TWI832908B - 固態攝像裝置及固態攝像裝置之製造方法、以及電子機器 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可實現進一步提高固態攝像裝置之可靠性及進一步抑制製造成本之固態攝像裝置。
本發明提供之固態攝像裝置自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且具有形成於該第1半導體基板之槽狀部；該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之面朝斜向方向延伸。
Description
本發明係關於一種固態攝像裝置及固態攝像裝置之製造方法、以及電子機器。
一般而言，CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補式金屬氧化物半導體)影像感測器或CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合裝置)等之固態攝像裝置被廣泛地應用於數位靜態相機或數位視訊攝影機等。
在製造固態攝像裝置時，為了防止半導體基板之膜厚之不一，而有利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)之技術。然而，若利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板，則有固態攝像裝置之製造成本變高之虞。
例如，業界曾提案可在不利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板下以低成本製造固態攝像裝置之技術(參照專利文獻1及2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2005-353996號公報
專利文獻2：日本特開2008-182142號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，根據專利文獻1及2所提案之技術，在本發明中，有無法謀求進一步提高固態攝像裝置之可靠性之虞。又，在本發明中，若利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板，則有用於製造固態攝像裝置之製造成本變高之虞。
因而，本發明係鑒於如上述之狀況而完成者，目的在於提供一種可實現進一步提高固態攝像裝置之可靠性及進一步抑制製造成本之固態攝像裝置及該固態攝像裝置之製造方法、以及搭載有該固態攝像裝置之電子機器。
[解決問題之技術手段]
本發明人等為了達成上述之目的而進行了深入研究之結果為成功地進一步提高固態攝像裝置之可靠性及進一步降低製造成本，而完成本發明。
亦即，在本發明中提供一種固態攝像裝置，該固態攝像裝置，
自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且
具有形成於該第1半導體基板之槽狀部；
該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之面朝斜向方向延伸。
在本發明之固態攝像裝置中，前述槽狀部可由絕緣材料埋入。
在本發明之固態攝像裝置中，可行的是，前述槽狀部自前述光入射側依序具有相對於前述第1半導體基板之前述光入射側之前述面大致平行之第2寬度及第1寬度，且該第2寬度可大於該第1寬度。
在本發明之固態攝像裝置中，前述槽狀部可形成於連接前述第2元件與前述第1元件之貫通孔所貫通之區域。
在本發明之固態攝像裝置中，前述槽狀部可形成於元件分離區域。
在本發明之固態攝像裝置中，前述槽狀部可形成於像素區域外之周邊區域。
在本發明之固態攝像裝置中，前述槽狀部可形成於劃線區域。
本發明之固態攝像裝置可更具有接合輔助膜，該接合輔助膜可配置於前述第2絕緣層與前述槽狀部之間。
又，在本發明中提供一種固態攝像裝置之製造方法，其包含：
在第1半導體基板之一個面形成槽狀部；
將第2半導體基板、第2絕緣層、該第1半導體基板、及第1絕緣層以該第1半導體基板之該一個面與該第2絕緣層對向之方式依序積層；及
進行去除該第1半導體基板之加工，直至該槽狀部自與該第1半導體基板之該一個面為相反側之該第1半導體基板之另一面露出為止；
形成該槽狀部係以下述方式形成，即：該槽狀部形成第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該一個面朝斜向方向延伸。
本發明之固態攝像裝置之製造方法可更包含在前述積層前，將絕緣材料埋入前述槽狀部。
再者，在本發明中提供一種電子機器，該電子機器搭載固態攝像裝置；
該固態攝像裝置，
自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且
具有形成於該第1半導體基板之該光入射側之面側之槽狀部；
該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之該面朝斜向方向延伸。
根據本發明，可實現進一步提高固態攝像裝置之可靠性及進一步抑制製造成本。此外，不一定限定於此處所記載之效果，只要係在本發明中所記載之任一效果皆可為本發明之效果。
針對用於實施本發明之較佳之形態進行說明。此外，以下所說明之實施形態係顯示本發明之代表性實施形態之一例者，並非藉此狹義地解釋本發明之範圍。此外，如無特別異議，則在圖式中，所謂「上」係意指圖中之上方向或上側，所謂「下」係意指圖中之下方向或下側，所謂「左」係意指圖中之左方向或左側，所謂「右」係意指圖中之右方向或右側。又，在圖式中對於同一或同等之要素或構件賦予同一符號，且省略重複之說明。
說明係按照以下述順序進行。
1.本發明之概要
2.第1實施形態(固態攝像裝置之例1)
3.第2實施形態(固態攝像裝置之例2)
4.第3實施形態(固態攝像裝置之例3)
5.第4實施形態(固態攝像裝置之例4)
6.第5實施形態(固態攝像裝置之製造方法之例1)
7.第6實施形態(電子機器之例)
8.應用本發明之固態攝像裝置之使用例
9.對於內視鏡手術系統之應用例
＜1.本發明之概要＞
首先，針對本發明之概要進行說明。
在具備積層電晶體(Tr)之構造之固態攝像裝置之製造中，由於因接合之半導體基板(Si基板)之膜厚之不一而器件特性不一，故必須控制半導體基板之膜厚。因而，利用半導體基板之膜厚不一較少之SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板，製造具備積層電晶體(Tr)之構造之固態攝像裝置。
然而，利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板之固態攝像裝置之製造方法由於基板為高價，而有製造成本變高之情形。
以下，利用圖7及圖8，針對利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板之固態攝像裝置之製造方法進行說明。圖7(a)～圖7(c)及圖8(a)～圖8(c)係用於說明有關利用SOI基板之固態攝像裝置的製造方法之剖視圖。
如圖7(a)所示，將第2元件5(例如電晶體)形成於第2半導體基板4，並在第2半導體基板4上，將第2絕緣層3(PMD膜(Pre-Metal Dielectric，金屬前電介質))成膜。在第2半導體基板4，雖未圖示但可形成光電二極體(PD、光電轉換部)。
在圖7(b)中，利用在矽基板9-3介隔著絕緣層(BOX層，盒層)9-2形成有矽層9-1之SOI基板9，以矽基板9-1與第2絕緣層3對向之方式，介隔著第2絕緣層3使SOI基板9與第2半導體基板4接合。
繼而，如圖7(c)所示，去除矽基板9-3及絕緣層(BOX層，盒層)9-2。
其次，利用圖8進行說明。
如圖8(a)所示，在矽層9-1之左方向(圖2(a)中之左側)與右方向(圖2(a)中之右側)，去除矽(Si)，形成由絕緣材料構成之元件分離區域11a，且進一步去除矽(Si)，在與第2半導體基板4(第2元件5)接觸之區域於矽層9-1形成由絕緣材料構成之區域12a。
