CN116982158A - 固体摄像装置和固体摄像装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种固体摄像装置包括第一半导体层、第二半导体层和外部端子。第一半导体层具有像素区域和设置在像素区域周围的外围区域，在像素区域中布置有多个像素。第二半导体层堆叠在第一半导体层上，并且在第二半导体层上设置有与像素连接的像素电路。外部端子设置在开口内部，开口从第一半导体层的外围区域引导至第二半导体层。第一隔离器和第二隔离器设置在固体摄像装置的外围区域中。第一隔离器在外围区域设置在第一半导体层上，并且围绕开口的外围的至少一部分。第二隔离器设置在第二半导体层的与外围区域相对应的区域中，并且围绕开口的外围的至少一部分。

Description

固体摄像装置和固体摄像装置的制造方法
技术领域
本公开涉及固体摄像装置和固体摄像装置的制造方法。
背景技术
专利文献1公开了一种作为半导体装置的固体摄像装置。固体摄像装置形成为具有其中第一部分和第二部分彼此接合的复合芯片结构。第一部分由诸如晶体管等半导体元件形成。第二部分由以二维阵列形式设置的多个摄像元件形成。在设置在第二部分上的多个摄像元件中的各者的周围，形成穿透半导体层的开口。在开口中，设置外部耦合电极。在半导体层中的开口周围，通过深沟槽隔离进一步形成绝缘结构体。即使连接至外部耦合电极的配线与开口的内壁接触，绝缘体结构也确保相对于形成在半导体层中的元件的绝缘状态。因此，可以防止泄漏现象。此外，通过绝缘结构体增强了半导体层的机械强度，这使得可以减少由配线的接合引起的裂纹。此外，可以抑制由切片引起的芯片端部处的碎裂。
引文文献列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开第2020-181953号
发明内容
在上述固体摄像装置的制造方法中，单独添加形成沟槽的步骤、在沟槽中形成绝缘膜的步骤和其他步骤，以在外部耦合电极周围形成绝缘结构体。因此，需要采取措施来解决包括固体摄像装置的制造步骤的数量增加和绝缘结构体的复杂结构在内的问题。
本公开提供了一种使得能够容易地实现设置在外部端子周围的绝缘结构体结构的固体摄像装置，以及使得能够减少绝缘结构体的制造步骤的数量的固体摄像装置的制造方法。
根据本公开的第一实施方案的固体摄像装置包括：第一半导体层，所述第一半导体层具有像素区域和外围区域，在所述像素区域中布置有多个像素，并且所述外围区域设置在所述像素区域周围；第二半导体层，其在与所述像素的光入射侧相对的一侧堆叠在所述第一半导体层上，所述第二半导体层设置有与所述多个像素连接的像素电路；外部端子，所述外部端子设置在开口中，所述开口从所述第一半导体层的外围区域与所述第二半导体层连通；第一隔离器，其设置在所述第一半导体层中的所述外围区域内，所述第一隔离器围绕所述开口的外围的至少一部分；以及第二隔离器，所述第二隔离器设置在所述第二半导体层的与所述外围区域相对应的区域中，所述第二隔离器围绕所述开口的所述外围的至少一部分。
根据本公开的第二实施方案，一种固体摄像装置的制造方法，包括：在第一半导体层的像素区域中形成像素隔离器，并且形成第一隔离器，所述像素隔离器将多个像素彼此隔离，并且所述第一隔离器围绕开口的外围的至少一部分，所述开口与设置在所述像素区域周围的外围区域内的外部端子连通；在所述第一半导体层的与所述像素的光入射侧相对的一侧形成第二半导体层，所述第二半导体层设置有与所述像素连接的像素电路；以及在所述像素电路中形成电路隔离器，并且在所述外围区域内在所述第二半导体层中形成第二隔离器，所述电路隔离器在厚度方向上穿透所述第二半导体层，并且所述第二隔离器围绕所述开口的外围的至少一部分。
附图说明
图1是根据本公开的第一实施方案的固体摄像装置的示意性平面图。
图2是示出了图1所示的固体摄像装置的像素和像素电路的构成的电路图。
图3是图1所示的固体摄像装置的像素区域的纵向截面构成图。
图4是图1所示的固体摄像装置的外围区域的纵向截面构成图(沿图1所示的线A-A截取的截面图)。
图5是图1所示的固体摄像装置的外围区域的纵向截面构成图(沿图1所示的线B-B截取的截面图)。
图6是设置在图1所示的固体摄像装置的外围区域内的外部端子和隔离器(绝缘结构体)的放大平面图。
图7是用于说明根据第一实施方案的固体摄像装置的制造方法的第一步骤的截面图。
图8是与图7相对应的第二步骤的截面图。
图9是与图7相对应的第三步骤的截面图。
图10是与图7相对应的第四步骤的截面图。
图11是与图7相对应的第五步骤的截面图。
图12是与图7相对应的第六步骤的截面图。
图13是与图7相对应的第七步骤的截面图。
图14是与图7相对应的第八步骤的截面图。
图15是与图7相对应的第九步骤的截面图。
图16是与图7相对应的第十步骤的截面图。
图17是与图7相对应的第十一步骤的截面图。
图18是与图7相对应的第十二步骤的截面图。
图19是与图7相对应的第十三步骤的截面图。
图20是与图7相对应的第十四步骤的截面图。
图21是与图7相对应的第十五步骤的截面图。
图22是与图7相对应的第十六步骤的截面图。
图23是根据第一实施方案的变形例的外部端子和隔离器的放大平面图，其对应于图6。
图24是根据本公开第二实施方案的固体摄像装置的外围区域的纵向截面构成图，其对应于图4。
图25是在图24所示的固体摄像装置的外围区域内设置的外部端子和隔离器的放大平面图，其对应于图4。
图26是根据本公开第三实施方案的固体摄像装置的外围区域的纵向截面构成图，其对应于图4。
图27是在图26所示的固体摄像装置的外围区域内设置的外部端子和隔离器的放大平面图，其对应于图4。
图28是根据本公开第四实施方案的固体摄像装置的外围区域的纵向截面构成图，其对应于图4。
图29是在图28所示的固体摄像装置的外围区域内设置的外部端子和隔离器的放大平面图，其对应于图4。
图30是根据本公开第五实施方案的固体摄像装置的外围区域的纵向截面构成图，其对应于图4。
图31是在图30所示的固体摄像装置的外围区域内设置的外部端子和隔离器的放大平面图，其对应于图4。
图32是根据本公开第六实施方案的固体摄像装置的外围区域的纵向截面构成图，其对应于图4。
图33是根据本公开第七实施方案的固体摄像装置的外围区域的纵向截面构成图，其对应于图4。
图34是示出了车辆控制系统的示意性构成示例的框图。
图35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。
图36是示出了内窥镜手术系统的示意性构成示例的图。
图37是示出了摄像头和相机控制单元(CCU)的功能构成示例的框图。
具体实施方式
现在这里将参照附图详细说明本公开的实施方案。需要注意的是，按照以下顺序进行说明。
1.第一实施方案
第一实施方案说明了将本技术应用于固体摄像装置的示例和固体摄像装置的制造方法。
2.第二实施方案
第二实施方案说明了在根据第一实施方案的固体摄像装置中改变隔离器的平面形状的示例。
3.第三实施方案
第三实施方案说明了在根据第一实施方案的固体摄像装置中改变隔离器的截面结构和平面形状的示例。
4.第四实施方案
第四实施方案说明了在根据第一实施方案的固体摄像装置中改变隔离器的截面结构和平面形状的示例。
5.第五实施方案
第五实施方案说明了在根据第一实施方案的固体摄像装置中改变隔离器的截面结构和平面形状的示例。
6.第六实施方案
第六实施方案说明了在根据第一实施方案的固体摄像装置中改变隔离器的截面结构和平面形状的示例。
7.第七实施方案
第七实施方案说明了在根据第一实施方案的固体摄像装置中改变隔离器的截面结构和平面形状的示例。
8.移动体的应用示例
它说明了将本技术应用到作为移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示例。
9.内窥镜手术系统的应用示例
它说明了将本技术应用到内窥镜手术系统的示例。
10.其他实施方案
注意，本文中，为了方便起见，图中适当示出的箭头X方向表示安装在平坦表面上的固体摄像装置1的平面上的一个方向。箭头Y方向表示平面上的另一个方向，该方向与箭头X方向正交。此外，箭头Z方向表示与箭头X方向和箭头Y方向正交的向上方向。即，箭头X方向、箭头Y方向和箭头Z方向分别与三维坐标系的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向完全一致。注意，这些方向是为了帮助理解说明书而示出的，并不旨在限制用于本技术的方向。
<1.第一实施方案>
参照图1至图22，现在这里将说明根据本公开第一实施方案的固体摄像装置1以及该固体摄像装置的制造方法。
[固体摄像装置1的构成]
(1)固体摄像装置1的平面布局构成
图1示出了根据本公开第一实施方案的固体摄像装置1的示意性平面构成示例。如图1所示，固体摄像装置1具有像素区域2和外围区域3。从箭头Z方向看，固体摄像装置1形成为矩形平面形状(下文中，简称为“如平面图所示”)。像素区域2设置在固体摄像装置1的光入射侧的表面的中间部分处。在像素区域2内，以矩阵形式布置有将入射光转换为电信号的多个像素20。
