半导体装置和电子设备的制作方法

本发明涉及半导体装置和电子设备。

背景技术：

设置在基板的层叠表面上的电极与基板的层叠表面彼此直接接合并层叠的方法是公知的。例如，专利文献1公开了包含cu(铜)的伪电极被设置在第一配线层和第二配线层的接合表面上并且所述伪电极彼此接合。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利特开第2012-256736号公报

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题

在接合前对基板的接合面进行化学机械抛光(cmp)，并且因此被平坦化。cmp处理可能引起在包括电极的区域(以下称为电极区)中的诸如凹口(recesses)、碟形凹陷(dishing)或侵蚀(erosion)等凹陷(depression)。电极区中的凹陷使电极表面沿基板的深度方向向后移动，阻碍了电极彼此充分接触。电极之间的接触的阻碍可能会降低电极之间的接合性。

鉴于这种情况，本发明的目的是提供能够改善彼此面对的第一电极部和第二电极部之间的接合性的半导体装置和电子设备。

技术问题的解决方案

本技术的方面是半导体装置或电子设备，所述半导体装置或电子设备包括：第一配线部；第一层间绝缘膜，所述第一层间绝缘膜覆盖所述第一配线部的一个表面侧；第一电极部，所述第一电极部设置在在所述第一层间绝缘膜中设置的第一通孔内，所述第一电极部电连接至所述第一配线部；第二配线部；第二层间绝缘膜，所述第二层间绝缘膜覆盖所述第二配线部的面向所述第一配线部的表面侧；和第二电极部，所述第二电极部设置在在所述第二层间绝缘膜中设置的第二通孔内，所述第二电极部电连接至所述第二配线部。所述第一电极部和所述第二电极部彼此直接接合，并且所述第一电极部的热膨胀系数大于所述第一配线部的热膨胀系数。热膨胀系数是指物体的长度或体积因温度升高而增大的速率，该速率用每温度表示。热膨胀系数也称为热膨胀率。

因此，即使在形成所述第一电极部期间的cmp处理等在所述第一电极部的前表面引起诸如凹槽、碟形凹陷或侵蚀等凹陷，随后的热处理使所述第一电极部的热膨胀比所述第一配线部更显著。这有助于使所述第一电极部的前表面更靠近面向所述第一电极部的所述第二电极部。因此，能够提高所述第一电极部和所述第二电极部之间的接合性(例如，接合强度)。

附图说明

[图1]

图1是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的构造示例的图。

[图2]

图2是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的构造示例的示意图。

[图3]

图3是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的构造示例的横截面图。

[图4]

图4是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例1的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图5]

图5是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例1的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图6]

图6是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例1的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图7]

图7是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例1的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图8]

图8是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例1的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图9]

图9是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例1的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图10]

图10是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例1的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图11]

图11是示意性示出了在根据实施例1的像素芯片中杂质从合金种子层向第一电极部扩散的截面图。

[图12]

图12是示意性示出了根据实施例1的层叠芯片的第一电极部和第二电极部的基于热膨胀的接合的横截面图。

[图13]

图13是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的变形例1的横截面图。

[图14]

图14是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的变形例2的横截面图。

[图15]

图15是示出了根据实施例1的层叠芯片的变形例的横截面图。

[图16]

图16是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例2的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图17]

图17是按步骤顺序示出了根据实施例2的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图18]

图18是按步骤顺序示出了根据实施例2的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图19]

图19是按步骤顺序示出了根据实施例2的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图20]

图20是按步骤顺序示出了根据实施例2的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图21]

图21是示意性示出了在根据实施例2的像素芯片中杂质从合金种子层向第一电极部和第一层间绝缘膜扩散的截面图。

[图22]

图22是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例3的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图23]

图23是按步骤顺序示出了根据实施例3的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图24]

图24是按步骤顺序示出了根据实施例3的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图25]

图25是按步骤顺序示出了根据实施例3的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图26]

图26是按步骤顺序示出了根据实施例3的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图27]

图27是示意性示出了根据实施例3中的层叠芯片的杂质从杂质层向第一电极部扩散的横截面图。

[图28]

图28是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例4的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图29]

图29是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例4的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图30]

图30是按步骤顺序示出了根据实施例4的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图31]

图31是按步骤顺序示出了根据实施例4的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图32]

图32是按步骤顺序示出了根据实施例4的层叠芯片的制造方法的横截面图。

[图33]

图33是示意性示出了根据实施例4的像素芯片中的第一电极部中包含的杂质的横截面图。

[图34]

图34是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例5的层叠芯片的制造方法的横截面图.

[图35]

图35是按步骤顺序示出了根据实施例5的层叠芯片的制造方法的横截面图

[图36]

图36是按步骤顺序示出了根据实施例5的层叠芯片的制造方法的横截面图

[图37]

图37是按步骤顺序示出了根据实施例5的层叠芯片的制造方法的横截面图

[图38]

图38是按步骤顺序示出了根据实施例5的层叠芯片的制造方法的横截面图

[图39]

图39是按步骤顺序示出了根据实施例5的层叠芯片的制造方法的横截面图

[图40]

图40是示出了根据本发明的实施例6的固体摄像装置的构造示例的示意图。

[图41]

图41是示出了用作电子设备的摄像装置的构造示例的框图。

[图42]

图42是示出了内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。

[图43]

图43是示出了摄像头和相机控制单元(ccu)的功能性构造的示例的框图。

[图44]

图44是示出了车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。

[图45]

图45是帮助说明车外信息检测部和成像部的安装位置的示例的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施例。在下面参照的附图的说明中，相同或相似的部分用相同或相似的附图标记表示。但是，附图是示意性的，并且应该注意的是，厚度与平面尺寸之间的关系、各层厚度之间的比率等与实际关系、比率等不同。因此，在确定具体厚度和尺寸时，应考虑以下说明。此外，不用说，附图包括具有不同尺寸关系或比率的部分。

另外，在下文的说明中，诸如向上和向下的方向的定义只是为了便于说明，并且不是为了限制本发明的技术概念。例如，不用说，将一个物体旋转90°观察，允许阅读者将上和下转换理解为左和右，并且旋转180°允许阅读者将上下颠倒以进行理解。

图1是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的构造示例的图。图1中所示的固体摄像装置100是半导体装置的示例，并且例如是cmos固体摄像装置。如图1所示，固体摄像装置100包括半导体基板111、像素区103和外围电路部，在像素区103中包含多个光电转换部的像素102被规则地布置在二维阵列中。半导体基板111例如是硅基板。像素区103可以被称为像素阵列。像素102包括光电转换部和多个像素晶体管。例如，光电转换部包括光电二极管pd。像素晶体管包括传输晶体管tr_tra、复位晶体管tr_res、放大晶体管tr_amp和选择晶体管tr_sel。传输晶体管tr_tra、复位晶体管tr_res、放大晶体管tr_amp和选择晶体管tr_sel各自包括mos晶体管。

光电二极管pd接收光入射并且通过光入射进行光电转换，并且包括累积由光电转换产生的信号电荷的区域。传输晶体管tr_tra是这样的晶体管：其将在光电二极管pd中累积的信号电荷读入至稍后将说明的浮动扩散(fd)区。复位晶体管tr_res是用于将浮动扩散(fd)区的电势设置为指定值的晶体管。放大晶体管tr_amp是用于将读入浮动扩散(fd)区的信号电荷电放大的晶体管。选择晶体管tr_sel是用于选择一行像素并且将像素信号读取到垂直信号线109上的晶体管。尽管未示出，但是可以省略选择晶体管tr_sel，并且可以使用三个晶体管和光电二极管pd来构造像素。

在像素102的电路构造中，传输晶体管tr_tra的源极被连接至光电二极管pd，并且传输晶体管tr_tra的漏极被连接至复位晶体管tr_res的源极。用作在传输晶体管tr_tra和复位晶体管tr_res之间的电荷电压转换装置的浮动扩散区fd(对应于传输晶体管的漏极区和复位晶体管的源极区)被连接至放大晶体管tr_amp的栅极。放大晶体管tr_amp的源极被连接到选择晶体管tr_sel的漏极。复位晶体管tr_res的漏极和放大晶体管tr_amp的漏极被连接到电源电压供应部。另外，选择晶体管tr_sel的源极被连接到垂直信号线109。

外围电路部包括垂直驱动电路104、列信号处理电路105、水平驱动电路106、输出电路107和控制电路108。控制电路108生成用作垂直驱动电路104、列信号处理电路105、水平驱动电路106等的操作的基准的时钟信号和控制信号。控制电路108将这些信号输入到垂直驱动电路104、列信号处理电路105和水平驱动电路106等。

垂直驱动电路104例如包括移位寄存器。垂直驱动电路104在垂直方向上以行为单位依次选择和扫描像素区103中的像素102。然后，垂直驱动电路104通过垂直信号线109向列信号处理电路105馈送基于各个像素102根据接收到的光量生成的信号电荷的像素信号。

例如，垂直驱动电路104经由相应的配线连接至传输晶体管tr_tra、复位晶体管tr_res和选择晶体管tr_sel各自的栅极。垂直驱动电路104经由配线将信号施加到传输晶体管tr_tra、复位晶体管tr_res和选择晶体管tr_sel各自的栅极，以使得栅极进入导导通状态或断开状态。

根据以下步骤执行像素102中的操作。首先，垂直驱动电路104使传输晶体管tr_tra的栅极和复位晶体管tr_res的栅极进入导通状态，以除去光电二极管pd中的所有电荷。然后，垂直驱动电路104使传输晶体管tr_tra的栅极和复位晶体管t_res的栅极进入关断状态以累积电荷。然后，紧接在读取光电二极管pd中的电荷之前，垂直驱动电路104使复位晶体管tr_res的栅极进入导通状态，以复位浮动扩散区fd的电势。随后，垂直驱动电路104使复位晶体管tr_res的栅极进入关闭状态，并且使传输晶体管tr_tra的栅极进入导通状态，以将电荷从光电二极管pd传输至浮动扩散区fd。响应于对栅极的电荷的施加，放大晶体管tr_amp电放大信号电荷。垂直驱动电路104使选择晶体管tr_sel的栅极进入导通状态，以便向垂直信号线109输出由放大晶体管tr_amp进行电荷电压转换而产生的图像信号。

