CN112640112A - 固体摄像装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

希望提供能够进一步提高固体摄像装置的品质和可靠性的固体摄像装置。提供了一种固体摄像装置，其包括：第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；第二半导体器件，在该第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有像素信号的信号处理所需的第一信号处理电路；第三半导体器件，在该第三半导体器件中，利用填埋部件而埋入有像素信号的信号处理所需的第二信号处理电路；和含硅层。第一半导体器件和第二半导体器件彼此电气连接，第一半导体器件和第三半导体器件彼此电气连接，第一半导体器件、含硅层和第二半导体器件按此顺序布置着，并且第一半导体器件、含硅层和第三半导体器件按此顺序布置着。

Description

固体摄像装置和电子设备
技术领域
本技术涉及固体摄像装置和电子设备。
背景技术
通常，诸如CMOS(互补金属氧化物半导体：complementary metal oxidesemiconductor)图像传感器和CCD(电荷耦合器件：charge coupled device)等固体摄像装置广泛地用于数码照相机、数码摄影机等中。
近年来，已经积极地开发了用于使固体摄像装置小型化的技术，并且例如，曾经提出了通过WoW(晶片上晶片：wafer on wafer)方式把固体摄像元件与诸如信号处理电路和存储电路等电路以晶片状态相结合而层叠起来的技术。
引用技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2014-099582号公报
发明内容
要解决的技术问题
然而，尽管专利文献1中所提出的技术可以实现固体摄像装置的小型化，但是依然存在着无法进一步提高固体摄像装置的品质和可靠性的问题。
因此，本技术是鉴于这种状况而做出的，并且本技术的主要目的是提供一种能够进一步提高固体摄像装置的品质和可靠性的固体摄像装置以及配备有这种固体摄像装置的电子设备。
技术问题的解决方案
本发明的发明人进行了努力研究来解决上述问题，结果，成功地进一步提高了固体摄像装置的品质和可靠性，由此完成了本技术。
也就是说，作为第一方面，本技术提供了一种固体摄像装置，其设置有：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所必需的信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着。
在根据本技术的第一方面的固体摄像装置中，可以形成有贯穿所述含硅层的贯穿通路，并且所述第一半导体器件和所述第二半导体器件可以经由所述贯穿通路彼此电气连接。
在根据本技术的第一方面的固体摄像装置中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件可以通过Cu-Cu接合而彼此电气连接。
在根据本技术的第一方面的固体摄像装置中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件可以通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述含硅层可以形成在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间的所述Cu-Cu接合的界面处。
在根据本技术的第一方面的固体摄像装置中，可以形成有贯穿所述含硅层的贯穿通路，并且所述第一半导体器件和所述第二半导体器件可以经由所述贯穿通路通过所述Cu-Cu接合而彼此电气连接。
在根据本技术的第一方面的固体摄像装置中，所述含硅层可以跨多个像素而连续地形成。
在根据本技术的第一方面的固体摄像装置中，所述含硅层可以包含从由单晶硅、非晶硅和多晶硅组成的群组中选择的至少一种硅。
在根据本技术的第一方面的固体摄像装置中，所述含硅层可以包含掺杂物，并且所述含硅层中的所述掺杂物的含量可以是1E18原子/cm3以上。
此外，作为第二方面，本技术提供了一种固体摄像装置，其设置有：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第一信号处理电路；
第三半导体器件，在所述第三半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第二信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第三半导体器件按此顺序布置着。
在根据本技术的第二方面的固体摄像装置中，所述第二半导体器件和所述第三半导体器件可以形成在大致同一层中。
在根据本技术的第二方面的固体摄像装置中，可以形成有贯穿所述含硅层的第一贯穿通路和第二贯穿通路，
所述第一半导体器件和所述第二半导体器件可以经由所述第一贯穿通路彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件可以经由第二贯穿通路彼此电气连接。
在根据本技术的第二方面的固体摄像装置中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件可以通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件可以通过Cu-Cu接合而彼此电气连接。
在根据本技术的第二方面的固体摄像装置中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件可以通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件可以通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述含硅层可以形成在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间以及所述第一半导体器件与所述第三半导体器件之间的所述Cu-Cu接合的界面处。
在根据本技术的第二方面的固体摄像装置中，可以形成有贯穿所述含硅层的第一贯穿通路和第二贯穿通路，
所述第一半导体器件和第二半导体器件可以经由所述第一贯穿通路通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件可以经由所述第二贯穿通路通过Cu-Cu接合而彼此电气连接。
在根据本技术的第二方面的固体摄像装置中，所述含硅层可以跨多个像素而连续地形成。
在根据本技术的第二方面的固体摄像装置中，所述含硅层可以包含从由单晶硅、非晶硅和多晶硅组成的群组中选择的至少一种硅。
在根据本技术的第二方面的固体摄像装置中，所述含硅层可以包含掺杂物，并且所述含硅层中的所述掺杂物的含量可以是1E18原子/cm3以上。
此外，作为第三方面，本技术提供了一种电子设备，其配备有固体摄像装置，所述固体摄像装置设置有：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着。
作为第四方面，本技术提供了一种电子设备，其配备有固体摄像装置，所述固体摄像装置设置有：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第一信号处理电路；
第三半导体器件，在所述第三半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第二信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第三半导体器件按此顺序布置着。
此外，作为第五方面，本技术提供了一种配备有根据本技术的固体摄像装置的电子设备。
根据本技术，可以实现进一步提高固体摄像装置的品质和可靠性。注意，这里记载的效果并非是限制性的，并且可以是本公开中所记载的任何效果。
附图说明
图1是示出本技术适用的固体摄像装置的构造例的图。
图2是用于说明本技术适用的固体摄像装置的制造方法的图。
图3是用于说明本技术适用的固体摄像装置的制造方法的图。
图4是示出本技术适用的固体摄像装置的构造例的图。
图5是示出本技术适用的固体摄像装置的构造例的图。
图6是用于说明本技术适用的固体摄像装置的制造方法的图。
图7是用于说明本技术适用的固体摄像装置的制造方法的图。
图8是示出固体摄像装置的构造例的图。
图9是示出根据本技术适用的第一至第三实施方案的固体摄像装置的使用例的图。
图10是根据本技术适用的第四实施方案的电子设备的示例的功能框图。
图11是示出内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图12是示出摄像头和CCU(相机控制单元：camera control unit)的功能构造的示例的框图。
图13是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图14是示出车外信息检测单元和摄像部的设置位置的示例的说明图。
具体实施方式
在下文中，说明了用于实施本技术的优选模式。下文中所说明的实施方案示出了本技术的代表性实施方案的示例，并且本发明的保护范围不会因此被狭窄地解释。注意，除非另有说明，否则在附图中，“上”是指图中的上方向或上侧，“下”是指图中的下方向或下侧，“左”是指图中的左方向或左侧，“右”是指图中的右方向或右侧。此外，在附图中，相同或等同的构件或部件被赋予了相同的附图标记，并且省略了重复说明。
