KR20230159401A - 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법 - Google Patents

고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법 Download PDF

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고이치로 자이츠
히데노부 츠가와
준페이 야마모토
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

고체 촬상 장치는, 제1 반도체층과, 제2 반도체층과, 외부 단자를 구비하고 있다. 제1 반도체층은 복수의 화소가 배열된 화소 영역 및 화소 영역의 주위에 배치된 주변 영역을 갖는다. 제2 반도체층은 제1 반도체층에 적층되고, 제2 반도체층에는 화소에 접속된 화소 회로가 배치되어 있다. 외부 단자는 제1 반도체층의 주변 영역으로부터 제2 반도체층으로 통하는 개구 내에 배치되어 있다. 고체 촬상 장치에는, 주변 영역에 있어서, 제1 분리부 및 제2 분리부가 배치되어 있다. 제1 분리부는, 주변 영역에 있어서 제1 반도체층에 배치되고, 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싼다. 제2 분리부는, 주변 영역에 대응하는 영역에 있어서 제2 반도체층에 배치되고, 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싼다.

Description

고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법
본 개시는, 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 반도체 장치로서 고체 촬상 장치가 개시되어 있다. 고체 촬상 장치는 제1 부품과 제2 부품을 접합한 복합 칩 구조에 의해 형성되어 있다. 제1 부품에는 트랜지스터 등의 반도체 소자가 형성되어 있다. 제2 부품에는 2차원 어레이상으로 복수 배열된 촬상 소자가 형성되어 있다.
제2 부품에 있어서 복수 배열된 촬상 소자의 주위에는 반도체층을 관통하는 개구부가 형성되고, 개구부 내에는 외부 접속 전극이 배치되어 있다. 또한, 반도체층의 개구부의 주위에는 딥 트렌치 분리(Deep Trench Isolation)에 의한 절연 구조체가 형성되어 있다.
이 때문에, 외부 접속 전극에 접속되는 와이어가 가령 개구부 내벽에 접촉하더라도, 반도체층에 형성된 소자에 대하여 절연체 구조에 의해 절연 상태가 확보되어 있다. 따라서, 누설 현상이 방지 가능하게 된다. 또한, 절연 구조체에 의해 반도체층의 기계적 강도가 향상되어 있으므로, 와이어의 본딩에 기인하는 크랙의 발생이 감소 가능하게 된다. 또한, 다이싱에 기인하는 칩 단부의 칩핑의 발생을 억제 가능하게 된다.
일본 특허 공개 제2020-181953호 공보
상기 고체 촬상 장치의 제조 방법에서는, 홈을 형성하는 공정, 홈 내에 절연막을 형성하는 공정 등이, 별도로 추가되어서, 외부 접속 전극의 주위에 절연 구조체가 형성되어 있다. 이 때문에, 고체 촬상 장치의 제조 공정수가 증대하고, 절연 구조체의 구조가 복잡해지므로, 해결책이 요망되고 있었다.
본 개시는, 외부 단자의 주위에 배치되는 절연 구조체의 구조를 간이하게 실현할 수 있는 고체 촬상 장치 및 절연 구조체의 제조 공정수를 삭감할 수 있는 고체 촬상 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 개시의 제1 실시 양태에 관계되는 고체 촬상 장치는, 복수의 화소가 배열된 화소 영역 및 화소 영역의 주위에 배치된 주변 영역을 갖는 제1 반도체층과, 화소의 광 입사측과는 반대측에 있어서 제1 반도체층에 적층되고, 화소에 접속된 화소 회로가 배치된 제2 반도체층과, 제1 반도체층의 주변 영역으로부터 제2 반도체층으로 통하는 개구 내에 배치된 외부 단자와, 주변 영역에 있어서 제1 반도체층에 배치되고, 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제1 분리부와, 주변 영역에 대응하는 영역에 있어서 제2 반도체층에 배치되고, 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 분리부를 구비하고 있다.
본 개시의 제2 실시 양태에 관계되는 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 제1 반도체층의 화소 영역에 있어서 복수의 화소 간을 분리하는 화소 분리부를 형성하고, 또한, 화소 영역의 주변의 주변 영역에 배치되는 외부 단자로 통하는 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제1 분리부를 형성하고, 화소의 광 입사측과는 반대측에 있어서, 제1 반도체층에, 화소에 접속되는 화소 회로가 배치되는 제2 반도체층을 형성하고, 화소 회로에 있어서 제2 반도체층을 두께 방향으로 관통하는 회로 분리부를 형성하고, 또한, 주변 영역에 있어서 제2 반도체층에 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 분리부를 형성한다.
도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 개략 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 고체 촬상 장치의 화소 및 화소 회로의 구성을 도시하는 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시되는 고체 촬상 장치의 화소 영역의 종단면 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시되는 고체 촬상 장치의 주변 영역의 종단면 구성도이다(도 1에 도시되는 A-A 절단선으로 자른 단면도).
도 5는 도 1에 도시되는 고체 촬상 장치의 주변 영역의 종단면 구성도이다(도 1에 도시되는 B-B 절단선으로 자른 단면도).
도 6은 도 1에 도시되는 고체 촬상 장치의 주변 영역에 배치된 외부 단자 및 분리부(절연 구조체)의 확대 평면도이다.
도 7은 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하는 제1 공정 단면도이다.
도 8은 도 7에 대응하는 제2 공정 단면도이다.
도 9는 도 7에 대응하는 제3 공정 단면도이다.
도 10은 도 7에 대응하는 제4 공정 단면도이다.
도 11은 도 7에 대응하는 제5 공정 단면도이다.
도 12는 도 7에 대응하는 제6 공정 단면도이다.
도 13은 도 7에 대응하는 제7 공정 단면도이다.
도 14는 도 7에 대응하는 제8 공정 단면도이다.
도 15는 도 7에 대응하는 제9 공정 단면도이다.
도 16은 도 7에 대응하는 제10 공정 단면도이다.
도 17은 도 7에 대응하는 제11 공정 단면도이다.
도 18은 도 7에 대응하는 제12 공정 단면도이다.
도 19는 도 7에 대응하는 제13 공정 단면도이다.
도 20은 도 7에 대응하는 제14 공정 단면도이다.
도 21은 도 7에 대응하는 제15 공정 단면도이다.
도 22는 도 7에 대응하는 제16 공정 단면도이다.
도 23은 제1 실시 형태의 변형예에 관계되는 외부 단자 및 분리부의 도 6에 대응하는 확대 평면도이다.
도 24는 본 개시의 제2 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 주변 영역의 도 4에 대응하는 종단면 구성도이다.
도 25는 도 24에 도시되는 고체 촬상 장치의 주변 영역에 배치된 외부 단자 및 분리부의 도 4에 대응하는 확대 평면도이다.
도 26은 본 개시의 제3 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 주변 영역의 도 4에 대응하는 종단면 구성도이다.
도 27은 도 26에 도시되는 고체 촬상 장치의 주변 영역에 배치된 외부 단자 및 분리부의 도 4에 대응하는 확대 평면도이다.
도 28은 본 개시의 제4 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 주변 영역의 도 4에 대응하는 종단면 구성도이다.
도 29는 도 28에 도시되는 고체 촬상 장치의 주변 영역에 배치된 외부 단자 및 분리부의 도 4에 대응하는 확대 평면도이다.
도 30은 본 개시의 제5 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 주변 영역의 도 4에 대응하는 종단면 구성도이다.
도 31은 도 30에 도시되는 고체 촬상 장치의 주변 영역에 배치된 외부 단자 및 분리부의 도 4에 대응하는 확대 평면도이다.
도 32는 본 개시의 제6 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 주변 영역의 도 4에 대응하는 종단면 구성도이다.
도 33은 본 개시의 제7 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 주변 영역의 도 4에 대응하는 종단면 구성도이다.
도 34는 본 개시의 실시 형태에 관계되는 제1 응용예이며, 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 35는 차밖 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 36은 본 개시의 실시 형태에 관계되는 제2 응용예이며, 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 37은 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 제1 실시 형태
제1 실시 형태는, 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법에, 본 기술을 적용한 예를 설명한다.
2. 제2 실시 형태
제2 실시 형태는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치에 있어서, 분리부의 평면 형상을 바꾼 예를 설명한다.
3. 제3 실시 형태
제3 실시 형태는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치에 있어서, 분리부의 단면 구조 그리고 평면 형상을 바꾼 예를 설명한다.
4. 제4 실시 형태
제4 실시 형태는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치에 있어서, 분리부의 단면 구조 그리고 평면 형상을 바꾼 예를 설명한다.
5. 제5 실시 형태
제5 실시 형태는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치에 있어서, 분리부의 단면 구조 그리고 평면 형상을 바꾼 예를 설명한다.
6. 제6 실시 형태
제6 실시 형태는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치에 있어서, 분리부의 단면 구조 그리고 평면 형상을 바꾼 예를 설명한다.
7. 제7 실시 형태
제7 실시 형태는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치에 있어서, 분리부의 단면 구조 그리고 평면 형상을 바꾼 예를 설명한다.
8. 이동체에의 응용예
이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템에 본 기술을 적용한 예를 설명한다.
9. 내시경 수술 시스템에의 응용예
내시경 수술 시스템에 본 기술을 적용한 예를 설명한다.
10. 기타의 실시 형태
여기서, 도면 중, 적절히, 나타내지는 화살표 X 방향은, 편의적으로 평면 상에 적재된 고체 촬상 장치(1)의 하나의 평면 방향을 나타내고 있다. 화살표 Y 방향은, 화살표 X 방향에 대하여 직교하는 다른 하나의 평면 방향을 나타내고 있다. 또한, 화살표 Z 방향은, 화살표 X 방향 및 화살표 Y 방향에 대하여 직교하는 상측 방향을 나타내고 있다. 즉, 화살표 X 방향, 화살표 Y 방향, 화살표 Z 방향은, 정확히, 삼차원 좌표계의 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향에 각각 일치하고 있다.
또한, 이들 각 방향은, 설명의 이해를 돕기 위하여 나타내져 있고, 본 기술의 방향을 한정하는 것은 아니다.
<1. 제1 실시 형태>
도 1 내지 도 22를 사용하여, 본 개시의 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1) 및 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법을 설명한다.
[고체 촬상 장치(1)의 구성]
(1) 고체 촬상 장치(1)의 평면 레이아웃 구성
도 1은, 본 개시의 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)의 개략 평면 구성예를 나타내고 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 고체 촬상 장치(1)는 화소 영역(2)과, 주변 영역(3)을 구비하고 있다. 고체 촬상 장치(1)는 화살표 Z 방향으로부터 보아서(이하, 간단히 「평면으로 보아」라고 한다.), 직사각 형상의 평면 형상으로 형성되어 있다. 화소 영역(2)은 고체 촬상 장치(1)의 광 입사측이 되는 표면 중앙부에 배치되어 있다. 화소 영역(2)에는, 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 화소(20)가 행렬상으로 복수 배열되어 있다.