列信号处理电路105是针对像素102的各列而设置的。列信号处理电路105执行诸如用于去除像素102所特有的固定图案噪声的处理、信号放大、ad转换等信号处理。列信号处理电路105的输出级经由水平选择开关(未示出)连接至水平信号线110。水平驱动电路106例如包括移位寄存器。水平驱动电路106依次选择列信号处理电路105中的各者，以使像素信号从列信号处理电路105输出到水平信号线110。

输出电路107对通过水平信号线110从列信号处理电路105顺序馈送的信号执行信号处理，并且输出处理后的信号。例如，输出电路107可以专门执行缓冲或者可以执行黑电平调整、列不对齐校正、各种数字信号处理等。输入输出端子112被用于与外部装置交换信号。

图2是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的构造示例的示意图。如图2所示，固体摄像装置100包括像素芯片1和面向像素芯片1布置的逻辑芯片2。像素芯片1设置有具有多个像素102的像素区103。逻辑芯片2设置有执行与固体摄像装置100的操作相关的信号处理的各种步骤的逻辑电路55。例如，逻辑电路55可以是图1所示的垂直驱动电路104、列信号处理电路105、水平驱动电路106、输出电路107和控制电路108中的任何一个或多个。注意，在本实施例中，逻辑电路55的一部分不仅可以设置在逻辑芯片2中，而且也可以设置在像素芯片1中。例如，垂直驱动电路104、列信号处理电路105和控制电路108的至少一部分可以设置在像素芯片1上。

像素芯片1包括设置在像素芯片1的外周边部的多个配线15d和电连接至多个配线15d的多个第一电极部16。多个第一电极部16被设置在像素芯片1的面向逻辑芯片2的表面(例如，下表面)侧。此外，逻辑芯片2包括设置在逻辑芯片2的外周边部处的多个配线25c和电连接至多个配线25c的多个第二电极部26。多个第二电极部26被设置在逻辑芯片2的面向像素芯片1的表面(例如，上表面)侧。第一电极部16和第二电极部26以相互面对的方式接合在一起。因此，像素芯片1的配线15d经由第一电极部16和第二电极部26与逻辑芯片2的配线25c电连接。第一电极部16和第二电极部26用作像素芯片1和逻辑芯片2之间的通信的连接端子。

在本实施例中，将像素芯片1和逻辑芯片2彼此层叠的结构称为层叠芯片3。通过将像素芯片1和逻辑芯片2以形成层叠芯片3来实现第一电极部16和第二电极部26之间的接合。

图3是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的构造示例的横截面图。图3中的固体摄像装置100例如是背照式cmos固体摄像装置。如图3所示，固体摄像装置100包括具有像素区103的像素芯片1和具有逻辑电路55的逻辑芯片2。像素芯片1的下表面层叠至逻辑芯片2的上表面，以形成层叠芯片3。像素芯片1和逻辑芯片2以第一电极部16和第二电极部26彼此面对并且以直接接结在一起的方式层叠。

像素芯片1包括半导体基板33。半导体基板33包括被形成为薄膜的硅。半导体基板33设置有阱区30、对应于光电转换部的多个光电二极管pd以及多个像素晶体管tr1和tr2。如图1所示，像素晶体管包括传输晶体管tr_tra、复位晶体管tr_res、放大晶体管tr_amp和选择晶体管tr_sel。图3中所示的像素晶体管tr1和tr2中的各者是像素晶体管所包含的上述各种晶体管中的一者，例如，传输晶体管tr_tra。阱区30设置有光电二极管pd和像素晶体管tr1和tr2。尽管未示出，但半导体基板33可以设置有形成逻辑电路55的一部分的多个mos晶体管。半导体基板33的前表面(图3中的下表面)33a侧设置有第一电极部16和隔着第一层间绝缘膜11布置为多层的配线15a至15d。

在这个例子中，五层金属m1至m5形成了配线15a至15d和第一电极部16。例如，配线15a包括金属m1。配线15b包括金属m2。配线15c包括金属m3。配线15d包括金属m4。第一电极部16包括金属m5。配线15a至15d和第一电极部16形成了多层配线10。

例如，配线15a至15d包括铜(cu)或金(au)。第一电极部16例如包括铜(cu)合金或金(au)合金。配线15a至15d和第一电极部16由单金属镶嵌方法或双金属镶嵌方法形成。

半导体基板33的后表面(图3中的上表面)33b侧隔着绝缘膜38设置有遮光膜39。在本实施例中，设置有遮光膜39的区域被称为光学黑色区41。光学黑色区41被布置为在平面图中从外部围绕像素区103。在本实施例中，平面图是指在半导体基板33的后表面33b的法线方向上观看对象。

另外，在绝缘膜38上设置有平坦化膜43。遮光膜39被平坦化膜43覆盖。在平坦化膜43上设置有滤色器44和片上透镜45。注意，图3示出了其中滤色器44和片上透镜45被布置在像素区103中而没有布置在光学黑色区41中的示例。然而，本实施例不限于此示例。在本实施例中，滤色器44和片上透镜45不仅可以被布置在像素区103中，而且也可以被布置在光学黑色区41中。

图3示出了表示多个像素晶体管的像素晶体管tr1和tr2。在半导体基板33的前表面33a侧，隔着栅极绝缘膜设置有栅极电极48。栅极绝缘膜、栅极电极48和源极漏极区形成各个像素晶体管tr1和tr2。例如，通过sti(浅沟槽隔离)结构的元件隔离区域(未描绘)将单元像素彼此隔离。光电二极管pd例如包括n型半导体区和p型半导体区47。

像素晶体管tr1和tr2以及配线15a以及在上下方向上彼此相邻的配线15经由导电通孔52电连接在一起。另外，位于配线15之中的最上层(图3中的下侧)的配线15d与第一电极部16电连接。第一电极部16面向像素芯片1和逻辑芯片2之间的接合面40。第一电极部16的前表面(图3中的下表面)露出于第一层间绝缘膜11的面向逻辑芯片2的表面。

逻辑芯片2包括半导体基板54。半导体基板54包括硅。半导体基板54的前表面54a侧设置有阱区50。逻辑电路55被设置在阱区50中。逻辑电路55包括包含cmos晶体管的多个mos晶体管tr11至tr14。半导体基板54的前表面(图3中的上表面)54a侧设置有第二电极部26和隔着第二层间绝缘膜21以多层方式布置的配线25a至25c。

在这个例子中，四层金属m11至m14形成配线25a至25c和第二电极部26。例如，配线25a包括金属m11。配线25b包括金属m12。配线25c包括金属m13。第二电极部26包括金属m14。配线25a至25c和第二电极部26形成多层配线20。

例如，配线25a至25d包括铜(cu)或金(au)。第二电极部26例如包括铜(cu)合金或金(au)合金。配线25a至25d和第二电极部26由单金属镶嵌方法或双金属镶嵌方法形成。

图3示出了表示逻辑电路55中包括的多个mos晶体管的mos晶体管tr11至tr14。在阱区50中，隔着栅极绝缘膜设置有栅极电极62。栅极绝缘膜、栅极电极62和源极漏极区形成各个mos晶体管tr11至tr14。例如通过sti结构的元件隔离区(未示出)将mos晶体管tr11至tr14彼此隔离。

mos晶体管tr11至tr14和配线25a以及在上下方向上彼此相邻的配线25经由导电通孔64电连接在一起。此外，位于配线25之中的最上层的配线25c电连接至第二电极部26。第二电极部26面向像素芯片1和逻辑芯片2之间的接合面40。第二电极部26的前表面(图3中的上表面)露出于第二层间绝缘膜21的面向像素芯片1的表面。

在固体摄像装置100中，第一电极部16和第二电极部26在平面图中被布置为彼此交叠并且彼此直接接合。由此，像素芯片1和逻辑芯片2被集成在一起。

(实施例1)

现在，将进一步详细说明包括在固体摄像装置100中的层叠芯片。

图4至图10是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例1的层叠芯片的制造方法的横截面图。具体地，图4至图8是按步骤顺序示出了第一电极部16的形成方法的横截面图。图9是示出了将具有第一电极部16的像素芯片1层叠至具有第二电极部26的逻辑电路2的步骤的横截面图。图10是示出通过将像素芯片1层叠至逻辑芯片2形成的层叠芯片3的横截面图。层叠芯片3使用诸如成膜装置(包括cvd(化学气相沉积)装置和溅射装置)、热处理装置、蚀刻装置和层压装置中的任何一者来制造。这些装置在下文中统称为制造装置。

如图4所示，第一层间绝缘膜11例如包括第一绝缘膜11a、第二绝缘膜11b、第三绝缘膜11c、第四绝缘膜11d和第五绝缘膜11e。第一绝缘膜11a至第五绝缘膜11e分别是氧化硅膜(sio2膜)或氮化硅膜(sin膜)。举例来说，第一绝缘膜11a、第三绝缘膜11c和第五绝缘膜11e各自为氧化硅膜，并且第二绝缘膜11b和第四绝缘膜11d各自为氮化硅膜。在图3所示的固体摄像装置100中，第一绝缘膜11a位于半导体基板33侧，并且第五绝缘膜11e位于接合面40侧。配线15d位于第一绝缘膜11a和第二绝缘膜11b之间。另外，在第一层间绝缘膜11中，未示出的配线等可以被布置在在厚度方向(图4中的上下方向)上彼此相邻的绝缘膜之间。

制造装置使用双金属镶嵌方法来形成图3所示的第一电极部16。例如，如图5所示，制造装置蚀刻第五绝缘膜11e和第四绝缘膜11d中的各者，以形成穿过第五绝缘膜11e和第四绝缘膜11d的沟槽(配线凹槽)h11。然后，制造装置蚀刻露出在沟槽h11的底面上的第三绝缘膜11c和位于第三绝缘膜11c下方的第二绝缘膜11b，以形成穿透第三绝缘膜11c和第二绝缘膜11b的贯通孔(连接孔)h12。配线15d的前表面露出于贯通孔h12的底面。沟槽h11和贯通孔h12统称为沟槽通孔h1。

