中任一项所述的半导体器件，其中，所述化合物半导体材料吸收具有红外区域中的波长的光。
(12)根据(1)～(11)中任一项所述的半导体器件，其中，所述化合物半导体材料是砷化铟镓(InGaAs)、砷锑化铟(InAsSb)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、和碲化汞镉(HgCdTe)中的任意一者。
(13)根据(1)～(12)中任一项所述的半导体器件，还包括芯片上透镜，所述芯片上透镜位于所述第一半导体层的如下表面侧：该表面侧与所述第一半导体层的面对着所述读出电路基板的表面相对。
(14)根据(1)～(13)中任一项所述的半导体器件，还包括第二半导体层，所述第二半导体层层叠在所述器件基板上并且包括光电二极管。
(15)一种半导体器件制造方法，包括：
形成含有化合物半导体材料的半导体层；
将所述半导体层接合到临时基板上；
形成用于填充所述半导体层与所述临时基板之间的高度差的埋入层；
在所述半导体层的如下表面上形成布线层：该表面与所述半导体层的接合于所述临时基板的接合面相对；以及
设置面对着所述半导体层的读出电路基板，所述布线层位于所述读出电路基板与所述半导体层之间，并且将所述半导体层和所述读出电路基板通过所述布线层彼此电气连接。
(16)根据(15)所述的半导体器件制造方法，其中，在将所述半导体层接合到所述临时基板上之后，在所述半导体层上进行蚀刻。
(17)根据(15)或(16)所述的半导体器件制造方法，其中，在所述半导体层上层叠覆盖层之后，将所述半导体层接合到所述临时基板上，所述覆盖层位于所述半导体层与所述临时基板之间。
(18)根据(17)所述的半导体器件制造方法，其中，通过设置在所述覆盖层与所述临时基板之间的粘合层将所述半导体层接合到所述临时基板。
(19)根据(15)～(18)中任一项所述的半导体器件制造方法，其中，将两个以上的所述半导体层接合到所述临时基板，并且这些半导体层是彼此分开的。
(20)一种电子设备，其包括半导体器件，所述半导体器件包括：
器件基板，其包括器件区域和设置在所述器件区域外侧的周边区域，在所述器件区域中层叠有布线层和含有化合物半导体材料的半导体层；以及
读出电路基板，其面对着所述半导体层，所述布线层位于所述读出电路基板与所述半导体层之间，并且所述读出电路基板通过所述布线层电气连接到所述半导体层，
所述器件基板的所述周边区域具有与所述读出电路基板接合的接合面。
本申请要求2017年4月19日向日本专利局提交的日本在先专利申请No.2017-082562和2018年3月8日向作为受理局的日本专利局提交的国际申请PCT/JP2018/009038的优先权权益，它们的全部内容通过引用并入本文。
本领域技术人员应该理解，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们落在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

Claims (20)

1.半导体器件，包括：
器件基板，其包括器件区域和设置于所述器件区域外侧的周边区域，在所述器件区域中层叠有布线层和含有化合物半导体材料的第一半导体层；以及
读出电路基板，其面对着所述第一半导体层，所述布线层位于所述读出电路基板与所述第一半导体层之间，并且所述读出电路基板通过所述布线层电气连接到所述第一半导体层，
所述器件基板的所述周边区域具有与所述读出电路基板接合的接合面。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述器件基板的所述器件区域在与所述周边区域的所述接合面为同一个的平面上接合到所述读出电路基板。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述器件基板还包括埋入层，所述埋入层在所述周边区域中围绕所述第一半导体层。
4.根据权利要求3所述的半导体器件，还包括：
第一电极，其设置在所述布线层中，并且电气连接到所述第一半导体层；以及
第二电极，其面对着所述第一电极，所述第一半导体层位于所述第二电极与所述第一电极之间。
5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述器件基板还包括所述埋入层中的通孔，所述通孔能够使所述第二电极和所述读出电路基板彼此电气连接。
6.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述埋入层从所述第一半导体层朝着与所述读出电路基板所在侧相对的一侧突出。
7.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，在所述第一半导体层与所述埋入层之间具有凹部。
8.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述埋入层设置在所述第一半导体层的厚度方向上。
9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述器件基板还包括覆盖层，所述覆盖层位于所述第一半导体层的如下表面的外边缘上：该表面与所述第一半导体层的面对着所述读出电路基板的表面相对。
10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述布线层也设置在所述周边区域中。
11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述化合物半导体材料吸收具有红外区域中的波长的光。
12.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述化合物半导体材料是砷化铟镓(InGaAs)、砷锑化铟(InAsSb)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)和碲化汞镉(HgCdTe)中的任意一者。
13.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括芯片上透镜，所述芯片上透镜位于所述第一半导体层的如下表面侧：该表面侧与所述第一半导体层的面对着所述读出电路基板的表面相对。
14.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括第二半导体层，所述第二半导体层层叠在所述器件基板上并且包括光电二极管。
15.半导体器件制造方法，包括：
形成含有化合物半导体材料的半导体层；
将所述半导体层接合至临时基板；
形成用于填充所述半导体层与所述临时基板之间的高度差的埋入层；
在所述半导体层的如下表面上形成布线层：该表面与所述半导体层的接合于所述临时基板的接合面相对；以及
设置面对着所述半导体层的读出电路基板，所述布线层位于所述读出电路基板与所述半导体层之间，并且将所述半导体层和所述读出电路基板通过所述布线层彼此电气连接。
16.根据权利要求15所述的半导体器件制造方法，其中，在将所述半导体层接合至所述临时基板之后，在所述半导体层上进行蚀刻。
17.根据权利要求15所述的半导体器件制造方法，其中，在所述半导体层上层叠覆盖层之后，将所述半导体层接合至所述临时基板，所述覆盖层位于所述半导体层与所述临时基板之间。
18.根据权利要求17所述的半导体器件制造方法，其中，通过设置在所述覆盖层与所述临时基板之间的粘合层将所述半导体层接合至所述临时基板。
19.根据权利要求15所述的半导体器件制造方法，其中，将两个以上的所述半导体层接合至所述临时基板，且这些半导体层是彼此分开的。
20.电子设备，其包括半导体器件，所述半导体器件包括：
器件基板，其包括器件区域和设置在所述器件区域外侧的周边区域，在所述器件区域中层叠有布线层和含有化合物半导体材料的半导体层；以及
读出电路基板，其面对着所述半导体层，所述布线层位于所述读出电路基板与所述半导体层之间，并且所述读出电路基板通过所述布线层电气连接到所述半导体层，
所述器件基板的所述周边区域具有与所述读出电路基板接合的接合面。
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