주변 영역(3)은 고체 촬상 장치(1)의 화소 영역(2)보다도 외측의 표면 주변부에 배치되어 있다. 화소 영역(2)의 지면 상측, 지면 하측, 지면 좌측의 각각에 위치하는 주변 영역(3)에는, 접속 영역(35)이 배치되어 있다. 고체 촬상 장치(1)의 광 입사측과는 반대측에는 제3 기체(300)가 접합되고(도 3 참조), 제3 기체(300)에는 주변 회로가 배치되어 있다. 접속 영역(35)은 화소 영역(2)과 주변 회로의 접속 개소로서 배치되어 있다.
화소 영역(2)의 지면 우측에 위치하는 주변 영역(3)에는 외부 단자(본딩 패드)(324)가 배치되어 있다. 여기에서는, 화살표 X 방향으로 1열로 되고, 화살표 Y 방향으로 3개의 외부 단자(324)가 등간격으로 배치되어 있다.
각각의 외부 단자(324)의 표면은, 반도체층, 절연층 등을 두께 방향으로 파내려가서 형성된 개구(본딩 개구)(4) 내에 있어서 노출되어 있다. 외부 단자(324)에는 와이어(8)(도 4 참조)가 전기적으로 접속되는 구성으로 되어 있다.
개구(4)의 측면 외측의 주위의 적어도 일부에는, 절연 구조체(패드 주변 가드 링)를 구축하는 분리부(5)가 개구(4)를 둘러싸서 배치되어 있다. 분리부(5)의 상세한 구조는 나중에 설명한다.
고체 촬상 장치(1)의 주변 영역(3)의 가장 외측의 주위에는 가드 링(칩 주변 가드 링)(6)이 배치되어 있다. 가드 링(6)의 더 외측에는 다이싱 영역(7)이 배치되어 있다.
(2) 화소(20) 및 화소 회로(24)의 회로 구성
도 2에 도시되는 바와 같이, 하나의 화소(20)는, 포토다이오드(21)와, 전송 트랜지스터(22)의 직렬 회로에 의해 구성되어 있다.
포토다이오드(21)의 애노드 단자는 기준 전위(GND)에 접속되고, 캐소드 단자는 전송 트랜지스터(22)의 한쪽의 단자에 접속되어 있다. 포토다이오드(21)는 고체 촬상 장치(1)의 외부로부터 입사된 광을 전기 신호로 변환한다.
전송 트랜지스터(22)의 다른 쪽 단자는 화소 회로(24)에 접속되어 있다. 전송 트랜지스터(22)의 제어 단자는 수평 신호선(23)에 접속되어 있다.
화소 회로(24)는 플로팅 디퓨전(FD) 변환 게인 전환 트랜지스터(25)와, 리셋 트랜지스터(26)와, 증폭 트랜지스터(27)와, 선택 트랜지스터(28)를 구비하고 있다.
전송 트랜지스터(22)의 다른 쪽 단자는, FD 변환 게인 전환 트랜지스터(25)의 한쪽의 단자 및 증폭 트랜지스터(27)의 제어 단자에 접속되어 있다. FD 변환 게인 전환 트랜지스터(25)의 다른 쪽 단자는 리셋 트랜지스터(26)의 한쪽의 단자에 접속되어 있다. 리셋 트랜지스터(26)의 다른 쪽 단자는 전원 전위(VDD)에 접속되어 있다. 증폭 트랜지스터(27)의 한쪽의 단자는 선택 트랜지스터(28)의 한쪽의 단자에 접속되어 있다. 증폭 트랜지스터(27)의 다른 쪽 단자는 전원 전위(VDD)에 접속되어 있다. 선택 트랜지스터(28)의 다른 쪽 단자는 수직 신호선(29)에 접속되어 있다.
(3) 화소 영역(2)의 구조
도 3에 도시된 바와 같이, 고체 촬상 장치(1)는 제1 기체(100)와, 제2 기체(200)와, 제3 기체(300)를 적층하여 구성되어 있다. 제1 기체(100)는 제2 기체(200) 상에 적층되고, 또한, 접합되어 있다. 제2 기체(200)는 제3 기체(300) 상에 적층되고, 또한, 접합되어 있다.
제1 기체(100)는 제1 반도체층(110)과, 제1 반도체층(110)의 제2 기체(200) 측에 배치된 제1 배선층(120)을 구비하고 있다. 제1 반도체층(110)은 단결정 규소(Si)에 의해 형성되어 있다.
화소 영역(2)에 있어서, 제1 반도체층(110)에는 화소(20)가 구성되어 있다.
화소(20)의 포토다이오드(21)는 n형 반도체 영역(111)과, p형 반도체 영역(112)을 구비하고 있다. n형 반도체 영역(111)은 제1 반도체층(110)의 광 입사측에 배치되고, 캐소드 단자를 구성하고 있다. p형 반도체 영역(112)은 제1 반도체층(110)의 제2 기체(200) 측에 배치되고, 애노드 단자를 구성하고 있다. p형 반도체 영역(112)은 p형 웰 영역으로서 구성되어 있다.
화소(20)의 전송 트랜지스터(22)는 n형 반도체 영역(111)과, n형 반도체 영역(113)과, 전극(114)을 구비하고 있다. n형 반도체 영역(111)은 포토다이오드(21)의 캐소드 단자와 공용되어, 전송 트랜지스터(22)의 한쪽의 단자로서 구성되어 있다. n형 반도체 영역(113)은 p형 반도체 영역(112)의 제2 기체(200) 측에 배치되고, 전송 트랜지스터(22)의 다른 쪽 단자로서 구성되어 있다. 전극(114)은 p형 반도체 영역(112)의 제2 기체(200) 측의 표면부에서 p형 반도체 영역(112)을 관통하고, n형 반도체 영역(111)까지 도달하여 형성되어 있다. 전극(114)은 전송 트랜지스터(22)의 제어 단자로서 구성되어 있다. 전극(114)은 예를 들어 다결정 규소에 의해 형성되어 있다.
또한, p형 반도체 영역(112)의 제2 기체(200) 측의 표면부에는, p형 반도체 영역(112)보다도 불순물 밀도가 높고, 또한, 깊이가 얕은 p형 반도체 영역(115)이 배치되어 있다. p형 반도체 영역(115)은 웰 콘택트 영역으로서 사용되어, 기준 전위(GND)를 공급한다.
화소 영역(2)에 있어서, 제1 반도체층(110)에는, 각 화소(20) 사이에, 화소(20)끼리를 전기적, 또한, 광학적으로 분리하는 화소 분리 영역(130)이 배치되어 있다. 도시를 생략하지만, 화소 분리 영역(130)은 평면으로 보아 격자상으로 형성되어 있다. 화소 분리 영역(130)은 여기에서는, 홈(131)과, 피닝 영역(132)과, 절연막(133)과, 차광막(134)을 구비하고 있다.
홈(131)은 제1 반도체층(110)의 광 입사측부터 제2 기체(200) 측까지 두께 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 즉, 화소 분리 영역(130)은 풀 트렌치 아이솔레이션(Full Trench Isolation) 구조에 의해 형성되어 있다. 또한, 홈(131)은 제1 반도체층(110)을 관통하지 않는 딥 트렌치 아이솔레이션(Deep Trench Isolation) 구조에 의해 형성해도 된다.
피닝 영역(132)은 홈(131) 내벽을 따라서 형성되어 있다. 피닝 영역(132)은 부의 고정 전하를 갖고, 암전류의 발생을 억제 가능한 절연 재료에 의해 형성되어 있다. 예를 들어, 피닝 영역(132)은 산화하프늄(HfO), 산화지르코늄(ZrO), 산화알루미늄(AlO), 산화티타늄(TiO) 또는 산화탄탈(TaO)에 의해 형성되어 있다.
절연막(133)은 피닝 영역(132)을 통하여, 홈(131) 내벽을 따라서 형성되어 있다. 절연막(133)은 예를 들어 산화규소(SiO)에 의해 형성되어 있다.
차광막(134)은 절연막(133)을 통하여, 홈(131) 내부에 매설되어 있다. 차광막(134)은 예를 들어 텅스텐(W) 또는 다결정 규소에 의해 형성되어 있다.
제1 배선층(120)은 전술한 전극(114)과, 제1 전극 단자(121)와, 제2 전극 단자(122)와, 절연층(123)을 구비하고 있다.
제1 전극 단자(121)는 화소 분리 영역(130) 하에 있어서, 제1 반도체층(110)의 제2 기체(200) 측에 배치되어 있다. 제1 전극 단자(121)는 전송 트랜지스터(22)의 n형 반도체 영역(113)에 접속되어 있다. 제1 전극 단자(121)는 예를 들어 다결정 규소에 의해 형성되어 있다.
제2 전극 단자(122)는 화소 분리 영역(130) 하에 있어서, 제1 반도체층(110)의 제2 기체(200) 측에 배치되어 있다. 제2 전극 단자(122)는 p형 반도체 영역(115)에 접속되어 있다. 제2 전극 단자(122)는 제1 전극 단자(121)와 동일 도전층에 형성되고, 또한, 제1 전극 단자(121)와 동일 도전성 재료에 의해 형성되어 있다.
절연층(123)은 예를 들어 산화규소막, 질화규소(SiN)막 각각을 적층하여 형성되어 있다.
제2 기체(200)는 제1 기체(100)의 제1 배선층(120)에 접합된 제2 반도체층(210)과, 제2 반도체층(210)의 제3 기체(300) 측에 배치된 제2 배선층(220)을 구비하고 있다. 제2 반도체층(210)은 단결정 규소에 의해 형성되어 있다.
화소 영역(2)에 있어서, 제2 반도체층(210)에는 화소 회로(24)가 구성되어 있다. 도 3에는, 화소 회로(24)의 FD 변환 게인 전환 트랜지스터(25) 및 증폭 트랜지스터(27)가 나타내져 있다. 리셋 트랜지스터(26) 및 선택 트랜지스터(28)는 도시를 생략하고 있다.
제2 반도체층(210)은 p형 반도체 영역(211)을 구비하고 있다. p형 반도체 영역(211)은 웰 영역으로서 구성되어 있다.
FD 변환 게인 전환 트랜지스터(25)는 한 쌍의 n형 반도체 영역(212)과, 전극(221)을 구비하고 있다. n형 반도체 영역(212)은 p형 반도체 영역(211)의 제3 기체(300) 측의 표면부에 배치되고, 한쪽 및 다른 쪽의 단자로서 구성되어 있다. 전극(221)은 p형 반도체 영역(211)의 제3 기체(300) 측의 표면 상에 배치되고, 제어 단자로서 구성되어 있다. 전극(221)은 예를 들어 다결정 규소에 의해 형성되어 있다.
증폭 트랜지스터(27)는 도시 생략된 한 쌍의 n형 반도체 영역과, 전극(222)을 구비하고 있다. n형 반도체 영역은, n형 반도체 영역(212)과 마찬가지로 p형 반도체 영역(211)의 표면부에 배치되고, 한쪽 및 다른 쪽의 단자로서 구성되어 있다. 전극(222)은 전극(221)과 동일 도전층의 부위를 갖고, 제어 단자로서 구성되어 있다.
또한, 제2 반도체층(210)의 제3 기체(300) 측의 표면부에는 p형 반도체 영역(213)이 배치되어 있다. p형 반도체 영역(213)은 p형 반도체 영역(115)과 마찬가지로, 웰 콘택트 영역으로서 사용되고 있다.
