WO2024042996A1 - 積層基板及び半導体装置 - Google Patents

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WO2024042996A1
WO2024042996A1 PCT/JP2023/027637 JP2023027637W WO2024042996A1 WO 2024042996 A1 WO2024042996 A1 WO 2024042996A1 JP 2023027637 W JP2023027637 W JP 2023027637W WO 2024042996 A1 WO2024042996 A1 WO 2024042996A1
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WO
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pad
semiconductor layer
region
guard ring
laminated
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PCT/JP2023/027637
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English (en)
French (fr)
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寿章 岩渕
肇 山岸
賢一 西澤
佳祐 青木
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures

Definitions

  • the present disclosure relates to a stacked substrate and a semiconductor device.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the characteristics of the chips may be measured using an inspection circuit before the semiconductor wafer is diced.
  • This test circuit and a measurement pad connected to the test circuit may be arranged on a scribe region of a semiconductor wafer.
  • the dicing blade When attempting to cut the scribe area where the measurement pad is placed, for example, the dicing blade may become clogged and chipping may occur. When chipping occurs, cracks may extend from the scribe region into the element region, leading to a decrease in manufacturing yield.
  • Patent Document 1 discloses that a measurement area in which an inspection circuit and a measurement pad are arranged, and a dicing line cut when dividing a semiconductor wafer into individual pieces are provided in a scribe area, and the measurement area is provided between the dicing line and the chip area. It is disclosed that it is located between.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a multilayer substrate and a semiconductor device that can suppress a decrease in manufacturing yield due to chipping and also suppress a decrease in the theoretical yield of chips. shall be.
  • a laminated substrate includes a laminated portion including a first semiconductor layer and a second semiconductor layer laminated on a first surface side of the first semiconductor layer.
  • the laminated portion includes a plurality of chip regions and a scribe region located between one chip region and another adjacent chip region among the plurality of chip regions.
  • the scribe area includes a dicing line that is to be cut when dividing the plurality of chip areas into pieces, and a measurement section for measuring characteristics of the chip area.
  • the measurement section includes a first pad provided on a second surface side of the first semiconductor layer that is opposite to the first surface, and a third surface side of the second semiconductor layer that is opposite to the first semiconductor layer.
  • a first through via that penetrates between the first surface and the second surface of the first semiconductor layer and connects the first pad and the second pad; has.
  • the first pad and the second pad each overlap the dicing line, and the first through via is separated from the dicing line.
  • a semiconductor device includes a stacked portion including a first semiconductor layer and a second semiconductor layer stacked on a first surface side of the first semiconductor layer.
  • the laminated portion includes a chip region and a scribe region located on the outer periphery of the chip region.
  • the scribe region includes a first pad piece provided on a second surface side opposite to the first surface of the first semiconductor layer, and a third surface of the second semiconductor layer facing the first semiconductor layer.
  • a first pad that penetrates between a second pad piece provided on the side and the first surface and the second surface of the first semiconductor layer and connects the first pad piece and the second pad piece. It has a through via.
  • the first pad piece and the second pad piece are arranged along an edge of the scribe area. The first through via is located away from the edge.
  • the first through via is left in the scribe area after dicing. Since the dicing blade does not cut the first through via, clogging can be suppressed and chipping can be suppressed. In order to suppress the occurrence of chipping, there is no need to provide a dedicated dicing line in addition to the line where the measuring section is arranged within the scribe area. Therefore, it is possible to suppress a decrease in manufacturing yield due to chipping, and also to suppress a decrease in the theoretical yield of chips.
  • a semiconductor device includes a stacked portion including a first semiconductor layer and a second semiconductor layer stacked on a first surface side of the first semiconductor layer.
  • the laminated portion includes a chip region and a scribe region located on the outer periphery of the chip region.
  • the chip area includes an element area where elements are arranged, and a peripheral area located between the element area and the scribe area.
  • the laminated portion has a guard ring structure provided in the peripheral region.
  • the guard ring structure includes a first guard ring provided on a second surface side opposite to the first surface of the first semiconductor layer, and a third guard ring provided in the second semiconductor layer opposite to the first semiconductor layer. a second guard ring provided on the surface side; and a second guard ring that penetrates between the first surface and the second surface of the first semiconductor layer and connects the first guard ring and the second guard ring. 2 through vias.
  • the guard ring structure can suppress the crack from extending to the element region.
  • the guard ring structure In order to suppress the occurrence of chipping, there is no need to provide a dedicated dicing line in addition to the line where the measuring section is arranged within the scribe area. Therefore, it is possible to suppress a decrease in manufacturing yield due to chipping, and also to suppress a decrease in the theoretical yield of chips.
  • FIG. 1 is a chip layout diagram showing a configuration example of a photodetection device according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a photodetection device according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram illustrating a configuration example of a pixel of a photodetecting device according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a photodetection device according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a plan view showing a configuration example of a multilayer substrate according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a chip layout diagram showing a configuration example of a photodetection device according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a photodetection device according to Embodiment 1 of
  • FIG. 6 is a plan view showing dicing lines of the multilayer substrate according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a plan view showing an enlarged scribe area of the multilayer substrate according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the plan view shown in FIG. 7 taken along the line X1-X1'.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the multilayer substrate according to Embodiment 1 of the present disclosure is diced into pieces.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a specific example of a through via according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a specific example of a through via according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating the relationship between the distance between the through via and the first pad P1 and the distance between the through via and the dicing line.
  • FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the second pad according to Modification 1-1 of Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a plan view showing the configuration of the second pad according to Modification 1-2 of Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a plan view showing the configuration of a laminated substrate according to Modification 2 of Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a plan view showing dicing lines of a multilayer substrate according to Modification 2 of Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the configuration of a laminated substrate according to Modification 2 of Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state in which the multilayer substrate according to Modification Example 2 of Embodiment 1 of the present disclosure is diced into pieces.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing the configuration of a multilayer substrate according to Embodiment 2 of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a state in which the multilayer substrate according to Embodiment 2 of the present disclosure is diced into pieces.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the configuration of a laminated substrate according to a modification of Embodiment 2 of the present disclosure.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the configuration of a laminated substrate according to a modification of Embodiment 2 of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a state in which a multilayer substrate according to a modification of Embodiment 2 of the present disclosure is diced into pieces.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration example of a multilayer substrate according to Embodiment 3 of the present disclosure.
  • FIG. 23 is an enlarged cross-sectional view of a part of the guard ring structure in the cross-sectional view shown in FIG. 22.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a state in which the multilayer substrate according to Embodiment 3 of the present disclosure is diced into pieces.
  • FIG. 25 is a plan view showing a configuration example of a multilayer substrate according to Embodiment 3 of the present disclosure.
  • FIG. 26A is a plan view showing shape example 1 of a through via in a plan view.
  • FIG. 26B is a plan view showing a second shape example of a through via in a plan view.
  • FIG. 26C is a plan view showing shape example 3 of the through-via in plan view.
  • FIG. 26D is a plan view showing shape example 4 of a through via in a plan view.
  • FIG. 26E is a plan view showing a fifth example of the shape of the through-via in plan view.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure (present technology) can be applied.
  • FIG. 28 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head and CCU shown in FIG. 27.
  • FIG. 29 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile body control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 30
  • the Z-axis direction is the thickness direction of the laminated parts 201 and 301, which will be described later.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are directions perpendicular to the Z-axis direction.
  • the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are orthogonal to each other.
  • Embodiment 1 In Embodiment 1, an example in which the present technology is applied to a photodetection device that is a back-illuminated CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor will be described.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • FIG. 1 is a chip layout diagram showing a configuration example of a photodetecting device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • a photodetection device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure (an example of a "semiconductor device" of the present disclosure) mainly includes a semiconductor chip 2 having a rectangular two-dimensional planar shape when viewed from above. It is composed of That is, the photodetector 1 is mounted on the semiconductor chip 2.
  • the photodetector 1 captures image light (incident light) from a subject through an optical system (optical lens), converts the amount of incident light imaged on the imaging surface into an electrical signal for each pixel, and converts the amount of the incident light into an electric signal for each pixel. Output as a signal.
  • the semiconductor chip 2 on which the photodetector 1 is mounted has a rectangular pixel area 2A ( (an example of the "element region” of the present disclosure), and a peripheral region 2B provided outside the pixel region 2A so as to surround the pixel region 2A.
  • a rectangular pixel area 2A (an example of the "element region” of the present disclosure)
  • a peripheral region 2B provided outside the pixel region 2A so as to surround the pixel region 2A.
  • the pixel area 2A is a light receiving surface that receives light collected by the optical system.
  • a plurality of pixels 3 are arranged in a matrix on a two-dimensional plane including the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the pixels 3 are repeatedly arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction, which intersect with each other within a two-dimensional plane.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are perpendicular to each other, for example.
  • the direction perpendicular to both the X-axis direction and the Y-axis direction is the Z-axis direction (thickness direction).
  • a plurality of bonding pads 14 are arranged in the peripheral region 2B.
  • Each of the plurality of bonding pads 14 is arranged, for example, along each of the four sides of the semiconductor chip 2 on the two-dimensional plane.
  • Each of the plurality of bonding pads 14 is an input/output terminal used when electrically connecting the semiconductor chip 2 to an external device.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the photodetection device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the semiconductor chip 2 includes a logic circuit 13 including a vertical drive circuit 4, a column signal processing circuit 5, a horizontal drive circuit 6, an output circuit 7, a control circuit 8, and the like.
  • the logic circuit 13 is a CMOS (complenentary) having an n-channel conductivity type MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) and a p-channel conductivity type MOSFET as field effect transistors, for example. It consists of a MOS) circuit.
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • the vertical drive circuit 4 is composed of, for example, a shift register.
  • the vertical drive circuit 4 sequentially selects desired pixel drive lines 10, supplies pulses for driving the pixels 3 to the selected pixel drive lines 10, and drives each pixel 3 row by row. That is, the vertical drive circuit 4 sequentially selectively scans each pixel 3 in the pixel area 2A in the vertical direction row by row, and detects the signal charge from the pixel 3 based on the signal charge generated by the photoelectric conversion element of each pixel 3 according to the amount of light received. Pixel signals are supplied to the column signal processing circuit 5 through the vertical signal line 11.
  • the column signal processing circuit 5 is arranged, for example, for each column of pixels 3, and performs signal processing such as noise removal on the signals output from one row of pixels 3 for each pixel column.
  • the column signal processing circuit 5 performs signal processing such as CDS (Correlated Double Sampling) and AD (Analog Digital) conversion to remove fixed pattern noise specific to pixels.
  • a horizontal selection switch (not shown) is provided at the output stage of the column signal processing circuit 5 and connected between it and the horizontal signal line 12 .
  • the horizontal drive circuit 6 is composed of, for example, a shift register.
  • the horizontal drive circuit 6 sequentially outputs horizontal scanning pulses to the column signal processing circuits 5 to select each of the column signal processing circuits 5 in turn, and selects pixels on which signal processing has been performed from each of the column signal processing circuits 5.
  • the signal is output to the horizontal signal line 12.
  • the output circuit 7 performs signal processing on the pixel signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 5 through the horizontal signal line 12, and outputs the pixel signals.
  • signal processing for example, buffering, black level adjustment, column variation correction, various digital signal processing, etc. can be used.
  • the control circuit 8 generates clock signals and control signals that serve as operating standards for the vertical drive circuit 4, column signal processing circuit 5, horizontal drive circuit 6, etc., based on the vertical synchronization signal, horizontal synchronization signal, and master clock signal. generate. Then, the control circuit 8 outputs the generated clock signal and control signal to the vertical drive circuit 4, column signal processing circuit 5, horizontal drive circuit 6, and the like.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing a configuration example of the pixel 3 of the photodetecting device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the pixel 3 includes a photoelectric conversion element PD, a charge accumulation region (floating diffusion) FD that accumulates (retains) signal charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion element PD, and It includes a transfer transistor TR that transfers the signal charge photoelectrically converted by the element PD to the charge storage region FD.
  • the pixel 3 includes a readout circuit 15 electrically connected to the charge storage region FD.
  • the photoelectric conversion element PD generates signal charges according to the amount of received light.
  • the photoelectric conversion element PD also temporarily accumulates (retains) the generated signal charge.
  • the photoelectric conversion element PD has a cathode side electrically connected to the source region of the transfer transistor TR, and an anode side electrically connected to a reference potential line (for example, ground).
  • a photodiode is used as the photoelectric conversion element PD.
  • the drain region of the transfer transistor TR is electrically connected to the charge storage region FD.
  • a gate electrode of the transfer transistor TR is electrically connected to a transfer transistor drive line among the pixel drive lines 10 (see FIG. 2).
  • the charge accumulation region FD temporarily accumulates and holds signal charges transferred from the photoelectric conversion element PD via the transfer transistor TR.
  • the readout circuit 15 reads out the signal charges accumulated in the charge accumulation region FD and outputs a pixel signal based on the signal charges.
  • the readout circuit 15 includes, for example, an amplification transistor AMP, a selection transistor SEL, and a reset transistor RST as pixel transistors, although they are not limited thereto.
  • These transistors are, for example, MOSFETs that have a gate insulating film made of a silicon oxide film (SiO2 film), a gate electrode, and a pair of main electrode regions that function as a source region and a drain region.
  • these transistors may be MISFETs (Metal Insulator Semiconductor FETs) in which the gate insulating film is a silicon nitride film (Si3N4 film) or a laminated film such as a silicon nitride film and a silicon oxide film.
  • MISFETs Metal Insulator Semiconductor FETs
  • the gate insulating film is a silicon nitride film (Si3N4 film) or a laminated film such as a silicon nitride film and a silicon oxide film.
  • the amplification transistor AMP has a source region electrically connected to the drain region of the selection transistor SEL, and a drain region electrically connected to the power supply line Vdd and the drain region of the reset transistor.
  • the gate electrode of the amplification transistor AMP is electrically connected to the charge storage region FD and the source region of the reset transistor RST.
  • the selection transistor SEL has a source region electrically connected to the vertical signal line 11 (VSL), and a drain electrically connected to the source region of the amplification transistor AMP.
  • the gate electrode of the selection transistor SEL is electrically connected to the selection transistor drive line of the pixel drive lines 10 (see FIG. 2).
  • the reset transistor RST has a source region electrically connected to the charge storage region FD and the gate electrode of the amplification transistor AMP, and a drain region electrically connected to the power supply line Vdd and the drain region of the amplification transistor AMP.
  • a gate electrode of the reset transistor RST is electrically connected to a reset transistor drive line among the pixel drive lines 10 (see FIG. 2).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of the photodetecting device 1 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the photodetecting device 1 semiconductor chip 2 includes a light collecting layer 90, a first substrate section 110, a second substrate section 120, and a third substrate section 130.
  • the first substrate section 110, the second substrate section 120, and the third substrate section 130 have a laminated structure in which they are laminated in this order from the light collecting layer 90 side.
  • This laminated structure is also referred to as a laminated portion 201.
  • the first substrate section 110 includes a semiconductor layer 20 and a wiring layer 30, which are laminated in order from the light collecting layer 90 side.
  • the second substrate section 120 includes a wiring layer 40, a semiconductor layer 50, and a wiring layer 60, which are stacked in order from the light collecting layer 90 side.
  • the third substrate section 130 includes a wiring layer 70 and a semiconductor layer 80, which are laminated in order from the light collecting layer 90 side.
  • the light collecting layer 90 has a laminated structure in which, for example, but not limited to this, a color filter 91 and an on-chip lens 92 are laminated in that order from the back surface S2 side of the semiconductor layer 20.
  • the semiconductor layer 20 has a photoelectric conversion region described below.
  • One surface of the semiconductor layer 20 is a main surface S1, and the other surface is a back surface S2, which is a light incident surface.
  • the wiring layer 30 is superimposed on the main surface S1 of the semiconductor layer 20.
  • the wiring layer 40 is superimposed on the surface of the wiring layer 30 on the side opposite to the semiconductor layer 20 side.
  • the semiconductor layer 50 has a plurality of transistors, and one surface is a main surface S3 and the other surface is a back surface S4.
  • the main surface S3 is overlapped with the surface of the wiring layer 40 on the side opposite to the surface on the wiring layer 30 side.
  • the wiring layer 60 is superimposed on the back surface S4 of the semiconductor layer 50.
  • the wiring layer 70 is superimposed on the surface of the wiring layer 60 on the side opposite to the semiconductor layer 50 side.
  • the main surface S5 of the semiconductor layer 80 is overlapped with the surface of the wiring layer 70 on the side opposite to the surface on the wiring layer 60 side.
  • main surface S1 of the semiconductor layer 20, the main surface S3 of the semiconductor layer 50, and the main surface S5 of the semiconductor layer 80 may be respectively referred to as element formation surfaces.
  • the semiconductor layer 20 and the semiconductor layer 50 are bonded via the wiring layer 30 and the wiring layer 40 by the F2F (Face to Face) method, that is, so that the element formation surfaces face each other.
  • the semiconductor layer 50 and the semiconductor layer 80 are bonded via the wiring layer 60 and the wiring layer 70 by a B2F (Back to Face) method, that is, so that the back surface and the element formation surface face each other.
  • the semiconductor layer 20 is formed of a semiconductor substrate.
  • the semiconductor layer 20 is made of a single crystal silicon substrate of a first conductivity type, for example, a p-type.
  • a bonding pad 14, for example is provided in a region of the semiconductor layer 20 that overlaps with the peripheral region 2B in plan view.
  • a photoelectric conversion region 20a is provided for each pixel 3 in a region of the semiconductor layer 20 that overlaps with the pixel region 2A in plan view.
  • an island-shaped photoelectric conversion region 20a partitioned by a separation region 20b is provided for each pixel 3. Note that the number of pixels 3 is not limited to that shown in FIG.
  • the photoelectric conversion region 20a includes a well region of a first conductivity type, for example, a p-type, and a semiconductor region of a second conductivity type, for example, an n-type (photoelectric conversion section) buried inside the well region. and has.
  • the photoelectric conversion element PD shown in FIG. 3 is configured in a photoelectric conversion region 20a including a well region of the semiconductor layer 20 and a photoelectric conversion section.
  • the photoelectric conversion region 20a may be provided with a charge storage region (not shown), which is a semiconductor region of a second conductivity type, for example, an n-type, and a transistor T1, although the present invention is not limited thereto.
  • the transistor T1 is, for example, the transfer transistor TR shown in FIG. 3.
  • the isolation region 20b has, for example, a trench structure in which an isolation trench is formed in the semiconductor layer 20 and an insulating film is embedded in the isolation trench, although the isolation region 20b is not limited thereto. In the example shown in FIG. 4, an insulating film and metal are embedded in the isolation trench.
  • the wiring layer 30 includes an insulating film 31, a wiring 32, a connection pad 33, and a via (contact) 34.
  • the wiring 32 and the connection pad 33 are laminated with an insulating film 31 interposed therebetween as shown.