繼而，如圖8(b)所示，在矽層9-1之左方向之元件分離區域11a與區域12a之間形成第1元件7(例如電晶體)，並在矽層9-1上，將第1絕緣層6(PMD膜(Pre-Metal Dielectric，金屬前電介質))成膜。
最後，在圖8(c)中顯示製作完成固態攝像裝置8000。固態攝像裝置8000構成為自光入射側(圖8(c)中之下側)依序積層有：第2半導體基板4，其設置有光電二極體(PD)(光電轉換部)(未圖示)、及第2元件5；第2絕緣層3；矽層9-1，其設置有第1元件7；及第1絕緣層6。使貫通孔8貫通區域12a，且經由貫通孔8連接第1元件7與第2元件5。
本發明係鑒於上述之事態而完成者。應用本發明之固態攝像裝置自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且具有形成於該第1半導體基板之槽狀部；該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之該面朝斜向方向延伸。又，應用本發明之固態攝像裝置之製造方法包含：在第1半導體基板之一個面形成槽狀部；將第2半導體基板、第2絕緣層、該第1半導體基板、及第1絕緣層以該第1半導體基板之該一個面與該第2絕緣層對向之方式依序積層；及進行去除該第1半導體基板之加工，直至該槽狀部自與該第1半導體基板之該一個面為相反側之該第1半導體基板之另一面露出為止；且形成該槽狀部係以下述方式形成，即：該槽狀部形成第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該一個面朝斜向方向延伸。
根據本發明，可實現進一步提高固態攝像裝置之可靠性及抑制製造成本。詳細而言，根據本發明，由於不利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板，而利用一般之半導體基板(塊狀基板)，故可降低製造成本，進而，可利用在薄膜化時作為終點檢測功能而作用之槽狀部，來高精度地控制半導體基板之膜厚，而實現提高器件特性。
以下，針對本發明之實施形態，詳細地進行說明。
＜2.第1實施形態(固態攝像裝置之例1)＞
針對本發明之第1實施形態(固態攝像裝置之例1)之固態攝像裝置進行說明。
本發明之第1實施形態(固態攝像裝置之例1)之固態攝像裝置自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部(例如光電二極體(PD))、及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且具有形成於該第1半導體基板之槽狀部；該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之該面朝斜向方向延伸。
而且，本發明之第1實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部自光入射側依序具有相對於第1半導體基板之光入射側之面大致平行之第2寬度及第1寬度，且第2寬度大於第1寬度，並且形成於連接第2元件與第1元件之貫通孔所貫通之區域。
本發明之第1實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部可由任意之材料、例如無機材料、有機材料、高分子材料埋入，但較佳為由絕緣材料埋入。
絕緣材料例如舉出氧化矽系材料(SiO2
等)、及氮化矽系材料(Si3
N4
等)。
根據本發明之第1實施形態之固態攝像裝置，由於不利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板，而利用一般之半導體基板(塊狀基板)，故可降低製造成本，進而，可利用在薄膜化時作為終點檢測功能而作用之上述之槽狀部，來高精度地控制半導體基板之膜厚，而實現提高器件特性。
以下，針對本發明之第1實施形態之固態攝像裝置，利用圖1～圖2、圖3(a)及圖5更詳細地進行說明。圖1～圖2係說明應用本發明之固態攝像裝置之製造方法，且顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之剖視圖。具體而言，圖1(a)～圖1(c)及圖2(a)～圖2(c)係用於說明有關本發明之第1實施形態之固態攝像裝置的製造方法之剖視圖，圖2(c)係本發明之第1實施形態之固態攝像裝置即固態攝像裝置2000之剖視圖。
圖3(a)係顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之剖視圖，具體而言，係本發明之第1實施形態之固態攝像裝置即固態攝像裝置3000-a之剖視圖。
圖5係顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之俯視圖，具體而言，圖5(a)係自與光入射側為相反側之方向觀察之第2半導體基板4之俯視圖(第2半導體基板4之平面配置圖)，圖5(b)係自與光入射側為相反側之方向觀察之第1半導體基板2之俯視圖(第1半導體基板2之平面配置圖)，圖5(c)係自與光入射側為相反側之方向觀察之積層有第1半導體基板2及第2半導體基板4之固態攝像裝置6000之俯視圖(固態攝像裝置6000之平面配置圖)。
首先，利用圖1～圖2，一面說明有關本發明之第1實施形態之固態攝像裝置的製造方法，一面說明本發明之第1實施形態之固態攝像裝置。此外，針對應用本發明之固態攝像裝置之製造方法，在下述之＜6.第5實施形態(固態攝像裝置之製造方法之例1)＞之欄中，詳細地後述。
如圖1(a-1)所示，將例如埋入有絕緣材料之槽狀部1-1(也有稱為溝渠部之情形)形成於第1半導體基板2之上表面(圖1(a-1)之上側)。槽狀部1-1具有：右側壁S-2(圖1(a-1)中為左側，成為左側壁。以下相同)、及左側壁S-1(在圖1(a-2)中為右側，成為右側壁。以下相同)，且更具有：上邊H-2(圖1(a-1)之上側)、及下邊H-1(圖1(a-1)之下側)。槽狀部1-1之上邊H-2之長度長於下邊H-1之長度，而具有錐形形狀。H-2之長度為與第1半導體基板2之上表面大致平行方向之長度，在圖1(a-1)中為左右之長度(寬度)。同樣地，H-1之長度也為與第1半導體基板2之上表面大致平行方向之長度，在圖1(a-1)中為左右之長度(寬度)。而且，右側壁S-2及左側壁S-1相對於第1半導體基板2之上表面朝下方向(圖1(a-1)之下側)且朝斜向方向延伸。
如圖1(a-2)所示，將第2元件5(例如電晶體)形成於第2半導體基板4，在第2半導體基板4上成膜有第2絕緣層3(PMD膜(Pre-Metal Dielectric，金屬前電介質))。在第2半導體基板4，雖未圖示但形成有光電二極體(PD、光電轉換部)。
如圖1(b)所示，使圖1(a-1)中所示之第1半導體基板2旋轉180度(翻轉)，以形成有槽狀部1-1之第1半導體基板2之面與第2絕緣層3之面對向之方式，介隔著第2絕緣層3使第1半導體基板2(上層基板)與第2半導體基板4(下層基板)接合。如圖1(b)所示，由於第1半導體基板2如上述般被旋轉180度(由於被翻轉)，故槽狀部1-1成為倒錐形形狀。亦即，槽狀部1-1具有：左側壁S-1(圖1(b)之左側)、右側壁S-2(圖1(b)之右側)、上邊H-1(圖1(b)之上側)、及下邊H-2(圖1(b)之下側)，且下邊H-2之長度長於上邊H-1之長度。
如圖1(c)所示，去除第1半導體基板2(上層基板)直至槽狀部1-1自圖1(b)所示之第1半導體基板2(上層基板)之上表面(圖1(b)中之上側)露出為止，而對第1半導體基板2(上層基板)予以減薄加工。槽狀部1-1具有在減薄加工上的用於停止加工之終點檢測功能。藉由將槽狀部1-1形成於第1半導體基板2(上層基板)，而可高精度地控制第1半導體基板2(上層基板)之膜厚。
利用圖2進行說明。
如圖2(a)所示，在第1半導體基板2(上層基板)之左方向(圖2(a)中之左側)與右方向(圖2(a)中之右側)形成有元件分離區域。