外围区域3设置在固体摄像装置1的像素区域2外部的外围部分处的表面上。在外围区域3内，结合区域35相对于像素区域2设置在片材的上侧、片材的下侧和片材的左侧的位置处。在固体摄像装置1的与光入射侧相对的一侧，接合有第三基体300(参照图3)。外围电路设置在第三基体300中。设置结合区域35以用作将像素区域2和外围电路彼此结合的部分。
在外围区域3内，外部端子(接合焊盘)324设置在相对于像素区域2位于片材右侧的位置处。这里，三个外部端子324在箭头Y方向上以相等的间隔设置，并且在箭头X方向上排列成单列。各个外部端子324的表面露出在通过在厚度方向上向下挖掘半导体层、绝缘层等而形成的开口(接合开口)4内。外部端子324各自构造为电连接至配线8(参照图4)。在开口4的侧表面的外围的至少一部分中，设置构成绝缘结构体(焊盘外围保护环)的隔离器5以围绕开口4。稍后将说明隔离器5的详细结构。
在固体摄像装置1的外围区域3的最外围中设置保护环(芯片外围保护环)6。此外，在保护环6的外侧设置有切片区域7。
(2)像素20和像素电路24的电路构成
如图2所示，一个像素20包括包含光电二极管21和传输晶体管22的串联电路。光电二极管21的阳极端子连接至基准电位GND。光电二极管21的阴极端子连接至传输晶体管22的一个端子。光电二极管21将从固体摄像装置1外部入射的光转换为电信号。传输晶体管22的另一个端子连接至像素电路24。传输晶体管22的控制端子连接至水平信号线23。
像素电路24包括浮动扩散(FD)转换增益开关晶体管25、复位晶体管26、放大晶体管27和选择晶体管28。传输晶体管22的另一个端子连接至FD转换增益开关晶体管25的一个端子和放大晶体管27的控制端子。FD转换增益开关晶体管25的另一个端子连接至复位晶体管26的一个端子。复位晶体管26的另一个端子连接至电源电位VDD。放大晶体管27的一个端子连接至选择晶体管28的一个端子。放大晶体管27的另一个端子连接至电源电位VDD。选择晶体管28的另一个端子连接至垂直信号线29。
(3)像素区域2的结构
如图3所示，固体摄像装置1包括堆叠的第一基体100、第二基体200和第三基体300。第一基体100堆叠在第二基体200上并结合至第二基体。第二基体200堆叠在第三基体300上并接合至第三基体。
第一基体100包括第一半导体层110和设置在第一半导体层110的第二基体200侧的第一配线层120。第一半导体层110包括单晶硅(Si)。
在像素区域2内，像素20形成在第一半导体层110中。像素20的光电二极管21具有n型半导体区域111和p型半导体区域112。n型半导体区域111设置在第一半导体层110的光入射侧，并且用作阴极端子。p型半导体区域112设置在第一半导体层110的第二基体200侧，并且用作阳极端子。p型半导体区域112构造为p型阱区域。像素20的传输晶体管22具有n型半导体区域111、n型半导体区域113和电极114。n型半导体区域111由光电二极管21的阴极端子共用，并且构造为传输晶体管22的一个端子。n型半导体区域113设置在p型半导体区域112的第二基体200侧，并且构造为传输晶体管22的另一端子。电极114形成为从p型半导体区域112的第二基体200侧的表面部分穿过p型半导体区112并且到达n型半导体区域111。电极114构造为传输晶体管22的控制端子。例如，电极114包括多晶硅。
此外，在p型半导体区域112的第二基体200侧的表面部分中，设置有杂质密度比p型半导体区域112高且深度比p型半导体区112浅的p型半导体区域115。p型半导体区域115用作阱接触区域，并且供给基准电位GND。
在像素区域2内，在第一半导体层110的像素20之间设置将像素20彼此电隔离和光学隔离的像素隔离区域130。尽管未图示，但是如平面图所示，像素隔离区域130形成为栅格。这里的像素隔离区域130包括沟槽131、钉扎区域132、绝缘膜133和遮光膜134。
沟槽131形成为在厚度方向上从光入射侧到第二基体200侧穿透第一半导体层110。即，像素隔离区域130形成为具有全沟槽隔离结构。注意，沟槽131可以形成为具有不穿透第一半导体层110的深沟槽隔离结构。钉扎区域132沿着沟槽131的内壁形成。钉扎区域132包括保持负固定电荷的绝缘材料，并且能够抑制暗电流的发生。例如，钉扎区域132包括氧化铪(HfO)、氧化锆(ZrO)、氧化铝(AlO)、氧化钛(TiO)或氧化钽(TaO)。绝缘膜133沿着沟槽131的内壁形成，钉扎区域132介于绝缘膜和沟槽之间。例如，绝缘膜133包括氧化硅(SiO)。遮光膜134被埋置在沟槽131中，绝缘膜133介于遮光膜和沟槽之间。例如，遮光膜134包括钨(W)或多晶硅。
第一配线层120包括上述电极114、第一电极端子121、第二电极端子122和绝缘层123。第一电极端子121设置在第一半导体层110的第二基体200侧上像素隔离区域130下方。第一电极端子121连接至传输晶体管22的n型半导体区域113。例如，第一电极端子121包括多晶硅。第二电极端子122设置在第一半导体层110的第二基体200侧上像素隔离区域130下方。第二电极端子122连接至p型半导体区域115。第二电极端子122形成在与形成第一电极端子121相同的导电层中，并且包括与第一电极端子121相同的导电材料。通过堆叠例如氧化硅膜和氮化硅(SiN)膜形成绝缘层123。
第二基体200包括接合至第一基体100的第一配线层120的第二半导体层210和设置在第二半导体层210的第三基体300侧的第二配线层220。第二半导体层210包括单晶硅。
在像素区域2内，像素电路24形成在第二半导体层210中。图3示出了像素电路24的FD转换增益开关晶体管25和放大晶体管27。未图示复位晶体管26和选择晶体管28。第二半导体层210具有p型半导体区域211。p型半导体区域211构造为用作阱区域。FD转换增益开关晶体管25包括一对n型半导体区域212和电极221。n型半导体区域212设置在各个p型半导体区域211的第三基体300侧的表面部分中，并且构造为用作一个端子和另一个端子。电极221设置在p型半导体区域211的第三基体300侧的表面上，并且构造为用作控制端子。例如，电极221包括多晶硅。放大晶体管27包括电极222和未图示的一对n型半导体区域。与n型半导体区域212类似，n型半导体区域设置在p型半导体区域211的表面部分中，并且构造为用作一个端子和另一个端子。电极222具有与形成电极221的导电层相同的导电层的一部分，并且构造为用作控制端子。
此外，p型半导体区域213设置在第二半导体层210的第三基体300侧的表面部分中。与p型半导体区域115类似，p型半导体区213用作阱接触区域。
此外，在n型半导体区域212和p型半导体区域213之间，在第二半导体层210的表面部分中设置有元件隔离器214。尽管省略了任何符号，但是元件隔离器214包括从p型半导体区域211的第三基体300侧的表面朝向第一基体100侧形成的沟槽以及埋置在沟槽中的绝缘体。
第二配线层220包括上述电极221和电极222、多层配线223以及绝缘层224。配线223设置在第二半导体层210的第三基体300侧的表面上。尽管配线层的数量不受限制，但是这里的配线223设置为四层。各个配线层中的配线223使用省略了符号的插线彼此连接。通过堆叠例如氧化硅膜和氮化硅膜形成绝缘层224。
在与像素隔离区域130相对应的位置处，在第二半导体层210中设置有全沟槽区域230。全沟槽区域230包括绝缘体231、通孔(过孔)232和贯通线233。全沟槽区域230构成将像素电路24中的元件彼此电隔离的电路隔离器。绝缘体231设置在第二半导体层210的未设置诸如FD转换增益开关晶体管25等半导体元件的区域中。绝缘体231沿第二半导体层210的厚度方向上形成在整个区域中。通孔232形成为在厚度方向上穿透绝缘体231。贯通线233设置在通孔232中。贯通线233的第一基体100侧的一侧到达第一配线层120的第一电极端子121，并且连接至第一电极端子121。贯通线233的第三基体300侧的一侧与最靠近第二半导体层210的配线223连接。例如，贯通线233包括钨。此外，另一贯通线233的第一基体100侧的一侧到达第一配线层120的第二电极端子122，并且连接至第二电极端子122。
端子225设置在第二配线层220的第三基体300侧。端子225机械地接合至第三基体300中的端子325，并且电连接至端子325。例如，端子225包括铜(Cu)。
第三基体300包括基板30和设置在基板30的第二基体200侧的第三配线层320。作为基板30，使用单晶硅基板。在基板30的第二基体200侧的表面部分中，设置有构成外围电路的晶体管31。尽管未详细说明，但是例如，外围电路包括输入部分、时序控制器、行驱动器、列信号处理器、图像信号处理器和输出部分。
晶体管31包括一对n型半导体区域311和电极321。一对n型半导体区域311设置在基板30的表面部分中，并且构造为用作源极端子和漏极端子。电极321构造为用作控制端子。图3所示的晶体管31是n型绝缘栅极场效应晶体管。尽管未图示，但是在基板30的表面部分中设置有p型绝缘栅极场效应晶体管。
在基板30的表面部分中，在相邻的晶体管31之间设置有元件隔离器32。元件隔离器32包括在深度方向上从基板30的表面形成的沟槽和埋置在沟槽中的绝缘体。省略了用于沟槽的标记，并且省略了用于绝缘体的标记。
