特許 7630577 固体撮像装置及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-06

(45)【発行日】2025-02-17

(54)【発明の名称】固体撮像装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H10F 39/12 20250101AFI20250207BHJP

   H10F 39/18 20250101ALI20250207BHJP

   H04N 25/79 20230101ALI20250207BHJP

【ＦＩ】

H01L27/146 D

H01L27/146 A

H04N25/79

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2023146932

(22)【出願日】2023-09-11

(62)【分割の表示】P 2020552548の分割

【原出願日】2019-08-20

(65)【公開番号】P2023164552

(43)【公開日】2023-11-10

【審査請求日】2023-10-10

(31)【優先権主張番号】P 2018194371

(32)【優先日】2018-10-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】316005926

【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112874

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 薫

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 卓

【審査官】柴山 将隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１７１２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７３９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７３８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０３８１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８７１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２２５７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８２９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１４２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５７４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１８６０２７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２７／１４６

Ｈ０４Ｎ ２５／７９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画素単位で画素信号を生成する撮像素子および第１の配線層を有する第１の基板と、
該画素信号の信号処理に必要な信号処理回路および第２の配線層を有する第２の基板と、
単結晶シリコン、アモルファスシリコン及び多結晶シリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種のシリコンを含むシリコン含有層と、を含み、
該第１の基板と該第２の基板とが電気的に接続され、
該第１の基板と、該シリコン含有層と、該第２の基板とが、この順で配され、
前記第１の配線層と、前記第２の配線層とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
前記Ｃｕ－Ｃｕ接合が、前記シリコン含有層と、前記第２の基板と、の界面に配される、固体撮像装置。

【請求項2】

前記シリコン含有層を貫通する貫通ビアが形成され、該貫通ビアを介して、前記第１の基板と、前記第２の基板とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続される、請求項１に記載の固体撮像装置。

【請求項3】

前記シリコン含有層が、複数の該画素間で連続的に形成される、請求項１に記載の固体撮像装置。

【請求項4】

前記シリコン含有層がドーパントを含む、請求項１に記載の固体撮像装置。

【請求項5】

前記シリコン含有層中の前記ドーパントの含有量が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である、請求項４に記載の固体撮像装置。

【請求項6】

前記第２の基板の少なくとも一部が、第１の酸化膜に埋め込まれている、請求項１に記載の固体撮像装置。

【請求項7】

前記第２の基板が、前記第２の配線層上に形成された第２の酸化膜を含み、
前記シリコン含有層と、前記第２の酸化膜と、前記第２の配線層と、がこの順で配されている、請求項１に記載の固体撮像装置。

【請求項8】

前記第２の酸化膜が、断面視において前記第２の基板の少なくとも一部を覆っている、請求項７に記載の固体撮像装置。

【請求項9】

画素単位で画素信号を生成する撮像素子および第１の配線層を有する第１の基板と、
該画素信号の信号処理に必要な第１の信号処理回路および第２の配線層を有する第２の基板と、
該画素信号の信号処理に必要な第２の信号処理回路および第３の配線層を有する第３の基板と、
単結晶シリコン、アモルファスシリコン及び多結晶シリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種のシリコンを含むシリコン含有層と、を含み、
該第１の基板と該第２の基板とが電気的に接続され、
該第１の基板と該第３の基板とが電気的に接続され、
該第１の基板と、該シリコン含有層と、該第２の基板とが、この順で配され、
該第１の基板と、該シリコン含有層と、該第３の基板とが、この順で配され、
前記第１の配線層と前記第２の配線層とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
前記第１の配線層と前記第３の配線層とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
前記Ｃｕ－Ｃｕ接合が、前記シリコン含有層と、前記第２の基板及び／又は前記第３の基板と、の界面に配される、
固体撮像装置。

【請求項10】

前記第２の基板と、前記第３の基板とが略同一層に形成される、請求項９に記載の固体撮像装置。

【請求項11】

前記シリコン含有層を貫通する第１貫通ビア及び第２貫通ビアが形成され、
該第１貫通ビアを介して、前記第１の基板と、前記第２の基板とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
該第２貫通ビアを介して、前記第１の基板と、前記第３の基板とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続される、請求項９に記載の固体撮像装置。

【請求項12】

前記シリコン含有層が、複数の該画素間で連続的に形成される、請求項９に記載の固体撮像装置。

【請求項13】

前記シリコン含有層がドーパントを含む、請求項９に記載の固体撮像装置。

【請求項14】

前記シリコン含有層中の前記ドーパントの含有量が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である、請求項１３に記載の固体撮像装置。

【請求項15】

前記第２の基板及び／又は前記第３の基板の少なくとも一部が、第１の酸化膜に埋め込まれている、請求項１３に記載の固体撮像装置。

【請求項16】

前記第２の基板が、前記第２の配線層上に形成された第２の酸化膜を含み、
前記シリコン含有層と、前記第２の酸化膜と、前記第２の配線層と、がこの順で配されている、請求項１３に記載の固体撮像装置。

【請求項17】

前記第２の酸化膜が、断面視において前記第２の基板及び／又は前記第３の基板の少なくとも一部を覆っている、請求項１６に記載の固体撮像装置。

【請求項18】

固体撮像装置が搭載されて、
該固体撮像装置が、
画素単位で画素信号を生成する撮像素子および第１の配線層を有する第１の基板と、
該画素信号の信号処理に必要な信号処理回路および第２の配線層を有する第２の基板と、
単結晶シリコン、アモルファスシリコン及び多結晶シリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種のシリコンを含むシリコン含有層と、を含み、
該第１の基板と該第２の基板とが電気的に接続され、
該第１の基板と、該シリコン含有層と、該第２の基板とが、この順で配され、
前記第１の配線層と、前記第２の配線層とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
前記Ｃｕ－Ｃｕ接合が、前記第２の基板と前記シリコン含有層との界面に配される、
電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、固体撮像装置及び電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの固体撮像装置は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどに広く用いられている。

【0003】

近年、固体撮像装置を小型化にするための技術開発が盛んに行われ、例えば、固体撮像素子と信号処理回路や、メモリ回路などの回路をウェーハの状態で接合するＷｏＷ（Ｗａｆｅｒ ｏｎ Ｗａｆｅｒ）により積層する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－０９９５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１で提案された技術では、固体撮像装置の小型化は達成できる可能性があるものの、固体撮像装置の更なる品質や信頼性の向上が図れないおそれがある。

【0006】

そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、固体撮像装置の更なる品質や信頼性の向上を実現することができる固体撮像装置、及びその固体撮像装置を搭載した電子機器を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、固体撮像装置の更なる品質や信頼性の向上に成功し、本技術を完成するに至った。

