(57)【要約】【課題】カバーガラスレスでもウエハプロセスおよびCSP(Chip Size Package)工程流動が可能となる。【解決手段】CISウエハと、ロジック回路またはメモリ回路を有するLogicウエハとを積層し、貼り合わせる。次に、CISウエハとLogicウエハとを貫通電極を介して電気的に接続する。CISウエハの受光面にレンズの形成後、ウエハサポートシステム材を、前記レンズ上に貼り合わせる。薄膜化されたLogicウエハの裏面側から形成されるTSVを利用して外部出力用として外部電極を形成し、外部電極の形成後、ウエハサポートシステム材を受光面から剥離する。本開示は、例えば、積層型で、裏面照射型の固体撮像素子に適用することができる。【選択図】図６
2018081945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、
前記第１の半導体素子と積層され、貼り合わされる、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子と、
前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを電気的に接続する貫通電極と、
薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として形成される外部電極と、
前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、前記レンズ上に貼り合わされ、前記外部電極の形成後、前記受光面から剥離されるウエハサポートシステム材と
を備える固体撮像素子。
【請求項２】
前記外部電極は、平坦化されたCu電極である
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記外部電極は、Ni/Au電極である
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSVは、Low-Kを貫通し、前記第１の半導体のAl PADと接続されている
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記TSVは、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とが貼り合わされた後に形成される
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記TSVは、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とが貼り合わされる前に形成されている
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記第１の半導体素子のレンズ上に、光学機能膜が形成されている
請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記光学機能膜は、IRカットフィルタおよびARコート、またはWafer level lensである
請求項７に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記光学機能膜は、前記第１の半導体素子の受光面からウエハサポートシステム材の剥離後に形成される
請求項８に記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記ウエハサポートシステム材の厚みは、300um以上である
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
前記ウエハサポートシステム材は、ガラス基板またはSi基板からなる
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
製造装置が、
光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子とを積層し、貼り合わせ、
前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを貫通電極を介して電気的に接続し、
前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、ウエハサポートシステム材を、前記レンズ上に貼り合わし、
薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として外部電極を形成し、
前記外部電極の形成後、前記ウエハサポートシステム材を前記受光面から剥離する
製造方法。
【請求項１３】
光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、
前記第１の半導体素子と積層され、貼り合わされる、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子と、
前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを電気的に接続する貫通電極と、
薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として形成される外部電極と、
前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、前記レンズ上に貼り合わされ、前記外部電極の形成後、前記受光面から剥離されるウエハサポートシステム材と
を備える固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、
入射光を前記固体撮像素子に入射する光学系と
を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体撮像素子および製造方法、並びに電子機器に関し、特に、カバーガラスレスでもウエハプロセスおよびCSP(Chip Size Package)工程流動およびデバイス低背化が可能となるようにした固体撮像素子および製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
裏面照射型の固体撮像素子は、受光部が配線層面と反対側に形成されるため、センサチップ薄層化と支持基盤が不可欠であり、支持基板をLogicチップに置き換え、センサチップと電気的接続した積層型裏面照射型撮像素子が提案されている。例えば、特許文献１には、画素回路を有する画像素子表面とLogic回路を有する個辺化された半導体素子表面を電気的に接続した裏面照射型撮像素子が提案されている。