  • the connection pad 33 faces the surface of the wiring layer 30 opposite to the semiconductor layer 20 side.
  • the vias 34 connect the semiconductor layer 20 and the wiring 32, the wirings 32 to each other, and the wiring 32 to the connection pad 33 and the like.
  • the wiring 32 and the connection pad 33 are made of copper, for example, and may be formed by a damascene method, although the wiring 32 and the connection pad 33 are not limited thereto.
  • the wiring layer 40 includes an insulating film 41, a wiring 42, a connection pad 43, and a via (contact) 44.
  • the wiring 42 and the connection pad 43 are laminated with an insulating film 41 interposed therebetween as shown.
  • the connection pad 43 faces the surface of the wiring layer 40 opposite to the semiconductor layer 50 side, and is bonded to the connection pad 33 .
  • the vias 44 connect the semiconductor layer 50 and the wiring 42, the wirings 42 to each other, and the wiring 42 to the connection pad 43 and the like.
  • the wiring 42 and the connection pad 43 may be made of copper, for example, and may be formed by a damascene method, although the wiring 42 and the connection pad 43 are not limited thereto.
  • the semiconductor layer 50 is made of a semiconductor substrate.
  • the semiconductor layer 50 is made of, but not limited to, a single crystal silicon substrate.
  • the semiconductor layer 50 exhibits a first conductivity type, for example, a p-type.
  • the semiconductor layer 50 is provided with a plurality of transistors T2. More specifically, the transistor T2 is provided in a region of the semiconductor layer 50 that overlaps with the pixel region 2A in plan view.
  • the transistor T2 is, for example, a transistor that constitutes the readout circuit 15 shown in FIG. 3.
  • the region that overlaps with the peripheral region 2B is referred to as a first region 50a.
  • the region overlapping the pixel region 2A is called a second region 50b.
  • a first conductor 51 and a second conductor 52 are provided in the semiconductor layer 50. More specifically, the first region 50a is provided with a first conductor 51 having a first width, made of a first material, and penetrating the semiconductor layer 50 in the thickness direction. It is being The second region 50b has a second width smaller than the first width, is made of a second material different from the first material, and penetrates the semiconductor layer 50 along the thickness direction. A second conductor 52 is provided. The first conductor 51 and the second conductor 52 are conductors (electrodes) that penetrate the semiconductor layer. In this embodiment, since the semiconductor layer is made of silicon, for example, the first conductor 51 and the second conductor 52 are through-silicon vias (TSV).
  • TSV through-silicon vias
  • the first conductor 51 is used, for example, as a power supply line, although it is not limited thereto. Therefore, it is preferable that the first conductor 51 has low electrical resistance. Therefore, it is preferable to use a conductive material with low electrical resistivity as the first material constituting the first conductor 51. Here, copper, which is an example of such a conductive material, is used as the first material. Furthermore, by increasing the first width, the resistance of the first conductor 51 can be decreased.
  • the first region 50a where the first conductor 51 is provided has a low arrangement density of elements and wiring, so the first width can be increased.
  • the second conductor 52 Since the second conductor 52 is provided in the second region 50b where a plurality of transistors T2 are provided, the second conductor 52 may have to be provided in a narrow region between the transistors T2. Therefore, it is necessary to reduce the second width. When the second width is made smaller, the aspect ratio of the second conductor 52 becomes higher.
  • the aspect ratio of the second conductor 52 is not limited to this, but may be, for example, 5 or more. Such an aspect ratio may make it difficult to fill with the same material as the first material (here, for example, copper). Therefore, as the second material constituting the second conductor 52, it is preferable to use a conductive material that has good embedding properties in holes with a high aspect ratio. Examples of such conductive materials include high-melting point metals. Examples of the high melting point metal include tungsten (W), cobalt (Co), ruthenium (Ru), or a metal material containing at least one of them. Here, tungsten is used as the second material.
  • the wiring layer 60 includes an insulating film 61, a wiring 62, a connection pad 63, and a silicon cover film 65.
  • the wiring 62 and the connection pad 63 are laminated with an insulating film 61 in between as shown.
  • the connection pad 63 faces the surface of the wiring layer 60 opposite to the semiconductor layer 50 side.
  • the wiring 62 and the connection pad 63 may be made of copper, for example, but not limited thereto, and may be formed by a damascene method.
  • the silicon cover film 65 is provided to prevent reflection of light emitted from the device, and is made of a high melting point oxide.
  • the wiring layer 70 includes an insulating film 71, a wiring 72, a connection pad 73, and a via (contact) 74.
  • the wiring 72 and the connection pad 73 are stacked with an insulating film 71 in between as shown.
  • the connection pad 73 faces the surface of the wiring layer 70 opposite to the semiconductor layer 80 side, and is bonded to the connection pad 63.
  • the vias 74 connect the semiconductor layer 80 and the wiring 72, the wirings 72 to each other, and the wiring 72 to the connection pad 73 and the like.
  • the wiring 72 and the connection pad 73 are made of copper, for example, and may be formed by a damascene method, although the wiring is not limited thereto.
  • the semiconductor layer 80 is made of a semiconductor substrate.
  • the semiconductor layer 80 is made of a single-crystal silicon substrate of a first conductivity type, for example, a p-type.
  • the semiconductor layer 80 is provided with a plurality of transistors T3. More specifically, the transistor T3 is provided in a region of the semiconductor layer 80 that overlaps the pixel region 2A and the peripheral region 2B in plan view.
  • the transistor T3 is, for example, a transistor that constitutes the logic circuit 13 shown in FIG. 2.
  • a laminated substrate 200 having a laminated portion 201 in which a first substrate portion 110, a second substrate portion 120, and a third substrate portion 130 are laminated is diced into pieces. It is manufactured by
  • FIG. 5 is a plan view showing a configuration example of the multilayer substrate 200 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the laminated substrate 200 shown in FIG. 5 is, for example, a wafer having a laminated portion 201 in which the first substrate portion 110, the second substrate portion 120, and the third substrate portion 130 shown in FIG. 4 are laminated.
  • the multilayer substrate 200 is provided with a plurality of chip regions R1.
  • the plurality of chip regions R1 are arranged in the thickness direction of the laminated substrate 200 (that is, in the thickness direction of the laminated portion 201 having the first substrate portion 110, the second substrate portion 120, and the third substrate portion 130; for example, Z When viewed from above (in the axial direction), they are arranged side by side in the X-axis direction and in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction.
  • a scribe region R2 is provided between one chip region R1 and another chip region R1 adjacent to each other among the plurality of chip regions R1.
  • the scribe region R2 is provided so as to extend in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • FIG. 6 is a plan view showing dicing lines R3 of the multilayer substrate 200 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an enlarged plan view showing the scribe region R2 of the multilayer substrate 200 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the plan view shown in FIG. 7 taken along the line X1-X1'.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state where the multilayer substrate 200 according to Embodiment 1 of the present disclosure is diced into pieces.
  • the scribe region R2 includes a dicing line R3 that is to be cut when dividing the plurality of chip regions R1 into pieces, and a measuring section 207 for measuring the characteristics of the chip region R1. and has.
  • the semiconductor chips 2 are diced from the laminated substrate 200, as shown in FIG.
  • the measuring unit 207 includes a first pad P1 provided on the main surface S3 side of the semiconductor layer 50 and a second pad P1 provided on the main surface S5 side of the semiconductor layer 80. P2, and a through via 209 that penetrates between the main surface S3 and the back surface S4 of the semiconductor layer 50 and connects the first pad P1 and the second pad P2.
  • the first pad P1 and the second pad P2 are connected to each other via the wiring 42 of the wiring layer 40, the through via 209, the connection pad 63, and the connection pad 73.
  • the semiconductor layer 50 is an example of the "first semiconductor layer” of the present disclosure.
  • the main surface S3 of the semiconductor layer 50 is an example of the "second surface” of the present disclosure.
  • the semiconductor layer 80 is an example of the "second semiconductor layer” of the present disclosure.
  • the main surface S5 of the semiconductor layer 80 is an example of the "third surface” of the present disclosure.
  • the back surface S4 located on the opposite side of the main surface S3 of the semiconductor layer 50 is an example of the "first surface” of the present disclosure.
  • the through via 209 is an example of the "first through via” of the present disclosure.
  • Connection pad 63 is an example of the first connection pad of the present disclosure.
  • Connection pad 73 is an example of the second connection pad of the present disclosure.
  • the through via 209 may be referred to as a through silicon via (TSV).
  • TSV through silicon via
  • the first pad P1 is exposed at the bottom surface of the opening h1 provided in the insulating film 31 of the wiring layer 30, and can be contacted with a probe needle (not shown) for measuring the characteristics of the chip region R1, for example. It is possible.
  • the characteristics of the chip region R1 measured through the probe needle include, for example, the resistance characteristics of the first conductor 51 formed in the chip region R1, and the resistance characteristics between the connection pads 63 and 73 formed in the chip region R1. Examples include conduction characteristics.
  • the through via 209 of the measurement section 207 and the first conductor 51 (see FIG. 4) of the chip region R1 are formed simultaneously in the same process.
  • the through via 209 is provided in the same layer as the first conductor 51 and has the same configuration as the first conductor 51.
  • the resistance characteristic of the first conductor 51 can be indirectly measured by measuring the resistance value between the first pad P1 and the second pad P2. Based on this measurement result, it is possible to evaluate the manufacturing process of the first conductor 51.
  • connection pads 63 and 73 of the measurement section 207 and the connection pads 63 and 73 of the chip region R1 are bonded at the same time in the same process.
  • the shapes of the first pad P1 and the second pad P2 are each rectangular, for example.
  • the first pad P1 and the second pad P2 have, for example, the same shape and the same size.
  • the through vias 209 are arranged at one or more of the four corners of the rectangle of the first pad P1, preferably at two or more corners.
  • the through vias 209 may be arranged at all four corners of the rectangle.
  • the through vias 209 may be placed at two of the four corners of the rectangle, facing each other on the diagonal of the rectangle.
  • the first pad P1 and the second pad P2 are each made of, for example, aluminum (Al) or an Al alloy. Alternatively, the first pad P1 and the second pad P2 may each be made of, for example, copper (Cu) or a Cu alloy.
  • the wiring 42, the through via 209, the connection pad 63, and the connection pad 73 are each made of, for example, copper (Cu) or a Cu alloy.
  • the connecting pads 63 and 73 are directly bonded to each other by their Cu constituent materials (that is, Cu--Cu bonded).
  • the first pad P1 and the second pad P2 are arranged at positions overlapping with the dicing line R3 in a plan view from the thickness direction (for example, the Z-axis direction) of the laminated substrate 200. ing.
  • the through via 209 is arranged at a position away from the dicing line R3. This can prevent the dicing blade DB from cutting the through vias 209 when cutting the semiconductor chips 2 from the laminated substrate 200 into individual pieces.
  • the material (for example, Cu) constituting the through via 209 can suppress clogging of the dicing blade DB.
  • the through via 209 is arranged at a position away from the dicing line R3, as shown in FIG. There is.
  • the through via 209 is not exposed at the end surface 201s.
  • This end surface 201s is also the end surface of the scribe region R2' after dicing (that is, the outer peripheral region R2' of the diced semiconductor chip 2).
  • the first pad P1 and the second pad P2 are arranged at positions overlapping with the dicing line R3. Therefore, as shown in FIG. 9, in the singulated semiconductor chip 2, the side surface of the first pad piece P11 and the side surface of the second pad piece P21 are exposed at the end surface 201s of the laminated portion 201. There is.
  • the first pad piece P11 is a divided piece of the first pad P1 divided between adjacent semiconductor chips 2 by dicing.
  • the second pad piece P21 is a divided piece of the second pad P2 divided between adjacent semiconductor chips 2 by dicing.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a specific example of the through via 209 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the through via 209 is arranged in the through hole h2 penetrating the second semiconductor layer with an insulating film 55 in between, and connects the wiring 42 of the wiring layer 40 and the connection pad 63 of the wiring layer 60. is connected to.
  • the side surface of the through via 209 may be covered with a barrier metal BM. Further, a barrier metal BM may be interposed between the through via 209 and the wiring 42 or between the through via 209 and the connection pad 63.
  • the barrier metal BM is made of, for example, titanium (Ti), Ti alloy, tantalum (Ta), or Ta alloy.
  • the barrier metal BM may be composed of a laminated film containing one or more of Ti, Ti alloy, Ta, or Ta alloy.
  • FIG. 11 shows the distances L1x and L1y between the through via 209 and the first pad P1 (an example of the "shortest distance L1" of the present disclosure), the shortest distance L2 between the through via 209 and the dicing line R3, It is a top view which illustrates the relationship between.
  • the distance L1x is the shortest distance in the X-axis direction between the through via 209 and the first pad P1.
  • the distance L1y is the shortest distance in the Y-axis direction between the through via 209 and the first pad P1.
  • the through via 209 and the dicing line are arranged to face each other in the Y-axis direction, so the distance L2 is the shortest distance in the Y-axis direction between the through via 209 and the dicing line R3.
  • L1x ⁇ L2 it is preferable that L1x ⁇ L2, and it is preferable that L1y ⁇ L2. Further, it is more preferable that L1x ⁇ L2 and L1y ⁇ L2. In this way, by ensuring a large distance L2 between the through via 209 and the dicing line R3, for example, when the dicing blade DB (see FIG. 8) is slightly displaced from the dicing line R3 during the dicing process, However, it is possible to prevent the dicing blade DB from coming into contact with the through via 209.
  • the laminated substrate 200 (wafer) according to the first embodiment of the present disclosure includes the laminated portion 201 including the semiconductor layer 50 and the semiconductor layer 80 laminated on the back surface S4 side of the semiconductor layer 50. .
  • the stacked portion 201 includes a plurality of chip regions R1 and a scribe region R2 located between one chip region R1 and another chip region R1 adjacent to each other among the plurality of chip regions R1.
  • the scribe region R2 includes a dicing line R3 that is to be cut when dividing the plurality of chip regions R1 into pieces, and a measuring section 207 for measuring the characteristics of the chip region R1.
  • the measurement unit 207 includes a first pad P1 provided on the main surface S3 side opposite to the back surface S4 of the semiconductor layer 50, and a second pad P1 provided on the main surface S5 side of the semiconductor layer 80 facing the semiconductor layer 50. P2, and a through via 209 that penetrates between the back surface S4 and the main surface S3 of the semiconductor layer 50 and connects the first pad P1 and the second pad P2.
  • the through via 209 connects the first pad P1 and the second pad P2 via the wiring 42 and the connection pads 63 and 73.
  • the first pad P1 and the second pad P2 each overlap the dicing line R3, and the through via 209 is separated from the dicing line R3.
  • the photodetecting device 1 (semiconductor chip 2) according to Embodiment 1 of the present disclosure includes a stacked portion 201 including a semiconductor layer 50 and a semiconductor layer 80 stacked on the back surface S4 side of the semiconductor layer 50.
  • the laminated portion 201 has a chip region R1 and a scribe region R2' (after dicing) located at the outer periphery of the chip region R1.
  • the scribe region R2' includes a first pad piece P11 provided on the main surface S3 side opposite to the back surface S4 of the semiconductor layer 50, and a first pad piece P11 provided on the main surface S5 side facing the semiconductor layer 50 in the semiconductor layer 80. It has two pad pieces P21, and a through via 209 that penetrates between the back surface S4 and the main surface S3 of the semiconductor layer 50 and connects the first pad piece P11 and the second pad piece P21.
  • the through via 209 connects the first pad piece P11 and the second pad piece P21 via the wiring 42 and the connection pads 63 and 73.
  • the first pad piece P11 and the second pad piece P21 are arranged along the edge of the scribe region R2' after dicing.
  • the through via 209 is arranged at a position away from the edge of the scribe region R2' after dicing.
  • the through via 209 is left in the scribe region R2' after dicing. Since the dicing blade DB does not cut the through-via 209, clogging can be suppressed and chipping can be suppressed. In order to suppress the occurrence of chipping, there is no need to provide a dedicated dicing line in addition to the line where the measuring section 207 is arranged in the scribe region R2 before dicing. Therefore, it is possible to suppress a decrease in manufacturing yield due to chipping, and also to suppress a decrease in the theoretical yield of semiconductor chips 2.
  • the first pad P1 and the second pad P2 have the same shape and the same size when viewed in plan from the thickness direction (for example, the Z-axis direction) of the laminated portion 201. explained.
  • the second pad P2 that the probe needle does not contact may have a smaller area than the first pad P1 that the probe needle contacts.
  • FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the second pad P2A according to Modification 1-1 of Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a plan view showing the configuration of the second pad P2B according to Modification 1-2 of Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the second pad P2A according to Modification Example 1-1 is formed in the shape of a lattice frame when viewed in plan from the Z-axis direction.
  • the second pad P2B according to Modification Example 1-2 has a shape in which it is disposed only directly under and around the through-via 209 when viewed in plan from the Z-axis direction.
  • a conductor 210 made of Al or the like is arranged in an area that contacts the through via 209. Therefore, the second pads P2A and P2B can be electrically connected to the first pad P1 via the first through via.
  • the second pad P2A has a smaller area than the first pad P1.
  • the area of the second pad P2B is smaller than that of the first pad P1.
  • the measurement units 207 are arranged in a line in the X-axis direction and the Y-axis direction in each scribe area extending in the X-axis direction and the Y-axis direction (hereinafter referred to as single scribe).
  • single scribe a line in the X-axis direction and the Y-axis direction in each scribe area extending in the X-axis direction and the Y-axis direction
  • embodiments of the present disclosure are not limited to single scribes.
  • a mode (hereinafter, double scribe) may be used.
  • FIG. 14 is a plan view showing the configuration of a multilayer substrate 200A according to Modification 2 of Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a plan view showing a dicing line R3 of a multilayer substrate 200A according to a second modification of the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the configuration of a multilayer substrate 200A according to Modification 2 of Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state where the multilayer substrate 200A according to the second modification of the first embodiment of the present disclosure is diced into pieces.
  • the laminated substrate 200A according to the second modification of the first embodiment is a double scribe.
  • the dicing line R3 is set at a position overlapping one of the two rows of measuring sections 207 when viewed from the top in the thickness direction (for example, the Z-axis direction) of the laminated portion 201.
  • the laminated substrate 200A The semiconductor chip 2 is separated into individual pieces.
  • the through via 209 is arranged at a position away from the dicing line R3. This can prevent the dicing blade DB from cutting the through vias 209 when cutting the semiconductor chips 2 into individual pieces from the laminated substrate 200A.
  • the material (for example, Cu) constituting the through via 209 can suppress clogging of the dicing blade DB.
  • the laminated substrate 200 and the semiconductor chips 2 to be diced from the laminated substrate 200 are formed by laminating three layers: the first substrate part 110, the second substrate part 120, and the third substrate part 130.