而且，如圖2(b)所示，第1元件7(例如電晶體)形成於第1半導體基板2(上層基板)之左方向之元件分離區域11與槽狀部1-1之間，在第1半導體基板2(上層基板)上成膜有第1絕緣層6(PMD膜(Pre-Metal Dielectric，金屬前電介質))。
最後，在圖2(c)中顯示，使貫通孔8貫通槽狀部1-1之區域，且第1元件7與第2元件5經由貫通孔8連接，而製造完成固態攝像裝置2000。亦即，槽狀部1-1形成於貫通孔8貫通第1半導體基板2(上層基板)之貫通區域，而製作固態攝像裝置2000。固態攝像裝置2000構成為自光入射側(圖2(c)中之下側)依序積層有：第2半導體基板4(下層基板)，其設置有光電二極體(光電轉換部)(未圖示)、及第2元件5；第2絕緣層3；第1半導體基板2，其設置有第1元件7；及第1絕緣層6。固態攝像裝置2000如上述般具有形成於第1半導體基板2(上層基板)之槽狀部1-1，且具有2個元件分離區域11。槽狀部1-1例如埋入有絕緣材料，2個元件分離區域11由絕緣膜構成，且形成於第1半導體基板2(上層基板)之左方向及右方向。
如圖2(c)所示，槽狀部1-1具有：左側壁S-1(圖2(c)之左側)、右側壁S-2(圖2(c)之右側)、上邊H-1(圖1(b)之上側)、及下邊H-2(圖1(b)之下側)。而且，由於下邊H-2之長度長於上邊H-1之長度，故槽狀部1-1成為倒錐形形狀。此外，槽狀部1-1雖然如前述般在圖2(c)中成為倒錐形形狀，但既可槽狀部之上部與上邊H-1不大致一致，為例如上凸狀(圖2(c)中之上側)，也可槽狀部之下部與下邊H-2不大致一致，例如可為下凸狀(圖2(c)中之下側)。同樣地，被埋入槽狀部1-1之絕緣材料之形狀雖然在圖2(c)中與槽狀部1-1同樣地具有倒錐形形狀，但既可絕緣材料之形狀之與上邊H-1對應之部分呈上凸狀(圖2(c)中之上側)隆起，也可絕緣材料之形狀之與下邊H-2對應之部分呈下凸狀(圖2(c)中之下側)隆起。
左側壁S-1及右側壁S-2相對於第1半導體基板2之光入射側之面朝上方向(圖2(c)之上側)且朝斜向方向延伸。在槽狀部1-1與左方向之由絕緣膜構成之元件分離區域11之間形成有第1元件7，在槽狀部1-1由絕緣材料埋入時，槽狀部1-1可形成於元件分離區域，而也擔負元件分離功能之作用。
此外，在固態攝像裝置2000中，雖未圖示，但可在第2半導體基板4(下層基板)之下部(圖2(c)中之下側)，自光入射側依序具備例如用於將光集光之晶載透鏡、及彩色濾光器(藍色光用彩色濾光器、綠色光用彩色濾光器、及紅色光用彩色濾光器等)等。
其次，利用圖3(a)進行說明。
圖3(a)所示之固態攝像裝置3000-a由於採用與以上所說明之固態攝像裝置2000相同之構成，故省略有關固態攝像裝置3000-a之詳細之說明，但針對固態攝像裝置3000-a簡單地說明，固態攝像裝置3000-a構成為自光入射側(圖3(a)中之下側)依序積層有：第2半導體基板4(下層基板)，其設置有光電二極體(PD)(光電轉換部)(未圖示)、及第2元件5；第2絕緣層3；第1半導體基板2，其設置有第1元件7；及第1絕緣層6。又，固態攝像裝置3000-a具有：形成於第1半導體基板2(上層基板)之槽狀部1-1、及2個元件分離區域11。槽狀部1-1例如埋入有絕緣材料，2個元件分離區域11由絕緣膜構成，且形成於第1半導體基板2(上層基板)之左方向及右方向。固態攝像裝置3000-a所具有之槽狀部1-1也具有在對第1半導體基板2(上層基板)予以減薄加工上的用於停止加工之終點檢測功能。在固態攝像裝置3000-a中亦然，藉由將槽狀部1-1形成於第1半導體基板2(上層基板)，而可高精度地控制第1半導體基板2(上層基板)之膜厚。
利用圖5進行說明。
如圖5(a)所示，在第2半導體基板4(下層基板)形成有：用於自光電二極體(未圖示)讀出電荷之傳送閘(TG)4-1、浮動擴散部(FD)4-2、井區域4-3、及用於與第1半導體基板2(上層基板)接觸之貫通孔10等。
如圖5(b)所示，在第1半導體基板2(上層基板)形成有：Amp電晶體2-1、RST電晶體2-2、SEL電晶體2-3、及用於與第2半導體基板4(下層基板)接觸之貫通孔10等。圖5(b)所示之第1半導體基板(上層基板)之P區域係經由貫通孔10與第2半導體基板(下層基板)形成接觸之區域，可形成具有進行第1半導體基板2(上層基板)之薄膜化後之薄膜化之終點檢測功能的槽狀部。又，圖5(b)所示之第1半導體基板(上層基板)之Q區域係形成於第1半導體基板(上層基板)之元件分離區域，可形成具有進行第1半導體基板2(上層基板)之薄膜化後之薄膜化之終點檢測功能的槽狀部。
圖5(c)顯示固態攝像裝置5000。如圖5(c)所示，固態攝像裝置5000係積層有圖5(a)所示之第2半導體基板4(下層基板)、及圖5(b)所示之第1半導體基板2(上層基板)，且具備積層電晶體(Tr)構造的固態攝像裝置。
＜3.第2實施形態(固態攝像裝置之例2)＞
針對本發明之第2實施形態(固態攝像裝置之例2)之固態攝像裝置進行說明。
本發明之第2實施形態(固態攝像裝置之例2)之固態攝像裝置自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且具有形成於該第1半導體基板之槽狀部；該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之該面朝斜向方向延伸。
而且，本發明之第2實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部自光入射側依序具有相對於第1半導體基板之光入射側之面大致平行之第2寬度及第1寬度，且第2寬度大於第1寬度，並且形成於元件分離區域。
本發明之第2實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部可由任意之材料、例如無機材料、有機材料、高分子材料埋入，但較佳為由絕緣材料埋入。
絕緣材料例如舉出氧化矽系材料(SiO2
等)、及氮化矽系材料(Si3
N4
等)等。
根據本發明之第2實施形態之固態攝像裝置，由於不利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板，而利用一般之半導體基板(塊狀基板)，故可降低製造成本，進而，可利用在薄膜化時作為終點檢測功能而作用之上述之槽狀部，來高精度地控制半導體基板之膜厚，而實現提高器件特性。
以下，針對本發明之第2實施形態之固態攝像裝置，利用圖3(b)更詳細地進行說明。圖3(b)係顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之圖，具體而言，係本發明之第2實施形態之固態攝像裝置即固態攝像裝置3000-b之剖視圖。
如圖3(b)所示，固態攝像裝置3000-b構成為自光入射側(圖3(b)中之下側)依序積層有：第2半導體基板4(下層基板)，其設置有光電二極體(PD)(光電轉換部)(未圖示)、及第2元件5；第2絕緣層3；第1半導體基板2(上層基板)，其設置有第1元件7；及第1絕緣層6。又，固態攝像裝置3000-b具有形成於第1半導體基板2(上層基板)之2個槽狀部1-2及1-3。如圖3(b)所示，槽狀部1-2形成於第1半導體基板2(上層基板)之左方向(圖3(b)中之左方向)之元件分離區域，槽狀部1-3形成於第1半導體基板2(上層基板)之右方向(圖3(b)中之右方向)之元件分離區域。槽狀部1-2及1-3例如埋入有絕緣材料。
槽狀部1-2及1-3具有在對第1半導體基板2(上層基板)予以減薄加工上的用於停止加工之終點檢測功能。在固態攝像裝置3000-b中，藉由將槽狀部1-2及1-3形成於第1半導體基板2(上層基板)，而可高精度地控制第1半導體基板2(上層基板)之膜厚。又，槽狀部1-2及1-3形成於元件分離區域，也具有元件分離功能。此外，在固態攝像裝置3000-b中，可形成槽狀部1-2及1-3之任一者。