【0008】

すなわち、本技術では、第１の側面として、画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、
シリコン含有層と、を含み、
該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配される、固体撮像装置を提供する。

【0009】

本技術に係る第１の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層を貫通する貫通ビアが形成されてよく、該貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが電気的に接続されてよい。
本技術に係る第１の側面の固体撮像装置において、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続されてよい。
本技術に係る第１の側面の固体撮像装置において、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続されてよく、
前記シリコン含有層が、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子との該Ｃｕ－Ｃｕ接合の界面に形成されてよい。
本技術に係る第１の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層を貫通する貫通ビアが形成されてよく、該貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続されてよい。

【0010】

本技術に係る第１の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層が、複数の該画素間で連続的に形成されてよい。

【0011】

本技術に係る第１の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層が、単結晶シリコン、アモルファスシリコン及び多結晶シリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種のシリコンを含んでよい。

【0012】

本技術に係る第１の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層がドーパントを含んでよく、前記シリコン含有層中の前記ドーパントの含有量が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上でよい。

【0013】

また、本技術では、第２の側面として、画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な第１の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な第２の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第３の半導体素子と、
シリコン含有層と、を含み、
該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と該第３の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第３の半導体素子とが、この順で配される、
固体撮像装置を提供する。

【0014】

本技術に係る第２の側面の固体撮像装置において、前記第２の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが略同一層に形成されてよい。

【0015】

本技術に係る第２の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層を貫通する第１貫通ビア及び第２貫通ビアが形成されてよく、
該第１貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが電気的に接続されてよく、
該第２貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが電気的に接続されてよい。
本技術に係る第２の側面の固体撮像装置において、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続されてよく、
前記第１の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続されてよい。
本技術に係る第２の側面の固体撮像装置において、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続されてよく、
前記第１の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続されてよく、
前記シリコン含有層が、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子及び前記第３の半導体素子との該Ｃｕ－Ｃｕ接合の界面に形成されてよい。
本技術に係る第２の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層を貫通する第１貫通ビア及び第２貫通ビアが形成されてよく、
該第１貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続されてよく、
該第２貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続されてよい。

【0016】

本技術に係る第２の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層が、複数の該画素間で連続的に形成されてよい。

【0017】

本技術に係る第２の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層が、単結晶シリコン、アモルファスシリコン及び多結晶シリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種のシリコンを含んでよい。

【0018】

本技術に係る第２の側面の固体撮像装置において、前記シリコン含有層がドーパントを含んでよく、前記シリコン含有層中の前記ドーパントの含有量が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上でよい。

【0019】

さらに、本技術では、第３の側面として、
固体撮像装置が搭載されて、
該固体撮像装置が、
画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、
シリコン含有層と、を含み、
該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配される、
電子機器を提供し、
第４の側面として、
固体撮像装置が搭載されて、
該固体撮像装置が、
画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な第１の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な第２の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第３の半導体素子と、
シリコン含有層と、を含み、
該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と該第３の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第３の半導体素子とが、この順で配される、
電子機器を提供し、
さらに、第５の側面として、
本技術に係る固体撮像装置が搭載された、電子機器を提供する。

【0020】

本技術によれば、固体撮像装置の更なる品質や信頼性の向上を実現することができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す図である。

【図2】本技術を適用した固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。

【図3】本技術を適用した固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。

【図4】本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す図である。

【図5】本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す図である。

【図6】本技術を適用した固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。

【図7】本技術を適用した固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。

【図8】固体撮像装置の構成例を示す図である。

【図9】本技術を適用した第１～第３の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。

【図10】本技術を適用した第４の実施形態に係る電子機器の一例の機能ブロック図である。

【図11】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12】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13】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。

【図14】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、特に断りがない限り、図面において、「上」とは図中の上方向又は上側を意味し、「下」とは、図中の下方向又は下側を意味し、「左」とは図中の左方向又は左側を意味し、「右」とは図中の右方向又は右側を意味する。また、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0023】

説明は以下の順序で行う。
１．本技術の概要
２．第１の実施形態（固体撮像装置の例１）
３．第２の実施形態（固体撮像装置の例２）
４．第３の実施形態（固体撮像装置の例３）
５．第４の実施形態（電子機器の例）
６．本技術を適用した固体撮像装置の使用例
７．内視鏡手術システムへの応用例
８．移動体への応用例

【0024】

＜１．本技術の概要＞
まず、本技術の概要について説明をする。

【0025】

イメージセンサとロジック(信号処理ＩＣ)、メモリなどのＩＣを個片化して良品チップだけを並べ、ウェーハ化し、配線形成して、イメージセンサ（ＣＩＳ）と貼り合わせして接続するデバイス構造を有する固体撮像装置がある。Ｗ o Ｗ（Ｗａｆｅｒ on Ｗａｆｅｒ）と比較して、歩留り損や面積Ｌｏｓｓが少なく、Ｂｕｍｐ接続と比較して接続電極の微細化が可能となる。

【0026】

上記固体撮像装置について、図８を用いて説明をする。図８は、固体撮像装置１１１の断面図である。

【0027】

図８に示される固体撮像装置１１１には、図８中の上側（光入射側）から、オンチップレンズ１３１－１、オンチップカラーフィルタ１３１－２、固体撮像素子１２０、配線層１４０、酸化膜１３５がこの順で積層され、その下（図８中の下側）に、例えば、信号処理回路として、メモリ回路１２１及びロジック回路１２２が同一層に積層されている。メモリ回路１２１が、左側（図８中の左側）に配置され、ロジック回路１２２が、右側（図８中の右側）に配置されている。そして、図８に示される固体撮像装置１１１には、メモリ回路１２１及びロジック回路１２２の下（図８中の下側）に、サポート基板１３２が形成されている。

【0028】

すなわち、図８に示されるように、固体撮像装置１１１は、固体撮像素子１２０、配線層１４０及び酸化膜１３５を有する第１の半導体素子１１１－ａと、メモリ回路１２１、配線層１４１及び酸化膜１３６を有する第２の半導体素子１１１－ｂと、ロジック回路１２２、配線層１４２及び酸化膜１３６を有する第３の半導体素子１１１－ｃと、を含む。

【0029】

固体撮像素子１２０の配線層１４０に形成された端子１２０ａのうち、メモリ回路１２１上の端子１２０ａは、メモリ回路１２１の配線層１４１に形成された端子１２１ａと、Ｃｕ－Ｃｕ接合により接続された配線１３４により電気的に接続されている。

