固态成像装置的制作方法

技术特征：
1.一种固态成像装置，包括：第一半导体层，其针对每个像素包括光电转换部和电荷累积部，在所述电荷累积部中累积有在所述光电转换部中产生的信号电荷；像素分离部，其设置在所述第一半导体层中，并且将多个所述像素彼此分隔；第二半导体层，其设置有像素晶体管并且层叠在所述第一半导体层上，所述像素晶体管读出所述电荷累积部的所述信号电荷；和第一共享连接部，其设置在所述第二半导体层与所述第一半导体层之间，并且被设置成跨越所述像素分离部并且电连接到多个所述电荷累积部。2.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：第一基板，其包括所述第一半导体层和设置有所述第一共享连接部的第一配线层；第二基板，其包括所述第二半导体层和隔着所述第二半导体层与所述第一基板相对的第二配线层；和第三基板，其隔着所述第二基板与所述第一基板相对，并且包括电连接到所述第二半导体层的电路。3.根据权利要求2所述的固态成像装置，还包括第一贯通电极，其将所述第一共享连接部和所述像素晶体管彼此电连接，并且设置在所述第一基板和所述第二基板中。4.根据权利要求2所述的固态成像装置，还包括：杂质扩散区域，其针对每个所述像素设置在所述第一半导体层中，并且布置成与所述电荷累积部分开；第二共享连接部，其设置在所述第一配线层中，并且被设置成跨越所述像素分离部并且电连接到多个所述杂质扩散区域；和第二贯通电极，其将所述第二共享连接部和所述第二半导体层的预定区域彼此电连接，并且设置在所述第一基板和所述第二基板中。5.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述第一共享连接部包含多晶硅。6.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述电荷累积部包含砷。7.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：传输晶体管，其包括与所述第一半导体层相对的栅电极，并且将所述光电转换部的所述信号电荷传输到所述电荷累积部；和第三贯通电极，其电连接到所述传输晶体管的栅极，针对所述多个像素中的每个像素设置的所述第三贯通电极被布置为在平面图中彼此不对称，所述像素分别包括通过所述第一共享连接部彼此电连接的多个所述电荷累积部中对应的一个所述电荷累积部。8.根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，在所述第二半导体层中还设置有电连接到所述像素晶体管的杂质区域。9.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中，所述第一共享连接部包含多晶硅并且具有部分合金化的合金区域，并且所述第一贯通电极连接到所述合金区域。10.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述第一共享连接部被形成为嵌入在所述第一半导体层中。11.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，
所述第一半导体层还包括传输晶体管，所述传输晶体管包括与所述第一半导体层相对的栅电极，并且将所述光电转换部的所述信号电荷传输到所述电荷累积部，并且所述传输晶体管和所述像素晶体管具有彼此不同的形状。12.根据权利要求11所述的固态成像装置，其中，所述传输晶体管和所述像素晶体管的栅电极被具有彼此不同的宽度的相应侧壁覆盖。13.根据权利要求11所述的固态成像装置，其中，所述传输晶体管和所述像素晶体管的栅电极具有彼此不同的高度。14.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述第二半导体层包括作为所述像素晶体管的放大晶体管、选择晶体管、复位晶体管和fd转换增益切换晶体管，并且所述放大晶体管、所述选择晶体管、所述复位晶体管和所述fd转换增益切换晶体管分别具有平面结构或三维结构。15.一种固态成像装置，包括：第一半导体层，其针对每个像素包括光电转换部和电荷累积部，在所述电荷累积部中累积有在所述光电转换部中产生的信号电荷；第二半导体层，其设置有像素晶体管并且层叠在所述第一半导体层上，所述像素晶体管读出所述电荷累积部的所述信号电荷；绝缘区域，其分割所述第二半导体层；和贯通电极，其在厚度方向上贯通所述绝缘区域并且电连接到所述第一半导体层，并且在所述厚度方向上从所述第一半导体层一侧开始包括第一部分和第二部分，所述第二部分接合到所述第一部分上。16.根据权利要求15所述的固态成像装置，其中，所述第二部分的材料不同于所述第一部分的材料。17.根据权利要求15所述的固态成像装置，其中，所述第一部分包含多晶硅，并且所述第二部分包含金属。18.一种固态成像装置，包括：第一半导体层，其针对每个像素包括光电转换部和电荷累积部，在所述电荷累积部中累积有在所述光电转换部中产生的信号电荷；第二半导体层，其设置有像素晶体管并且层叠在所述第一半导体层上，所述像素晶体管读出所述电荷累积部的所述信号电荷；绝缘区域，其分割所述第二半导体层；和元件分离区域，其设置在从所述第二半导体层的前表面起在厚度方向上的部分中。19.根据权利要求18所述的固态成像装置，还包括贯通电极，其设置成在所述厚度方向上贯通所述绝缘区域，并且将所述第一半导体层的预定区域和所述第二半导体层的预定区域彼此电连接。20.一种固态成像装置，包括：第一基板，其针对每个像素包括光电转换部和电荷累积部，在所述电荷累积部中累积有在所述光电转换部中产生的信号电荷；