  • a case having a structure hereinafter referred to as a three-layer laminated structure
  • the multilayer substrate 200 and the semiconductor chips 2 that are diced from the multilayer substrate 200 are not limited to the three-layer structure.
  • the laminated substrate 200 and the semiconductor chips 2 that are singulated from the laminated substrate 200 are, for example, a four-layer laminated structure in which a fourth substrate portion is laminated on a first substrate portion 110, a second substrate portion 120, a third substrate portion 130. structure, or a laminated structure of five or more layers.
  • a two-layer stacked structure in which the first substrate section 110 and the second substrate section 120 are stacked may be used. The same applies to the double scribe layered substrate 200A shown in Modification 2.
  • the semiconductor chip 2 is the photodetecting device 1.
  • the semiconductor chip 2 is not limited to the photodetector 1.
  • the semiconductor chip 2 may be a semiconductor device without a photoelectric conversion element PD (see FIG. 3), and may be, for example, a large-scale integrated circuit (LSI).
  • LSI large-scale integrated circuit
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing the configuration of a laminated substrate 300 according to Embodiment 2 of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a state in which the multilayer substrate 300 according to Embodiment 2 of the present disclosure is diced into pieces.
  • a laminated substrate 300 shown in FIG. 18 is a wafer having a laminated portion 301 in which a first substrate portion 310 and a second substrate portion 320 are laminated.
  • a plurality of semiconductor chips 2 including LSIs are formed on the laminated substrate 300.
  • the first substrate section 310 includes a semiconductor layer 410 (an example of a "first semiconductor layer” in the present disclosure) and a main surface S11 of the semiconductor layer 410 (an example of a "first surface” in the present disclosure). ) side, a passivation film 430 provided on the wiring layer 420, and a wiring layer 440 provided on the back surface S12 (an example of the "second surface” of the present disclosure) of the semiconductor layer 410. , a first pad P1, and a through via 209 (an example of a "first through via” in the present disclosure).
  • the wiring layer 420 includes an insulating film 421 and wiring 422.
  • the wiring layer 440 includes an insulating film 441 and connection pads 63.
  • An opening h11 is provided in the insulating film 421 of the wiring layer 420 and the passivation film 430.
  • the first pad P1 is exposed at the bottom of this opening h11.
  • the through via 209 penetrates between the main surface S11 and the back surface S12 of the semiconductor layer 410.
  • One end of the through via 209 is connected to the wiring 422 on the main surface S11 side, and the other end is connected to the connection pad 63 on the back surface S12 side.
  • the semiconductor layer 410 is, for example, a silicon substrate. Therefore, the through via 209 that penetrates the semiconductor layer 410 may be called a through silicon via (TSV).
  • TSV through silicon via
  • the second substrate section 320 includes a semiconductor layer 450 (an example of a "second semiconductor layer” in the present disclosure) and wiring provided on the main surface S13 (an example of a "third surface” in the present disclosure) of the semiconductor layer 450. It has a layer 420 and a second pad P2.
  • the wiring layer 420 includes an insulating film 461, a wiring 462, and a connection pad 73.
  • the semiconductor layer 450 is, for example, a silicon substrate.
  • the wirings 422 and 462, the through vias 209, the connection pads 63, and the connection pads 73 are each made of, for example, copper (Cu) or a Cu alloy.
  • the connecting pads 63 and 73 are directly bonded to each other by their Cu constituent materials (that is, Cu--Cu bonded).
  • the scribe region R2 includes a dicing line R3 that is to be cut when dividing the plurality of chip regions R1 into pieces, and a measuring section 207 for measuring the characteristics of the chip region R1. .
  • the semiconductor chips 2 are separated from the laminated substrate 300 as shown in FIG. 19.
  • the through via 209 is arranged at a position away from the dicing line R3.
  • the through vias 209 are separated from the end surface 301s of the laminated portion 301 even in the semiconductor chip 2 that has been separated into pieces.
  • the through via 209 is not exposed at the end surface 301s.
  • This end surface 301s is also the end surface of the scribe region R2' after dicing (that is, the outer peripheral region R2' of the diced semiconductor chip 2).
  • the through via 209 is arranged at a position away from the edge of the scribe region R2' after dicing.
  • the first pad P1 and the second pad P2 are arranged at positions overlapping with the dicing line R3.
  • the side surface of the first pad piece P11 and the side surface of the second pad piece P21 are exposed to the end surface 301s of the laminated portion 301.
  • the first pad piece P11 and the second pad piece P21 are arranged along the edge of the scribe region R2' after dicing.
  • the laminated substrate 300 (wafer) according to the second embodiment of the present disclosure includes the laminated portion 301 including the semiconductor layer 410 and the semiconductor layer 450 laminated on the back surface S12 side of the semiconductor layer 410.
  • the stacked portion 301 includes a plurality of chip regions R1 and a scribe region R2 located between one chip region R1 and another chip region R1 adjacent to each other among the plurality of chip regions R1.
  • the scribe region R2 includes a dicing line R3 that is to be cut when dividing the plurality of chip regions R1 into pieces, and a measuring section 207 for measuring the characteristics of the chip region R1.
  • the measurement unit 207 includes a first pad P1 provided on the main surface S11 side opposite to the back surface S12 of the semiconductor layer 410, and a second pad P1 provided on the main surface S13 side opposite the semiconductor layer 410 in the semiconductor layer 450. P2, and a through via 209 that penetrates between the back surface S12 and the main surface S11 of the semiconductor layer 410 and connects the first pad P1 and the second pad P2.
  • the through via 209 connects the first pad P1 and the second pad P2 via the wiring 42 and the connection pads 63 and 73.
  • the first pad P1 and the second pad P2 each overlap the dicing line R3, and the through via 209 is separated from the dicing line R3.
  • the laminated substrate 300 and the semiconductor chips 2 that are separated from the laminated substrate 300 are not limited to a two-layer laminated structure.
  • the laminated substrate 300 and the semiconductor chips 2 that are singulated from the laminated substrate 300 may have a three-layer laminated structure in which a third substrate portion is laminated on a first substrate portion 310 and a second substrate portion 320, for example. However, it may have a laminated structure of four or more layers.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the configuration of a multilayer substrate 300A according to a modification of Embodiment 2 of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a state in which a multilayer substrate 300A according to a modification of the second embodiment of the present disclosure is diced into pieces.
  • the laminated section 301 includes a first substrate section 310, a second substrate section 320, and a third substrate section 330.
  • the second substrate section 320 includes a wiring layer 470 provided on the back surface S14 side of the semiconductor layer 450 and a through via 309.
  • the wiring layer 470 includes an insulating film 471 and connection pads 163.
  • the through via 309 penetrates between the main surface S13 and the back surface S14 of the semiconductor layer 450. One end of the through via 309 is connected to the wiring 462 on the main surface S13 side, and the other end is connected to the connection pad 163 on the back surface S14 side.
  • the third substrate section 330 includes a semiconductor layer 480, a wiring layer 490 provided on the main surface S15 side of the semiconductor layer 480, and a third pad P3.
  • the wiring layer 490 includes an insulating film 491, wiring 492, and connection pads 173.
  • the wiring 492, the through via 309, and the connection pads 163 and 173 are each made of, for example, copper (Cu) or a Cu alloy.
  • the connecting pads 163 and 173 are directly bonded to each other by their Cu constituent materials (that is, Cu--Cu bonded).
  • the through via 309 is made of the same material as the through via 209, for example, and has the same shape and size as the through via 209.
  • the third pad P3 is made of, for example, aluminum (Al) or an Al alloy. Alternatively, the third pad P3 may be made of Cu or a Cu alloy, for example. The third pad P3 is made of, for example, the same material as the second pad P2, and has the same shape and size as the second pad P2.
  • the through vias 209 and 309 are arranged at positions away from the dicing line R3. As a result, as shown in FIG. 21, the through vias 209 and 309 are separated from the end surface 301s of the laminated portion 301 even in the semiconductor chip 2 that has been separated into pieces. The through vias 209 and 309 are not exposed at the end surface 301s.
  • the first pad P1, the second pad P2, and the third pad P3 are arranged at positions overlapping with the dicing line R3.
  • the side surface of the first pad piece P11, the side surface of the second pad piece P21, and the side surface of the third pad piece P31 are connected to the laminated part. 301, each of which is exposed at the end surface 301s.
  • the third pad piece P31 is a divided piece of the third pad P3 divided between adjacent semiconductor chips 2 by dicing.
  • the dicing blade DB when the semiconductor chip 2 is diced from the multilayer substrate 300A, the dicing blade DB may come into contact with the through vias 209, 309, or the through vias 209, 309 This can prevent cutting.
  • the material (for example, Cu) constituting the through vias 209 and 309 can suppress clogging of the dicing blade DB. This produces the same effects as the second embodiment described above.
  • the configuration of the first modification of the first embodiment may be applied to the second pad P2 and the third pad P3.
  • the semiconductor chip 2 may have a guard ring structure.
  • This guard ring structure may have a through via that penetrates the semiconductor substrate.
  • Embodiment 3 an example in which the present technology is applied to a photodetection device that is a back-illuminated CMOS image sensor will be described.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration example of a multilayer substrate 200B according to Embodiment 3 of the present disclosure.
  • FIG. 23 is an enlarged cross-sectional view of a part of the guard ring structure in the cross-sectional view shown in FIG. 22.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a state in which the multilayer substrate 200B according to Embodiment 3 of the present disclosure is diced into pieces.
  • FIG. 25 is a plan view showing a configuration example of a multilayer substrate 200B according to Embodiment 3 of the present disclosure.
  • the laminated portion 201 has a chip region R1 and a scribe region R2 located at the outer periphery of the chip region R1.
  • the chip region R1 has a pixel region 2A where the pixels 3 are arranged, and a peripheral region 2B.
  • the peripheral region 2B is located between the pixel region 2A and the scribe region R2.
  • a first guard ring GR1 and a second guard ring GR2 are provided in the peripheral region 2B.
  • the first guard ring GR1 is included in the second substrate section 120.
  • the second guard ring GR2 is included in the third substrate section 130.
  • the first guard ring GR1 and the second guard ring GR2 are provided so as to respectively surround the pixel region 2A in a plan view from the thickness direction (for example, the Z-axis direction) of the laminated portion 201. It is being In the Z-axis direction, the first guard ring GR1 and the second guard ring GR2 are arranged to overlap with each other.
  • the first guard ring GR1 has a dummy wiring 42D provided on the main surface S3 side of the semiconductor layer 50.
  • the dummy wiring 42D is formed simultaneously with the wiring 42 in the same process.
  • the second guard ring GR2 has a dummy wiring 72D provided on the main surface S5 side of the semiconductor layer 80.
  • the dummy wiring 72D is formed simultaneously with the wiring 72 in the same process.
  • Connection pad 63D is an example of the first connection pad of the present disclosure.
  • Connection pad 73D is an example of the second connection pad of the present disclosure.
  • the through via 209D connects the first guard ring GR1 and the second guard ring GR2 via the connection pads 63D, 73D and the second dummy pad P2D.
  • a first dummy pad P1D is provided on the first guard ring GR1.
  • the first dummy pad P1D, the first guard ring GR1, the through via 209D, the connection pads 63D and 73D, the second dummy pad P2D, and the The two guard rings GR2 are consecutively provided in this order.
  • guard ring structure GR including the first dummy pad P1D, the first guard ring GR1, the through via 209D, the connection pads 63D and 73D, and the second guard ring GR2 is as follows: They are arranged so as to surround the pixel region 2A continuously or intermittently in a plan view from the Z-axis direction.
  • the first dummy pad P1D is, for example, formed at the same time as the first pad P1 in the same process.
  • the through via 209D is formed at the same time as the through via 209 in the same process.
  • the connection pad 63D is formed at the same time as the connection pad 63 in the same process.
  • the connection pad 73D is formed at the same time as the connection pad 73 in the same process.
  • the second dummy pad P2D is, for example, formed simultaneously with the second pad P2 in the same process.
  • the first dummy pad P1D and the second dummy pad P2D are each made of, for example, Al or an Al alloy. Alternatively, the first dummy pad P1D and the second dummy pad P2D may each be made of, for example, Cu or a Cu alloy.
  • the through via 209D, the connection pad 63D, and the connection pad 73D are each made of, for example, Cu or a Cu alloy.
  • the connecting pads 63D and 73D are directly bonded to each other by their Cu constituent materials (that is, Cu--Cu bonded).
  • the scribe region R2 is along the dicing line R3 that is to be cut when dividing the plurality of chip regions R1 into pieces. and a measuring section 207 for measuring the characteristics of the chip region R1.
  • the through via 209 of the measuring section 207 may be arranged at a position overlapping the dicing line R3. Even if the dicing blade DB contacts or cuts the through-via 209 and the dicing blade DB becomes clogged and chipping occurs, the extension of cracks from the scribe region R2 to the pixel region 2A is prevented.
  • the ring structure GR suppresses this. In other words, the guard ring structure GR having the through via 209D functions as a crack stopper.
  • the configuration of the multilayer substrate 200B according to the third embodiment is not limited to the aspect shown in FIG. 22.
  • the through via 209 of the measurement unit 207 may be provided at a position away from the dicing line R3, similarly to the laminated substrates 200 and 200A according to the first embodiment.
  • the guard ring structure GR having the through via 209D functions as a crack stopper. Furthermore, in this case, since chipping is suppressed during dicing, it is possible to suppress the occurrence of cracks.
  • the through vias 209 of the measurement unit 207 and the through vias 209D of the guard ring structure GR are provided in the same layer and may be made of the same material. Thereby, the through vias 209 and 209D can be formed simultaneously in the same process. It is possible to form the through via 209D without adding any additional steps.
  • 26A to 26E are plan views showing shape examples 1 to 5 of the through via 209D in plan view.
  • the shape of the through via 209D may be a straight line with a width W1 in plan view from the Z-axis direction.
  • the size of the width W1 is not particularly limited, one example is 3 ⁇ m.
  • the through via 209D is provided at a position overlapping the first guard ring GR1 and the second guard ring GR2.
  • two rows (two lines) of through vias 209D may be provided in a plan view.
  • the through vias 209D may be provided in three rows (three lines) in a plan view.
  • the through vias 209D may be provided in four rows (four lines) or more in plan view.
  • the through-via 209D has a linear shape in plan view, it is possible to surround the pixel region 2A without gaps in plan view.
  • the shape of the through via 209D in plan view may be rectangular.
  • the length W2 of each side of the rectangle is not particularly limited, but is, for example, 3 ⁇ m.
  • the through vias 209D, which are rectangular in plan view may be provided in one or two rows at regular intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
  • the through vias 209D having a rectangular shape in plan view may be provided in three or more rows at constant intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • FIGS. 26D and 26E show the case where the shape of the through via 209D in plan view is rectangular, the shape of the through via 209D is not limited to a rectangle, and may be circular, for example, or any polygon. good.
  • the shape of the through via 209D in plan view is not linear but rectangular or circular, it may be formed at the same time as the through via 209 (see FIG. 7), for example, in the same process. is possible.
  • the through via 209D can be formed to have the same shape and size as the through via 209.
  • the photodetecting device 1 (semiconductor chip 2) according to the third embodiment of the present disclosure includes a stacked layer including the semiconductor layer 50 and the semiconductor layer 80 stacked on the back surface S4 side of the semiconductor layer 50. 201.
  • the laminated portion 201 has a chip region R1 and a scribe region R2' (after dicing) located at the outer periphery of the chip region R1.
  • the chip region R1 includes a pixel region 2A in which the photoelectric conversion element PD is arranged, and a peripheral region 2B located between the pixel region 2A and the scribe region R2.
  • the laminated portion 201 has a guard ring structure GR provided in the peripheral region 2B.
  • the guard ring structure GR includes a first guard ring GR1 provided on the main surface S3 side opposite to the back surface S4 of the semiconductor layer 50, and a first guard ring GR1 provided on the main surface S5 side facing the semiconductor layer 50 in the semiconductor layer 80. 2 guard ring GR2, and a through via 209D that penetrates between main surface S3 and back surface S4 of semiconductor layer 50 and connects first guard ring GR1 and second guard ring GR2.
  • the through via 209D is connected to the second guard ring GR2 via the connection pads 63D and 73D and the second dummy pad P2D.
  • the guard ring structure GR can suppress the crack from extending to the pixel region 2A.
  • the guard ring structure GR can suppress the crack from extending to the pixel region 2A.
  • the through via 209D may have any structure as long as it connects the first guard ring GR1 and the second guard ring GR2.
  • the through via 209D does not necessarily need to electrically connect the first guard ring GR1 and the second guard ring GR2. Therefore, the material constituting the through via 209D (that is, the material buried in the through hole) is not limited to a metal such as Cu, but may be an insulating film such as a silicon oxide film (SiO2).
  • the semiconductor chip 2 is the photodetector device 1.
  • the semiconductor chip 2 is not limited to the photodetector 1.
  • the semiconductor chip 2 may be a semiconductor device in which the photoelectric conversion element PD (see FIG. 3) is not provided, and may be, for example, a large-scale integrated circuit (LSI) as described in the second embodiment. . That is, the technique of the third embodiment may be applied to LSI. Even with such a configuration, it is possible to suppress a decrease in manufacturing yield due to chipping and also to suppress a decrease in theoretical yield of the semiconductor chip 2 including an LSI.
  • LSI large-scale integrated circuit
  • the technology according to the present disclosure (this technology) can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure (present technology) can be applied.
  • FIG. 27 shows an operator (doctor) 11131 performing surgery on a patient 11132 on a patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical instruments 11110 such as a pneumoperitoneum tube 11111 and an energy treatment instrument 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100. , and a cart 11200 loaded with various devices for endoscopic surgery.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 whose distal end is inserted into a body cavity of a patient 11132 over a predetermined length, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
  • an endoscope 11100 configured as a so-called rigid scope having a rigid tube 11101 is shown, but the endoscope 11100 may also be configured as a so-called flexible scope having a flexible tube. good.
  • An opening into which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101, and the light is guided to the tip of the lens barrel. Irradiation is directed toward an observation target within the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct-viewing mirror, a diagonal-viewing mirror, or a side-viewing mirror.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 11102, and reflected light (observation light) from an observation target is focused on the image sensor by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the image sensor, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted as RAW data to a camera control unit (CCU) 11201.
  • CCU camera control unit
  • the CCU 11201 is configured with a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and centrally controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal, such as development processing (demosaic processing), for displaying an image based on the image signal.
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on an image signal subjected to image processing by the CCU 11201 under control from the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (Light Emitting Diode), and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode)
  • LED Light Emitting Diode
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • a treatment tool control device 11205 controls driving of an energy treatment tool 11112 for cauterizing tissue, incising, sealing blood vessels, or the like.
  • the pneumoperitoneum device 11206 injects gas into the body cavity of the patient 11132 via the pneumoperitoneum tube 11111 in order to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of ensuring a field of view with the endoscope 11100 and a working space for the operator. send in.