【0030】

また、固体撮像素子１２０の配線層１４０に形成された端子１２０ａのうち、ロジック回路１２２上の端子１２０ａは、ロジック回路１２２の配線層１４２に形成された端子１２２ａと、Ｃｕ－Ｃｕ接合により接続された配線１３４により電気的に接続される。

【0031】

メモリ回路１２１及び配線層１４１が形成された第２の半導体素子１１１－ｂ、並びにロジック回路１２２及び配線層１４２が形成された第３の半導体素子１１１－ｃにおける、第２の半導体素子１１１－ｂ及び第３の半導体素子１１１－ｃの周辺部の空間には、酸化膜１３３が満たされた状態となっている。これにより、第２の半導体素子１１１－ｂ及び第３の半導体素子１１１－ｃは、酸化膜（絶縁膜）１３３に埋め込まれた状態となっている。

【0032】

また、第１の半導体素子１１１－ａと、第２の半導体素子１１１－ｂ及び第３の半導体素子１１１－ｃとの境界は、図８中の上側（光入射側）から順に、酸化膜１３５と、酸化膜１３６とが形成されている。

【0033】

さらに、第２の半導体素子１１１－ｂ及び第３の半導体素子１１１－ｃと、サポート基板１３２とは、酸化膜１３３及び酸化膜（図１中では不図示、酸化膜１３３とサポート基板１３２との間の酸化膜）を介して接合されている。

【0034】

しかしながら、固体撮像装置１１１では、第３の半導体素子（例えば、ロジックチップ）と第２の半導素子（例えば、メモリーチップ）との間を絶縁膜（酸化膜等）（図８中では酸化膜１３３）で埋めて平坦化すると、製造工程の中の熱処理時に、固体撮像装置の製造時に用いられる材料、例えば、埋め込み材料として用いられる絶縁材料と配線として用いられる金属材料（Ｃｕ、Ａｌ）との熱膨張差により、固体撮像素子を構成する、フォトダイオード（ＰＤ）が形成されたシリコン（Ｓｉ）基板の膜厚のバラつきが発生し、最終的な撮像特性に影響を与えるおそれがある。また、チップ端面やロジック基板を構成するトランジスタで発生するホットキャリア発光（ＨＣ発光）（図８中では発光Ｑ）や、外部からの光（図８中では光Ｒ）や、イメージセンサを透過してきた入射光の漏れ込みの光（図８中では光Ｐ）の影響がチップの有無で変化し、撮像特性に影響を与えるおそれがある。

【0035】

本技術は上記の事情を鑑みてなされたものである。本技術に係る第１の側面としての固体撮像装置は、画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、該画素信号の信号処理に必要な信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、シリコン含有層と、を含み、該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配される、固体撮像装置である。

【0036】

また、本技術に係る第２の側面としての固体撮像装置は、画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、該画素信号の信号処理に必要な第１の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、該画素信号の信号処理に必要な第２の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第３の半導体素子と、シリコン含有層と、を含み、該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、該第１の半導体素子と該第３の半導体素子とが電気的に接続され、該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配され、該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第３の半導体素子とが、この順で配される、固体撮像装置である。

【0037】

なお、本技術に係る固体撮像装置は、画素信号の信号処理に必要な信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた半導体素子を、第１及び第２の側面に限定されずに、３つ以上の当該半導体素子を含んでいてもよい。また、シリコン（Ｓｉ）含有層は、シリコン（Ｓｉ）以外の元素、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）等を含んでもよい。さらに、シリコン（Ｓｉ）含有層はシリコン含有基板でもよい。

【0038】

本技術に係る固体撮像装置の一例においては、Ｃｈｉｐ（第２の半導体素子を構成するチップ又は第２の半導体素子及び第３の半導体素子を構成するチップ）と、Ｗａｆｅｒ（第１の半導体素子を構成するチップ）のＣｕ－Ｃｕ接合界面にシリコン（Ｓｉ）層を挟み込み、シリコン（Ｓｉ）層はイメージセンサの画角内で分断されておらず、複数画素間で連続的に形成され、シリコン（Ｓｉ）層を貫通するに貫通ビアが形成され、貫通ビアはＣｈｉｐ側とＣｕ－Ｃｕ接合されている。

【0039】

本技術によれば、固体撮像装置の更なる品質や信頼性の向上を実現することができる。詳しくは、本技術によれば、シリコン（Ｓｉ）含有層を、Ｃｈｉｐ（例えば、第２の半導体素子を構成するチップ又は第２の半導体素子及び第３の半導体素子を構成するチップ）と、Ｗａｆｅｒ（第１の半導体素子を構成するチップ）との間に、シリコン（Ｓｉ）含有層を導入することにより、剛性が強くなり、例えば、埋め込み材料（絶縁材料）と配線（金属材料）との熱膨張差によるフォトダイオード（ＰＤ）側への突き上げが低減して、撮像特性への影響が低減し、また、シリコン（Ｓｉ）含有層が、外部からの光、ロジック基板からのホットキャリア発光（ＨＣ発光）、もれ込んだ入射光等を吸収し、撮像特性への影響を低減することができる。さらに、本技術によれば、高濃度のドーパントされたシリコン（Ｓｉ）層を導入することにより、上下基板の電磁ノイズを遮断することができる。

【0040】

以下に、本技術に係る実施の形態について詳細に説明をする。

【0041】

＜２．第１の実施形態（固体撮像装置の例１）＞
本技術に係る第１の実施形態（固体撮像装置の例１）の固体撮像装置について、図１～図３を用いて、説明をする。図１は、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１の断面図であり、図２～図３は、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１の製造方法を説明するための断面図である。

【0042】

図１に示される固体撮像装置１には、図１中の上側（光入射側）から、オンチップレンズ１３１－１、オンチップカラーフィルタ１３１－２、固体撮像素子１２０、配線層１４０、酸化膜１３５、シリコン（Ｓｉ）層５０１がこの順で積層され、その下（図１中の下側）に、例えば、信号処理回路として、メモリ回路１２１及びロジック回路１２２が略同一層に積層されている。メモリ回路１２１が、左側（図１中の左側）に配置され、ロジック回路１２２が、右側（図１中の右側）に配置されている。そして、図１に示される固体撮像装置１には、メモリ回路１２１及びロジック回路１２２の下（図１中の下側）に、サポート基板１３２が形成されている。

【0043】

すなわち、図１に示されるように、固体撮像装置１は、固体撮像素子１２０、配線層１４０及び酸化膜１３５を有する第１の半導体素子１－ａと、メモリ回路１２１、配線層１４１及び酸化膜１３６を有する第２の半導体素子１－ｂと、ロジック回路１２２、配線層１４２及び酸化膜１３６を有する第３の半導体素子１－ｃと、を含み、第１の半導体素子１－ａと、第２の半導体素子１－ｂ及び第３の半導体素子１－ｃとの間に、シリコン含有層（第１の実施形態ではシリコン（Ｓｉ）層５０１）が配されている（積層されている。）。