接着，如图6所示，制造装置在设置有沟槽通孔h1的第一层间绝缘膜11上依次形成阻挡层12和合金种子层13。形成阻挡层12和合金种子层13的方法例如是溅射法。形成阻挡层12以防止形成在沟槽通孔h1中形成的第一电极部16的材料(例如cu或au)在第一电极部16周围扩散。阻挡层12例如包括钽(ta)、氮化钽(tan)、钛(ti)、氮化钛(tin)或者包含这些材料中的任意材料的合金膜。

合金种子层13是用作下文将说明的金属镀层16'的基底的层。形成合金种子层以使金属镀层16′能够通过镀覆法形成并且提高金属镀层16′与基底的粘合性。另外，如下文所述，合金种子层13被形成用于向第一电极部16供给杂质。由合金种子层13供给的杂质具有增加第一电极部16的热膨胀系数的功能。具有此功能的杂质的示例可以是锰(mn)、铝(al)、锡(sn)或锌(zn)。例如，合金种子层13包括铜(cu)合金或金(au)合金，并且包括至少一种上述杂质。举例来说，合金种子层13包括cumn、cual、aumn或aual。

然后，如图7所示，制造装置在合金种子层13上形成金属镀层16′。金属镀层16'包括不含杂质(例如，锰、铝、锡或锌)的高纯度铜(或金)。举例来说，金属镀层16'包括铜或金。然后，制造装置对金属镀层16'以及位于金属镀层16'下方的合金种子层13和阻挡层12进行cmp(化学机械抛光)处理，以使这些镀层变平坦。如图8所示，制造装置执行cmp处理，直到露出第五绝缘膜11e的前表面(图8中的上表面)11ea。因此，金属镀层16'、合金种子层13和阻挡层12被从第五绝缘膜11e的前表面11ea移除，并且仅在沟槽通孔h1中保留。留在沟槽通孔h1中的金属镀层16'形成了第一电极部16。

制造装置在形成像素芯片1的同时或者形成前或形成后形成图9所示的逻辑芯片2。制造装置使用与形成像素芯片1的第一电极部16一样的双金属镶嵌的方法形成逻辑芯片2的第二电极部26。例如，如图9所示，逻辑芯片2的第二层间绝缘膜21包括第一绝缘膜21a、第二绝缘膜21b、第三绝缘膜21c、第四绝缘膜21d和第五绝缘膜21e。第一绝缘膜21a至第五绝缘膜21分别例如是氧化硅膜(sio2膜)或氮化硅膜(sin膜)。举例来说，第一绝缘膜21a、第三绝缘膜21c和第五绝缘膜21e分别为氧化硅膜，并且第二绝缘膜21b和第四绝缘膜21d分别为氮化硅膜。在图3所示的固体摄像装置100中，第一绝缘膜21a位于半导体基板53侧，并且第五绝缘膜21e位于接合面40侧。配线25d位于第一绝缘膜21a和第二绝缘膜21b之间。另外，在第二层间绝缘膜21中，未示出的配线等可以被布置在在厚度方向(图9中的上下方向)上彼此相邻的绝缘膜之间。

制造装置在上述的第二层间绝缘膜21中形成沟槽通孔。然后，制造装置在设置有沟槽通孔的第二层间绝缘膜21上依次形成阻拦层22和合金种子层23。阻拦层22例如包括，钽、钽、钛、锡或包括这些材料中任意材料的合金膜。合金种子层13包括cumn、cual、aumn或aual。然后，制造装置在合金种子层23上形成金属镀层。金属镀层包含高纯度的铜或金。然后，制造装置对金属镀层、位于金属镀层下方的合金种子层23和阻挡层22进行cmp处理，以使这些层平坦化。因此，金属镀层形成第二电极部26。

在制备完像素芯片1和逻辑芯片2之后，如图9所示，制造装置将像素芯片1的第一电极部16放置为面向逻辑芯片2的第二电极部26。然后，制造装置使像素芯片1和逻辑芯片2彼此紧密接触并且对芯片进行热处理。因此，如图10所示，第一电极部16和第二电极部26被接合并且一体化。像素芯片1的配线15d经由第一电极部16和第二电极部26电连接至逻辑芯片2的配线25d。

在图10中，在第一电极部16包含铜的情况下，第二电极部26也包含铜。在这种情况下，第一电极部16和第二电极部26是铜-铜接合的。或者，在图10中，在第一电极部16包含金的情况下，第二电极部26也包含金。在这种情况下，第一电极部16和第二电极部26是金-金接合的。

此外，像素芯片1的第一层间绝缘膜11和逻辑芯片2的第二层间绝缘膜21被接合并且一体化。例如，在接合中，包含在第一层间绝缘膜11中的第五绝缘膜11e的前表面(图9中的下表面)11ea与包括在第二层间绝缘膜21中的第五绝缘膜21e的前表面(图9中的上表面)21ea紧密接触。

第一电极部16和第二电极部26被接合，并且第一层间绝缘膜11和第二层间绝缘膜21被接合以使像素芯片1和逻辑芯片2层叠并且集成在一起，形成层叠芯片3。包括第一电极部16和第二电极部26之间的边界以及第五绝缘膜11e和第五绝缘膜21e之间的边界的表面对应于层叠芯片3的接合面40。

注意，在第一电极部16和第二电极部26包括铜的情况下，则可以在接合之前执行还原处理以除去铜表面上的氧化膜。还原处理使用例如氢气、氢和氩的混合气体、氢等离子体、氨等离子体或氩等离子体等。铜容易被氧化，但上述还原处理能够抑制氧化。

图11是示意性示出了在根据实施例1的像素芯片中杂质从合金种子层向第一电极部扩散的截面图。如上所述，合金种子层13包括诸如锰、铝、锡或锌等能增加第一电极部16的热膨胀系数的杂质。杂质从合金种子层13热扩散至第一电极部16。上述层叠步骤涉及热处理，并且因此，如图11所示，诸如锰、铝、锡、锌等杂质131从合金种子层13扩散至第一电极部16，并且第一电极部16变为含有杂质131的合金。第一电极部16从铜(或金)变为铜合金(或金合金)。

类似地，在逻辑芯片2中，诸如锰、铝、锡、锌等杂质也从合金种子层23热扩散至第二电极部26。因此，第二电极部26也从铜(或金)变为铜合金(或金合金)。

铜(或金)和含有杂质131的铜合金(或金合金)都在热处理下膨胀，并且含有杂质131的铜合金(或金合金)的热膨胀系数高于铜(或金)。在相同条件下对它们进行热处理的情况下，含有杂质131的铜合金(或金合金)比铜(或金)热膨胀更显著。

图12是示意性示出了根据实施例1的层叠芯片的第一电极部和第二电极部的基于热扩散的接合的横截面图。在图12中，第一电极部16通过从合金种子层13提供杂质131而被合金化，并且与高纯度铜(或金)的热膨胀系数相比，具有增大的热膨胀系数。因此，即使在接合前的cmp处理导致如图12所示的第一电极部16的前表面16a中的诸如凹口、碟形凹陷或侵蚀等凹陷的情况下，热处理也会显著地热膨胀第一电极部16。即使在凹口等使得第一电极部16的前表面16a从第一层间绝缘膜11的表面11ea(参见图9)向后移动的情况下，第一电极部16也能热膨胀以将前表面16a的位置从虚线位置恢复到接合面40的位置。

类似地，第二电极部26通过来自合金种子层23提供杂质而被合金化，并且具有比高纯度cu(或au)的热膨胀系数增大的热膨胀系数。因此，即使在接合前的cmp处理导致如图12所示的第二电极部26的前表面26a中的凹口、碟形凹陷或侵蚀等凹陷的情况下，热处理也会显著地热膨胀第二电极部26。即使在凹口等使得第二电极部26的前表面26a从第二层间绝缘膜21的表面21ea(参见图9)向后移动的情况下，第二电极部26热膨胀也能将前表面26a的位置从虚线位置恢复到接合面40的位置。

因此，可以容易地使第一电极部16和第二电极部26彼此接触，使得第一电极部16和第二电极部26之间的接合强度增加。

此外，高纯铜(或金)往往提供比铜合金(或金合金)更低的电阻。配线15d和配线25d包括高纯度的cu(或au)，并且其电阻率低于第一电极部16和第二电极部26。层叠芯片3能够实现提供低电阻的配线15d和配线25d与容易接合的第一电极部16和第二电极部26之间的共存。

如上所述，根据本发明的实施例1的半导体装置(例如，固体摄像装置100)包括第一配线部(例如，配线15d)、覆盖配线15d的一个表面侧的第一层间绝缘膜11、第一电极部16、第二配线部(例如，配线25c)、覆盖配线25c的面向配线15d的表面侧的第二层间绝缘膜21以及第二电极部26，第一电极部16被设置在第一层间绝缘膜11中设置的第一通孔(例如，沟槽通孔h1)中并且与配线15d电连接，第二电极26被设置在第二层间绝缘膜21中设置的第二通孔(例如，沟槽通孔h2)中并且与配线25c电连接。第一电极部16和第二电极部26彼此直接接合。第一电极部16具有比配线15d更大的热膨胀系数。

因此，即使在，例如，在形成第一电极部16期间的cmp处理导致第一电极部16的前表面的诸如凹口、碟形凹陷或侵蚀等凹陷的情况下，随后的热处理使第一电极部16比配线15d更显著地膨胀。这有助于使第一电极部16的前表面更靠近面向第一电极部16的第二电极部26。因此，能够提高第一电极部16和第二电极部26之间的接合性(例如，接合强度)。

另外，在固体摄像装置100中，配线15d包括第一金属(例如，铜或金)。第一电极部16包括含有铜或金和第二金属(例如，锰、铝、锡或锌)的合金。因此，能够使第一电极部16的热膨胀系数大于配线15d的热膨胀系数。例如，假设第一电极部16的热膨胀系数为β16，并且配线15d的热膨胀系数为β15，则第一电极部16与配线15d的比率(β16/β15)可以被设置为在1.01以上且1.25以下的范围内。

另外，固体摄像装置100还包括设置在沟槽通孔h1中并且与第一电极部16接触的第一种子层(例如，合金种子层13)。合金种子层13包括第二金属(例如，锰、铝、锡或锌)。因此，第一电极部16能够通过镀覆法形成。此外，通过从合金种子层13将锰、铝、锡、锌等扩散到第一电极部16，能够将第一电极部16合金化。

