CN103797579A - 固态图像拾取单元、制造固态图像拾取单元的方法和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种背面照射型固态图像拾取单元，其中焊盘配线设置在光接收面侧上，能够通过减薄绝缘膜而改善光电转换部的光接收特性。可以实现上述目的的根据本技术的固态图像拾取单元包括具有其中光电转换部排列形成的像素区域的传感器基板。驱动电路设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上。此外，通孔设置在位于所述像素区域外侧的周边区域中，并且从所述传感器基板的光接收面侧到达所述驱动电路。此外，焊盘配线在所述周边区域的光接收面侧上直接层叠在所述通孔上。

Description

固态图像拾取单元、制造固态图像拾取单元的方法和电子设备
技术领域
本技术涉及一种固态图像拾取单元、制造固态图像拾取单元的方法和电子设备，具体地，涉及一种在半导体基板的光接收面的相对面上包括驱动电路的固态图像拾取单元、制造固态图像拾取单元的方法和使用该固态图像拾取单元的电子设备。
背景技术
在固态图像拾取单元中，为了提高相对于入射光的光电转换效率和感度，已经提出了一种所谓的背面照射型结构，其中驱动电路形成在半导体基板的前表面上，并且半导体基板的背面作为光接收面。此外，已经提出了一种三维结构，除了其中形成光电转换部的半导体基板之外，还制备其中形成驱动电路的电路基板，并且电路基板贴合到半导体基板的光接收面的相对面上。
在这种背面照射型固态图像拾取单元中，到达半导体基板的驱动电路或电路基板的驱动电路的多个通孔设置在位于包括光电转换部的像素区域外侧的周边区域中，以贯通半导体基板。在半导体的光接收面上的构成通过由以下过程制作。首先，将罩膜设置在光接收面上，以覆盖形成为埋在半导体基板中的通孔，然后将遮光膜设置在罩膜上。接下来，在设置有通孔的周边区域中，将使通孔相互连接的配线和电极焊盘(pad)设置在罩膜上。然后，将平坦化膜设置成覆盖配线和电极焊盘，并且对应于各光电转换部的滤光片和片上透镜设置在平坦化膜上。最后，在周边区域中，覆盖配线和电极焊盘的平坦化膜通过蚀刻被选择性除去，以形成使电极焊盘露出的焊盘开口。
此外，背面照射型固态图像拾取单元的光接收面侧的构成如下。贯通半导体基板的通孔设置在配置光电转换部的像素区域的周边部。通孔被连接到设置在光接收面的相对侧上的配线或电路基板。此外，在光接收面侧的上部覆盖有绝缘膜，并且诸如连接用配线或电极焊盘等焊盘配线设置在绝缘膜上。焊盘配线经由形成在绝缘膜中的连接孔连接到通孔，并且通过配线接合连接到外部配线。
此外，覆盖焊盘配线的绝缘膜设置在光接收面侧上，并且对应于各光电转换部的滤光片和片上透镜设置在绝缘膜上。此外，允许焊盘配线露出的开口设置在覆盖焊盘配线的绝缘膜上(以上内容参见下面的专利文献1)。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本未经审查的专利申请公开No.2010-245506(例如，参见图3和段落[0057]和[0062])
发明内容
然而，在上述的背面照射型固态图像拾取单元中，焊盘配线和片上透镜经由多个绝缘膜设置在光接收面上；因此，从光接收面到片上透镜的距离很大，从而使光电转换部中的光接收特性劣化。此外，在具有这种构成的背面照射型固态图像拾取单元中，覆盖通孔的罩膜设置在光接收面上的遮光膜下方。因此，光接收面和遮光膜之间的距离很大，从而容易因为倾斜光入射造成混色，并且光电转换部的光接收特性劣化。
因此，希望提供一种背面照射型固态图像拾取单元，其中焊盘配线设置在光接收面侧上，能够通过减薄背面照射型固态图像拾取单元中的绝缘膜而改善光电转换部的光接收特性，还提供其制造方法和电子设备。此外，希望提供一种背面照射型固态图像拾取单元，其能够通过减小在半导体基板的光接收面和遮光膜之间的距离来改善光电转换部的光接收特性，还提供其制造方法和电子设备。
根据本技术实施方案的第一固态图像拾取单元包括：传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；和驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上。此外，通孔设置在位于所述像素区域外侧的周边区域中，并且从所述传感器基板的光接收面侧到达所述驱动电路。此外，焊盘配线在所述周边区域的光接收面侧上直接层叠在所述通孔上。
根据本技术实施方案的第一固态图像拾取单元是背面照射型的，其中，在包括光电转换部的传感器基板中，形成驱动电路的表面的相对面用作光接收面，并且焊盘配线直接层叠在通孔上。因此，与其中焊盘配线设置在覆盖通孔的绝缘层上并且通孔和焊盘配线经由连接孔相互连接的构成相比，可以采用其中在覆盖光接收面的绝缘膜中的叠层数量减少的构成，并且形成在绝缘膜上部的片上透镜和光接收面之间的距离允许减小。
在根据本技术实施方案的第一制造固态图像拾取单元的方法中，首先，在像素区域中排列形成的光电转换部设置在传感器基板上。此外，驱动电路形成在设置于所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上。此外，在位于所述像素区域外侧的周边区域中形成从所述传感器基板的光接收面侧到达所述驱动电路的通孔。其后，在所述周边区域的光接收面上形成直接层叠在所述通孔上的焊盘配线。
根据本技术实施方案的第一电子设备包括根据上述的本技术实施方案的第一固态图像拾取单元和被构造成将入射光引导到所述光电转换部的光学系统。
根据本技术实施方案的第二固态图像拾取单元：包括：传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；和驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上。此外，遮光膜设置在所述像素区域的光接收面上并且具有对应于所述光电转换部的光接收开口；和保护绝缘膜设置成覆盖所述遮光膜。此外，多个通孔在位于所述像素区域外侧的周边区域中从所述保护绝缘膜埋设到所述传感器基板并且连接到所述驱动电路。
根据本技术实施方案的第二固态图像拾取单元是背面照射型的，其中，在包括光电转换部的传感器基板中，形成驱动电路的表面的相对面用作光接收面，并且通孔在光接收面上埋在覆盖遮光膜的保护绝缘膜中。因此，光接收面和遮光膜之间的距离允许减小。