또한, n형 반도체 영역(212)과 p형 반도체 영역(213) 사이에 있어서, 제2 반도체층(210)의 표면부에는 소자 분리부(214)가 배치되어 있다. 소자 분리부(214)는 부호를 생략하지만, p형 반도체 영역(211)의 제3 기체(300) 측의 표면으로부터 제1 기체(100) 측을 향하여 형성된 홈과, 홈 내에 매설된 절연체를 구비하고 있다.
제2 배선층(220)은 전술한 전극(221) 및 전극(222)과, 복수층의 배선(223)과, 절연층(224)을 구비하고 있다. 배선(223)은 제2 반도체층(210)의 제3 기체(300) 측의 표면 상에 배치되어 있다. 배선층수는 한정되지 않지만, 여기에서는 4층의 배선(223)이 배치되어 있다. 각 배선층의 각각의 배선(223)은 부호 생략된 플러그 배선에 의해 접속되어 있다.
절연층(224)은 예를 들어 산화규소막, 질화규소막 각각을 적층하여 형성되어 있다.
화소 분리 영역(130)에 대응하는 위치에 있어서, 제2 반도체층(210)에는 풀 트렌치 에어리어(Full Trench Area)(230)가 배치되어 있다. 풀 트렌치 에어리어(230)는, 절연체(231)와, 관통 구멍(via hole)(232)과, 관통 배선(233)을 구비하고 있다. 풀 트렌치 에어리어(230)는, 화소 회로(24)의 각 소자 간을 전기적으로 분리하는 회로 분리부를 구축하고 있다.
절연체(231)는 FD 변환 게인 전환 트랜지스터(25) 등의 반도체 소자가 배치되어 있지 않은 영역에 있어서, 제2 반도체층(210)에 배치되어 있다. 제2 반도체층(210)의 두께 방향의 전역에 절연체(231)가 형성되어 있다. 관통 구멍(232)은 절연체(231)를 두께 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 관통 배선(233)은 관통 구멍(232) 내에 배치되어 있다. 관통 배선(233)의 제1 기체(100) 측은, 제1 배선층(120)의 제1 전극 단자(121)까지 달하여, 제1 전극 단자(121)에 접속되어 있다. 관통 배선(233)의 제3 기체(300) 측은, 제2 반도체층(210)에 가장 가까운 배선(223)에 접속되어 있다. 관통 배선(233)은 예를 들어 텅스텐에 의해 형성되어 있다.
또한, 다른 관통 배선(233)의 제1 기체(100) 측은, 제1 배선층(120)의 제2 전극 단자(122)까지 달하여, 제2 전극 단자(122)에 접속되어 있다.
제2 배선층(220)의 제3 기체(300) 측에는 단자(225)가 배치되어 있다. 단자(225)는 제3 기체(300)의 단자(325)에 기계적으로 접합되고, 또한, 단자(325)에 전기적으로 접속되어 있다. 단자(225)는 예를 들어 구리(Cu)에 의해 형성되어 있다.
제3 기체(300)는 기판(30)과, 기판(30)의 제2 기체(200) 측에 배치된 제3 배선층(320)을 구비하고 있다.
기판(30)에는 단결정 규소 기판이 사용되고 있다. 기판(30)의 제2 기체(200) 측의 표면부에는, 주변 회로를 구축하는 트랜지스터(31)가 배치되어 있다. 상세한 설명은 생략하지만, 주변 회로는, 예를 들어, 입력부, 타이밍 제어부, 행 구동부, 열 신호 처리부, 화상 신호 처리부 및 출력부를 구비하고 있다.
트랜지스터(31)는 한 쌍의 n형 반도체 영역(311)과, 전극(321)을 구비하고 있다. 한 쌍의 n형 반도체 영역(311)은 기판(30)의 표면부에 배치되고, 소스 단자 및 드레인 단자로서 구성되어 있다. 전극(321)은 제어 단자로서 구성되어 있다.
도 3에 도시되는 트랜지스터(31)는 n형 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터(Insulated Gate Field Effect Transistor)이다. 도시를 생략하지만, 기판(30)의 표면부에는 p형 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터가 배치되어 있다.
인접하는 트랜지스터(31) 사이에 있어서, 기판(30)의 표면부에는 소자 분리부(32)가 배치되어 있다. 소자 분리부(32)는 기판(30)의 표면으로부터 깊이 방향으로 형성된 부호 생략된 홈과, 홈 내에 매설된 부호 생략된 절연체를 구비하고 있다.
제3 배선층(320)은 전술한 전극(321)과, 복수층의 배선(322)과, 절연층(323)을 구비하고 있다. 배선(322)은 기판(30)의 제2 기체(200) 측의 표면 상에 배치되어 있다. 배선층수는 한정되지 않지만, 여기에서는 4층의 배선(322)이 배치되어 있다. 각 배선층의 각각의 배선(322)은 부호 생략된 플러그 배선에 의해 접속되어 있다.
절연층(323)은 예를 들어 산화규소막, 질화규소막 각각을 적층하여 형성되어 있다.
제3 배선층(320)의 제2 기체(200) 측에는 단자(325)가 배치되어 있다. 단자(325)는 제2 기체(200)의 단자(225)에 접속되어 있다. 단자(325)는 예를 들어 구리에 의해 형성되어 있다.
이와 같이 구성되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 화소 영역(2)에 있어서, 제1 기체(100)의 광 입사측의 표면 상에 전하 고정막(140), 절연막(150), 수광 렌즈(160) 각각이 순차 배치되어 있다. 또한, 화소 분리 영역(130) 상에는 차광막(135)이 배치되어 있다. 차광막(135)은 예를 들어 텅스텐에 의해 형성되어 있다.
(4) 주변 영역(3)(외부 단자(324), 개구(4) 및 분리부(5))의 구조
도 1에 도시되는 주변 영역(3)에는, 도 4 내지 도 6에 도시되는 바와 같이, 외부 단자(324), 개구(4) 및 분리부(5)가 배치되어 있다.
외부 단자(324)는 제1 실시 형태에 있어서, 제3 기체(300)의 제3 배선층(320)에 있어서, 가장 제1 기체(100) 측에 가까운 배선(322)과 동일 도전층, 또한, 동일 도전성 재료에 의해 구성되어 있다. 외부 단자(324)는 예를 들어 알루미늄(Al)을 주조성으로 하여 형성되어 있다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 외부 단자(324)는 평면으로 보아, 직사각 형상, 더욱 상세하게는 정사각 형상으로 형성되어 있다.
개구(4)는 제1 기체(100)의 광 입사측의 표면으로부터, 제1 기체(100), 제2 기체(200) 및 제3 기체(300)의 절연층(323)의 일부를 파내려가서 관통시켜, 외부 단자(324)의 표면을 노출시키고 있다. 개구(4)는 평면으로 보아, 외부 단자(324)의 윤곽 형상보다도 한 사이즈 작은 직사각 형상으로 형성되어 있다.
분리부(5)는 제1 분리부(51)와, 제2 분리부(52)를 구비하고 있다.
제1 분리부(51)는 제1 기체(100)의 제1 반도체층(110)에 배치되어 있다. 제1 분리부(51)는 홈(511)과, 피닝 영역(512)과, 절연막(513)과, 차광막(514)을 구비하고 있다.
홈(511)은 개구(4) 외측의 주위의 전역을 둘러싸서 배치되고, 제1 반도체층(110)을 두께 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 개구(4)의 모퉁이 부분을 제외하고, 홈(511)부터 개구(4) 내벽까지의 거리는 일정하다. 평면으로 보아, 홈(511)은 개구(4) 외측의 주위를 둘러싸는 직사각 형상으로 형성되어 있다.
피닝 영역(512)은 홈(511) 내벽을 따라서 형성되어 있다. 절연막(513)은 피닝 영역(512)을 통하여, 홈(511) 내벽을 따라서 형성되어 있다. 차광막(514)은 절연막(513)을 통하여, 홈(511) 내부에 매설되어 있다.
제1 분리부(51)의 홈(511), 피닝 영역(512), 절연막(513) 및 차광막(514)은 화소 분리 영역(130)의 홈(131), 피닝 영역(132), 절연막(133) 및 차광막(134)과 동일한 단면 구조에 의해 구성되어 있다. 또한, 제1 분리부(51)의 피닝 영역(512)은 화소 분리 영역(130)의 피닝 영역(132)과 동일한 재료에 의해 형성되어 있다. 마찬가지로, 절연막(513)은 절연막(133)과 동일한 재료에 의해 형성되고, 차광막(514)은 차광막(134)과 동일한 재료에 의해 형성되어 있다.
또한, 제1 분리부(51)의 광 입사측의 표면 상에는, 화소 분리 영역(130)의 차광막(135)과 마찬가지로, 차광막(515)이 배치되어 있다.
또한, 제1 분리부(51)에, 피닝 영역(512)은 형성되어 있지 않아도 된다. 제1 분리부(51)에, 차광막(514) 각각은 형성되어 있지 않아도 된다.
또한, 홈(511)의 측벽을 따라서 제1 반도체층(110)에 p형 반도체 영역이 형성되어 있어도 된다. 그 p형 반도체 영역은, 예를 들어 고상 확산 기술 또는 플라스마 도프 기술에 의해 형성 가능하다.
제2 분리부(52)는 제2 기체(200)의 제2 반도체층(210)에 배치되어 있다. 제2 분리부(52)는 절연체(521)와, 홈(522)과, 매설체(523)와, 분리체(524)를 구비하고 있다.
절연체(521)는 개구(4) 외측의 주위의 전역을 둘러싸서 배치되고, 제1 분리부(51)보다도 개구(4) 측에 가까운 위치에 형성되어 있다. 절연체(521)는 제2 반도체층(210)의 두께 방향의 전역에 형성되어 있다.
홈(522)은 절연체(521)를 두께 방향으로 관통하여 형성되고, 개구(4) 외측의 주위의 전역을 둘러싸서 배치되어 있다. 평면으로 보아, 홈(522)은 개구(4) 외측의 주위를 둘러싸는 직사각 형상으로 형성되어 있다. 제1 실시 형태에서는, 제1 분리부(51)와 개구(4) 사이에 3개의 홈(522)이 등간격으로 배치되어 있다. 홈(522)의 개수는, 3개에 한정되는 것은 아니며, 1개, 2개 또는 4개 이상이어도 된다.
매설체(523)는 홈(522) 내에 매설되어 있다. 분리체(524)는 매설체(523)의 제1 기체(100) 측에 접속하여 배치되어 있다. 또한, 분리체(524)와 매설체(523) 사이에는 실제로는 복수의 절연막이 개재하고 있는데, 이들 복수의 절연막에 개구가 형성되고, 개구를 통하여 분리체(524)와 매설체(523)가 접하고 있다. 또한, 분리체(524)와 매설체(523) 간은 절연막에 의해 분리되어 있어도 된다.