按以下顺序进行说明。
1.本技术的概要
2.第一实施方案(固体摄像装置的示例1)
3.第二实施方案(固体摄像装置的示例2)
4.第三实施方案(固体摄像装置的示例3)
5.第四实施方案(电子设备的示例)
6.本技术适用的固体摄像装置的使用例
7.内窥镜手术系统的应用例
8.移动体的应用例
<1.本技术的概要>
首先，说明本技术的概要。
存在着一种固体摄像装置，其具有按如下方式得到的装置结构：其中，将图像传感器以及诸如逻辑(信号处理IC(集成电路))和存储器等IC(集成电路)切成小块，仅把无缺陷的芯片排列起来，将它们制成晶片，形成配线，并且将其粘附到图像传感器(CIS：接触式图像传感器)由此进行连接。与WoW(晶片上晶片：wafer on wafer)方式相比而言，成品率损失和面积损失可以更小，并且与凸块连接(bump connection)相比而言，连接电极可以微细化。
上述固体摄像装置将会参照图8来予以说明。图8是固体摄像装置111的截面图。
在图8所示的固体摄像装置111中，从图8中的上侧(光入射侧)按顺序层叠有芯片上透镜(on-chip lens)131-1、芯片上彩色滤光片(on-chip color filter)131-2、固体摄像元件120、配线层140和氧化膜135，此外，在它们的下方(在图8中的下侧)，例如存储电路121和逻辑电路122层叠在同一层中以作为信号处理电路。存储电路121布置在左侧(图8中的左侧)，并且逻辑电路122布置在右侧(图8中的右侧)。然后，在图8所示的固体摄像装置111中，支撑基板132被形成在存储电路121和逻辑电路122的下方(图8中的下侧)。
即，如图8所示，固体摄像装置111包括：含有固体摄像元件120、配线层140和氧化膜135的第一半导体器件111-a；含有存储电路121、配线层141和氧化膜136的第二半导体器件111-b；以及含有逻辑电路122、配线层142和氧化膜136的第三半导体器件111-c。
在固体摄像元件120的形成于配线层140中的端子120a之中，处于存储电路121上方的端子120a通过以Cu-Cu接合的方式被连接着的配线134与存储电路121的形成于配线层141中的端子121a电气连接。
此外，在固体摄像元件120的形成于配线层140中的端子120a之中，处于逻辑电路122上方的端子120a通过以Cu-Cu接合的方式被连接着的配线134与逻辑电路122的形成于配线层142中的端子122a电气连接。
在形成有存储电路121和配线层141的第二半导体器件111-b以及形成有逻辑电路122和配线层142的第三半导体器件111-c中，在第二半导体器件111-b和第三半导体器件111-c周围的空间填埋有氧化膜133。因此，第二半导体器件111-b和第三半导体器件111-c处于被埋入到氧化膜(绝缘膜)133中的状态。
此外，在第一半导体器件111-a与第二半导体器件111-b之间以及第一半导体器件111-a与第三半导体器件111-c之间的边界处，从图8中的上侧(光入射侧)按顺序形成有氧化膜135和氧化膜136。
此外，第二半导体器件111-b和第三半导体器件111-c都经由氧化膜133及另一氧化膜(图8中未示出；其是氧化膜133与支撑基板132之间的氧化膜)接合到支撑基板132。
然而，在固体摄像装置111中，当第三半导体器件(例如，逻辑芯片)与第二半导体器件(例如，存储芯片)之间的空间填埋有绝缘膜(氧化膜等)(图8中的氧化膜133)以便平坦化时，在制造过程中进行热处理的时候，因为在制造固体摄像装置时所使用的各材料，例如用作填埋材料的绝缘材料和用作配线的金属材料(Cu、Al)之间存在着热膨胀差别，就会导致用于构成固体摄像元件的形成有光电二极管(PD)的硅(Si)基板的膜厚度出现差异，并且可能会影响最终的摄像特性。此外，在芯片端面和用于构成逻辑基板的晶体管上发生的热载流子发光(HC(hot carrier)发光)(图8中的发光Q)、来自外部的光(图8中的光R)、以及从由图像传感器透过的入射光中泄漏过来的光(图8中的光P)的影响都可能会随着芯片的有无而发生变化，因而影响摄像特性。
本技术是鉴于上述情形而做出的。作为根据本技术的第一方面的固体摄像装置是这样的固体摄像装置：其设置有第一半导体器件、第二半导体器件以及含硅层；所述第一半导体器件包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的信号处理电路；这里，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接；并且所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着。
此外，作为根据本技术的第二方面的固体摄像装置是这样的固体摄像装置：其设置有第一半导体器件、第二半导体器件、第三半导体器件以及含硅层；该第一半导体器件包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第一信号处理电路；在所述第三半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第二信号处理电路；这里，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，且所述第一半导体器件和所述第三半导体器件彼此电气连接；这里，所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着，且所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第三半导体器件按此顺序布置着。
注意，在根据本技术的固体摄像装置中，其中利用填埋部件而埋入有像素信号的信号处理所需的信号处理电路的半导体器件不限于第一方面和第二方面，并且可以包括三个以上的这种半导体器件。此外，含硅(Si)层可以包含除硅(Si)以外的元素，例如锗(Ge)等。此外，含硅(Si)层可以是含硅基板。
在根据本技术的固体摄像装置的示例中，硅(Si)层被夹在芯片(Chip)(用于构成第二半导体器件的芯片，或用于构成第二半导体器件和第三半导体器件的芯片)与晶片(Wafer)(用于构成第一半导体器件的芯片)之间的Cu-Cu接合界面处，该硅(Si)层在图像传感器的视角范围内未被划分，而是跨多个像素连续地形成。贯穿通路被形成得贯穿该硅(Si)层，并且该贯穿通路通过Cu-Cu接合的方式而接合到芯片侧。
根据本技术，能够实现进一步提高固体摄像装置的品质和可靠性。具体地，根据本技术，关于含硅(Si)层，通过把该含硅(Si)层引入到芯片(例如，用于构成第二半导体器件的芯片，或用于构成第二半导体器件和第三半导体器件的芯片)与晶片(用于构成第一半导体器件的芯片)之间，刚性增强了，而且，例如，由于填埋材料(绝缘材料)和配线(金属材料)之间的热膨胀差别而导致的朝着光电二极管(PD)侧的推挤力减小了，对摄像特性的影响降低了，此外，含硅(Si)层能够吸收来自外部的光、来自逻辑基板(逻辑电路)的热载流子发光(HC发光)、泄漏过来的入射光等，因而降低了对摄像特性的影响。此外，根据本技术，通过引入重掺杂的硅(Si)层，可以遮断上下基板之间的电磁噪声。
在下文中，将会详细说明根据本技术的实施方案。
<2.第一实施方案(固体摄像装置的示例1)>
参照图1至图3来说明根据本技术的第一实施方案(固体摄像装置的示例1)的固体摄像装置。图1是根据本技术的第一实施方案的固体摄像装置1的截面图，并且图2和图3是示出用于说明根据本技术的第一实施方案的固体摄像装置1的制造方法的截面图。
在图1所示的固体摄像装置1中，从图1中的上侧(光入射侧)按顺序层叠有芯片上透镜131-1、芯片上彩色滤光片131-2、固体摄像元件120、配线层140、氧化膜135、以及硅(Si)层501，此外，在它们的下方(在图1中的下侧)，例如存储电路121和逻辑电路122层叠在同一层中以作为信号处理电路。存储电路121布置在左侧(图1中的左侧)，并且逻辑电路122布置在右侧(图1中的右侧)。然后，在图1所示的固体摄像装置1中，支撑基板132被形成在存储电路121和逻辑电路122的下方(图1中的下侧)。
即，如图1所示，固体摄像装置1包括：含有固体摄像元件120、配线层140和氧化膜135的第一半导体器件1-a；含有存储电路121、配线层141和氧化膜136的第二半导体器件1-b；以及含有逻辑电路122、配线层142和氧化膜136的第三半导体器件1-c，此外，含硅层(第一实施方案中的硅(Si)层501)被布置(层叠)在第一半导体器件1-a与第二半导体器件1-b之间及第一半导体器件1-a与第三半导体器件1-c之间。
硅(Si)层501也可以具有如下的构造：其在固体摄像元件120(图像传感器)的视角范围内未被划分，而是跨多个像素连续地形成。硅(Si)层501的厚度可以是任意厚度，但是优选为3μm以上，以便能够吸收可见光。此外，硅(Si)层501的厚度(厚度A)与固体摄像元件120(硅(Si)基板)的厚度(厚度B)之间的关系优选满足关系表达式A≥B。注意，硅(Si)层也可以是硅(Si)基板。
如图1所示，硅(Si)层吸收了在芯片端面和用于构成逻辑基板的晶体管上发生的热载流子发光(HC发光)(图1中的发光Q)、来自外部的光(图1中的光R)、以及从由图像传感器透过的入射光中泄漏过来的光(图1中的光P)。
在固体摄像元件120的形成于配线层140中的端子120a之中，处于存储电路121上方的端子120a通过配线134与存储电路121的形成于配线层141中的端子121a电气连接，该配线134以Cu-Cu接合的方式被连接着且包含贯穿硅(Si)层501的贯穿通路。