【０００３】
加えて、特許文献２には、撮像素子とカバーガラスを透明接着剤で貼り合わせる構造をとるWLCSPでは、透明樹脂でカバーガラスと貼り合わせCSP工程を流動することで、半導体素子裏面に電極が形成された固体撮像素子が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２０３７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１７３５８６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の提案の場合、裏面照射型の固体撮像素子および裏面側に積層されている半導体素子ともに厚みが1um以下と薄く、かつ支持基板がなく強度が弱いため、応力集中が起きる可能性が高い。結果、白点・暗電流が増大する場合がある。また、裏面照射型の固体撮像素子の強度が弱いため、ウエハプロセス、および、例えばCSP工程などの流動が難しく、デバイス低背化が困難であった。
【０００６】
特許文献２の提案の場合、TSV(Through-silicon via)を用いて半導体素子裏面に外部電極を形成するため、半導体素子を薄膜化する必要があり、完成したCSP(Chip Size Package)の剛性保持のためカバーガラスを貼り合わせた状態となる。そのため、デバイス薄膜化が困難となる。また、カバーガラスによるフレアにより撮像特性が悪化してしまっていた。
【０００７】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、カバーガラスレスでもウエハプロセスおよびCSP工程流動およびデバイス低背化が可能となることができるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本技術の一側面の固体撮像素子は、光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、前記第１の半導体素子と積層され、貼り合わされる、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子と、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを電気的に接続する貫通電極と、薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として形成される外部電極と、前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、前記レンズ上に貼り合わされ、前記外部電極の形成後、前記受光面から剥離されるウエハサポートシステム材とを備える。
【０００９】
前記外部電極は、平坦化されたCu電極である。
【００１０】
前記外部電極は、NiAu電極である。
【００１１】
前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSVは、Low-Kを貫通し、前記第１の半導体のAl PADと接続されている。
【００１２】
前記TSVは、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とが貼り合わされた後に形成される。
【００１３】
前記TSVは、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とが貼り合わされる前に形成されている。
【００１４】
前記第１の半導体素子のレンズ上に、光学機能膜が形成されている。
【００１５】
前記光学機能膜は、IRカットフィルタおよびARコート、またはWafer level lensである。
【００１６】
前記光学機能膜は、前記第１の半導体素子の受光面からウエハサポートシステム材の剥離後に形成される。
【００１７】
前記ウエハサポートシステム材の厚みは、300um以上である。
【００１８】
前記ウエハサポートシステム材は、ガラス基板またはSi基板からなる。
【００１９】
本技術の一側面の製造方法は、製造装置が、光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子とを積層し、貼り合わせ、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを貫通電極を介して電気的に接続し、前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、ウエハサポートシステム材を、前記レンズ上に貼り合わし、薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として外部電極を形成し、前記外部電極の形成後、前記ウエハサポートシステム材を前記受光面から剥離する。
【００２０】
本技術の一側面の電子機器は、光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、前記第１の半導体素子と積層され、貼り合わされる、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子と、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを電気的に接続する貫通電極と、薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として形成される外部電極と、前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、前記レンズ上に貼り合わされ、前記外部電極の形成後、前記受光面から剥離されるウエハサポートシステム材とを備える固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、入射光を前記固体撮像素子に入射する光学系とを有する。
【００２１】