第三配线层320包括上述电极321、多层的配线322和绝缘层323。配线322设置在基板30的第二基体200侧的表面上。尽管配线层的数量不受限制，但是这里配线322设置为四层。各个配线层的配线322使用省略了标记的插线彼此连接。通过堆叠例如氧化硅膜和氮化硅膜形成绝缘层323。
端子325设置在第三配线层320的第二基体200侧。端子325连接至第二基体200中的端子225。例如，端子325包括铜。
在如上所述构造的固体摄像装置1的像素区域2内，电荷固定膜140、绝缘膜150和光接收透镜160顺序地设置在第一基体100的光入射侧的表面上。此外，在像素隔离区域130中设置有遮光膜135。例如，遮光膜135包括钨。
(4)外围区域3的结构(外部端子324、开口4和隔离器5)
如图4至图6所示，在图1所示的外围区域3内，设置有外部端子324、开口4和隔离器5。
在第一实施方案中，外部端子324形成在与在第三基体300的第三配线层320中形成最靠近第一基体100的配线322相同的导电层中，并且包括与配线322相同的导电材料。例如，外部端子324包括铝(Al)作为主要成分。如图6所示，如平面图所示，外部端子324的各者都形成为矩形形状，更具体地，正方形形状。
从第一基体100的光入射侧的表面，通过向下挖掘并穿透第一基体100、第二基体200和第三基体300的绝缘层323的一部分以露出外部端子324的表面来分别形成开口4。如平面图所示，开口4的各者都形成为尺寸小于外部端子324的轮廓形状的矩形形状。
每个隔离器5包括均第一隔离器51和第二隔离器52。第一隔离器51设置在第一基体100的第一半导体层110中。第一隔离器51包括沟槽511、钉扎区域512、绝缘膜513和遮光膜514。沟槽511设置为围绕开口4的整个外围，并且形成为在厚度方向上穿透第一半导体层110。除了开口4的角部之外，从沟槽511到开口4的内壁的距离是恒定的。如平面图所示，沟槽511形成为围绕开口4的外围的矩形形状。沿着沟槽511的内壁形成钉扎区域512。沿着沟槽511的内壁隔着钉扎区域512形成绝缘膜513。遮光膜514隔着绝缘膜513埋置在沟槽511中。
第一隔离器51的沟槽511、钉扎区域512、绝缘膜513和遮光膜514构造为具有与像素隔离区域130的沟槽131、钉扎区域132、绝缘膜133和遮光膜134相同的截面结构。此外，第一隔离器51的钉扎区域512包括与像素隔离区域130的钉扎区域132相同的材料。类似地，绝缘膜513包括与绝缘膜133相同的材料。遮光膜514包括与遮光膜134相同的材料。此外，类似于像素隔离区域130的遮光膜135，遮光膜515设置在第一隔离器51的光入射侧的表面上。注意，钉扎区域512可以不形成在第一隔离器51中。各遮光膜514可以不形成在第一隔离器51中。此外，可以沿着第一半导体层110的沟槽511的侧壁形成p型半导体区域。例如，可以利用固相扩散技术或等离子体掺杂技术来形成p型半导体区域。
第二隔离器52设置在第二基体200的第二半导体层210中。第二隔离器52包括绝缘体521、沟槽522、埋置体523和隔离体524。绝缘体521设置为围绕开口4的整个外围，并且形成在比第一隔离器51更靠近开口4的位置处。绝缘体521沿第二半导体层210的厚度方向形成在整个区域中。沟槽522形成为在厚度方向上穿透绝缘体521，并且设置为围绕开口4的整个外围。如平面图所示，沟槽522的各者都形成为围绕开口4的外围的矩形形状。在第一实施方案中，三个沟槽522以相等的间隔设置在第一隔离器51和开口4之间。沟槽522的数量不限于三个。可以存在一个、两个、四个或更多个沟槽522。埋置体523埋置在沟槽522中。隔离体524设置成连接至埋置体523的第一基体100侧的一侧。注意，在实际情况下，在隔离体524和埋置体523之间存在多个绝缘膜。然而，所述多个绝缘膜形成有开口。隔离体524和埋置体523因此经由开口彼此接触。注意，绝缘膜可以设置成将隔离体524和埋置体523彼此隔离。
第二隔离器52的绝缘体521、沟槽522、埋置体523和隔离体524构造为具有与全沟槽区域230中的绝缘体231、通孔232、贯通线233和电极114相同的截面结构。即，第二隔离器52构造为具有与全沟槽区域230(电路隔离器)相同的截面结构。此外，第二隔离器52的绝缘体521包括与全沟槽区域230中的绝缘体231相同的材料。类似地，埋置体523包括与贯通线233相同的材料。隔离体524包括与电极114相同的材料，即，例如，包括多晶硅。此外，隔离体524可以包括与第一电极端子121和第二电极端子122相同的材料，即，例如可以包括多晶硅。在隔离体524具有导电属性的情况下，隔离体524和第一半导体层110通过设置在它们之间的绝缘体而彼此电隔离。作为设置在隔离体524和第一半导体层110之间的这种绝缘体，可以使用例如具有厚度为几nm以上且几十nm以下的氧化硅膜。注意，这里的隔离体524包括诸如多晶硅等导电材料。然而，隔离体524可以包括绝缘材料。
如图1、图4和图5所示，针对多个外部端子324(开口4)中的各者设置隔离器5。即，在两个相邻的外部端子324之间，设置有设置在外部端子324中的一者的周围的隔离器5和设置在外部端子324中的另一者的周围的隔离器5。
如图4所示，外部端子324通过开口4连接至配线8。对于配线8，例如使用金(Au)配线或铜配线。注意，在两个相邻的外部端子324之间，在两个相邻的外部端子324中的一者的周围设置的隔离器5可以用作设置在两个相邻的外部端子324的另一者的周围的隔离器5(参照图1和图5)。即，在两个相邻的外部端子324之间可以设置一个隔离器5。此外，隔离器5可以设置在外部端子324与外部端子324的外围的切片区域7之间的部分中。在这种情况下，可以有效地抑制由于切片步骤引起的裂纹和碎裂的发生。此外，隔离器5可以设置在外部端子324与外部端子324的外围的像素区域2之间的部分中。在这种情况下，即使配线8与开口4的内壁接触，也可以有效地抑制向像素区域2的泄漏现象。
[固体摄像装置1的制造方法]
根据第一实施方案的固体摄像装置1的制造方法，特别是外围区域3的制造方法包括图7至图22所示的以下制造步骤。下面将详细说明外围区域3的制造方法。
(1)隔离器5的第一隔离器51的制造
如图7所示，首先制备用作第一基体100的基板的第一半导体层110。例如，第一半导体层110是单晶硅基板(晶片)。
如图8所示，在外围区域3内，隔离器5的第一隔离器51的一部分形成在第一半导体层110的表面部分上。形成有第一隔离器51的一部分的第一半导体层110的表面部分位于图4和图5所示的与光入射侧相对的一侧。首先通过与在像素区域2中形成像素隔离区域130的沟槽131相同的步骤，在第一隔离器51中形成沟槽511。为了形成沟槽511，使用光刻技术和各向异性蚀刻技术。在像素隔离区域130中，依次形成未图示的p型半导体区域、绝缘膜和埋置体。通过与这些步骤相同的步骤，在第一隔离器51中依次形成p半导体区域515、绝缘膜516和埋置体517。在第一半导体层110中，沿着至少沟槽511的侧壁形成p型半导体区域518。为了形成p型半导体区域518，例如使用固相扩散技术或等离子体掺杂技术。在第一半导体层110上沿着沟槽511的侧壁和底部形成绝缘膜516。为了形成绝缘膜516，例如使用热氧化技术。埋置体517形成在沟槽511的绝缘膜516上。为了形成埋置体517，例如使用化学气相沉积技术或原子层沉积技术以及化学机械抛光技术。
(2)隔离器5的第二隔离器52的制造
如图9所示，在外围区域3内，在第一半导体层110的表面上形成第二隔离器52的隔离体524。通过与在像素区域2中形成电极114相同的步骤来形成隔离体524。形成电极114，这基本上完成第一基体100的第一配线层120。
尽管省略了任何标记，但如图10所示，在隔离体524的侧壁上形成侧壁垫片。此外，形成覆盖隔离体524和侧壁垫片的绝缘膜。注意，在通过与形成第一电极端子121和第二电极端子122中各者的相同步骤形成隔离体524的情况下，不形成侧壁垫片。
如图11所示，在像素区域2和外围区域3内，在第一半导体层110的表面上形成绝缘层123。绝缘层123覆盖隔离体524。形成绝缘层123，由此完成第一基体100。
如图12所示，第二半导体层210隔着绝缘层123接合至第一半导体层110。类似于第一半导体层110，第二半导体层210是单晶硅基板(晶片)。如图13所示，在厚度方向上对第二半导体层210进行抛光。因此，第二半导体层210被减薄。
如图14所示，在外围区域3内，去除第二半导体层210中要形成第二隔离器52的区域。在已经经历去除的区域中，形成绝缘体521。绝缘体521形成在隔离体524的上方。通过与在全沟槽区域230中形成绝缘体231的步骤相同的步骤来形成绝缘体521。
在外围区域3内，在绝缘体521中形成到达隔离体524的表面的沟槽522。通过光刻技术和各向异性蚀刻技术形成沟槽522。通过与在全沟槽区域230中形成通孔232的步骤相同的步骤形成沟槽522。如图15所示，在沟槽522中埋置埋置体523。为了形成埋置体523，例如使用化学气相沉积技术或原子层沉积技术以及化学机械抛光技术。通过与在全沟槽区域230中形成贯通线233的步骤相同的步骤来形成埋置体523。形成埋置体523，从而完成包括绝缘体521、沟槽522、埋置体523和隔离体524的第二隔离器52。此外，完成了第二隔离器52，从而完成了包括第一隔离器51和第二隔离器52的隔离器5。