槽狀部1-2及1-3各者具有：左側壁S-1(圖3(b)之左側)、右側壁S-2(圖3(b)之右側)、上邊H-1(圖3(b)之上側)、及下邊H-2(圖3(b)之下側)。而且，由於下邊H-2之長度長於上邊H-1之長度，故槽狀部1-2及1-3各者成為倒錐形形狀。左側壁S-1及右側壁S-2相對於第1半導體基板2之光入射側之面朝上方向(圖3(b)之上側)且朝斜向方向延伸。在圖3(b)中，在槽狀部1-2與貫通部12之間形成有第1元件7。
在固態攝像裝置3000-b中，貫通孔8所貫通之貫通部12係由絕緣材料構成。貫通孔8可形成於元件分離區域，而也擔負元件分離功能之作用。又，貫通部12可為作為終點檢測功能之槽狀部，雖然圖3(b)所示之貫通部12為錐形形狀，但基於將例如絕緣材料埋入槽狀部之適於製造性方面之觀點，較佳為倒錐形形狀。
本發明之第2實施形態之固態攝像裝置除以上所述以外，如無特別技術性矛盾，則可直接應用本發明之第1實施形態之固態攝像裝置中所述之內容。
＜4.第3實施形態(固態攝像裝置之例3)＞
針對本發明之第3實施形態(固態攝像裝置之例3)之固態攝像裝置進行說明。
本發明之第3實施形態(固態攝像裝置之例3)之固態攝像裝置自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且具有形成於該第1半導體基板之槽狀部；該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之該面朝斜向方向延伸。
而且，本發明之第3實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部自光入射側依序具有相對於第1半導體基板之光入射側之面大致平行之第2寬度及第1寬度，且第2寬度大於第1寬度，並且形成於像素區域外之周邊區域。本發明之第3實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部既可形成於像素區域外之周邊電路區域，也可形成於劃線區域(例如保護環區域)。
本發明之第3實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部可由任意之材料、例如無機材料、有機材料、高分子材料埋入，但較佳為由絕緣材料埋入。
絕緣材料例如舉出氧化矽系材料(SiO2
等)、及氮化矽系材料(Si3
N4
等)。
根據本發明之第3實施形態之固態攝像裝置，由於不利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板，而利用一般之半導體基板(塊狀基板)，故可降低製造成本，進而，可利用在薄膜化時作為終點檢測功能而作用之上述之槽狀部，來高精度地控制半導體基板之膜厚，而實現提高器件特性。
以下，針對本發明之第3實施形態之固態攝像裝置，利用圖4(a)更詳細地進行說明。圖4(a)係顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之圖，具體而言，係本發明之第3實施形態之固態攝像裝置即固態攝像裝置4000-a之剖視圖。
如圖4(a)所示，固態攝像裝置4000-a構成為自光入射側(圖4(a)中之下側)依序積層有：第2半導體基板4(下層基板)，其設置有光電二極體(PD)(光電轉換部)(未圖示)、及第2元件5；第2絕緣層3；第1半導體基板2(上層基板)，其設置有第1元件7；及第1絕緣層6。又，固態攝像裝置3000-b具有形成於第1半導體基板2(上層基板)之槽狀部1-4。如圖4(a)所示，槽狀部1-4形成於像素區域外之周邊區域。槽狀部1-4作為虛設既可形成於像素區域外之周邊電路區域，也可形成於劃線區域(例如保護環區域)。槽狀部1-4例如埋入有絕緣材料。
槽狀部1-4具有在對第1半導體基板2(上層基板)予以減薄加工上的用於停止加工之終點檢測功能。在固態攝像裝置4000-a中，藉由將槽狀部1-4形成於第1半導體基板2(上層基板)，而可高精度地控制第1半導體基板2(上層基板)之膜厚。
槽狀部1-4具有：左側壁S-1(圖4(a)之左側)、右側壁S-2(圖4(a)之右側)、上邊H-1(圖4(a)之上側)、及下邊H-2(圖4(a)之下側)。而且，由於下邊H-2之長度長於上邊H-1之長度，故槽狀部1-4成為倒錐形形狀。左側壁S-1及右側壁S-2相對於第1半導體基板2之光入射側之面朝上方向(圖4(a)之上側)且朝斜向方向延伸。
而且，固態攝像裝置4000-a具有2個元件分離區域11。2個元件分離區域11係由絕緣膜構成，形成於第1半導體基板2(上層基板)之左方向及右方向。又，固態攝像裝置4000-a具有貫通孔8所貫通之貫通部12，貫通部12係由絕緣材料構成。在圖4(a)中，在第1半導體基板2之左方向之元件分離區域11與貫通部12之間形成有第1元件7。貫通孔8可形成於元件分離區域，而也擔負元件分離功能之作用。又，貫通部12可為作為終點檢測功能之槽狀部，雖然圖4(b)所示之貫通部12為錐形形狀，但基於將例如絕緣材料埋入槽狀部之適於製造性方面之觀點，較佳為倒錐形形狀。
本發明之第3實施形態之固態攝像裝置除以上所述以外，如無特別技術性矛盾，則可直接應用本發明之第1實施形態之固態攝像裝置中所述之內容。
以上，針對本發明之第1～第3實施形態之固態攝像裝置進行了說明，但在本發明之固態攝像裝置中，既可單獨利用本發明之第1實施形態之固態攝像裝置具有之槽狀部1-1、本發明之第2實施形態之固態攝像裝置具有之槽狀部1-2及1-3、以及本發明之第3實施形態之固態攝像裝置具有之槽狀部1-4之任一者，也可自槽狀部1-1、1-2、1-3及1-4中隨意選擇複數個槽狀部，將其等適宜地自由組合而使用。
＜5.第4實施形態(固態攝像裝置之例4)＞
針對本發明之第4實施形態(固態攝像裝置之例4)之固態攝像裝置進行說明。
本發明之第4實施形態(固態攝像裝置之例4)之固態攝像裝置自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且具有形成於該第1半導體基板之槽狀部；該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之該面朝斜向方向延伸。
而且，本發明之第4實施形態之固態攝像裝置更具有接合輔助膜，接合輔助膜配置於第2絕緣層與槽狀部之間。又，本發明之第4實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部自光入射側依序具有相對於第1半導體基板之光入射側之面大致平行之第2寬度及第1寬度，且第2寬度大於第1寬度。再者，本發明之第4實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部既可形成於連接第2元件與第1元件之貫通孔所貫通之區域，也可形成於元件分離區域，還可形成於像素區域外之周邊區域。本發明之第4實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部在形成於像素區域外之周邊區域時，既可形成於像素區域外之周邊電路區域，也可形成於劃線區域(例如保護環區域)。
本發明之第4實施形態之固態攝像裝置所具有之槽狀部可由任意之材料、例如無機材料、有機材料、高分子材料埋入，但較佳為由絕緣材料埋入。
絕緣材料例如舉出氧化矽系材料(SiO2
等)、及氮化矽系材料(Si3
N4
等)。
根據本發明之第4實施形態之固態攝像裝置，由於不利用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上矽)基板，而利用一般之半導體基板(塊狀基板)，故可降低製造成本，進而，可利用在薄膜化時作為終點檢測功能而作用之上述之槽狀部，來高精度地控制半導體基板之膜厚，而實現提高器件特性。
以下，針對本發明之第4實施形態之固態攝像裝置，利用圖4(b)更詳細地進行說明。圖4(b)係顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之圖，具體而言，係本發明之第4實施形態之固態攝像裝置即固態攝像裝置4000-b之剖視圖。