本技術の一側面においては、光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子とが積層されて、貼り合わされ、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とが貫通電極を介して電気的に接続され、前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、ウエハサポートシステム材が、前記レンズ上に貼り合わされる。そして、薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として外部電極が形成され、前記外部電極の形成後、前記ウエハサポートシステム材が前記受光面から剥離される。
【発明の効果】
【００２２】
本技術によれば、カバーガラスレスでもウエハプロセスおよびCSP(Chip Size Package)工程流動が可能となる。
【００２３】
なお、本明細書に記載された効果は、あくまで例示であり、本技術の効果は、本明細書に記載された効果に限定されるものではなく、付加的な効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本技術を適用した固体撮像素子の概略構成例を示すブロック図である。
【図２】本技術を適用した固体撮像素子の構造例を示す断面図である。
【図３】固体撮像素子の製造処理について説明するフローチャートである。
【図４】固体撮像素子の製造処理の工程図である。
【図５】固体撮像素子の製造処理の工程図である。
【図６】図３の製造処理により製造される固体撮像素子の構造例を示す断面図である。
【図７】本技術を適用した固体撮像素子の他の構造例を示す断面図である。
【図８】本技術を適用した固体撮像素子の他の構造例を示す断面図である。
【図９】本技術を適用した固体撮像素子の他の構造例を示す断面図である。
【図１０】固体撮像素子の製造処理について説明するフローチャートである。
【図１１】固体撮像素子の製造処理の工程図である。
【図１２】固体撮像素子の製造処理の工程図である。
【図１３】固体撮像素子の製造処理の工程図である。
【図１４】図１０の製造処理により製造される固体撮像素子の構造例を示す断面図である。
【図１５】固体撮像素子の製造処理について説明するフローチャートである。
【図１６】固体撮像素子の製造処理の工程図である。
【図１７】固体撮像素子の製造処理の工程図である。
【図１８】固体撮像素子の製造処理の工程図である。
【図１９】図１５の製造処理により製造される固体撮像素子の構造例を示す断面図である。
【図２０】本技術を適用したイメージセンサの使用例を示す図である。
【図２１】本技術を適用した電子機器の構成例を示すブロック図である。
【図２２】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２３】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２４】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２５】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】
【００２５】
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
０．装置の説明
１．実施の形態
２．イメージセンサの使用例
３．電子機器の例
４．内視鏡手術システムへの応用例
５．移動体への応用例
【００２６】
＜０．装置の説明＞
＜固体撮像素子の概略構成例＞
図１は、本技術の各実施の形態に適用されるCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）固体撮像素子の一例の概略構成例を示している。
【００２７】
図１に示されるように、固体撮像素子（素子チップ）１は、半導体基板１１（例えばシリコン基板）に複数の光電変換素子を含む画素２が規則的に２次元的に配列された画素領域（いわゆる撮像領域）３と、周辺回路領域とを有して構成される。
【００２８】
画素２は、光電変換素子（例えば、PD(Photo Diode)）と、複数の画素トランジスタ（いわゆるMOSトランジスタ）を有してなる。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、および増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができ、さらに選択トランジスタを追加して４つのトランジスタで構成することもできる。
【００２９】
また、画素２は、画素共有構造とすることもできる。画素共有構造は、複数のフォトダイオード、複数の転送トランジスタ、共有される１つのフローティングディフュージョン、および、共有される１つずつの他の画素トランジスタから構成される。フォトダイオードは、光電変換素子である。
【００３０】
周辺回路領域は、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６、出力回路７、および制御回路８から構成される。
【００３１】
制御回路８は、入力クロックや、動作モード等を指令するデータを受け取り、また、固体撮像素子１の内部情報等のデータを出力する。具体的には、制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号、およびマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、および水平駆動回路６の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路８は、これらの信号を垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、および水平駆動回路６に入力する。
【００３２】
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素２を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素２を駆動する。具体的には、垂直駆動回路４は、画素領域３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線９を通して各画素２の光電変換素子において受光量に応じて生成した信号電荷に基づいた画素信号をカラム信号処理回路５に供給する。
【００３３】