제2 분리부(52)의 절연체(521), 홈(522), 매설체(523) 및 분리체(524)는 풀 트렌치 에어리어(230)의 절연체(231), 관통 구멍(232), 관통 배선(233) 및 전극(114)과 동일한 단면 구조에 의해 구성되어 있다. 즉, 제2 분리부(52)는 풀 트렌치 에어리어(230)(회로 분리부)와 동일한 단면 구조에 의해 구성되어 있다. 또한, 제2 분리부(52)의 절연체(521)는 풀 트렌치 에어리어(230)의 절연체(231)와 동일한 재료에 의해 형성되어 있다. 마찬가지로, 매설체(523)는 관통 배선(233)과 동일한 재료에 의해 형성되고, 분리체(524)는 전극(114)과 동일한 재료, 즉, 예를 들어 다결정 규소에 의해 형성되어 있다. 또한, 분리체(524)는 제1 전극 단자(121) 및 제2 전극 단자(122)와 동일한 재료, 즉, 예를 들어 다결정 규소에 의해 형성되어 있어도 된다. 분리체(524)가 도전성을 갖는 경우, 분리체(524)와 제1 반도체층(110)은, 그들 사이에 마련된 절연체에 의해 전기적으로 분리되어 있다. 분리체(524)와 제1 반도체층(110) 사이의 절연체로서는, 예를 들어 수㎚ 이상 수십㎚ 이하의 두께를 갖는 산화규소막이 사용 가능하다.
또한, 분리체(524)는 예를 들어 다결정 규소 등의 도전성 재료에 의해 형성되어 있으나, 절연 재료에 의해 형성해도 된다.
도 1, 도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 분리부(5)는 복수의 외부 단자(324)(개구(4))마다 배치되어 있다. 즉, 인접하는 외부 단자(324) 사이에는, 한쪽의 외부 단자(324)의 주위에 배치된 분리부(5)와 다른 쪽의 외부 단자(324)의 주위에 배치된 분리부(5)가 배치되어 있다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 외부 단자(324)에는, 개구(4)를 통하여 와이어(8)가 접속되어 있다. 와이어(8)에는 예를 들어 금(Au) 와이어, 구리 와이어 등이 사용되고 있다.
또한, 인접하는 외부 단자(324) 사이에 있어서, 인접하는 한쪽의 외부 단자(324)의 주위에 배치된 분리부(5)를 인접하는 다른 한쪽의 외부 단자(324)의 주위에 배치된 분리부(5)로서 사용해도 된다(도 1 및 도 5 참조). 즉, 인접하는 외부 단자(324) 사이에는, 하나의 분리부(5)가 배치되는 구성으로 할 수 있다.
또한, 외부 단자(324)와 다이싱 영역(7) 사이의, 외부 단자(324)의 주위의 일부에 분리부(5)가 배치되어도 된다. 이 경우, 다이싱 공정에 기인하는 크랙이나 칩핑의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 외부 단자(324)와 화소 영역(2) 사이의, 외부 단자(324)의 주위의 일부에 분리부(5)가 배치되어도 된다. 이 경우, 와이어(8)가 개구(4) 내벽에 가령 접촉하더라도, 화소 영역(2)에의 누설 현상을 효과적으로 억제할 수 있다.
[고체 촬상 장치(1)의 제조 방법]
제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법, 특히 주변 영역(3)의 제조 방법은, 도 7 내지 도 22에 도시되는, 이하의 제조 공정을 구비하고 있다. 이하, 주변 영역(3)의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
(1) 분리부(5)의 제1 분리부(51)의 제조
맨 먼저, 도 7에 도시되는 바와 같이, 제1 기체(100)의 베이스가 되는 제1 반도체층(110)이 준비된다. 제1 반도체층(110)은 예를 들어 단결정 규소 기판(웨이퍼)이다.
도 8에 도시되는 바와 같이, 주변 영역(3)에 있어서, 제1 반도체층(110)의 표면부에 분리부(5)의 제1 분리부(51)의 일부가 형성된다. 제1 분리부(51)의 일부가 형성된 제1 반도체층(110)의 표면부는, 도 4 및 도 5에 도시되는 광 입사측과는 반대측으로 되어 있다.
제1 분리부(51)에서는, 먼저 화소 영역(2)의 화소 분리 영역(130)의 홈(131)을 형성하는 공정과 동일 공정에 의해 홈(511)이 형성된다. 홈(511)의 형성에는, 포토리소그래피 기술 및 이방성 에칭 기술이 사용된다. 그리고, 화소 분리 영역(130)에서는, 도시 생략된 p형 반도체 영역, 절연막, 매설체 각각이 순차 형성된다. 이들 공정과 동일 공정에 의해, 제1 분리부(51)에서는, p 반도체 영역(515), 절연막(516), 매설체(517) 각각이 순차 형성된다.
p형 반도체 영역(518)은 홈(511)의 적어도 측벽을 따라서 제1 반도체층(110)에 형성된다. p형 반도체 영역(518)의 형성에는, 예를 들어 고상 확산 기술 또는 플라스마 도프 기술이 사용된다. 절연막(516)은 홈(511)의 측벽 및 저변을 따라서 제1 반도체층(110) 상에 형성된다. 절연막(516)의 형성에는, 예를 들어 열산화 기술이 사용된다. 매설체(517)는 홈(511) 내에 있어서, 절연막(516) 상에 형성된다. 매설체(517)의 형성에는, 예를 들어 화학 기상 성장(Chemical Vapor Deposition) 기술 또는 원자층 퇴적(Atomic Layer Deposition) 기술과, 화학 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing) 기술이 사용된다.
(2) 분리부(5)의 제2 분리부(52)의 제조
도 9에 도시되는 바와 같이, 주변 영역(3)에 있어서, 제1 반도체층(110)의 표면 상에 제2 분리부(52)의 분리체(524)가 형성된다. 분리체(524)는 화소 영역(2)의 전극(114)을 형성하는 공정과 동일 공정에 의해 형성된다. 전극(114)이 형성되면, 제1 기체(100)의 제1 배선층(120)이 실질적으로 완성된다.
부호는 생략하지만, 도 10에 도시되는 바와 같이, 분리체(524)의 측벽에 사이드 월 스페이서가 형성된다. 또한, 분리체(524) 및 사이드 월 스페이서를 덮는 절연막이 형성된다.
또한, 분리체(524)가 제1 전극 단자(121) 및 제2 전극 단자(122) 각각을 형성하는 공정과 동일한 공정에 의해 형성되는 경우에는, 사이트 월 스페이서는 형성되지 않는다.
도 11에 도시되는 바와 같이, 화소 영역(2) 및 주변 영역(3)에 있어서, 제1 반도체층(110)의 표면 상에 절연층(123)이 형성된다. 분리체(524)는 절연층(123)에 의해 덮인다. 절연층(123)이 형성되면, 제1 기체(100)가 완성된다.
도 12에 도시되는 바와 같이, 제1 반도체층(110)에 절연층(123)을 개재시켜서 제2 반도체층(210)이 접합된다. 제2 반도체층(210)은 제1 반도체층(110)과 마찬가지로, 단결정 규소 기판(웨이퍼)이다.
도 13에 도시되는 바와 같이, 제2 반도체층(210)이 두께 방향으로 연마되어, 제2 반도체층(210)이 박육화된다.
도 14에 도시되는 바와 같이, 주변 영역(3)에 있어서, 제2 반도체층(210)의 제2 분리부(52)의 형성 영역이 제거되고, 이 제거된 영역에 절연체(521)가 형성된다. 절연체(521)는 분리체(524) 상에 형성된다. 절연체(521)는 풀 트렌치 에어리어(230)의 절연체(231)를 형성하는 공정과 동일 공정에 의해 형성된다.
주변 영역(3)에 있어서, 절연체(521)에 분리체(524)의 표면에 달하는 홈(522)이 형성된다. 홈(522)은 포토리소그래피 기술 및 이방성 에칭 기술에 의해 형성된다. 홈(522)은 풀 트렌치 에어리어(230)의 관통 구멍(232)을 형성하는 공정과 동일 공정에 의해 형성된다.
도 15에 도시되는 바와 같이, 홈(522) 내에 매설체(523)가 매설된다. 매설체(523)의 형성에는, 예를 들어 화학 기상 성장 기술 또는 원자층 퇴적 기술과, 화학 기계 연마 기술이 사용된다. 매설체(523)는 풀 트렌치 에어리어(230)의 관통 배선(233)을 형성하는 공정과 동일 공정에 의해 형성된다.
매설체(523)가 형성되면, 절연체(521), 홈(522), 매설체(523) 및 분리체(524)를 구비한 제2 분리부(52)가 완성된다. 또한, 제2 분리부(52)가 완성되면, 제1 분리부(51) 및 제2 분리부(52)를 구비한 분리부(5)가 완성된다.
도 16에 도시되는 바와 같이, 제2 반도체층(210)의 표면 상에 제2 기체(200)의 제2 배선층(220)의 일부 배선(223) 및 절연층(224)의 일부가 형성된다. 그리고, 도 17에 도시되는 바와 같이, 나머지의 배선(223) 및 절연층(224)의 나머지가 형성된다.
또한, 도 18에 도시되는 바와 같이, 제2 배선층(220)의 최상층이 되는 단자(225)가 형성된다. 단자(225)가 형성되면, 제2 반도체층(210) 및 제2 배선층(220)을 갖는 제2 기체(200)가 완성된다.
(3) 외부 단자(324) 및 개구(4)의 제조
이어서, 제1 기체(100) 및 제2 기체(200)의 상하 방향을 반전시켜, 제3 기체(300) 상에 제2 기체(200)가 적층된다(도 19 참조). 도 3에 도시된 바와 같이, 제3 기체(300)는 주변 회로를 구축하는 트랜지스터(31)가 탑재된 기판(30)을 구비하고, 기판(30)의 표면 상에는 제3 배선층(320)이 배치되어 있다. 제3 배선층(320)의 최상층에는 단자(325)가 배치되어 있다.
제3 기체(300)에 제2 기체(200) 및 제1 기체(100)가 적층된 후, 도 19에 도시되는 바와 같이, 제3 기체(300)의 단자(325)에 제2 기체(200)의 단자(225)가 접합된다.
제1 기체(100)의 제1 반도체층(110)이 연마되어, 제1 반도체층(110)이 박육화된다(도 20 참조).
제1 반도체층(110)이 박육화되면, 제1 분리부(51)가 제1 반도체층(110)의 표면에 노출된다. 계속해서, 제1 분리부(51)의 매설체(517) 및 절연막(516)이 선택적으로 제거된다. 그리고, 도 20에 도시되는 바와 같이, 홈(511) 내에 피닝 영역(512), 절연막(513), 차광막(514) 각각이 순차 형성된다. 제1 분리부(51)의 피닝 영역(512), 절연막(513) 및 차광막(514)은 화소 분리 영역(130)의 피닝 영역(132), 절연막(133) 및 차광막(134)과 동일 공정에 의해 형성된다. 또한, 화소 분리 영역(130)의 피닝 영역(132)을 형성하는 공정과 동일한 공정에 의해, 제1 기체(100)의 광 입사측의 표면 상에 전하 고정막(140)이 형성된다.
여기까지의 공정이 종료되면, 제1 분리부(51)가 완성된다. 또한 제1 반도체층(110) 및 제1 배선층(120)을 갖는 제1 기체(100)가 완성된다.
