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公開番号2025155802
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024231796
出願日2024-12-27
発明の名称半導体装置、光電変換システム、半導体装置の製造方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H10F 39/18 20250101AFI20251002BHJP()
要約【課題】本発明の半導体装置は、水分等の侵入によるチップに含まれる半導体層の機能低下を低減することを目的とする。
【解決手段】半導体装置は、第1配線構造と第1半導体層とを含む第1基板と、第2配線構造と第2半導体層とを含む第2基板と、外部の端子と接続されるパッドと、を有し、前記第1配線構造に含まれる第1金属パターンと前記第2配線構造に含まれる第2金属パターンとを接合して前記第1半導体層と前記第2半導体層とは互いに電気的に接続されており、前記第1半導体層側から視た平面視において、前記第2半導体層は前記第1半導体層より大きく、前記パッドは、平面視において、前記第1半導体層よりも外側に配されており、前記第1半導体層の側面の少なくとも一部及び前記第1配線構造の側面の少なくとも一部に延在して第1保護膜が配置され、前記第1保護膜は、窒素を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１配線構造と第１半導体層とを含む第１基板と、
第２配線構造と第２半導体層とを含む第２基板と、
外部の端子と接続されるパッドと、を有し、
前記第１配線構造に含まれる第１金属パターンと前記第２配線構造に含まれる第２金属パターンとを接合して前記第１半導体層と前記第２半導体層とは互いに電気的に接続されており、
前記第１半導体層側から視た平面視において、前記第２半導体層は前記第１半導体層より大きく、
前記パッドは、平面視において、前記第１半導体層よりも外側に配されており、
前記第１半導体層の側面の少なくとも一部及び前記第１配線構造の側面の少なくとも一部に延在して第１保護膜が配置され、
前記第１保護膜は、窒素を含むことを特徴とする半導体装置。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記第１保護膜は、ＳｉＮまたはＳｉＯＮを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１保護膜は、前記第１半導体層の側面の全面に配置されることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記平面視において、前記第１保護膜は、前記第１半導体層の外に位置する前記第２配線構造と重なることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２配線構造は、前記第２金属パターンと同じ高さに配された第３金属パターンを有するガード構造を含み、
前記平面視において、前記第１保護膜は前記第３金属パターンと前記第１保護膜との接触部が前記第１半導体層の外に位置することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記接触部は、前記平面視において、前記第１半導体層のエッジの外に位置することを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第３金属パターンはＣｕを主成分とする材料から構成されることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１保護膜は、前記第１半導体層において前記第２半導体層とは反対の側の面まで延在することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１半導体層の側面と前記第１保護膜との間に絶縁膜が配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１半導体層の側面と前記第１保護膜との最短距離は３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、光電変換システム、及び半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子が設けられた大きさの異なる半導体層同士を積層した半導体装置が知られている。特許文献１には、半導体層と配線構造を含むチップと、半導体層と配線構造を含むウエハとを各配線構造に含まれる金属パターンのＣｕ－Ｃｕ接合を用いて接合するＣｈｉｐＯｎＷａｆｅｒ（ＣｏＷ）に関する技術が提案されている。Ｃｕ－Ｃｕ接合において、チップの配線層に含まれる金属パターンとウエハの配線層に含まれる金属パターンとを直接接合している。また、特許文献１には、チップとウエハとを接合した後に、支持基板に貼り合わせることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－８９２７５号公開公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の技術は、水分等がチップに含まれる半導体層に侵入し、半導体装置の機能が低下する可能性がある。また、特許文献１に開示の技術は、基板との貼り合わせ不良が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明の半導体装置は、水分等の侵入によるチップに含まれる半導体層の機能低下を低減することを目的とする。また、本発明の半導体装置の製造方法は、基板との貼り合わせ不良を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの形態に係る半導体装置は、第１配線構造と第１半導体層とを含む第１基板と、第２配線構造と第２半導体層とを含む第２基板と、外部の端子と接続されるパッドと、を有し、前記第１配線構造に含まれる第１金属パターンと前記第２配線構造に含まれる第２金属パターンとを接合して前記第１半導体層と前記第２半導体層とは互いに電気的に接続されており、前記第１半導体層側から視た平面視において、前記第２半導体層は前記第１半導体層より大きく、前記パッドは、平面視において、前記第１半導体層よりも外側に配されており、前記第１半導体層の側面の少なくとも一部及び前記第１配線構造の側面の少なくとも一部に延在して第１保護膜が配置され、前記第１保護膜は、窒素を含む。
【０００７】
本発明の一つの形態に係る半導体装置は、第１配線構造と光電変換素子を有する第１半導体層とを含む第１基板と、第２配線構造と第２半導体層とを含む第２基板と、を有し、前記第１配線構造に含まれる第１金属パターンと前記第２配線構造に含まれる第２金属パターンとを接合して前記第１半導体層と前記第２半導体層とは互いに電気的に接続されており、前記第１半導体層側から視た平面視において、前記第２半導体層は前記第１半導体層より大きく、前記第１半導体層の側面の少なくとも一部及び前記第１配線構造の側面の少なくとも一部に延在して第１保護膜が配置され、前記第１保護膜は、窒素を含む。
【０００８】
本発明の一形態に係る半導体装置の製造方法は、第１配線構造と光電変換素子を有する第１半導体層とを含む第１基板と、第２配線構造と第２半導体層とを含む第２基板と、が積層された接合体を準備する工程と、前記接合体の上面及び側面に、窒素を含む第１保護膜と、第２保護膜とが順に配置された保護膜を形成する工程と、前記第１保護膜の少なくとも一部が露出するように前記保護膜の一部を除去する工程と、を有し、前記接合体を準備する工程において、前記第１配線構造に含まれる第１金属パターンと前記第２配線構造に含まれる第２金属パターンとを接合して前記第１半導体層と前記第２半導体層とは互いに電気的に接続されており、前記第１半導体層側から視た平面視において、前記第２半導体層は前記第１半導体層より大きい接合体を準備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体装置に対する水分等の侵入による半導体装置の機能低下を低減し得る。また、本発明の製造方法によれば、基板との貼り合わせ不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態による半導体装置の概略平面図及び概略断面図
第１実施形態による半導体装置の接合部の断面模式図
第１実施形態による半導体装置の接合部の断面模式図
第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第２実施形態による半導体装置の概略平面図及び概略断面図
第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第４実施形態による半導体装置の概略平面図及び概略断面図
第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第５実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第５実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第５実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第５実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第６実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第６実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図
第７実施形態による光電変換システムの構成を示す図
第８実施形態による移動体の構成、動作を示す図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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