TW201338525A - 固態成像裝置及照相機系統 - Google Patents

固態成像裝置及照相機系統 Download PDF

Info

Publication number
TW201338525A
TW201338525A TW102103776A TW102103776A TW201338525A TW 201338525 A TW201338525 A TW 201338525A TW 102103776 A TW102103776 A TW 102103776A TW 102103776 A TW102103776 A TW 102103776A TW 201338525 A TW201338525 A TW 201338525A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
conductive type
imaging device
solid
state imaging
Prior art date
Application number
TW102103776A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Oka
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of TW201338525A publication Critical patent/TW201338525A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/562—Protection against mechanical damage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/1446—Devices controlled by radiation in a repetitive configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14632—Wafer-level processed structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/1469—Assemblies, i.e. hybrid integration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/585—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries comprising conductive layers or plates or strips or rods or rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本發明提供一種包含一晶圓之固態成像裝置，在該晶圓中，在一層式晶片之一第一晶片及一第二晶片當中至少該第一晶片之一邊緣部分與一劃線道區域之間形成在一第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環，在該第一導電類型基板中對應於該護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層，且該護環包含連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者之一第一護環部分及連接至一劃線道側上該等第二導電類型層之另一者之一第二護環部分。

Description

固態成像裝置及照相機系統
本技術係關於一種固態成像裝置及一種照相機系統，該裝置具有由兩個晶片組成之一層式結構且係藉由歸因於分割而將一晶圓劃分成若干件加以形成。
通常，藉由將個別封裝組裝為模組獲得一影像擷取裝置，其中分別安裝一CMOS影像感測器(CIS)晶片及一影像處理晶片之兩個晶片。
或者，亦存在各晶片經歷COB(板上晶片)封裝的情況。
在安裝於一行動電話或類似物中之一影像擷取裝置之情況中，近年來預期封裝面積縮減及小型化，且因此開發用於將上述兩個晶片整合為一晶片之SOC(系統單晶片)技術。
然而，用於整合為一晶片之製程(其中混合CIS製程及高速邏輯製程)預期增加之步驟及高成本且此外難以管理類比特性及邏輯特性，此導致影像擷取裝置之特性降級的風險。
因此，提出一種管理歸因於藉由上述兩個晶片之晶片級組裝而獲得之一層式結構之小型化及特性改良兩者之方法(參見日本專利特許公開案第2004-146816號與日本專利特許公開案第2008-085755號)。
圖1之部分(A)及部分(B)圖解說明具有一層式結構之一固態成像裝置之一製程流程。
如圖1之部分(A)中圖解說明，在將使用最適合各自上第一晶片及下第二晶片之製程製備之晶圓1及晶圓2黏貼在一起後，拋光上晶片之後表面且將上晶片之晶圓之厚度製成更薄。
介於上晶片與下晶片之間之信號線及電力供應線係透過導孔(TCV：晶片通孔)電連結，導孔之通孔係使用金屬填充。
接著，如圖1之部分(B)中圖解說明，在執行處理以在第一晶片(上晶片)側上獲得彩色濾光器及微透鏡後，藉由分割切割出(cut out)晶片。
圖2係用於解釋藉由分割切割出晶片之一典型方法之一圖式。此外，圖2中之CW表示一刀片之一切割寬度。
具有層式結構之晶圓(其中晶片CP經配置成一陣列形狀)係使用一刀片沿著晶片之間指示切割位置之劃線道SCL進行切割且劃分成個別晶片CP。
在圖2中，部分放大且圖解說明沿著劃線道SCL(其係切割位置)取得之一簡化橫截面。
在圖2中之層式結構中，矽(Si)層11及氮化物膜(例如，SiN膜)12經成層堆積以形成CIS側晶圓1。實務上，感測器及類似物係形成於Si層11之與其上形成有SiN膜之表面相對之另一表面側上。
矽層21、氧化物膜22、佈線(例如，銅)層23、SiO2層24及SiO2層25經堆積成層以形成邏輯側晶圓2。
此外，在圖2中之簡化結構內，CIS側晶圓1之SiN膜12及邏輯側晶圓2之SiO2層25係黏貼在一起。
此外，在CIS側晶圓1及邏輯側晶圓2中，用於防止裂痕傳播至晶片側之護環GDR1及GDR2及類似物係形成於劃線道SCL靠近晶片之區域中。
分割包含雷射消融後之刀片分割、隱形分割及不同於僅使用一 刀片之上述刀片分割之類似物。
順便提及，如上文提及，在其中CIS側n型基板及邏輯側p型基板經堆積成層且透過TCV電連接之層式結構中，有時存在以下情況：歸因於晶圓最外面附近TCV之畸形，TCV與Si未經由絕緣膜彼此連接。
此畸形源自製程且難於徹底排除。
在此情況中，如圖3(A)中圖解說明，上晶圓與下晶圓經由TCV-Si製成電短路。
尤其，在上晶圓及下晶圓以不同電位驅動之情況中，電流(該電流在裝運前之量測中係作為備用洩漏進行觀察)在晶圓之間流動且影響量測。
此外，在晶片之間無分離之情況中，上述電流亦在多量測中觀察且影響量測。
此外，在將雷射消融後之刀片分割用作為分割之情況中，存在以下缺點。
圖3(B)係用於解釋雷射消融後之刀片分割之一問題之一圖式。