如图16所示，在第二半导体层210的表面上形成第二基体200的第二配线层220中的一些配线223和绝缘层224的一部分。如图17所示，然后形成其余配线223和绝缘层224的其余部分。
此外，如图18所示，形成作为第二配线层220的最上层的端子225。形成端子225，从而完成包括第二半导体层210和第二配线层220的第二基体200。
(3)外部端子324和开口4的制造
接下来，上下翻转第一基体100和第二基体200。然后，将第二基体200堆叠在第三基体300上(参照图19)。如图3所示，第三基体300包括基板30，构成外围电路的晶体管31安装在基板30上。在基板30的表面上设置第三配线层320。在第三配线层320的最上层中设置端子325。在将第二基体200和第一基体100堆叠在第三基体300上之后，如图19所示，将第二基体200的端子225接合至第三基体300的端子325。
对第一基体100的第一半导体层110进行抛光。因此，第一半导体层110被减薄(参照图20)。减薄第一半导体层110以露出在第一半导体层的表面上的第一隔离器51。然后选择性地去除第一隔离器51的埋置体517和绝缘膜516。如图20所示，然后依次形成沟槽511中的钉扎区域512、绝缘膜513和遮光膜514。通过与在像素隔离区域130中形成钉扎区域132、绝缘膜133和遮光膜134的步骤相同的步骤，形成第一隔离器51的钉扎区域512、绝缘膜513和遮光膜514。此外，通过与在像素隔离区域130中形成钉扎区域132的步骤相同的步骤，在第一基体100的光入射侧的表面上形成电荷固定膜140。到目前为止所说明的步骤已经结束，从而完成了第一隔离器51。此外，完成了包括第一半导体层110和第一配线层120的第一基体100。
接下来，在第一基体100的光入射侧的表面上，在隔离器5的第一隔离器51上形成遮光膜515(参照图21)。通过与在像素区域2中在像素隔离区域130上形成遮光膜135的步骤相同的步骤来形成遮光膜515。如图21所示，在像素区域2和外围区域3内，在第一基体100的光入射侧的表面上形成绝缘膜150。然后，在像素区域2内，在绝缘膜150上形成光接收透镜160。
如图22所示，在外围区域3内由隔离器5包围的区域中形成开口4。开口4穿透第一基体100和第二基体200，并且到达设置在第三基体300上的外部端子324的表面。在开口4中，露出外部端子324的表面。
在目前为止说明的一系列制造步骤结束后，完成了图1和图3至图6所示的固体摄像装置1。
【作用和效果】
如图1至图3所示，根据第一实施方案的固体摄像装置1包括第一半导体层110和第二半导体层210。第一半导体层110具有布置有多个像素20的像素区域2以及设置在像素区域2周围的外围区域3。第二半导体层210在与像素20的光入射侧相对的一侧堆叠在第一半导体层110上，并且设置有连接至像素20的像素电路24。如图1和图4至图6所示，固体摄像装置1还包括外部端子324、第一隔离器51和第二隔离器52。外部端子324设置在开口4中，开口4从第一半导体层110的外围区域3与第二半导体层210连通。在第一半导体层110内，第一隔离器51设置在外围区域3中，并且围绕开口4的外围的至少一部分。第二隔离器52设置在第二半导体层210的与外围区域3相对应的区域内，并且围绕开口4的外围的至少一部分。因此，即使堆叠像素20和像素电路24，并且第二半导体层210堆叠在第一半导体层110上，也在第一半导体层110中设置第一隔离器51，在第二半导体层210中设置第二隔离器52。因此，在固体摄像装置1中，能够容易地实现形成绝缘结构体的隔离器5的结构。
此外，由于隔离器5设置在固体摄像装置1中，因此第一隔离器51确保配线8相对于第一半导体层110的像素20的绝缘状态。因此，可以防止在像素20和配线8之间的泄漏现象。在第二半导体层210中，第二隔离器52确保配线8相对于像素电路24的绝缘状态。因此，可以防止在像素电路24和配线之间的泄漏现象。此外，第一隔离器51增强了第一半导体层110的机械强度。第二隔离器52也增强了第二半导体层210的机械强度。因此，能够抑制由于引线8的接合而导致的裂纹的发生以及由于切片过程而导致的芯片端部处的碎裂的发生。
此外，在固体摄像装置1中，如图1和图6所示，第一隔离器51围绕开口4的整个外围。因此，能够提高第一隔离器51的绝缘性能，并且能够进一步增强第一半导体层110的机械强度。
此外，在固体摄像装置1中，如图1和图6所示，第二隔离器52围绕开口4的整个外围。因此，能够提高第二隔离器52的绝缘性能，并且能够进一步增强第二半导体层210的机械强度。
此外，在固体摄像装置1中，如图4至图6所示，第一隔离器51以开口4为中心设置在位于设置有第二隔离器52的位置的外侧的位置处。因此，能够在靠近开口4的内壁的位置处提高第二隔离器52的绝缘性能，并且能够增强第二半导体层210的机械强度。
此外，在固体摄像装置1中，如图4和图5所示，第一隔离器51具有从第一半导体层110的光入射侧沿着厚度方向形成的沟槽511(第一沟槽)，并且包括形成在沟槽511中的绝缘体(在第一实施方案中，钉扎区域512、绝缘膜513和遮光膜514)。因此，能够容易地在第一半导体层110中实现第一隔离器51的结构。类似于像素隔离区域130的沟槽131，第一隔离器51中的沟槽511穿透第一半导体层110。因此，能够容易地实现第一隔离器51的结构。
此外，在固体摄像装置1中，如图4和图5所示，第二隔离器52包括从第二半导体层210的光入射侧沿着厚度方向形成的沟槽522(第二沟槽)、绝缘体231、以及形成在沟槽522中的导电体(在第一实施方案中，埋置体523)。因此，能够容易地在第二半导体层210中实现第二隔离器52的结构。类似于全沟槽区域230的通孔232，第二隔离器52的沟槽522穿透第二半导体层210。因此，能够容易地实现第二隔离器52的结构。
此外，如图3至图5所示，固体摄像装置1包括设置在第一半导体层110的像素区域2内的像素20周围的像素隔离区域130。像素隔离区域130将多个像素20彼此隔离。然后，通过与像素隔离区域130相同的结构来构造第一隔离器51。因此，能够容易地在第一半导体层110中实现第一隔离器51的结构。
此外，如图3至图5所示，固体摄像装置1包括在第二半导体层210的像素电路24中在厚度方向上穿透第二半导体层210的全沟槽区域230(电路隔离器)。通过与电路隔离器相同的结构来构造第二隔离器52。因此，能够容易地在第二半导体层210中实现第二隔离器52的结构。
此外，在固体摄像装置1的制造方法中，在第一半导体层110的像素区域2内的多个像素20周围首先形成将像素20彼此隔离的像素隔离区域130(参照图3)。通过与形成像素隔离区域130的步骤相同的步骤，如图20所示，形成第一隔离器51。第一隔离器51围绕开口4的外围的至少一部分，开口与设置在像素区域2周围的外围区域3内的外部端子324连通。如图12所示，在与像素20的光入射侧相对的一侧，第二半导体层210形成在第一半导体层110上。第二半导体层210设置有连接至像素20的像素电路24。在像素电路24中，然后形成全沟槽区域230(电路隔离器)。全沟槽区域230(电路隔离器)沿厚度方向穿透第二半导体层210(参照图3)。如图9至图15所示，通过与形成全沟槽区域230的步骤相同的步骤，在外围区域3内的第二半导体层210中形成第二隔离器52。第二隔离器52围绕开口4的外围的至少一部分。因此，通过利用形成像素隔离区域130的步骤形成第一隔离器51，并且通过利用形成电路隔离器的步骤形成第二隔离器52。即，与分别提供形成第一隔离器51和第二隔离器52的步骤的情况相比，可以减少固体摄像装置的制造步骤的数量。
[固体摄像装置1的变形例]
在根据第一实施方案的变形例的固体摄像装置1中，如图23所示，改变了隔离器5的平面形状。更具体地，如平面图所示，在第一隔离器51中，对应于开口4的角部的部分均以倾斜的方式设置在箭头X方向和箭头Y方向的平面上。即，第一隔离器51的平面形状形成为八边形形状。如平面图所示，第二隔离器52的平面形状类似地形成为八边形形状。
在如上所述构造的固体摄像装置1中，隔离器5的各角部的形状都不那么尖锐，这形成了一种防泄漏集中和应力集中的结构。因此，能够有效地防止泄漏现象、裂纹或碎裂的发生。
注意，代替八边形形状，隔离器5的平面形状可以形成为多边形形状、圆形形状或椭圆形形状。
<2.第二实施方案>
关于根据第二实施方案的固体摄像装置1，现在将说明这样的示例，即，在根据第一实施方案的固体摄像装置1中，改变外围区域3内的第二半导体层210的结构。如图24和图25所示，在根据第二实施方案的固体摄像装置1中，在外围区域3内不设置由第二隔离器52包围的区域中的第二半导体层210。绝缘体521设置在与第二半导体层210相对应的部分中。除此构成外，根据第二实施方案的固体摄像装置1具有与根据第一实施方案的固体摄像装置1相同的构成。
利用如上所述构造的固体摄像装置1，可以实现与根据第一实施方案的固体摄像装置1所实现的作用和效果类似的作用和效果。
<3.第三实施方案>