另外，在固体摄像装置100中，第二电极部26具有比配线25c更大的热膨胀系数。因此，例如，即使在形成第二电极部26期间的cmp处理导致第二电极部26的前表面的诸如凹口、碟形凹陷或侵蚀等凹陷的情况下，随后的热处理能够使第二电极部26的热膨胀比配线25c更显著。这有助于使第二电极部26的前表面更接近面向第二电极部26的第一电极部16。因此，可以提高第一电极部16和第二电极部26之间的接合性(例如，接合强度)。

另外，在固体摄像装置100中，配线25c包括第三金属(例如，铜或金)。第二电极部16包括含有铜或金和第四金属(例如，锰、铝、锡或锌)的合金。因此，能够使第二电极部26的热膨胀系数大于配线25c的热膨胀系数。例如，假设第二电极部26的热膨胀系数为β26，并且配线25c的热膨胀系数为β25，则第二电极部26与配线25c的比率(β26/β25)可以被设置为在1.01以上且1.25以下的范围内。

另外，固体摄像装置100还包括设置在第二通孔中并且与第二电极部26接触的第二种子层(例如，合金种子层23)。合金种子层23包括第四金属(例如，锰、铝、锡或锌)。因此，第二电极部26能够通过镀覆法形成。此外，通过从合金种子层23将锰、铝、锡、锌等扩散到第二电极部26，能够将第二电极部26合金化。

注意，上述第一金属和第三金属优选地包括相同的元素。例如，第一金属和第三金属各自优选地是铜。或者，第一金属和第三金属各自优选地是金。因此，第一电极部16的母体(主要材料)和第二电极部26的母体包括相同的元素，并且这有助于基于第一电极部16和第二电极部26之间的接合而使第一电极部16和第二电极部26一体化。

此外，第二金属和第四金属优选地包括相同的元素。例如，第二金属和第四金属各自优选地是锰。或者，第二金属和第四金属各自优选地是铝。在第一金属和第三金属包括相同元素并且第二金属和第四金属包括相同元素的情况下，第一电极部16和第二电极部26包括具有相同成分的合金。这有助于基于第一电极部16和第二电极部26之间的相互接合而使第一电极部16和第二电极部26一体化。

另外，固体摄像装置100还包括设置在沟槽通孔h1中并且位于配线15d和第一电极部16之间的第一阻挡层(例如，阻挡层12)，第一阻挡层具有导电性。因此，阻挡层12能够防止第一电极部16中包含的材料(例如，铜或金)在第一电极部16周围扩散。

另外，固体摄像装置100还包括第一基板(例如，半导体基板33)和被布置成面向半导体基板33的一个表面的第二基板(半导体基板54)。第一电极部16被设置在半导体基板33的一个表面侧。第二电极部26被设置在半导体基板54的面向第一半导体基板33的表面侧。

因此，第一电极部16和第二电极部26能够经由配线15和配线25c将设置在半导体基板33上的元件(例如，像素晶体管tr1和像素晶体管tr2)电连接至设置在半导体基板54上的元件(例如，mos晶体管tr11至mos晶体管tr14)。

注意，如图3所示，固体摄像装置100可以包括遮光部71和遮光部72。例如，遮光部71包括与第一电极部16中包含的金属相同的金属m5，并且面向接合面40。遮光部72包括与第二电极部26中包含的金属相同的金属m14，并且面向接合面40。在平面图中，遮光部71和遮光部72被布置为遮光部71的端部与遮光部72的端部交叠，形成多层遮光部68。因此，多层遮光部68能够给整个像素区103遮光。另外，遮光部71和遮光部72包含与第一电极部16和第二电极部26类似的铜合金(或金合金)。遮光部71的端部和遮光部72的端部是铜-铜接合(或金-金接合)在一起的。因此，遮光部71和遮光部72有助于提高像素芯片1和逻辑芯片2之间的接合强度。

注意，多层遮光部68优选地连接至固定电位(例如地电位)，并因此电位稳定化。因此，多层遮光部68不仅提供遮光功能，而且还提供用于屏蔽像素芯片1和逻辑芯片2不受可能进入像素芯片1和逻辑芯片2的电磁波影响的屏蔽功能。例如，多层遮光部68被布置在像素区103中并且连接至固定电位以屏蔽光电二极管pd免受来自逻辑芯片2的电磁波的影响。多层遮光部68能够防止光电二极管pd免受来自逻辑芯片2的噪声的影响。

另外，如图3所示，固体摄像装置100可以包括第一伪电极81和第二伪电极82。例如，第一伪电极81和第二伪电极82被设置在光学黑色区41中。第一伪电极81包含与第一电极部16相同的金属m5，并且面向接合面40。第二伪电极82包含与第二电极部26相同的金属m14，并且面向接合面40。第一伪电极81和第二伪电极82被布置成在平面图中彼此交叠。与第一电极部16和第二电极部26一样，第一伪电极81和第二伪电极82包括铜合金(或金合金)，并且铜-铜接合(或金-金接合)在一起。因此，第一伪电极81和第二伪电极82也有助于提高像素芯片1和逻辑芯片2之间的接合强度。注意，第一伪电极81和第二伪电极82优选地连接到固定电位(例如，接地电位)，并因此电位稳定化。

(变形例)

如上所述在实施例中，包含第一电极部16和第二电极部26的连接端子被布置在光学黑色区41中。然而，在本实施例中，包含第一电极部16和第二电极部26的连接端子可以被布置在像素区103中而不在光学黑色区41中。

此外，在本发明的上述说明中，第一伪电极81和第二伪电极82被设置在光学黑色区41中。然而，在本发明的实施例中，第一伪电极81和第二伪电极82可以被设置在像素区103中。另外，可以设置多个第一伪电极和多个第二伪电极。

图13是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的变形例1的横截面图。如图13所示，固体摄像装置100包括设置在像素区103中的多个第一伪电极81和设置在像素区103中的多个第二伪电极82。例如，在像素区103中，第一伪电极82的各者被接合至第二伪电极82的各者。根据图13所示的变形例1，设置在像素区103中的第一伪电极81和第二伪电极82也能够提高像素区103中的像素芯片1和逻辑芯片2之间的接合性。

在如图13所示的变形例1中，第一伪电极81可以对应于本发明中的第一电极部的示例，并且第二伪电极82可以对应于本发明中的第二电极部的示例。换言之，第一电极部和第二电极部可以被用作伪电极。

本发明中的第一电极部和第二电极部可以被用作配线。配线可以被布置在光学黑色区41或者像素区103中。

图14是示出了根据本发明的实施例的固体摄像装置的变形例2的横截面图。如图14所示，固体摄像装置100包括设置在光学黑色区41和像素区103中的配线上部91和设置在光学黑色区41和像素区103中的配线下部92。配线上部91和配线下部92形成一个配线。配线上部91和配线下部92例如各自被用作用于从逻辑芯片2向像素芯片1供电的配线的一部分。

配线上部91包括与第一电极部16中包含的金属相同的金属m5，并且面向接合面40。尽管未示出，配线上部91被电连接至例如包含金属m4的配线。配线下部92包括与第二电极部26中包含的金属相同的金属m14，并且面向接合面40。尽管未示出，配线下部92被电连接至例如包括金属m13的配线。在平面图中，配线上部91和配线下部92被布置为互相交叠。类似于第一电极部16和第二电极部26，配线上部91和配线下部92包括铜合金(或金合金)并且被铜-铜接合(或金-金接合)在一起。配线上部91和配线下部92被接合在一起以形成配线。

根据如图14所示的变型例2，配线上部91和配线下部92被铜-铜接合(或金-金接合)在一起以形成配线，并且用以提高像素芯片1和逻辑芯片2之间的接合性。在如图14所示的变型例2中，配线上部91可以对应于本发明的第一电极部的示例，并且配线下部92可以对应于本发明的第二电极部的示例。

如实施例1所述，在层叠像素芯片1和逻辑芯片2期间的热处理导致杂质131从合金种子层13扩散到第一电极部16，从而第一电极部16被合金化。然而，在本实施例中，用于合金化的热处理不限于像素芯片1和逻辑芯片2的层叠期间的热处理。在本实施例中，在通过cmp处理形成第一电极部16之后并且在像素芯片1和逻辑芯片2的层叠之前，可以预先热处理像素芯片1以使第一电极部16合金化。类似地，在通过cmp处理形成第二电极部26之后并且在像素芯片1和逻辑芯片2的层叠之前，可以预先热处理逻辑芯片2以使第二电极部26合金化。因此，在像素芯片1和逻辑芯片2层叠之前，由cmp处理而导致后移的第一电极部16的前表面16a或第二电极部26的前表面26a可以预先恢复到成为接合面40的位置。

在本实施例中，在像素芯片1和逻辑芯片2之间可能存在轻微的错位(misalignment)。轻微的错位可能是由制造变化引起的。图15是示出了根据实施例1的层叠芯片的变形例的横截面图。如图15所示，由于制造变化，在像素芯片1的第一电极部16和逻辑芯片2的第二电极部26之间可能发生轻微的错位。即使在这样的情况下，设置在第一电极部16和第二电极部26之间的足够的接合区使得能够产生类似于上述实施例1的效果。注意，在图15中，有意地增加了未对准量以使得在视觉上识别出未对准。

(实施例2)

在上述实施例1中，通过溅射法在设置在层间绝缘膜中的沟槽通孔中形成阻挡层12(或阻挡层22)。然而，本发明的本实施例不限于此构造。在本发明的实施例中，无需在沟槽通孔中形成阻挡层12(或阻挡层22)。

图16至图20是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例2的层叠芯片的制造方法的横截面图。在图16中，直到形成沟槽通孔h1的系列步骤与实施例1中相应的系列步骤相同。在沟槽通孔h1形成后，制造装置在第一层间绝缘膜11上形成合金种子层13a。形成合金种子层13a的方法例如是溅射法。合金种子层13包括铜合金或金合金，并且包括例如锰、铝、锡或锌中的至少一种。举例来说，合金种子层13a包括cumn、cual、aumn或aual。