  • the recorder 11207 is a device that can record various information regarding surgery.
  • the printer 11208 is a device that can print various types of information regarding surgery in various formats such as text, images, or graphs.
  • the light source device 11203 that supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be configured, for example, from a white light source configured by an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source configured by a combination of RGB laser light sources
  • the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high precision, so the white balance of the captured image is adjusted in the light source device 11203. It can be carried out.
  • the laser light from each RGB laser light source is irradiated onto the observation target in a time-sharing manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing, thereby supporting each of RGB. It is also possible to capture images in a time-division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter in the image sensor.
  • the driving of the light source device 11203 may be controlled so that the intensity of the light it outputs is changed at predetermined time intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changes in the light intensity to acquire images in a time-division manner and compositing the images, a high dynamic It is possible to generate an image of a range.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band compatible with special light observation.
  • Special light observation uses, for example, the wavelength dependence of light absorption in body tissues to illuminate the mucosal surface layer by irradiating a narrower band of light than the light used for normal observation (i.e., white light). So-called narrow band imaging is performed in which predetermined tissues such as blood vessels are photographed with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained using fluorescence generated by irradiating excitation light.
  • Fluorescence observation involves irradiating body tissues with excitation light and observing the fluorescence from the body tissues (autofluorescence observation), or locally injecting reagents such as indocyanine green (ICG) into the body tissues and It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply narrowband light and/or excitation light compatible with such special light observation.
  • FIG. 28 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU 11201 shown in FIG. 27.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging section 11402, a driving section 11403, a communication section 11404, and a camera head control section 11405.
  • the CCU 11201 includes a communication section 11411, an image processing section 11412, and a control section 11413. Camera head 11102 and CCU 11201 are communicably connected to each other by transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at the connection part with the lens barrel 11101. Observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging unit 11402 is composed of an image sensor.
  • the imaging unit 11402 may include one image sensor (so-called single-plate type) or a plurality of image sensors (so-called multi-plate type).
  • image signals corresponding to RGB are generated by each imaging element, and a color image may be obtained by combining them.
  • the imaging unit 11402 may be configured to include a pair of imaging elements for respectively acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (dimensional) display. By performing 3D display, the operator 11131 can more accurately grasp the depth of the living tissue at the surgical site.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each imaging element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided in the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is constituted by an actuator, and moves the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under control from the camera head control unit 11405. Thereby, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is configured by a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU 11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 to the CCU 11201 via the transmission cable 11400 as RAW data.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies it to the camera head control unit 11405.
  • the control signal may include, for example, information specifying the frame rate of the captured image, information specifying the exposure value at the time of capturing, and/or information specifying the magnification and focus of the captured image. Contains information about conditions.
  • the above imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, focus, etc. may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. good.
  • the endoscope 11100 is equipped with so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function.
  • the camera head control unit 11405 controls the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is configured by a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • the image signal and control signal can be transmitted by electrical communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing on the image signal, which is RAW data, transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site etc. by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by imaging the surgical site etc. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a captured image showing the surgical site, etc., based on the image signal subjected to image processing by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape and color of the edge of an object included in the captured image to detect surgical tools such as forceps, specific body parts, bleeding, mist when using the energy treatment tool 11112, etc. can be recognized.
  • the control unit 11413 may use the recognition result to superimpose and display various types of surgical support information on the image of the surgical site. By displaying the surgical support information in a superimposed manner and presenting it to the surgeon 11131, it becomes possible to reduce the burden on the surgeon 11131 and allow the surgeon 11131 to proceed with the surgery reliably.
  • the transmission cable 11400 connecting the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electrical signal cable compatible with electrical signal communication, an optical fiber compatible with optical communication, or a composite cable thereof.
  • communication is performed by wire using the transmission cable 11400, but communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the endoscope 11100, the camera head 11102 (the imaging unit 11402), the CCU 11201 (the image processing unit 11412), and the like among the configurations described above.
  • the photodetection device 1 semiconductor chip 2 disclosed in Embodiments 1 and 3 can be applied to the imaging unit 10402.
  • the technology according to the present disclosure (this technology) can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be realized as a device mounted on any type of moving body such as a car, electric vehicle, hybrid electric vehicle, motorcycle, bicycle, personal mobility, airplane, drone, ship, robot, etc. It's okay.
  • FIG. 29 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile body control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside vehicle information detection unit 12030, an inside vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio/image output section 12052, and an in-vehicle network I/F (interface) 12053 are illustrated.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 includes a drive force generation device such as an internal combustion engine or a drive motor that generates drive force for the vehicle, a drive force transmission mechanism that transmits the drive force to wheels, and a drive force transmission mechanism that controls the steering angle of the vehicle. It functions as a control device for a steering mechanism to adjust and a braking device to generate braking force for the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operations of various devices installed in the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a turn signal, or a fog lamp.
  • radio waves transmitted from a portable device that replaces a key or signals from various switches may be input to the body control unit 12020.
  • the body system control unit 12020 receives input of these radio waves or signals, and controls the door lock device, power window device, lamp, etc. of the vehicle.
  • the external information detection unit 12030 detects information external to the vehicle in which the vehicle control system 12000 is mounted.
  • an imaging section 12031 is connected to the outside-vehicle information detection unit 12030.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image of the exterior of the vehicle, and receives the captured image.
  • the external information detection unit 12030 may perform object detection processing such as a person, car, obstacle, sign, or text on the road surface or distance detection processing based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output the electrical signal as an image or as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared rays.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • a driver condition detection section 12041 that detects the condition of the driver is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver condition detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 detects the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver condition detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is falling asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for the driving force generation device, steering mechanism, or braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, Control commands can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions, including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following distance based on vehicle distance, vehicle speed maintenance, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, etc. It is possible to perform cooperative control for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions, including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following distance based on vehicle distance, vehicle speed maintenance, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, etc. It is possible to perform cooperative control for the purpose of
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generating device, steering mechanism, braking device, etc. based on information about the surroundings of the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, etc., which does not rely on operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of preventing glare, such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio and image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and images to an output device that can visually or audibly notify information to the occupants of the vehicle or to the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display section 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • FIG. 30 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging section 12031.
  • the vehicle 12100 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumper, back door, and the top of the windshield inside the vehicle 12100.
  • An imaging unit 12101 provided in the front nose and an imaging unit 12105 provided above the windshield inside the vehicle mainly acquire images in front of the vehicle 12100.
  • Imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly capture images of the sides of the vehicle 12100.
  • An imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door mainly captures images of the rear of the vehicle 12100.
  • the images of the front acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 30 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • An imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • imaging ranges 12112 and 12113 indicate imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • an imaging range 12114 shows the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door is shown. For example, by overlapping the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, an overhead image of the vehicle 12100 viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of image sensors, or may be an image sensor having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 determines the distance to each three-dimensional object within the imaging ranges 12111 to 12114 and the temporal change in this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100) based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. In particular, by determining the three-dimensional object that is closest to the vehicle 12100 on its path and that is traveling at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in approximately the same direction as the vehicle 12100, it is possible to extract the three-dimensional object as the preceding vehicle. can.
  • a predetermined speed for example, 0 km/h or more
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, etc., in which the vehicle travels autonomously without depending on the driver's operation.