如圖3(B)中圖解說明，執行雷射消融製成Si殘渣燒結物(其等係所謂的碎屑DB)，且製成CIS側基板與邏輯側基板之間之一短路電路(短接)。
因此，備用洩漏在裝運前之量測及組裝晶片之量測中變大且影響其他量測。
因此，在目前境況下，在考慮到對其他量測項目之影響，在電流值之限制下進行量測。
期望提供一種固態成像裝置及一種照相機系統，其等可防止堆積成層的兩個基板之間之洩漏之影響且因此抑制對裝運前之量測之影響。
根據本發明之一第一實施例，提供一種包含一晶圓之固態成像裝置，該晶圓包含：第一晶片，其等之各者具有一像素部分，在該像素部分中配置有執行光電轉換之複數個像素且該像素部分形成於一第一導電類型基板中；第二晶片，其等之各者具有一邏輯部分，在該邏輯部分中自像素部分讀出一像素信號之一像素信號讀出部分形成於一第二導電類型基板中；及層式晶片，其等之各者具有一層式結構，在該層式結構中將第一晶片及第二晶片黏貼在一起，該等層式晶片係配置成一陣列形狀。在晶圓中，透過形成於第一晶片中之一導孔連接第一晶片與第二晶片之間之一佈線，在層式晶片之間提供用於切割之一劃線道區域，在層式晶片之第一晶片及第二晶片當中至少該第一晶片之一邊緣部分與劃線道區域之間形成在第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環，在第一導電類型基板中對應於護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層，且護環包含連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者之一第一護環部分及連接至一劃線道側上該等第二導電類型層之另一者之一第二護環部分。
根據本發明之一第二實施例，提供一種固態成像裝置，其包含；一第一晶片，其具有一像素部分，在該像素部分中配置有執行光電轉換之複數個像素且該像素部分形成於一第一導電類型基板中；一第二晶片，其具有一邏輯部分，在該邏輯部分中自像素部分讀出一像素信號之一像素信號讀出部分形成於一第二導電類型基板中；及一層式晶片，其具有一層式結構，在該層式結構中將第一晶片及第二晶片黏貼在一起。透過形成於第一晶片中之一導孔連接第一晶片與第二晶片之間之一佈線。在層式晶片之第一晶片及第二晶片當中至少該第一晶片之一邊緣部分與晶片之一切割邊緣部分之間形成在第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環。在第一導電類型 基板中對應於護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層。護環包含連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者之一第一護環部分及連接至一切割邊緣部分側上該等第二導電類型層之另一者之一第二護環部分。
根據本發明之一第三實施例，提供一種照相機系統，其包含一固態成像裝置及將一主體影像成像在固態成像裝置中之一光學系統。固態成像裝置包含：一第一晶片，其具有一像素部分，在該像素部分中配置有執行光電轉換之複數個像素且該像素部分形成於一第一導電類型基板中；一第二晶片，其具有一邏輯部分，在該邏輯部分中自像素部分讀出一像素信號之一像素信號讀出部分形成於一第二導電類型基板中；及一層式晶片，其具有一層式結構，在該層式結構中將第一晶片及第二晶片黏貼在一起。透過形成於第一晶片中之一導孔連接第一晶片與第二晶片之間之一佈線。在層式晶片之第一晶片及第二晶片當中至少該第一晶片之一邊緣部分與晶片之一切割邊緣部分之間形成在第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環。在第一導電類型基板中對應於護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層。護環包含連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者之一第一護環部分及連接至一切割邊緣部分側上該等第二導電類型層之另一者之一第二護環部分。
根據本技術，可防止介於層式之兩個基板之間之洩漏的影響，且因此可抑制對裝運前之量測之影響。
1‧‧‧晶圓/CMOS影像感測器(CIS)側晶圓
2‧‧‧晶圓/邏輯側晶圓
11‧‧‧矽(Si)層
12‧‧‧氮化物膜/SiN膜
21‧‧‧矽層
22‧‧‧氧化物膜
23‧‧‧佈線層
24‧‧‧SiO2層
25‧‧‧SiO2層
100‧‧‧CMOS影像感測器/固態成像裝置
110‧‧‧第一晶片/上晶片
111‧‧‧矽(Si)層/Si膜/n型Si層
111S‧‧‧n型基板部分
111W‧‧‧n井
112‧‧‧氮化物膜/SiN膜
120‧‧‧第二晶片/下晶片
121‧‧‧矽層
122‧‧‧氧化物膜
123‧‧‧佈線層
124‧‧‧SiO2層
125‧‧‧SiO2層
130‧‧‧像素部分
140‧‧‧邏輯電路
150‧‧‧指示部分
151‧‧‧狹縫
152‧‧‧狹縫
153‧‧‧絕緣膜
154‧‧‧絕緣膜
160‧‧‧狹縫
170‧‧‧透鏡載物台
200‧‧‧CMOS影像感測器/固態成像裝置
210‧‧‧像素部分
210A‧‧‧像素電路
211‧‧‧光電換能器(PD)
212‧‧‧傳送電晶體
213‧‧‧重設電晶體
214‧‧‧放大電晶體
215‧‧‧選擇電晶體
220‧‧‧列選擇電路(Vdec)
230‧‧‧行讀出電路(AFE)
300‧‧‧照相機系統
310‧‧‧成像裝置
320‧‧‧透鏡
330‧‧‧驅動電路(DRV)
340‧‧‧信號處理電路(PRC)
BPD‧‧‧接合襯墊
BCW‧‧‧刀片切割寬度
Chip‧‧‧晶片
CHP‧‧‧晶片
CP‧‧‧晶片
CW‧‧‧切割寬度
D111‧‧‧二極體
DB‧‧‧碎屑
FD‧‧‧浮動擴散
GDR1‧‧‧護環
GDR2‧‧‧護環
GDR110‧‧‧護環
GDR110A‧‧‧護環
GDR111‧‧‧護環部分/第一護環部分/晶片側護環部分
GDR112‧‧‧護環部分/第二護環部分/劃線道側護環部分
GDR113‧‧‧護環部分/第三護環部分
GDR114‧‧‧護環部分/第四護環部分
GDR120‧‧‧護環
IS‧‧‧恆定電流源
LRST‧‧‧重設控制線
LSEL‧‧‧選擇控制線
LSGN‧‧‧信號線
LTRG‧‧‧傳送控制線
LVDD‧‧‧電力供應線
OPN‧‧‧開口
P111‧‧‧p+層/p+擴散層
P112‧‧‧p+層/p+擴散層
RST‧‧‧重設信號
SCBL‧‧‧劃線道
SCL‧‧‧劃線道
SEL‧‧‧選擇信號
TRG‧‧‧傳送信號
VDD‧‧‧電源供應電壓
VIA‧‧‧導孔
TCV‧‧‧導孔
WFR110‧‧‧晶圓/CIS側晶圓
WFR120‧‧‧晶圓/邏輯側晶圓
WTR‧‧‧水分