【0044】

シリコン（Ｓｉ）層５０１は、固体撮像素子１２０（イメージセンサー）の画角内で分断されておらず、複数画素間で連続的に形成されいる構造でもよい。シリコン（Ｓｉ）層５０１の厚さは、任意の厚さでよいが、可視光を吸収できるように３μｍ以上が好ましい。また、シリコン（Ｓｉ）層５０１の厚さ（厚さＡとする。）と、固体撮像素子１２０（シリコン（Ｓｉ）基板）の厚さ（厚さＢとする。）との関係は、Ａ≧Ｂの関係式が成り立つことが好ましい。なお、シリコン（Ｓｉ）層はシリコン（Ｓｉ）基板でもよい。

【0045】

図１に示されるように、シリコン（Ｓｉ）層は、チップ端面やロジック基板を構成するトランジスタで発生するホットキャリア発光（ＨＣ発光）（図１中では発光Ｑ）や、外部からの光（図１中では光Ｒ）や、イメージセンサを透過してきた入射光の漏れ込みの光（図１中では光Ｐ）を吸収する。

【0046】

固体撮像素子１２０の配線層１４０に形成された端子１２０ａのうち、メモリ回路１２１上の端子１２０ａは、メモリ回路１２１の配線層１４１に形成された端子１２１ａと、Ｃｕ－Ｃｕ接合により接続されてシリコン層（Ｓｉ）層５０１を貫通する貫通ビアを含む配線１３４により電気的に接続されている。

【0047】

また、固体撮像素子１２０の配線層１４０に形成された端子１２０ａのうち、ロジック回路１２２上の端子１２０ａは、ロジック回路１２２の配線層１４２に形成された端子１２２ａと、Ｃｕ－Ｃｕ接合により接続されてシリコン層（Ｓｉ）層５０１を貫通する貫通ビアを含む配線１３４により電気的に接続される。

【0048】

メモリ回路１２１及び配線層１４１が形成された第２の半導体素子１－ｂ、並びにロジック回路１２２及び配線層１４２が形成された第３の半導体素子１－ｃにおける、半導体素子１－ｂ及び半導体素子１－ｃの周辺部の空間には、酸化膜１３３が満たされた状態となっている。これにより、半導体素子１－ｂ及び半導体素子１－ｃは、酸化膜（絶縁膜）１３３に埋め込まれた状態となっている。

【0049】

また、第１の半導体素子１－ａと、第２の半導体素子１－ｂ及び第３の半導体素子１－ｃとの境界領域は、図１中の上側（光入射側）から順に、酸化膜１３５と、シリコン（Ｓｉ）層５０１と、酸化膜１３６とが形成されている。すなわち、シリコン（Ｓｉ）層５０１は、第１の半導体素子１－ａと、第２の半導体素子１－ｂ及び第３の半導体素子１－ｃとのＣｕ－Ｃｕ接合の界面に形成されている。

【0050】

さらに、第２の半導体素子１－ｂ及び第３の半導体素子１－ｃと、サポート基板１３２とは、酸化膜１３３及び酸化膜（図１中では不図示、酸化膜１３３とサポート基板１３２との間の酸化膜）を介して接合されている。

【0051】

次に、図２～図３を用いて、固体撮像装置１の製造方法を説明する。

【0052】

図２（ａ）に示されるように、ＢＥＯＬ工程（配線工程、Ｂａｃｋ Ｅｎｄ of Ｌｉｎｅ）において、固体撮像素子（イメージセンサー基板）上に配線層１４０を形成し、配線層１４０上に酸化膜１３５を形成して、第１の半導体素子（図１中の第１の半導体素子１－ａと同じ。）を製造する。

【0053】

シリコン（Ｓｉ）層（シリコン（Ｓｉ）基板でもよい。）５０１を第１の半導体素子（酸化膜１３５）上に貼り合わせる（図２（ｂ））。

【0054】

次に、図２（Ｃ）に示されるように、シリコン（Ｓｉ）層（シリコン（Ｓｉ）基板）５０１を薄肉化する。

【0055】

Ｃｕ－Ｃｕ接合のために、端子１２０ａに対して、シリコン（Ｓｉ）層（シリコン（Ｓｉ）基板）５０１を貫通する貫通ビアを含む配線１３４を形成し、図２（ｄ）に示されるように、固体撮像素子１２０等を有する第１の半導体素子と、個片化された第２の半導体素子（Ｍｅｍｏｒｙチップ）（図１中の第２の半導体素子１－ｂと同じ。）及び第３の半導体素子（Ｌｏｇｉｃチップ）（図１中の第３の半導体素子１－ｃと同じ。）と、をＣｏＷ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｗａｆｅｒ）で、配線１３４によって、Ｃｕ－Ｃｕ接合して電気的に接続をする。なお、あらかじめ、第２の半導体素子（Ｍｅｍｏｒｙチップ）には、端子１２１ａと、端子１２１ａと接続する配線１３４とが形成され、第３の半導体素子（Ｌｏｇｉｃチップ）には、端子１２２ａと、端子１２２ａと接続する配線１３４とが形成されている。

【0056】

図２（ｅ）に示されるように、第２の半導体素子（Ｍｅｍｏｒｙチップ）のメモリ回路１２１を構成するシリコン（Ｓｉ）基板及び第３の半導体素子（Ｌｏｇｉｃチップ）のロジック回路１２２を構成するシリコン（Ｓｉ）基板を薄膜化する。

【0057】

図３を用いて説明をする。

【0058】

図３（ａ）に示されるように、第２の半導体素子（Ｍｅｍｏｒｙチップ）及び第３の半導体素子（Ｌｏｇｉｃチップ）における段差の埋め込み・平坦化を行う。チップ段差の埋め込み・平坦化には無機材料を用いてもよいし、有機材料を用いてもよいし、両者の組み合わせであってもよい。図３（ａ）においては、埋め込み部材は酸化膜（絶縁膜）１３３である。

【0059】

図３（ｂ）に示されるように、図３（ａ）で示される下部（図３（ａ）中の下側）の固体撮像素子１２０が、上部（図３（ｂ）中の上側）となるように反転させて、酸化膜１３３の下部（図３（ｂ）中の下側）に、酸化膜（絶縁膜、不図示）を介して、サポート基板１３２を貼り合わせ、固体撮像素子１２０を構成するシリコン（Ｓｉ）基板を、所定の膜厚まで薄肉化する（図３（ｃ））。