在根据本技术实施方案的第二制造固态图像拾取单元的方法中，首先，在像素区域中排列形成的光电转换部设置在传感器基板上，和驱动电路形成在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上。此外，在所述像素区域的光接收面上形成遮光膜，和形成覆盖所述遮光膜的保护绝缘膜。此外，在位于所述像素区域外侧的周边区域中形成从所述保护绝缘膜埋设到所述传感器基板并且连接到所述驱动电路多个通孔。
根据本技术实施方案的第二电子设备包括根据上述的本技术实施方案的第二固态图像拾取单元和被构造成将入射光引导到所述光电转换部的光学系统。
在根据本技术实施方案的第一固态图像拾取单元中，在其中焊盘配线设置在光接收面侧上的背面照射型固态图像拾取单元中，由于焊盘配线直接层叠在通孔上，因此在光接收面上的绝缘膜的层数允许减小。结果，形成在绝缘层上的片上透镜和光接收面之间的距离允许减小，并且光电转换部的光接收特性允许改善。此外，在根据本技术实施方案的第二固态图像拾取单元中，在背面照射型的固态图像拾取单元中，由于通孔设置成埋在覆盖光接收面上的遮光膜的保护绝缘膜中，因此光接收面和遮光膜之间的距离允许减小。结果，光电转换部的光接收特性允许改善。
附图说明
图1是示出本技术适用的固态图像拾取单元的例子的示意图。
图2是示出根据第一实施方案的固态图像拾取单元的构成的要部截面图。
图3是示出制造根据第一实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.1)。
图4是示出制造根据第一实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.2)。
图5是示出制造根据第一实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.3)。
图6是示出制造根据第一实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.4)。
图7是示出根据第二实施方案的固态图像拾取单元的构成的要部截面图。
图8是示出制造根据第二实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.1)。
图9是示出制造根据第二实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.2)。
图10是示出制造根据第二实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.3)。
图11是示出根据第三实施方案的固态图像拾取单元的构成的要部截面图。
图12是示出制造根据第三实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.1)。
图13是示出制造根据第三实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.2)。
图14是示出根据第四实施方案的固态图像拾取单元的构成的要部截面图。
图15是示出制造根据第四实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.1)。
图16是示出制造根据第四实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.2)。
图17是示出制造根据第四实施方案的固态图像拾取单元的过程的步骤截面图(No.3)。
图18是示出根据第五实施方案的固态图像拾取单元的构成的要部截面图。
图19是示出制造根据第五实施方案固态图像拾取单元的过程的步骤截面图。
图20是使用通过本技术的适用获得的固态拾取单元的电子设备的构成图。
具体实施方式
下面参照附图按以下顺序说明本技术的一些实施方案。
1.根据实施方案的固态图像拾取单元的示意性构成例子
2.第一实施方案(具有腔体结构的其中焊盘配线直接设置在通孔上的例子)
3.第二实施方案(具有腔体结构的其中焊盘配线直接设置在通过一体地形成埋设配线部分和通孔部分构成的通孔上的例子)
4.第三实施方案(其中焊盘配线直接设置在通过一体地形成埋设配线部分和通孔部分构成的通孔上的例子)
5.第四实施方案(其中配线设置成埋在覆盖遮光膜的保护绝缘膜中的例子)
6.第五实施方案(其中保护绝缘膜由2层结构构成的例子)
7.电子设备(使用固态图像拾取单元的电子设备的例子)
应当指出的是，各实施方案中共同的部件用相同的附图标记表示，并且将不再重复对这些部件的说明。
((1.根据实施方案的固态图像拾取单元的示意性构成例子))
图1示出作为本技术适用的背面照射型固态图像拾取单元的例子的具有三维结构的固态图像拾取单元的示意性构成。图中示出的固态图像拾取单元1(下面的固态图像拾取单元1-1～1-3和2-1～2-2)包括其中光电转换部排列形成的传感器基板2，并且电路基板9在电路基板9层叠在传感器基板2上的状态下贴合到传感器基板2上。
传感器基板2具有用作光接收面的一个表面，并且具有像素区域4，其中包含光电转换部的多个像素3在光接收面A上二维地排列。在像素区域4中，多个像素驱动线5沿行方向配线，多个垂直信号线6沿列方向配线，一个像素3被配置成连接到一个像素驱动线5和一个垂直信号线6。这些像素3的每一个包括光电转换部、电荷存储部以及由多个晶体管(所谓的MOS晶体管)和电容器等构成的像素电路。应当指出的是，像素电路的一部分设置在光接收面A的相对面上。此外，多个像素可以共享像素电路的一部分。
此外，传感器基板2具有位于像素区域4外侧的周边区域7。焊盘配线8(电极焊盘8)设置在周边区域7中。焊盘配线8连接到在必要时设置于传感器基板2上的像素驱动线5、垂直信号线6和像素电路以及设置在电路基板9上的驱动电路。
电路基板9在面对传感器基板2的表面上包括被构造成用于驱动设置在传感器基板2上的像素3的垂直驱动电路10、列信号处理电路11、水平驱动电路12和系统控制电路13。这些驱动电路连接到在传感器基板2中的焊盘配线8。应当指出的是，设置在传感器基板2的表面上的像素电路也是驱动电路的一部分。
((2.第一实施方案))
(固态图像拾取单元的构成)
(具有腔体结构的其中焊盘配线直接设置在通孔上的例子)
图2是示出根据第一实施方案的固态图像拾取单元1-1的构成的要部截面图，并且是图1中的像素区域4和周边区域7之间的边界附近的截面图。下面参照该要部截面图说明根据第一实施方案的固态图像拾取单元1-1的构成。