圖1係圖解說明具有一層式結構之一固態成像裝置之一製程流程之一圖式；圖2係用於解釋藉由分割切割出晶片之一典型方法之一圖式；圖3(A)與圖3(B)係用於解釋該等晶片之間之洩漏之問題及雷射消 融後刀片分割之圖式；圖4係圖解說明根據一實施例之一固態成像裝置之一層式結構之一實例之一圖式；圖5係圖解說明根據實施例具有兩個晶片之層式結構之固態成像裝置之一電路之一配置實例及類似物之一圖式；圖6係圖解說明根據實施例具有層式結構之固態成像裝置之一製程流程之一圖式；圖7係用於解釋根據實施例之固態成像裝置之一製造方法及一基本組態之一圖式，該方法係藉由分割切割出晶片；圖8係圖解說明由pn接面形成之一二極體之一等效電路之一圖式；圖9係圖解說明根據實施例之固態成像裝置之一CIS側晶圓中之一護環區域之一第一特性例示性組態之一圖式；圖10係圖解說明根據實施例之固態成像裝置之CIS側晶圓中之護環區域之一第二特性例示性組態之一圖式；圖11係圖解說明根據實施例之固態成像裝置之CIS側晶圓中之護環區域之一第三特性例示性組態之一圖式；圖12係用於解釋在圖9中之組態中之內部凝結之情況中一短路電路(短路)之一風險之一圖式；圖13係圖解說明根據實施例之固態成像裝置之CIS側晶圓中之護環區域之一第四特性例示性組態之一圖式；圖14係用於解釋在圖10中之組態中之內部凝結之情況中一短路電路(短路)之一風險之一圖式；圖15係圖解說明由一TCV部分之畸形引起之一洩漏電流通路之形成之一圖式；圖16係圖解說明歸因於根據實施例之組態即使在TCV部分之畸形 的情況中仍可關閉洩漏電路通路之能力之一圖式；圖17係圖解說明根據實施例之一CMOS影像感測器(固態成像裝置)之一基本例示性組態之一圖式；圖18係圖解說明根據實施例由四個電晶體組成之CMOS影像感測器之一像素之一實例之一圖式；及圖19係圖解說明應用根據實施例之固態成像裝置之一照相機系統之一組態之一實例之一圖式。
在下文中，將參考隨附圖式詳細描述本發明之較佳實施例。注意，在此說明書及隨附圖式中，使用相同元件符號表示具有實質上相同功能及結構之結構元件，且省略此等結構元件之重複解釋。
順便提及，描述係以下列順序進行。
1.固態成像裝置之層式結構 2.固態成像裝置之基本製程流程 3.固態成像裝置之第一特性例示性組態 4.固態成像裝置之第二特性例示性組態 5.固態成像裝置之第三特性例示性組態 6.固態成像裝置之第四特性例示性組態 7.固態成像裝置之概述 8.照相機系統之例示性組態。
<1.固態成像裝置之層式結構>
圖4係圖解說明根據一實施例之一固態成像裝置之一層式結構之一實例之一圖式。
根據實施例之一固態成像裝置100具有複數個像素(感測器)，該等像素具有光電換能器及類似物且係配置成一陣列形狀。
如圖4中圖解說明，固態成像裝置100具有一第一晶片(上晶片)110及一第二晶片(下晶片)120之一層式結構。
層式之第一晶片110及第二晶片120透過形成於第一晶片110中之導孔(TCV)彼此電連接。
此固態成像裝置100係形成為一半導體裝置，該半導體裝置係具有一層式結構之一層式晶片且藉由歸因於晶圓級黏貼後分割之切割而獲得。
在上與下兩個晶片之層式結構中，第一晶片110係由其中佈置包含呈一陣列形狀之複數個像素之一像素陣列之一類比晶片(感測器晶片)組態。
第二晶片120係由一邏輯晶片(數位晶片)組態，該邏輯晶片包含對經由TCV自第一晶片110傳送之類比信號執行量化之一電路及一信號處理電路(邏輯電路)。
在第二晶片120中形成接合襯墊BPD及一輸入/輸出電路。在第一晶片110中形成用於與第二晶片120打線接合之開口OPN。
舉例而言，透過導孔(TCV)實現第一晶片110與第二晶片120之間之電連接。
TCV(導孔)之配置位置係介於晶片末端或襯墊(PAD)與一電路區域之間。
舉例而言，用於控制信號及電力供應之TCV主要集中在晶片之四個角隅，使得可減小第一晶片110之一信號佈線區域。
針對一電力供應線電阻及IR壓降歸因於第一晶片110之一佈線層數之減小而增加之問題，有效配置TCV可實現雜訊之量測、關於使用第二晶片120之佈線對第一晶片110進行電力供應之穩定供應及類似物之增強。
圖5係圖解說明根據實施例具有兩個晶片之層式結構(層式晶片)之固態成像裝置之一電路及類似物之一配置實例之一圖式。
如圖5中圖解說明，固態成像裝置100包含佈置於第一晶片110(其係一類比晶片)中之一像素部分130。固態成像裝置100具有一邏輯電路140、用於邏輯電路之一內部電源供應器及類似物，此等佈置於第 二晶片120(其係一數位晶片)中。
此後，描述根據實施例具有上述層式結構之固態成像裝置100之一基本製程流程及特性組態。
<2.固態成像裝置之基本製程流程>
圖6之部分(A)至部分(C)圖解說明根據實施例具有層式結構之固態成像裝置之一基本製程流程。
如圖6之部分(A)中圖解說明，在將使用最適合各自上晶片及下晶片之製程製備之晶圓WFR110及晶圓WFR120黏貼在一起後，拋光上晶片之後表面且將上晶片之晶圓之厚度製成更薄。
在第一晶片(上晶片)110側上進行圖案化後，自第一晶片110側至第二晶片(下晶片)120之一佈線層鑽通孔，且使用金屬填充該等通孔以形成導孔(VIA)。在實施例中，此VIA稱為TCV。
如圖6之部分(B)中圖解說明，此TCV將信號線與電力供應線一起電連結於上晶片與下晶片之間。
接著，如圖6之部分(C)中圖解說明，在執行處理以在第一晶片(上晶片)110側上獲得彩色濾光器及微透鏡後，藉由雷射消融後之刀片分割切割出晶片。
圖7係用於解釋藉由分割切割出晶片之一製造方法及根據實施例之固態成像裝置之一基本組態。
此外，圖7中之BCW表示一刀片之一切割寬度。
具有層式結構(其中晶片CHP係配置成一陣列形狀)之晶圓係使用一刀片沿著晶片之間指示切割位置之劃線道SCBL進行切割且劃分成個別晶片CHP。
在圖7中，部分放大且圖解說明沿著包含劃線道SCBL(其係切割位置)之一區域取得之一簡化橫截面。
在圖7中之層式結構中，矽(Si)層(n型基板)111及作為層間絕緣膜 之氮化物膜(例如，SiN膜)112經成層堆積以形成CIS側晶圓WFR110。實務上，感測器及類似物係形成於Si層111之與其上形成有SiN膜之表面相對之另一表面側上。
矽層(p型基板)121、氧化物膜122、佈線(例如，銅Cu)層123、SiO2層124及SiO2層125經成層堆積以形成邏輯側晶圓WFR120。
此外，在圖7中之簡化結構中，將CIS側晶圓WFR110之SiN膜112及邏輯側晶圓WFR120之SiO2層125黏貼在一起。
此外，在實施例中，第一導電類型對應於n型且第二導電類型對應於p型，但其等可顛倒。
此外，在CIS側晶圓WFR110及邏輯側晶圓WFR120中，在劃線道SCBL靠近晶片之區域中形成用於防止裂痕傳播至晶片側及類似物之護環GDR110及護環GDR120。
護環GDR110及護環GDR120係由導電材料(舉例而言，諸如Cu之佈線材料)形成。
在CIS側晶圓WFR110中，在SiN膜112中形成護環GDR110以便環狀地圍封晶片。
在垂直於基板之主平面之方向(即，層式結構之層式方向)上依一預定間隔形成具有導電性之複數個(在圖7之實例中係三個)護環部分GDR111、GDR112及GDR113以形成護環GDR110。
此等護環部分GDR111、GDR112及GDR113係藉由SiN膜112中平行於基板之主平面之一護環部分GDR114電連接。
此外，在實施例中，配置在護環GDR110最外面之護環部分GDR111及護環部分GDR112在此等護環部分GDR111及GDR112與Si層111之間之介面處分別連接至形成於n型Si層111中之p+層(p+擴散層)P111及P112。