关于根据第三实施方案的固体摄像装置1，现在将说明这样的示例，即，在根据第一实施方案的固体摄像装置1中，改变外围区域3内的隔离器5的结构。如图26和27所示，在根据第三实施方案的固体摄像装置1中，在外围区域3内，隔离器5的第一隔离器51以开口4为中心设置在设置有第二隔离器52的位置的内侧的位置处。除此构成外，根据第三实施方案的固体摄像装置1具有与根据第一实施方案的固体摄像装置1相同的构成。
利用如上所述构造的固体摄像装置1，可以实现与根据第一实施方案的固体摄像装置1所实现的作用和效果类似的作用和效果。此外，在固体摄像装置1中，第一隔离器51以开口4为中心设置在设置有第二隔离器52的位置的内侧的位置处。因此，能够提高第一隔离器51在靠近开口4的内壁的位置处的绝缘性能，并且能够增强第一半导体层110的机械强度。
<4.第四实施方案>
关于根据第四实施方案的固体摄像装置1，现在将说明这样的示例，即，在根据第一实施方案的固体摄像装置1中，改变外围区域3内的隔离器5的结构。如图28和图29所示，在根据第四实施方案的固体摄像装置1中，在外围区域3内，隔离器5的第一隔离器51以开口4为中心设置在与设置有第二隔离器52的位置相同的位置处。除此构成外，根据第四实施方案的固体摄像装置1具有与根据第一实施方案的固体摄像装置1相同的构成。
利用如上所述构造的固体摄像装置1，可以实现与根据第一实施方案的固体摄像装置1所实现的作用和效果类似的作用和效果。此外，在固体摄像装置1中，第一隔离器51以开口4为中心分别设置在与设置有第二隔离器52的位置相同的位置处。因此，能够提高第一隔离器51和第二隔离器52的绝缘性能，并且能够增强第一半导体层110和第二半导体层210的机械强度。
＜5.第五实施方案＞
关于根据第五实施方案的固体摄像装置1，现在将说明这样的示例，即，在根据第一实施方案的固体摄像装置1中，改变外围区域3内的隔离器5的第二隔离器52的结构。
如图30和图31所示，在根据第五实施方案的固体摄像装置1中，在外围区域3内，第二隔离器52包括第一半导体区域525、第二半导体区域526和元件隔离器527。第一半导体区域525设置在第二半导体层210的对应于第一隔离器51的位置处。例如，第一半导体区域525是p型半导体区域。第一半导体区域525构造为具有与设置在像素区域2内的p型半导体区域213相同的结构(参照图3)，并且通过相同的制造步骤形成。第二半导体区域526设置为在第二半导体层210中比第一半导体区域525更靠近开口4。例如，第二半导体区域526是n型半导体区域。在像素区域2或外围区域3内设置对应于阱区域的n型半导体区域的情况下，第二半导体区域526构造为具有与对应于阱区域的n型半导体区相同的结构，并且通过相同的制造步骤形成。在没有设置对应于阱区域的n型半导体区域的情况下，增加其他步骤以形成第二半导体区域526。元件隔离器527设置在第一半导体区域525和第二半导体区域526之间。元件隔离器527构造为具有与设置在像素区域2内的元件隔离器214相同的结构，并且通过相同的制造步骤形成。
利用如上所述构造的固体摄像装置1，可以实现与根据第一实施方案的固体摄像装置1所实现的作用和效果类似的作用和效果。此外，在根据第五实施方案的固体摄像装置1中，第二隔离器52的第一半导体区域525和第二半导体区域526可以形成为n型半导体区域，并且元件隔离器527可以形成为p型半导体区域。在这种情况下，在第二隔离器52中形成n-p-n隔离结构。
<6.第六实施方案>
关于根据第六实施方案和第七实施方案的固体摄像装置1，现在将说明这样的示例，即，在根据第一实施方案的固体摄像装置1中，改变外部端子324的结构。
如图32所示，在根据第六实施方案的固体摄像装置1中，外部端子250设置在外围区域3内。外部端子250形成在第二基体200的第二配线层220中。开口4从第一半导体层110的外围区域3通过第二半导体层210形成到外部端子250的表面。此外，外部端子250连接至端子225，并且端子225接合至第三基体300的端子325。
利用如上所述构造的固体摄像装置1，可以实现与根据第一实施方案的固体摄像装置1所实现的作用和效果类似的作用和效果。
<7.第七实施方案>
如图33所示，在根据第七实施方案的固体摄像装置1中，外部端子170设置在外围区域3内。外部端子170设置在第一基体100的光入射侧。外部端子170经由贯通线171连接至第二基体200的第二配线层220的配线223。此外，外部端子170经由贯通线172连接至第三基体300的端子325。取决于应用，可以设置贯通线171和通线172中的一者。在根据第七实施方案的固体摄像装置1中，不设置开口4。然而，在外围区域3内设置包括第一隔离器51和第二隔离器52的隔离器5。
利用如上所述构造的固体摄像装置1，可以实现与根据第一实施方案的固体摄像装置1所实现的作用和效果类似的作用和效果。
<移动体的应用示例>
根据本发明的技术(本技术)可以应用到各种产品。例如，根据本公开的技术可以实现为安装在诸如汽车、电动车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶等任意类型移动体上的装置。
图34是示出了作为可以应用根据本公开的实施方案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成示例的框图。
车辆控制系统12000包含通过通信网络12001彼此连接的多个电控制单元。在图34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和集成控制单元12050。此外，示出了作为集成控制单元12050的功能配置的微型计算机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根据各种类型的程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作如下装置的控制装置：诸如内燃机、驱动马达等用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置、将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、调整车辆转向角的转向机构、产生车辆制动力的制动装置等。
车身系统控制单元12020根据各种类型的程序控制设置在车身上的各种类型的装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向灯、雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，可以向车身系统控制单元12020输入从替代钥匙的移动装置发送的无线电波或者各种开关的信号。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或者信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置或车灯等。
车外信息检测单元12030检测关于包含车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030连接至摄像部12031。车外信息检测单元12030使摄像部12031对车辆外部的图像进行成像，并且接收所成像的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以对诸如人、车辆、障碍物、标志、路面上的字符等对象执行检测处理，或者进行距上述对象的距离的检测处理。
摄像部12031是接收光线并且输出与接收到光的光量相对应的电信号的光学传感器。摄像部12031可以将电信号作为图像输出，或者可以将电信号作为关于测量的距离的信息输出。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不可见光。
车内信息检测单元12040检测与车辆的内部相关的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如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可以计算驾驶员的疲劳程度或者驾驶员的专注程度，或者可以确定驾驶员是否在打瞌睡。
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的关于车辆内部或外部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或者制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能的协同控制，ADAS功能包括用于车辆的碰撞避免或冲击减缓、基于跟车距离的跟随驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告、或车辆偏离车道警告等。