如圖4(b)所示，固態攝像裝置4000-b構成為自光入射側(圖4(b)中之下側)依序積層有：第2半導體基板4(下層基板)，其設置有光電二極體(PD)(光電轉換部)(未圖示)、及第2元件5；第2絕緣層3；第1半導體基板2(上層基板)，其設置有第1元件7；及第1絕緣層6。又，固態攝像裝置4000-b具有形成於第1半導體基板2(上層基板)之槽狀部1-1。而且，接合輔助膜50配置於第2絕緣層3與槽狀部1-1(第1半導體基板2)之間。接合輔助膜50作為輔助第1半導體基板2(上層基板)與第2半導體基板4(下層基板)之接合之膜而發揮功能。如圖4(b)所示，槽狀部1-1形成於貫通孔8貫通第1半導體基板2(上層基板)之貫通區域，例如埋入有絕緣材料。固態攝像裝置4000-b具有2個元件分離區域11。2個元件分離區域11係由絕緣膜構成，形成於第1半導體基板2(上層基板)之左方向及右方向。
槽狀部1-1具有在對第1半導體基板2(上層基板)予以減薄加工上的用於停止加工之終點檢測功能。在固態攝像裝置4000-b中，藉由將槽狀部1-1形成於第1半導體基板2(上層基板)，而可高精度地控制第1半導體基板2(上層基板)之膜厚。
槽狀部1-1具有：左側壁S-1(圖4(b)之左側)、右側壁S-2(圖4(b)之右側)、上邊H-1(圖4(b)之上側)、及下邊H-2(圖4(b)之下側)。而且，由於下邊H-2之長度長於上邊H-1之長度，故槽狀部1-1成為倒錐形形狀。左側壁S-1及右側壁S-2相對於第1半導體基板2之光入射側之面朝上方向(圖4(b)之上側)且朝斜向方向延伸。
本發明之第4實施形態之固態攝像裝置除以上所述以外，如無特別技術性矛盾，則本發明之第1～3實施形態之固態攝像裝置中所述之內容可直接應用。
＜6.第5實施形態(固態攝像裝置之製造方法之例1)＞
其次，針對本發明之第5實施形態(固態攝像裝置之製造方法之例1)之固態攝像裝置之製造方法進行說明。
本發明之第5實施形態(固態攝像裝置之製造方法之例1)之固態攝像裝置之製造方法包含：在第1半導體基板之一個面形成槽狀部；將第2半導體基板、第2絕緣層、該第1半導體基板、及第1絕緣層以該第1半導體基板之該一個面與該第2絕緣層對向之方式依序積層；及進行去除該第1半導體基板之加工，直至該槽狀部自與該第1半導體基板之該一個面為相反側之該第1半導體基板之另一面露出為止；且形成該槽狀部係以下述方式形成，即：該槽狀部形成第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該一個面朝斜向方向延伸。在本發明之第5實施形態(固態攝像裝置之製造方法之例1)之固態攝像裝置之製造方法中，可更包含在將第2半導體基板、第2絕緣層、該第1半導體基板、及第1絕緣層以該第1半導體基板之該一個面與該第2絕緣層對向之方式依序積層前，將絕緣材料埋入前述槽狀部。絕緣材料例如舉出氧化矽系材料(SiO2
等)、及氮化矽系材料(Si3
N4
等)。
而且，在本發明之第5實施形態之固態攝像裝置之製造方法中，形成槽狀部係以下述方式，即：自光入射側依序形成相對於第1半導體基板之光入射側之面大致平行之第2寬度及第1寬度，且第2寬度大於第1寬度，可將槽狀部形成於連接第2元件與第1元件之貫通孔所貫通之區域。
又，在本發明之第5實施形態之固態攝像裝置之製造方法中，形成槽狀部係以下述方式形成，即：自光入射側依序形成相對於第1半導體基板之光入射側之面大致平行之第2寬度及第1寬度，且第2寬度大於第1寬度，可將槽狀部形成於元件分離區域。
再者，在本發明之第5實施形態之固態攝像裝置之製造方法中，形成槽狀部係以下述方式形成，即：自光入射側依序形成相對於第1半導體基板之光入射側之面大致平行之第2寬度及第1寬度，且第2寬度大於第1寬度，可將槽狀部形成於像素區域外之周邊區域。在將槽狀部形成於像素區域外之周邊區域時，既可將槽狀部形成於像素區域外之周邊電路區域，也可形成於劃線區域(例如保護環區域)。
又，再者，在本發明之第5實施形態之固態攝像裝置之製造方法中，可將接合輔助膜形成於第2絕緣層與槽狀部之間，形成槽狀部係以下述方式形成，即：自光入射側依序形成相對於第1半導體基板之光入射側之面大致平行之第2寬度及第1寬度，且第2寬度大於第1寬度，既可將槽狀部形成於連接第2元件與第1元件之貫通孔所貫通之區域，也可形成於元件分離區域，還可形成於像素區域外之周邊區域。在將槽狀部形成於像素區域外之周邊區域時，既可將槽狀部形成於像素區域外之周邊電路區域，也可形成於劃線區域(例如保護環區域)。
根據利用本發明之第5實施形態之固態攝像裝置之製造方法而製造之固態攝像裝置，由於不利用SOI基板，而利用一般之半導體基板(塊狀基板)，故可降低製造成本，進而，可利用在薄膜化時作為終點檢測功能而作用之上述之槽狀部，來高精度地控制半導體基板之膜厚，而實現提高器件特性。
以下，針對本發明之第5實施形態之固態攝像裝置之製造方法，利用圖6更詳細地進行說明。圖6係用於說明本發明之第5實施形態之固態攝像裝置之製造方法的圖，具體而言，圖6(a)～圖6(d)係用於說明本發明之第5實施形態之固態攝像裝置之製造方法的剖視圖。
圖6(a)係顯示在第1半導體基板2(上層基板)之上表面(圖6(a)之上側)形成有槽狀部1-1a(埋入前)之圖。槽狀部1-1a係利用微影術及乾式蝕刻而製作。
如圖6(b)所示，將例如絕緣材料埋入槽狀部1-1a，並利用CMP使第1半導體基板2之上表面(圖6(b)之上側)平坦化，被埋入之槽狀部1-1形成於第1半導體基板2之上表面(圖6(b)之上側)。槽狀部1-1具有：左側壁S-2(圖6(b)之左側)、及右側壁S-1(圖6(a-2)之右側)，且更具有上邊H-2(圖6(b)之上側)、及下邊H-1(圖6(b)之下側)。槽狀部1-1之上邊H-2之長度長於下邊H-1之長度，而具有錐形形狀。H-2之長度為與第1半導體基板2之上表面為大致平行方向之長度，在圖6(b)中為左右之長度(寬度)。同樣地，H-1之長度也為與第1半導體基板2之上表面為大致平行方向之長度，在圖6(b)中為左右之長度(寬度)。而且，左側壁S-2及右側壁S-1相對於第1半導體基板2之上表面朝下方向(圖6(b)之下側)且朝斜向方向延伸。
如圖6(c)所示，以使圖6(b)所示之第1半導體基板2旋轉180度(翻轉)，以形成有槽狀部1-1之第1半導體基板2之面與第2絕緣層3之面對向之方式，介隔著第2絕緣層3使第1半導體基板2(上層基板)與第2半導體基板4(下層基板)接合。如圖6(c)所示，第1半導體基板2如上述般由於被旋轉180度(由於被翻轉)，故槽狀部1-1成為倒錐形形狀。亦即，槽狀部1-1具有：左側壁S-1(圖6(c)之左側)、右側壁S-2(圖6(c)之右側)、上邊H-1(圖6(c)之上側)、及下邊H-2(圖6(c)之下側)，且下邊H-2之長度長於上邊H-1之長度。
如圖6(d)所示，利用研磨機、乾式蝕刻、CMP等自圖6(c)所示之第1半導體基板2(上層基板)之上表面(圖6(c)中之上側)去除第1半導體基板2(上層基板)，直至槽狀部1-1露出為止，而對第1半導體基板2(上層基板)予以減薄加工。槽狀部1-1具有在減薄加工上的用於停止加工之終點檢測功能。藉由將槽狀部1-1形成於第1半導體基板2(上層基板)，而可高精度地控制第1半導體基板2(上層基板)之膜厚。
圖6(d)之後工序例如可直接應用在圖2中所說明之內容，而製造固態攝像裝置。而且，圖6中所說明之本發明之第5實施形態之固態攝像裝置之製造方法之內容係用於製造本發明之第1～4實施形態之固態攝像裝置。
＜7.第6實施形態(電子機器之例)＞
本發明之第6實施形態之電子機器係載置有本發明之固態攝像裝置者，本發明之固態攝像裝置自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且具有形成於該第1半導體基板之該光入射側之面側之槽狀部；該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之該面朝斜向方向延伸。
例如，本發明之第6實施形態之電子機器係搭載有本發明之第1實施形態～第4實施形態之固態攝像裝置中任一實施形態之固態攝像裝置的電子機器。