【0060】

最後に、図３（ｄ）に示されるように、裏面遮光構造（不図示）を形成し、固体撮像素子１２０上にオンチップカラーフィルタ１３１－２を形成し、オンチップカラーフィルタ１３１－２上にオンチップレンズ１３１－１を形成する。そして、パッド（Ｐａｄ）（不図示）の開口を行って、固体撮像装置１のデバイス構造が完成となり、固体撮像装置１が製造される。

【0061】

本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１によれば、固体撮像装置の更なる品質や信頼性の向上を実現することができる。詳しくは、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１によれば、シリコン（Ｓｉ）層５０１を、Ｃｈｉｐ（例えば、第２の半導体素子１－ｂを構成するチップ又は第２の半導体素子１－ｂ及び第３の半導体素子１－ｃを構成するチップ）と、Ｗａｆｅｒ（第１の半導体素子１－ａを構成するチップ）との間に、シリコン（Ｓｉ）層５０１を導入することにより、剛性が強くなり、例えば、埋め込み材料（絶縁材料）と配線（金属材料）との熱膨張差によるフォトダイオード（ＰＤ）側への突き上げが低減して、撮像特性への影響が低減し、また、シリコン（Ｓｉ）層５０１が、外部からの光、ロジック基板からのホットキャリア発光（ＨＣ発光）、漏れ込んだ入射光等を吸収し、撮像特性への影響を低減することができる。

【0062】

＜３．第２の実施形態（固体撮像装置の例２）＞
本技術に係る第１の実施形態（固体撮像装置の例１）の固体撮像装置について、図４を用いて、説明をする。図４は、本技術に係る第２の実施形態の固体撮像装置２の断面図である。

【0063】

図４に示される固体撮像装置２には、図４中の上側（光入射側）から、オンチップレンズ１３１－１、オンチップカラーフィルタ１３１－２、固体撮像素子１２０、配線層１４０、酸化膜１３５、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２がこの順で積層され、その下（図４中の下側）に、例えば、信号処理回路として、メモリ回路１２１及びロジック回路１２２が略同一層に積層されている。メモリ回路１２１が、左側（図４中の左側）に配置され、ロジック回路１２２が、右側（図４中の右側）に配置されている。そして、図４に示される固体撮像装置２には、メモリ回路１２１及びロジック回路１２２の下（図４中の下側）に、サポート基板１３２が形成されている。

【0064】

すなわち、図４に示されるように、固体撮像装置２は、固体撮像素子１２０、配線層１４０及び酸化膜１３５を有する第１の半導体素子２－ａと、メモリ回路１２１、配線層１４１及び酸化膜１３６を有する第２の半導体素子２－ｂと、ロジック回路１２２、配線層１４２及び酸化膜１３６を有する第３の半導体素子２－ｃと、を含み、第１の半導体素子２－ａと、第２の半導体素子２－ｂ及び第３の半導体素子２－ｃとの間に、シリコン含有層（第２の実施形態では高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２）が配されている（積層されている。）。

【0065】

高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２は、固体撮像素子１２０（イメージセンサー）の画角内で分断されておらず、複数画素間で連続的に形成されいる構造でもよい。シリコン（Ｓｉ）層５０２の厚さは、任意の厚さでよいが、可視光を吸収できるように３μｍ以上が好ましい。また、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２の厚さ（厚さＡとする。）と、固体撮像素子１２０（シリコン（Ｓｉ）基板）の厚さ（厚さＢとする。）との関係は、Ａ≧Ｂの関係式が成り立つことが好ましい。なお、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２は高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）基板でもよい。

【0066】

高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２は、高濃度にドーピング（例えば、１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上のドーパントを含む。）された構造を有する。高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２は、金属のように振る舞うことができ、結果として、図２中の上下基板（第１の半導体素子２－ａを構成するシリコン（Ｓｉ）基板、第２の半導体素子２－ｂを構成するシリコン（Ｓｉ）基板及び第３の半導体素子を構成するシリコン（Ｓｉ）基板）の電磁ノイズを遮断する機能を有する。ドーパントは、例えば、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）等である。

【0067】

図２には示されていないが、第１の実施形態の固体撮像装置１と同様に、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２は、チップ端面やロジック基板を構成するトランジスタで発生するホットキャリア発光（ＨＣ発光）や、外部からの光や、固体撮像素子（イメージセンサ）１２０を透過してきた入射光の漏れ込みの光を吸収することができる。

【0068】

固体撮像素子１２０の配線層１４０に形成された端子１２０ａのうち、メモリ回路１２１上の端子１２０ａは、メモリ回路１２１の配線層１４１に形成された端子１２１ａと、Ｃｕ－Ｃｕ接合により接続されて高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２を貫通する貫通ビアを含む配線１３４により電気的に接続されている。

【0069】

また、固体撮像素子１２０の配線層１４０に形成された端子１２０ａのうち、ロジック回路１２２上の端子１２０ａは、ロジック回路１２２の配線層１４２に形成された端子１２２ａと、Ｃｕ－Ｃｕ接合により接続されて高濃度のドーパントを含むシリコン層（Ｓｉ）層５０２を貫通する貫通ビアを含む配線１３４により電気的に接続される。

【0070】

メモリ回路１２１及び配線層１４１が形成された第２の半導体素子２－ｂ、並びにロジック回路１２２及び配線層１４２が形成された第３の半導体素子２－ｃにおける、半導体素子２－ｂ及び半導体素子２－ｃの周辺部の空間には、酸化膜（絶縁膜）１３３が満たされた状態となっている。これにより、半導体素子２－ｂ及び半導体素子２－ｃは、酸化膜（絶縁膜）１３３に埋め込まれた状態となっている。

【0071】

また、第１の半導体素子２－ａと、第２の半導体素子２－ｂ及び第３の半導体素子２－ｃとの境界領域は、図４中の上側（光入射側）から順に、酸化膜１３５と、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２と、酸化膜１３６とが形成されている。すなわち、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２は、第１の半導体素子２－ａと、第２の半導体素子２－ｂ及び第３の半導体素子２－ｃとのＣｕ－Ｃｕ接合の界面に形成されている。

【0072】

さらに、第２の半導体素子２－ｂ及び第３の半導体素子２－ｃと、サポート基板１３２とは、酸化膜（絶縁膜）１３３及び酸化膜（図２中では不図示、酸化膜１３３とサポート基板１３２との間の酸化膜）を介して接合されている。

【0073】

固体撮像装置２の製造方法においては、シリコン（Ｓｉ）層５０１（シリコン（Ｓｉ）基板でもよい。）を、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２（高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）基板でもよい。）に代えて、上記で説明をした図２～図３の内容がそのまま適用され得る。