此外，微型计算机12051能够通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的关于车辆外部或内部的信息控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等，从而执行用于实现不依赖驾驶员的操作而使车辆自主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获取的关于车辆外部的信息，微型计算机12051可以向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051可以例如根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或迎面而来的车辆的位置，通过控制前照灯以从远光变为近光来执行旨在防止眩光的协同控制。
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能够在视觉或者听觉上通知车辆的乘客或车辆外部的输出装置。在图34的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063被示出为输出装置。显示部12062例如可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图35是说明摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图35中，摄像部12031包括摄像部12101、摄像部12102、摄像部12103、摄像部12104和摄像部12105。
摄像部12101、摄像部12102、摄像部12103、摄像部12104和摄像部12105例如设置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门上的位置以及车内的挡风玻璃的上部的位置。设置在前鼻的摄像部12101和设置在车内的挡风玻璃上部的摄像部12105主要获取车辆12100的前方的图像。设置在侧视镜的摄像部12102和摄像部12103主要获取车辆12100的两侧的图像。设置在后保险杠或后门上的摄像部12104主要获取车辆12100的后方的图像。设置在车内的挡风玻璃上部的摄像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志、车道等。
顺便提及地，图35示出了摄像部12101至摄像部12104的成像范围的示例。成像范围12111表示设置在前鼻的摄像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜的摄像部12102和摄像部12103的成像范围。成像范围12114表示设置在后保险杠或后门上的摄像部12104的成像范围。例如，通过叠加由摄像部12101至摄像部12104成像的图像数据获得从上面观察的车辆12100的鸟瞰图像。
摄像部12101至摄像部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至摄像部12104中的至少一个可以是由多个成像元件组成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。
例如，基于从摄像部12101至摄像部12104获取的距离信息，微型计算机12051可以确定到成像范围12111到成像范围12114内的各个三维对象的距离和所述距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，并且从而提取特别是在车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0千米/小时)沿着与车辆12100大致相同的方向行驶的最靠近的三维物体作为前方车辆。此外，微型计算机12051可以预先设定保持在前方车辆前面的跟随距离，并且进行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随起动控制)等。因此，能够执行旨在使车辆不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协同控制。
例如，基于从摄像部12101至摄像部12104获取的距离信息，微型计算机12501可以将关于三维物体的三维物体数据分类为两轮车辆、标准车辆、大型车辆、行人、电线杆和其它三维物体的三维对象数据，提取分类后的三维对象数据，并且使用提取的三维物体数据用于障碍物的自动躲避。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物分类为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定用于表示与各个障碍物发生碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或者高于设定值并且因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或者显示部12062向驾驶员发出警告，并且通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或者规避转向。微型计算机12051从而能够协助驾驶以避免碰撞。
摄像部12101至摄像部12104中至少一者可以是检测红外线的红外相机。微型计算机12051可以例如通过确定摄像部12101至摄像部12104成像的图像中是否存在行人来识别行人。例如，对行人的这种识别是通过如下步骤执行的：提取作为红外相机的摄像部12101至摄像部12104的成像图像中的特征点的步骤；以及对一系列代表物体轮廓的特征点进行图案匹配处理以确定是否是行人的步骤。如果微型计算机12051确定在摄像部12101至摄像部12104的成像图像中存在行人，并因此识别出了行人，则声音/图像输出部12052控制显示部12062以使得用于强调的方形轮廓线被显示为叠加在识别的行人上。此外，声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，以便在期望的位置显示代表行人的图标等。
以上已经说明了可以应用本公开的技术的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术可以应用到例如上述构造中的摄像部12031。将根据本公开的技术应用到摄像部12031使得能够使用更简单的构成实现摄像部12031。
<9.内窥镜手术系统的应用示例>
根据本公开的技术(本技术)可以应用到各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用到内窥镜手术系统。
图36是示出了可以应用根据本公开的实施例的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构成示例的图。
在图36中，示出了外科大夫(医生)11131正在使用内窥镜手术系统11000为在病床11133上的患者11132执行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000包括内窥镜11100、其它手术工具11110(例如气腹管11111和能量装置11112)、支撑臂装置11120(在其上支撑内窥镜11100)和推车11200，用于内窥镜手术的各种装置装载在推车11200上。
内窥镜11100包括镜筒11101和连接至镜筒11101的近端的摄像头11102，镜筒11101具有从其远端起预定长度的用于插入患者11132的体腔的区域。在所示出的示例中，内窥镜11100被示出为包括作为具有刚性镜筒11101的刚性内窥镜。然而，内窥镜11100也可以被构造为具有柔性镜筒11101的柔性内窥镜。
镜筒11101在其远端具有安装物镜的开口部。光源装置11203连接至内窥镜11100，使得由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内部延伸的光导而被引导至镜筒的远端并且通过物镜向患者11132体腔中的观察目标照射。需要注意的是，内窥镜11100可以是前视内窥镜，或者可以是斜视内窥镜或者侧视内窥镜。
在摄像头11102的内部设置有光学系统和摄像元件，使得来自观察目标的反射光(观察光)被光学系统聚集在摄像元件上。摄像元件对观察光进行光电转换，以产生与观察光相对应的电信号，即与观察图像相对应的图像信号。图像信号被作为原始数据传输到相机控制单元(CCU)11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等，并且整体地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。另外，CCU 11201从摄像头11102接收图像信号，并且针对图像信号执行用于基于图像信号显示图像的各种图像处理，例如显影处理(去马赛克处理)。
显示装置11202在CCU 11201的控制下显示基于已由CCU 11201进行了图像处理的图像信号的图像。
光源装置11203包括诸如例如发光二极管(LED)等光源，并且在对手术区域等进行成像时向内窥镜11100提供照射光。
输入装置11204是用于内窥镜手术系统11000的输入接口。使用者可以通过输入装置11204执行输入到内窥镜手术系统11000的各种类型信息或指令的输入。例如，使用者将输入指令等来改变内窥镜11100的图像拍摄条件(照射光的类型、放大率或焦距等)。