此外，在固体摄像元件120的形成于配线层140中的端子120a之中，处于逻辑电路122上方的端子120a通过配线134与逻辑电路122的形成于配线层142中的端子122a电气连接，该配线134以Cu-Cu接合的方式被连接着且包含贯穿硅(Si)层501的贯穿通路。
在形成有存储电路121和配线层141的第二半导体器件1-b以及形成有逻辑电路122和配线层142的第三半导体器件1-c中，在第二半导体器件1-b和第三半导体器件1-c周围的空间填埋有氧化膜133。因此，第二半导体器件1-b和第三半导体器件1-c处于被埋入到氧化膜(绝缘膜)133中的状态。
此外，在第一半导体器件1-a与第二半导体器件1-b之间以及第一半导体器件1-a与第三半导体器件1-c之间的边界区域中，从图1中的上侧(光入射侧)按顺序形成有氧化膜135、硅(Si)层501和氧化膜136。即，硅(Si)层501形成在第一半导体器件1-a与第二半导体器件1-b之间以及第一半导体器件1-a与第三半导体器件1-c之间的Cu-Cu接合的界面处。
此外，第二半导体器件1-b和第三半导体器件1-c都经由氧化膜133及另一氧化膜(图1中未示出；其是氧化膜133与支撑基板132之间的氧化膜)接合到支撑基板132。
接下来，参照图2至图3来说明固体摄像装置1的制造方法。
如图2中的(a)所示，在BEOL工序(后道配线工序：Back End Of Line)的过程中，在固体摄像元件(图像传感器基板)120上形成配线层140，并且在配线层140上形成氧化膜135，由此制造出第一半导体器件(与图1中的第一半导体器件1-a相同)。
将硅(Si)层(可以是硅(Si)基板)501粘附到第一半导体器件(氧化膜135)上(图2中的(b))。
接下来，如图2中的(c)所示，将硅(Si)层(硅(Si)基板)501减薄。
关于Cu-Cu接合，针对端子120a而形成有配线134，该配线134包括贯穿硅(Si)层(硅(Si)基板)501的贯穿通路，并且如图2中的(d)所示，含有固体摄像元件120等的第一半导体器件与被切成小块的第二半导体器件(存储芯片)(与图1中的第二半导体器件1-b相同)及第三半导体器件(逻辑芯片)(与图1中的第三半导体器件1-c相同)以CoW(晶片上芯片：chip on wafer)方式通过配线134按Cu-Cu接合的方式接合起来，因而彼此电气连接。注意，在第二半导体器件(存储芯片)中预先形成有端子121a和连接到端子121a的配线134，并且在第三半导体器件(逻辑芯片)中形成有端子122a和连接到端子122a的配线134。
如图2中的(e)所示，把第二半导体器件(存储芯片)的用于构成存储电路121的硅(Si)基板和第三半导体器件(逻辑芯片)的用于构成逻辑电路122的硅(Si)基板减薄。
参照图3进行说明。
如图3中的(a)所示，第二半导体器件(存储芯片)和第三半导体器件(逻辑芯片)中的台阶被填埋并进行平坦化。为了将芯片台阶填埋和平坦化，可以使用无机材料，可以使用有机材料，或者可以使用它们两者的组合。在图3中的(a)中，填埋部件是氧化膜(绝缘膜)133。
如图3中的(b)所示，将上面所得到的构造上下反转，使得图3中的(a)所示的处于下部(图3中的(a)的下侧)的固体摄像元件120变成处于上部(图3中的(b)的上侧)，接着，将支撑基板132经由氧化膜(绝缘膜；未示出)粘附到氧化膜133的下部(图3中的(b)的下侧)，并且将用于构成固体摄像元件120的硅(Si)基板减薄到预定厚度(图3中的(c))。
最后，如图3中的(d)所示，形成背面遮光构造(未示出)，在固体摄像元件120上形成芯片上彩色滤光片131-2，并且在芯片上彩色滤光片131-2上形成芯片上透镜131-1。然后，通过开设出焊盘(未示出)，完成了固体摄像装置1的装置构造，并且制造出了固体摄像装置1。
根据本技术的第一实施方案的固体摄像装置1，可以实现进一步提高固体摄像装置的品质和可靠性。具体地，根据本技术的第一实施方案的固体摄像装置1，关于硅(Si)层501，通过把该硅(Si)层501引入到芯片(例如，用于构成第二半导体器件1-b的芯片，或用于构成第二半导体器件1-b和第三半导体器件1-c的芯片)与晶片(用于构成第一半导体器件1-a的芯片)之间，刚性增强了，而且，例如，由于填埋材料(绝缘材料)和配线(金属材料)之间的热膨胀差异而导致的朝着光电二极管(PD)侧的推挤力减小了，对摄像特性的影响降低了，此外，硅(Si)层501能够吸收来自外部的光、来自逻辑基板(逻辑电路)的热载流子发光(HC发光)、泄漏过来的入射光等，因而降低了对摄像特性的影响。
<3.第二实施方案(固体摄像装置的示例2)>
参照图4来说明根据本技术的第二实施方案(固体摄像装置的示例2)的固体摄像装置。图4是根据本技术的第二实施方案的固体摄像装置2的截面图。
在图4所示的固体摄像装置2中，从图4中的上侧(光入射侧)按顺序层叠有芯片上透镜131-1、芯片上彩色滤光片131-2、固体摄像元件120、配线层140、氧化膜135、以及含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502，而且，在它们的下方(在图4中的下侧)，例如存储电路121和逻辑电路122层叠在大致同一层中以作为信号处理电路。存储电路121布置在左侧(图4中的左侧)，并且逻辑电路122布置在右侧(图4中的右侧)。然后，在图4所示的固体摄像装置2中，支撑基板132被形成在存储电路121和逻辑电路122的下方(图4中的下侧)。
即，如图4所示，固体摄像装置2包括：含有固体摄像元件120、配线层140和氧化膜135的第一半导体器件2-a；含有存储电路121、配线层141和氧化膜136的第二半导体器件2-b；以及含有逻辑电路122、配线层142和氧化膜136的第三半导体器件2-c，此外，含硅层(第二实施方案中的含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502)被布置(层叠)在第一半导体器件2-a与第二半导体器件2-b之间以及第一半导体器件2-a与第三半导体器件2-c之间。
含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502也可以具有如下的构造：其在固体摄像元件120(图像传感器)的视角范围内未被划分，而是跨多个像素连续地形成。硅(Si)层502的厚度可以是任意厚度，但是优选为3μm以上，以便能够吸收可见光。此外，含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502的厚度(厚度A)与固体摄像元件120(硅(Si)基板)的厚度(厚度B)之间的关系优选满足关系表达式A≥B。注意，含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502也可以是含有高浓度掺杂物的硅(Si)基板。
含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502具有重掺杂结构(例如，含有1E18原子/cm3以上的掺杂物)。含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502可以表现得类似于金属，结果，它具有遮断了图4中的上下基板(用于构成第一半导体器件2-a的硅(Si)基板、用于构成第二半导体器件2-b的硅(Si)基板、以及用于构成第三半导体器件的硅(Si)基板)之间的电磁噪声的功能。例如，掺杂物是硼(B)、磷(P)、砷(As)等。
尽管未在图4中示出，但是与第一实施方案中的固体摄像装置1的情况一样，含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502能够吸收在芯片端面和用于构成逻辑基板的晶体管上发生的热载流子发光(HC发光)、来自外部的光、以及从由固体摄像元件(图像传感器)120透过的入射光中泄漏过来的光。
在固体摄像元件120的形成于配线层140中的端子120a之中，处于存储电路121上方的端子120a通过配线134与存储电路121的形成于配线层141中的端子121a电气连接，该配线134以Cu-Cu接合的方式被连接着且包含贯穿含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502的贯穿通路。
此外，在固体摄像元件120的形成于配线层140中的端子120a之中，处于逻辑电路122上方的端子120a通过配线134与逻辑电路122的形成于配线层142中的端子122a电气连接，该配线134以Cu-Cu接合的方式被连接着且包含贯穿含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502的贯穿通路。
在形成有存储电路121和配线层141的第二半导体器件2-b以及形成有逻辑电路122和配线层142的第三半导体器件2-c中，在第二半导体器件2-b和第三半导体器件2-c周围的空间填埋有氧化膜(绝缘膜)133。因此，第二半导体器件2-b和第三半导体器件2-c处于被埋入到氧化膜(绝缘膜)133中的状态。
此外，在第一半导体器件2-a与第二半导体器件2-b之间以及第一半导体器件2-a与第三半导体器件2-c之间的边界区域中，从图4中的上侧(光入射侧)按顺序形成有氧化膜135、含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502、以及氧化膜136。即，含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502被形成在第一半导体器件2-a与第二半导体器件2-b之间以及第一半导体器件2-a与第三半导体器件2-c之间的Cu-Cu接合的界面处。