カラム信号処理回路５は、画素２の例えば列毎に配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列毎にノイズ除去等の信号処理を行う。具体的には、カラム信号処理回路５は、画素２固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS（Correlated Double Sampling）や、信号増幅、A/D（Analog/Digital）変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路５の出力段には、水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１０との間に接続されて設けられる。
【００３４】
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から画素信号を水平信号線１０に出力させる。
【００３５】
出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１０を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。出力回路７は、例えば、バッファリングだけを行う場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を行う場合もある。
【００３６】
入出力端子１２は、外部と信号のやりとりをするために設けられる。
【００３７】
＜１．第１の実施の形態＞
＜固体撮像素子の構造例＞
図２は、本技術を適用した固体撮像素子の構造例を示す断面図である。
【００３８】
図２の例において、固体撮像素子１は、積層型で、裏面照射型の固体撮像素子である。固体撮像素子１は、第１の半導体素子であるCIS（CMOS Image Sensor）ウエハ５１と第２の半導体素子であるLogicウエハ５２とが、貼り合わせ面６１において貼り合わせられている。
【００３９】
CISウエハ５１は、光電変換子を有する半導体素子である。Logicウエハ５２は、ロジック回路またはメモリ回路を有している。CISウエハ５１は、酸化膜５１ａ、シリコン層５１ｂ、酸化膜５１ｃ、およびカラーフィルタ５１ｄからなっている。Logicウエハ５２は、酸化膜からなる。CISウエハ５１のいくつかの配線５３の裏面側、Logicウエハ５２のいくつかの配線５３の表面側には、電極５４が設けられている。CISウエハ５１の裏面側、カラーフィルタ５１ｄ上には、OCL(On Chip Lens)６３が形成されている。
【００４０】
すなわち、CISウエハ５１とLogicウエハ５２は、貼り合わせ面６１においては、酸化膜接続で貼り合わされている。また、CISウエハ５１とLogicウエハ５２は、CISウエハ５１の配線５３とLogicウエハ５２のPAD５５と接続する貫通電極７１を使用して、導通が確保されている。
【００４１】
そして、この固体撮像素子１の製造工程においては、CISウエハ５１の裏面に形成されたOCL６３上に、ウエハサポートシステム材７２が接着剤６４を介して接続されて用いられる。
【００４２】
さらに、以下、詳細を説明していくが、Logicウエハ５２のSi基板６２が300um以上に厚膜化され、高アスペクトのTSV(through-silicon via)が作成され、はんだボール付け後に、上述したウエハサポートシステム材７２が剥離される。
【００４３】
以上により、本技術によれば、TSVを利用したCSP(Chip Size Package)構造を作成するのが困難であったカバーガラスレスでも、ウエハプロセスおよびCSP工程流動が可能となり、デバイスの低背化も可能となる。
【００４４】
＜製造処理の例＞
次に、図３のフローチャートを参照して、図２の裏面照射型の固体撮像素子の製造処理（すなわち、CPS工程）について説明する。なお、この製造処理は、製造装置により行われ、その説明には、適宜、図４および図５の工程図が参照される。
【００４５】
ステップＳ１１において、製造装置は、CISウエハ５１とLogicウエハ５２とを貼り合わせる。その際、製造装置は、CISウエハ５１の配線５３とLogicウエハ５２のPAD５５と接続する貫通電極７１を使用して、導通を確保する。
【００４６】
ステップＳ１２において、製造装置は、貼り合わせ後に、CISウエハ５１側（以下CIS側とも称する）の裏面を薄膜化し、CIS側の裏面にOCL６３を形成する（図４Ａ）。
【００４７】
ステップＳ１３において、製造装置は、CIS側のOCL６３面にウエハサポートシステム材７２を接着剤６４で貼り合わせ、Logicウエハ５２側（以下、Logic側とも称する）のSi基板６２を研磨し、薄膜化を行う（図４Ｂ）。
【００４８】
このウエハサポートシステム材７２は、貼り合わされたCISウエハ５１およびLogicウエハ５２（以下、CISウエハ５１およびLogicウエハ５２をそれぞれデバイスとも称する）と線膨張係数が等しいガラス基板またはSi基板が望ましく、これらを貼り合わせる接着剤６４としては、例えば、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、デンドリマ、ポリイミド、その共重合体である。また、接着剤６４の耐熱性は、後述するTSV７３やはんだボール８１の形成プロセスでの熱履歴を考慮し、200℃以上を有するものが望ましい。また、ウエハサポートシステム材７２とデバイス間の貼り合わせた後は、熱またはUV照射により硬化させてもよい。
【００４９】
ステップＳ１４において、製造装置は、薄膜化したSi基板６２に、Logicウエハ５２に形成されるPAD５５と接続するTSV７３を作成し、Logic側の裏面へ電極を引き出す（図５Ａ）。なお、その際、絶縁膜７４の平坦化処理も行われる。この絶縁膜７４を平坦化する方法は、CMPまたはバイトなどの機械研磨のいずれの方法でもよい。
【００５０】
ステップＳ１５において、製造装置は、Logic側の裏面へ引き出した電極にはんだボール８１を形成する（図５Ｂ）。
【００５１】
ステップＳ１６において、製造装置は、CIS側のOCL６３面から、ウエハサポートシステム材７２を除去し、図６に示されるように、固体撮像素子１を完成させる。
【００５２】
すなわち、流動後にウエハサポートシステム材７２の剥離を行うが、その剥離は加熱や剪断力、レーザによる樹脂層昇華などで行われる。剥離後は、特にCISウエハ５１のOCL６３の表面に残渣が残らないように洗浄が行われる。洗浄は、樹脂層を溶解させ、かつ、OCL６３へダメージを与えないシンナやTMAHなどの薬剤が望ましい。
【００５３】