治疗工具控制装置11205控制能量装置11112的驱动，用于烧灼或切开组织、密封血管等。气腹装置11206通过气腹管11111将气体送入患者11132的体腔内以便对体腔充气，以确保内窥镜11100的视野并且确保外科大夫的工作空间。记录器11207是能够记录与手术有关的各种类型的信息的装置。打印机11208是能够以各种形式(例如文本、图像或图表)打印与手术有关的各种类型的信息的装置。
需要注意的是，将手术区域要被成像时的照射光提供至内窥镜11100的光源装置11203可以包括诸如包含LED、激光光源或者它们的组合的白光源。在白光源包括红、绿、蓝(RGB)激光光源的组合的情况下，因为可以高精度地控制各种颜色(各个波长)的输出强度和输出时机，所以可以由光源装置11203执行拍摄图像的白平衡调整。另外，在这种情况下，如果以时分方式(time-divisionally)将来自RGB激光光源各者的激光束照射观察对象，并且与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，则也能够以时分方式来拍摄分别对应于R、G和B颜色的图像。根据此方法，即使没有为摄像元件提供滤色器，也能够获得彩色图像。
另外，可以控制光源装置11203，从而以预定时间改变输出的光强度。通过与光强度的改变的时序同步地控制摄像头11102的摄像装置的驱动从而以时分方式获取图像并且合成所述图像，能够产生没有曝光不足的遮挡阴影和过度曝光的高光的高动态范围的图像。
另外，光源装置11203可以被构造用于提供能够用于特殊光观察的预定波长带的光。在特殊光观察中，例如，通过利用人体组织中光吸收的波长依赖性照射与普通观察的照射光(即白光)相比更窄带域的光，从而以高对比度来执行对诸如黏膜表层部分的血管等预定组织进行摄像的窄带观察(窄带摄像)。或者，在特殊光观察中，可以执行用于通过照射激发光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身体组织上来观察来自身体组织的荧光(自体荧光观察)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并且将与该试剂的荧光波长对应的激发光照射到人体组织上来获得荧光图像。光源装置11203可以被构造为提供适于上述的特殊光观察的窄带光和/或激发光。
图37是示出了图36所示的摄像头11102和CCU 11201的功能构成示例的框图。
摄像头11102包括透镜单元11401、成像单元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通过传输电缆11400彼此连接以进行通信。
透镜单元11401是设置在与镜筒11101连接的位置处的光学系统。从镜筒11101的远端摄取的观察光被引导到摄像头11102并且被引入到透镜单元11401中。透镜单元11401包括包含变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合。
成像单元11402包含的摄像元件的数量可以是一个(单板型)或者是多个(多板型)。例如，在成像单元11402被配置为多板型的成像单元的情况下，通过摄像元件生成与R、G和B的各者相对应的图像信号，并且可以合成这些图像信号以获得彩色图像。成像单元11402还可以被构造为具有用于分别获取用于右眼的图像信号和用于左眼的图像信号的一对摄像元件，从而用于三维(3D)显示。如果执行3D显示，则外科大夫11131能够更准确地掌握手术区域中活体组织的深度。应当注意的是，在成像单元11402被配置为立体型的成像单元的情况下，与各个摄像元件相对应地设置多个透镜单元11401系统。
此外，摄像单元11402可以不必设置在摄像头11102上。例如，可以在镜筒11101内部的紧挨着物镜后面设置摄像单元11402。
驱动单元11403包含致动器，并且在摄像头控制单元11405的控制下，沿光轴以预定距离移动透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜。因此，能够适当地调整由摄像单元11402拍摄的图像的放大率和焦点。
通信单元11404包括用于发送各种类型的信息到CCU 11201和接收来自CCU 11201的各种类型信息的通信装置。通信单元11404通过传输电缆11400将从摄像单元11402获取的图像信号作为RAW数据发送到CCU 11201。
另外，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，并将该控制信号提供给摄像头控制单元11405。控制信息包括诸如与摄像条件相关的信息，例如指定拍摄图像的帧率的信息、指定拍摄图像时的曝光值的信息和/或指定拍摄图像的放大倍数和焦点的信息。
应当注意的是，诸如帧率、曝光值、放大倍数或焦点等的图像拍摄条件可以由用户指定或者可以由CCU 11201的控制单元11413基于获得的图像信号自动设置。在后一种情况下，内窥镜11100内置有自动曝光(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基于通过通信单元11404接收到的来自CCU 11201的控制信号控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包含用于发送各种类型的信息到摄像头11102和接收来自摄像头11102的各种类型的信息的通信装置。通过传输电缆11400，通信单元11411接收从摄像头11102向其发送的图像信号。
此外，通信单元11411向摄像头11102发送用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。图像信号和控制信号可以通过电通信、光学通信等进行传输。
图像处理单元11412对从摄像头11102向其发送的RAW数据形式的图像信号执行各种图像处理。
控制单元11413执行与由内窥镜11100对手术区域等进行摄像和显示通过对手术区域等的摄像而获得的拍摄图像相关的各种类型的控制。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控制显示装置11202显示对手术区域等进行成像的被摄图像。因此，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对象。例如，控制单元11413可以通过检测包含在拍摄图像中的对象的边缘的形状、颜色等，来识别例如镊子等手术工具、特定的生物体区域、出血、以及使用能量装置11112时的薄雾等等。当控制单元11413控制显示装置11202显示拍摄的图像时，控制单元11413可以使用识别的结果以与手术区域的图像交叠的方式显示各种类型的手术支持信息。在以交叠的方式显示手术支持信息并且呈现给外科大夫11131情况下，能够减轻外科大夫11131的负担，并且外科大夫11131可以可靠地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201彼此连接的传输电缆11400是能够用于电信号通信的电信号电缆、能够用于光学通信的光纤或者能够用于电通信和光学通信的复合电缆。
这里，虽然在所示的示例中，通过使用传输电缆11400的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和CCU 11201之间的通信。
以上已经说明了可以应用根据本公开的技术的内窥镜手术系统的一个示例。根据本公开的技术可以应用于例如上述构造中的摄像头11102的摄像单元11402。将根据本公开的技术应用到摄像单元11402使得可以实现简单的结构并且获得外科手术区域的良好图像。
注意，这里将内窥镜手术系统作为示例进行了说明，但是根据本公开的技术可以另外应用于例如显微手术系统等。
＜10.其他实施方案＞
本技术不限于上述实施方案。在不脱离本技术的精神的情况下，可以以各种方式对实施方案进行变形。例如，在固体摄像装置的外围区域内，隔离器的第一隔离器可以包括沟槽和埋置在沟槽中的绝缘体。在这种情况下，绝缘体可以包括氧化硅或氮化硅，或者氧化硅和氮化硅的组合。此外，绝缘体可以是围绕金属或多晶硅形成的氧化硅或氮化硅。在这种情况下，埋置在绝缘体中的金属或多晶硅可以处于电浮动状态，或者处于连接至诸如地等固定电位的状态。此外，隔离器的第二隔离器中的绝缘体可以包括氮化硅、低介电常数材料、空气等。本技术应用于在第三基体上包括两层(即，第一半导体层和第二半导体层)的固体摄像装置。然而，本技术可应用于在第三基体上包括三层以上的半导体层。
根据本公开，可以提供一种固体摄像装置，其使得可以容易地实现设置在外部端子周围的绝缘结构体的结构，并且提供一种固体摄像装置的制造方法，其使得可以减少制造绝缘结构体的步骤的数量。
<本技术的构成>
本技术具有以下构成。
(1)
一种固体摄像装置，包括：
第一半导体层，所述第一半导体层具有像素区域和外围区域，在所述像素区域中布置有多个像素，并且所述外围区域设置在所述像素区域周围；
第二半导体层，其在与所述像素的光入射侧相对的一侧堆叠在所述第一半导体层上，所述第二半导体层设置有与所述多个像素连接的像素电路；