【0074】

本技術に係る第２の実施形態の固体撮像装置２によれば、固体撮像装置の更なる品質や信頼性の向上を実現することができる。詳しくは、本技術に係る第２の実施形態の固体撮像装置２によれば、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２を、Ｃｈｉｐ（例えば、第２の半導体素子２－ｂを構成するチップ又は第２の半導体素子２－ｂ及び第３の半導体素子２－ｃを構成するチップ）と、Ｗａｆｅｒ（第１の半導体素子２－ａを構成するチップ）との間に、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２を導入することにより、剛性が強くなり、例えば、埋め込み材料（絶縁材料）と配線（金属材料）との熱膨張差によるフォトダイオード（ＰＤ）側への突き上げが低減して、撮像特性への影響が低減し、また、高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層５０２が、外部からの光、ロジック基板からのホットキャリア発光（ＨＣ発光）、漏れ込んだ入射光等を吸収し、撮像特性への影響を低減することができる。さらに、上述したように、本技術に係る第２の実施形態の固体撮像装置２によれば、高濃度のドーパントされたシリコン（Ｓｉ）層５０２を導入することにより、上下基板の電磁ノイズを遮断することができる。

【0075】

＜４．第３の実施形態（固体撮像装置の例３）＞
本技術に係る第３の実施形態（固体撮像装置の例３）の固体撮像装置について、図５～図７を用いて、説明をする。図５は、本技術に係る第３の実施形態の固体撮像装置３の断面図であり、図６～図７は、本技術に係る第３の実施形態の固体撮像装置３の製造方法を説明するための断面図である。

【0076】

図５に示される固体撮像装置３には、図５中の上側（光入射側）から、オンチップレンズ１３１－１、オンチップカラーフィルタ１３１－２、固体撮像素子１２０、配線層１４０、酸化膜１３５、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３がこの順で積層され、その下（図５中の下側）に、例えば、信号処理回路として、メモリ回路１２１及びロジック回路１２２が略同一層に積層されている。メモリ回路１２１が、左側（図５中の左側）に配置され、ロジック回路１２２が、右側（図５中の右側）に配置されている。そして、図５に示される固体撮像装置３には、メモリ回路１２１及びロジック回路１２２の下（図５中の下側）にサポート基板１３２が形成されている。

【0077】

すなわち、図５に示されるように、固体撮像装置３は、固体撮像素子１２０、配線層１４０及び酸化膜１３５を有する第１の半導体素子３－ａと、メモリ回路１２１、配線層１４１及び酸化膜１３６を有する第２の半導体素子３－ｂと、ロジック回路１２２、配線層１４２及び酸化膜１３６を有する第３の半導体素子３－ｃと、を含み、第１の半導体素子３－ａと、第２の半導体素子３－ｂ及び第３の半導体素子３－ｃとの間に、シリコン含有層（第３の実施形態ではアモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３）が配されている（積層されている。）。

【0078】

アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３は、固体撮像素子１２０（イメージセンサー）の画角内で分断されておらず、複数画素間で連続的に形成されいる構造でもよい。アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３の厚さは、任意の厚さでよいが、可視光を吸収できるように３μｍ以上が好ましい。また、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３の厚さ（厚さＡとする。）と、固体撮像素子１２０（シリコン（Ｓｉ）基板）の厚さ（厚さＢとする。）との関係は、Ａ≧Ｂの関係式が成り立つことが好ましい。

【0079】

図５に示されるように、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層は、チップ端面やロジック基板を構成するトランジスタで発生するホットキャリア発光（ＨＣ発光）（図５中では発光Ｑ）や、外部からの光（図５中では光Ｒ）や、固体撮像素子（イメージセンサ）１２０を透過してきた入射光の漏れ込みの光（図５中では光Ｐ）を吸収する。

【0080】

固体撮像素子１２０の配線層１４０に形成された端子１２０ａのうち、メモリ回路１２１上の端子１２０ａは、メモリ回路１２１の配線層１４１に形成された端子１２１ａと、Ｃｕ－Ｃｕ接合により接続されてアモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３を貫通する貫通ビアを含む配線１３４により電気的に接続されている。

【0081】

また、固体撮像素子１２０の配線層１４０に形成された端子１２０ａのうち、ロジック回路１２２上の端子１２０ａは、ロジック回路１２２の配線層１４２に形成された端子１２２ａと、Ｃｕ－Ｃｕ接合により接続されてアモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３を貫通する貫通ビアを含む配線１３４により電気的に接続される。

【0082】

メモリ回路１２１及び配線層１４１が形成された第２の半導体素子３－ｂ、並びにロジック回路１２２及び配線層１４２が形成された第３の半導体素子３－ｃにおける、半導体素子３－ｂ及び半導体素子３－ｃの周辺部の空間には、酸化膜（絶縁膜）１３３が満たされた状態となっている。これにより、半導体素子３－ｂ及び半導体素子３－ｃは、酸化膜（絶縁膜）１３３に埋め込まれた状態となっている。

【0083】

また、第１の半導体素子３－ａと、第２の半導体素子３－ｂ及び第３の半導体素子３－ｃとの境界領域は、図５中の上側（光入射側）から順に、酸化膜１３５と、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３と、酸化膜１３６とが形成されている。すなわち、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３は、第１の半導体素子３－ａと、第２の半導体素子３－ｂ及び第３の半導体素子３－ｃとのＣｕ－Ｃｕ接合の界面に形成されている。

【0084】

さらに、第２の半導体素子３－ｂ及び第３の半導体素子３－ｃと、サポート基板１３２とは、酸化膜（絶縁膜）１３３及び酸化膜（図２中では不図示、酸化膜１３３とサポート基板１３２との間の酸化膜）を介して接合されている。

【0085】

次に、図６～図７を用いて、固体撮像装置３の製造方法を説明する。

【0086】

図６（ａ）に示されるように、ＢＥＯＬ工程（配線工程、Ｂａｃｋ Ｅｎｄ of Ｌｉｎ
ｅ）において、固体撮像素子（イメージセンサー基板）１２０上に配線層１４０を形成し、配線層１４０上に酸化膜１３５を形成して、第１の半導体素子（図５中の第１の半導体素子３－ａと同じ。）を製造する。