因此，歸因於如圖8中所圖解說明之一二極體D111形成其中使晶 片之內部及外部電分離之一結構，該二極體D111原則上藉由在具有第一導電類型之n型基板(n井)中形成作為第二導電類型層之p+層P111及P112而形成。
即，在實施例中，給定其中獲得CIS側晶圓WFR110之n井與p+層P111及P112之間之分離且短接狀態(即使有)不影響晶片內部之結構。
此外，藉由p型離子植入(舉例而言，使用並行執行之電晶體之擴散層形成)形成p+層P111(p+擴散層)及P112。
接著，描述根據實施例之固態成像裝置100之CIS側晶圓中之一護環區域之特性例示性組態，該區域係用於關閉一洩漏通路以防止一短路及類似物之影響。
<3.固態成像裝置之第一特性例示性組態>
圖9係圖解說明根據實施例之固態成像裝置之CIS側晶圓中之一護環區域之一第一特性例示性組態之一圖式。
圖9中之組態與參考圖7描述之組態基本相同。
然而，圖9中之Si層111包含一n型基板部分111S及一n井111W。
為形成圖9中之一護環GDR110A，在垂直於基板之主平面之方向(即，層式結構之層式方向)上依一預定間隔形成具有導電性之複數個(在圖9之實例中係三個)護環部分GDR111、GDR112及GDR113。
一第一護環部分GDR111係形成在晶片側上，一第二護環部分GDR112係形成在劃線道SCBL中，且一第三護環部分GDR113係形成在護環部分GDR111與GDR112之間。
此等護環部分GDR111、GDR112及GDR113藉由SiN膜112中平行於基板之主平面之一第四護環部分GDR114電連接。
此外，在實施例中，配置在護環GDR110A最外面之護環部分GDR111及GDR112在此等護環部分GDR111及GDR112與Si層111之間之介面處分別連接至形成於n型Si層111中之p+層(p+擴散層)P111及 P112。
此外，中心部分中之護環部分GDR113係直接連接至n型Si層111。
此外，在圖9中之護環GDR110A中，形成由孔及類似物形成之一指示部分150，該指示部分150自CIS側晶圓WFR110之Si層(n型基板)111之外表面延伸至SiN膜112與Si膜111之間之邊界附近。
圖9之實例中之指示部分150具有兩個狹縫(孔)151及152，且由(例如)SiN形成之絕緣膜153及154佈置於狹縫(孔)151及152與SiN膜112之間之邊界部分中。
在指示部分150中，狹縫151經形成使得其邊緣部分(絕緣膜)153位於護環GDR110A之護環部分GDR111與GDR113之間。
狹縫152經形成使得其邊緣部分(絕緣膜)154位於護環GDR110A之護環部分GDR112與GDR113之間。
因此，歸因於原則上藉由在n井111W中形成p+層P111及P112加以形成之二極體D111(如圖8中圖解說明)而形成其中使晶片之內部與外部電分離之一結構。
即，在實施例中，給定其中獲得CIS側晶圓WFR110之n井與p+層P111及P112之間之分離且短路狀態(即使有)不影響晶片內部之結構。
<4.固態成像裝置之第二特性例示性組態>
圖10係圖解說明根據實施例之固態成像裝置之CIS側晶圓中之護環區域之一第二特性例示性組態之一圖式。
圖10中之組態與圖9中之組態不同之處如下。
在圖10中之組態中，在n型基板111S及n井111W中相對於護環GDR110A之劃線道SCBL側上形成一狹縫160，該狹縫160自外表面延伸至面對SiN膜112之邊界部分。
提供此狹縫160能夠關閉一洩漏通路且此外以減輕在分割中所施 加之應力以防止裂痕出現。
<5.固態成像裝置之第三特性例示性組態>
圖11係圖解說明根據實施例之固態成像裝置之CIS側晶圓中之護環區域之一第三特性例示性組態之一圖式。
圖12係用於解釋在圖9中之組態中內部凝結之情況中一短路電路(短路)之一風險之一圖式。
此外，圖11及圖12圖解說明形成於Si層(n型基板)111上之透鏡載物台170。
圖11中之組態與圖9中之組態不同之處如下。
在圖9中之組態之情況中，存在當水分WTR在模組狀態中之內部凝結之際滲透狹縫(孔)151及152(如圖12中所圖解說明)時旁通p+層P111及P112之分離結構之一短路電路(短路)之一風險。
接著，在圖11中之組態中，儘管透鏡載物台170通常經形成直至近似對應於護環GDR110A之晶片側護環部分GDR111之位置，然透鏡載物台170亦延伸至對應於劃線道SCBL側上護環部分GDR112之位置。
即，圖11圖解說明其中歸因於由諸如丙烯酸樹脂之絕緣材料形成之透鏡載物台170而防止水分滲透指示部分150之狹縫151及152之組態。
因此，即使在模組狀態中之內部凝結之情況中，仍可防止水分WTR滲透狹縫(孔)151及152，且藉此可抑制由旁通p+層P111及P112之分離結構引起一短路電路(短路)。
<6.固態成像裝置之第四特性例示性組態>
圖13係圖解說明根據實施例之固態成像裝置之CIS側晶圓中之護環區域之一第四特性例示性組態之一圖式。
圖14係用於解釋在圖10中之組態中之內部凝結之情況中一短路 電路(短路)之一風險之一圖式。
此外，圖13及圖14圖解說明形成於Si層(n型基板)111上之透鏡載物台170。
圖13中之組態與圖10中之組態不同之處如下。
在圖10中之組態之情況中，存在當水分WTR在模組狀態中之內部凝結(如圖14中所圖解說明)之際滲透狹縫(洞)151及152時旁通p+層P111及P112之分離結構之一短路電路(短路)之一風險。
接著，在圖13中之組態中，儘管透鏡載物台170通常經形成直至近似對應於護環GDR110A之晶片側護環部分GDR111之位置，然透鏡載物台170亦延伸至對應於劃線道SCBL側上護環部分GDR112之位置。
即，圖13圖解說明其中歸因於由諸如丙烯酸樹脂之絕緣材料形成之透鏡載物台170而防止水分滲透指示部分150之狹縫151及152之組態。
因此，即使在模組狀態中之內部凝結之情況中，亦防止水分WTR滲透狹縫(孔)151及152且藉此可抑制由旁通p+層P111及P112之分離結構引起一短路電路(短路)。
然而，在圖13中之組態中，儘管存在如圖14圖解說明之劃線道SCBL側上水分WTR滲透狹縫160之一風險，然因為分離結構建立在護環GDR110A處，故該風險之影響較小。
提供此狹縫160能夠釋放在分割中所施加之應力以防止裂痕出現，此係一相當顯著之優點。
如上，配置在護環GDR110A最外面之第一護環部分GDR111及第二護環部分GDR112在此等第一護環部分GDR111及第二護環部分GDR112與Si層111之間之介面處分別連接至形成於n型Si層111中之p+層(p+擴散層)P111及P112。
因此，藉由在具有第一導電類型之n型基板(n井)中形成作為第二導電類型層之p+層P111及P112而形成二極體D111。
藉此，可形成其中使晶片之內部與外部之間之一電流通路電分離(如圖16中所圖解說明)之結構，儘管已形成由(舉例而言)TCV部分之畸形引起之一洩漏電流通路(如圖15中所圖解說明)。
因此，可防止經成層堆積之兩個基板之間之洩漏之影響，且因此可抑制對裝運前之量測的影響。
