[发明专利]固态成像装置、其制造方法和电子装置

说明书

本发明公开一种固态成像装置、其制造方法和电子装置，能够通过更简单的工艺提高近红外区域的灵敏度。本发明公开一种固态成像装置，包括：第一半导体层，其中形成有第一光电转换单元和第一浮置扩散区；第二半导体层，其中形成有第二光电转换单元和第二浮置扩散区；以及布线层，包括与第一和第二浮置扩散区电连接的布线。层叠第一半导体层和第二半导体层，并且在第一或第二半导体层的一侧上形成布线层，该侧与第一半导体层和第二半导体层彼此面对的一侧相对。本技术可以应用到CMOS图像传感器中。

技术领域

本发明涉及固态成像装置、其制造方法以及电子装置。更具体地，涉及一种能够提高近红外区域灵敏度固态成像装置、其制造方法和电子装置。

背景技术

传统上，在互补金属氧化物半导体(CMOS)型固态成像装置领域中，已知一种通过层叠光电二极管和读取电路来形成像素的方法。

例如，专利文献1公开了一种图像传感器，其中第二传感器层层叠在第一传感器层上，并且电路层形成在第一传感器层下方。在每个传感器层的像素之间以及第一传感器层的像素与电路层的电路之间通过层间连接器连接。

以这种方式层叠光电二极管和读取电路使得增加像素的光接收面积并提高灵敏度成为可能。

另一方面，近年来，存在一种使用红外光进行感测以执行成像的固态成像装置。

引用列表

专利文件

专利文献1：日本专利申请公开号2011-530165

发明内容

本发明要解决的问题

然而，通常，由于诸如Si或Ge的间接过渡型半导体用于包括在固态成像装置中的半导体基板，近红外区域中的灵敏度特别低。

进一步增加像素的光接收面积以提高近红外区域的灵敏度存在限制。此外，尽管可以通过增加半导体层的厚度来改善近红外区域的灵敏度，但是需要用于深度注入杂质或者多次执行外延生长的新设备投资，并且制造成本增加。

此外，在专利文献1中公开的配置中，在半导体层做厚的情况下难以通过层间连接器形成布线。此外，由于在每个传感器层中形成光电二极管之后传感器层彼此结合，因此需要用于调整每个传感器层的光电二极管相对于彼此的位置的结合精度。

鉴于这种情况，提出了本技术，并且旨在通过更简单的工艺来提高近红外区域中的灵敏度。

解决问题的方法

根据本技术的固态成像装置包括：第一半导体层，其中形成第一光电转换单元和第一浮置扩散区；第二半导体层，其中形成有第二光电转换单元和第二浮置扩散区；以及，布线层，包括电连接到第一和第二浮置扩散区的布线，其中第一半导体层和第二半导体层彼此层叠，并且布线层形成在第一或第二半导体的一侧上，该侧与第一半导体层和第二半导体层彼此面对的一侧相对。

第二半导体层可以层叠在第一半导体层上，并且布线层可以形成在比第二半导体层更高的上层中。

可以在第二光电转换单元中形成等电子阱。

第二半导体层可以层叠在第一半导体层上，并且布线层可以形成在比第一半导体层低的层中。

根据本技术的固态成像装置的制造方法包括步骤：在第一半导体层中形成第一光电转换单元和第一浮置扩散区；在第一半导体层上层叠第二半导体层；在第二半导体层中形成第二光电转换单元和第二浮置扩散区；以及，形成布线层，该布线层包括在第一或第二半导体层一侧电连接到第一和第二浮置扩散区的布线，该侧与第一半导体层和第二半导体层彼此面对的一侧相对。