【0087】

アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３を、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、第１の半導体素子（酸化膜１３５）上に形成する（図６（ｂ））。アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３は、配線層１４０に、銅（Ｃｕ）配線が形成されいる場合には、ＣＶＤ法を用いて４００℃以下で成膜されることが好ましい。シリコン（Ｓｉ）含有層として、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３に代えて、多結晶シリコン（Ｓｉ）層が用いられてもよく、単結晶シリコン（Ｓｉ）層が用いられてもよく、アモルファスシリコン（Ｓｉ）、多結晶シリコン（Ｓｉ）及び単結晶シリコン（Ｓｉ）の中から任意に選んだ組み合わせのシリコン（Ｓｉ）が用いられてもよい。アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３の厚みは任意の厚さでよいが、３μｍ以上の厚さが好ましい。

【0088】

Ｃｕ－Ｃｕ接合のために、端子１２０ａに対して、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３を貫通する貫通ビアを含む配線１３４を形成し、図６（ｃ）に示されるように、固体撮像素子１２０等を有する第１の半導体素子と、個片化された第２の半導体素子（Ｍｅｍｏｒｙチップ）（図５中の第２の半導体素子３－ｂと同じ。）及び第３の半導体素子（Ｌｏｇｉｃチップ）（図５中の第３の半導体素子３－ｃと同じ。）と、をＣｏＷ（Ｃｈｉｐ
ｏｎ Ｗａｆｅｒ）で、配線１３４によって、Ｃｕ－Ｃｕ接合して電気的に接続をする。なお、あらかじめ、第２の半導体素子（Ｍｅｍｏｒｙチップ）には、端子１２１ａと、端子１２１ａと接続する配線１３４とが形成され、第３の半導体素子（Ｌｏｇｉｃチップ）には、端子１２２ａと、端子１２２ａと接続する配線１３４とが形成されている。

【0089】

図６（ｄ）に示されるように、第２の半導体素子（Ｍｅｍｏｒｙチップ）のメモリ回路１２１を構成するシリコン（Ｓｉ）基板及び第３の半導体素子（Ｌｏｇｉｃチップ）のロジック回路１２２を構成するシリコン（Ｓｉ）基板を薄膜化する。

【0090】

図７を用いて説明をする。

【0091】

図７（ａ）に示されるように、第２の半導体素子（Ｍｅｍｏｒｙチップ）及び第３の半導体素子（Ｌｏｇｉｃチップ）における段差の埋め込み・平坦化を行う。チップ段差の埋め込み・平坦化には無機材料を用いてもよいし、有機材料を用いてもよいし、両者の組み合わせであってもよい。図７（ａ）においては、埋め込み部材は酸化膜（絶縁膜）１３３である。

【0092】

図７（ｂ）に示されるように、図７（ａ）で示される下部（図７（ａ）中の下側）の固体撮像素子１２０が、上部（図７（ｂ）中の上側）となるように反転させて、酸化膜１３３の下部（図３（ｂ）中の下側）に、酸化膜（絶縁膜、不図示）を介して、サポート基板１３２を貼り合わせ、固体撮像素子１２０を構成するシリコン（Ｓｉ）基板を、所定の膜厚まで薄肉化する（図７（ｃ））。

【0093】

最後に、図７（ｄ）に示されるように、裏面遮光構造（不図示）を形成し、固体撮像素子１２０上にオンチップカラーフィルタ１３１－２を形成し、オンチップカラーフィルタ１３１－２上にオンチップレンズ１３１－１を形成する。そして、パッド（Ｐａｄ）（不図示）の開口を行って、固体撮像装置３のデバイス構造が完成となり、固体撮像装置３が製造される。

【0094】

本技術に係る第３の実施形態の固体撮像装置３によれば、固体撮像装置の更なる品質や信頼性の向上を実現することができる。詳しくは、本技術に係る第３の実施形態の固体撮像装置３によれば、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３を、Ｃｈｉｐ（例えば、第２の半導体素子３－ｂを構成するチップ又は第２の半導体素子３－ｂ及び第３の半導体素子３－ｃを構成するチップ）と、Ｗａｆｅｒ（第１の半導体素子３－ａを構成するチップ）との間に、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３を導入することにより、剛性が強くなり、例えば、埋め込み材料（絶縁材料）と配線（金属材料）との熱膨張差によるフォトダイオード（ＰＤ）側への突き上げが低減して、撮像特性への影響が低減し、また、アモルファスシリコン（Ｓｉ）層５０３が、外部からの光、ロジック基板からのホットキャリア発光（ＨＣ発光）、漏れ込んだ入射光等を吸収し、撮像特性への影響を低減することができる。

【0095】

＜５．第４の実施形態（電子機器の例）＞
本技術に係る第４の実施形態の電子機器は、第１の側面として、本技術に係る第１の側面の固体撮像装置が搭載された電子機器であり、本技術に係る第１の側面の固体撮像装置は、画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、該画素信号の信号処理に必要な信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、シリコン含有層と、を含み、該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配される、固体撮像装置である。

【0096】

また、本技術に係る第４の実施形態の電子機器は、第２の側面として、本技術に係る第２の側面の固体撮像装置が搭載された電子機器であり、本技術に係る第２の側面の固体撮像装置は、画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、該画素信号の信号処理に必要な第１の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、該画素信号の信号処理に必要な第２の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第３の半導体素子と、シリコン含有層と、を含み、該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、該第１の半導体素子と該第３の半導体素子とが電気的に接続され、該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配され、該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第３の半導体素子とが、この順で配される、固体撮像装置である。

【0097】

例えば、本技術に係る第４の実施形態の電子機器は、本技術に係る第１の実施形態～第３の実施形態の固体撮像装置のうち、いずれか一つ実施形態の固体撮像装置が搭載された電子機器である。

【0098】

＜６．本技術を適用した固体撮像装置の使用例＞
図９は、イメージセンサとしての本技術に係る第１～第３の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。

【0099】

上述した第１～第３の実施形態の固体撮像装置は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングするさまざまなケースに使用することができる。すなわち、図９に示すように、例えば、鑑賞の用に供される画像を撮影する鑑賞の分野、交通の分野、家電の分野、医療・ヘルスケアの分野、セキュリティの分野、美容の分野、スポーツの分野、農業の分野等において用いられる装置（例えば、上述した第５の実施形態の電子機器）に、第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。

【0100】

具体的には、鑑賞の分野においては、例えば、デジタルカメラやスマートフォン、カメラ機能付きの携帯電話機等の、鑑賞の用に供される画像を撮影するための装置に、第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。

【0101】

交通の分野においては、例えば、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置に、第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。

【0102】

家電の分野においては、例えば、ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、テレビ受像機や冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置で、第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。

【0103】

医療・ヘルスケアの分野においては、例えば、内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置に、第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。

【0104】

セキュリティの分野においては、例えば、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置に、第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。

【0105】

美容の分野においては、例えば、肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置に、第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。