此外，第二半导体器件2-b和第三半导体器件2-c都经由氧化膜(绝缘膜)133和另一氧化膜(图4中未示出；其是氧化膜133与支撑基板132之间的氧化膜)接合到支撑基板132。
在固体摄像装置2的制造方法中，可以按原样地运用上面说明的图2和图3的内容，并且将硅(Si)层501(也可以是硅(Si)基板)替换为含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502(也可以是含有高浓度掺杂物的硅(Si)基板)。
根据本技术的第二实施方案的固体摄像装置2，可以实现进一步提高固体摄像装置的品质和可靠性。具体地，根据本技术的第二实施方案的固体摄像装置2，关于含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502，通过把该含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502引入到芯片(例如，用于构成第二半导体器件2-b的芯片，或用于构成第二半导体器件2-b和第三半导体器件2-c的芯片)与晶片(用于构成第一半导体器件2-a的芯片)之间，刚性增强了，而且，例如，由于填埋材料(绝缘材料)和配线(金属材料)之间的热膨胀差异而导致的朝着光电二极管(PD)侧的推挤力减小了，对摄像特性的影响降低了，此外，含有高浓度掺杂物的硅(Si)层502能够吸收来自外部的光、来自逻辑基板(逻辑电路)的热载流子发光(HC发光)、泄漏过来的入射光等，因而降低了对摄像特性的影响。此外，如上所述，在根据本技术的第二实施方案的固体摄像装置2中，通过引入重掺杂的硅(Si)层502，可以遮断上下基板之间的电磁噪声。
<4.第三实施方案(固体摄像装置的示例3)>
参照图5至图7来说明根据本技术的第三实施方案(固体摄像装置的示例3)的固体摄像装置。图5是根据本技术的第三实施方案的固体摄像装置3的截面图，并且图6和图7是示出用于说明根据本技术的第三实施方案的固体摄像装置3的制造方法的截面图。
在图5所示的固体摄像装置3中，从图5中的上侧(光入射侧)按顺序层叠有芯片上透镜131-1、芯片上彩色滤光片131-2、固体摄像元件120、配线层140、氧化膜135、以及非晶硅(Si)层503，此外，在它们的下方(在图5中的下侧)，例如存储电路121和逻辑电路122层叠在大致同一层中以作为信号处理电路。存储电路121布置在左侧(图5中的左侧)，并且逻辑电路122布置在右侧(图5中的右侧)。然后，在图5所示的固体摄像装置3中，支撑基板132被形成在存储电路121和逻辑电路122的下方(图5中的下侧)。
即，如图5所示，固体摄像装置3包括：含有固体摄像元件120、配线层140和氧化膜135的第一半导体器件3-a；含有存储电路121、配线层141和氧化膜136的第二半导体器件3-b；以及含有逻辑电路122、配线层142和氧化膜136的第三半导体器件3-c，此外，含硅层(第三实施方案中的非晶硅(Si)层503)被布置(层叠)在第一半导体器件3-a与第二半导体器件3-b之间及第一半导体器件3-a与第三半导体器件3-c之间。
非晶硅(Si)层503也可以具有如下的构造：其在固体摄像元件120(图像传感器)的视角范围内未被划分，而是跨多个像素连续地形成。非晶硅(Si)层503的厚度可以是任意厚度，但是优选为3μm以上，以便能够吸收可见光。此外，非晶硅(Si)层503的厚度(厚度A)与固体摄像元件120(硅(Si)基板)的厚度(厚度B)之间的关系优选满足关系表达式A≥B。
如图5所示，非晶硅(Si)层吸收了在芯片端面和用于构成逻辑基板的晶体管上发生的热载流子发光(HC发光)(图5中的发光Q)、来自外部的光(图5中的光R)、以及从由固体摄像元件(图像传感器)120透过的入射光中泄漏过来的光(图5中的光P)。
在固体摄像元件120的形成于配线层140中的端子120a之中，处于存储电路121上方的端子120a通过配线134与存储电路121的形成于配线层141中的端子121a电气连接，该配线134以Cu-Cu接合的方式被连接着并且包含贯穿非晶硅(Si)层503的贯穿通路。
此外，在固体摄像元件120的形成于配线层140中的端子120a之中，处于逻辑电路122上方的端子120a通过配线134与逻辑电路122的形成于配线层142中的端子122a电气连接，该配线134以Cu-Cu接合的方式被连接着并且包含贯穿非晶硅(Si)层503的贯穿通路。
在形成有存储电路121和配线层141的第二半导体器件3-b以及形成有逻辑电路122和配线层142的第三半导体器件3-c中，在第二半导体器件3-b和第三半导体器件3-c周围的空间填埋有氧化物膜(绝缘膜)133。因此，第二半导体器件3-b和第三半导体器件3-c处于被埋入到氧化膜(绝缘膜)133中的状态。
此外，在第一半导体器件3-a与第二半导体器件3-b之间以及第一半导体器件3-a与第三半导体器件3-c之间的边界区域中，从图5中的上侧(光入射侧)按顺序形成有氧化膜135、非晶硅(Si)层503和氧化膜136。即，非晶硅(Si)层503形成在第一半导体器件3-a与第二半导体器件3-b之间以及第一半导体器件3-a与第三半导体器件3-c之间的Cu-Cu接合的界面处。
此外，第二半导体器件3-b和第三半导体器件3-c都经由氧化膜(绝缘膜)133和另一氧化膜(图5中未示出；其是氧化膜133和支撑基板132之间的氧化膜)接合到支撑基板132。
接下来，参照图6至图7来说明固体摄像装置3的制造方法。
如图6中的(a)所示，在BEOL工序(后道配线工序：Back End Of Line)的过程中，在固体摄像元件(图像传感器基板)120上形成配线层140，并且在配线层140上形成氧化膜135，以制造出第一半导体器件(与图5中的第一半导体器件3-a相同)。
通过使用化学气相沉积(CVD：chemical vapor deposition)法在第一半导体器件(氧化膜135)上形成非晶硅(Si)层503(图6中的(b))。在配线层140中形成有铜(Cu)配线的情况下，优选通过使用CVD法在400℃以下的温度下沉积非晶硅(Si)层503。作为含硅(Si)层，可以代替非晶硅(Si)层503的是，也可以使用多晶硅(Si)层，或者也可以使用单晶硅(Si)层，或者也可以使用从非晶硅(Si)、多晶硅(Si)和单晶硅(Si)中任意选择的组合中的硅(Si)。非晶硅(Si)层503的厚度可以是任意厚度，但是优选为3μm以上。
关于Cu-Cu接合，针对端子120a而形成有配线134，该配线134包括贯穿非晶硅(Si)层503的贯穿通路，并且如图6中的(c)所示，包括固体摄像元件120等的第一半导体器件与被切成小块的第二半导体器件(存储芯片)(与图5中的第二半导体器件3-b相同)及第三半导体器件(逻辑芯片)(与图5中的第三半导体器件3-c相同)以CoW(晶片上芯片：chip onwafer)方式通过配线134按Cu-Cu接合方式而接合起来，从而彼此电气连接。注意，在第二半导体器件(存储芯片)中预先形成有端子121a和连接到端子121a的配线134，并且在第三半导体器件(逻辑芯片)中形成有端子122a和连接到端子122a的配线134。
如图6中的(d)所示，把第二半导体器件(存储芯片)的用于构成存储电路121的硅(Si)基板和第三半导体器件(逻辑芯片)的用于构成逻辑电路122的硅(Si)基板减薄。
参照图7进行说明。
如图7中的(a)所示，第二半导体器件(存储芯片)和第三半导体器件(逻辑芯片)中的台阶被填埋并进行平坦化。为了将芯片台阶填埋和平坦化，可以使用无机材料，可以使用有机材料，或者可以使用它们两者的组合。在图7中的(a)中，填埋部件是氧化膜(绝缘膜)133。
如图7中的(b)所示，将上面所得到的构造上下反转，使得图7中的(a)所示的处于下部(图7中的(a)的下侧)的固体摄像元件120变成处于上部(图7中的(b)的上侧)，接着，将支撑基板132经由氧化膜(绝缘膜；未示出)粘附到氧化膜133的下部(图7中的(b)的下侧)，并且将用于构成固体摄像元件120的硅(Si)基板减薄到预定厚度(图7中的(c))。
最后，如图7中的(d)所示，形成背面遮光构造(未示出)，在固体摄像元件120上形成芯片上彩色滤光片131-2，并且在芯片上彩色滤光片131-2上形成芯片上透镜131-1。然后，通过开设焊盘(未示出)，完成了固体摄像装置3的装置结构，并且制造出了固体摄像装置3。
根据本技术的第三实施方案的固体摄像装置3，可以实现进一步提高固体摄像装置的品质和可靠性。具体地，根据本技术的第三实施方案的固体摄像装置3，关于非晶硅(Si)层503，通过把该非晶硅(Si)层503引入到芯片(例如，用于构成第二半导体器件3-b的芯片，或用于构成第二半导体器件3-b和第三半导体器件3-c的芯片)与晶片(用于构成第一半导体器件3-a的芯片)之间，刚性增强了，而且，例如，由于填埋材料(绝缘材料)和配线(金属材料)之间的热膨胀差异而导致的朝着光电二极管(PD)侧的推挤力减小了，对摄像特性的影响降低了，此外，非晶硅(Si)层503能够吸收来自外部的光、来自逻辑基板(逻辑电路)的热载流子发光(HC发光)、泄漏过来的入射光等，因而降低了对摄像特性的影响。
<5.第四实施方案(电子设备的示例)>