接着，如图17所示，制造装置在合金种子层13上形成金属镀层16’。然后，制造装置对金属镀层16'和位于金属镀层16'下方的合金晶种层13进行cmp处理，以使这些层平坦化。如图18所示，进行cmp处理，直到露出第五绝缘膜11e的前表面(图18中的上表面)11ea。因此，金属镀层16′和合金种子层13被从第五绝缘膜11e的前表面11ea移除并且仅留在沟槽通孔h1中。金属镀层16'形成了第一电极部16。

制造装置在形成像素芯片1a的同时或者形成前或者形成后形成如图19所示的逻辑芯片2a。与像素芯片1a的第一电极部16一样，制造设备使用双金属镶嵌方法形成逻辑芯片2a的第二电极部26。

在制备完像素芯片1a和逻辑芯片2a之后，如图19所示，制造装置将像素芯片1a的第一电极部16放置为面对逻辑芯片2a的第二电极部26。然后，制造装置使像素芯片1a和逻辑芯片2a彼此紧密接触并且对芯片进行热处理。因此，如图20所示，第一电极部16和第二电极部26被接合并且集成在一起以形成层叠芯片3a。

图21是示意性示出了在根据实施例2的像素芯片中杂质从合金种子层向第一电极部和间绝缘层扩散的截面图。与实施例1相同，在实施例2中，将第一电极部16与第二电极部26接合的热处理使得诸如锰、铝、锡或锌等杂质131从合金种子层13a扩散至第一电极部16，并且第一电极部16变为含有杂质131的合金。

另外，在实施例2中，在合金种子层13a和第一层间绝缘膜11之间没有设置阻挡层12(参见图11)。因此，杂质131也从合金种子层13a扩散到第一层间绝缘膜11。因此，如图20和图21所示，杂质131被偏析至第一层间绝缘膜11的与合金种子层13a接触的部分，形成包含杂质131的偏析层(segregationlayer)14。在实施例2中，偏析层14起到防止第一电极部16中包含的材料扩散到周围的阻挡层的作用。

类似地，在逻辑芯片2a中也一样，诸如锰、铝、锡或锌等的杂质从合金种子层23a热扩散到第二电极部26。因此，第二电极部26也变成了包含杂质131的合金。另外，杂质被偏析到第二层间绝缘膜21的与合金种子层23a接触的部分，形成含有杂质的偏析层24(参见图20)。在实施例2中，偏析层24起到防止第二电极部26中包含的材料扩散到周围的阻挡层的作用。

在实施例2中也一样，第一电极部16的热膨胀系数大于配线15d的热膨胀系数。第一电极部16比配线15d的热膨胀更显著。另外，第二电极部26的热膨胀系数大于配线25c的热膨胀系数。第二电极部26比配线25c的热膨胀更显著。因此，即使在第一电极部16和第二电极部26的前表面16a和26a中发生诸如碟形凹陷等凹陷的情况下，也能够提高第一电极部16和第二电极部26之间的接合性(例如，接合强度)。

(实施例3)

在如上所述的实施例1中，已经说明了杂质从合金种子层13扩散到第一电极部16(其由此被合金化)的实施例。此外，在上述说明中，杂质从合金种子层23扩散到第二电极部26(其由此被合金化)。然而，在本发明的实施例中，第一电极部16和第二电极部26的合金化过程不局限于上述过程。

图22至图26是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例3的层叠芯片的制造方法的横截面图。在图22中，直到形成阻挡层12步的系列步骤与实施例1的相应的系列步骤相同。在形成阻挡层12之后，制造装置在第一层间绝缘膜11上形成种子层13b。形成种子层13b的方法例如是溅射法。种子层13b包括不含诸如mn、al、sn或zn等杂质的高纯度cu(或au)。

然后，制造装置在种子层13b上形成杂质层14b。杂质层14b是包含诸如锰、铝、锡或锌等杂质的导电层。杂质层14b的示例包括银(ag)和铅(pb)。

然后，如图23所示，制造装置在杂质层14b上形成金属镀层16'，然后，制造装置对金属镀层16'和位于金属镀层16'下方的杂质层14b、种子层13b和阻挡层12执行cmp处理以使这些层平坦化。如图24所示，制造装置执行cmp处理，直到第五绝缘膜11e的前表面(图24中的上表面)11ea被露出。因此，金属镀层16'、杂质层14b、种子层13b和阻挡层12被从第一绝缘膜11e的前表面11ea移除，并且仅在沟槽通孔h1中保留。金属镀层16'形成了第一电极部16。

制造装置在形成像素芯片1b的同时或者形成前或者形成后形成如图25所示的逻辑芯片2b。与像素芯片1b的第一电极部16一样，制造装置使用双金属镶嵌方法形成逻辑芯片2b的第二电极部26。

在制备完像素芯片1b和逻辑芯片2b之后，如图25所示，制造装置将像素芯片1b的第一电极部16放置为面向逻辑芯片2b的第二电极部26。然后，制造装置使像素芯片1b和逻辑芯片2b彼此紧密接触并且对芯片进行热处理。因此，如图26所示，第一电极部16和第二电极部26被接合并且集成在一起以形成层叠芯片3b。

图27是示意性示出了在根据实施例3中的层叠芯片中杂质从杂质层到第一电极部的扩散的横截面图。在实施例3中，如图27所示，将第一电极部16接接至第二电极部26的热处理使得诸如锰、铝、锡或锌等杂质141从杂质层14b扩散到第一电极部16，并且第一电极部16变成含有杂质141的合金。类似地，在逻辑芯片2a中也一样，诸如锰、铝、锡或锌等的杂质从种子层23b上的杂质层24b扩散到第二电极部26，并且第二电极部26变成包含杂质的合金。

在实施例3中也一样，第一电极部16的热膨胀系数大于配线15d的热膨胀系数。第一电极部16比配线15d的热膨胀更显著。另外，第二电极部26的热膨胀系数大于配线25c的热膨胀系数。第二电极部26比配线25c的热膨胀更显著。因此，即使在第一电极部16和第二电极部26的前表面16a和26a中出现诸如碟形凹陷等凹陷的情况下，也能够提高第一电极部16和第二电极部26之间的接合性(例如，接合强度)。

(实施例4)

如上实施例1中所述，在金属镀层16′形成之初，金属镀层16′包括不含mn、al、sn或zn等杂质的高纯cu(或au)。然而，本发明的实施例不限于此配置。金属镀层16'在形成之初可以是含有杂质的合金形式。

图28至图32是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例4的层叠芯片的制造方法的横截面图。在图28中，直到形成阻挡层12的系列步骤与实施例中相应的系列步骤相同。在阻挡层12形成之后，制造装置在第一层间绝缘膜11上形成种子层13c。形成种子层13c的方法例如是溅射法。种子层13c包括不含诸如mn、al、sn或zn等杂质的高纯度cu(或au)。

然后，制造装置在种子层13c上形成金属镀层16c′，制造装置使用除铜(或金)外还含有诸如锰、铝、锡或锌等杂质的合金镀液形成金属镀层16c′。因此，含有诸如锰、铝、锡或锌等杂质的铜合金(或金合金)被形成作为金属镀层16c'。金属镀层16c′是在形成之初就包含杂质的合金形式。

然后，制造装置对金属镀层16c′和位于金属镀层16c′下方的种子层13c进行cmp处理以使这些层平坦化。如图30所示，制造装置进行cmp处理，直到第五绝缘膜11e的前表面(在图29中，上表面)11ea被露出。因此，金属镀层16c′和种子层13c被从第五绝缘膜11e的前表面11ea移除，并且仅在沟槽通孔h1中保留。含有杂质的合金状态的金属镀层16c'形成第一电极部16c。

制造装置在形成像素芯片1c的同时或者在形成前或者形成后形成如图31所示的逻辑芯片2c。与像素芯片1c的第一电极部16c一样，制造装置还使用双金属镶嵌方法形成逻辑芯片2c的第二电极部26c。与第一电极部16c的情况一样，制造装置使用含有铜(或金)和诸如锰、铝、锡或锌等杂质的合金镀液形成第二电极部26c。

在制备完像素芯片1c和逻辑芯片2c之后，如图31所示，制造装置将像素芯片1b的第一电极部16放置为面向逻辑芯片2b的第二电极部26。然后，制造装置使像素芯片1c和逻辑芯片2c彼此紧密接触并且对芯片进行热处理。因此，如图32所示，第一电极部16和第二电极部26被接合并且集成在一起以形成层叠芯片3c。

图33是示意性示出了根据实施例4的像素芯片中的含有杂质的第一电极部的横截面图。如图33所示，第一电极部16c包含杂质161。杂质161例如是锰、铝、锡或锌。种子层13c和阻挡层12不需含有杂质161。类似地，在逻辑芯片2a中也一样，第二电极26c包含诸如锰、铝、锡或锌等杂质。种子层23c和阻挡层22(参见图32)不需含有杂质161。

在实施例4中也一样，第一电极部16c的热膨胀系数大于配线15d的热膨胀系数。第一电极部16c比配线15d热膨胀更显著。另外，第二电极部26c的热膨胀系数大于配线25c的热膨胀系数。第二电极部26c比配线25c热膨胀更显著。因此，即使在第一电极部16c的前表面16a和第二电极部26c的前表面26a发生诸如碟形凹陷等凹陷的情况，也能够提高第一电极部16c和第二电极部26c之间的接合性(例如，接合强度)。

(实施例5)

如在上述实施例1中，通过双金属镶嵌方法分别形成像素芯片1的第一电极部16和逻辑芯片2的第二电极部26。然而，本发明的实施例不限于此构造。第一电极部16和第二电极部26中的至少一者可以通过单金属镶嵌方法形成。

图34至图39是按步骤顺序示出了根据本发明的实施例5的层叠芯片的制造方法的横截面图。如图34至图37所示，制造装置采用单金属镶嵌方法形成第一电极部。例如，如图34所示，制造装置蚀刻包含在第一层间绝缘膜11中的第三绝缘膜11c和位于第三绝缘膜11c下方的第二绝缘膜11b来形成穿透第三绝缘膜11c和第二绝缘膜11b的贯穿通孔h1d。贯穿通孔h1d是沟槽(配线凹槽)或贯通孔(连接孔)。