<7.固態成像裝置之概述>
將一CMOS影像感測器之一例示性組態描述為根據實施例之固態成像裝置之一實例。
圖17係圖解說明根據實施例之一CMOS影像感測器(固態成像裝置)之一基本例示性組態之一圖式。
圖17中之一CMOS影像感測器200包含一像素部分210、一列選擇電路(Vdec)220及一行讀出電路(AFE)230。
此外，一像素信號讀出部分係由列選擇電路220及行讀出電路230形成。
作為半導體裝置之此CMOS影像感測器200採用圖4中之層式結構。
在實施例中，在此層式結構中，像素部分210基本上係佈置於第一晶片110中。此外，舉例而言，組成像素信號讀出部分之列選擇電路220及行讀出電路230係佈置於第二晶片120中。
接著，透過形成於第一晶片110中之TCV在第一晶片110與第二晶片120之間傳輸及接收像素之驅動信號、像素(感測器)之類比讀出信號、電源供應電壓及類似物。
像素部分210係藉由將複數個像素電路210A配置成M列×N行之二維形狀(矩陣形狀)加以形成。
圖18係圖解說明根據實施例由四個電晶體組成之CMOS影像感測器的一像素之一實例之一圖式。
此像素電路210A包含舉例而言由一光二極體(PD)組成之一光電換能器(在下文中，有時簡稱為PD)211。
此外，像素電路210A包含一傳送電晶體212、一重設電晶體213、一放大電晶體214及一選擇電晶體215之四個電晶體作為相對於此一光電換能器211之主動元件。
光電換能器211對入射光執行光電轉換以根據光量將光轉換為一定量之電荷(在本文係電子)。
將作為一傳送元件之傳送電晶體212連接於光電換能器211與作為一輸入節點之一浮動擴散FD之間，且經由一傳送控制線LTRG對其閘極(傳送閘)給予作為一控制信號之一傳送信號TRG。
藉此，傳送電晶體212將藉由使用光電換能器211進行光電轉換而獲得之電子傳送至浮動擴散FD。
將重設電晶體213連接在一電力供應線LVDD(透過該電力供應線LVDD供應一電源供應電壓VDD)與浮動擴散FD之間，且經由一重設控制線LRST對其閘極給予作為一控制信號之一重設信號RST。
藉此，作為一重設元件之重設電晶體213將浮動擴散FD之一電位重設至電力供應線LVDD之電位。
將作為一放大元件之放大電晶體214之閘極連接至浮動擴散FD。即。浮動擴散FD運作為作為一放大元件之放大電晶體214之輸入節點。
將放大電晶體214及選擇電晶體215串聯連接在電力供應線LVDD(透過該電力供應線LVDD供應電源供應電壓VDD)與一信號線LSGN之間。
因此，放大電晶體214係經由選擇電晶體215連接至信號線 LSGN，且與像素部分外部之一恆定電流源IS聯合組成一源極隨耦器。
且經由選擇控制線LSEL對選擇電晶體215之閘極給予一選擇信號SEL(其係對應於一位址信號之一控制信號)，且開啟選擇電晶體215。
在開啟選擇電晶體215之後，放大電晶體214放大浮動擴散FD之電位以輸出對應於信號線LSGN之電位之一電壓。經由信號線LSGN自各像素輸出之電壓係輸出至行讀出電路230。
因為(舉例而言)傳送電晶體212、重設電晶體213及選擇電晶體215之個別閘極係連接成列單元，所以此等操作係針對一列中之個別像素同步執行。
佈線至像素部分210之重設控制線LRST、傳送控制線LTRG及選擇控制線LSEL係作為經歷像素配置之各列單元中之佈線之一集合。
所提供的LRST、LTRG及LSEL之各者之控制線係針對各者之M條線。
此等重設控制線LRST、傳送控制線LTRG及選擇控制線LSEL係藉由列選擇電路220驅動。
列選擇電路220控制配置於像素部分210之一任意列中之像素的操作。列選擇電路220經由控制線LSEL、LRST及LTRG控制像素。
列選擇電路220執行影像驅動控制，舉例而言，根據一快門模式切換信號在對各列執行曝光之一滾動快門方法與對全部像素同時執行曝光之一全域快門方法之間切換一曝光方法。
行讀出電路230經由信號輸出線LSGN接收已經歷藉由列選擇電路220執行之讀出控制之像素之資料，且將該資料傳送至下游信號處理電路。
行讀出電路230包含一CDS電路、一ADC(類比數位轉換器)及類似物。
此外，舉例而言，根據實施例之CMOS影像感測器不必限於但可係安裝一行平行類比數位轉換器(在下文中，簡稱為ADC)之一CMOS影像感測器。
此外，在實施例中，CMOS影像感測器之組態係描述為半導體裝置之一實例，而上述組態可施加至(舉例而言)一背照式CMOS影像感測器且可實現上述個別效果。然而，即使在一前照式CMOS影像感測器之情況中，仍可有效地實現上述效果。
<8.照相機系統之例示性組態>
具有此一組態之固態成像裝置可應用為用於數位照相機、攝影機及類似物之一成像裝置。
圖19係圖解說明應用根據本技術之實施例之固態成像裝置之一照相機系統之一組態之一實例之一圖式。
如圖19中圖解說明，照相機系統300包含可應用根據實施例之CMOS影像感測器(固態成像裝置)100及200之一成像裝置310。
此外，照相機系統300包含將入射光導引至此成像裝置310(使一主體影像成像)之像素區域之一光學系統，舉例而言，使入射光(影像光)成像於一成像平面上之一透鏡320。
照相機系統300包含驅動成像裝置310之一驅動電路(DRV)330及處理來自成像裝置310的輸出信號之一信號處理電路(PRC)340。
驅動電路330包含產生用於驅動成像裝置310中之電路之各種時序信號(包含一啟動脈衝、一時脈信號及類似物)之一時序產生器(未展示)，且使用預定時序信號驅動成像裝置310。
此外，信號處理電路340對來自成像裝置310之輸出信號執行預定信號處理。
藉由信號處理電路340處理之影像信號係記錄在(舉例而言)諸如一記憶體之一記錄媒體中。記錄於記錄媒體中之影像資訊經歷使用一 印表機或類似物之硬複製。此外，藉由信號處理電路340處理之影像信號在由一液晶顯示器及類似物組成之一監視器上顯示為一移動影像。
如上描述，先前提及之固態成像裝置100及200之任一者係作為成像裝置310安裝在諸如一數位照相機之一影像擷取裝置中，且藉此可實現高精確度及高可靠性之一照相機。
熟習此項技術者應瞭解各種修改、組合、子組合及變更可取決於設計要求及其他因素而出現，只要該等修改、組合、子組合及變更係在隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內。
另外，亦可如下文般組態本技術。
(1)一種固態成像裝置，其包含一晶圓，其包含第一晶片，其等之各者具有一像素部分，在該像素部分中配置有執行光電轉換之複數個像素且該像素部分係形成於一第一導電類型基板中，第二晶片，其等之各者具有一邏輯部分，在該邏輯部分中自該像素部分讀出一像素信號之一像素信號讀出部分係形成於一第二導電類型基板中，及層式晶片，其等之各者具有一層式結構，在該層式結構中將該第一晶片及該第二晶片黏貼在一起，該等層式晶片係配置成一陣列形狀，其中，在該晶圓中，透過形成於該第一晶片中之一導孔連接該第一晶片與該第二晶片之間之一佈線，在該等層式晶片之間提供用於切割之一劃線道區域，在該層式晶片之該第一晶片及該第二晶片當中至少該第一晶片 之一邊緣部分與該劃線道區域之間形成在該第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環，在該第一導電類型基板中對應於該護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層，及該護環包含一第一護環部分，其連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者，及一第二護環部分，其連接至一劃線道側上該等第二導電類型層之另一者。