作为第一方面，根据本技术的第四实施方案的电子设备是配备有根据本技术的第一方面的固体摄像装置的电子设备，而且，根据本技术的第一方面的固体摄像装置是如下这样的固体摄像装置：其设置有第一半导体器件、第二半导体器件以及含硅层；该第一半导体器件包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；在该第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有像素信号的信号处理所需的信号处理电路；第一半导体器件和第二半导体器件彼此电气连接，并且第一半导体器件、含硅层和第二半导体器件按此顺序布置着。
此外，作为第二方面，根据本技术的第四实施方案的电子设备是配备有根据本技术的第二方面的固体摄像装置的电子设备，而且，根据本技术的第二方面的固体摄像装置是如下这样的固体摄像装置：其设置有第一半导体器件、第二半导体器件、第三半导体器件以及含硅层；该第一半导体器件包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；在该第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有像素信号的信号处理所需的第一信号处理电路；在该第三半导体器件中，利用填埋部件而埋入有像素信号的信号处理所需的第二信号处理电路；第一半导体器件和第二半导体器件彼此电气连接，第一半导体器件和和第三半导体器件彼此电气连接；并且第一半导体器件、含硅层和第二半导体器件按此顺序布置着，且第一半导体器件、含硅层和第三半导体器件按此顺序布置着。
例如，根据本技术的第四实施方案的电子设备是配备有根据本技术的第一至第三实施方案的固体摄像装置之中的任何一个实施方案的固体摄像装置的电子设备。
<6.本技术适用的固体摄像装置的使用例>
图9是示出根据本技术的第一至第三实施方案的固体摄像装置作为图像传感器的使用例的图。
例如，上述第一至第三实施方案的固体摄像装置可以用于下文所述的对诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光进行感测的各种情况。即，如图9所示，例如，第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以用在诸如拍摄供鉴赏用的图像的鉴赏领域、交通领域、家用电器领域、医疗保健领域、安保领域、美容领域、运动领域、农业领域等中所使用的设备(例如，上述第四实施方案的电子设备)中。
具体地，在鉴赏领域中，例如，第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以用在：诸如数码照相机、智能手机和具有拍照功能的便携式电话等用于拍摄供鉴赏用的图像的设备中。
在交通领域中，例如，第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以用在诸如下列之类的用于交通的设备中：为了实现诸如自动停止等安全驾驶或者为了识别驾驶员状态等，对汽车的前方、后方、周围、内部等进行拍摄的车载传感器；监视行进车辆或道路的监视传感器；测量车辆之间的距离的测距传感器，等等。
在家用电器领域中，例如，第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以用在诸如电视接收机、冰箱和空调等用于家用电器的设备中，以拍摄用户的手势并且根据该手势来操作设备。
在医疗保健领域中，例如，第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以用在诸如内窥镜、通过接收红外光进行血管造影的设备等医疗保健设备中。
在安保领域中，例如，第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以用在诸如预防犯罪用途的监视相机和人物身份认证用途的相机等安保设备中。
在美容领域中，例如，第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以用在诸如拍摄皮肤的皮肤测量设备或拍摄头皮的显微镜等美容设备中。
在运动领域中，例如，第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以用在诸如运动用途的相机或运动时的可穿戴式相机等运动设备中。
在农业领域中，例如，第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以用在诸如监控农田或农作物状态的相机等农业设备中。
接下来，具体说明根据本技术的第一至第三实施方案的固体摄像装置的使用例。例如，上述第一至第三实施方案中的任何一个实施方案的固体摄像装置可以作为例如固体摄像装置101而适用于诸如数码照相机或摄影机等相机系统、或者具有摄像功能的便携式电话等具有摄像功能的任何类型的电子设备中。图10示出作为示例的电子设备102(相机)的示意性构造。例如，电子设备102是能够拍摄静止图像或运动图像的摄像机，并且其包括：固体摄像装置101；光学系统(光学透镜)310；快门装置311；用于驱动固体摄像装置101和快门装置311的驱动单元313；以及信号处理单元312。
光学系统310将来自被摄体的图像光(入射光)引导至固体摄像装置101的像素单元101a。光学系统310可以包括多个光学透镜。快门装置311控制固体摄像装置101的光照时段和遮光时段。驱动单元313控制固体摄像装置101的传输操作和快门装置311的快门操作。信号处理单元312对从固体摄像装置101输出的信号执行各种信号处理。经过信号处理之后的视频信号Dout被存储在诸如存储器等存储介质中或者被输出到监视器等。
<7.内窥镜手术系统的应用例>
本技术适用于各种产品。例如，根据本公开的技术(本技术)可以应用于内窥镜手术系统。
图11是示出可以应用根据本公开的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图11示出手术者(医生)11131通过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11111和能量处置工具11112等其他手术工具11110、用于支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120、以及装载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11101和摄像头11102，该镜筒11101的从其远端起的预定长度的区域插入患者11132的体腔内，该摄像头11102连接到镜筒11101的近端。在该图示出的示例中，示出了内窥镜11100被构造成具有刚性镜筒11101的所谓刚性镜，但内窥镜11100也可以被构造成具有柔性镜筒的所谓柔性镜。
在镜筒11101的远端，设置有用于安装物镜的开口部。光源装置11203连接到内窥镜11100，并且由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内部延伸的光导件而被引导至镜筒的远端，并且经由物镜照射到患者11132的体腔内的观察对象。注意，内窥镜11100可以是直视内窥镜、斜视内窥镜或侧视内窥镜。
光学系统和摄像元件设置在摄像头11102的内部，并且来自观察对象的反射光(观察光)由光学系统聚集到摄像元件上。观察光由摄像元件进行光电转换，并且产生与观察光相对应的电气信号，即，与观察图像相对应的图像信号。图像信号作为RAW(原始)数据发送到相机控制单元(CCU：camera control unit)11201。
CCU 11201由中央处理单元(CPU：central processing unit)、图形处理单元(GPU：graphics processing unit)等构成，并且综合地控制内窥镜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，并对图像信号施加如显像处理(去马赛克处理)等各种图像处理以便显示基于图像信号的图像。
显示装置11202在CCU 11201的控制下显示出基于已经由CCU11201进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)等光源，并且向内窥镜11100提供用于对手术区域等进行拍摄时的照射光。
输入装置11204是用于内窥镜手术系统11000的输入接口。用户可以经由输入装置11204向内窥镜手术系统11000输入各种信息和指令。例如，用户输入用于改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的种类、倍率、焦距等)的指令等。
处置工具控制装置11205控制能量处置工具11112的驱动，以烧灼或切开组织、封止血管等。气腹装置11206经由气腹管11111将气体注入到患者11132的体腔中以使该体腔膨胀，从而确保内窥镜11100的视野并确保手术者的作业空间。记录仪11207是能够记录关于手术的各种信息的设备。打印机11208是能够以诸如文本、图像或图形等各种格式来打印关于手术的各种信息的设备。
注意，例如，将用于对手术区域拍摄时的照射光提供给内窥镜11100的光源装置11203可以包括白光光源，该白光光源例如可以包括LED、激光光源或它们的组合。在通过RGB激光光源的组合来构成白光光源的情况下，由于可以高精度地控制各种颜色(各种波长)的输出强度和输出时序，因此光源装置11203可以调节所拍摄图像的白平衡。此外，在这种情况下，通过让来自各个RGB激光光源的激光以时分方式照射观察对象，并与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，则也可以以时分方式拍摄到对应于RGB的图像。根据该方法，无需在摄像元件中设置彩色滤光片也可以获得彩色图像。