如上所述，图2中示出的根据第一实施方案的固态图像拾取单元1-1是其中在传感器基板2和电路基板9层叠的状态下传感器基板2和电路基板9贴合在一起的具有三维结构的固态图像拾取单元。配线层2a和覆盖配线层2a的保护膜2b设置在传感器基板2的表面上，即，传感器基板2的面对电路基板9的表面。另一方面，配线层9a和覆盖配线层9a的保护膜9b设置在电路基板9的表面上，即，电路基板9的面对传感器基板2的表面。此外，保护膜9c设置在电路基板9的背面上。传感器基板2和电路基板9经由保护膜2b和保护膜9b贴合在一起。
此外，具有台阶状结构的绝缘层14设置在传感器基板2的与电路基板9相对侧的表面上(即，光接收面)，通孔23设置成从绝缘层14贯通传感器基板2。此外，焊盘配线8和遮光膜16设置在绝缘层14上，透明保护膜17、滤光片18和片上透镜19顺序层叠，以覆盖焊盘配线8和遮光膜16。第一实施方案的特征在于，焊盘配线8直接层叠在通孔23上。
接下来，按顺序说明传感器基板2中的各层和电路基板9中的各层的构成，以及具有台阶状结构的绝缘层14、通孔23、焊盘配线8、遮光膜16、透明保护膜17、滤光片18和片上透镜19的构成。
[传感器基板2]
传感器基板2可以例如由薄型化的单晶硅制的半导体基板构成。
多个光电转换部20在传感器基板2的像素区域4中沿着光接收面A排列形成。各光电转换部20可以例如由包括n型扩散层和p型扩散层的层叠结构构成。应当指出的是，每个像素中设置一个光电转换部20，图中示出了一个像素的截面图中。
此外，由n+型杂质层构成的浮动扩散部FD、晶体管Tr的源极/漏极21、图中未示出的其他杂质层、元件隔离件22等设置在传感器基板2的光接收面的相对面上。
此外，在传感器基板2中，将在后面说明的通孔23设置在位于像素区域4外侧的周边区域7中。
[配线层2a(在传感器基板2上)]
设置在传感器基板2的表面上的配线层2a在与传感器基板2的界面处包括经由图中未示出的栅绝缘膜设置的传输门TG、晶体管Tr的栅电极25以及图中未示出的其他电极。此外，传输门TG和栅电极25用层间绝缘膜26覆盖，并且使用例如铜(Cu)的埋设配线27在设置于层间绝缘膜26上的沟槽图案内作为多层配线被设置。这些埋设配线27通过孔相互连接，并且一些埋设配线27被构造成连接到源极/漏极21、传输门(TG)和栅电极25。此外，设置在传感器基板2中的通孔23也连接到埋设配线27，像素电路由晶体管Tr和埋设配线27等构成。
绝缘保护膜2b设置在其中形成埋设配线27的层间绝缘膜26上，传感器基板2在保护膜2b的表面处贴合到电路基板9。
[电路基板9]
电路基板9可以例如由薄型化的单晶硅制的半导体基板构成。晶体管Tr的源极/漏极31、图中未示出的杂质层和元件隔离件32等设置在电路基板9的面对传感器基板2的表面层中。
此外，贯通电路基板9的通孔33设置在电路基板9中。通孔33由在贯通电路基板9形成的连接孔内经由隔离绝缘膜34埋入的导电性材料制成。
[配线层9a(在电路基板9上)]
设置在电路基板9的表面上的配线层9a在与电路基板9的界面处包括经由图中未示出的栅绝缘膜设置的栅电极35以及图中未示出的其他电极。栅电极35和其他电极用层间绝缘膜36覆盖，并且使用例如铜(Cu)的埋设配线37在设置于层间绝缘膜36上的沟槽图案内作为多层配线被设置。这些埋设配线37通过孔相互连接，并且一些埋设配线37被构造成连接到源极/漏极31和栅电极35。此外，设置在电路基板9中的通孔33也连接到埋设配线37，驱动电路由晶体管Tr和埋设配线37等构成。
绝缘保护膜9b设置在其中形成埋设配线37的层间绝缘膜36上，电路基板9在保护膜9b的表面处贴合到传感器基板2。此外，在电路基板9中，覆盖电路基板9的保护膜9c设置在设有配线层9a的表面的相对背面上，并且使通孔33露出的焊盘开口33a设置在保护膜9c上。
[绝缘层14]
绝缘层14设置在传感器基板2的光接收面上。绝缘层14的特征在于具有台阶状结构，其中在像素区域4中的膜厚比周边区域7中的膜厚更薄。这样的绝缘层14可以使用例如不同的绝缘材料作为层叠膜构成，并且在这种情况下，作为一个例子，绝缘层14从光接收面A顺次具有防反射膜14-1、界面态抑制膜14-2、蚀刻停止膜14-3和上层绝缘膜14-4的4层结构。
防反射膜14-1可以使用折射率比氧化硅更高的绝缘材料构成，例如，氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)或氮化硅等。界面态抑制膜14-2可以使用例如氧化硅(SiO2)构成。
蚀刻停止膜14-3可以使用相对于形成设置在其上的上层绝缘膜14-4的材料能够保持低蚀刻选择性的材料构成，例如，使用氮化硅(SiN)。上层绝缘膜14-4可以使用例如氧化硅(SiO2)构成。
具有这种4层结构的绝缘层14以台阶状结构形成，其中，在像素区域4中，在绝缘层14的上层部分中的上层绝缘膜14-4和蚀刻停止膜14-4被除去，以减薄像素区域4中的绝缘层14，从而形成包括防反射膜14-1和界面状态抑制膜14-2的2层结构。
[通孔23]
各通孔23位于像素区域外侧的周边区域7中，从绝缘层14贯通传感器基板2并到达配线层2a的埋设配线27或配线层9a的埋设配线37。这些通孔23通过在形成为贯通绝缘层14和传感器基板2的连接孔内经由隔离绝缘膜24埋入诸如铜(Cu)等导电性材料构成。
[焊盘配线8]
焊盘配线8的特征在于，在光接收面A侧的周边区域7中，焊盘配线8形成在绝缘层14的上台阶部上，并且直接层叠在埋在绝缘层14中的通孔23上。这种焊盘配线8可以包括例如用于在多个通孔23之间连接的配线部分和连接到配线部分的电极焊盘部分。这种焊盘配线8被设置成重叠在设置于传感器基板2上的晶体管Tr和其他元件以及埋设配线27上，从而构成所谓的杯结构。因此，确保了在传感器基板2和电路基板9以及配线层2a和配线层9a中的元件布局的灵活性。
上述的焊盘配线8由层叠结构构成，包括相对于铜(Cu)形成的通孔23具有扩散防止功能的由例如钽(Ta)、氮化钽(TaN)等制成的阻挡金属膜8-1和设置在阻挡金属膜8-1上部的铝-铜(AlCu)合金膜8-2。具有这种层叠结构的焊盘配线8用由例如氮化硅制成的保护绝缘膜15覆盖。
此外，焊盘配线8构成被设置成在覆盖焊盘配线8的保护绝缘膜15以及后述的透明保护膜17和片上透镜膜19a中形成的焊盘开口8a的底部。换句话说，焊盘配线8从焊盘开口8a的底部露出。
[遮光膜16]