第二基板，其设置有像素晶体管并且包括第二半导体层和绝缘区域，所述像素晶体管读出所述电荷累积部的所述信号电荷，所述第二半导体层层叠在所述第一基板上，并且所述绝缘区域分割所述第二半导体层；贯通电极，其在厚度方向上贯通所述绝缘区域以到达所述第一基板；和连接部，其设置在所述第二基板中并且布置在与所述第二半导体层相对的位置处，并且具有与所述贯通电极的孔径不同的孔径。21.根据权利要求20所述的固态成像装置，其中，所述连接部的孔径小于所述贯通电极的孔径。22.一种固态成像装置，包括：第一基板，其针对每个像素包括光电转换部和电荷累积部，在所述电荷累积部中累积有在所述光电转换部中产生的信号电荷；第二基板，其设置有像素晶体管并且层叠在所述第一基板上，所述像素晶体管读出所述电荷累积部的所述信号电荷；接合膜，其设置在所述第二基板与所述第一基板之间的接合面上，并且设置在所述第二基板与所述第一基板之间的选择性区域中；和贯通电极，其布置在所述接合膜的间隙中，并且将所述第二基板和所述第一基板彼此电连接。23.根据权利要求22所述的固态成像装置，其中，所述接合膜的间隙是去除了所述接合膜的区域。24.根据权利要求22所述的固态成像装置，其中，所述第二基板包括第二半导体层和分割所述第二半导体层的绝缘区域，并且所述绝缘区域选择性地布置在所述接合膜的间隙中。25.根据权利要求22所述的固态成像装置，其中，所述接合膜由第一氮化膜构成。26.根据权利要求22所述的固态成像装置，其中，所述第二基板包括覆盖所述像素晶体管的第二氮化膜，并且所述贯通电极通过所述第二氮化膜的开口或间隙连接到所述第一基板。27.一种固态成像装置，包括：第一半导体层，其针对每个像素包括光电转换部和电荷累积部，在所述电荷累积部中累积有在所述光电转换部中产生的信号电荷；和第二半导体层，其设置有像素晶体管并且层叠在所述第一半导体层上，所述像素晶体管具有三维结构并且读出所述电荷累积部的所述信号电荷。28.根据权利要求27所述的固态成像装置，其中，所述像素晶体管具有鳍(fin)结构。29.一种固态成像装置，包括：第一半导体层，其针对每个像素包括光电转换部和电荷累积部，在所述电荷累积部中累积有在所述光电转换部中产生的信号电荷；传输晶体管，其包括与所述第一半导体层相对的栅电极，并且将所述光电转换部的所述信号电荷传输到所述电荷累积部；第二半导体层，其设置有像素晶体管并且层叠在所述第一半导体层上，所述像素晶体管读出所述电荷累积部的所述信号电荷；
第三半导体层，其包括电连接到所述第一半导体层的第一区域的电位或所述第二半导体层的第二区域的第三区域；保护元件，其在所述第三半导体层中具有pn结；和天线配线，其隔着所述第二半导体层与所述第一半导体层相对，并且电连接到所述保护元件和所述像素晶体管或所述传输晶体管。30.根据权利要求29所述的固态成像装置，其中，所述第三半导体层与所述第一半导体层或所述第二半导体层一体地设置。31.根据权利要求29所述的固态成像装置，还包括配线层，其设置在比所述天线配线更靠近所述第二半导体层的位置处，并且将所述第三半导体层的所述第三区域与所述第一半导体层的所述第一区域或所述第二半导体层的所述第二区域彼此电连接。32.根据权利要求29所述的固态成像装置，其中，所述保护元件具有多个pn结。

技术总结
根据本发明的固态成像装置包括：第一半导体层，其针对每个像素包括光电转换部和电荷累积部，在电荷累积部中累积有由光电转换部产生的信号电荷；像素分离部，其设置在第一半导体层中，并且将多个像素彼此分隔；第二半导体层，其设置有像素晶体管并且层叠在第一半导体层上，像素晶体管读出电荷累积部的信号电荷；和第一共享连接部，其设置在第二半导体层和第一半导体层之间，并且被设置成跨越像素分离部并且连接到多个电荷累积部。且连接到多个电荷累积部。且连接到多个电荷累积部。


技术研发人员：中泽圭一 财津光一郎 藤井宣年 樋浦洋平 森茂贵 冈本晋太郎 大岛启示 万田周治 山元纯平 柚贺优衣 三宅慎一 神户智树 绪方亮 宫路达贵 中川进次 山下浩史 浜本宁 君塚直彦
受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司
技术研发日：2020.06.26
技术公布日：2021/12/16