(2)如(1)之固態成像裝置，其中包含自該第一導電類型基板之一外表面側延伸至該絕緣膜之一邊界部分之一孔之一指示部分形成於該第一導電類型基板對應於該護環之一區域中。
(3)如(2)之固態成像裝置，其中在該第一導電類型基板之該外表面側上形成至少自該晶片側直至包含該指示部分之一區域之一絕緣材料。
(4)如(3)之固態成像裝置，其中藉由將形成於該晶片側上具有絕緣物之一透鏡載物台延伸至包含該指示部分之該區域而形成該絕緣材料。
(5)如(1)至(4)中任一項之固態成像裝置，其中在該第一導電類型基板中相對於該護環之該劃線道側上形成自一外表面延伸至該絕緣膜之一邊界部分之一狹縫。
(6)一種固態成像裝置，其包含：一第一晶片，其具有一像素部分，在該像素部分中配置有執行光電轉換之複數個像素且該像素部分係形成於一第一導電類型基板中； 一第二晶片，其具有一邏輯部分，在該邏輯部分中自該像素部分讀出一像素信號之一像素信號讀出部分係形成於一第二導電類型基板中；及一層式晶片，其具有一層式結構，在該層式結構中將該第一晶片與該第二晶片黏貼在一起，其中透過形成於該第一晶片中之一導孔連接該第一晶片與該第二晶片之間之一佈線，在該層式晶片之該第一晶片及該第二晶片當中至少該第一晶片之一邊緣部分與該晶片之一切割邊緣部分之間形成在該第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環，其中在該第一導電類型基板中對應於該護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層，及其中該護環包含一第一護環部分，其連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者，及一第二護環部分，其連接至一切割邊緣部分側上該等第二導電類型層之另一者。
(7)如(6)之固態成像裝置，其中包含自該第一導電類型基板之一外表面側延伸至該絕緣膜之一邊界部分之一孔之一指示部分形成於該第一導電類型基板對應於該護環之一區域中。
(8)如(7)之固態成像裝置，其中在該第一導電類型基板之該外表面側上形成至少自該晶片側直至包含該指示部分之一區域之一絕緣材料。
(9)如(8)之固態成像裝置，其中藉由將形成於該晶片側上具有絕緣物之一透鏡載物台延伸 至包含該指示部分之該區域而形成該絕緣材料。
(10)如(6)至(9)中任一項之固態成像裝置，其中在該第一導電類型基板中相對於該護環之該切割邊緣部分側上形成自一外表面延伸至該絕緣膜之一邊界部分之一狹縫。
(11)一種照相機系統，其包含：一固態成像裝置；及一光學系統，其將一主體影像成像於該固態成像裝置中，其中該固態成像裝置包含一第一晶片，其具有一像素部分，在該像素部分中配置有執行光電轉換之複數個像素且該像素部分係形成於一第一導電類型基板中，一第二晶片，其具有一邏輯部分，在該邏輯部分中自該像素部分讀出一像素信號之一像素信號讀出部分係形成於一第二導電類型基板中，及一層式晶片，其具有一層式結構，在該層式結構中將該第一晶片與該第二晶片黏貼在一起，其中透過形成於該第一晶片中之一導孔連接該第一晶片與該第二晶片之間之一佈線，其中在該層式晶片之該第一晶片及該第二晶片當中至少該第一晶片之一邊緣部分與該晶片之一切割邊緣部分之間形成在該第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環，其中在該第一導電類型基板中對應於該護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層，及其中該護環包含一第一護環部分，其連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者，及 一第二護環部分，其連接至一切割邊緣部分側上該等第二導電類型層之另一者。
本發明含有關於在2015年3月15日向日本專利局申請的日本優先權專利申請案JP 2012-059247中所揭示者之標的，該案之全文以引用的方式併入本文中。
111‧‧‧矽(Si)層/Si膜/n型Si層
112‧‧‧氮化物膜/SiN膜
121‧‧‧矽層
122‧‧‧氧化物膜
123‧‧‧佈線層
124‧‧‧SiO2層
125‧‧‧SiO2層
BCW‧‧‧刀片切割寬度
CHP‧‧‧晶片
GDR110‧‧‧護環
GDR120‧‧‧護環
P111‧‧‧p+層/p+擴散層
P112‧‧‧p+層/p+擴散層
SCBL‧‧‧劃線道
WFR110‧‧‧CMOS影像感測器(CIS)側晶圓
WFR120‧‧‧邏輯側晶圓

Claims (11)

  1. 一種固態成像裝置，其包括一晶圓，其包含第一晶片，其等之各者具有一像素部分，在該像素部分中配置有執行光電轉換之複數個像素且該像素部分形成於一第一導電類型基板中，第二晶片，其等之各者具有一邏輯部分，在該邏輯部分中自該像素部分讀出一像素信號之一像素信號讀出部分形成於一第二導電類型基板中，及層式晶片，其等之各者具有一層式結構，在該層式結構中將該第一晶片及該第二晶片黏貼在一起，該等層式晶片係配置成一陣列形狀，其中，在該晶圓中，透過形成於該第一晶片中之一導孔連接該第一晶片與該第二晶片之間之一佈線，在該等層式晶片之間提供用於切割之一劃線道區域，在該層式晶片之該第一晶片及該第二晶片當中至少該第一晶片之一邊緣部分與該劃線道區域之間形成在該第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環，在該第一導電類型基板中對應於該護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層，及該護環包含一第一護環部分，其連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者，及一第二護環部分，其連接至一劃線道側上該等第二導電類 型層之另一者。
  2. 如請求項1之固態成像裝置，其中包含自該第一導電類型基板之一外表面側延伸至該絕緣膜之一邊界部分之一孔之一指示部分形成於該第一導電類型基板對應於該護環之一區域中。
  3. 如請求項2之固態成像裝置，其中在該第一導電類型基板之該外表面側上形成至少自該晶片側直至包含該指示部分之一區域之一絕緣材料。
  4. 如請求項3之固態成像裝置，其中藉由將形成於該晶片側上具有絕緣物之一透鏡載物台延伸至包含該指示部分之該區域而形成該絕緣材料。
  5. 如請求項1之固態成像裝置，其中在該第一導電類型基板中相對於該護環之該劃線道側上形成自一外表面延伸至該絕緣膜之一邊界部分之一狹縫。