이어서, 제1 기체(100)의 광 입사측의 표면 상에 있어서, 분리부(5)의 제1 분리부(51) 상에 차광막(515)이 형성된다(도 21 참조). 차광막(515)은 화소 영역(2)의 화소 분리 영역(130) 상의 차광막(135)을 형성하는 공정과 동일 공정에 의해 형성된다.
도 21에 도시되는 바와 같이, 화소 영역(2) 및 주변 영역(3)에 있어서, 제1 기체(100)의 광 입사측의 표면 상에 절연막(150)이 형성된다. 이 후, 화소 영역(2)에서는, 절연막(150) 상에 수광 렌즈(160)가 형성된다.
도 22에 도시되는 바와 같이, 주변 영역(3)의 분리부(5)에 주위가 둘러싸인 영역 내에 있어서, 개구(4)가 형성된다. 개구(4)는 제1 기체(100) 및 제2 기체(200)를 관통하고, 제3 기체(300)에 배치된 외부 단자(324)의 표면에 달한다. 개구(4) 내에는 외부 단자(324)의 표면이 노출된다.
이들 일련의 제조 공정이 종료하면, 도 1, 도 3 내지 도 6에 도시되는 고체 촬상 장치(1)가 완성된다.
[작용 효과]
제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 반도체층(110)과, 제2 반도체층(210)을 구비한다. 제1 반도체층(110)은 복수의 화소(20)가 배열된 화소 영역(2) 및 화소 영역(2)의 주위에 배치된 주변 영역(3)을 갖는다. 제2 반도체층(210)은 화소(20)의 광 입사측과는 반대측에 있어서 제1 반도체층(110)에 적층되고, 화소(20)에 접속된 화소 회로(24)가 배치된다.
그리고, 고체 촬상 장치(1)는 도 1, 도 4 내지 도 6에 도시되는 바와 같이, 외부 단자(324)와, 제1 분리부(51)와, 제2 분리부(52)를 구비한다. 외부 단자(324)는 제1 반도체층(110)의 주변 영역(3)으로부터 제2 반도체층(210)으로 통하는 개구(4) 내에 배치된다. 제1 분리부(51)는 주변 영역(3)에 있어서 제1 반도체층(110)에 배치되고, 개구(4) 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싼다. 제2 분리부(52)는 주변 영역(3)에 대응하는 영역에 있어서 제2 반도체층(210)에 배치되고, 개구(4) 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싼다.
이 때문에, 화소(20)와 화소 회로(24)가 적층되고, 제1 반도체층(110)에 제2 반도체층(210)이 적층되더라도, 제1 반도체층(110)에 제1 분리부(51)가 배치되고, 제2 반도체층(210)에 제2 분리부(52)가 배치된다. 따라서, 고체 촬상 장치(1)에 있어서, 절연 구조체가 되는 분리부(5)의 구조를 간이하게 실현할 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)에 분리부(5)가 배치되어 있으므로, 제1 반도체층(110)에서는, 화소(20)에 대하여 제1 분리부(51)에 의해 와이어(8)와의 절연 상태가 확보된다. 이 때문에, 화소(20)와 와이어(8) 간의 누설 현상을 방지할 수 있다.
제2 반도체층(210)에서는, 화소 회로(24)에 대하여 제2 분리부(52)에 의해 와이어(8)와의 절연 상태가 확보된다. 이 때문에, 화소 회로(24)와 와이어 간의 누설 현상을 방지할 수 있다.
또한, 제1 분리부(51)에 의해 제1 반도체층(110)의 기계적 강도가 향상되고, 제2 분리부(52)에 의해 제2 반도체층(210)의 기계적 강도가 향상된다. 이 때문에, 와이어(8)의 본딩에 기인하는 크랙의 발생이나, 다이싱 처리에 기인하는 칩 단부의 칩핑 발생이 억제 가능하게 된다.
또한, 고체 촬상 장치(1)에서는, 도 1 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 제1 분리부(51)는 개구(4) 외측의 주위의 전역을 둘러싸고 있다. 이 때문에, 제1 분리부(51)의 절연 성능을 향상시킬 수 있고, 또한, 제1 반도체층(110)의 기계적 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)에서는, 도 1 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 제2 분리부(52)는 개구(4) 외측의 주위의 전역을 둘러싸고 있다. 이 때문에, 제2 분리부(52)의 절연 성능을 향상시킬 수 있고, 또한, 제2 반도체층(210)의 기계적 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)에서는, 도 4 내지 도 6에 도시되는 바와 같이, 개구(4)를 중심으로 하여, 제1 분리부(51)는 제2 분리부(52)의 배치 위치보다도 외측의 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 개구(4) 내벽으로부터 가까운 위치에 있어서, 제2 분리부(52)의 절연 성능을 향상시킬 수 있고, 제2 반도체층(210)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)에서는, 도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 제1 분리부(51)는 제1 반도체층(110)의 광 입사측으로부터 두께 방향으로 형성된 홈(511)(제1 홈)과, 홈(511) 내에 형성된 절연체(제1 실시 형태에서는, 피닝 영역(512), 절연막(513) 및 차광막(514))를 구비한다. 이 때문에, 제1 반도체층(110)에 있어서, 제1 분리부(51)의 구조를 간이하게 실현할 수 있다.
제1 분리부(51)의 홈(511)은 화소 분리 영역(130)의 홈(131)과 마찬가지로, 제1 반도체층(110)을 관통한다. 이 때문에, 제1 분리부(51)의 구조를 간이하게 실현할 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)에서는, 도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 제2 분리부(52)는 제2 반도체층(210)의 광 입사측으로부터 두께 방향으로 형성된 홈(522)(제2 홈)과, 절연체(231)와, 홈(522) 내에 형성된 도전체(제1 실시 형태에서는, 매설체(523))를 구비한다. 이 때문에, 제2 반도체층(210)에 있어서, 제2 분리부(52)의 구조를 간이하게 실현할 수 있다.
제2 분리부(52)의 홈(522)은 풀 트렌치 에어리어(230)의 관통 구멍(232)과 마찬가지로, 제2 반도체층(210)을 관통한다. 이 때문에, 제2 분리부(52)의 구조를 간이하게 실현할 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)는 도 3 내지 도 5에 도시되는 바와 같이, 제1 반도체층(110)의 화소 영역(2)에 있어서 화소(20)의 주위에 배치된 화소 분리 영역(130)을 구비한다. 화소 분리 영역(130)은 복수의 화소(20) 간을 분리한다. 그리고, 제1 분리부(51)는 화소 분리 영역(130)과 동일한 구조에 의해 구성된다. 이 때문에, 제1 반도체층(110)에 있어서, 제1 분리부(51)의 구조를 간이하게 실현할 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)는 도 3 내지 도 5에 도시되는 바와 같이, 제2 반도체층(210)의 화소 회로(24)에 있어서, 제2 반도체층(210)을 두께 방향으로 관통하는 풀 트렌치 에어리어(230)(회로 분리부)를 구비한다. 제2 분리부(52)는 회로 분리부와 동일한 구조에 의해 구성된다. 이 때문에, 제2 반도체층(210)에 있어서, 제2 분리부(52)의 구조를 간이하게 실현할 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법에서는, 먼저, 제1 반도체층(110)의 화소 영역(2)에 있어서 복수의 화소(20)의 주위에 화소(20) 간을 분리하는 화소 분리 영역(130)이 형성된다(도 3 참조). 화소 분리 영역(130)을 형성하는 공정과 동일 공정에 의해, 도 20에 도시되는 바와 같이, 화소 영역(2)의 주변의 주변 영역(3)에 배치되는 외부 단자(324)로 통하는 개구(4) 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제1 분리부(51)가 형성된다. 도 12에 도시되는 바와 같이, 화소(20)의 광 입사측과는 반대측에 있어서, 제1 반도체층(110)에, 화소(20)에 접속되는 화소 회로(24)가 배치되는 제2 반도체층(210)이 형성된다. 계속해서, 화소 회로(24)에 있어서 제2 반도체층(210)을 두께 방향으로 관통하는 풀 트렌치 에어리어(230)(회로 분리부)가 형성된다(도 3 참조). 풀 트렌치 에어리어(230)를 형성하는 공정과 동일 공정에 의해, 도 9 내지 도 15에 도시되는 바와 같이, 주변 영역(3)에 있어서 제2 반도체층(210)에, 개구(4) 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 분리부(52)가 형성된다.
이 때문에, 제1 분리부(51)가 화소 분리 영역(130)을 형성하는 공정을 이용하여 형성되고, 제2 분리부(52)가 회로 분리부를 형성하는 공정을 이용하여 형성된다. 즉, 제1 분리부(51) 및 제2 분리부(52)를 형성하는 공정을, 별도로 구비하는 경우에 비하여, 고체 촬상 장치(1)의 제조 공정수를 삭감할 수 있다.
[고체 촬상 장치(1)의 변형예]
제1 실시 형태의 변형예에 관계되는 고체 촬상 장치(1)는 도 23에 도시되는 바와 같이, 분리부(5)의 평면 형상을 바꾸고 있다.
상세하게 설명하면, 제1 분리부(51)는 평면으로 보아, 개구(4)의 모퉁이부에 대응하는 개소를 화살표 X 방향 및 화살표 Y 방향의 평면 상에 있어서 비스듬히 배치하고 있다. 즉, 제1 분리부(51)의 평면 형상은 팔각형 형상으로 형성되어 있다. 제2 분리부(52)의 평면 형상은, 마찬가지로, 평면으로 보아, 팔각형 형상으로 형성되어 있다.
이와 같이 구성되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 분리부(5)의 모퉁이부의 형상이 완화되어 있으므로, 누설이나 응력이 집중되기 어려운 구조로 되어 있다. 이 때문에, 누설 현상, 크랙 또는 칩핑의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 분리부(5)의 평면 형상은, 팔각형 형상을 제외한 다각형 형상, 원형 형상 또는 타원형 형상에 의해 구성해도 된다.
<2. 제2 실시 형태>
제2 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)는 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 있어서, 주변 영역(3)의 제2 반도체층(210)의 구조를 바꾼 예를 설명한다.
도 24 및 도 25에 도시되는 바와 같이, 제2 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 주변 영역(3)에 있어서, 제2 분리부(52)에 의해 주위를 둘러싸인 영역 내의 제2 반도체층(210)이 배치되어 있지 않다. 제2 반도체층(210)에 상당하는 개소에는 절연체(521)가 배치되어 있다.
이 구성 이외에는, 제2 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)의 구성은, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)의 구성과 동일하다.
이와 같이 구성되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 의해 얻어지는 작용 효과와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
<3. 제3 실시 형태>
제3 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)는 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 있어서, 주변 영역(3)의 분리부(5)의 구조를 바꾼 예를 설명한다.
도 26 및 도 27에 도시되는 바와 같이, 제3 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 주변 영역(3)에 있어서, 개구(4)를 중심으로 하여, 분리부(5)의 제1 분리부(51)는 제2 분리부(52)의 배치 위치보다도 내측의 위치에 배치되어 있다.
이 구성 이외에는, 제3 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)의 구성은, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)의 구성과 동일하다.