  • the microcomputer 12051 transfers three-dimensional object data to other three-dimensional objects such as two-wheeled vehicles, regular vehicles, large vehicles, pedestrians, and utility poles based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic obstacle avoidance. For example, the microcomputer 12051 identifies obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines a collision risk indicating the degree of risk of collision with each obstacle, and when the collision risk exceeds a set value and there is a possibility of a collision, the microcomputer 12051 transmits information via the audio speaker 12061 and the display unit 12062. By outputting a warning to the driver via the vehicle control unit 12010 and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • the microcomputer 12051 determines a collision risk indicating the degree of risk of collision with each obstacle, and when the collision risk exceed
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether the pedestrian is present in the images captured by the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition involves, for example, a procedure for extracting feature points in images captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and a pattern matching process is performed on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether it is a pedestrian or not.
  • the audio image output unit 12052 creates a rectangular outline for emphasis on the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled to display the .
  • the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 and the like among the configurations described above.
  • the photodetection device 1 semiconductor chip 2 disclosed in Embodiments 1 and 3 can be applied to the imaging section 12031.
  • the present disclosure can also have the following configuration.
  • (1) comprising a stacked portion including a first semiconductor layer and a second semiconductor layer stacked on the first surface side of the first semiconductor layer;
  • the laminated portion is multiple chip areas; a scribe region located between one adjacent chip region and another chip region among the plurality of chip regions;
  • the scribe area is a dicing line to be cut when dividing the plurality of chip regions into pieces;
  • a measurement unit for measuring characteristics of the chip region The measurement unit includes: a first pad provided on a second surface side opposite to the first surface of the first semiconductor layer; a second pad provided on a third surface side of the second semiconductor layer facing the first semiconductor layer; a first through via that penetrates between the first surface and the second surface of the first semiconductor layer and connects the first pad and the second pad;
  • the first pad and the second pad each overlap the dicing line, and the first through via is spaced apart from the dicing line.
  • the chip area is an element area where the element is placed; a peripheral region located between the element region and the scribe region,
  • the laminated portion has a guard ring structure provided in the peripheral area,
  • the guard ring structure is a first guard ring provided on the second surface side of the first semiconductor layer; a second guard ring provided on the third surface side of the second semiconductor layer; A second through via that penetrates between the first surface and the second surface of the first semiconductor layer and connects the first guard ring and the second guard ring.
  • the laminated substrate according to any one of (10).
  • (12) The multilayer substrate according to (11), wherein the first through via and the second through via are provided in the same layer and made of the same material.
  • (14) comprising a stacked portion including a first semiconductor layer and a second semiconductor layer stacked on the first surface side of the first semiconductor layer;
  • the laminated portion is a chip area; and a scribe area located on the outer periphery of the chip area,
  • the scribe area is a first pad piece provided on a second surface side of the first semiconductor layer that is opposite to the first surface; a second pad piece provided on a third surface side of the second semiconductor layer facing the first semiconductor layer; a first through via that penetrates between the first surface and the second surface of the first semiconductor layer and connects the first pad piece and the second pad piece;
  • the first pad piece and the second pad piece are arranged along an edge of the scribe area, In the semiconductor device, the first through via is arranged at a position away from the edge.
  • a stacked portion including a first semiconductor layer and a second semiconductor layer stacked on the first surface side of the first semiconductor layer;
  • the laminated portion is a chip area; and a scribe area located on the outer periphery of the chip area,
  • the chip area is an element area where the element is placed; a peripheral region located between the element region and the scribe region,
  • the laminated portion has a guard ring structure provided in the peripheral area,
  • the guard ring structure is a first guard ring provided on a second surface side of the first semiconductor layer that is opposite to the first surface; a second guard ring provided on a third surface side of the second semiconductor layer facing the first semiconductor layer;
  • a semiconductor device comprising: a second through via that penetrates between the first surface and the second surface of the first semiconductor layer and connects the first guard ring and the second guard ring.
  • the first guard ring, the second guard ring, and the second through via are arranged so as to surround the element region in a plan view from the thickness direction of the laminated portion.
  • semiconductor devices a first connection pad provided on the first surface side of the first semiconductor layer; a second connection pad provided on the third surface side of the second semiconductor layer; the first connection pad and the second connection pad are joined to each other,
  • Photodetector 2 Semiconductor chip 2A Pixel region 2B Peripheral region 3 Pixel 4 Vertical drive circuit 5 Column signal processing circuit 6 Horizontal drive circuit 7 Output circuit 8 Control circuit 10 Pixel drive line 11 Vertical signal line 12 Horizontal signal line 13 Logic circuit 14 Bonding pad 15 Readout circuit 20, 50, 80, 410, 450, 480 Semiconductor layer 20a Photoelectric conversion region 20b Separation region 30, 40, 60, 70, 420, 440, 470, 490 Wiring layer 31, 41, 55, 61, 71, 421, 441, 461, 471, 491 Insulating film 32, 42, 62, 72, 422, 462, 492 Wiring 33, 43 Connection pad 34, 44, 74 Via (contact) 42D, 72D Dummy wiring 50a First region 50b Second region 51 First conductor 52 Second conductor 63, 63D, 73, 73D Connection pad 65 Silicon cover film 90 Light collecting layer 91 Color filter 92 On-chip lens 110, 310 First Substrate section 120, 320 Second substrate section 130,

Abstract

チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、チップの理論収量の低下を抑制することが可能な積層基板及び半導体装置を提供する。積層基板は、第1半導体層と、第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備える。積層部は、複数のチップ領域とスクライブ領域とを有する。スクライブ領域は、ダイシングラインと、チップ領域の特性を測定するための測定部と、を有する。測定部は、第1半導体層の第1面の反対側である第2面側に設けられた第1パッドと、第2半導体層において第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2パッドと、第1半導体層の第1面と第2面との間を貫通し、第1パッドと第2パッドとを接続する第1貫通ビアと、を有する。積層部の厚さ方向からの平面視で、第1パッド及び第2パッドはそれぞれダイシングラインと重なり、かつ第1貫通ビアはダイシングラインから離れている。

Description

積層基板及び半導体装置
 本開示は、積層基板及び半導体装置に関する。
 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像装置の製造時には、半導体ウェハ内に撮像装置であるチップが積層により複数形成された後、半導体ウェハがダイシングにより個片化される。
 このようなチップの特性を測定して良否判定を行うために、半導体ウェハが個片化されていない状態で、検査回路を用いてチップの特性が測定される場合がある。この検査回路や、検査回路に接続される測定パッドは、半導体ウェハのスクライブ領域上に配置される場合がある。
 測定パッドが配置されたスクライブ領域を切断しようとすると、例えばダイシングブレードが目詰まりしてチッピングが生じる場合がある。チッピングが生じると、スクライブ領域から素子領域内へクラックが伸展して、製造時の歩留まりが低下する可能性がある。
 このような可能性を低減する技術として、特許文献1に開示された技術がある。特許文献1には、検査回路と測定パッドとが配置される測定用領域と、半導体ウェハの個片化時に切削されるダイシングラインとをスクライブ領域に設けるとともに、測定用領域はダイシングラインとチップ領域との間に位置するようにすることが開示されている。
国際公開第2016/143553号
 特許文献1に開示された技術では、スクライブ領域内に測定用領域とは別に専用のダイシングラインが設けられる。このため、スクライブ領域が幅広となり、半導体ウェハ1枚当たりの、チップの理論収量が低下する可能性がある。
 本開示はこのような事情に鑑みてなされたもので、チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、チップの理論収量の低下を抑制することが可能な積層基板及び半導体装置を提供することを目的とする。
 本開示の一態様に係る積層基板は、第1半導体層と、前記第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備える。前記積層部は、複数のチップ領域と、前記複数のチップ領域のうち、隣り合う一のチップ領域と他のチップ領域との間に位置するスクライブ領域とを有する。前記スクライブ領域は、前記複数のチップ領域を個片化する際に切削される予定のダイシングラインと、前記チップ領域の特性を測定するための測定部と、を有する。前記測定部は、前記第1半導体層の前記第1面の反対側である第2面側に設けられた第1パッドと、前記第2半導体層において前記第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2パッドと、前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1パッドと前記第2パッドとを接続する第1貫通ビアと、を有する。前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1パッド及び前記第2パッドはそれぞれ前記ダイシングラインと重なり、かつ前記第1貫通ビアは前記ダイシングラインから離れている。
 これによれば、ダイシングブレードが第1貫通ビアを切削することを防ぐことができるため、ダイシングブレードの目詰まりを抑制することができ、チッピングの発生を抑制することができる。チッピングの発生を抑制するために、スクライブ領域内に測定部が配置されるラインとは別に専用のダイシングラインを設ける必要はない。したがって、チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、チップの理論収量の低下を抑制することが可能である。
 本開示の一態様に係る半導体装置は、第1半導体層と、前記第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備える。前記積層部は、チップ領域と、前記チップ領域の外周に位置するスクライブ領域とを有する。前記スクライブ領域は、前記第1半導体層の前記第1面の反対側である第2面側に設けられた第1パッド片と、前記第2半導体層において前記第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2パッド片と、前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1パッド片と前記第2パッド片とを接続する第1貫通ビアと、を有する。前記第1パッド片及び前記第2パッド片は、前記スクライブ領域の縁端に沿って配置されている。前記第1貫通ビアは、前記縁端から離れた位置に配置されている。
 これによれば、第1貫通ビアは、ダイシング後のスクライブ領域に残されている。ダイシングブレードは、第1貫通ビアを切削していないので、目詰まりを抑制することができ、チッピングの発生を抑制することができる。チッピングの発生を抑制するために、スクライブ領域内に測定部が配置されるラインとは別に専用のダイシングラインを設ける必要はない。したって、チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、チップの理論収量の低下を抑制することが可能である。
 本開示の別の態様に係る半導体装置は、第1半導体層と、前記第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備える。前記積層部は、チップ領域と、前記チップ領域の外周に位置するスクライブ領域とを有する。前記チップ領域は、素子が配置される素子領域と、前記素子領域と前記スクライブ領域との間に位置する周辺領域とを有する。前記積層部は、前記周辺領域に設けられたガードリング構造を有する。前記ガードリング構造は、前記第1半導体層の前記第1面の反対側である第2面側に設けられた第1ガードリングと、前記第2半導体層において前記第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2ガードリングと、前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1ガードリングと前記第2ガードリングとを接続する第2貫通ビアと、を有する。
 これによれば、ダイシング工程でチッピングが発生しても、素子領域へのクラックの伸展をガードリング構造で抑制することができる。チッピングの発生を抑制するために、スクライブ領域内に測定部が配置されるラインとは別に専用のダイシングラインを設ける必要はない。したって、チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、チップの理論収量の低下を抑制することが可能である。
図1は、本開示の実施形態1に係る光検出装置の構成例を示すチップレイアウト図である。 図2は、本開示の実施形態1に係る光検出装置の構成例を示すブロック図である。 図3は、本開示の実施形態1に係る光検出装置の画素の構成例を示す等価回路図である。 図4は、本開示の実施形態1に係る光検出装置の構成例を示す断面図である。 図5は、本開示の実施形態1に係る積層基板の構成例を示す平面図である。 図6は、本開示の実施形態1に係る積層基板のダイシングラインを示す平面図である。 図7は、本開示の実施形態1に係る積層基板のスクライブ領域を拡大して示す平面図である。 図8は、図7に示す平面図をX1-X1´線で切断した断面図である。 図9は、本開示の実施形態1に係る積層基板をダイシングして個片化した状態を示す断面図である。 図10は、本開示の実施形態1に係る貫通ビアの具体例を示す断面図である。 図11は、貫通ビアと第1パッドP1との間の距離、貫通ビアとダイシングラインとの間の距離と、の関係を例示する平面図である。 図12は、本開示の実施形態1の変形例1-1に係る第2パッドの構成を示す平面図である。 図13は、本開示の実施形態1の変形例1-2に係る第2パッドの構成を示す平面図である。 図14は、本開示の実施形態1の変形例2に係る積層基板の構成を示す平面図である。 図15は、本開示の実施形態1の変形例2に係る積層基板のダイシングラインを示す平面図である。 図16は、本開示の実施形態1の変形例2に係る積層基板の構成を示す断面図である。 図17は、本開示の実施形態1の変形例2に係る積層基板をダイシングして個片化した状態を示す断面図である。 図18は、本開示の実施形態2に係る積層基板の構成を示す断面図である。 図19は、本開示の実施形態2に係る積層基板をダイシングして個片化した状態を示す断面図である。 図20は、本開示の実施形態2の変形例に係る積層基板の構成を示す断面図である。 図21は、本開示の実施形態2の変形例に係る積層基板をダイシングして個片化した状態を示す断面図である。 図22は、本開示の実施形態3に係る積層基板の構成例を示す断面図である。 図23は、図22に示す断面図において、ガードリング構造の一部を拡大して示す断面図である。 図24は、本開示の実施形態3に係る積層基板をダイシングして個片化した状態を示す断面図である。 図25は、本開示の実施形態3に係る積層基板の構成例を示す平面図である。 図26Aは、貫通ビアの平面視による形状例1を示す平面図である。 図26Bは、貫通ビアの平面視による形状例2を示す平面図である。 図26Cは、貫通ビアの平面視による形状例3を示す平面図である。 図26Dは、貫通ビアの平面視による形状例4を示す平面図である。 図26Eは、貫通ビアの平面視による形状例5を示す平面図である。 図27は、本開示に係る技術(本技術)が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 図28は、図27に示すカメラヘッド及びCCUの機能構成の一例を示すブロック図である。 図29は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 図30は、撮像部の設置位置の例を示す図である。
 以下において、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
 また、以下の説明における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本開示の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を90°回転して観察すれば上下は左右に変換して読まれ、180°回転して観察すれば上下は反転して読まれることは勿論である。
 また、以下の説明では、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の文言を用いて、方向を説明する場合がある。例えば、Z軸方向は、後述する積層部201、301の厚さ方向である。X軸方向及びY軸方向は、Z軸方向と直交する方向である。X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに直交する。
 <実施形態1>
 実施形態1では、裏面照射型のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサである光検出装置に本技術を適用した一例について説明する。
(光検出装置の全体構成)
 図1は、本開示の実施形態1に係る光検出装置1の構成例を示すチップレイアウト図である。まず、光検出装置1の全体構成について説明する。図1に示すように、本開示の実施形態1に係る光検出装置1(本開示の「半導体装置」の一例)は、平面視したときの二次元平面形状が方形状の半導体チップ2を主体に構成されている。すなわち、光検出装置1は、半導体チップ2に搭載されている。光検出装置1は、光学系(光学レンズ)を介して被写体からの像光(入射光)を取り込み、撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
 図1に示すように、光検出装置1が搭載された半導体チップ2は、互いに交差するX軸方向及びY軸方向を含む二次元平面において、中央部に設けられた方形状の画素領域2A(本開示の「素子領域」の一例)と、画素領域2Aの外側に画素領域2Aを囲むようにして設けられた周辺領域2Bとを備えている。
 画素領域2Aは、光学系により集光される光を受光する受光面である。そして、画素領域2Aには、X軸方向及びY軸方向を含む二次元平面において複数の画素3(本開示の「素子」、「センサ素子」の一例)が行列状に配置されている。換言すれば、画素3は、二次元平面内で互いに交差するX軸方向及びY軸方向のそれぞれの方向に繰り返し配置されている。なお、本実施形態においては、一例としてX軸方向とY軸方向とが直交している。また、X軸方向とY軸方向との両方に直交する方向がZ軸方向(厚み方向)である。
 図1に示すように、周辺領域2Bには、複数のボンディングパッド14が配置されている。複数のボンディングパッド14の各々は、例えば、半導体チップ2の二次元平面における4つの辺の各々の辺に沿って配列されている。複数のボンディングパッド14の各々は、半導体チップ2を外部装置と電気的に接続する際に用いられる入出力端子である。
 図2は、本開示の実施形態1に係る光検出装置1の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、半導体チップ2は、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、水平駆動回路6、出力回路7及び制御回路8などを含むロジック回路13を備えている。ロジック回路13は、電界効果トランジスタとして、例えば、nチャネル導電型のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)及びpチャネル導電型のMOSFETを有するCMOS(Complenentary MOS)回路で構成されている。
 垂直駆動回路4は、例えばシフトレジスタによって構成されている。垂直駆動回路4は、所望の画素駆動線10を順次選択し、選択した画素駆動線10に画素3を駆動するためのパルスを供給し、各画素3を行単位で駆動する。即ち、垂直駆動回路4は、画素領域2Aの各画素3を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素3の光電変換素子が受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素3からの画素信号を、垂直信号線11を通してカラム信号処理回路5に供給する。
 カラム信号処理回路5は、例えば画素3の列毎に配置されており、1行分の画素3から出力される信号に対して画素列毎にノイズ除去等の信号処理を行う。例えばカラム信号処理回路5は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS(Correlated Double Sampling:相関2重サンプリング)及びAD(Analog Digital)変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路5の出力段には水平選択スイッチ(図示せず)が水平信号線12との間に接続されて設けられる。