Logicウエハ５２を薄膜化する際は、ウエハサポートシステム材７２除去後の剛性を考慮し、300um以上の厚みを保持することが望ましい。
【００５４】
以上のように、図６の固体撮像素子１においては、ウエハサポートシステム材７２を支持基板として使用することにより、裏面照射型の固体撮像素子の薄膜化が容易となり、CIS/Logicデバイス裏面へ電極を引き出す際のTSV形成が容易となる。また、CIS/Logicの裏面側に電極形成を行った後、ウエハサポートシステム材を除去するようにしたので、完成されたCSPの薄膜化が容易となる。
【００５５】
また、ウエハサポートシステム材については、できるだけ温度に対する線膨張の挙動がSiと同様の挙動を示すものを使用することで、CPS工程（固体撮像素子の製造工程）流動中のデバイスそり量を低減することができる。
【００５６】
さらに、サポート材とデバイス（CISウエハ５１およびLogicウエハ５２）間の貼り合わせに用いられる接着剤としては、例えば、シリコン樹脂、デンドリマ、ポリイミド、その共重合体を使用することにより、CPS工程TSVやはんだボール形成プロセス）中での熱履歴でも変形やデガスなどが発生しにくく、容易に工程流動が可能である。
【００５７】
流動後のサポート基板剥離を過熱や剪断力、レーザによる樹脂層昇華などで行うことにより、OCLやデバイスそのもののダメージを与えず剥離することができる。
【００５８】
薄膜後のLogic側ウエハ厚み300umとすることで、ウエハサポートシステム材除去後の剛性を保つことができる。
【００５９】
＜固体撮像素子の他の構造例＞
なお、図６の固体撮像素子１においては、Logicウエハ５２側裏面へTSV７３を用いて引き出した電極にはんだボール８１を形成する例を説明した。
【００６０】
これに対して、図７の固体撮像素子１は、Logicウエハ５２側裏面へTSV７３を用いて電極を引き出し、絶縁膜７４の平坦化処理を行うまでは、図６の固体撮像素子１と共通している。一方、図７の固体撮像素子１においては、図６の固体撮像素子１と異なり、Logicウエハ５２側裏面へTSV７３を用いて電極を引き出し、絶縁膜７４の平坦化処理を行った後、電極のCu表面９２を露出させる構造とすることができる。
【００６１】
以上のように、図７の固体撮像素子においては、CIS/Logicデバイス裏面へTSVを用いて電極を引き出し、絶縁膜７４の平坦化処理を行った後、絶縁膜の平坦化処理を行い、電極のCu表面を露出させることにより、完成したCPSをより薄膜化することができる。
【００６２】
また、図８の固体撮像素子１は、Logicウエハ５２側裏面へTSV７３を用いて電極を引き出した後、絶縁膜７４の平坦化処理を行い、電極のCu表面９２を露出させるところまでは、図７の固体撮像素子１と共通している。一方、図８の固体撮像素子１においては、図７の固体撮像素子１と異なり、電極のCu表面９２を露出させた後、Ni/Au電極１０１を形成する構造とすることができる。
【００６３】
なお、Ni/Au電極１０１の形成は、電解めっき法または無電解めっき法いずれでもよい。また、絶縁膜７４形成の前にCu表面９２上に、Ni/Au電極１０１を形成し、その後、絶縁膜７４の平坦化と同時にNi/Au電極１０１の頭出しを行うようにしてもよい。
【００６４】
以上のように、図８の固体撮像素子１においては、CIS/Logicデバイス裏面へTSVを用いて電極を引き出した後、絶縁膜の平坦化処理を行い、電極のCu表面を露出させた後、Ni/Au電極を形成することにより、平坦化と同時に配線基板への実装時の接続性を向上させることができる。
【００６５】
さらに、図６の固体撮像素子１においては、薄膜化したSi基板６２に、TSV７３が作成され、Logic側裏面へ電極が引き出されている例を説明した。
【００６６】
これに対して、図９の固体撮像素子１は、TSV７３が作成され、Logic側の裏面へ電極が引き出されて、そこに、はんだボール８１が形成されている点は、図６の固体撮像素子１と共通している。一方、図９の固体撮像素子１は、そのTSV７３が、Logicウエハ５２のPAD５５ではなく、Logicウエハ５２の層間膜であるLow-K層を貫通し、CISウエハ５１に形成されたAl PAD１１１と直接コンタクトしている点が、図６の固体撮像素子１と異なっている。
【００６７】
なお、Logicウエハ５２の層間膜に用いられるLow-k材は、半導体素子を接続する多層配線間の容量を低減するために使用されるものであり、SiO2(比誘電率3.9〜4.5)よりも比誘電率の低い材料を指す。
【００６８】
また、Low-k材は、多孔質絶縁膜であっても良い。多孔質絶縁膜としては、例えば、SiO2を多孔質化して比誘電率を小さくした材料や、HSQ(ハイドロゲンシルセスキオキサン(Hydrogen Silsesquioxane)）、有機シリカ、SiOC (Black DiamondTM、CORALTM、AuroraTM）などを多孔質化して比誘電率を小さくした材料などがある。
【００６９】
以上のように、図９の固体撮像素子１においては、CIS/Logicデバイス裏面から形成されるTSVを、Logic側のLow-K層を貫通し、AL PADへ直接コンタクトさせることにより、Logic側配線など設計変更を行わない場合でもCSP作成が可能である。
【００７０】
＜製造処理の他の例＞
次に、図１０のフローチャートを参照して、図２の固体撮像素子の他の製造処理について説明する。なお、この製造処理は、製造装置により行われ、その説明時には、適宜、図１１乃至図１３の工程図が参照される。
【００７１】
ステップＳ３１において、製造装置は、Logicウエハ５２のSi基板６２側に予めTSV７３を形成しておく。
【００７２】
ステップＳ３２において、製造装置は、CISウエハ５１とLogicウエハ５２とを貼り合わせる。その際、製造装置は、CISウエハ５１の配線５３とLogicウエハ５２のPAD５５と接続する貫通電極７１を使用して、導通を確保する。
【００７３】
ステップＳ３３において、製造装置は、CISウエハ５１側（以下CIS側とも称する）の裏面を薄膜化し、CIS側の裏面にOCL６３を形成する（図１１Ａ）。
【００７４】
ステップＳ３４において、製造装置は、CIS側のOCL６３面にウエハサポートシステム材７２を接着剤６４で貼り合わせる（図１１Ｂ）。
【００７５】
そして、ステップＳ３５において、製造装置は、Logic側のSi基板６２を研磨し、薄膜化を行うとともに、TSV７３の頭出しを行う。なお、その際、絶縁膜７４の平坦化処理も行われる。