然后，如图35所示，制造装置在第一层间绝缘膜11上依次形成阻挡层12和合金种子层13。然后，如图36所示，制造装置在合金种子层13上形成金属镀层16’。然后，制造装置对金属镀层16’和位于金属镀层16’下方的合金种子层13进行cmp处理以使这些层平坦话。如图37所示，制造装置执行cmp处理，直到露出第三绝缘膜11c的前表面11ca(图18中的上表面)。因此，金属镀层16’、合金种子层13和阻挡层12被从第三绝缘膜11ca移除，并且仅保留在贯穿通孔h1d中。金属镀层16’形成了第一电极部16。

制造装置在形成像素芯片1d的同时，或者在形成前或形成后形成如图38所示的逻辑芯片2d。制造装置使用与像素芯片1d的第一电极部16相同的单金属镶嵌方法形成逻辑芯片2d的第二电极部26。

制备完像素芯片1d和逻辑芯片2d之后，如图38所示，制造装置将像素芯片1d的第一电极部16放置为面向逻辑芯片2d的第二电极部26。然后，制造装置使得像素芯片1d和逻辑芯片2d彼此紧密接触并且对芯片进行热处理。因此，如图39所示，第一电极部16和第二电极部26被接合并且集成在一起以形成层叠芯片3d。

在实施例5中也一样，第一电极部16的热膨胀系数大于配线15d的热膨胀系数。第一电极部16比配线15d热膨胀更显著。另外，第二电极部26的热膨胀系数大于配线25c的热膨胀系数。第二电极部26比配线25c热膨胀更显著。因此，即使在第一电极部16的前表面16a和第二电极部26的前表面26a出现诸如碟形凹陷等凹陷的情况，也能够提高在第一电极部16和第二电极部26之间的接合性(例如，接合强度)。

(实施例6)

在如上所述实施例1中，位于层叠芯片3的外周边部的配线15d和配线25c通过第一电极部16和第二电极部26被电连接在一起。然而，在本发明的实施例中，通过第一电极部16和第二电极部26被电连接在一起的配线的位置不限于在层叠芯片3的外周边部。

图40是示出了根据本发明的实施例6的固体摄像装置的构造示例的示意图。如图40所示，在根据实施例6的固体摄像装置100e中，位于层叠芯片3e的外周边部的配线15d和配线25c通过第一电极部16和第二电极部26被电连接在一起。

此外，在固体摄像装置100e中，位于层叠芯片3e的中心部的配线151和配线251通过第一电极部16和第二电极部26被电连接在一起。例如，配线151被设置在像素芯片1e的像素区103内。配线151是分别包含金属m1至金属m4(参见图3)的多层配线。配线151被用作用于将多个像素102分别连接至逻辑电路55的像素芯片1e侧的信号线。配线251被设置在逻辑芯片2e的逻辑电路55中。配线251是分别包含金属m11至金属m13(参见图3)的多层配线。配线251被用作用于将多个像素102分别连接至逻辑电路55的逻辑芯片2e侧的信号线。

这样的构造消除了经由层叠芯片3的外周边部对将多个像素102分别连接至逻辑电路55的信号线进行布线的需求。作为通过层叠芯片3的外周边部布线的替代，信号线在层叠芯片3的中心部在上下方向上连接各个像素102和逻辑电路。这使得连接像素102和逻辑电路55的信号线沿着固体摄像装置100e的厚度方向延伸，从而能够减少信号线的长度。这有助于提高信号处理速度和减小芯片尺寸。注意，可以将配线151用作在像素芯片1e侧的电源线，同时，可以将配线251用作在逻辑芯片2e侧的电源线。

注意，在固体摄像装置100e中，在各个配线151和对应的配线251之间的电连接可以通过如图14所示的配线上部91和配线下部92建立，而不通过第一电极部16和第二电极部26建立。例如，配线151可以包括配线上部91，配线251可以包括配线下部92，并且配线上部91和配线下部92可以彼此cu-cu(或au-au)接合，由此电连接配线151和配线251。即使在这样的构造中，连接像素102和逻辑电路55的信号线也不需要引出到层叠芯片3的外周部，这能够减少信号线的长度。这有助于提高信号处理速度和减小芯片尺寸。

(其它实施例)

如上所述，已经结合实施例和变型例说明了本发明。然而，形成本发明一部分的说明书和附图不应被理解为本发明的限制。根据本发明，各种替代的实施方式、实施例和操作技术对本领域技术人员而言是显而易见的。

例如，在本实施例中，第一电极部不必是合金。即使在第一电极部不是合金的情况下，在第一电极部具有比第一配线部更大的热膨胀系数的情况下，也能够产生类似于上述实施例1的效果。同样，第二电极部不必是合金。即使在第二电极部不是合金的情况下，在第二电极部具有比第二配线部更大的热膨胀系数的情况下，也能够产生类似于上述实施例1的效果。实现上述方面的用于第一电极部和第二电极部的材料的示例包括ag、al、zn、sn、铟(in)和pb。

此外，在本实施例中，固体摄像装置不限于如下情况：固体摄像装置包括图示为像素芯片1和逻辑芯片2的两个半导体芯片。例如，可以通过将三个或更多个半导体芯片层叠在一起来构造固体摄像装置。例如，在固体摄像装置中，除了上述像素芯片1和逻辑芯片2外，可以层叠包含存储元件阵列的半导体芯片。根据本实施例的固体摄像装置可以是在其中将三个或更多半导体芯片层叠在一起的层叠芯片。

此外，根据本发明的半导体装置不限于固体摄像装置。根据本发明的半导体装置可以应用于各种半导体装置，诸如使用半导体的存储装置、使用半导体的显示装置、使用半导体的传感器装置和使用半导体的计算装置。

如上所述，无需多言，本发明包括本文未说明的各种实施例等。在不脱离上述实施例和变型例的精神的情况下，可以进行组件的各种省略、替换或更改中的至少一者。此外，本文所述的效果仅是说明性的而不是限制性的，并且本发明可以产生任何其他效果。本发明的技术范围仅通过根据在上述说明的基础上适当的权利要求而指定本发明的事项来限定。

<电子装置应用的示例>

根据本发明的及时可以应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可应用于各种类型的电子装置，诸如数码照相机和数码摄像机等摄像装置、包括摄像功能的蜂窝电话或包括摄像功能的任何其他类型的设备。

图41是示出作为可以应用本技术的电子装置的摄像装置的构造示例的框图。图41所示的摄像装置201包括光学系统202、快门装置503、固体摄像元件204、驱动电路205、信号处理电路206、监视器207和存储器208，并且摄像装置201可以捕获静止图像和运动图像。

光学系统202包括单个透镜或多个透镜，并且将来自被摄体的光(入射光)引导到固体摄像元件204，并且在固体摄像元件204的光接收表面上形成图像。

快门装置203被布置在光学系统202和固体摄像元件204之间，并且根据驱动电路205的控制来控制对于固体摄像元件204的光照周期和遮光周期。

固体摄像元件204包括包含上述固体摄像元件的封装体。固体摄像元件204根据经由光学系统202和快门装置203在光接收表面上形成为图像的光，在一定时间内累积信号电荷。固体摄像元件204中累积的信号电荷根据从驱动电路205提供的驱动信号(定时信号)而被传输。

驱动电路205输出对由固体摄像元件204执行的传输操作和由快门装置203执行的快门操作进行控制的驱动信号，以驱动固体摄像元件204和快门装置203。

信号处理电路206对从固体摄像元件204输出的信号电荷执行各种类型的信号处理。由信号处理电路206对信号电荷进行信号处理而获得的图像(图像数据)被提供给监视器207并且由监视器207显示，或者被提供给存储器208并且存储(记录)在存储器208中。

仍然在如上所述的摄像装置201中，通过采用固体摄像元件100或100e代替上述固体摄像元件204能够实现所有像素的低噪声拍摄。

<内窥镜手术系统应用的实例>

根据本发明的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以应用于内窥镜手术系统。

图42是示出了可以应用根据本发明的实施例的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的视图。

在图42中，示出了外科大夫(医生)11131正在使用内窥镜手术系统11000为在病床11133上的患者11132执行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000包括内窥镜11100、其它手术工具11110(例如气腹管11111和能量装置11112)、支撑臂装置11120(在其上支撑内窥镜11100)和推车11200，用于内窥镜手术的各种装置装载在推车11200上。

内窥镜11100包括镜筒11101和连接至镜筒11101的近端的摄像头11102，镜筒11101具有从其远端起预定长度的用于插入患者11132的体腔的区域。在所说明的示例中，内窥镜11100被说明为包括作为具有硬型的镜筒11101的刚性内窥镜。然而，内窥镜11100也可以是包括作为具有柔性的镜筒的柔性内窥镜。

镜筒11101在其远端具有安装物镜的开口部。光源装置11203连接至内窥镜11100，使得由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内部延伸的光导引入到镜筒的远端，并且光源装置11203通过物镜向患者11132体腔中的观察目标照射。需要注意的是，内窥镜11100可以是前视内窥镜，或者可以是斜视内窥镜或者侧视内窥镜。

在摄像头11102的内部设置有光学系统和摄像装置，使得来自观察目标的反射光(观察光)被光学系统汇聚在摄像元件上。摄像元件对观察光进行光电转换，以产生与观察光相对应的电信号，即与观察图像相对应的图像信号。图像信号被作为原始数据传输至ccu11201。

ccu11201包括中央处理单元(cpu)或图形处理单元(gpu)等，并且集中地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，ccu11201从摄像头11102接收图像信号，并且对图像信号执行用于基于图像信号显示图像的各种图像处理，例如显影处理(去马赛克处理)。

显示装置11202在ccu11201的控制下显示基于已由ccu11201执行了图像处理的图像信号的图像。

光源装置11203包括诸如例如发光二极管(led)等光源，并且在手术区域的成像时向内窥镜11100提供照射光。

输入装置11204是用于内窥镜手术系统11000的输入接口。使用者可以通过输入装置11204执行输入到内窥镜手术系统11000的各种信息或指令的输入。例如，使用者能够输入指令等来改变内窥镜11100的摄相条件(照射光的类型、放大率或焦距等)。