＜8.應用本發明之固態攝像裝置之使用例＞
圖9係顯示作為影像感測器之本發明之第1～第4實施形態之固態攝像裝置之使用例的圖。
上述之第1～第4實施形態之固態攝像裝置例如可使用於下述之感測可視光或紅外光、紫外光、X射線等光之各種情形。亦即，如圖9所示，例如，可在拍攝供鑒賞用之圖像之鑒賞領域、交通領域、家電領域、醫療或健康照護領域、保全領域、美容領域、體育運動領域、農業領域等中所使用之裝置(例如上述之第5實施形態之電子機器)中，使用第1至～第4實施形態之任一實施形態之固態攝像裝置。
具體而言，可在鑒賞領域內，在例如數位相機或智慧型手機、附帶相機功能之行動電話等之拍攝供鑒賞用之圖像的裝置中，使用第1～第4實施形態之任一實施形態之固態攝像裝置。
可在交通領域內，在例如為了自動停止等之安全駕駛、或駕駛者狀態之識別等而拍攝汽車之前方或後方、周圍、車內等之車載用感測器、監視行駛車輛或道路之監視相機、進行車輛之間等之測距之測距感測器等之供交通用之裝置中，使用第1～第4實施形態之任一實施形態之固態攝像裝置。
可在家電領域內，在例如為了拍攝使用者之手勢且根據該手勢進行機器操作而供TV或冰箱、空氣調節機等之家電用之裝置中，使用第1～第4實施形態之任一實施形態之固態攝像裝置。
可在醫療或健康照護領域內，在例如內視鏡或利用紅外光之受光進行血管攝影之裝置等之供醫療或健康照護用之裝置中，使用第1～第4實施形態之任一實施形態之固態攝像裝置。
可在保全領域內，在例如防止犯罪用之監視相機或人物認證用之相機等之供保全用之裝置中，使用第1～第4實施形態之任一實施形態之固態攝像裝置。
可在美容領域內，在例如拍攝肌膚之肌膚測定器或拍攝頭皮之顯微鏡等之供美容用之裝置中，使用第1～第4實施形態中之任一實施形態之固態攝像裝置。
可在體育運動領域內，在例如針對體育運動用途等之運動攝影機或可佩戴相機等之供體育用之裝置中，使用第1～第4實施形態之任一實施形態之固態攝像裝置。
可在農業領域內，在例如用於監視田地或作物之狀態之相機等之供農業用之裝置中，使用第1～第4實施形態之任一實施形態之固態攝像裝置。
其次，具體地說明本發明之第1～第4實施形態之固態攝像裝置之使用例。例如，以上所說明之第1～第4實施形態之任一實施形態之固態攝像裝置作為固態攝像裝置101可應用於例如數位靜態相機或視訊攝影機等之相機系統、或是具備攝像功能之行動電話等之具備攝像功能之所有類型之電子機器。在圖10中，作為其一例，顯示電子機器102(相機)之概略構成。該電子機器102係可拍攝例如靜畫或動畫之視訊攝影機，具有：固態攝像裝置101、光學系統(光學透鏡)310、快門裝置311、驅動固態攝像裝置101及快門裝置311之驅動部313、及信號處理部312。
光學系統310係將來自被攝體之像光(入射光)朝固態攝像裝置101之像素部101a導引者。該光學系統310可由複數個光學透鏡構成。快門裝置311係控制對固態攝像裝置101之光照射期間及遮光期間者。驅動部313係控制固態攝像裝置101之傳送動作及快門裝置311之快門動作者。信號處理部312係對於自固態攝像裝置101輸出之信號進行各種信號處理者。信號處理後之影像信號Dout被記憶於記憶體等記憶媒體、或朝監視器等輸出。
＜9.對於內視鏡手術系統之應用例＞
本發明可應用於各種產品。又，例如，本發明之技術(本發明)可應用於內視鏡手術系統。
圖11係顯示可應用本揭示之技術(本發明)之內視鏡手術系統之概略構成之一例的圖。
在圖11中，圖示手術者(醫生)11131使用內視鏡手術系統11000對病床11133上之患者11132進行手術之樣態。如圖示般，內視鏡手術系統11000包含：內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置具11112等之其他手術器具11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之推車11200。
內視鏡11100係由將距前端特定之長度之區域插入患者11132之體腔內之鏡筒11101、及連接於鏡筒11101之基端之相機頭11102構成。在圖示之例中，圖示構成為具有硬性鏡筒11101之所謂硬性鏡之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可構成為具有軟性鏡筒之所謂軟性鏡。
在鏡筒11101之前端設置有嵌入有物鏡之開口部。在內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光由在鏡筒11101之內部延伸設置之光導導光至該鏡筒之前端，並經由物鏡朝向患者11132之體腔內之觀察對象照射。再者，內視鏡11100既可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。
在相機頭11102之內部設置有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)藉由該光學系統而在該攝像元件集光。藉由該攝像元件對觀察光進行光電轉換，產生與觀察光對應之電氣信號、亦即與觀察像對應之圖像信號。該圖像信號作為RAW資料朝相機控制單元(CCU: Camera Control Unit)11201被發送。
CCU 11201係由CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理單元)等構成，統括地控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。再者，CCU 11201自相機頭11102接收圖像信號，對該圖像信號實施例如顯影處理(解馬賽克處理)等用於顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。
顯示裝置11202藉由來自CCU 11201之控制而顯示基於由該CCU 11201實施圖像處理之圖像信號的圖像。
光源裝置11203係由例如LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等光源構成，對內視鏡11100供給拍攝手術部位等時之照射光。
輸入裝置11204係對於內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204對於內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦距等)之意旨之指示等。
處置具控制裝置11205控制用於組織之燒灼、切開或血管之封堵等之能量處置具11112之驅動。氣腹裝置11206出於確保內視鏡11100之視野及確保手術者之作業空間之目的，為了使患者11132之體腔膨脹，而經由氣腹管11111將氣體送入該體腔內。記錄器11207係可記錄與手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可以文字、圖像或圖等各種形式印刷與手術相關之各種資訊之裝置。
此外，對內視鏡11100供給拍攝手術部位時之照射光之光源裝置11203可由包含例如LED、雷射光源或由其等之組合構成之白色光源構成。在由RGB雷射光源之組合構成白色光源時，由於能夠高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故在光源裝置11203中可進行攝像圖像之白平衡之調整。又，此時，藉由將來自RGB雷射光源各者之雷射光按照時間分割朝觀察對象照射，與該照射時機同步地控制相機頭11102之攝像元件之驅動，而也可將與RGB各者對應之圖像按照時間分割進行拍攝。根據該方法，即便在該攝像元件不設置彩色濾光器，仍可獲得彩色圖像。
又，光源裝置11203亦可以將所輸出之光之強度就每一特定之時間進行變更之方式控制其驅動。藉由與該光之強度之變更之時機同步地控制相機頭11102之攝像元件之驅動而按照時間分割取得圖像，且將該圖像合成，而可產生所謂之無發黑及泛白之高動態範圍之圖像。