外部端子，所述外部端子设置在开口中，所述开口从所述第一半导体层的所述外围区域与所述第二半导体层连通；
第一隔离器，其在所述外围区域内设置在所述第一半导体层中，所述第一隔离器围绕所述开口的外围的至少一部分；以及
第二隔离器，其设置在所述第二半导体层的与所述外围区域相对应的区域中，所述第二隔离器围绕所述开口的所述外围的至少一部分。
(2)
根据(1)所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器围绕所述开口的整个外围。
(3)
根据(1)或(2)所述的固体摄像装置，其中，所述第二隔离器围绕所述开口的整个外围。
(4)
根据(1)至(3)中任一项所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器以所述开口为中心设置在设置有所述第二隔离器的位置的外侧的位置处。
(5)
根据(1)至(3)中任一项所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器以所述开口为中心设置在与设置有所述第二隔离器的位置相同的位置处。
(6)
根据(1)至(3)中任一项所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器以所述开口为中心设置在设置有所述第二隔离器的位置的内侧的位置处。
(7)
根据(1)至(6)中任一项所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器包括：
第一沟槽，所述第一沟槽从所述第一半导体层的光入射侧沿厚度方向形成；和
绝缘体，所述绝缘体形成在所述第一沟槽中。
(8)
根据(7)所述的固体摄像装置，其中，所述绝缘体形成为包括多层。
(9)
根据(8)所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器包括：
第一沟槽，所述第一沟槽从所述第一半导体层的光入射侧沿厚度方向形成，
绝缘体，所述绝缘体形成在所述第一沟槽中，以及
埋置在所述绝缘体中的金属或多晶硅。
(10)
根据(7)所述的固体摄像装置，其中，所述第一沟槽穿透所述第一半导体层。
(11)
根据(1)至(10)中任一项所述的固体摄像装置，其中，所述第二隔离器包括：
第二沟槽，所述第二沟槽从所述第二半导体层的光入射侧沿厚度方向形成，以及
绝缘体，所述绝缘体形成在所述第二沟槽中。
(12)
根据权利要求11所述的固体摄像装置，其中，所述第二沟槽穿透所述第二半导体层。
(13)
根据(11)所述的固体摄像装置，其中，
所述第二沟槽形成为穿透所述绝缘体，并且
在所述第二沟槽中形成有导电体。
(14)
根据(13)所述的固体摄像装置，其中，所述导电体与所述第一半导体层电隔离。
(15)
根据(13)或(14)所述的固体摄像装置，还包括在所述像素区域内的贯通线，所述贯通线沿厚度方向穿透所述第二半导体层，其中，
所述导电层构造为具有与所述贯通线的结构相同的结构。
(16)
根据(1)至(15)中任一项所述的固体摄像装置，还包括在所述第一半导体层的像素区域内的像素周围设置的像素隔离器，其中，
所述第一隔离器构造为具有与所述像素隔离器的结构相同的结构。
(17)
根据(16)所述的固体摄像装置，其中，所述像素隔离器将所述多个像素彼此隔离。
(18)
根据(1)至(17)中任一项所述的固体摄像装置，还包括在所述第二半导体层的所述像素电路中的电路隔离器，所述电路隔离器在厚度方向上穿透所述第二半导体层，其中，
所述第二隔离器构造为具有与所述电路隔离器相同的结构。
(19)
一种固体摄像装置的制造方法，所述方法包括：
在第一半导体层的像素区域中形成像素隔离器，并且形成第一隔离器，所述像素隔离器将多个像素彼此隔离，并且所述第一隔离器围绕开口的外围的至少一部分，所述开口与设置在所述像素区域周围的外围区域内的外部端子连通；
在所述第一半导体层的与所述像素的光入射侧相对的一侧形成第二半导体层，所述第二半导体层设置有与所述多个像素连接的像素电路；以及
在所述像素电路中形成电路隔离器，并且在所述外围区域内在所述第二半导体层中形成第二隔离器，所述电路隔离器沿厚度方向穿透所述第二半导体层，并且所述第二隔离器围绕所述开口的外围的至少一部分。
本申请要求2021年3月25日向日本专利局提交的第2021-051844号日本专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。
本领域技术人员应该理解的是，只要在所附权利要求或其等同物的范围内，根据设计要求和其他因素，可以进行各种变形、组合、子组合和替换。

Claims (19)

1.一种固体摄像装置，包括：
第一半导体层，所述第一半导体层具有像素区域和外围区域，在所述像素区域中布置有多个像素，并且所述外围区域设置在所述像素区域周围；
第二半导体层，其在与所述像素的光入射侧相对的一侧堆叠在所述第一半导体层上，所述第二半导体层设置有与所述像素连接的像素电路；
外部端子，所述外部端子设置在开口中，所述开口从所述第一半导体层的所述外围区域与所述第二半导体层连通；
第一隔离器，其在所述外围区域内设置在所述第一半导体层中，所述第一隔离器围绕所述开口的外围的至少一部分；以及
第二隔离器，其在与所述外围区域相对应的区域中设置在所述第二半导体层，所述第二隔离器围绕所述开口的外围的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器围绕所述开口的整个外围。
3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述第二隔离器围绕所述开口的整个外围。
4.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器以所述开口为中心设置在设置有所述第二隔离器的位置的外侧的位置处。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器以所述开口为中心设置在与设置有所述第二隔离器的位置相同的位置处。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器以所述开口为中心设置在设置所述有第二隔离器的位置的内侧的位置处。
7.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器包括：
第一沟槽，所述第一沟槽从所述第一半导体层的所述光入射侧沿厚度方向形成；和
绝缘体，所述绝缘体形成在所述第一沟槽中。
8.根据权利要求7所述的固体摄像装置，其中，所述绝缘体形成为包括多层。
9.根据权利要求8所述的固体摄像装置，其中，所述第一隔离器包括：
第一沟槽，所述第一沟槽从所述第一半导体层的所述光入射侧沿厚度方向形成；
绝缘体，所述绝缘体形成在所述第一沟槽中；以及
埋置在所述绝缘体中的金属或多晶硅。
10.根据权利要求7所述的固体摄像装置，其中，所述第一沟槽穿透所述第一半导体层。
11.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述第二隔离器包括：
第二沟槽，所述第二沟槽从所述第二半导体层的所述光入射侧沿厚度方向形成；以及
绝缘体，所述绝缘体形成在所述第二沟槽中。
12.根据权利要求11所述的固体摄像装置，其中，所述第二沟槽穿透所述第二半导体层。
13.根据权利要求11所述的固体摄像装置，其中，
所述第二沟槽形成为穿透所述绝缘体，并且
在所述第二沟槽中形成有导电体。
14.根据权利要求13所述的固体摄像装置，其中，所述导电体与所述第一半导体层电隔离。
15.根据权利要求13所述的固体摄像装置，还包括在所述像素区域内的贯通线，所述贯通线在厚度方向上穿透所述第二半导体层，其中，
所述导电层构造为具有与所述贯通线的结构相同的结构。
16.根据权利要求1所述的固体摄像装置，还包括在所述第一半导体层的像素区域内的所述像素周围设置的像素隔离器，其中，
所述第一隔离器构造为具有与所述像素隔离器的结构相同的结构。
17.根据权利要求16所述的固体摄像装置，其中，所述像素隔离器将多个所述像素彼此隔离。
18.根据权利要求1所述的固体摄像装置，还包括在所述第二半导体层的所述像素电路中的电路隔离器，所述电路隔离器沿厚度方向穿透所述第二半导体层，其中，
所述第二隔离器构造为具有与所述电路隔离器的结构相同的结构。
19.一种固体摄像装置的制造方法，所述方法包括：
在第一半导体层的像素区域中形成像素隔离器，并且形成第一隔离器，所述像素隔离器将多个像素彼此隔离，并且所述第一隔离器围绕开口的外围的至少一部分，所述开口与设置在所述像素区域周围的外围区域内的外部端子连通；
在与所述像素的光入射侧相对的一侧，在所述第一半导体层上形成第二半导体层，所述第二半导体层设置有与所述像素连接的像素电路；以及
在所述像素电路中形成电路隔离器，并且在所述外围区域内在所述第二半导体层中形成第二隔离器，所述电路隔离器沿厚度方向穿透所述第二半导体层，并且所述第二隔离器围绕所述开口的外围的至少一部分。
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