 水平駆動回路6は、例えばシフトレジスタによって構成されている。水平駆動回路6は、水平走査パルスをカラム信号処理回路5に順次出力することによって、カラム信号処理回路5の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路5の各々から信号処理が行われた画素信号を水平信号線12に出力させる。
 出力回路7は、カラム信号処理回路5の各々から水平信号線12を通して順次に供給される画素信号に対し、信号処理を行って出力する。信号処理としては、例えば、バッファリング、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を用いることができる。
 制御回路8は、垂直同期信号、水平同期信号、及びマスタクロック信号に基づいて、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、及び水平駆動回路6等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路8は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、及び水平駆動回路6等に出力する。
 図3は、本開示の実施形態1に係る光検出装置1の画素3の構成例を示す等価回路図である。図3に示すように、画素3は、光電変換素子PDと、光電変換素子PDで光電変換された信号電荷を蓄積(保持)する電荷蓄積領域(フローティングディフュージョン:Floating Diffusion)FDと、この光電変換素子PDで光電変換された信号電荷を電荷蓄積領域FDに転送する転送トランジスタTRと、を備えている。また、画素3は、電荷蓄積領域FDに電気的に接続された読出し回路15を備えている。
 光電変換素子PDは、受光量に応じた信号電荷を生成する。光電変換素子PDはまた、生成された信号電荷を一時的に蓄積(保持)する。光電変換素子PDは、カソード側が転送トランジスタTRのソース領域と電気的に接続され、アノード側が基準電位線(例えばグランド)と電気的に接続されている。光電変換素子PDとしては、例えばフォトダイオードが用いられている。
 転送トランジスタTRのドレイン領域は、電荷蓄積領域FDと電気的に接続されている。転送トランジスタTRのゲート電極は、画素駆動線10(図2参照)のうちの転送トランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
 電荷蓄積領域FDは、光電変換素子PDから転送トランジスタTRを介して転送された信号電荷を一時的に蓄積して保持する。
 読出し回路15は、電荷蓄積領域FDに蓄積された信号電荷を読み出し、信号電荷に基づく画素信号を出力する。読出し回路15は、これに限定されないが、画素トランジスタとして、例えば、増幅トランジスタAMPと、選択トランジスタSELと、リセットトランジスタRSTと、を備えている。これらのトランジスタ(AMP,SEL,RST)は、例えば、酸化シリコン膜(SiO2膜)からなるゲート絶縁膜と、ゲート電極と、ソース領域及びドレイン領域として機能する一対の主電極領域と、を有するMOSFETで構成されている。また、これらのトランジスタとしては、ゲート絶縁膜が窒化シリコン膜(Si3N4膜)、或いは窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜などの積層膜からなるMISFET(Metal Insulator Semiconductor FET)でも構わない。
 増幅トランジスタAMPは、ソース領域が選択トランジスタSELのドレイン領域と電気的に接続され、ドレイン領域が電源線Vdd及びリセットトランジスタのドレイン領域と電気的に接続されている。そして、増幅トランジスタAMPのゲート電極は、電荷蓄積領域FD及びリセットトランジスタRSTのソース領域と電気的に接続されている。
 選択トランジスタSELは、ソース領域が垂直信号線11(VSL)と電気的に接続され、ドレインが増幅トランジスタAMPのソース領域と電気的に接続されている。そして、選択トランジスタSELのゲート電極は、画素駆動線10(図2参照)のうちの選択トランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
 リセットトランジスタRSTは、ソース領域が電荷蓄積領域FD及び増幅トランジスタAMPのゲート電極と電気的に接続され、ドレイン領域が電源線Vdd及び増幅トランジスタAMPのドレイン領域と電気的に接続されている。リセットトランジスタRSTのゲート電極は、画素駆動線10(図2参照)のうちのリセットトランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
(光検出装置の具体的な構成)
 次に、光検出装置1の具体的な構成について、図4を用いて説明する。
(1)積層構造
 図4は、本開示の実施形態1に係る光検出装置1の構成例を示す断面図である。図4に示すように、光検出装置1(半導体チップ2)は、集光層90と、第1基板部110と、第2基板部120と、第3基板部130とを備える。第1基板部110と、第2基板部120と、第3基板部130は、集光層90の側からこの順で積層した積層構造を有する。この積層構造を積層部201ともいう。
 第1基板部110は、集光層90の側から順に積層された、半導体層20と、配線層30とを有する。第2基板部120は、集光層90の側から順に積層された、配線層40と、半導体層50と、配線層60と、を含む。第3基板部130は、集光層90の側から順に積層された、配線層70と、半導体層80と、を含む。
 集光層90は、半導体層20の裏面S2側から、これに限定されないが、例えば、カラーフィルタ91と、オンチップレンズ92とがその順で積層された積層構造を有する。
 第1基板部110において、半導体層20は、後述の光電変換領域を有する。半導体層20の一方の面が主面S1であり、他方の面が光入射面である裏面S2である。配線層30は、半導体層20の主面S1に重ね合わされている。
 第2基板部120において、配線層40は、配線層30の半導体層20側の面と反対側の面に重ね合わされている。半導体層50は、トランジスタを複数有し、一方の面が主面S3であり他方の面が裏面S4である。主面S3が配線層40の配線層30側の面と反対側の面に重ね合わされている。配線層60は、半導体層50の裏面S4に重ね合わされている。
 第3基板部130において、配線層70は、配線層60の半導体層50側の面と反対側の面に重ね合わされている。半導体層80の主面S5は、配線層70の配線層60側の面と反対側の面に重ね合わされている。
 ここで、半導体層20の主面S1と、半導体層50の主面S3と、半導体層80の主面S5とをそれぞれ、素子形成面と呼ぶことがある。
 また、半導体層20と半導体層50とは、配線層30及び配線層40を介して、F2F(Face to Face)法で、すなわち素子形成面同士が向かい合うように、接合されている。さらに、半導体層50と半導体層80とは、配線層60及び配線層70を介して、B2F(Back to Face)法で、すなわち裏面と素子形成面とが向かい合うように、接合されている。
(2)各部の構成
 半導体層20は、半導体基板で構成されている。半導体層20は、第1導電型、例えばp型の、単結晶シリコン基板で構成されている。また、半導体層20のうち平面視で周辺領域2Bと重なる領域には、例えば、ボンディングパッド14が設けられている。そして、半導体層20のうち平面視で画素領域2Aと重なる領域には、光電変換領域20aが画素3毎に設けられている。例えば、分離領域20bで区画された島状の光電変換領域20aが画素3毎に設けられている。なお、画素3の数は、図4に限定されるものではない。
 光電変換領域20aは、図示は省略するが、第1導電型、例えばp型のウエル領域と、ウエル領域の内部に埋設された、第2導電型、例えばn型の半導体領域(光電変換部)とを有する。図3に示した光電変換素子PDは、半導体層20のウエル領域と光電変換部とを含む光電変換領域20aに構成されている。また、光電変換領域20aには、これに限定されないが、第2導電型、例えばn型の半導体領域である図示しない電荷蓄積領域とトランジスタT1とが設けられていても良い。トランジスタT1は、例えば、図3に示す転送トランジスタTRである。
 分離領域20bは、これに限定されないが、例えば、半導体層20に分離溝を形成し、この分離溝内に絶縁膜を埋め込んだトレンチ構造を有する。図4に示す例では、分離溝内に絶縁膜及び金属が埋め込まれている。
 配線層30は、絶縁膜31と、配線32と、接続パッド33と、ビア(コンタクト)34とを含む。配線32及び接続パッド33は、図示のように絶縁膜31を介して積層されている。接続パッド33は、配線層30の半導体層20側とは反対側の面に臨んでいる。ビア34は、半導体層20と配線32、配線32同士、及び配線32と接続パッド33等を接続している。また、配線32及び接続パッド33は、これに限定されないが、例えば、銅製であり、ダマシン法により形成されていても良い。
 配線層40は、絶縁膜41と、配線42と、接続パッド43と、ビア(コンタクト)44とを含む。配線42及び接続パッド43は、図示のように絶縁膜41を介して積層されている。接続パッド43は、配線層40の半導体層50側とは反対側の面に臨んでいて、接続パッド33と接合されている。ビア44は、半導体層50と配線42、配線42同士、及び配線42と接続パッド43等を接続している。また、配線42及び接続パッド43は、これに限定されないが、例えば、銅製であり、ダマシン法により形成されていても良い。
 半導体層50は、半導体基板で構成されている。半導体層50は、これには限定されないが、単結晶シリコン基板で構成されている。半導体層50は、第1導電型、例えばp型を呈する。半導体層50には、トランジスタT2が複数設けられている。より具体的には、トランジスタT2は、半導体層50のうち平面視で画素領域2Aと重なる領域に設けられている。トランジスタT2は、例えば、図3に示す読出し回路15を構成するトランジスタである。なお、半導体層50のうち、平面視で画素領域2Aと重なる領域と、平面視で周辺領域2Bと重なる領域と、を区別するために、周辺領域2Bと重なる領域を第1領域50aと呼び、画素領域2Aと重なる領域を第2領域50bと呼ぶ。
 半導体層50には、第1導体51及び第2導体52が設けられている。より具体的には、第1領域50aには、第1の幅を有し、第1の材料により構成されていて、半導体層50を厚み方向に沿って貫通している第1導体51が設けられている。そして、第2領域50bには、第1の幅より小さい第2の幅を有し、第1の材料とは異なる第2の材料により構成されていて、半導体層50を厚み方向に沿って貫通している第2導体52が設けられている。第1導体51及び第2導体52は、半導体層を貫通する導体(電極)である。本実施形態では半導体層は例えばシリコン製であるので、第1導体51及び第2導体52は、シリコン貫通電極(TSV、Through-Silicon Via)である。
 第1導体51は、これに限定されないが、例えば、電源線として用いられる。そのため、第1導体51は、電気的に低抵抗であることが好ましい。そこで、第1導体51を構成する第1の材料として、電気抵抗率が低い導電材料を用いることが好ましい。ここでは、第1の材料として、そのような導電材料の一例である銅を用いる。また、第1の幅を大きくすることにより、第1導体51の抵抗を小さくすることができる。第1導体51が設けられた第1領域50aは、素子や配線の配置密度が低いので、第1の幅を大きくすることができる。
 第2導体52はトランジスタT2が複数設けられた第2領域50bに設けられているので、第2導体52を、トランジスタT2同士の間の狭い領域に設けなければならない場合がある。そのため、第2の幅を小さくする必要がある。第2の幅を小さくすると、第2導体52のアスペクト比は高くなる。第2導体52のアスペクト比は、これに限定されないが、例えば、5以上になる場合がある。このようなアスペクト比では、第1の材料と同じ材料(ここでは、例えば銅)による埋め込みが難しい場合がある。そこで、第2導体52を構成する第2の材料として、アスペクト比の高い穴に対する埋込性が良好な導電材料を用いることが好ましい。そのような導電材料として、例えば、高融点金属を挙げることができる。高融点金属としては、例えば、タングステン(W)、コバルト(Co)、ルテニウム(Ru)又はそれらの少なくとも一つを含んだ金属材料を挙げることができる。ここでは、第2の材料として、タングステンを用いる。
 図4に示すように、配線層60は、絶縁膜61と、配線62と、接続パッド63と、シリコンカバー膜65とを含む。配線62及び接続パッド63は、図示のように絶縁膜61を介して積層されている。接続パッド63は、配線層60の半導体層50側とは反対側の面に臨んでいる。配線62及び接続パッド63は、これに限定されないが、例えば、銅製であり、ダマシン法により形成されていても良い。
 シリコンカバー膜65は、素子の発光映り込みを防止するために設けられていて、高融点酸化物により構成されている。
 図4に示すように、配線層70は、絶縁膜71と、配線72と、接続パッド73と、ビア(コンタクト)74とを含む。配線72及び接続パッド73は、図示のように絶縁膜71を介して積層されている。接続パッド73は、配線層70の半導体層80側とは反対側の面に臨んでいて、接続パッド63と接合されている。ビア74は、半導体層80と配線72、配線72同士、及び配線72と接続パッド73等を接続している。また、配線72及び接続パッド73は、これに限定されないが、例えば、銅製であり、ダマシン法により形成されていても良い。
 半導体層80は、半導体基板で構成されている。半導体層80は、第1導電型、例えばp型の、単結晶シリコン基板で構成されている。半導体層80には、トランジスタT3が複数設けられている。より具体的には、トランジスタT3は、半導体層80のうち平面視で画素領域2A及び周辺領域2Bと重なる領域に設けられている。トランジスタT3は、例えば、図2に示すロジック回路13を構成するトランジスタである。
 図4に示した光検出装置1は、第1基板部110と、第2基板部120と、第3基板部130とが積層された積層部201を有する積層基板200をダイシングにより個片化することで製造される。
(3)チップ領域とスクライブ領域
 図5は、本開示の実施形態1に係る積層基板200の構成例を示す平面図である。図5に示す積層基板200は、例えば、図4に示した第1基板部110と、第2基板部120と、第3基板部130とが積層された積層部201を有するウェハである。
 積層基板200には、複数のチップ領域R1が設けられている。複数のチップ領域R1は、積層基板200の厚さ方向(すなわち、第1基板部110と、第2基板部120と、第3基板部130とを有する積層部201の厚さ方向;例えば、Z軸方向)からの平面視で、X軸方向と、X軸方向と直交するY軸方向とにそれぞれ並んで配置されている。
 複数のチップ領域R1のうち、隣り合う一のチップ領域R1と他のチップ領域R1との間にスクライブ領域R2が設けられている。スクライブ領域R2は、X軸方向と、Y軸方向とにそれぞれ延びるように設けられている。
 図6は、本開示の実施形態1に係る積層基板200のダイシングラインR3を示す平面図である。図7は、本開示の実施形態1に係る積層基板200のスクライブ領域R2を拡大して示す平面図である。図8は、図7に示す平面図をX1-X1´線で切断した断面図である。図9は、本開示の実施形態1に係る積層基板200をダイシングして個片化した状態を示す断面図である。
 図6から図8に示すように、スクライブ領域R2は、複数のチップ領域R1を個片化する際に切削される予定のダイシングラインR3と、チップ領域R1の特性を測定するための測定部207とを有する。ダイシングブレードDBを用いて積層基板200のダイシングラインR3を切削することで、図9に示すように、積層基板200から半導体チップ2が個片化される。
(4)測定部
 図8に示すように、測定部207は、半導体層50の主面S3側に設けられた第1パッドP1と、半導体層80の主面S5側に設けられた第2パッドP2と、半導体層50の主面S3と裏面S4との間を貫通し、第1パッドP1と第2パッドP2とを接続する貫通ビア209と、を有する。例えば、第1パッドP1及び第2パッドP2は、配線層40の配線42と、貫通ビア209と、接続パッド63と、接続パッド73とを介して、互いに接続している。
 なお、半導体層50が、本開示の「第1半導体層」の一例となる。半導体層50の主面S3が、本開示の「第2面」の一例となる。半導体層80が、本開示の「第2半導体層」の一例となる。半導体層80の主面S5が、本開示の「第3面」の一例となる。半導体層50主面S3の反対側に位置する裏面S4が、本開示の「第1面」の一例となる。貫通ビア209が、本開示の「第1貫通ビア」の一例となる。接続パッド63が本開示の第1接続パッドの一例である。接続パッド73が本開示の第2接続パッドの一例である。
 また、半導体層50は例えばシリコン基板で構成されているため、貫通ビア209を、シリコン貫通電極(TSV)と呼んでもよい。
 第1パッドP1は、配線層30の絶縁膜31に設けられた開口部h1の底面に露出しており、例えばチップ領域R1の特性を測定するためのプローブ針(図示せず)との接触が可能となっている。プローブ針を介して測定されるチップ領域R1の特性として、例えば、チップ領域R1に形成された第1導体51の抵抗特性や、チップ領域R1に形成された接続パッド63と接続パッド73との間の導通特性等が挙げられる。
 例えば、測定部207の貫通ビア209と、チップ領域R1の第1導体51(図4参照)とが同一工程で同時に形成される。貫通ビア209は、第1導体51と同一の層に設けられ、第1導体51と同一の構成を有する。この場合、第1パッドP1と第2パッドP2との間の抵抗値を測定することで、第1導体51の抵抗特性を間接的に測定することができる。この測定結果に基づいて、第1導体51の製造プロセスを評価することが可能である。
 また、測定部207の接続パッド63及び接続パッド73と、チップ領域R1の接続パッド63及び接続パッド73とが同一工程で同時に接合される。この場合、第1パッドP1と第2パッドP2との間の抵抗値を測定することで、チップ領域R1における接続パッド63と接続パッド73との間の導通特性を間接的に測定することが可能である。この測定結果に基づいて、チップ領域R1における接続パッド63と接続パッド73との接合プロセスを評価することが可能である。
 積層部201の厚さ方向(例えば、Z軸方向)からの平面視で、第1パッドP1及び第2パッドP2の形状は、例えばそれぞれが矩形である。Z軸方向からの平面視で、第1パッドP1及び第2パッドP2は、例えば、互いに同一の形状で、同一の大きさを有する。
 貫通ビア209は、第1パッドP1の矩形の4つの角部の1つ以上に配置されており、好ましくは2つ以上に配置されている。例えば、図7に示すように、貫通ビア209は、矩形の4つの角部の全てに配置されていてもよい。または、後述の図11に示すように、貫通ビア209は、矩形の4つの角部の2つであって、矩形の対角線上で向かい合う位置に配置されていてもよい。
 第1パッドP1及び第2パッドP2はそれぞれ、例えばアルミニウム(Al)又はAl合金で構成されている。または、第1パッドP1及び第2パッドP2はそれぞれ、例えば銅(Cu)又はCu合金で構成されていてもよい。配線42、貫通ビア209、接続パッド63及び接続パッド73はそれぞれ、例えば銅(Cu)又はCu合金で構成されている。接続パッド63と接続パッド73は、その構成材料であるCu同士が直接接合している(すなわち、Cu-Cu接合している。)。
 図6から図8に示すように、積層基板200の厚さ方向(例えば、Z軸方向)からの平面視で、第1パッドP1及び第2パッドP2は、ダイシングラインR3と重なる位置に配置されている。一方、貫通ビア209は、ダイシングラインR3から離れた位置に配置されている。これにより、積層基板200から半導体チップ2を個片化する際に、ダイシングブレードDBが貫通ビア209を切削することを防ぐことができる。貫通ビア209を構成する材料(例えば、Cu)により、ダイシングブレードDBが目詰まりすることを抑制することができる。
 また、貫通ビア209はダイシングラインR3から離れた位置に配置されているため、図9に示すように、個片化された半導体チップ2では、貫通ビア209は積層部201の端面201sから離れている。貫通ビア209は、端面201sに露出していない。この端面201sは、ダイシング後のスクライブ領域R2´(すなわち、個片化された半導体チップ2の外周領域R2´)の端面でもある。
 一方、第1パッドP1及び第2パッドP2は、ダイシングラインR3と重なる位置に配置されている。このため、図9に示すように、個片化された半導体チップ2では、第1パッド片P11の側面と、第2パッド片P21の側面とが、積層部201の端面201sにそれぞれ露出している。第1パッド片P11は、ダイシングにより、隣接する半導体チップ2間で分割された第1パッドP1の分割片である。第2パッド片P21は、ダイシングにより、隣接する半導体チップ2間で分割された第2パッドP2の分割片である。
 図10は、本開示の実施形態1に係る貫通ビア209の具体例を示す断面図である。図10に示すように、貫通ビア209は、第2半導体層を貫通する貫通孔h2内に絶縁膜55を介して配置されており、配線層40の配線42と、配線層60の接続パッド63とを接続している。貫通ビア209の側面はバリアメタルBMで覆われていてもよい。また、貫通ビア209と配線42との間や、貫通ビア209と接続パッド63との間にバリアメタルBMが介在していてもよい。
 バリアメタルBMは、例えばチタン(Ti)、Ti合金、タンタル(Ta)又はTa合金で構成されている。あるいは、バリアメタルBMは、Ti、Ti合金、Ta又はTa合金のうちの1つ以上を含む積層膜で構成されていてもよい。
 図11は、貫通ビア209と第1パッドP1との間の距離L1x、L1y(本開示の「最短距離L1」の一例)と、貫通ビア209とダイシングラインR3との間の最短距離L2と、の関係を例示する平面図である。図11において、距離L1xは、貫通ビア209と第1パッドP1との間のX軸方向における最短距離である。距離L1yは、貫通ビア209と第1パッドP1との間のY軸方向における最短距離である。図11では、貫通ビア209とダイシングラインはY軸方向で向かい合うように配置されているため、距離L2は、貫通ビア209とダイシングラインR3との間のY軸方向における最短距離である。
 本開示の実施形態では、L1x<L2であることが好ましく、L1y<L2であることが好ましい。また、L1x<L2、かつ、L1y<L2であることがより好ましい。このように、貫通ビア209とダイシングラインR3との間の距離L2が大きく確保されることにより、例えば、ダイシング工程でダイシングブレードDB(図8参照)がダイシングラインR3から多少位置ずれするような場合でも、ダイシングブレードDBが貫通ビア209に接触することを防ぐことができる。
(実施形態1の効果)
 以上説明したように、本開示の実施形態1に係る積層基板200(ウェハ)は、半導体層50と、半導体層50の裏面S4側に積層された半導体層80と、を有する積層部201を備える。積層部201は、複数のチップ領域R1と、複数のチップ領域R1のうち、隣り合う一のチップ領域R1と他のチップ領域R1との間に位置するスクライブ領域R2とを有する。スクライブ領域R2は、複数のチップ領域R1を個片化する際に切削される予定のダイシングラインR3と、チップ領域R1の特性を測定するための測定部207と、を有する。
 測定部207は、半導体層50の裏面S4の反対側である主面S3側に設けられた第1パッドP1と、半導体層80において半導体層50と向かい合う主面S5側に設けられた第2パッドP2と、半導体層50の裏面S4と主面S3との間を貫通し、第1パッドP1と第2パッドP2とを接続する貫通ビア209と、を有する。例えば、貫通ビア209は、配線42と接続パッド63、73を介して、第1パッドP1と第2パッドP2とを接続する。積層部201の厚さ方向(例えば、Z軸方向)からの平面視で、第1パッドP1及び第2パッドP2 はそれぞれダイシングラインR3と重なり、かつ貫通ビア209はダイシングラインR3から離れている。
 これによれば、ダイシングブレードDBが貫通ビア209を切削することを防ぐことができるため、ダイシングブレードDBの目詰まりを抑制することができ、チッピングの発生を抑制することができる。チッピングの発生を抑制するために、スクライブ領域R2内に測定部207が配置されるラインとは別に専用のダイシングラインを設ける必要はない。したがって、チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、半導体チップ2の理論収量の低下を抑制することが可能である。
 本開示の実施形態1に係る光検出装置1(半導体チップ2)は、半導体層50と、半導体層50の裏面S4側に積層された半導体層80と、を有する積層部201を備える。積層部201は、チップ領域R1と、チップ領域R1の外周に位置する(ダイシング後の)スクライブ領域R2´とを有する。スクライブ領域R2´は、半導体層50の裏面S4の反対側である主面S3側に設けられた第1パッド片P11と、半導体層80において半導体層50と向かい合う主面S5側に設けられた第2パッド片P21と、半導体層50の裏面S4と主面S3との間を貫通し、第1パッド片P11と第2パッド片P21とを接続する貫通ビア209と、を有する。
 例えば、貫通ビア209は、配線42と接続パッド63、73を介して、第1パッド片P11と第2パッド片P21とを接続する。第1パッド片P11及び第2パッド片P21は、ダイシング後のスクライブ領域R2´の縁端に沿って配置されている。貫通ビア209は、ダイシング後のスクライブ領域R2´の縁端から離れた位置に配置されている。
 これによれば、貫通ビア209は、ダイシング後のスクライブ領域R2´に残されている。ダイシングブレードDBは、貫通ビア209を切削していないので、目詰まりを抑制することができ、チッピングの発生を抑制することができる。チッピングの発生を抑制するために、ダイシング前のスクライブ領域R2内に測定部207が配置されるラインとは別に専用のダイシングラインを設ける必要はない。したって、チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、半導体チップ2の理論収量の低下を抑制することが可能である。
(実施形態1の変形例)
(1)変形例1
 上記の実施形態1では、積層部201の厚さ方向(例えば、Z軸方向)からの平面視で、第1パッドP1及び第2パッドP2が互いに同一の形状で、同一の大きさを有することを説明した。しかしながら、本開示の実施形態はこれに限定されない。例えば、プローブ針が接触しない第2パッドP2は、プローブ針が接触する第1パッドP1と比べて、低面積であってもよい。
 図12は、本開示の実施形態1の変形例1-1に係る第2パッドP2Aの構成を示す平面図である。図13は、本開示の実施形態1の変形例1-2に係る第2パッドP2Bの構成を示す平面図である。図12に示すように、変形例1-1に係る第2パッドP2Aは、Z軸方向からの平面視で、格子の枠状に形成されている。図13に示すように、変形例1-2に係る第2パッドP2Bは、Z軸方向からの平面視で、貫通ビア209の直下とその周辺のみに配置された形状を有する。
 第2パッドP2A、P2Bのいずれにおいても、貫通ビア209と接触するエリアにAl等の導体210が配置されている。このため、第2パッドP2A、P2Bは、第1貫通ビアを介して、第1パッドP1と導通可能となっている。
 Z軸方向からの平面視で、第1パッドP1よりも、第2パッドP2Aの方が面積が小さい。第2パッドP2Aのように、貫通ビア209との接触を確保しつつ導体210の面積を低減することで、ダイシングブレードDB(図8参照)で切削する第2パッドP2の導体210の体積(=面積×厚さ)を低減することができる。
 また、第1パッドP1よりも、第2パッドP2Bの方が面積が小さい。第2パッドP2Bのように、導体210の面積を貫通ビア209との接触に必要な最小面積にすることで、ダイシングブレードDBで切削する第2パッドP2の導体210の体積(=面積×厚さ)をさらに低減することができ、例えばゼロ(0)にすることができる。
 貫通ビア209だけでなく、ダイシングブレードDBで切削されるAl等の導体210についても、その体積が小さいほど、ダイシングブレードDBの目詰まりをさらに抑制することが可能となる。したがって、第2パッドP2A、P2Bなどのように、ダイシングブレードDBで切削される導体210の体積を低減することで、チッピングの発生をさらに抑制することが可能となる。なお、この変形例1の構成は、後述の変形例2(ダブルスクライブ)においても適用可能である。
(2)変形例2
 上記の実施形態1では、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ延設された各スクライブ領域に、測定部207がX軸方向及びY軸方向にそれぞれ1列に並んで配置される態様(以下、シングルスクライブ)を示した。しかしながら、本開示の実施形態は、シングルスクライブに限定されない。本開示の実施形態は、例えば、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ延設された各スクライブ領域に、測定部207がX軸方向及びY軸方向にそれぞれ2列に並んで配置される態様(以下、ダブルスクライブ)であってもよい。
 図14は、本開示の実施形態1の変形例2に係る積層基板200Aの構成を示す平面図である。図15は、本開示の実施形態1の変形例2に係る積層基板200AのダイシングラインR3を示す平面図である。図16は、本開示の実施形態1の変形例2に係る積層基板200Aの構成を示す断面図である。図17は、本開示の実施形態1の変形例2に係る積層基板200Aをダイシングして個片化した状態を示す断面図である。
 図14から図17に示すように、実施形態1の変形例2に係る積層基板200Aは、ダブルスクライブである。ダブルスクライブでは、積層部201の厚さ方向(例えば、Z軸方向)からの平面視で、2列に並ぶ測定部207のうちの、1列と重なる位置にダイシングラインR3が設定される。図16に示すように、2列に並ぶ測定部207のうちの、1列と重なる位置に設定されたダイシングラインR3をダイシングブレードDBで切削することで、図17に示すように、積層基板200Aから半導体チップ2が個片化される。
 この変形例2においても、貫通ビア209は、ダイシングラインR3から離れた位置に配置されている。これにより、積層基板200Aから半導体チップ2を個片化する際に、ダイシングブレードDBが貫通ビア209を切削することを防ぐことができる。貫通ビア209を構成する材料(例えば、Cu)により、ダイシングブレードDBが目詰まりすることを抑制することができる。
(3)変形例3