【００７６】
ステップＳ３６において、製造装置は、Logic側の裏面へ引き出した電極にはんだボール８１を形成する（図１２）。
【００７７】
ステップＳ３７において、製造装置は、CIS側のOCL６３面から、ウエハサポートシステム材７２を除去し、図１３に示されるように、固体撮像素子１を完成させる。
【００７８】
以上のように、図１３の固体撮像素子１においては、Logic側に予めTSVを形成しておき、CISとLogicを貼り合わせ貫通電極を使用して導通を確保し、CIS側のOCL面にウエハサポートシステム材を貼り合わせ、Logic側のSi基板を研磨し、薄膜化と同時にTSVの頭出しも行うことにより、TSV形成が容易となる。また、より微細なTSVを高歩留りで作成することが可能である。
【００７９】
＜固体撮像素子の他の構造例＞
図１４は、本技術を適用した固体撮像素子の他の構造例を示す断面図である。
【００８０】
図１４の固体撮像素子１は、CIS側のOCL６３面から、ウエハサポートシステム材７２を除去するところまでは、図７の固体撮像素子１と共通している。一方、図８の固体撮像素子１においては、図７の固体撮像素子１と異なり、ウエハサポートシステム材７２の除去後のOCL６３の表面に、光学機能膜１３１が直接形成される点が異なっている。
【００８１】
なお、光学機能膜１３１は、例えば、IRカットフィルタおよびARコート、またはWafer level lensからなる。ARコートとIRカットフィルタの成膜順はデバイスにより異なり、光電変換素子に近い側からARコート、IRカットフィルタの順でも、IRカットフィルタ、ARコートの順でも、どちらでも選択可能である。
【００８２】
以上のように、図１４の固体撮像素子１においては、ウエハサポートシステム材除去後のCSP上のOCL表面に、IRカットフィルタまたはARコード、もしくはWafer Level Lensを直接形成することにより、CSP薄膜化と同時に光学的な機能をより付加することができる。
【００８３】
＜製造処理の他の例＞
次に、図１５のフローチャートを参照して、図２の固体撮像素子の他の製造処理について説明する。なお、この製造処理は、製造装置により行われ、その説明時には、適宜、図１６乃至図１８の工程図が参照される。
【００８４】
ステップＳ５１において、製造装置は、CISウエハ５１とLogicウエハ５２とを貼り合わせる。その際、製造装置は、CISウエハ５１の配線５３とLogicウエハ５２のPAD５５と接続する貫通電極７１を使用して、導通を確保する。
【００８５】
ステップＳ５２において、製造装置は、貼り合わせ後に、CIS側の裏面を薄膜化し、CIS側の裏面にOCL６３を形成する（図１６Ａ）。
【００８６】
ステップＳ５３において、製造装置は、CIS側のOCL６３面にウエハサポートシステム材７２を接着剤６４で貼り合わせ、Logic側のSi基板６２を研磨し、薄膜化を行う（図１６Ｂ）。
【００８７】
ステップＳ５４において、製造装置は、薄膜化したSi基板６２に、Logicウエハ５２に形成されるPAD５５と接続するTSV７３を作成し、Logic側の裏面へ電極を引き出す（図１７）。なお、その際、絶縁膜７４の平坦化処理も行われる。
【００８８】
ステップＳ５５において、製造装置は、CIS側のOCL６３面から、ウエハサポートシステム材７２を除去する(図１８)。
【００８９】
ステップＳ５６において、製造装置は、各種光学機能膜１３１を形成し、図１９に示されるように、固体撮像素子１を完成させる。
【００９０】
なお、各種光学機能膜(IRカットフィルタ、ARコート)１３１の形成は、スピンコーティング、ディスペンスおよび蒸着などで行う。また、Wafer Level Lensは、射出成型またはインプリントで作成する。または、作成されたものをOCL６３上へ接着してもよい。
【００９１】
以上のように、図１９の固体撮像素子１においては、ウエハサポートシステム材を除去し、各種光学機能膜を、スピンコーディング、ディスペンスおよび蒸着などでおこなうことにより、より低コストかつ耐熱性の低い材料を適用することが可能となる。また、Wafe Level Lensは、射出型またはインプリントなどで作成する。または、作成されたものをOCL上へ接着してもよい構造とすることにより、フォーカスなどによってアライメント精度が高いデバイス作成を行うことが可能である。
【００９２】
＜２．イメージセンサの使用）＞
図２０は、上述の固体撮像素子を使用する使用例を示す図である。
【００９３】
上述した固体撮像素子（イメージセンサ）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様々なケースに使用することができる。
【００９４】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・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
・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、TV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
・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
・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
・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
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・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
【００９５】
＜３．電子機器の例＞
＜電子機器の構成例＞
【００９６】
さらに、本技術は、固体撮像素子への適用に限られるものではなく、撮像装置にも適用可能である。ここで、撮像装置とは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のカメラシステムや、携帯電話機等の撮像機能を有する電子機器のことをいう。なお、電子機器に搭載されるモジュール状の形態、すなわちカメラモジュールを撮像装置とする場合もある。
【００９７】
ここで、図２１を参照して、本技術の電子機器の構成例について説明する。