遮光膜16设置在绝缘层14的下台阶部上，即，在光接收面A侧的像素区域4中，构成绝缘层14的层叠结构的下层部分的界面态抑制膜14-2的上部。这种遮光膜16包括对应于各光电转换部20的多个光接收开口16a。
这种遮光膜16使用诸如铝(Al)或钨(W)等具有高遮光性的导电性材料构成，并且在设于绝缘层14的开口14a中相对于传感器基板2被设置成接地。
[透明保护膜17]
透明保护膜17被设置成覆盖焊盘配线8和遮光膜16。透明保护膜17可以使用例如丙烯酸类树脂等构成。
[滤色片18]
滤色片18对应于各光电转换部20设置，并且由对应于各光电转换部20的各颜色构成。各颜色的滤色片18的排列没有特别限制。
[片上透镜19]
片上透镜19对应于各光电转换部20设置，并且被构造成允许入射光被聚光于光电转换部20。
(制造固态图像拾取单元的方法)
接下来，下面参照图3～6的步骤截面图说明制造具有上述构成的固态图像拾取单元1-1的方法。
[图3A]
首先，如图3A所示，多个光电转换部20在传感器基板2的像素区域4中排列形成，浮动扩散部FD、源极/漏极21、其他杂质层和元件隔离件22形成在传感器基板2中。接下来，传输门TG和栅电极25形成在传感器基板2的表面上，形成埋设配线27连同层间绝缘膜26以构成配线层2a，并且配线层2a的上部用保护膜2b覆盖。另一方面，源极/漏极31、其他杂质层和元件隔离件32形成在电路基板9中。接下来，栅电极35形成在电路基板9的表面上，形成埋设配线37连同层间绝缘膜36以构成配线层9a，通孔33从配线层9a形成到电路基板9，并且配线层9a的上部用保护膜9b覆盖。
其后，传感器基板2和电路基板9连同其间的保护膜2b和保护膜9b贴合在一起。在贴合完成之后，在必要时将传感器基板2的光接收面A侧减薄。
上述步骤的顺序没有特别限制，并且各步骤可以使用典型的贴合技术来进行。
[图3B]
接下来，如图3B所示，在传感器基板2的光接收面A上顺次层叠形成防反射膜14-1、界面态抑制膜14-2、蚀刻停止膜14-3和上层绝缘膜14-4，从而形成具有4层结构的绝缘层14。防反射膜14-1可以由例如氧化铪(HfO)制成，并且通过原子层沉积法形成为膜厚为10nm～300nm(例如，60nm)。界面态抑制膜14-2可以由例如氧化硅(SiO2)制成，并且通过P-CVD(等离子体化学气相沉积)法形成为膜厚为200nm。蚀刻停止膜14-3可以由例如氮化硅(SiN)制成，并且通过P-CVD法形成为膜厚为360nm。上层绝缘膜14-4可以由例如氧化硅(SiO2)制成，并且通过P-CVD形成为膜厚为200nm。
[图4A]
其后，如图4A所示，在传感器基板2的周边区域7中形成贯通绝缘层14和传感器基板2的各连接孔23a。这些连接孔23a中每个可以形成为具有到达设置在传感器基板2的表面上的配线层2a的埋设配线27或配线层9a的埋设配线37的上部的深度，并且埋设配线27和埋设配线37可以不从连接孔23a的底部露出。此时，对于连接孔23a的各深度，形成图中未示出的多个抗蚀剂图案，并且使用这些抗蚀图案作为掩模在传感器基板2和层间绝缘膜26上进行多次蚀刻。在各蚀刻完成后，除去各抗蚀剂图案。
[图4B]
接下来，如图4B所示，隔离绝缘膜24形成在绝缘层14上，以覆盖连接孔23a的内壁。在这种情况下，例如，假定形成具有2层结构的隔离绝缘膜24，首先，通过p-CVD法形成膜厚70nm的氮化硅膜24-1，然后通过p-CVD法形成膜厚900nm的氧化硅膜24-2。应当指出的是，隔离绝缘膜24不限于层叠结构，可以具有例如氧化硅膜或氮化硅膜的单层结构。
[图4C]
其后，如图4C所示，通过在高的各向异性蚀刻条件下蚀刻隔离绝缘膜24除去各隔离绝缘膜24的位于连接孔23a的底部的部分。接下来，通过在高的各向异性蚀刻条件下蚀刻连续地除去层间绝缘膜26、保护膜2b和保护膜9b的位于连接孔23a的底部的部分，以继续挖掘连接孔23a。因此，埋设配线27或埋设配线37从各连接孔23a的底部露出。
[图5A]
接下来，如图5A所示，连接孔23a用导电性材料填充，以在贯通传感器基板2的连接孔23a内形成通孔23。在这种情况下，首先，在绝缘层14上形成导电性材料膜[例如，铜(Cu)膜]，并埋入在连接孔23a中，然后通过化学机械抛光(CMP)法抛光除去导电性材料膜的位于绝缘层14上的部分。
因此，导电性材料膜仅残留在连接孔23a内，从而在传感器基板2的光接收面A侧上的周边区域7中形成通孔23。
[图5B]
接下来，如图5B所示，焊盘配线8形成在传感器基板2的周边区域7中。此时，形成由钽(Ta)、氮化钽(TaN)等制成的阻挡金属膜8-1，然后在阻挡金属膜8-1上层叠形成AlCu合金膜8-2。然后，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模在AlCu合金膜8-2和阻挡金属膜8-1上进行图案蚀刻。因此，在周边区域7中形成直接层叠在通孔23上的焊盘配线8。焊盘配线8可以由用于将通孔23相互连接的配线部分和连接到配线部分的电极焊盘部分构成。这种焊盘配线8被形成为重叠在晶体管Tr、其他元件和埋设配线27上，从而构成所谓的杯结构。
其后，保护绝缘膜15形成在绝缘层14上，以覆盖焊盘配线8。
[图5C]
其后，如图5C所示，绝缘层14的对应于像素区域4的部分被选择性地减薄到比绝缘层14的对应于周边区域7的部分更薄，从而在绝缘层14中形成台阶状结构。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对由氮化硅(SiN)制成的保护绝缘膜15进行蚀刻，然后，在蚀刻条件改变后，对由氧化硅(SiO2)制成的上层绝缘膜14-4进行蚀刻。此时，蚀刻在上层绝缘膜14-4下层的由氮化硅(SiN)制成的蚀刻停止膜14-3处停止。其后，条件再次改变，然后对蚀刻停止膜14-3进行蚀刻。
因此，在光接收面A上的绝缘层14具有台阶状结构，其中在像素区域4的膜厚比在周边区域7的膜厚更薄，即，其中绝缘层14的在像素区域4中的部分减薄的腔体结构。在这种状态下，只有防反射膜14-1和界面态抑制膜14-2残留在像素区域4中。另一方面，具有4层结构的绝缘层14原样地残留在周边区域7中。
应当指出的是，绝缘层14的薄膜部分在不影响焊盘配线8的情况下可以设置在最宽可能的范围内，因此，通过绝缘层14的台阶形状，可以防止在光电转换部20上的光入射受到将在后面的步骤中形成的透明保护膜的涂层不均匀性带来的影响。
[图6A]