이와 같이 구성되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 의해 얻어지는 작용 효과와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)에서는, 개구(4)를 중심으로 하여, 제1 분리부(51)는 제2 분리부(52)의 배치 위치보다도 내측의 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 개구(4) 내벽으로부터 가까운 위치에 있어서, 제1 분리부(51)의 절연 성능을 향상시킬 수 있고, 제1 반도체층(110)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
<4. 제4 실시 형태>
제4 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)는 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 있어서, 주변 영역(3)의 분리부(5)의 구조를 바꾼 예를 설명한다.
도 28 및 도 29에 도시되는 바와 같이, 제4 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 주변 영역(3)에 있어서, 개구(4)를 중심으로 하여, 분리부(5)의 제1 분리부(51)는 제2 분리부(52)의 배치 위치와 동일한 위치에 배치되어 있다.
이 구성 이외에는, 제4 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)의 구성은, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)의 구성과 동일하다.
이와 같이 구성되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 의해 얻어지는 작용 효과와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치(1)에서는, 개구(4)를 중심으로 하여, 제1 분리부(51)는 제2 분리부(52)의 배치 위치와 동일한 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 제1 분리부(51) 및 제2 분리부(52)의 절연 성능을 향상시킬 수 있고, 제1 반도체층(110) 및 제2 반도체층(210)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
<5. 제5 실시 형태>
제5 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)는 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 있어서, 주변 영역(3)의 분리부(5)의 제2 분리부(52)의 구조를 바꾼 예를 설명한다.
도 30 및 도 31에 나타나는 바와 같이, 제5 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 주변 영역(3)에 있어서, 제2 분리부(52)는 제1 반도체 영역(525)과, 제2 반도체 영역(526)과, 소자 분리부(527)를 구비하고 있다.
제1 반도체 영역(525)은 제1 분리부(51)에 대응하는 위치에 있어서, 제2 반도체층(210)에 배치되어 있다. 제1 반도체 영역(525)은 예를 들어 p형 반도체 영역이다. 제1 반도체 영역(525)은 화소 영역(2)에 배치되는 p형 반도체 영역(213)(도 3 참조)과 동일한 구조에 의해 구성되어, 동일 제조 공정에 의해 형성되어 있다.
제2 반도체 영역(526)은 제1 반도체 영역(525)보다도 개구(4) 측에 있어서 제2 반도체층(210)에 배치되어 있다. 제2 반도체 영역(526)은 예를 들어 n형 반도체 영역이다. 제2 반도체 영역(526)은 화소 영역(2) 또는 주변 영역(3)에 웰 영역에 상당하는 n형 반도체 영역이 배치되는 경우에는, 웰 영역에 상당하는 n형 반도체 영역과 동일한 구조에 의해 구성되어, 동일 제조 공정에 의해 형성된다. 웰 영역에 상당하는 n형 반도체 영역이 배치되어 있지 않은 경우에는, 공정이 추가되어, 제2 반도체 영역(526)이 형성된다.
소자 분리부(527)는 제1 반도체 영역(525)과 제2 반도체 영역(526) 사이에 배치되어 있다. 소자 분리부(527)는 화소 영역(2)에 배치되는 소자 분리부(214)와 동일한 구조에 의해 구성되어, 동일 제조 공정에 의해 형성되어 있다.
이와 같이 구성되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 의해 얻어지는 작용 효과와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제5 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 제2 분리부(52)의 제1 반도체 영역(525) 및 제2 반도체 영역(526)이 n형 반도체 영역으로서 형성되고, 소자 분리부(527)가 p형 반도체 영역으로서 형성되어도 된다. 이 경우, 제2 분리부(52)에는, npn 분리 구조가 형성된다.
<6. 제6 실시 형태>
제6 실시 형태 그리고 제7 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)는 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)의 외부 단자(324)의 구조를 바꾼 예를 설명한다.
도 32에 나타나는 바와 같이, 제6 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 주변 영역(3)에 외부 단자(250)가 배치되어 있다. 외부 단자(250)는 제2 기체(200)의 제2 배선층(220)에 형성되어 있다. 개구(4)는 제1 반도체층(110)의 주변 영역(3)으로부터 제2 반도체층(210)을 통하여 외부 단자(250)의 표면까지 형성되어 있다.
또한, 외부 단자(250)는 단자(225)에 접속되고, 단자(225)는 제3 기체(300)의 단자(325)에 접합되어 있다.
이와 같이 구성되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 의해 얻어지는 작용 효과와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
<7. 제7 실시 형태>
도 33에 나타나는 바와 같이, 제7 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 주변 영역(3)에 외부 단자(170)가 배치되어 있다. 외부 단자(170)는 제1 기체(100)의 광 입사측에 배치되어 있다.
외부 단자(170)는 관통 배선(171)을 통해서, 제2 기체(200)의 제2 배선층(220)의 배선(223)에 접속되어 있다. 또한, 외부 단자(170)는 관통 배선(172)을 통해서, 제3 기체(300)의 단자(325)에 접속되어 있다. 용도에 따라, 관통 배선(171), 관통 배선(172)은 어느 한쪽이어도 된다.
제7 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 개구(4)가 배치되어 있지 않지만, 주변 영역(3)에 있어서, 제1 분리부(51) 및 제2 분리부(52)를 포함하는 분리부(5)가 배치되어 있다.
이와 같이 구성되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에 의해 얻어지는 작용 효과와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
<8. 이동체에의 응용예>
본 개시에 관계되는 기술(본 기술)은 여러 가지 제품에 응용할 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 관계되는 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어느 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 된다.
도 34는, 본 개시에 관계되는 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 도시하는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통하여 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 34에 나타낸 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 보디계 제어 유닛(12020), 차밖 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040) 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052) 및 차량 탑재 네트워크 I/F(Interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은, 각종 프로그램에 따라서 차량의 구동계에 관련하는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들어, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
보디계 제어 유닛(12020)은, 각종 프로그램에 따라서 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들어, 보디계 제어 유닛(12020)은, 키리스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 혹은, 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 방향 지시등 또는 포그 램프 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 보디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 보디계 제어 유닛(12020)은, 이들 전파 또는 신호의 입력을 접수하여, 차량의 도어록 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차밖 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들어, 차밖 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차밖 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차밖의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차밖 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 기초하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면 상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 된다.
촬상부(12031)는 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광 센서이다. 촬상부(12031)는 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 측거의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이어도 되고, 적외선 등의 비가시광이어도 된다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차 내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들어, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는 예를 들어 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 기초하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 되고, 운전자가 졸고 있는지 여부를 판별해도 된다.
마이크로컴퓨터(12051)는 차밖 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)으로 취득되는 차 내외의 정보에 기초하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표값을 연산하여, 구동계 제어 유닛(12010)에 대하여 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 차량의 충돌 회피 혹은 충격 완화, 차간 거리에 기초하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는 차밖 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)으로 취득되는 차량의 주위 정보에 기초하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함으로써, 운전자의 조작에 따르지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는 차밖 정보 검출 유닛(12030)으로 취득되는 차밖의 정보에 기초하여, 보디계 제어 유닛(12030)에 대하여 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 차밖 정보 검출 유닛(12030)으로 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 따라서 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔로 전환하는 등의 방현을 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는 차량의 탑승자 또는 차밖에 대하여 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치로 음성 및 화상 중 적어도 한쪽의 출력 신호를 송신한다. 도 34의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는 예를 들어, 온보드 디스플레이 및 헤드업 디스플레이의 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
도 35는, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 도시하는 도면이다.
도 35에서는, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들어, 차량(12100)의 프론트 노즈, 사이드미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차실 내의 프론트 글래스 상부 등의 위치에 마련된다. 프론트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실 내의 프론트 글래스 상부에 구비되는 촬상부(12105)는 주로 차량(12100)의 전방 화상을 취득한다. 사이드미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는 주로 차량(12100)의 후방 화상을 취득한다. 차실 내의 프론트 글래스 상부에 구비되는 촬상부(12105)는 주로 선행 차량 또는, 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 사용된다.
또한, 도 35에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일례가 나타내져 있다. 촬상 범위(12111)는 프론트 노즈에 마련된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드미러에 마련된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는 리어 범퍼 또는 백 도어에 마련된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들어, 촬상부(12101 내지 12104)로 촬상된 화상 데이터가 겹쳐지는 것에 의해, 차량(12100)을 상방으로부터 본 부감 화상이 얻어진다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 거리 정보를 취득하는 기능을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 복수의 촬상 소자를 포함하는 스테레오 카메라여도 되고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자여도 된다.
예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에 있어서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함으로써, 특히 차량(12100)의 진행로 상에 있는 가장 가까운 입체물이며, 차량(12100)과 대략 동일한 방향으로 소정의 속도(예를 들어, 0km/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로컴퓨터(12051)는 선행차의 직전에 미리 확보해야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함한다)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함한다) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 따르지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 바탕으로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 2륜차, 보통 차량, 대형 차량, 보행자, 전주 등 기타의 입체물로 분류하여 추출하여, 장애물의 자동 회피에 사용할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 차량(12100)의 주변 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(12051)는 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하여, 충돌 리스크가 설정값 이상이며 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통하여 드라이버에 경보를 출력하는 것이나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통하여 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라여도 된다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지의 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들어 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에 있어서의 특징점을 추출하는 수순과, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지 여부를 판별하는 수순에 의해 행해진다. 마이크로컴퓨터(12051)가 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는 당해 인식된 보행자에 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는 보행자를 나타내는 아이콘 등을 원하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 된다.
이상, 본 개시에 관계되는 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 관계되는 기술은, 이상 설명한 구성 중, 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관계되는 기술을 적용함으로써, 보다 간이한 구성의 촬상부(12031)를 실현할 수 있다.
<9. 내시경 수술 시스템에의 응용예>
본 개시에 관계되는 기술(본 기술)은 여러 가지 제품에 응용할 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 관계되는 기술은, 내시경 수술 시스템에 적용되어도 된다.
도 36은, 본 개시에 관계되는 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 36에서는, 시술자(의사)(11131)가, 내시경 수술 시스템(11000)을 사용하여, 환자 베드(11133) 상의 환자(11132)에 수술을 행하고 있는 모습이 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 내시경 수술 시스템(11000)은, 내시경(11100)과, 기복 튜브(11111)나 에너지 처치구(11112) 등의, 기타의 수술 도구(11110)와, 내시경(11100)을 지지하는 지지 암 장치(11120)와, 내시경 하 수술을 위한 각종 장치가 탑재된 카트(11200)로 구성된다.
내시경(11100)은, 선단으로부터 소정의 길이의 영역이 환자(11132)의 체강 내에 삽입되는 경통(11101)과, 경통(11101)의 기단에 접속되는 카메라 헤드(11102)로 구성된다. 도시하는 예에서는, 경성의 경통(11101)을 갖는 소위 경성경으로서 구성되는 내시경(11100)을 도시하고 있지만, 내시경(11100)은, 연성의 경통을 갖는 소위 연성경으로서 구성되어도 된다.