【００９８】
図２１に示される電子機器３００は、固体撮像素子（素子チップ）３０１、光学レンズ３０２、シャッタ装置３０３、駆動回路３０４、および信号処理回路３０５を備えている。固体撮像素子３０１としては、上述した本技術の固体撮像素子１が設けられる。
【００９９】
光学レンズ３０２は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像素子３０１の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像素子３０１内に一定期間信号電荷が蓄積される。シャッタ装置３０３は、固体撮像素子３０１に対する光照射期間および遮光期間を制御する。
【０１００】
駆動回路３０４は、固体撮像素子３０１の信号転送動作、シャッタ装置３０３のシャッタ動作、および図示せぬ発光部の発光動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路３０４は、図示せぬＣＰＵにより設定されたパラメータを用いて各動作を制御する。駆動回路３０４から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像素子３０１は信号転送を行う。信号処理回路３０５は、固体撮像素子３０１から出力された信号に対して各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶されたり、モニタに出力される。
【０１０１】
＜４．内視鏡手術システムへの応用例＞
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、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１０２】
図２２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。
【０１０３】
図２２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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
図２３は、図２２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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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、例えば、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２（の撮像部１１４０２）、ＣＣＵ１１２０１の画像処理部１１４１２、光源装置１１２０３等に適用され得る。具体的には、例えば、図１の固体撮像素子１は、撮像部１１４０２に適用することができる。撮像部１１４０２および画像処理部１１４１２に本開示に係る技術を適用することにより、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
【０１３３】
なお、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。
【０１３４】
＜５．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。
【０１３５】
図２４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。
【０１３６】
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２４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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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１２０３０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。
【０１４５】
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２４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。
【０１４６】
図２５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１４７】
図２５では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０１４８】
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。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。
【０１４９】
なお、図２５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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
以上、本開示に係る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、撮像部１２０３１（撮像部１２１０１ないし１２１０４含む）に適用され得る。具体的には、例えば、図１の固体撮像素子１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、例えば、車載器において、より鮮明な画像を得るという格別な効果を得ることができる。
【０１５５】
なお、本明細書において、上述した一連の処理を記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１５６】
また、本開示における実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示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。
【０１５７】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本技術は、上述した実施の形態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。