又，光源裝置11203可構成為可供給與特殊光觀察對應之特定之波長頻帶下之光。在特殊光觀察中，例如，藉由利用生物體組織之光之吸收之波長依賴性，與一般之觀察時之照射光(亦即白色光)相比照射窄頻之光，而進行以高對比度拍攝黏膜表層之血管等之特定之組織之所謂之窄頻光觀察(Narrow Band Imaging，窄頻影像)。或，在特殊光觀察中，可進行利用藉由照射激發光而產生之螢光獲得圖像之螢光觀察。在螢光觀察中，可進行對生物體組織照射激發光而觀察來自該生物體組織之螢光(自身螢光觀察)、或對生物體組織局部注射靛氰綠(ICG)等之試劑且對該生物體組織照射與該試劑之螢光波長對應之激發光而獲得螢光像等。光源裝置11203可構成為可供給與此特殊光觀察對應之窄頻光及/或激發光。
圖12係顯示圖11所示之相機頭11102及CCU 11201之功能構成之一例的方塊圖。
相機頭11102具有：透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通訊部11404、及相機頭控制部11405。CCU 11201具有：通訊部11411、圖像處理部11412、及控制部11413。相機頭11102與CCU 11201藉由傳送纜線11400可相互通訊地連接。
透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端擷取入之觀察光被導光至相機頭11102，而朝該透鏡單元11401入射。透鏡單元11401係組合有包含變焦透鏡及對焦透鏡之複數個透鏡而構成。
攝像部11402係由攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件既可為1個(所謂之單板式)，也可為複數個(所謂之多板式)。在攝像部11402以多板式構成時，例如由各攝像元件產生與RGB各者對應之圖像信號，藉由將其等合成而可獲得彩色圖像。或，攝像部11402可構成為具有用於分別取得與3D(Dimensional，維度)顯示對應之右眼用及左眼用之圖像信號的1對攝像元件。藉由進行3D顯示，而手術者11131可更正確地掌握手術部位之生物體組織之深度。此外，在攝像部11402以多板式構成時，與各攝像元件對應地，透鏡單元11401也可設置複數個系統。
又，攝像部11402可不一定設置於相機頭11102。例如，攝像部11402可在鏡筒11101之內部設置於物鏡之正後方。
驅動部11403係由致動器構成，藉由來自相機頭控制部11405之控制，而使透鏡單元11401之變焦透鏡及對焦透鏡沿光軸移動特定之距離。藉此，可適宜地調整由攝像部11402拍攝之攝像圖像之倍率及焦點。
通訊部11404係由用於在與CCU 11201之間發送接收各種資訊之通訊裝置構成。通訊部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為RAW資料經由傳送纜線11400朝CCU 11201發送。
又，通訊部11404自CCU 11201接收用於控制相機頭11102之驅動之控制信號，並對相機頭控制部11405供給。在該控制信號中例如包含指定攝像圖像之圖框率之意旨之資訊、指定攝像時之曝光值之意旨之資訊、以及/或指定攝像圖像之倍率及焦點之意旨之資訊等與攝像條件相關之資訊。
此外，上述之圖框率或曝光值、倍率、焦點等攝像條件既可由使用者適宜地指定，也可基於所取得之圖像信號由CCU 11201之控制部11413自動地設定。在後者之情形下，在內視鏡11100搭載有所謂之AE(Auto Exposure，自動曝光)功能、AF(Auto Focus，自動對焦)功能及AWB(Auto White Balance，自動白平衡)功能。
相機頭控制部11405基於經由通訊部11404接收之來自CCU 11201之控制信號控制相機頭11102之驅動。
通訊部11411係由用於在與相機頭11102之間發送接收各種資訊之通訊裝置構成。通訊部11411接收自相機頭11102經由傳送纜線11400發送之圖像信號。
又，通訊部11411對相機頭11102發送用於控制相機頭11102之驅動之控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電氣通訊或光通訊等發送。
圖像處理部11412對自相機頭11102發送之作為RAW資料之圖像信號實施各種圖像處理。
控制部11413進行與由內視鏡11100進行之手術部位等之攝像、及由手術部位等之攝像獲得之攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用於控制相機頭11102之驅動之控制信號。
又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理之圖像信號使顯示裝置11202顯示拍攝到手術部位等之攝像圖像。此時，控制部11413可利用各種圖像辨識技術辨識攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413藉由檢測攝像圖像中所含之物體之邊緣之形狀或顏色等，而可辨識鑷子等手術器具、特定之生物體部位、出血、能量處置具11112之使用時之霧氣等。控制部11413可在使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，利用該辨識結果使各種手術支援資訊重疊顯示於該手術部位之圖像。藉由重疊顯示手術支援資訊，對手術者11131予以提示，而可減輕手術者11131之負擔，而手術者11131準確地進行手術。
連接相機頭11102及CCU 11201之傳送纜線11400可為與電氣信號之通訊對應之電氣信號纜線、與光通訊對應之光纖、或其等之複合纜線。
此處，在圖示之例中，可利用傳送纜線11400以有線進行通訊，但相機頭11102與CCU 11201之間之通訊可以無線進行。
以上，針對可應用本發明之技術之內視鏡手術系統之一例進行了說明。本發明之技術可應用於以上所說明之構成中之內視鏡11100、或相機頭11102(之攝像部11402)等。具體而言，本發明之固態攝像裝置111可應用於攝像部10402。藉由將本發明之技術應用於內視鏡11100、或相機頭11102(之攝像部11402)等，而進一步提高內視鏡11100、或相機頭11102(之攝像部11402)等之可靠性，進而，提高成品率，從而可降低製造之成本。
此處，作為一例針對內視鏡手術系統進行了說明，但本發明之技術亦可應用於其他例如顯微鏡手術系統等。
此外，本發明並非係限定於上述之實施形態及使用例、以及應用例者，在不脫離本發明之要旨之範圍內可進行各種變更。
又，本說明書所記載之效果終極而言僅為例示而並非被限定者，亦可具有其他之效果。
又，本發明也可採用如以下之構成。
[1]
一種固態攝像裝置，其自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且
具有形成於該第1半導體基板之槽狀部；
該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之面朝斜向方向延伸。
[2]
如[1]之固態攝像裝置，其中前述槽狀部由絕緣材料埋入。
[3]
如[1]或[2]之固態攝像裝置，其中前述槽狀部自前述光入射側依序具有相對於前述第1半導體基板之前述光入射側之前述面大致平行之第2寬度及第1寬度；且
該第2寬度大於該第1寬度。
[4]
如[1]至[3]中任一項之固態攝像裝置，其中前述槽狀部形成於連接前述第2元件與前述第1元件之貫通孔所貫通之區域。
[5]
如[1]至[4]中任一項之固態攝像裝置，其中前述槽狀部形成於元件分離區域。
[6]
如[1]至[5]中任一項之固態攝像裝置，其中前述槽狀部形成於像素區域外之周邊區域。
[7]
如[1]至[6]中任一項之固態攝像裝置，其中前述槽狀部形成於劃線區域。
[8]
如[1]至[7]中任一項之固態攝像裝置，其更具有接合輔助膜；且
該接合輔助膜配置於前述第2絕緣層與前述槽狀部之間。
[9]
一種固態攝像裝置之製造方法，其包含：