경통(11101)의 선단에는, 대물 렌즈가 끼워 넣어진 개구부가 마련되어 있다. 내시경(11100)에는 광원 장치(11203)가 접속되어 있고, 당해 광원 장치(11203)에 의해 생성된 광이, 경통(11101)의 내부에 연장 설치되는 라이트 가이드에 의해 당해 경통의 선단까지 도광되어, 대물 렌즈를 통하여 환자(11132)의 체강 내의 관찰 대상을 향하여 조사된다. 또한, 내시경(11100)은, 직시경이어도 되고, 사시경 또는 측시경이어도 된다.
카메라 헤드(11102)의 내부에는 광학계 및 촬상 소자가 마련되어 있고, 관찰 대상으로부터의 반사광(관찰광)은 당해 광학계에 의해 당해 촬상 소자에 집광된다. 당해 촬상 소자에 의해 관찰광이 광전 변환되어, 관찰광에 대응하는 전기 신호, 즉 관찰상에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 당해 화상 신호는, RAW 데이터로서 카메라 콘트롤 유닛(CCU: Camera Control Unit)(11201)으로 송신된다.
CCU(11201)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등으로 구성되어, 내시경(11100) 및 표시 장치(11202)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 또한, CCU(11201)는, 카메라 헤드(11102)로부터 화상 신호를 수취하고, 그 화상 신호에 대하여 예를 들어 현상 처리(디모자이크 처리) 등의, 당해 화상 신호에 기초하는 화상을 표시하기 위한 각종 화상 처리를 실시한다.
표시 장치(11202)는 CCU(11201)로부터의 제어에 의해, 당해 CCU(11201)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초하는 화상을 표시한다.
광원 장치(11203)는 예를 들어 LED(light emitting diode) 등의 광원으로 구성되어, 술부 등을 촬영할 때의 조사광을 내시경(11100)에 공급한다.
입력 장치(11204)는 내시경 수술 시스템(11000)에 대한 입력 인터페이스이다. 유저는, 입력 장치(11204)를 통하여, 내시경 수술 시스템(11000)에 대하여 각종 정보의 입력이나 지시 입력을 행할 수 있다. 예를 들어, 유저는, 내시경(11100)에 의한 촬상 조건(조사광의 종류, 배율 및 초점 거리 등)을 변경한다는 취지의 지시 등을 입력한다.
처치구 제어 장치(11205)는 조직의 소작, 절개 또는 혈관의 밀봉 등을 위한 에너지 처치구(11112)의 구동을 제어한다. 기복 장치(11206)는 내시경(11100)에 의한 시야의 확보 및 시술자의 작업 공간의 확보의 목적으로, 환자(11132)의 체강을 부풀리기 위해서, 기복 튜브(11111)를 통하여 당해 체강 내에 가스를 보낸다. 레코더(11207)는 수술에 관한 각종 정보를 기록 가능한 장치이다. 프린터(11208)는 수술에 관한 각종 정보를, 텍스트, 화상 또는 그래프 등 각종 형식으로 인쇄 가능한 장치이다.
또한, 내시경(11100)에 술부를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는 예를 들어 LED, 레이저 광원 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 백색광원으로 구성할 수 있다. RGB 레이저 광원의 조합에 의해 백색광원이 구성되는 경우에는, 각 색(각 파장)의 출력 강도 및 출력 타이밍을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 광원 장치(11203)에 있어서 촬상 화상의 화이트 밸런스 조정을 행할 수 있다. 또한, 이 경우에는, RGB 레이저 광원 각각으로부터의 레이저광을 시분할로 관찰 대상에 조사하고, 그 조사 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자 구동을 제어함으로써, RGB 각각에 대응한 화상을 시분할로 촬상하는 것도 가능하다. 당해 방법에 의하면, 당해 촬상 소자에 컬러 필터를 마련하지 않더라도, 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는 출력하는 광의 강도를 소정의 시간마다 변경하도록 그의 구동이 제어되어도 된다. 그 광의 강도의 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자 구동을 제어하여 시분할로 화상을 취득하고, 그 화상을 합성함으로써, 소위 검게 뭉개짐 및 화이트아웃이 없는 고다이내믹 레인지의 화상을 생성할 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는 특수 광 관찰에 대응한 소정의 파장 대역의 광을 공급 가능하게 구성되어도 된다. 특수 광 관찰에서는, 예를 들어, 체조직에 있어서의 광의 흡수의 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰 시에 있어서의 조사광(즉, 백색광)에 비하여 협대역의 광을 조사함으로써, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 고콘트라스트로 촬영하는, 소위 협대역 광 관찰(Narrow Band Imaging)이 행해진다. 혹은, 특수 광 관찰에서는, 여기광을 조사함으로써 발생하는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰이 행해져도 된다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사하여 당해 체조직으로부터의 형광을 관찰하는 것(자가 형광 관찰), 또는 인도시아닌 그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 국소 주사함과 함께 당해 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응한 여기광을 조사하여 형광상을 얻는 것 등을 행할 수 있다. 광원 장치(11203)는 이러한 특수 광 관찰에 대응한 협대역광 및/또는 여기광을 공급 가능하게 구성될 수 있다.
도 37은, 도 36에 나타내는 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
카메라 헤드(11102)는 렌즈 유닛(11401)과, 촬상부(11402)와, 구동부(11403)와, 통신부(11404)와, 카메라 헤드 제어부(11405)를 갖는다. CCU(11201)는, 통신부(11411)와, 화상 처리부(11412)와, 제어부(11413)를 갖는다. 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)는, 전송 케이블(11400)에 의해 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
렌즈 유닛(11401)은 경통(11101)과의 접속부에 마련되는 광학계이다. 경통(11101)의 선단으로부터 도입된 관찰광은, 카메라 헤드(11102)까지 도광되어, 당해 렌즈 유닛(11401)에 입사한다. 렌즈 유닛(11401)은 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어서 구성된다.
촬상부(11402)를 구성하는 촬상 소자는, 1개(소위 단판식)여도 되고, 복수(소위 다판식)여도 된다. 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 예를 들어 각 촬상 소자에 의해 RGB 각각에 대응하는 화상 신호가 생성되고, 그들이 합성됨으로써 컬러 화상이 얻어져도 된다. 혹은, 촬상부(11402)는 3D(dimensional) 표시에 대응하는 우안용 및 좌안용의 화상 신호를 각각 취득하기 위한 1대의 촬상 소자를 갖도록 구성되어도 된다. 3D 표시가 행해짐으로써, 시술자(11131)는 술부에 있어서의 생체 조직의 깊이를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능해진다. 또한, 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 각 촬상 소자에 대응하여, 렌즈 유닛(11401)도 복수 계통 마련될 수 있다.
또한, 촬상부(11402)는 반드시 카메라 헤드(11102)에 마련되지는 않아도 된다. 예를 들어, 촬상부(11402)는 경통(11101)의 내부에, 대물 렌즈의 직후에 마련되어도 된다.
구동부(11403)는 액추에이터에 의해 구성되어, 카메라 헤드 제어부(11405)로부터의 제어에 의해, 렌즈 유닛(11401)의 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 광축을 따라서 소정의 거리만큼 이동시킨다. 이에 의해, 촬상부(11402)에 의한 촬상 화상의 배율 및 초점이 적절히 조정될 수 있다.
통신부(11404)는 CCU(11201)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11404)는 촬상부(11402)로부터 얻은 화상 신호를 RAW 데이터로서 전송 케이블(11400)을 통하여 CCU(11201)로 송신한다.
또한, 통신부(11404)는 CCU(11201)로부터, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하여, 카메라 헤드 제어부(11405)에 공급한다. 당해 제어 신호에는, 예를 들어, 촬상 화상의 프레임 레이트를 지정한다는 취지의 정보, 촬상 시의 노출값을 지정한다는 취지의 정보, 그리고/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정한다는 취지의 정보 등, 촬상 조건에 관한 정보가 포함된다.
또한, 상기 프레임 레이트나 노출값, 배율, 초점 등의 촬상 조건은, 유저에 의해 적절히 지정되어도 되고, 취득된 화상 신호에 기초하여 CCU(11201)의 제어부(11413)에 의해 자동적으로 설정되어도 된다. 후자의 경우에는, 소위 AE(Auto Exposure) 기능, AF(Auto Focus) 기능 및 AWB(Auto White Balance) 기능이 내시경(11100)에 탑재되어 있게 된다.
카메라 헤드 제어부(11405)는 통신부(11404)를 통하여 수신한 CCU(11201)로부터의 제어 신호에 기초하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어한다.
통신부(11411)는 카메라 헤드(11102)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11411)는 카메라 헤드(11102)로부터, 전송 케이블(11400)을 통하여 송신되는 화상 신호를 수신한다.
또한, 통신부(11411)는 카메라 헤드(11102)에 대하여 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 화상 신호나 제어 신호는, 전기 통신이나 광통신 등에 의해 송신할 수 있다.
화상 처리부(11412)는 카메라 헤드(11102)로부터 송신된 RAW 데이터인 화상 신호에 대하여 각종 화상 처리를 실시한다.
제어부(11413)는 내시경(11100)에 의한 술부 등의 촬상 및 술부 등의 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상의 표시에 관한 각종 제어를 행한다. 예를 들어, 제어부(11413)는 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
또한, 제어부(11413)는 화상 처리부(11412)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초하여, 술부 등이 비친 촬상 화상을 표시 장치(11202)에 표시시킨다. 이때, 제어부(11413)는 각종 화상 인식 기술을 사용하여 촬상 화상 내에 있어서의 각종 물체를 인식해도 된다. 예를 들어, 제어부(11413)는 촬상 화상에 포함되는 물체의 에지 형상이나 색 등을 검출함으로써, 겸자 등의 수술 도구, 특정한 생체 부위, 출혈, 에너지 처치구(11112)의 사용 시의 미스트 등을 인식할 수 있다. 제어부(11413)는 표시 장치(11202)에 촬상 화상을 표시시킬 때, 그 인식 결과를 사용하여, 각종 수술 지원 정보를 당해 술부의 화상에 중첩 표시시켜도 된다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되어, 시술자(11131)에게 제시됨으로써, 시술자(11131)의 부담을 경감하는 것이나, 시술자(11131)가 확실하게 수술을 진행시키는 것이 가능해진다.
카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)를 접속하는 전송 케이블(11400)은, 전기 신호의 통신에 대응한 전기 신호 케이블, 광통신에 대응한 광 파이버, 또는 이들의 복합 케이블이다.
여기서, 도시하는 예에서는, 전송 케이블(11400)을 사용하여 유선으로 통신이 행해지고 있었지만, 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201) 간의 통신은 무선으로 행해져도 된다.
이상, 본 개시에 관계되는 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 관계되는 기술은, 이상 설명한 구성 중, 예를 들어, 카메라 헤드(11102)의 촬상부(11402)에 적용될 수 있다. 촬상부(11402)에 본 개시에 관계되는 기술을 적용함으로써, 구조의 간소화를 실현하면서, 양호한 술부 화상을 얻을 수 있다.
또한, 여기에서는, 일례로서 내시경 수술 시스템에 대하여 설명했지만, 본 개시에 관계되는 기술은, 기타, 예를 들어, 현미경 수술 시스템 등에 적용되어도 된다.