接下来，如图6A所示，在绝缘层14的下台阶部中形成允许传感器基板2露出的开口14a。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对界面态抑制膜14-2和防反射膜14-1进行蚀刻。应当指出的是，开口14a形成在不位于光电转换部20上方的位置。
接下来，经由开口14a相对于传感器基板2接地的遮光膜16在绝缘层14的下台阶部上进行图案形成。遮光膜16具有对应于光电转换部20的光接收开口16a。在这种情况下，首先，通过溅射膜沉积法在绝缘层14上形成诸如铝(Al)或钨(W)等具有遮光性的导电性材料膜。其后，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对导电性材料膜进行图案蚀刻，形成广泛覆盖绝缘层14的下台阶部(即，像素区域4)、具有对应于各光电转换部20的光接收开口16a并且相对于传感器基板2接地的遮光膜16。
这种遮光膜16可以具有其中位于绝缘层14的上台阶部的部分被除去并且用其广泛覆盖绝缘层14的下台阶部的形状。因此，绝缘层14的台阶高度差在很宽的范围内减小。
[图6B]
接下来，如图6B所示，形成由具有光透明性的材料制成的透明保护膜17，以覆盖焊盘配线8和遮光膜16。透明保护膜17通过诸如旋涂法等涂布法形成。接下来，对应于光电转换部20的各颜色的滤光片18形成在透明保护膜17上，并且对应于光电转换部20的包括片上透镜19的片上透镜膜19a形成在滤色片18上。
[图2]
在上述步骤后，如图2所示，允许焊盘配线8露出的焊盘开口8a形成在周边区域7中。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对片上透镜膜19a、透明保护膜17和保护绝缘膜15进行图案蚀刻，以形成允许焊盘配线8露出的焊盘开口8a。
此外，对电路基板9的露出面进行抛光，以减薄电路基板9并露出通孔33，从而形成通孔33。其后，通过在电路基板9上形成保护膜9c以覆盖通孔33，并形成允许通孔33露出的焊盘开口33a，从而完成固态图像拾取单元1-1。
(第一实施方案的效果)
具有上述构成的固态图像拾取单元1-1是背面照射型的，其中形成驱动电路的表面的相对面用作光接收面A，并且具有其中在光接收面A的上方中焊盘配线8直接层叠在被设置成贯通传感器基板2的通孔23上的构成。因此，与其中焊盘配线8经由扩散防止绝缘膜设置在通孔23上并且它们经由连接孔相互连接的构成相比，固态图像拾取单元1-1具有没有扩散防止绝缘膜的构成；因此，制造步骤的数量允许减少，并且层叠在包含周边区域7的光接收面A上的绝缘膜允许减少。此时，通过在焊盘配线8的最下层设置阻挡金属膜8-1而不设置扩散防止绝缘膜可以允许防止形成通孔23的铜(Cu)的扩散。
此外，在根据第一实施方案的固态图像拾取单元1-1中，具有台阶状结构的绝缘层14(其中像素区域4的膜厚比周边区域7的膜厚更薄)设置在光接收面A上，片上透镜19设置在绝缘层14上。因此，在绝缘层14确保了在周边区域7中焊盘配线8的绝缘必要的膜厚的同时，绝缘层14的在像素区域4中的部分被允许减薄，以减小设置在绝缘层14上部的片上透镜19和光接收面A之间的距离。
此外，在台阶状结构中，如上所述，形成在包含周边区域7的光接收面A上的层叠绝缘膜的数量减少；因此，在绝缘层14确保了焊盘配线8的绝缘必要的膜厚的同时，绝缘层14的上台阶部的高度允许降低。因此，覆盖包含焊盘配线8的台阶状结构的透明保护膜17允许减薄，并且形成在透明保护膜17上部的片上透镜19和光接收面A之间的距离允许减小。
结果，诸如入射光在光电转换部20上的衰减以及由于在斜光入射时在向相邻像素的漏光带来的混色的劣化等光学特性允许被解决。
此外，特别地，在根据第一实施方案的制造方法中，如参照图5C所述的，当在绝缘层14中形成台阶状结构的情况下，作为过程，当在蚀刻停止膜14-3处停止蚀刻后，条件改变，然后对蚀刻停止膜14-3进行蚀刻。因此，防反射膜14-1和界面态抑制膜14-2允许以高度可控性残留在像素区域4的光接收面A上。结果，允许获得稳定的光接收特性和暗电流防止效果。此外，光接收面A被允许良好地维持，而不会露出光接收面A到蚀刻损伤。
应当指出的是，在根据第一实施方案的上述固态图像拾取单元1-1中，如图2所示，说明了其中焊盘配线8和遮光膜16由彼此不同的层形成的构成。然而，根据第一实施方案的固态图像拾取单元1-1可以具有其中焊盘配线8和遮光膜16由相同层形成的构成。在这种情况下，在参照图5B所述的形成焊盘配线8的步骤中，遮光膜16可以同时形成，并且可以省略保护绝缘膜15的形成。因此，制造步骤数量和在光接收面A上的层叠绝缘膜的数量允许进一步减少。
((第二实施方案))
(固态图像拾取单元的构成)
(具有腔体结构的其中焊盘配线直接设置在通过一体地形成埋设配线部分和通孔部分构成的通孔上的例子)
图7是示出根据第二实施方案的固态图像拾取单元1-2的构成的要部截面图，并且是图1中的像素区域4和周边区域7之间的边界附近的截面图。下面参照该要部截面图说明根据第二实施方案的固态图像拾取单元1-2的构成。
图7中示出的根据第二实施方案的固态图像拾取单元1-2与参照图2说明的根据第一实施方案的固态图像拾取单元的不同之处在于，通孔28由埋设配线部分29和与埋设配线部分29一体形成的通孔部分30构成，固态图像拾取单元1-2的其他构成类似于第一实施方案。
更具体地，构成通孔28的埋设配线部分29通过经由隔离绝缘膜24用诸如铜(Cu)等导电性材料填充从由具有4层结构的绝缘层14形成到传感器基板2的配线槽29a而构成。应当指出的是，埋设配线部分29的埋入深度不限于如图所示的从绝缘层14到传感器基板2的深度，并且埋设配线部分29可以仅在到达绝缘层14的厚度范围内埋入。
此外，构成通孔28的通孔部分30通过经由隔离绝缘膜24用诸如铜(Cu)等导电性材料填充被设置成从配线槽29a的底部贯通到传感器基板2的多个连接孔30a而构成。设置在各连接孔30a内的各通孔部分30通过埋设配线部分29相互连接。
此外，这些通孔部分30中的每个设置成到达配线层2a的埋设配线27或配线层9a的埋设配线27。
第二实施方案的特征在于，焊盘配线8直接层叠在按上述方式构成的通孔28上。
(制造固态图像拾取单元的方法)
接下来，下面参照图8～10的步骤截面图说明制造具有上述构成的固态图像拾取单元1-2的方法。
[图8A]
首先，如图8A所示，直到将传感器基板2和电路基板贴合在一起并在必要时减薄光接收面A侧的传感器基板2的步骤参照第一实施方案中图3A所述的步骤进行。其后，在传感器基板2的光接收面A上形成包括防反射膜14-1、界面态抑制膜14-2、蚀刻停止膜14-3和上层绝缘膜14-4的具有4层结构的绝缘层14。