此外，可以控制光源装置11203的驱动，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的时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，以时分方式获得图像并进行图像合成，从而可以得到不具有所谓暗影和高光等缺陷的高动态范围图像。
此外，光源装置11203可以被构造成能够提供与特殊光观察相对应的预定波长带的光。例如，在特殊光观察中，通过利用身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，白色光)相比具有更窄波长带的光，以高对比度拍摄诸如黏膜表层部分的血管等预定组织，由此执行所谓的窄带成像。可替代地，在特殊光观察中，可以执行利用通过激发光的照射而生成的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中，例如，可以通过将激发光照射在身体组织上来执行身体组织的荧光观察(自发荧光观察)，或可以通过将诸如吲哚菁绿(indocyanine green：ICG)等试剂局部注射到身体组织内并将与该试剂的荧光波长相对应的激发光照射在该身体组织上来获得荧光图像。光源装置11203可以被构造成提供与这种特殊光观察相对应的窄带光和/或激发光。
图12是示出图11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CCU11201由传输电缆11400相互连接以便通信。
透镜单元11401是设置在与镜筒11101的连接部处的光学系统。从镜筒11101的远端取得的观察光被引导到摄像头11102并入射到透镜单元11401。透镜单元11401由包括变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合构成。
摄像单元11402包括摄像元件。用于构成摄像单元11402的摄像元件可以是一个摄像元件(所谓的单板型)或多个摄像元件(所谓的多板型)。例如，在摄像单元11402是多板型的情况下，可以由各个摄像元件生成与RGB相对应的图像信号，并且可以将它们合成以获得彩色图像。可替代地，摄像单元11402可以包括用于获取与三维(3D)显示相对应的右眼用图像信号和左眼用图像信号的一对摄像元件。通过3D显示，手术者11131可以更精确地掌握手术区域中的活体组织的深度。注意，在摄像单元11402是多板型的情况下，可以对应于各个摄像元件而设置多个透镜单元11401的系统。
此外，摄像单元11402并非必须设置在摄像头11102上。例如，摄像单元11402可以设置成在镜筒11101内部紧跟在物镜后面。
驱动单元11403包括致动器，并且在摄像头控制单元11405的控制下使透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定的距离。因此，可以适当地调整由摄像单元11402拍摄的图像的倍率和焦点。
通信单元11404包括用于向CCU 11201发送和从CCU 11201接收各种信息的通信装置。通信单元11404经由传输电缆11400将从摄像单元11402获取的图像信号作为RAW数据传送到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，并将其提供给摄像头控制单元11405。例如，控制信号包括诸如下列之类的与摄像条件相关的信息：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和焦点的信息等。
注意，诸如帧速率、曝光值、倍率或焦点等摄像条件可以由使用者适宜地指定或可以由CCU 11201的控制单元11413基于所获取的图像信号自动设定。在后一种情况下，内窥镜11100配备有所谓的自动曝光(AE)功能、自动聚焦(AF)功能和自动白平衡(AWB)功能。
摄像头控制单元11405基于经由通信单元11404从CCU 11201接收的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括用于向摄像头11102发送和从摄像头11102接收各种信息的通信装置。通信单元11411接收从摄像头11102经由传输电缆11400传送过来的图像信号。
此外，通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号传送到摄像头11102。图像信号和控制信号可以通过电气通信、光学通信等进行传输。
图像处理单元11412对从摄像头11102传送过来的作为RAW数据的图像信号执行各种图像处理。
控制单元11413执行与由内窥镜11100对手术区域等拍摄和通过对手术区域等的拍摄而获得的所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，控制单元11413基于已经由图像处理单元11412进行了图像处理的图像信号，使显示装置11202显示出反映了手术区域等的所拍摄图像。此时，控制单元11413可以使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可以通过检测所拍摄图像中所包含的物体的边缘的形状、颜色等来识别例如手术钳等手术工具、特定的活体部位、出血、使用能量装置11112时的薄雾等。控制单元11413在使显示装置11202显示所拍摄图像时，可以使用所识别的结果来重叠地显示各种手术支援信息与手术区域的图像。当手术支援信息被重叠地显示并呈现给手术者11131时，可以减轻手术者11131的负担，并且可以让手术者11131可靠地进行手术。
连接摄像头11102和CCU 11201的传输电缆11400是能够支持电气信号通信的电气信号电缆、能够支持光通信的光纤、或它们的复合电缆。
这里，在示出的示例中，尽管使用传输电缆11400以有线的方式进行通信，但是摄像头11102和CCU 11201之间的通信也可以以无线的方式进行。
上面说明了可以应用根据本公开的技术的内窥镜手术系统的示例。根据本公开的技术可以应用于上述构造之中的内窥镜11100、摄像头11102(的摄像单元11402)等。具体地，本技术的固体摄像装置111可以应用于摄像单元11402。通过将根据本公开的技术应用于内窥镜11100、摄像头11102(的摄像单元11402)等，可以提高内窥镜11100、摄像头11102(的摄像单元11402)等的品质和可靠性。
这里，以内窥镜手术系统为例进行了说明，但除此之外，例如，根据本公开的技术也可以应用于显微镜手术系统等。
<8.移动体的应用例>
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术还可以实现为安装在诸如汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶、机器人等各种移动体中的任何一者中的装置。
图13是示出作为根据本公开的技术可以适用的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造例的框图。
车辆控制系统12000设置有经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图13所示的示例中，车辆控制系统12000设置有驱动系统控制单元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和综合控制单元12050。另外，作为综合控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053。
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起到如下设备等的控制装置的作用，这些设备例如是：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装置、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、以及用于产生车辆制动力的制动装置等。
车身系统控制单元12020根据各种程序控制安装在车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020起到如下设备等的控制装置的作用，这些设备例如是：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、后灯、刹车灯、转向信号灯和雾灯等各种灯。在这种情况下，从代替钥匙的便携式设备发送的无线电波或来自各种开关的信号可以输入到车身系统控制单元12020中。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、灯等。
车外信息检测单元12030检测配备有车辆控制系统12000的车辆的外部信息。例如，摄像部12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并接收所拍摄图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以对行人、车辆、障碍物、标志、或路面上的文字等执行物体检测处理或距离检测处理。