<10. 기타의 실시 형태>
본 기술은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서, 다양한 변경 가능하다.
예를 들어, 고체 촬상 장치의 주변 영역에 있어서, 분리부의 제1 분리부가, 홈과, 홈 내에 매설된 절연체를 구비해도 된다. 이 경우, 절연체는, 산화규소 혹은 질화규소, 또는 산화규소와 질화규소의 복합에 의해 형성해도 된다. 또한, 절연체는, 금속 혹은 다결정 규소의 주위에 산화규소 혹은 질화규소를 형성한 것이어도 된다. 이 경우, 절연체 내에 매설되는 금속 혹은 다결정 규소는, 전기적으로 플로팅 상태여도 되고, 접지 등의 고정 전위에 접속된 상태여도 된다.
또한, 분리부의 제2 분리부의 절연체는, 질화규소, 저유전율 재료, 공기 등에 의해 형성 가능하다.
또한, 본 기술은, 제3 기체 상에 2층의 제1 반도체층 및 제2 반도체층을 구비한 고체 촬상 장치에 적용되고 있지만, 제3 기체 상에 3층 이상의 반도체층을 구비하는 경우에도 적용 가능하다.
본 개시에서는, 외부 단자의 주위에 배치되는 절연 구조체의 구조를 간이하게 실현할 수 있는 고체 촬상 장치 및 절연 구조체의 제조 공정수를 삭감할 수 있는 고체 촬상 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
<본 기술의 구성>
본 기술은, 이하의 구성을 구비하고 있다.
(1) 복수의 화소가 배열된 화소 영역 및 상기 화소 영역의 주위에 배치된 주변 영역을 갖는 제1 반도체층과,
상기 화소의 광 입사측과는 반대측에 있어서 상기 제1 반도체층에 적층되고, 상기 화소에 접속된 화소 회로가 배치된 제2 반도체층과,
상기 제1 반도체층의 상기 주변 영역에서 상기 제2 반도체층으로 통하는 개구 내에 배치된 외부 단자와,
상기 주변 영역에 있어서 상기 제1 반도체층에 배치되고, 상기 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제1 분리부와,
상기 주변 영역에 대응하는 영역에 있어서 상기 제2 반도체층에 배치되고, 상기 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 분리부
를 구비한 고체 촬상 장치.
(2) 상기 제1 분리부는, 상기 개구 외측의 주위의 전역을 둘러싸고 있는
상기 (1)에 기재된 고체 촬상 장치.
(3) 상기 제2 분리부는, 상기 개구 외측의 주위의 전역을 둘러싸고 있는
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 장치.
(4) 상기 개구를 중심으로 하여, 상기 제1 분리부는, 상기 제2 분리부의 배치 위치보다도 외측의 위치에 배치되어 있는
상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(5) 상기 개구를 중심으로 하여, 상기 제1 분리부는, 상기 제2 분리부의 배치 위치와 동일한 위치에 배치되어 있는
상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(6) 상기 개구를 중심으로 하여, 상기 제1 분리부는, 상기 제2 분리부의 배치 위치보다도 내측의 위치에 배치되어 있는
상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(7) 상기 제1 분리부는,
상기 제1 반도체층의 상기 광 입사측으로부터 두께 방향으로 형성된 제1 홈과,
상기 제1 홈 내에 형성된 절연체
를 구비하고 있는 상기 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(8) 상기 절연체는, 복수층에 의해 형성되어 있는
상기 (7)에 기재된 고체 촬상 장치.
(9) 상기 제1 분리부는,
상기 제1 반도체층의 상기 광 입사측으로부터 두께 방향으로 형성된 제1 홈과,
상기 제1 홈 내에 형성된 절연체와,
상기 절연체 내에 매설된 금속 또는 다결정 규소
를 구비하고 있는 상기 (8)에 기재된 고체 촬상 장치.
(10) 상기 제1 홈은, 상기 제1 반도체층을 관통하고 있는
상기 (7)에 기재된 고체 촬상 장치.
(11) 상기 제2 분리부는,
상기 제2 반도체층의 상기 광 입사측으로부터 두께 방향으로 형성된 제2 홈과,
상기 제2 홈 내에 형성된 절연체
를 구비하고 있는 상기 (1) 내지 (10)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(12) 상기 제2 홈은, 상기 제2 반도체층을 관통하고 있는
상기 제11항에 있어서, 고체 촬상 장치.
(13) 상기 제2 홈은 상기 절연체를 관통하여 형성되고,
상기 제2 홈 내에 도전체가 형성되어 있는
상기 (11)에 기재된 고체 촬상 장치.
(14) 상기 도전체는, 상기 제1 반도체층과 전기적으로 분리되어 있는
상기 (13)에 기재된 고체 촬상 장치.
(15) 상기 화소 영역에 있어서, 상기 제2 반도체층을 두께 방향으로 관통하는 관통 배선을 더 구비하고,
상기 도전층은, 상기 관통 배선과 동일한 구조에 의해 구성되어 있는
상기 (13) 또는 (14)에 기재된 고체 촬상 장치.
(16) 상기 제1 반도체층의 상기 화소 영역에 있어서 상기 화소의 주위에 배치된 화소 분리부를 더 구비하고,
상기 제1 분리부는, 상기 화소 분리부와 동일한 구조에 의해 구성되어 있는
상기 (1) 내지 (15)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(17) 상기 화소 분리부는, 복수의 상기 화소 간을 분리하고 있는
상기 (16)에 기재된 고체 촬상 장치.
(18) 상기 제2 반도체층의 상기 화소 회로에 있어서, 상기 제2 반도체층을 두께 방향으로 관통하는 회로 분리부를 더 구비하고,
상기 제2 분리부는, 상기 회로 분리부와 동일한 구조에 의해 구성되어 있는
상기 (1) 내지 (17)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(19) 제1 반도체층의 화소 영역에 있어서 복수의 화소 간을 분리하는 화소 분리부를 형성하고, 또한, 상기 화소 영역의 주변의 주변 영역에 배치되는 외부 단자로 통하는 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제1 분리부를 형성하고,
상기 화소의 광 입사측과는 반대측에 있어서, 상기 제1 반도체층에, 상기 화소에 접속되는 화소 회로가 배치되는 제2 반도체층을 형성하고,
상기 화소 회로에 있어서 상기 제2 반도체층을 두께 방향으로 관통하는 회로 분리부를 형성하고, 또한, 상기 주변 영역에 있어서 상기 제2 반도체층에 상기 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 분리부를 형성하는
고체 촬상 장치의 제조 방법.
본 출원은, 일본 특허청에 있어서 2021년 3월 25일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2021-051844호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원의 모든 내용을 참조에 의해 본 출원에 원용한다.
당업자라면 설계 상의 요건이나 다른 요인에 따라, 여러 가지 수정, 콤비네이션, 서브 콤비네이션 및 변경을 상도할 수 있을텐데, 그들은 첨부된 청구범위나 그의 균등물의 범위에 포함되는 것임이 이해될 것이다.

Claims (19)

  1. 복수의 화소가 배열된 화소 영역 및 상기 화소 영역의 주위에 배치된 주변 영역을 갖는 제1 반도체층과,
    상기 화소의 광 입사측과는 반대측에 있어서 상기 제1 반도체층에 적층되고, 상기 화소에 접속된 화소 회로가 배치된 제2 반도체층과,
    상기 제1 반도체층의 상기 주변 영역으로부터 상기 제2 반도체층으로 통하는 개구 내에 배치된 외부 단자와,
    상기 주변 영역에 있어서 상기 제1 반도체층에 배치되고, 상기 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제1 분리부와,
    상기 주변 영역에 대응하는 영역에 있어서 상기 제2 반도체층에 배치되고, 상기 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 분리부
    를 구비한 고체 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 분리부는, 상기 개구 외측의 주위의 전역을 둘러싸고 있는
    고체 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 분리부는, 상기 개구 외측의 주위의 전역을 둘러싸고 있는
    고체 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 개구를 중심으로 하여, 상기 제1 분리부는, 상기 제2 분리부의 배치 위치보다도 외측의 위치에 배치되어 있는
    고체 촬상 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 개구를 중심으로 하여, 상기 제1 분리부는, 상기 제2 분리부의 배치 위치와 동일한 위치에 배치되어 있는
    고체 촬상 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 개구를 중심으로 하여, 상기 제1 분리부는, 상기 제2 분리부의 배치 위치보다도 내측의 위치에 배치되어 있는
    고체 촬상 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 분리부는,
    상기 제1 반도체층의 상기 광 입사측으로부터 두께 방향으로 형성된 제1 홈과,
    상기 제1 홈 내에 형성된 절연체
    를 구비하고 있는 고체 촬상 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 절연체는, 복수층에 의해 형성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 분리부는,
    상기 제1 반도체층의 상기 광 입사측으로부터 두께 방향으로 형성된 제1 홈과,
    상기 제1 홈 내에 형성된 절연체와,
    상기 절연체 내에 매설된 금속 또는 다결정 규소
    를 구비하고 있는 고체 촬상 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제1 홈은, 상기 제1 반도체층을 관통하고 있는
    고체 촬상 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 분리부는,
    상기 제2 반도체층의 상기 광 입사측으로부터 두께 방향으로 형성된 제2 홈과,
    상기 제2 홈 내에 형성된 절연체
    를 구비하고 있는 고체 촬상 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 홈은, 상기 제2 반도체층을 관통하고 있는
    고체 촬상 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 홈은, 상기 절연체를 관통하여 형성되고,
    상기 제2 홈 내에 도전체가 형성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 도전체는, 상기 제1 반도체층과 전기적으로 분리되어 있는
    고체 촬상 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 화소 영역에 있어서, 상기 제2 반도체층을 두께 방향으로 관통하는 관통 배선을 더 구비하고,
    상기 도전층은, 상기 관통 배선과 동일한 구조에 의해 구성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1 반도체층의 상기 화소 영역에 있어서 상기 화소의 주위에 배치된 화소 분리부를 더 구비하고,
    상기 제1 분리부는, 상기 화소 분리부와 동일한 구조에 의해 구성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 화소 분리부는, 복수의 상기 화소 간을 분리하고 있는
    고체 촬상 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제2 반도체층의 상기 화소 회로에 있어서, 상기 제2 반도체층을 두께 방향으로 관통하는 회로 분리부를 더 구비하고,
    상기 제2 분리부는, 상기 회로 분리부와 동일한 구조에 의해 구성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  19. 제1 반도체층의 화소 영역에 있어서 복수의 화소 간을 분리하는 화소 분리부를 형성하고, 또한, 상기 화소 영역의 주변의 주변 영역에 배치되는 외부 단자로 통하는 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제1 분리부를 형성하고,
    상기 화소의 광 입사측과는 반대측에 있어서, 상기 제1 반도체층에, 상기 화소에 접속되는 화소 회로가 배치되는 제2 반도체층을 형성하고,
    상기 화소 회로에 있어서 상기 제2 반도체층을 두께 방향으로 관통하는 회로 분리부를 형성하고, 또한, 상기 주변 영역에 있어서 상기 제2 반도체층에 상기 개구 외측의 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 분리부를 형성하는
    고체 촬상 장치의 제조 방법.
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