  6. 一種固態成像裝置，其包括：一第一晶片，其具有一像素部分，在該像素部分中配置有執行光電轉換之複數個像素且該像素部分係形成於一第一導電類型基板中；一第二晶片，其具有一邏輯部分，在該邏輯部分中自該像素部分讀出一像素信號之一像素信號讀出部分係形成於一第二導電類型基板中；及一層式晶片，其具有一層式結構，在該層式結構中將該第一晶片及該第二晶片黏貼在一起，其中透過形成於該第一晶片中之一導孔連接該第一晶片與該第二晶片之間之一佈線，其中在該層式晶片之該第一晶片及該第二晶片當中至少該第 一晶片之一邊緣部分與該晶片之一切割邊緣部分之間形成在該第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環，其中在該第一導電類型基板中對應於該護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層，及其中該護環包含一第一護環部分，其連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者，及一第二護環部分，其連接至一切割邊緣部分側上該等第二導電類型層之另一者。
  7. 如請求項6之固態成像裝置，其中包含自該第一導電類型基板之一外表面側延伸至該絕緣膜之一邊界部分之一孔之一指示部分形成於該第一導電類型基板對應於該護環之一區域中。
  8. 如請求項7之固態成像裝置，其中在該第一導電類型基板之該外表面側上形成至少自該晶片側直至包含該指示部分之一區域之一絕緣材料。
  9. 如請求項8之固態成像裝置，其中藉由將形成於該晶片側上具有絕緣物之一透鏡載物台延伸至包含該指示部分之該區域而形成該絕緣材料。
  10. 如請求項6之固態成像裝置，其中在該第一導電類型基板中相對於該護環之該切割邊緣部分側上形成自一外表面延伸至該絕緣膜之一邊界部分之一狹縫。
  11. 一種照相機系統，其包括：一固態成像裝置；及 一光學系統，其將一主體影像成像於該固態成像裝置中，其中該固態成像裝置包含一第一晶片，其具有一像素部分，在該像素部分中配置有執行光電轉換之複數個像素且該像素部分係形成於一第一導電類型基板中，一第二晶片，其具有一邏輯部分，在該邏輯部分中自該像素部分讀出一像素信號之一像素信號讀出部分係形成於一第二導電類型基板中，及一層式晶片，其具有一層式結構，在該層式結構中將該第一晶片與該第二晶片黏貼在一起，其中透過形成於該第一晶片中之一導孔連接該第一晶片與該第二晶片之間之一佈線，其中在該層式晶片之該第一晶片及該第二晶片當中至少該第一晶片之一邊緣部分與該晶片之一切割邊緣部分之間形成在該第一導電類型基板上成層堆積之一絕緣膜中具有導電性之一護環，其中在該第一導電類型基板中對應於該護環之一區域內依一間隔形成至少兩個第二導電類型層，及其中該護環包含一第一護環部分，其連接至一晶片邊緣部分側上該等第二導電類型層之一者，及一第二護環部分，其連接至一切割邊緣部分側上該等第二導電類型層之另一者。
TW102103776A 2012-03-15 2013-01-31 固態成像裝置及照相機系統 TW201338525A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012059247A JP2013197113A (ja) 2012-03-15 2012-03-15 固体撮像装置およびカメラシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201338525A true TW201338525A (zh) 2013-09-16

Family

ID=49136288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102103776A TW201338525A (zh) 2012-03-15 2013-01-31 固態成像裝置及照相機系統

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9171968B2 (zh)
JP (1) JP2013197113A (zh)
KR (1) KR20130105336A (zh)
CN (1) CN103311257A (zh)
TW (1) TW201338525A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI714329B (zh) * 2018-10-31 2020-12-21 台灣積體電路製造股份有限公司 半導體結構及其形成方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6120094B2 (ja) * 2013-07-05 2017-04-26 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
US9806119B2 (en) 2014-01-09 2017-10-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. 3DIC seal ring structure and methods of forming same
JP6245474B2 (ja) * 2014-04-21 2017-12-13 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、並びに、電子機器
KR102225787B1 (ko) 2014-10-10 2021-03-10 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
US9899442B2 (en) * 2014-12-11 2018-02-20 Invensas Corporation Image sensor device
KR102500813B1 (ko) 2015-09-24 2023-02-17 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 이의 제조 방법
US9837366B1 (en) * 2016-11-28 2017-12-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semicondcutor structure and semiconductor manufacturing process thereof
EP3355355B1 (en) * 2017-01-27 2019-03-13 Detection Technology Oy Asymmetrically positioned guard ring contacts
JP7102119B2 (ja) * 2017-09-29 2022-07-19 キヤノン株式会社 半導体装置および機器
US20210249458A1 (en) * 2018-05-28 2021-08-12 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device