 上記の実施形態1では、積層基板200と、積層基板200から個片化される半導体チップ2とが、第1基板部110、第2基板部120及び第3基板部130の3層を積層した構造(以下、3層積層構造)を有する場合を示した。しかしながら、本開示の実施形態において、積層基板200と、積層基板200から個片化される半導体チップ2は、3層積層構造に限定されない。
 積層基板200と、積層基板200から個片化される半導体チップ2は、例えば、第1基板部110、第2基板部120及び第3基板部130に、第4基板部を積層した4層積層構造であってもよいし、5層以上の積層構造であってもよい。また、第1基板部110と第2基板部120とを積層した2層積層構造であってもよい。変形例2で示したダブルスクライブの積層基板200Aにおいても同様である。
<実施形態2>
 上記の実施形態1では、半導体チップ2が光検出装置1であることを説明した。しかしながら、本開示の実施形態において、半導体チップ2は光検出装置1に限定されない。半導体チップ2は、光電変換素子PD(図3参照)が設けられていない半導体装置であってもよく、例えば大規模集積回路(LSI)であってもよい。実施形態2では、LSIに本技術を適用した一例について説明する。
(構成)
 図18は、本開示の実施形態2に係る積層基板300の構成を示す断面図である。図19は、本開示の実施形態2に係る積層基板300をダイシングして個片化した状態を示す断面図である。図18に示す積層基板300は、第1基板部310と、第2基板部320とが積層された積層部301を有するウェハである。積層基板300には、LSIを含む半導体チップ2が複数形成されている。
 図18に示すように、第1基板部310は、半導体層410(本開示の「第1半導体層」の一例)と、半導体層410の主面S11(本開示の「第1面」の一例)側に設けられた配線層420と、配線層420上に設けられたパシベーション膜430と、半導体層410の裏面S12(本開示の「第2面」の一例)側に設けられた配線層440と、第1パッドP1と、貫通ビア209(本開示の「第1貫通ビア」の一例)と、を有する。配線層420は、絶縁膜421と、配線422とを有する。配線層440は、絶縁膜441と、接続パッド63とを有する。
 配線層420の絶縁膜421と、パシベーション膜430とには開口部h11が設けられている。第1パッドP1は、この開口部h11の底面で露出している。
 貫通ビア209は、半導体層410の主面S11と裏面S12との間を貫通している。貫通ビア209の一端は主面S11側の配線422に接続し、他端は裏面S12側の接続パッド63に接続している。
 半導体層410は、例えばシリコン基板である。このため、半導体層410を貫通する貫通ビア209を、シリコン貫通電極(TSV)と呼んでもよい。
 第2基板部320は、半導体層450(本開示の「第2半導体層」の一例)と、半導体層450の主面S13(本開示の「第3面」の一例)側に設けられた配線層420と、第2パッドP2とを有する。配線層420は、絶縁膜461と、配線462と、接続パッド73とを有する。半導体層450は、例えばシリコン基板である。
 配線422、462、貫通ビア209、接続パッド63及び接続パッド73はそれぞれ、例えば銅(Cu)又はCu合金で構成されている。接続パッド63と接続パッド73は、その構成材料であるCu同士が直接接合している(すなわち、Cu-Cu接合している。)。
 図18に示すように、スクライブ領域R2は、複数のチップ領域R1を個片化する際に切削される予定のダイシングラインR3と、チップ領域R1の特性を測定するための測定部207とを有する。ダイシングブレードDBを用いて積層基板300のダイシングラインR3を切削することで、図19に示すように、積層基板300から半導体チップ2が個片化される。
 積層基板300において、貫通ビア209は、ダイシングラインR3から離れた位置に配置されている。これにより、図19に示すように、個片化された半導体チップ2においても、貫通ビア209は積層部301の端面301sから離れている。貫通ビア209は、端面301sに露出していない。この端面301sは、ダイシング後のスクライブ領域R2´(すなわち、個片化された半導体チップ2の外周領域R2´)の端面でもある。貫通ビア209は、ダイシング後のスクライブ領域R2´の縁端から離れた位置に配置されている。
 一方、第1パッドP1及び第2パッドP2は、ダイシングラインR3と重なる位置に配置されている。これにより、図19に示すように、個片化された半導体チップ2では、第1パッド片P11の側面と、第2パッド片P21の側面とが、積層部301の端面301sにそれぞれ露出している。第1パッド片P11及び第2パッド片P21は、ダイシング後のスクライブ領域R2´の縁端に沿って配置されている。
(実施形態2の効果)
 以上説明したように、本開示の実施形態2に係る積層基板300(ウェハ)は、半導体層410と、半導体層410の裏面S12側に積層された半導体層450と、を有する積層部301を備える。積層部301は、複数のチップ領域R1と、複数のチップ領域R1のうち、隣り合う一のチップ領域R1と他のチップ領域R1との間に位置するスクライブ領域R2とを有する。スクライブ領域R2は、複数のチップ領域R1を個片化する際に切削される予定のダイシングラインR3と、チップ領域R1の特性を測定するための測定部207と、を有する。
 測定部207は、半導体層410の裏面S12の反対側である主面S11側に設けられた第1パッドP1と、半導体層450において半導体層410と向かい合う主面S13側に設けられた第2パッドP2と、半導体層410の裏面S12と主面S11との間を貫通し、第1パッドP1と第2パッドP2とを接続する貫通ビア209と、を有する。例えば、貫通ビア209は、配線42と接続パッド63、73を介して、第1パッドP1と第2パッドP2とを接続する。積層部301の厚さ方向(例えば、Z軸方向)からの平面視で、第1パッドP1及び第2パッドP2 はそれぞれダイシングラインR3と重なり、かつ貫通ビア209はダイシングラインR3から離れている。
 これによれば、ダイシングブレードDBが貫通ビア209を切削することを防ぐことができるため、ダイシングブレードDBの目詰まりを抑制することができ、チッピングの発生を抑制することができる。チッピングの発生を抑制するために、スクライブ領域R2内に測定部207が配置されるラインとは別に専用のダイシングラインを設ける必要はない。したがって、チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、半導体チップ2の理論収量の低下を抑制することが可能である。
(実施形態2の変形例)
 実施形態2において、積層基板300と、積層基板300から個片化される半導体チップ2は、2層積層構造に限定されない。積層基板300と、積層基板300から個片化される半導体チップ2は、例えば、第1基板部310及び第2基板部320に、第3基板部を積層した3層積層構造であってもよいし、4層以上の積層構造であってもよい。
 図20は、本開示の実施形態2の変形例に係る積層基板300Aの構成を示す断面図である。図21は、本開示の実施形態2の変形例に係る積層基板300Aをダイシングして個片化した状態を示す断面図である。
 図21に示すように、積層部301は、第1基板部310と、第2基板部320と、第3基板部330とを有する。この変形例において、第2基板部320は、半導体層450の裏面S14側に設けられた配線層470と、貫通ビア309と、を有する。配線層470は、絶縁膜471と、接続パッド163とを有する。
 貫通ビア309は、半導体層450の主面S13と裏面S14との間を貫通している。貫通ビア309の一端は主面S13側の配線462に接続し、他端は裏面S14側の接続パッド163に接続している。
 第3基板部330は、半導体層480と、半導体層480の主面S15側に設けられた配線層490と、第3パッドP3とを有する。配線層490は、絶縁膜491と、配線492と、接続パッド173とを有する。
 配線492、貫通ビア309、接続パッド163、173はそれぞれ、例えば銅(Cu)又はCu合金で構成されている。接続パッド163と接続パッド173は、その構成材料であるCu同士が直接接合している(すなわち、Cu-Cu接合している。)。
 貫通ビア309は、例えば貫通ビア209と同じ材料で構成されており、貫通ビア209と同じ形状で、同じ大きさを有する。
 第3パッドP3は、例えばアルミニウム(Al)又はAl合金で構成されている。または、第3パッドP3は、例えばCu又はCu合金で構成されていてもよい。第3パッドP3は、例えば第2パッドP2と同じ材料で構成されており、第2パッドP2と同じ形状で、同じ大きさを有する。
 積層基板300Aにおいて、貫通ビア209、309は、ダイシングラインR3から離れた位置に配置されている。これにより、図21に示すように、個片化された半導体チップ2においても、貫通ビア209、309は、積層部301の端面301sから離れている。貫通ビア209、309は、端面301sに露出していない。
 一方、第1パッドP1、第2パッドP2及び第3パッドP3は、ダイシングラインR3と重なる位置に配置されている。これにより、図21に示すように、個片化された半導体チップ2では、第1パッド片P11の側面と、第2パッド片P21の側面と、第3パッド片P31の側面とが、積層部301の端面301sにそれぞれ露出する形となる。なお、第3パッド片P31は、ダイシングにより、隣接する半導体チップ2間で分割された第3パッドP3の分割片である。
 以上説明したように、実施形態2の変形例によれば、積層基板300Aから半導体チップ2を個片化する際に、ダイシングブレードDBが貫通ビア209、309に接触したり、貫通ビア209、309を切削したりすることを防ぐことができる。貫通ビア209、309を構成する材料(例えば、Cu)により、ダイシングブレードDBが目詰まりすることを抑制することができる。これにより、上記の実施形態2と同様の効果を奏する。
 なお、実施形態2においても、第2パッドP2及び第3パッドP3には、実施形態1の変形例1の構成(例えば、図12、図13参照)を適用してもよい。
<実施形態3>
 本開示の実施形態において、半導体チップ2はガードリング構造を有してもよい。このガードリング構造は、半導体基板を貫通する貫通ビアを有してもよい。実施形態3では、裏面照射型のCMOSイメージセンサである光検出装置に本技術を適用した一例について説明する。
(構成)
 図22は、本開示の実施形態3に係る積層基板200Bの構成例を示す断面図である。図23は、図22に示す断面図において、ガードリング構造の一部を拡大して示す断面図である。図24は、本開示の実施形態3に係る積層基板200Bをダイシングして個片化した状態を示す断面図である。図25は、本開示の実施形態3に係る積層基板200Bの構成例を示す平面図である。
 図22に示すように、実施形態3に係る積層基板200Bにおいて、積層部201は、チップ領域R1と、チップ領域R1の外周に位置するスクライブ領域R2とを有する。チップ領域R1は、画素3が配置される画素領域2Aと、周辺領域2Bとを有する。周辺領域2Bは、画素領域2Aとスクライブ領域R2との間に位置する。
 図22から図24に示すように、周辺領域2Bには、第1ガードリングGR1と、第2ガードリングGR2とが設けられている。第1ガードリングGR1は、第2基板部120に含まれる。第2ガードリングGR2、第3基板部130に含まれる。図25に示すように、第1ガードリングGR1と、第2ガードリングGR2は、積層部201の厚さ方向(例えば、Z軸方向)からの平面視で、画素領域2Aをそれぞれ囲むように設けられている。Z軸方向において、第1ガードリングGR1と、第2ガードリングGR2は、互いに重なるように配置されている。
 図22から図24に示すように、第1ガードリングGR1は、半導体層50の主面S3側に設けられたダミー配線42Dを有する。ダミー配線42Dは、例えば、配線42と同一工程で同時に形成される。第2ガードリングGR2は、半導体層80の主面S5側に設けられたダミー配線72Dを有する。ダミー配線72Dは、例えば、配線72と同一工程で同時に形成される。これにより、ダミー配線42D、72Dはそれぞれ、工程数を追加することなく形成することが可能である。
 また、周辺領域2Bには、半導体層50の主面S3側に設けられた第1ダミーパッドP1Dと、半導体層80の主面S5側に設けられた第2ダミーパッドP2Dと、半導体層50の主面S3と裏面S4との間を貫通する貫通ビア209D(本開示の「第2貫通ビア」の一例)と、貫通ビア209Dと第2ダミーパッドP2Dとの間に設けられた接続パッド63D、73Dと、が設けられている。接続パッド63Dが本開示の第1接続パッドの一例である。接続パッド73Dが本開示の第2接続パッドの一例である。
 図23及び図24に示すように、貫通ビア209Dは、接続パッド63D、73Dと、第2ダミーパッドP2Dとを介して、第1ガードリングGR1と第2ガードリングGR2とを接続している。また、第1ガードリングGR1上に第1ダミーパッドP1Dが設けられている。積層部201の厚さ方向(例えば、Z軸方向)において、第1ダミーパッドP1Dと、第1ガードリングGR1と、貫通ビア209Dと、接続パッド63D、73Dと、第2ダミーパッドP2Dと、第2ガードリングGR2は、この順で連続して設けられている。
 また、第1ダミーパッドP1Dと、第1ガードリングGR1と、貫通ビア209Dと、接続パッド63D、73Dと、第2ガードリングGR2とを含む構造体(以下、ガードリング構造GRともいう)は、Z軸方向からの平面視で、画素領域2Aを連続又は断続的に囲むように配置されている。
 第1ダミーパッドP1Dは、例えば、第1パッドP1と同一工程で同時に形成される。貫通ビア209Dは、例えば、貫通ビア209と同一工程で同時に形成される。接続パッド63Dは、例えば、接続パッド63と同一工程で同時に形成される。接続パッド73Dは、例えば、接続パッド73と同一工程で同時に形成される。第2ダミーパッドP2Dは、例えば、第2パッドP2と同一工程で同時に形成される。これにより、第1ダミーパッドP1D、貫通ビア209D、接続パッド63D、接続パッド73D、第2ダミーパッドP2Dはそれぞれ、工程数を追加することなく形成することが可能である。
 第1ダミーパッドP1D及び第2ダミーパッドP2Dはそれぞれ、例えばAl又はAl合金で構成されている。または、第1ダミーパッドP1D及び第2ダミーパッドP2Dはそれぞれ、例えばCu又はCu合金で構成されていてもよい。貫通ビア209D、接続パッド63D及び接続パッド73Dはそれぞれ、例えばCu又はCu合金で構成されている。接続パッド63Dと接続パッド73Dは、その構成材料であるCu同士が直接接合している(すなわち、Cu-Cu接合している。)。
 実施形態1に係る積層基板200、200Aと同様に、実施形態3に係る積層基板200Bにおいても、スクライブ領域R2は、複数のチップ領域R1を個片化する際に切削される予定のダイシングラインR3と、チップ領域R1の特性を測定するための測定部207とを有する。ダイシングブレードDBを用いて積層基板200BのダイシングラインR3を切削することで、図24に示すように、積層基板200Bから半導体チップ2が個片化される。
 図22に示すように、測定部207の貫通ビア209は、ダイシングラインR3と重なる位置に配置されていてもよい。ダイシングブレードDBが貫通ビア209に接触したり、貫通ビア209を切削したりして、ダイシングブレードDBが目詰まりし、チッピングが生じる場合でも、スクライブ領域R2から画素領域2Aへのクラックの伸展をガードリング構造GRが抑制する。つまり、貫通ビア209Dを有するガードリング構造GRが、クラックストッパーとして機能する。
 なお、実施形態3に係る積層基板200Bの構成は、図22に示す態様に限定されない。積層基板200Bにおいて、測定部207の貫通ビア209は、実施形態1に係る積層基板200、200Aと同様に、ダイシングラインR3から離れた位置に設けられていてもよい。このような構成であっても、貫通ビア209Dを有するガードリング構造GRが、クラックストッパーとして機能する。また、この場合は、ダイシングの際にチッピングが抑制されるため、クラックの発生自体を抑制することが可能である。
 また、積層基板200Bにおいて、測定部207の貫通ビア209は、ガードリング構造GRの貫通ビア209Dは、互いに同一の層に設けられており、互いに同一の材料で構成されていてもよい。これにより、貫通ビア209、209Dを同一工程で同時に形成することができる。工程数を追加することなく貫通ビア209Dを形成することが可能である。
 図26Aから図26Eは、貫通ビア209Dの平面視による形状例1から5を示す平面図である。図26Aに示すように、Z軸方向からの平面視で、貫通ビア209Dの形状は、幅W1の直線状であってもよい。幅W1の大きさは特に限定されないが、一例を挙げると3μmである。Z軸方向からの平面視で、貫通ビア209Dは、第1ガードリングGR1及び第2ガードリングGR2と重なる位置に設けられている。
 図26Bに示すように、貫通ビア209Dは、平面視で2列(2本)設けられていてもよい。また、図26Cに示すように、貫通ビア209Dは、平面視で3列(3本)設けられていてもよい。図示しないが、貫通ビア209Dは、平面視で4列(4本)以上設けられていてもよい。
 図26Aから図26Cに示したように、貫通ビア209Dの平面視による形状が直線状であれば、画素領域2Aを平面視で隙間なく囲むことが可能である。
 図26Dに示すように、貫通ビア209Dの平面視による形状は、矩形であってもよい。矩形の各辺の長さW2は特に限定されないが、一例を挙げると3μmである。平面視による形状が矩形の貫通ビア209Dが、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ一定の間隔で、1列又は2列に設けられていてもよい。また、図26Eに示すように、平面視による形状が矩形の貫通ビア209Dは、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ一定の間隔で、3列以上に設けられていてもよい。あるいは、図26D及び図26Eでは、貫通ビア209Dの平面視による形状が矩形の場合を示したが、貫通ビア209Dの形状は矩形に限定されず、例えば円形、又任意の多角形であってもよい。
 図26Dから図26Eに示したように、貫通ビア209Dの平面視による形状が、直線状ではなく、矩形又は円形であれば、例えば貫通ビア209(図7参照)と同一工程で同時に形成することが可能である。貫通ビア209Dを貫通ビア209と同一形状で、同一の大きさに形成することが可能である。
(実施形態3の効果)
 以上説明したように、本開示の実施形態3に係る光検出装置1(半導体チップ2)は、半導体層50と、半導体層50の裏面S4側に積層された半導体層80と、を有する積層部201を備える。積層部201は、チップ領域R1と、チップ領域R1の外周に位置する(ダイシング後の)スクライブ領域R2´とを有する。チップ領域R1は、光電変換素子PDが配置される画素領域2Aと、画素領域2Aとスクライブ領域R2との間に位置する周辺領域2Bとを有する。積層部201は、周辺領域2Bに設けられたガードリング構造GRを有する。
 ガードリング構造GRは、半導体層50の裏面S4の反対側である主面S3側に設けられた第1ガードリングGR1と、半導体層80において半導体層50と向かい合う主面S5側に設けられた第2ガードリングGR2と、半導体層50の主面S3と裏面S4との間を貫通し、第1ガードリングGR1と第2ガードリングGR2とを接続する貫通ビア209Dと、を有する。例えば、貫通ビア209Dは、接続パッド63D、73Dと、第2ダミーパッドP2Dとを介して、第2ガードリングGR2に接続している。
 これによれば、ダイシング工程でチッピングが発生しても、画素領域2Aへのクラックの伸展をガードリング構造GRで抑制することができる。チッピングの発生を抑制するために、スクライブ領域R2内に測定部207が配置されるラインとは別に専用のダイシングラインを設ける必要はない。したって、チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、半導体チップ2の理論収量の低下を抑制することが可能である。
(実施形態3の変形例)
 貫通ビア209Dは、第1ガードリングGR1と第2ガードリングGR2とを接続する構造であればよい。貫通ビア209Dは、必ずしも、第1ガードリングGR1と第2ガードリングGR2とを電気的に接続する必要はない。このため、貫通ビア209Dを構成する材料(すなわち、貫通孔に埋め込まれる材料)は、Cu等の金属に限定されず、シリコン酸化膜(SiO2)などの絶縁膜であってもよい。
 また、上記の実施形態3では、半導体チップ2が光検出装置1であることを説明した。しかしながら、本開示の実施形態において、半導体チップ2は光検出装置1に限定されない。半導体チップ2は、光電変換素子PD(図3参照)が設けられていない半導体装置であってもよく、例えば、実施形態2で説明したように、大規模集積回路(LSI)であってもよい。すなわち、実施形態3の技術は、LSIに適用してもよい。このような構成であっても、チッピングによる製造歩留まりの低下を抑制するとともに、LSIを含む半導体チップ2の理論収量の低下を抑制することが可能である。
<その他の実施形態>
 上記のように、本開示は実施形態及び変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本開示を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本技術はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。上述した実施形態及び変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
<内視鏡手術システムへの応用例>
 本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
 図27は、本開示に係る技術(本技術)が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
 図27では、術者(医師)11131が、内視鏡手術システム11000を用いて、患者ベッド11133上の患者11132に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム11000は、内視鏡11100と、気腹チューブ11111やエネルギー処置具11112等の、その他の術具11110と、内視鏡11100を支持する支持アーム装置11120と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート11200と、から構成される。
 内視鏡11100は、先端から所定の長さの領域が患者11132の体腔内に挿入される鏡筒11101と、鏡筒11101の基端に接続されるカメラヘッド11102と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒11101を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡11100を図示しているが、内視鏡11100は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
 鏡筒11101の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡11100には光源装置11203が接続されており、当該光源装置11203によって生成された光が、鏡筒11101の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者11132の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡11100は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
 カメラヘッド11102の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光(観察光)は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、RAWデータとしてカメラコントロールユニット(CCU: Camera Control Unit)11201に送信される。
 CCU11201は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等によって構成され、内視鏡11100及び表示装置11202の動作を統括的に制御する。さらに、CCU11201は、カメラヘッド11102から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理(デモザイク処理)等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
 表示装置11202は、CCU11201からの制御により、当該CCU11201によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
 光源装置11203は、例えばLED(Light Emitting Diode)等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡11100に供給する。
 入力装置11204は、内視鏡手術システム11000に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置11204を介して、内視鏡手術システム11000に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡11100による撮像条件(照射光の種類、倍率及び焦点距離等)を変更する旨の指示等を入力する。
 処置具制御装置11205は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具11112の駆動を制御する。気腹装置11206は、内視鏡11100による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者11132の体腔を膨らめるために、気腹チューブ11111を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ11207は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ11208は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
 なお、内視鏡11100に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置11203は、例えばLED、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。RGBレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色(各波長)の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置11203において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、RGBレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御することにより、RGBそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
 また、光源装置11203は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
 また、光源装置11203は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光(すなわち、白色光)に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察(Narrow Band Imaging)が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること(自家蛍光観察)、又はインドシアニングリーン(ICG)等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置11203は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び/又は励起光を供給可能に構成され得る。
 図28は、図27に示すカメラヘッド11102及びCCU11201の機能構成の一例を示すブロック図である。
 カメラヘッド11102は、レンズユニット11401と、撮像部11402と、駆動部11403と、通信部11404と、カメラヘッド制御部11405と、を有する。CCU11201は、通信部11411と、画像処理部11412と、制御部11413と、を有する。カメラヘッド11102とCCU11201とは、伝送ケーブル11400によって互いに通信可能に接続されている。
 レンズユニット11401は、鏡筒11101との接続部に設けられる光学系である。鏡筒11101の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド11102まで導光され、当該レンズユニット11401に入射する。レンズユニット11401は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
 撮像部11402は、撮像素子で構成される。撮像部11402を構成する撮像素子は、1つ(いわゆる単板式)であってもよいし、複数(いわゆる多板式)であってもよい。撮像部11402が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってRGBそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部11402は、3D(Dimensional)表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための1対の撮像素子を有するように構成されてもよい。3D表示が行われることにより、術者11131は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部11402が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット11401も複数系統設けられ得る。
 また、撮像部11402は、必ずしもカメラヘッド11102に設けられなくてもよい。例えば、撮像部11402は、鏡筒11101の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