治疗工具控制装置11205控制用于烧灼或切开组织、密封血管等的能量装置11112的驱动。气腹装置11206通过气腹管11111将气体送入患者11132的体腔内以便对体腔充气，以确保内窥镜11100的视野并且确保外科大夫的工作空间。记录器11207是能够记录与手术有关的各种类型的信息的装置。打印机11208是能够以各种形式(例如文本、图像或图形)打印与手术有关的各种类型的信息的装置。

需要注意的是，将手术区域被成像时的照射光提供至内窥镜11100的光源装置11203可以包括诸如包含led、激光光源或者它们的组合的白光源。在白光源包括红、绿、蓝(rgb)激光光源的组合的情况下，因为可以高精度地控制各种颜色(各个波长)的输出强度和输出时序，所以可以由光源装置11203执行拍摄图像的白平衡调整。此外，在这种情况下，如果来自各个rgb激光光源的激光束分时地照射到观察目标上，并且与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像装置的驱动，那么分别对应于r、g和b的各图像也可以被分时地拍摄。根据此方法，即使没有为摄像装置提供滤色器，也能够获得彩色图像。

此外，可以控制光源装置11203，使得要输出的光的强度在每个预定时间改变。通过与光强度的改变的时序同步地控制摄像头11102的摄像装置的驱动从而分时地获取图像并且合成所述图像，能够创建没有曝光不足阴影和过曝高光的高动态范围的图像。

此外，光源装置11203可以被构造用于提供能够用于特殊光观察的预定波长带的光。在特殊光观察中，例如，通过利用人体组织中光吸收的波长依赖性照射与普通观察的照射光(即白光)相比更窄波段的光，进行以高对比度对预定组织(例如粘膜的表面部的血管等)成像的窄带光观察(窄带成像)。或者，在特殊光观察中，可以执行用于由通过激发光照射产生的荧光而获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以通过将激发光照射到身体组织上来观察来自身体组织的荧光(自体荧光观察)或者通过局部注射试剂(诸如吲哚菁绿(icg))并且将与试剂的荧光波长对应的激发光照射到人体组织上获得荧光图像。光源装置11203可以被构造为提供适于上述的特殊光观察的窄带光和/或激发光。

图43是示出了图42中说明的摄像头11102和ccu11201的功能性构造的示例的框图。

摄像头11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像头控制单元11405。ccu11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像头11102和ccu11201通过传输电缆11400彼此连接以进行通信。

透镜单元11401是设置在与镜筒11101的连接位置处的光学系统。从镜筒11101的远端摄取的观察光被引导到摄像头11102并且被引入到透镜单元11401中。透镜单元11401包括包含变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合。

摄像单元11402包含的摄像装置的数量可以是一个(单板型)或者是多个(多板型)。例如，在摄像单元11402被配置为多板型的成像单元的情况下，通过摄像元件生成与r、g和b的各者相对应的图像信号，并且可以合成图像信号以获得彩色图像。摄像单元11402还可以被构造为具有用于分别获取用于右眼的图像信号和用于左眼的图像信号的一对摄像元件，从而用于三维(3d)显示。如果执行3d显示，则外科大夫11131能够更准确地掌握手术区域中活体组织的深度。应当注意的是，在摄像单元11402被配置为立体型的摄像单元的情况下，设置有与各个摄像装置相对应的透镜单元11401的多个系统。

此外，摄像单元11402不一定被设置在摄像头11102上。例如，可以在镜筒11101内部的紧接着物镜后面设置摄像单元11402。

驱动单元11403包含马达，并且在摄像头控制单元11405的控制下，将透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿光轴移动预定距离。因此，能够适当地调整由摄像单元11402拍摄的图像的放大率和焦点。

通信单元11404包括用于发送各种类型的信息到ccu11201和接收来自ccu11201的各种类型信息的通信装置。通信单元11404通过传输电缆11400将从摄像单元11402获取的图像信号作为原始(raw)数据发送到ccu11201。

另外，通信单元11404从ccu11201接收用于控制摄像头11102的驱动的控制信号，并将该控制信号提供给摄像头控制单元11405。控制信息包括诸如与成像条件相关的信息，例如指定拍摄图像的帧率的信息、指定拍摄图像时的曝光值的信息和/或指定拍摄图像的放大倍数和焦点的信息。

应当注意的是，诸如帧率、曝光值、放大倍数或焦点等的图像拍摄条件可以由用户指定或者可以由ccu11201的控制单元11413基于获得的图像信号自动设定。在后一种情况下，内窥镜11100包含自动曝光(ae)功能、自动聚焦(af)功能和自动白平衡(awb)功能。

摄像头控制单元11405基于通过通信单元11404接收到的来自ccu11201的控制信号控制摄像头11102的驱动。

通信单元11411包含用于发送各种类型的信息到摄像头11102和接收来自摄像头11102的各种类型的信息的通信装置。通过传输电缆11400，通信单元11411接收从摄像头11102向其发送的图像信号。

此外，通信单元11411发送用于控制摄像头11102的驱动的控制信号到摄像头11102。图像信号和控制信号可以通过电通信、光通信等传输。

图像处理单元11412对从摄像头11102向其发送的raw数据形式的图像信号执行各种图像处理。

控制单元11413执行与由内窥镜11100对手术区域等的图像拍摄以及通过对手术区域等的图像拍摄而获得的被摄图像的显示相关的各种类型的控制。例如，控制单元11413创建用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。

此外，控制单元11413基于已经由图像处理单元11412进行了图像处理的图像信号控制显示装置11202，以使其显示对手术区域等成像的被摄图像。因此，控制单元11413可以使用各种图像识别技术来识别所拍摄图像中的各种对象。例如，控制单元11413可以通过检测包含在拍摄图像中的对象的边缘的形状、颜色等来识别例如镊子等手术工具、特定的活体区域、出血、当使用能量装置11112时的雾等等。当控制单元11413控制显示装置11202显示被摄图像时，控制单元11413可以利用识别的结果使各种类型的手术支持信息以与手术区域的图像交叠的方式而被显示。当手术支持信息以交叠的方式显示并且呈现给外科大夫11131时，能够减轻外科大夫11131的负担，并且外科大夫11131可以确信地进行手术。

将摄像头11102和ccu11201彼此连接的传输电缆11400是能够用于电信号通信的电信号电缆、能够用于光通信的光纤或者能够同时用于电通信和光通信的复合电缆。

这里，虽然在所说明的示例中，通过使用传输电缆11400的有线通信来执行通信，但是也可以通过无线通信来执行摄像头11102和ccu11201之间的通信。

已经说明了可以使用根据本发明的技术的内窥镜手术系统的示例。根据本发明的技术可以应用到例如上述组件中的内窥镜11100、摄像头11102的摄像单元11402、ccu11201的图像处理单元11412等。具体地，如图1至图3或图40等所示的固体摄像装置100或100e可以应用至摄像单元10402。通过将根据本发明的技术应用于内窥镜11100、摄像头11102的摄像单元11402、ccu11201的图像处理单元11412等，可以获得手术区域的更清晰的图像，使得外科大夫能够可靠地检查手术区域。此外，通过将根据本发明的技术应用于内窥镜11100、摄像头11102的摄像单元11402、ccu11201的图像处理单元11412等，可以以较低的延迟获得手术区域的图像，这使外科大夫能够以类似于在直接观察手术区域的情况下的感觉来执行手术。

注意，已将内窥镜手术系统作为示例进行说明，但根据本发明的技术可应用于例如显微外科手术系统等。

<移动体应用的示例>

根据本发明的技术可以应用到各种产品。例如，根据本发明的技术可以实现为作为安装在诸如汽车、电动车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动体、飞机、无人机、船舶或机器人等任意类型的移动体中的装置。

图44是示出了作为可以应用根据本发明的技术的移动对象控制系统的示例的车辆控制系统的示意性配置的示例的框图。

车辆控制系统12000包含多个通过通信网络12001彼此连接的电控制单元。在图44说明的例子中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。此外，示出了作为集成控制单元12050的功能配置的微型计算机12051、声音图像输出部12052和车载网络接口(i/f)12053。

驱动系统控制单元12010根据各种类型的程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010作为用于下述装置的控制装置：产生车辆驱动力的驱动力产生装置(例如内燃机、驱动马达等)、用于传递驱动力到车轮的驱动力传递装置、用于调整车辆转向角的转向装置、用于产生车辆制动力的制动装置等。

车身系统控制单元12020根据各种类型的程序控制设置于车身的各种类型的装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、倒车灯、制动灯、转向灯、雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，作为替代按键的从移动装置发送的无线电波或各种开关的信号可以被输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置或车灯等。

车外信息检测单元12030检测关于包含车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与成像部12031连接。车外信息检测单元12030使成像部12031拍摄车辆外部的图像，并且接收被摄图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行检测诸如人、车辆、障碍物、标志、路面上的字符等的对象的处理，或者检测到其距离的处理。

成像部12031是接收光线并且输出与接收到光的光量相对应的电信号的光学传感器。成像部12031可以将电信号作为图像输出，或者可以将电信号作为关于测量距离的信息输出。此外，由成像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等不可见光。

车内信息检测单元12040检测关于车辆的内部的信息。车内信息检测单元12040例如连接至检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041。驾驶员状态检测部12041例如包括拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或者驾驶员的集中程度，或者可以确定驾驶员是否在打瞌睡。

微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的关于车辆内部或外部的信息计算用于驱动力产生装置、转向装置或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(adas)的功能的协同控制，所述功能包括车辆防撞或减震、基于跟车距离的跟车行驶、车速保持行驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道警告等。

此外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的关于车外或车内的信息，通过控制驱动力产生装置、转向装置、制动装置等执行旨在实现使车辆在不依赖驾驶员操作的情况下自动行驶的自动驾驶等的协同控制。

此外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获取的关于车辆外部的信息向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051可以根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或迎面而来的车辆的位置，通过例如控制前照灯从远光变为近光来执行旨在防止眩光的协同控制。

声音图像输出部12052向能够从视觉上或听觉上将信息通知给车内乘客或车辆外部的输出装置发送声音或图像中的至少一种输出信号。在图44的示例中，示出了作为输出装置的音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063。显示部12062例如可以包括车载显示器或抬头显示器中的至少一者。