接下来，在传感器基板2的周边区域7中，从绝缘层14到位于传感器基板2的光接收面A侧的表面层形成配线槽29a。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对从绝缘层14到传感器基板2的表面层的层进行蚀刻。在蚀刻完成后，除去抗蚀剂图案。
[图8B]
接下来，如图8B所示，在配线槽29a的底部，形成在必要时具有深度的各连接孔30a。象第一实施方案中那样，各连接孔30a形成为具有到达设置在传感器基板2的表面侧上的埋设配线27或埋设配线37的上部的深度。其后，进行类似于参照第一实施方案的图4B、图4C和图5A中说明的步骤的步骤。
[图9A]
因此，如图9A所示，具有层叠结构的隔离绝缘膜24形成在配线槽29a和连接孔30a的内壁上，并且配线槽29a和连接孔30a用铜(Cu)一体地填充，以形成连接到埋设配线27或埋设配线37的通孔28。通孔28由埋在配线槽29a中的埋设配线部分29和埋在连接孔30a中的通孔部分30构成。
此外，其后，下面的过程在图所示。按与参照第一实施方案中图5A和后面的图类似的方式进行图9B和后面的图所示的步骤。
[图9B]
具体地，首先，如图9B所示，焊盘配线8形成在传感器基板2的周边区域7中。此时，首先，形成由钽(Ta)、氮化钽(TaN)等制成的阻挡金属膜8-1，然后在阻挡金属膜8-1上层叠形成AlCu合金膜8-2。然后，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模在AlCu合金膜8-2和阻挡金属膜8-1上进行图案蚀刻。因此，在周边区域7中形成直接层叠在通孔28上的焊盘配线8。这种焊盘配线8被形成为重叠在晶体管Tr、其他元件和埋设配线27上，从而构成所谓的杯结构。因此，确保了在传感器基板2和电路基板9以及配线层2a和配线层9a中的元件布局的灵活性。
其后，保护绝缘膜15形成在绝缘层14上，以覆盖焊盘配线8。
[图9C]
其后，如图9C所示，绝缘层14的对应于像素区域4的部分被选择性地减薄到比绝缘层14的对应于周边区域7的部分更薄，从而在绝缘层14中形成台阶状结构。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对由氮化硅(SiN)制成的保护绝缘膜15进行蚀刻，然后，在蚀刻条件改变后，对由氧化硅(SiO2)制成的上层绝缘膜14-4进行蚀刻。此时，蚀刻在上层绝缘膜14-4下层的由氮化硅(SiN)制成的蚀刻停止膜14-3处停止。其后，条件再次改变，然后对蚀刻停止膜14-3进行蚀刻。
因此，在光接收面A上的绝缘层14具有台阶状结构，其中在像素区域4的膜厚比在周边区域7的膜厚更薄，即，其中绝缘层14的在像素区域4中的部分减薄的腔体结构。在这种状态下，只有防反射膜14-1和界面态抑制膜14-2残留在像素区域4中。另一方面，具有4层结构的绝缘层14原样地残留在周边区域7中。
应当指出的是，绝缘层14的薄膜部分在不影响焊盘配线8的情况下可以设置在最宽可能的范围内，因此，通过绝缘层14的台阶形状，可以防止在光电转换部20上的光入射受到将在后面的步骤中形成的透明保护膜的涂层不均匀性带来的影响。
[图10A]
接下来，如图10A所示，在绝缘层14的下台阶部中形成允许传感器基板2露出的开口14a。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对界面态抑制膜14-2和防反射膜14-1进行蚀刻。应当指出的是，开口14a形成在不位于光电转换部20上方的位置。
接下来，经由开口14a相对于传感器基板2接地的遮光膜16在绝缘层14的下台阶部上进行图案形成。遮光膜16具有对应于光电转换部20的光接收开口16a。在这种情况下，首先，通过溅射膜沉积法在绝缘层14上形成诸如铝(Al)或钨(W)等具有遮光性的导电性材料膜。其后，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对导电性材料膜进行图案蚀刻，形成广泛覆盖绝缘层14的下台阶部、具有对应于各光电转换部20的光接收开口16a并且相对于传感器基板2接地的遮光膜16。
这种遮光膜16可以具有其中位于绝缘层14的上台阶部的部分被除去并且用其广泛覆盖绝缘层14的下台阶部的形状。因此，绝缘层14的台阶高度差在很宽的范围内减小。
[图10B]
接下来，如图10B所示，形成由具有光透明性的材料制成的透明保护膜17，以覆盖焊盘配线8和遮光膜16。透明保护膜17通过诸如旋涂法等涂布法形成。接下来，对应于光电转换部20的各颜色的滤光片18形成在透明保护膜17上，并且对应于光电转换部20的包括片上透镜19的片上透镜膜19a形成在滤色片18上。
[图7]
在上述步骤后，如图7所示，允许焊盘配线8露出的焊盘开口8a形成在周边区域7中。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对片上透镜膜19a、透明保护膜17和保护绝缘膜15进行图案蚀刻，以形成允许焊盘配线8露出的焊盘开口8a。
此外，对电路基板9的露出面进行抛光，以减薄电路基板9并露出通孔33，从而形成通孔33。其后，通过在电路基板9上形成保护膜9c以覆盖通孔33，并形成允许通孔33露出的焊盘开口33a，从而完成固态图像拾取单元1-2。
(第二实施方案的效果)
象根据第一实施方案的固态图像拾取单元那样，上述的根据第二实施方案的固态图像拾取单元1-2是背面照射型的，其中形成驱动电路的表面的相对面用作光接收面A，并且具有其中在光接收面A的上方中焊盘配线8直接层叠在被设置成贯通传感器基板2的通孔23上的构成。此外，具有台阶状结构的绝缘层14(其中像素区域4的膜厚比周边区域7的膜厚更薄)设置在光接收面A上，片上透镜19设置在绝缘层14上。
因此，象第一实施方案中那样，制造步骤的数量允许减少。此外，形成在透明保护膜17上部的片上透镜19和光接收面A之间的距离允许减小，并且诸如入射光在光电转换部20上的衰减以及由于在斜光入射时在向相邻像素的漏光带来的混色的劣化等光学特性允许被解决。
此外，特别地，在根据第二实施方案的固态图像拾取单元1-2中，设置通过一体地形成埋设配线部分29和通孔部分30而构成的通孔28，并且焊盘配线8层叠通孔28上。因此，焊盘配线8的一部分用通孔28的埋设配线部分29加衬而增厚，因此机械强度允许增强。结果，针对形成在焊盘配线8下部的诸如晶体管Tr等元件，贴合到焊盘配线8上的影响允许降低。