 駆動部11403は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部11405からの制御により、レンズユニット11401のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部11402による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
 通信部11404は、CCU11201との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11404は、撮像部11402から得た画像信号をRAWデータとして伝送ケーブル11400を介してCCU11201に送信する。
 また、通信部11404は、CCU11201から、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部11405に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに/又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
 なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてCCU11201の制御部11413によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるAE(Auto Exposure)機能、AF(Auto Focus)機能及びAWB(Auto White Balance)機能が内視鏡11100に搭載されていることになる。
 カメラヘッド制御部11405は、通信部11404を介して受信したCCU11201からの制御信号に基づいて、カメラヘッド11102の駆動を制御する。
 通信部11411は、カメラヘッド11102との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11411は、カメラヘッド11102から、伝送ケーブル11400を介して送信される画像信号を受信する。
 また、通信部11411は、カメラヘッド11102に対して、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
 画像処理部11412は、カメラヘッド11102から送信されたRAWデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
 制御部11413は、内視鏡11100による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部11413は、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を生成する。
 また、制御部11413は、画像処理部11412によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置11202に表示させる。この際、制御部11413は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部11413は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具11112の使用時のミスト等を認識することができる。制御部11413は、表示装置11202に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者11131に提示されることにより、術者11131の負担を軽減することや、術者11131が確実に手術を進めることが可能になる。
 カメラヘッド11102及びCCU11201を接続する伝送ケーブル11400は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
 ここで、図示する例では、伝送ケーブル11400を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド11102とCCU11201との間の通信は無線で行われてもよい。
 以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、内視鏡11100や、カメラヘッド11102(の撮像部11402)、CCU11201(の画像処理部11412)等に適用され得る。具体的には、実施形態1、3で開示した光検出装置1(半導体チップ2)は、撮像部10402に適用することができる。
 なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
<移動体への応用例>
 本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
 図29は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
 車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図29に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(interface)12053が図示されている。
 駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
 ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
 車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
 撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
 車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
 マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
 また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
 また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12020に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
 音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図29の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
 図30は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
 図30では、車両12100は、撮像部12031として、撮像部12101,12102,12103,12104,12105を有する。
 撮像部12101,12102,12103,12104,12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102,12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。撮像部12101及び12105で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
 なお、図30には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。
 撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
 例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
 例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
 撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。
 以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部12031等に適用され得る。具体的には、実施形態1、3で開示した光検出装置1(半導体チップ2)は、撮像部12031に適用することができる。
 なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
(1)
 第1半導体層と、前記第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備え、
 前記積層部は、
 複数のチップ領域と、
 前記複数のチップ領域のうち、隣り合う一のチップ領域と他のチップ領域との間に位置するスクライブ領域とを有し、
 前記スクライブ領域は、
 前記複数のチップ領域を個片化する際に切削される予定のダイシングラインと、
 前記チップ領域の特性を測定するための測定部と、を有し、
 前記測定部は、
 前記第1半導体層の前記第1面の反対側である第2面側に設けられた第1パッドと、
 前記第2半導体層において前記第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2パッドと、
 前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1パッドと前記第2パッドとを接続する第1貫通ビアと、を有し、
 前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1パッド及び前記第2パッドはそれぞれ前記ダイシングラインと重なり、かつ前記第1貫通ビアは前記ダイシングラインから離れている、積層基板。
(2)
 前記積層部の厚さ方向で向かい合う1対の前記第1パッド及び前記第2パッドに、前記第1貫通ビアが2つ以上配置されている、前記(1)に記載の積層基板。
(3)
 前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1パッドの形状は矩形であり、
 前記第1貫通ビアは前記矩形の4つの角部の1箇所以上に配置されている、前記(1)に記載の積層基板。
(4)
 前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1貫通ビアと前記第1パッドの外周との間の最短距離をd1とし、前記第1貫通ビアと前記ダイシングラインとの間の最短距離をd2とすると、
 d1<d2である、前記(1)から(3)のいずれか1項に記載の積層基板。
(5)
 前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第2パッドの形状は格子の枠状である、前記(1)から(4)のいずれか1項に記載の積層基板。
(6)
 前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1パッドよりも前記第2パッドの方が面積が小さい、前記(1)から(5)のいずれか1項に記載の積層基板。
(7)
 前記第1半導体層の前記第1面側に設けられた第1接続パッドと、
 前記第2半導体層の前記第3面側に設けられた第2接続パッドと、を有し、
 前記第1接続パッドと前記第2接続パッドとが互いに接合されており、
 前記第1貫通ビアは、前記第1接続パッド及び前記第2接続パッドを介して、前記第2パッドに接続している、前記(1)から(6)のいずれか1項に記載の積層基板。
(8)
 前記第1接続パッド及び前記第2接続パッドはそれぞれ、銅(Cu)又はCu合金で構成されている、前記(7)に記載の積層基板。
(9)
 前記第1貫通ビアは、銅(Cu)又はCu合金で構成されている、前記(1)から(8)のいずれか1項に記載の積層基板。
(10)
 前記第1パッド及び前記第2パッドはそれぞれ、アルミニウム(Al)又はAl合金で構成されている、前記(1)から(9)のいずれか1項に記載の積層基板。
(11)
 前記チップ領域は、
 素子が配置される素子領域と、
 前記素子領域と前記スクライブ領域との間に位置する周辺領域とを有し、
 前記積層部は、前記周辺領域に設けられたガードリング構造を有し、
 前記ガードリング構造は、
 前記第1半導体層の前記第2面側に設けられた第1ガードリングと、
 前記第2半導体層の前記第3面側に設けられた第2ガードリングと、
 前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1ガードリングと前記第2ガードリングとを接続する第2貫通ビアと、を有する前記(1)から(10)のいずれか1項に記載の積層基板。
(12)
 前記第1貫通ビアと前記第2貫通ビアは、互いに同一の層に設けられており、互いに同一の材料で構成されている、前記(11)に記載の積層基板。
(13)
 前記素子は、光電変換素子を有するセンサ素子である、前記(11)又は(12)に記載の積層基板。
(14)
 第1半導体層と、前記第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備え、
 前記積層部は、
 チップ領域と、
 前記チップ領域の外周に位置するスクライブ領域とを有し、
 前記スクライブ領域は、
 前記第1半導体層の前記第1面の反対側である第2面側に設けられた第1パッド片と、
 前記第2半導体層において前記第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2パッド片と、
 前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1パッド片と前記第2パッド片とを接続する第1貫通ビアと、を有し、
 前記第1パッド片及び前記第2パッド片は、前記スクライブ領域の縁端に沿って配置されており、
 前記第1貫通ビアは、前記縁端から離れた位置に配置されている、半導体装置。
(15)
 第1半導体層と、前記第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備え、
 前記積層部は、
 チップ領域と、
 前記チップ領域の外周に位置するスクライブ領域とを有し、
 前記チップ領域は、
 素子が配置される素子領域と、
 前記素子領域と前記スクライブ領域との間に位置する周辺領域とを有し、
 前記積層部は、前記周辺領域に設けられたガードリング構造を有し、
 前記ガードリング構造は、
 前記第1半導体層の前記第1面の反対側である第2面側に設けられた第1ガードリングと、
 前記第2半導体層において前記第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2ガードリングと、
 前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1ガードリングと前記第2ガードリングとを接続する第2貫通ビアと、を有する半導体装置。
(16)
 前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1ガードリング、前記第2ガードリング及び前記第2貫通ビアは、前記素子領域を囲むように配置されている、前記(15)に記載の半導体装置。
(17)
 前記第1半導体層の前記第1面側に設けられた第1接続パッドと、
 前記第2半導体層の前記第3面側に設けられた第2接続パッドと、を有し、
 前記第1接続パッドと前記第2接続パッドとが互いに接合されており、
 前記第2貫通ビアは、前記第1接続パッド及び前記第2接続パッドを介して、前記第2ガードリングに接続している、前記(15)又は(16)に記載の半導体装置。
1 光検出装置
2 半導体チップ
2A 画素領域
2B 周辺領域
3 画素
4 垂直駆動回路
5 カラム信号処理回路
6 水平駆動回路
7 出力回路
8 制御回路
10 画素駆動線
11 垂直信号線
12 水平信号線
13 ロジック回路
14 ボンディングパッド
15 読出し回路
20、50、80、410、450、480 半導体層
20a 光電変換領域
20b 分離領域
30、40、60、70、420、440、470、490 配線層
31、41、55、61、71、421、441、461、471、491 絶縁膜
32、42、62、72、422、462、492 配線
33、43 接続パッド
34、44、74 ビア(コンタクト)
42D、72D ダミー配線
50a 第1領域
50b 第2領域
51 第1導体
52 第2導体
63、63D、73、73D 接続パッド
65 シリコンカバー膜
90 集光層
91 カラーフィルタ
92 オンチップレンズ
110、310 第1基板部
120、320 第2基板部
130、330 第3基板部
163、173 接続パッド
200、200A、200B、300、300A 積層基板
201、301 積層部
201s、301s 端面
207 測定部
209、209D、309 貫通ビア
210 導体
430 パシベーション膜
10402 撮像部
11000 内視鏡手術システム
11100 内視鏡
11101 鏡筒
11102 カメラヘッド
11110 術具
11111 気腹チューブ
11112 エネルギー処置具
11120 支持アーム装置
11131 術者(医師)
11131 術者
11132 患者
11133 患者ベッド
11200 カート
11201 カメラコントロールユニット(CCU: Camera Control Unit)
11202 表示装置
11203 光源装置
11204 入力装置
11205 処置具制御装置
11206 気腹装置
11207 レコーダ
11208 プリンタ
11400 伝送ケーブル
11401 レンズユニット
11402 撮像部
11403 駆動部
11404 通信部
11405 カメラヘッド制御部
11411 通信部
11412 画像処理部
11413 制御部
12000 車両制御システム
12001 通信ネットワーク
12010 駆動系制御ユニット
12020 ボディ系制御ユニット
12030 車外情報検出ユニット
12031 撮像部
12040 車内情報検出ユニット
12041 運転者状態検出部
12050 統合制御ユニット
12051 マイクロコンピュータ
12052 音声画像出力部
12061 オーディオスピーカ
12062 表示部
12063 インストルメントパネル
12100 車両
12101、12102、12103、12104、12105 撮像部
12111、12112、12113、12114 撮像範囲
AMP 増幅トランジスタ
BM バリアメタル
CCU11201 カメラヘッド
DB ダイシングブレード
FD 電荷蓄積領域
GR ガードリング構造
GR1 第1ガードリング
GR2 第2ガードリング
h1、h11 開口部
h2 貫通孔
I 車載ネットワーク
P1 第1パッド
P1D 第1ダミーパッド
P2、P2A、P2B 第2パッド
P2D 第2ダミーパッド
P3 第3パッド
P11 第1パッド片
P21 第2パッド片
P31 第3パッド片
PD 光電変換素子
R1 チップ領域
R2´ (ダイシング後の)スクライブ領域、外周領域
R2 スクライブ領域
R3 ダイシングライン
RST リセットトランジスタ
S1、S3、S5、S11、S13、S15 主面
S2、S4、S12、S14 裏面
SEL 選択トランジスタ
T1、T2、T3 トランジスタ
TR 転送トランジスタ
Vdd 電源線
VSL 垂直信号線

Claims (17)

  1.  第1半導体層と、前記第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備え、
     前記積層部は、
     複数のチップ領域と、
     前記複数のチップ領域のうち、隣り合う一のチップ領域と他のチップ領域との間に位置するスクライブ領域とを有し、
     前記スクライブ領域は、
     前記複数のチップ領域を個片化する際に切削される予定のダイシングラインと、
     前記チップ領域の特性を測定するための測定部と、を有し、
     前記測定部は、
     前記第1半導体層の前記第1面の反対側である第2面側に設けられた第1パッドと、
     前記第2半導体層において前記第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2パッドと、
     前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1パッドと前記第2パッドとを接続する第1貫通ビアと、を有し、
     前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1パッド及び前記第2パッドはそれぞれ前記ダイシングラインと重なり、かつ前記第1貫通ビアは前記ダイシングラインから離れている、積層基板。
  2.  前記積層部の厚さ方向で向かい合う1対の前記第1パッド及び前記第2パッドに、前記第1貫通ビアが2つ以上配置されている、請求項1に記載の積層基板。
  3.  前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1パッドの形状は矩形であり、
     前記第1貫通ビアは前記矩形の4つの角部の1箇所以上に配置されている、請求項1に記載の積層基板。
  4.  前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1貫通ビアと前記第1パッドの外周との間の最短距離をd1とし、前記第1貫通ビアと前記ダイシングラインとの間の最短距離をd2とすると、
     d1<d2である、請求項1に記載の積層基板。
  5.  前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第2パッドの形状は格子の枠状である、請求項1に記載の積層基板。
  6.  前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1パッドよりも前記第2パッドの方が面積が小さい、請求項1に記載の積層基板。
  7.  前記第1半導体層の前記第1面側に設けられた第1接続パッドと、
     前記第2半導体層の前記第3面側に設けられた第2接続パッドと、を有し、
     前記第1接続パッドと前記第2接続パッドとが互いに接合されており、
     前記第1貫通ビアは、前記第1接続パッド及び前記第2接続パッドを介して、前記第2パッドに接続している、請求項1に記載の積層基板。
  8.  前記第1接続パッド及び前記第2接続パッドはそれぞれ、銅(Cu)又はCu合金で構成されている、請求項7に記載の積層基板。
  9.  前記第1貫通ビアは、銅(Cu)又はCu合金で構成されている、請求項1に記載の積層基板。
  10.  前記第1パッド及び前記第2パッドはそれぞれ、アルミニウム(Al)又はAl合金で構成されている、請求項1に記載の積層基板。
  11.  前記チップ領域は、
     素子が配置される素子領域と、
     前記素子領域と前記スクライブ領域との間に位置する周辺領域とを有し、
     前記積層部は、前記周辺領域に設けられたガードリング構造を有し、
     前記ガードリング構造は、
     前記第1半導体層の前記第2面側に設けられた第1ガードリングと、
     前記第2半導体層の前記第3面側に設けられた第2ガードリングと、
     前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1ガードリングと前記第2ガードリングとを接続する第2貫通ビアと、を有する請求項1に記載の積層基板。
  12.  前記第1貫通ビアと前記第2貫通ビアは、互いに同一の層に設けられており、互いに同一の材料で構成されている、請求項11に記載の積層基板。
  13.  前記素子は、光電変換素子を有するセンサ素子である、請求項11に記載の積層基板。
  14.  第1半導体層と、前記第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備え、
     前記積層部は、
     チップ領域と、
     前記チップ領域の外周に位置するスクライブ領域とを有し、
     前記スクライブ領域は、
     前記第1半導体層の前記第1面の反対側である第2面側に設けられた第1パッド片と、
     前記第2半導体層において前記第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2パッド片と、
     前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1パッド片と前記第2パッド片とを接続する第1貫通ビアと、を有し、
     前記第1パッド片及び前記第2パッド片は、前記スクライブ領域の縁端に沿って配置されており、
     前記第1貫通ビアは、前記縁端から離れた位置に配置されている、半導体装置。
  15.  第1半導体層と、前記第1半導体層の第1面側に積層された第2半導体層と、を有する積層部を備え、
     前記積層部は、
     チップ領域と、
     前記チップ領域の外周に位置するスクライブ領域とを有し、
     前記チップ領域は、
     素子が配置される素子領域と、
     前記素子領域と前記スクライブ領域との間に位置する周辺領域とを有し、
     前記積層部は、前記周辺領域に設けられたガードリング構造を有し、
     前記ガードリング構造は、
     前記第1半導体層の前記第1面の反対側である第2面側に設けられた第1ガードリングと、
     前記第2半導体層において前記第1半導体層と向かい合う第3面側に設けられた第2ガードリングと、
     前記第1半導体層の前記第1面と前記第2面との間を貫通し、前記第1ガードリングと前記第2ガードリングとを接続する第2貫通ビアと、を有する半導体装置。
  16.  前記積層部の厚さ方向からの平面視で、前記第1ガードリング、前記第2ガードリング及び前記第2貫通ビアは、前記素子領域を囲むように配置されている、請求項15に記載の半導体装置。
  17.  前記第1半導体層の前記第1面側に設けられた第1接続パッドと、
     前記第2半導体層の前記第3面側に設けられた第2接続パッドと、を有し、
     前記第1接続パッドと前記第2接続パッドとが互いに接合されており、
     前記第2貫通ビアは、前記第1接続パッド及び前記第2接続パッドを介して、前記第2ガードリングに接続している、請求項15に記載の半導体装置。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1064945A (ja) * 1996-08-20 1998-03-06 Seiko Epson Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2011054637A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2012178496A (ja) * 2011-02-28 2012-09-13 Sony Corp 固体撮像装置、電子機器、半導体装置、固体撮像装置の製造方法
JP2012204444A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2013077800A (ja) * 2011-09-15 2013-04-25 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置、半導体ウェハ及び半導体装置の製造方法
JP2015029047A (ja) * 2013-07-05 2015-02-12 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
JP2015162640A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 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
WO2015159766A1 (ja) * 2014-04-18 2015-10-22 ソニー株式会社 固体撮像装置および製造方法、並びに電子機器
US20200075416A1 (en) * 2017-06-30 2020-03-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Protected chip-scale package (csp) pad structure
JP2020092146A (ja) * 2018-12-04 2020-06-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体装置、及び電子機器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1064945A (ja) * 1996-08-20 1998-03-06 Seiko Epson Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2011054637A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2012178496A (ja) * 2011-02-28 2012-09-13 Sony Corp 固体撮像装置、電子機器、半導体装置、固体撮像装置の製造方法
JP2012204444A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2013077800A (ja) * 2011-09-15 2013-04-25 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置、半導体ウェハ及び半導体装置の製造方法
JP2015029047A (ja) * 2013-07-05 2015-02-12 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
JP2015162640A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 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
WO2015159766A1 (ja) * 2014-04-18 2015-10-22 ソニー株式会社 固体撮像装置および製造方法、並びに電子機器
US20200075416A1 (en) * 2017-06-30 2020-03-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Protected chip-scale package (csp) pad structure
JP2020092146A (ja) * 2018-12-04 2020-06-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体装置、及び電子機器

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