图45是说明成像部12031的安装位置的示例的示意图。

在图45中，成像部12031包括成像部12101、成像部12102、成像部12103、成像部12104和成像部12105。

成像部12101、成像部12102、成像部12103、成像部12104和成像部12105例如被设置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门上的位置以及车辆内部的挡风玻璃的上部的位置等。设置在前鼻的成像部12101和设置在车辆内部的挡风玻璃上部的成像部12105主要获取车辆12100的前部的图像。设置在侧视镜的成像部12102和成像部12103主要获取车辆12100的侧面的图像。设置在后保险杠或后盖上的成像部12104主要获取车辆12100的后部的图像。设置在车辆内部的挡风玻璃上部的成像部12105主要用于检测前面的车辆、行人、障碍物、信号、交通标志或车道等。

顺便提及地，图45示出了成像部12101至成像部12104的成像范围的示例。成像范围12111代表设置在前鼻的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别代表设置在侧视镜的成像部12102和成像部12103的成像范围。成像范围12114代表设置在后保险杠或后盖上的成像部12104的成像范围。例如，通过叠加由成像部12101至成像部12104成像的图像数据获得从上面俯瞰的车辆12100的鸟瞰图像。

成像部12101至成像部12104中的至少一个可以具有获取距离信息的功能。例如，成像部12101至成像部12104中的至少一个可以是由多个摄像元件组成的立体相机，或者具有用于相位差检测的像素的摄像元件。

例如，微型计算机可以基于从成像部12101至成像部12104获取的距离信息确定在成像范围12111到成像范围12114的范围内的到各个三维对象的距离和所述距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，并由此选取特别是在车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0千米/小时)沿着与车辆12100大致相同的方向行驶的最靠近的三维物体作为前行车辆。进一步地，微型计算机12051可以预先设定与前行车辆要保持的跟车距离，并且进行自动制动控制(包括跟车停车控制)、自动加速控制(包括跟车起动控制)等。因此，能够执行旨在自动驾驶的协同控制，这样的自动驾驶使得车辆在不依赖于驾驶员等的操作的情况下自主地行驶。

例如，微型计算机12501可以基于从成像部12101至成像部12104获取的距离信息将关于三维物体的三维物体数据分类为两轮车辆、标准车辆、大型车辆、行人、电线杆以及其它三维对象的数据，提取分类后的三维对象数据，并且利用提取的三维物体数据进行自动避障。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物分为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定用于指示与各个障碍物碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或者高于设定值并且因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或者显示部12062向驾驶员发出警告，并且通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或者避险转向。微型计算机12051从而可以协助驾驶以避免碰撞。

成像部12101至成像部12104中至少有一个成像单元可以是检测红外线的红外相机。微型计算机12051例如可以通过确定成像部12101至成像部12104的被摄图像中是否存在行人来识别行人。例如，这样的行人识别是通过如下步骤进行的：提取作为红外相机的成像部12101至成像部12104的拍摄图像中的特征点；和通过对代表物体轮廓的一系列特征点进行模式匹配处理来确定是否是行人。当微型计算机12051确定在成像部12101至成像部12104的拍摄图像中存在行人并且因此识别出了行人时，则声音图像输出部12052将控制显示部12062，以使用于强调的方形轮廓线被显示为叠加在识别的行人上。声音图像输出部12052还可以控制显示部12062，以便在需要的位置显示代表行人的图标等。

已经对可以应用根据本发明的技术的车辆控制系统的示例进行了说明。根据本发明的技术可以应用于上述组件中的成像部12031等。具体地，成像部12031可以应用如图1至图3、图40等所示的固体摄像装置100或100e。通过将根据本发明的技术应用于成像部12031，能够拍摄易于查看的图像，从而能够减少驾驶员的疲劳。

注意，本发明可以采用如下构造。

(1)一种半导体装置，包括：

第一配线部；

第一层间绝缘膜，所述第一层间绝缘膜覆盖所述第一配线部的一个表面侧；

第一电极部，所述第一电极部设置在在所述第一层间绝缘膜中设置的第一通孔内，所述第一电极部电连接至所述第一配线部；

第二配线部；

第二层间绝缘膜，所述第二层间绝缘膜覆盖所述第二配线部的面向所述第一配线部的表面侧；和

第二电极部，所述第二电极部设置在在所述第二层间绝缘膜中设置的第二通孔内，所述第二电极部电连接至所述第二配线部；其中，

所述第一电极部和所述第二电极部彼此直接接合，并且，

所述第一电极部的热膨胀系数大于所述第一配线部的热膨胀系数。

(2)

根据上述(1)的半导体装置，其中，

所述第一配线部包含第一金属，并且，

所述第一电极部包含含有所述第一金属和第二金属的合金。

(3)

根据上述(2)的半导体装置，进一步包括：

第一种子层，所述第一种子层设置在所述第一通孔内并且与所述第一电极部接触，其中，

所述第一种子层包含所述第二金属。

(4)

根据上述(1)至(3)中任一项的半导体装置，其中，

所述第二电极部的热膨胀系数大于所述第二配线部的热膨胀系数。

(5)

根据上述(4)的半导体装置，其中，

所述第二配线部包含第三金属，并且，

所述第二电极部包含含有所述第三金属和第四金属的合金。

(6)

根据上述(5)的半导体装置，进一步包括：

第二种子层，所述第二种子层设置在所述第二通孔内并且与所述第二电极部接触，其中，

所述第二种子层包含所述第四金属。

(7)

根据上述(1)至(6)中任一项的半导体装置，进一步包括：

第一阻挡层，所述第一阻挡层设置在所述第一通孔内并且位于所述第一配线部与所述第一电极部之间，所述第一阻挡层具有导电性。

(8)

根据上述(1)至(7)中任一项的半导体装置，进一步包括：

第二阻挡层，所述第二阻挡层被设置在所述第二通孔内并且位于所述第二配线部与所述第二电极部之间，所述第二阻挡层具有导电性。

(9)

根据上述(1)至(8)中任一项的半导体装置，其中，

所述第一配线部包括第一金属，

所述第一电极部包含含有所述第一金属和第二金属的合金，

所述第二配线部包括第三金属，

所述第二电极部包含含有所述第三金属和第四金属的合金，并且

所述第一金属和所述第三金属由相同的元素构成。

(10)

根据(9)所述的半导体装置，其中，

所述第二金属和所述第四金属由相同的元素构成。

(11)

根据上述(1)至(8)中任一项的半导体装置，进一步包括：

第一基板；和

第二基板，所述第二基板被布置成面向所述第一基板的一个表面，其中，

所述第一电极部被设置在所述第一基板的一个表面侧，并且

所述第二电极部被设置在所述第二基板的面向所述第一基板的表面侧。

(12)

一种电子设备，包括：

第一配线部；

第一层间绝缘膜，所述第一层间绝缘膜覆盖所述第一配线部的一个表面侧；

第一电极部，所述第一电极部设置在在所述第一层间绝缘膜中设置的第一通孔内，所述第一电极部电连接至所述第一配线部；

第二配线部；

第二层间绝缘膜，所述第二层间绝缘膜覆盖所述第二配线部的面向所述第一配线部的表面侧；和

第二电极部，所述第二电极部设置在在所述第二层间绝缘膜中设置的第二通孔内，所述第二电极部电连接至所述第二配线部；其中，

所述第一电极部和所述第二电极部彼此直接接合，并且，

所述第一电极部的热膨胀系数大于所述第一配线部的热膨胀系数。

附图标记列表

1、1a、1b、1c、1d、1e像素芯片

2、2a、2b、2c、2d、2e逻辑芯片

3、3a、3b、3c、3d、3e层叠芯片

10、20多层配线

11a、21a第一绝缘膜

11b、21b第二绝缘膜

11c、21c第三绝缘膜

11ca、11ea、16a、21ca、21ea、26a、33a前表面

11ca第三绝缘膜

11d第四绝缘膜

11e第五绝缘膜

12、22阻挡层

13、13a、23、23a合金种子层

13b、13c、23b、23c种子层

14、24偏析层

14b、24b杂质层

15、15a、15b、15c、15d、25、25a、25b、25c、25d、151、251配线

16，16c第一电极部

21第二层间绝缘膜

26、26c第二电极部

30阱区

33、54半导体基板

33b后表面

38绝缘膜

39遮光膜

40接合面

71、72遮光部

72遮光部

81第一虚电极

82第二伪电极

91配线上部

92配线下部

100、100e固体摄像装置

102像素

103像素区

104垂直驱动电路

105列信号处理电路

106水平驱动电路

107输出电路

108控制电路

109垂直信号线

131、141、161杂质

201摄像装置

202光学系统

203快门装置

204固体摄像装置

205驱动电路

206信号处理电路

207监视器

208存储器

251配线

10402摄像部

110000内窥镜手术系统

11100内窥镜

11101镜筒

11102摄像头

11110手术工具

11111气腹管

11112能量装置

11120支撑臂装置

11131外科大夫

11132患者

11133病床

11200推车

11202显示装置

11203光源装置

11204输入装置

11205治疗工具控制装置

11206气腹装置

11207记录器

11208打印机

11400传输电缆

11401透镜单元

11402摄像单元

11403驱动单元

11404通信单元

11405摄像头控制单元

11411通信单元

11412图像处理单元

11413控制单元

12000车辆控制系统

12001通信网络

12010驱动系统控制单元

12020车身系统控制单元

12030车外信息检测单元

12031成像部

12040车内信息检测单元

12041驾驶员状态检测部

12050集成控制单元

12051微型计算机

12052声音图像输出部

12061音频扬声器

12062显示部

12063仪表板

12100车辆

12101、12102、12103、12104、12105成像部

12111、12112、12113、12114成像范围

fd浮动扩散区

h1、h2沟槽通孔

h1d通孔

h2沟槽通孔

h11沟槽

h12贯通孔

m1、m2、m3、m4、m5、m11、m12、m13、m14金属

pd光电二极管

tr1、tr2像素晶体管

tr11、tr12、tr13、tr14mos晶体管

tr_amp放大晶体管

tr_res复位晶体管

tr_sel选择晶体管

tr_tra传输晶体管