摄像部12031是能够接收光并输出与接收光量相对应的电气信号的光学传感器。摄像部12031可以将电气信号作为图像而输出，或者将电气信号作为测距信息而输出。另外，由摄像部12031接收的光可以是可见光，或可以是诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如，车内信息检测单元12040连接到用于检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041。例如，驾驶员状态检测部12041包括拍摄驾驶员的相机。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驾驶员的专注程度，或者可以判断驾驶员是否在打瞌睡。
微型计算机12051可以基于通过车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆内部和外部的信息，计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且将控制命令输出到驱动系统控制单元12010。例如，微型计算机12051可以执行为了实现高级驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)功能的协同控制，所述高级驾驶员辅助功能包括：车辆的碰撞规避或撞击减轻、基于车辆间距的追随行驶、车速维持行驶、车辆的碰撞警告、以及车辆偏离车道警告等。
此外，微型计算机12051还可以根据由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆外部或内部的信息，通过控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置，来执行以实现不依赖驾驶员的操作控制就能自主行驶的自动行驶为目的的协同控制。
另外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获取的车辆外部的信息，向车身系统控制单元12020输出控制指令。例如，微型计算机12051可以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，通过控制前灯使其从远光灯切换到近光灯来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如下的输出装置：该输出装置能够在视觉或听觉上将信息通知给车上的乘客或通知给车辆外部。在图13的示例中，作为输出装置，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063。例如，显示部12062可以包括板载显示器和平视显示器中的至少一者。
图14是示出摄像部12031的设置位置的示例的图。
在图14中，车辆12100包括作为摄像部12031的摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105设置在包括车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后备箱门和车厢内挡风玻璃的上部等的位置处。设置在前鼻处的摄像部12101和设置在车厢内挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要获取车辆12100的前方图像。设置在侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100的侧方图像。设置在后保险杠或后备箱门处的摄像部12104主要获取车辆12100的后方图像。由摄像部12101和摄像部12105获取的前方图像主要用于检测前车或行人、障碍物、交通信号灯、交通标志、车道等。
注意，在图14中，示出了摄像部12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置在前鼻处的摄像部12101的摄像范围，摄像范围12112和12113表示设置在侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围，并且摄像范围12114表示设置在后保险杠或后备箱门处的摄像部12104的摄像范围。例如，叠加由摄像部12101至12104拍摄的图像数据，从而获得车辆12100的从上方观察到的俯瞰图像。
摄像部12101至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至12104中的至少一者可以是包括多个摄像元件的立体相机，或者可以是包括相位差检测用像素的摄像元件。
例如，基于由摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051可以求出与摄像范围12111至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)，将尤其是在车辆12100的行进道路上离得最近的立体物的、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可以设定与前车的要预先确保的跟随距离，并且可以执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随启动控制)等。以这种方式，可以执行以实现不依赖于驾驶员的操作就能自主行驶的自动驾驶等为目的的协同控制。
例如，基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051可以把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、电线杆等立体物数据以及其他立体物数据，提取已分类的立体物数据，并使用所提取的立体物数据来实现障碍物自动规避。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为车辆12100的驾驶员在视觉上能够识别的障碍物和该驾驶员在视觉上无法识别的障碍物。然后，微型计算机12051判断用于表示与各个障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险，并且当碰撞风险等于或大于设定值并且因而存在碰撞可能性的情况下，可以通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，或者经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。由此，微型计算机12051可以实现用于避免碰撞的辅助驾驶。
摄像部12101至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可以通过判定在由摄像部12101至12104拍摄的图像中是否存在行人来识别行人。例如，这种对行人的识别是通过执行以下步骤来执行的：提取由作为红外相机的摄像部12101至12104拍摄的图像中的特征点的步骤；以及通过对用于表示物体的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定其是否为行人的步骤。当微型计算机12051判定在由摄像部12101至12104拍摄的图像中存在行人并因此识别该行人时，声音图像输出部12052控制显示部12062使其在所识别的行人上叠加地显示用于强调的矩形轮廓线。此外，声音图像输出部12052可以控制显示部12062以使其在所期望的位置处显示用于指示行人的图标等。
上面说明了根据本公开的技术(本技术)可以适用的车辆控制系统的示例。例如，根据本公开的技术可以应用于上述构造之中的摄像部12031等。具体地，本公开的固体摄像装置111可以应用于摄像部12031。通过将根据本公开的技术应用于摄像部12031，可以提高善摄像部12031的品质和可靠性。
注意，本技术不限于上述实施方案和应用例，并且可以在不脱离本技术的要旨的情况下进行各种变形。
此外，本说明书中所述的效果仅是示例性的；其效果不限于此，并且还可以具有其他效果。
此外，本技术还可以具有以下技术方案。
[1]一种固体摄像装置，设置有：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着。
[2]根据[1]所述的固体摄像装置，
其中，形成有贯穿所述含硅层的贯穿通路，并且所述第一半导体器件和所述第二半导体器件经由所述贯穿通路彼此电气连接。
[3]根据[1]或[2]所述的固体摄像装置，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接。
[4]根据[1]或[2]所述的固体摄像装置，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述含硅层形成在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间的所述Cu-Cu接合的界面处。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的固体摄像装置，
其中，形成有贯穿所述含硅层的贯穿通路，并且所述第一半导体器件和所述第二半导体器件经由所述贯穿通路通过所述Cu-Cu接合而彼此电气连接。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层跨多个像素而连续地形成。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层包含从由单晶硅、非晶硅和多晶硅组成的群组中选择的至少一种硅。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层包含掺杂物。