JP2020061476A (ja) * 2018-10-11 2020-04-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及び電子機器
CN109524426B (zh) * 2018-10-17 2021-05-18 上海微阱电子科技有限公司 一种防止划片短路的cmos图像传感器结构和形成方法
CN110233158B (zh) * 2019-06-06 2021-07-23 芯盟科技有限公司 半导体结构及其形成方法
CN110289277B (zh) * 2019-06-26 2021-12-14 上海微阱电子科技有限公司 一种堆叠式深耗尽图像传感器像素单元结构及制作方法
US11676983B2 (en) * 2020-01-07 2023-06-13 Powertech Technology Inc. Sensor with dam structure and method for manufacturing the same
US11363229B1 (en) 2021-04-27 2022-06-14 Innolux Corporation Electronic device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004146816A (ja) 2002-09-30 2004-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置およびこれを用いた機器
CN1234234C (zh) * 2002-09-30 2005-12-28 松下电器产业株式会社 固体摄像器件及使用该固体摄像器件的设备
JP2005142262A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Toshiba Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2008085755A (ja) 2006-09-28 2008-04-10 Toshiba Corp 画像撮像装置
JP4844605B2 (ja) * 2008-09-10 2011-12-28 ソニー株式会社 半導体装置
JP4655137B2 (ja) * 2008-10-30 2011-03-23 ソニー株式会社 半導体装置
JP4873001B2 (ja) * 2008-12-10 2012-02-08 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、電子機器並びに半導体装置
JP5532867B2 (ja) * 2009-11-30 2014-06-25 ソニー株式会社 固体撮像装置及びその製造方法、並びに固体撮像素子の製造方法及び半導体装置
JP5630027B2 (ja) * 2010-01-29 2014-11-26 ソニー株式会社 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器、半導体装置
JP5622433B2 (ja) * 2010-04-28 2014-11-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI714329B (zh) * 2018-10-31 2020-12-21 台灣積體電路製造股份有限公司 半導體結構及其形成方法
US10985199B2 (en) 2018-10-31 2021-04-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Image sensor having stress releasing structure and method of forming same
US11569288B2 (en) 2018-10-31 2023-01-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Image sensor having stress releasing structure and method of forming same
US11569289B2 (en) 2018-10-31 2023-01-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Image sensor having stress releasing structure and method of forming same

Also Published As

Publication number Publication date
US20160099275A1 (en) 2016-04-07
JP2013197113A (ja) 2013-09-30
US20130241022A1 (en) 2013-09-19
US9450009B2 (en) 2016-09-20
US9171968B2 (en) 2015-10-27
CN103311257A (zh) 2013-09-18
KR20130105336A (ko) 2013-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9450009B2 (en) Solid-state imaging device and camera system
KR102343428B1 (ko) 반도체 장치 및 전자 기기
US10553637B2 (en) Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus
KR101773199B1 (ko) 고체 촬상 장치, 및, 그 제조 방법, 전자 기기, 반도체 장치
KR101411800B1 (ko) 고체 촬상 장치 및 촬상 시스템
TWI595638B (zh) 半導體裝置，固態成像裝置及電子設備
US20220415956A1 (en) Solid-state image sensor, method for producing solid-state image sensor, and electronic device
TWI757433B (zh) 固態影像感測器，製造固態影像感測器之方法，以及電子器件
KR20120028799A (ko) 고체 촬상 장치 및 전자 기기
US20130215309A1 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof, and camera system
JP7140718B2 (ja) 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法
KR20180022261A (ko) 이미지 센서
US20240175802A1 (en) Photodetection device and electronic device