【０１５８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有するのであれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例また修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１５９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）  光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、
前記第１の半導体素子と積層され、貼り合わされる、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子と、
前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを電気的に接続する貫通電極と、
薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として形成される外部電極と、
前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、前記レンズ上に貼り合わされ、前記外部電極の形成後、前記受光面から剥離されるウエハサポートシステム材と
を備える固体撮像素子。
（２）  前記外部電極は、平坦化されたCu電極である
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）  前記外部電極は、NiAu電極である
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（４）  前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSVは、Low-Kを貫通し、前記第１の半導体のAl PADと接続されている
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）  前記TSVは、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とが貼り合わされた後に形成される
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）  前記TSVは、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とが貼り合わされる前に形成されている
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）  前記第１の半導体素子のレンズ上に、光学機能膜が形成されている
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）  前記光学機能膜は、IRカットフィルタおよびARコート、またはWafer level lensである
前記（７）に記載の固体撮像素子。
（９）  前記光学機能膜は、前記第１の半導体素子の受光面からウエハサポートシステム材の剥離後に形成される
前記（７）に記載の固体撮像素子。
（１０）前記ウエハサポートシステム材の厚みは、300um以上である
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１１）  前記ウエハサポートシステム材は、ガラス基板またはSi基板からなる
前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１２）  製造装置が、
光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子とを積層し、貼り合わせ、
前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを貫通電極を介して電気的に接続し、
前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、ウエハサポートシステム材を、前記レンズ上に貼り合わし、
薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として外部電極を形成し、
前記外部電極の形成後、前記ウエハサポートシステム材を前記受光面から剥離する
製造方法。
（１３）  光電変換素子を含む画素を有する第１の半導体素子と、
前記第１の半導体素子と積層され、貼り合わされる、ロジック回路またはメモリ回路を有する第２の半導体素子と、
前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを電気的に接続する貫通電極と、
薄膜化された前記第２の半導体素子の裏面側から形成されるTSV(Through-silicon via)を利用して外部出力用として形成される外部電極と、
前記第１の半導体素子の受光面にレンズの形成後、前記レンズ上に貼り合わされ、前記外部電極の形成後、前記受光面から剥離されるウエハサポートシステム材と
を備える固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、
入射光を前記固体撮像素子に入射する光学系と
を有する電子機器。
【符号の説明】
【０１６０】
１  固体撮像素子，  ５１ CISウエハ，  ５２  Logicウエハ，  ５３  配線，  ５４  電極，  ５５  PAD，６１  貼り合わせ面，  ６２  Si基板，  ６３  OCL，  ６４  接着剤，  ７１  貫通電極，  ７２  ウエハサポートシステム材，  ７３  TSV，  ７４  絶縁膜，  ８１  はんだボール，  ９２  Cu表面，  １０１  Ni/Au電極，  １１１  Al PAD，  １３１  光学機能膜，  ３００  電子機器，  ３０１  固体撮像素子，  ３０２  光学レンズ，  ３０３  シャッタ装置，  ３０４  駆動回路，  ３０５  信号処理回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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