此外，在根据第一实施方案的制造方法中，如参照图9C所述的，当在绝缘层14中形成台阶状结构的情况下，作为过程，当在蚀刻停止膜14-3处停止蚀刻后，条件改变，然后对蚀刻停止膜14-3进行蚀刻。
因此，象第一实施方案中那样，防反射膜14-1和界面态抑制膜14-2允许以高度可控性残留在像素区域4的光接收面A上，并且允许获得稳定的光接收特性和暗电流防止效果，而不会露出光接收面A到蚀刻损伤。
在根据第二实施方案的制造方法中，如参照图9C所述的，当在绝缘层14中形成台阶状结构的情况下，作为程序，当在蚀刻停止膜14-3处停止蚀刻之后，条件改变，然后在蚀刻停止膜14-3进行蚀刻。
此外，象第一实施方案中那样，根据第二实施方案的固态图像拾取单元1-2也可以具有其中焊盘配线8和遮光膜16由相同层形成的构成，因此制造步骤数量和在光接收面A上的层叠绝缘膜的数量允许进一步减少。
((第三实施方案))
(固态图像拾取单元的构成)
(其中焊盘配线直接设置在通过一体地形成埋设配线部分和通孔部分构成的通孔上的例子)
图11是示出根据第三实施方案的固态图像拾取单元1-3的构成的要部截面图，并且是图1中的像素区域4和周边区域7之间的边界附近的截面图。下面参照该要部截面图说明根据第三实施方案的固态图像拾取单元1-3的构成。
图11中示出的根据第三实施方案的固态图像拾取单元1-3与参照图2说明的根据第一实施方案的固态图像拾取单元的不同之处在于，通孔28由埋设配线部分29和通孔部分30构成，并且绝缘层14'不具有台阶状结构。因此，图11中示出的根据第三实施方案的固态图像拾取单元1-3与参照图2说明的根据第一实施方案的固态图像拾取单元的不同之处在于，绝缘层14'由2层结构构成。固态图像拾取单元1-3的其他构成类似于第一实施方案。
更具体地，遮光膜16经由具有2层结构的绝缘层14'设置在传感器基板2的光接收面A上，上层绝缘膜51设置在遮光膜16上。此外，固态图像拾取单元1-3的特征在于，通孔28被设置成从上层绝缘膜51贯通传感器基板2，焊盘配线8被设置成直接层叠在通孔28上。此外，透明保护膜17、滤光片18和片上透镜19顺序层叠在上层绝缘膜51上，以覆盖它们。下面将说明作为第三实施方案的特征的绝缘层14'、遮光膜16、上层绝缘膜51、通孔28和焊盘配线8的构成。
[绝缘层14']
绝缘层14'设置在包含像素区域4和周边区域7的整个光接收面A上，并且具有其中防反射膜14-1和界面态抑制膜14-2从光接收面A顺序层叠的2层结构。这些膜中的防反射膜14-1可以使用折射率比氧化硅更高的绝缘材料构成，例如，氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)或氮化硅等。界面态抑制膜14-2可以使用例如氧化硅(SiO2)构成。
[遮光膜16]
遮光膜16在光接收面A侧的像素区域4中设置在绝缘层14'的上部，即，界面态抑制膜14-2的上部。这种遮光膜16具有对应于各光电转换部20的多个光接收开口16a。此外，遮光膜16使用诸如铝(Al)或钨(W)等具有高遮光性的导电性材料构成，并且在设于绝缘层14'的开口14a'中相对于传感器基板2被设置成接地。
[上层绝缘膜51]
上层绝缘膜51设置在包含像素区域4和周边区域7的整个光接收面A上，以覆盖遮光膜16。上层绝缘膜51可以使用例如氧化硅(SiO2)构成。
[通孔28]
通孔28类似于第二实施方案，由埋设配线部分29和与埋设配线部分29一体形成的通孔部分30构成，并且各通孔部分30通过埋设配线部分29相互连接。应当指出的是，埋设配线部分29的埋入深度不限于如图所示的从上层绝缘膜51到传感器基板2的深度，并且埋设配线部分29可以仅在到达上层绝缘膜51或绝缘层14'的厚度范围内埋入。
[焊盘配线8]
焊盘配线8的特征在于，在光接收面A侧的周边区域7中，焊盘配线8形成在上层绝缘膜51的上部上，并且直接层叠在埋在上层绝缘膜51中的通孔28上。这种焊盘配线8可以包括例如用于在多个通孔28之间连接的配线部分和连接到配线部分的电极焊盘部分。此外，焊盘配线8被设置成重叠在设置在传感器基板2上的晶体管Tr和其他元件以及埋设配线27上，从而构成所谓的杯结构。因此，确保了在传感器基板2和电路基板9以及配线层2a和配线层9a中的元件布局的灵活性。
作为在焊盘配线8上方的层，透明保护膜17、滤光片18和包括片上透镜19的片上透镜膜19a被构造成顺序层叠，并且焊盘配线8从设于其中的焊盘开口8a的底部露出。
(制造固态图像拾取单元的方法)
接下来，下面参照图12～13的步骤截面图说明制造具有上述构成的固态图像拾取单元1-3的方法。
[图12A]
首先，如图12A所示，将传感器基板2和电路基板贴合在一起，直到将传感器基板2和电路基板贴合在一起并在必要时减薄光接收面A侧的传感器基板2的步骤参照第一实施方案中图3A所述的步骤进行。其后，在传感器基板2的光接收面A上形成包括防反射膜14-1和界面态抑制膜14-2的具有2层结构的绝缘层14'。
[图12B]
接下来，如图12B所示，在绝缘层14'的对应于像素区域4的部分中形成允许传感器基板2露出的开口14a'。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对界面态抑制膜14-2和防反射膜14-1进行蚀刻。应当指出的是，开口14a'形成在不位于光电转换部20上方的位置。
接下来，经由开口14a'相对于传感器基板2接地的遮光膜16在绝缘层14'上进行图案形成。遮光膜16具有对应于光电转换部20的光接收开口16a。在这种情况下，首先，通过溅射膜沉积法在绝缘层14'上形成诸如铝(Al)或钨(W)等具有遮光性的导电性材料膜。其后，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对导电性材料膜进行图案蚀刻，形成具有对应于各光电转换部20的光接收开口16a并且相对于传感器基板2接地的遮光膜16。
[图12C]
接下来，如图12C所示，上层绝缘膜51形成在绝缘层14'的上部上，以覆盖遮光膜16。其后，在传感器基板2的周边区域7中，从上层绝缘膜51到位于传感器基板2的光接收面A侧的表面层形成配线槽29a。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对从上层绝缘膜51到传感器基板2的表面层的层进行蚀刻。在蚀刻完成后，除去抗蚀剂图案。