在第1半導體基板之一個面形成槽狀部；
將第2半導體基板、第2絕緣層、該第1半導體基板、及第1絕緣層以該第1半導體基板之該一個面與該第2絕緣層對向之方式依序積層；及
進行去除該第1半導體基板之加工，直至該槽狀部自與該第1半導體基板之該一個面為相反側之該第1半導體基板之另一面露出為止；且
形成該槽狀部係以下述方式形成，即：該槽狀部形成第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該一個面朝斜向方向延伸。
[10]
如[9]之固態攝像裝置之製造方法，其更包含在前述積層前，
將絕緣材料埋入前述槽狀部。
[11]
如[9]或[10]之固態攝像裝置之製造方法，其中前述槽狀部自前述光入射側依序具有相對於前述第1半導體基板之前述光入射側之前述面大致平行之第2寬度及第1寬度；且
該第2寬度大於該1寬度。
[12]
如[9]至[11]中任一項之固態攝像裝置之製造方法，其更包含將前述槽狀部形成於連接前述第2元件與前述第1元件之貫通孔所貫通之區域。
[13]
如[9]至[12]中任一項之固態攝像裝置之製造方法，其更包含將前述槽狀部形成於元件分離區域。
[14]
如[9]至[13]中任一項之固態攝像裝置之製造方法，其更包含將前述槽狀部形成於像素區域外之周邊區域。
[15]
如[9]至[14]中任一項之固態攝像裝置之製造方法，其更包含將前述槽狀部形成於劃線區域。
[16]
如[9]至[15]中任一項之固態攝像裝置之製造方法，其更包含將接合輔助膜形成於前述第2絕緣層與前述槽狀部之間。
[17]
一種電子機器，其搭載固態攝像裝置；
該固態攝像裝置，
自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且
具有形成於該第1半導體基板之該光入射側之面側之槽狀部；
該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之該面朝斜向方向延伸。
[18]
一種電子機器，其搭載有如[1]至[8]中任一項之固態攝像裝置。
1-1:槽狀部
1-1a:槽狀部
1-2:槽狀部
1-3:槽狀部
2:第1半導體基板(上層基板)
2-1:Amp電晶體
2-2:RST電晶體
2-3:SEL電晶體
3:第2絕緣層
4:第2半導體基板(下層基板)
4-1:傳送閘(TG)
4-2:浮動擴散部(FD)
4-3:井區域
5:第2元件
6:第1絕緣層
7:第1元件
8:貫通孔
9:SOI基板
9-1:矽層/矽基板
9-2:絕緣層
9-3:矽基板
10:貫通孔
11:元件分離區域
11a:元件分離區域
12a:區域
101:固態攝像裝置
102:電子機器
310:光學系統(光學透鏡)
311:快門裝置
312:信號處理部
313:驅動部
2000:固態攝像裝置
3000-a:固態攝像裝置
3000-b:固態攝像裝置
5000:固態攝像裝置
8000:固態攝像裝置
11000:內視鏡手術系統
11100:內視鏡
11101:鏡筒
11102:相機頭
11110:手術器具
11111:氣腹管
11112:能量處置具
11120:支持臂裝置
11131:手術者(醫生)
11132:患者
11133:病床
11200:手推車
11201:相機控制單元/CCU
11202:顯示裝置
11203:光源裝置
11204:輸入裝置
11205:處置具控制裝置
11206:氣腹裝置
11207:記錄器
11208:印表機
11400:傳送纜線
11401:透鏡單元
11402:攝像部
11403:驅動部
11404:通訊部
11405:相機頭控制部
11411:通訊部
11412:圖像處理部
11413:控制部
Dout:影像信號
H-1:下邊/上邊
H-2:上邊/下邊
P:區域
Q:區域
S-1:左側壁/右側壁
S-2:右側壁/左側壁
圖1(a-1)～圖1(c)係用於說明應用本發明之固態攝像裝置之製造方法之剖視圖。
圖2(a)～圖2(c)係用於說明應用本發明之固態攝像裝置之製造方法之剖視圖、及顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之剖視圖。
圖3(a)、圖3(b)係顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之剖視圖。
圖4(a)、圖4(b)係顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之剖視圖。
圖5(a)～圖5(c)係顯示應用本發明之固態攝像裝置之構成例之俯視圖。
圖6(a)～圖6(d)係用於說明應用本發明之固態攝像裝置之製造方法之剖視圖。
圖7(a)～圖7(c)係用於說明固態攝像裝置之製造方法之剖視圖。
圖8(a)～圖8(c)係用於說明固態攝像裝置之製造方法之剖視圖、及顯示固態攝像裝置之構成例之剖視圖。
圖9係顯示應用本發明之第1～第4實施形態之固態攝像裝置之使用例的圖。
圖10係應用本發明之第6實施形態之電子機器之一例的功能方塊圖。
圖11係顯示內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。
圖12係顯示相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。
1-1:槽狀部
2:第1半導體基板(上層基板)
3:第2絕緣層
4:第2半導體基板(下層基板)
5:第2元件
6:第1絕緣層
7:第1元件
8:貫通孔
11:元件分離區域
2000:固態攝像裝置
H-1:下邊/上邊
H-2:上邊/下邊
S-1:左側壁/右側壁
S-2:右側壁/左側壁
Claims (10)
- 一種固態攝像裝置，其自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且具有形成於該第1半導體基板之槽狀部；該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之面朝斜向方向延伸；前述槽狀部形成於像素區域外之周邊區域。
- 如請求項1之固態攝像裝置，其中前述槽狀部由絕緣材料埋入。
- 如請求項1之固態攝像裝置，其中前述槽狀部自前述光入射側依序具有相對於前述第1半導體基板之前述光入射側之前述面大致平行之第2寬度及第1寬度；且該第2寬度大於該第1寬度。
- 如請求項1之固態攝像裝置，其中前述槽狀部形成於連接前述第2元件與前述第1元件之貫通孔所貫通之區域。
- 如請求項1之固態攝像裝置，其中前述槽狀部形成於元件分離區域。
- 如請求項1之固態攝像裝置，其中前述槽狀部形成於劃線區域。
- 如請求項1之固態攝像裝置，其更具有接合輔助膜；且該接合輔助膜配置於前述第2絕緣層與前述槽狀部之間。
- 一種固態攝像裝置之製造方法，其包含：在第1半導體基板之一個面形成槽狀部；將第2半導體基板、第2絕緣層、該第1半導體基板、及第1絕緣層以該第1半導體基板之該一個面與該第2絕緣層對向之方式依序積層；及進行去除該第1半導體基板之加工，直至該槽狀部自與該第1半導體基板之該一個面為相反側之該第1半導體基板之另一面露出為止；且形成該槽狀部係以下述方式形成：該槽狀部形成第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該一個面朝斜向方向延伸。
- 如請求項8之固態攝像裝置之製造方法，其更包含在前述積層前，將絕緣材料埋入前述槽狀部。
- 一種電子機器，其搭載固態攝像裝置；該固態攝像裝置，自光入射側依序配置有：第2半導體基板，其設置有光電轉換部及第2元件；第2絕緣層；第1半導體基板，其設置有第1元件；及第1絕緣層；且具有形成於該第1半導體基板之該光入射側之面側之槽狀部； 該槽狀部具有第1側壁及第2側壁，且該第1側壁及該第2側壁中至少一個側壁之一部分相對於該第1半導體基板之該光入射側之該面朝斜向方向延伸；前述槽狀部形成於像素區域外之周邊區域。
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