【0106】

スポーツの分野において、例えば、スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラプルカメラ等の、スポーツの用に供される装置に、第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。

【0107】

農業の分野においては、例えば、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置に、第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。

【0108】

次に、本技術に係る第１～第３の実施形態の固体撮像装置の使用例を具体的に説明する。例えば、上述で説明をした第１～第３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置１０１として、例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話など、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図１０に、その一例として、電子機器１０２（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器１０２は、例えば静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置１０１と、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、固体撮像装置１０１およびシャッタ装置３１１を駆動する駆動部３１３と、信号処理部３１２とを有する。

【0109】

光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１０１の画素部１０１ａへ導くものである。この光学系３１０は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置３１１は、固体撮像装置１０１への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部３１３は、固体撮像装置１０１の転送動作およびシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部３１２は、固体撮像装置１０１から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Ｄｏｕｔは、メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。

【0110】

＜７．内視鏡手術システムへの応用例＞
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（本技術）は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。

【0111】

図１１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。

【0112】

図１１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。

【0113】

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。

【0114】

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。

【0115】

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。

【0116】

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。

【0117】

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。

【0118】

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。

【0119】

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。

【0120】

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。

【0121】

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。

【0122】

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。

【0123】

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。

【0124】

図１２は、図１１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。

【0125】

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。

【0126】

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。

【0127】

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。

【0128】

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。

【0129】

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。

【0130】

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。

【0131】

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。

【0132】

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。

【0133】

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。

【0134】

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。

【0135】

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。

【0136】

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。

【0137】

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。

【0138】

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。

【0139】

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。

【0140】

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。

【0141】

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、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２（の撮像部１１４０２）等に適用され得る。具体的には、本開示の固体撮像装置１１１は、撮像部１０４０２に適用することができる。内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２（の撮像部１１４０２）等に本開示に係る技術を適用することにより、歩留まりを向上させ、製造に係るコストを低減させることが可能となる。

【0142】

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。

【0143】

＜８．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。

【0144】

図１３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。

【0145】

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１３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。

【0146】

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。

【0147】

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。

【0148】

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。

【0149】

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。

【0150】

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。

【0151】

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。

【0152】

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。

【0153】

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。

【0154】

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１３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。

【0155】

図１４は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

【0156】

図１４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。

【0157】

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。

【0158】

なお、図１４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。

【0159】

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。

【0160】

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。

【0161】

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。

【0162】

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。

【0163】

以上、本開示に係る技術（本技術）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、例えば、撮像部１２０３１等に適用され得る。具体的には、本開示の固体撮像装置１１１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、歩留まりを向上させ、製造に係るコストを低減させることが可能となる。

【0164】

なお、本技術は、上述した実施形態及び応用例に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【0165】

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なく、また他の効果があってもよい。

【0166】

また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
［１］
画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、
シリコン含有層と、を含み、
該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配される、固体撮像装置。
［２］
前記シリコン含有層を貫通する貫通ビアが形成され、該貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが電気的に接続される、［１］に記載の固体撮像装置。
［３］
前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続される、［１］又は［２］に記載の固体撮像装置。
［４］
前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
前記シリコン含有層が、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子との該Ｃｕ－Ｃｕ接合の界面に形成される、［１］又は［２］に記載の固体撮像装置。
［５］
前記シリコン含有層を貫通する貫通ビアが形成され、該貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続される、［１］から［４］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［６］
前記シリコン含有層が、複数の該画素間で連続的に形成される、［１］から［５］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［７］
前記シリコン含有層が、単結晶シリコン、アモルファスシリコン及び多結晶シリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種のシリコンを含む、［１］から［６］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［８］
前記シリコン含有層がドーパントを含む、［１］から［７］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［９］
前記シリコン含有層中の前記ドーパントの含有量が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上である、［８］に記載の固体撮像装置。
［１０］
画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な第１の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な第２の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第３の半導体素子と、
シリコン含有層と、を含み、
該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と該第３の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第３の半導体素子とが、この順で配される、
固体撮像装置。
［１１］
前記第２の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが略同一層に形成される、［１０］に記載の固体撮像装置。
［１２］
前記シリコン含有層を貫通する第１貫通ビア及び第２貫通ビアが形成され、
該第１貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが電気的に接続され、
該第２貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが電気的に接続される、［１０］又は［１１］に記載の固体撮像装置。
［１３］
前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
前記第１の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続される、［１０］から［１２］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１４］
前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
前記第１の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
前記シリコン含有層が、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子及び前記第３の半導体素子との該Ｃｕ－Ｃｕ接合の界面に形成される、［１０］から［１３］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１５］
前記シリコン含有層を貫通する第１貫通ビア及び第２貫通ビアが形成され、
該第１貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第２の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続され、
該第２貫通ビアを介して、前記第１の半導体素子と、前記第３の半導体素子とが、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、電気的に接続される、［１０］から［１４］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１６］
前記シリコン含有層が、複数の該画素間で連続的に形成される、［１０］から［１５］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１７］
前記シリコン含有層が、単結晶シリコン、アモルファスシリコン及び多結晶シリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種のシリコンを含む、［１０］から［１６］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１８］
前記シリコン含有層がドーパントを含む、［１０］から［１７］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１９］
前記シリコン含有層中の前記ドーパントの含有量が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上である、［１８］に記載の固体撮像装置。
［２０］
固体撮像装置が搭載されて、
該固体撮像装置が、
画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、
シリコン含有層と、を含み、
該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配される、
電子機器。
［２１］
固体撮像装置が搭載されて、
該固体撮像装置が、
画素単位で画素信号を生成する撮像素子を有する第１の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な第１の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第２の半導体素子と、
該画素信号の信号処理に必要な第２の信号処理回路が埋め込み部材により埋め込まれた第３の半導体素子と、
シリコン含有層と、を含み、
該第１の半導体素子と該第２の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と該第３の半導体素子とが電気的に接続され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第２の半導体素子とが、この順で配され、
該第１の半導体素子と、該シリコン含有層と、該第３の半導体素子とが、この順で配される、
電子機器。
［２２］
［１］から［１９］のいずれか１つに記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。

【符号の説明】

【0167】

１、２、３、１１１・・・固体撮像装置、１－ａ、２－ａ、３－ａ・・・第１の半導体素子、１－ｂ、２－ｂ、３－ｂ・・・第２の半導体素子、１－ａ、１－ｂ、１－ｃ・・・第３の半導体素子、５０１・・・シリコン（Ｓｉ）層、５０２・・・高濃度のドーパントを含むシリコン（Ｓｉ）層、５０３・・・アモルファスシリコン（Ｓｉ）層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】