[9]根据[8]所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层中的所述掺杂物的含量为1E18原子/cm3以上。
[10]一种固体摄像装置，设置有：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第一信号处理电路；
第三半导体器件，在所述第三半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第二信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第三半导体器件按此顺序布置着。
[11]根据[10]所述的固体摄像装置，
其中，所述第二半导体器件和所述第三半导体器件形成在大致同一层中。
[12]根据[10]或[11]所述的固体摄像装置，
其中，形成有贯穿所述含硅层的第一贯穿通路和第二贯穿通路，
所述第一半导体器件和所述第二半导体器件经由所述第一贯穿通路彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件经由所述第二贯穿通路彼此电气连接。
[13]根据[10]至[12]中任一项所述的固体摄像装置，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接。
[14]根据[10]至[13]中的任何一项所述的固体摄像装置，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述含硅层形成在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间以及所述第一半导体器件与所述第三半导体器件之间的所述Cu-Cu接合的界面处。
[15]根据[10]至[14]中任一项所述的固体摄像装置，
其中，形成有贯穿所述含硅层的第一贯穿通路和第二贯穿通路，
所述第一半导体器件和第二半导体器件经由所述第一贯穿通路通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件经由所述第二贯穿通路通过Cu-Cu接合而彼此电气连接。
[16]根据[10]至[15]中任一项所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层跨多个像素而连续地形成。
[17]根据[10]至[16]中任一项所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层包含从由单晶硅、非晶硅和多晶硅组成的群组中选择的至少一种硅。
[18]根据[10]至[17]中任一项所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层包含掺杂物。
[19]根据[18]所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层中的所述掺杂物的含量为1E18原子/cm3以上。
[20]一种电子设备，其配备有固体摄像装置，
所述固体摄像装置设置有：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着。
[21]一种电子设备，其配备有固体摄像装置，
所述固体摄像装置设置有：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第一信号处理电路；
第三半导体器件，在所述第三半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第二信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第三半导体器件按此顺序布置着。
[22]一种电子设备，其配备有根据[1]至[19]中任一项所述的固体摄像装置。
附图标记说明
1、2、3、111：固体摄像装置
1-a、2-a、3-a：第一半导体器件
1-b、2-b、3-b：第二半导体器件
1-c、2-c、3-c：第三半导体器件
501：硅(Si)层
502：含有高浓度掺杂物的硅(Si)层
503：非晶硅(Si)层

Claims (20)

1.一种固体摄像装置，包括：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，
其中，形成有贯穿所述含硅层的贯穿通路，并且所述第一半导体器件和所述第二半导体器件经由所述贯穿通路彼此电气连接。
3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接。
4.根据权利要求1所述的固体摄像装置，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述含硅层形成在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间的所述Cu-Cu接合的界面处。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置，
其中，形成有贯穿所述含硅层的贯穿通路，并且所述第一半导体器件和所述第二半导体器件经由所述贯穿通路通过所述Cu-Cu接合而彼此电气连接。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层跨多个像素而连续地形成。
7.根据权利要求1所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层包含从由单晶硅、非晶硅和多晶硅组成的群组中选择的至少一种硅。
8.根据权利要求1所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层包含掺杂物。
9.根据权利要求8所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层中的所述掺杂物的含量为1E18原子/cm3以上。
10.一种固体摄像装置，包括：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第一信号处理电路；
第三半导体器件，在所述第三半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的第二信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件彼此电气连接，
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第二半导体器件按此顺序布置着，并且
所述第一半导体器件、所述含硅层和所述第三半导体器件按此顺序布置着。
11.根据权利要求10所述的固体摄像装置，
其中，所述第二半导体器件和所述第三半导体器件形成在大致同一层中。
12.根据权利要求10所述的固体摄像装置，
其中，形成有贯穿所述含硅层的第一贯穿通路和第二贯穿通路，
所述第一半导体器件和所述第二半导体器件经由所述第一贯穿通路彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件经由所述第二贯穿通路彼此电气连接。
13.根据权利要求10所述的固体摄像装置，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接。
14.根据权利要求10所述的固体摄像装置，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述含硅层形成在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间以及所述第一半导体器件与所述第三半导体器件之间的所述Cu-Cu接合的界面处。
15.根据权利要求10所述的固体摄像装置，
其中，形成有贯穿所述含硅层的第一贯穿通路和第二贯穿通路，
所述第一半导体器件和第二半导体器件经由所述第一贯穿通路通过Cu-Cu接合而彼此电气连接，并且
所述第一半导体器件和所述第三半导体器件经由所述第二贯穿通路通过Cu-Cu接合而彼此电气连接。
16.根据权利要求10所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层跨多个像素而连续地形成。
17.根据权利要求10所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层包含从由单晶硅、非晶硅和多晶硅组成的群组中选择的至少一种硅。
18.根据权利要求10所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层包含掺杂物。
19.根据权利要求18所述的固体摄像装置，
其中，所述含硅层中的所述掺杂物的含量为1E18原子/cm3以上。
20.一种电子设备，其配备有固体摄像装置，
所述固体摄像装置设置有：
第一半导体器件，其包括以像素为单位而生成像素信号的摄像元件；
第二半导体器件，在所述第二半导体器件中，利用填埋部件而埋入有所述像素信号的信号处理所需的信号处理电路；和
含硅层，
其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件彼此电气连接，并且
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