[图13A]
接下来，如图13A所示，在配线槽29a的底部，形成在必要时具有深度的各连接孔30a。象第一实施方案中那样，各连接孔30a形成为具有到达设置在传感器基板2的表面侧上的埋设配线27或埋设配线37的上部的深度。其后，进行类似于参照第一实施方案的图4B、图4C和图5A中说明的步骤的步骤。
[图13B]
因此，如图13A所示，具有层叠结构的隔离绝缘膜24形成在配线槽29a和连接孔30a的内壁上，并且配线槽29a和连接孔30a用铜(Cu)一体地填充，以形成连接到埋设配线27或埋设配线37的通孔28。通孔28由埋在配线槽29a中的埋设配线部分29和埋在连接孔30a中的通孔部分30构成。
[图13C]
接下来，如图13C所示，焊盘配线8形成在传感器基板2的周边区域7中。此时，首先，形成由钽(Ta)、氮化钽(TaN)等制成的阻挡金属膜8-1，然后在阻挡金属膜8-1上层叠形成AlCu合金膜8-2。然后，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模在AlCu合金膜8-2和阻挡金属膜8-1上进行图案蚀刻。因此，在周边区域7中形成直接层叠在通孔28上的焊盘配线8。这种焊盘配线8被形成为重叠在晶体管Tr、其他元件和埋设配线27上，从而构成所谓的杯结构。
其后，形成由具有光透明性的材料制成的透明保护膜17，以覆盖焊盘配线8和遮光膜16。透明保护膜17通过诸如旋涂法等涂布法形成。接下来，对应于光电转换部20的各颜色的滤光片18形成在透明保护膜17上，并且对应于光电转换部20的包括片上透镜19的片上透镜膜19a形成在滤色片18上。
[图11]
在上述步骤后，如图11所示，允许焊盘配线8露出的焊盘开口8a形成在周边区域7中。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对片上透镜膜19a、透明保护膜17和保护绝缘膜15进行图案蚀刻，以形成允许焊盘配线8露出的焊盘开口8a。
此外，对电路基板9的露出面进行抛光，以减薄电路基板9并露出通孔33，从而形成通孔33。其后，通过在电路基板9上形成保护膜9c以覆盖通孔33，并形成允许通孔33露出的焊盘开口33a，从而完成固态图像拾取单元1-3。
(第三实施方案的效果)
象根据第一实施方案的固态图像拾取单元那样，上述的根据第三实施方案的固态图像拾取单元1-3是背面照射型的，其中形成驱动电路的表面的相对面用作光接收面A，并且具有其中在光接收面A的上方中焊盘配线8直接层叠在被设置成贯通传感器基板2的通孔23上的构成。因此，与其中焊盘配线8经由扩散防止绝缘膜设置在通孔23上并且它们经由连接孔相互连接的构成相比，固态图像拾取单元1-3具有没有扩散防止绝缘膜的构成；因此，层叠在包含周边区域7的光接收面A上的绝缘膜允许减少。此外，制造步骤的数量允许减少。此时，通过在焊盘配线8的最下层设置阻挡金属膜8-1而不设置扩散防止绝缘膜可以允许防止形成通孔23的铜(Cu)的扩散。
结果，在像素区域4中，片上透镜19和光接收面A之间的距离允许减小，并且诸如入射光在光电转换部20上的衰减以及由于在斜光入射时在向相邻像素的漏光带来的混色的劣化等光学特性允许被解决。
此外，特别地，在根据第三实施方案的固态图像拾取单元1-3中，象在第二实施方案中那样，设置通过一体地形成埋设配线部分29和通孔部分30而构成的通孔28，并且焊盘配线8层叠通孔28上。因此，象在第二实施方案中那样，焊盘配线8的一部分用通孔28的埋设配线部分29加衬而增厚，因此机械强度允许增强。结果，针对形成在焊盘配线8下部的诸如晶体管Tr等元件，贴合到焊盘配线8上的影响允许降低。
在上述第一～第三实施方案中，说明了其中遮光膜16设置在光接收面A的上方的构成。然而，本技术适用于没有遮光膜16的构成，并且在这种构成中可以获得类似的效果。
在上述第一～第三实施方案中，说明了其中作为背面照射型固态图像拾取单元的例子的具有三维结构的本技术适用的固态图像拾取单元的构成。然而，本技术不限于具有三维结构的背面照射型固态图像拾取单元，可以广泛地适用于背面照射型固态图像拾取单元。此外，具有台阶状结构的绝缘层中的层叠结构不限于中各实施方案说明的层叠结构，适于形成配线和光接收特性改善的各种层叠结构是适用的。
((4.第四实施方案))
(固态图像拾取单元的构成)
(其中配线设置成埋在覆盖遮光膜的保护绝缘膜中的例子)
图14是示出根据第四实施方案的固态图像拾取单元2-1的构成的要部截面图，并且是图1中的像素区域4和周边区域7之间的边界附近的截面图。下面参照该要部截面图说明根据第四实施方案的固态图像拾取单元2-1的构成。
如上所述，图14中示出的根据第四实施方案的固态图像拾取单元2-1是其中在传感器基板2和电路基板9层叠的状态下传感器基板2和电路基板9贴合在一起的具有三维结构的固态图像拾取单元。配线层2a和覆盖配线层2a的保护膜2b设置在传感器基板2的表面上，即，传感器基板2的面对电路基板9的表面。另一方面，配线层9a和覆盖配线层9a的保护膜9b设置在电路基板9的表面上，即，电路基板9的面对传感器基板2的表面。此外，保护膜9c设置在电路基板9的背面上。传感器基板2和电路基板9经由保护膜2b和保护膜9b贴合在一起。
此外，防反射膜41、界面态抑制膜42、遮光膜43和保护绝缘膜44设置在传感器基板2的光接收面A上。配线45和被设置成从配线45贯通传感器基板2的通孔23埋在保护绝缘膜44中。
罩膜46设置在保护绝缘膜44上，以覆盖配线45和通孔23。此外，滤光片47和片上透镜48层叠在像素区域4中的罩膜46上。此外，焊盘开口8a设置在周边区域7中。
接下来，按顺序说明传感器基板2中的各层和电路基板9中的各层的构成，以及防反射膜41、界面态抑制膜42、遮光膜43、保护绝缘膜44、通孔23、配线45、罩膜46、滤光片47、片上透镜48和焊盘开口8a的构成。
[传感器基板2]
传感器基板2可以例如由薄型化的单晶硅制的半导体基板构成。
多个光电转换部20在传感器基板2的像素区域4中沿着光接收面A排列形成。各光电转换部20可以例如由包括n型扩散层和p型扩散层的层叠结构构成。应当指出的是，每个像素中设置一个光电转换部20，图中示出了一个像素的截面图中。
此外，由n+型杂质层构成的浮动扩散部FD、晶体管Tr的源极/漏极21、图中未示出的其他杂质层、元件隔离件22等设置在传感器基板2的光接收面的相对面上。
此外，在传感器基板2中，将在后面说明的通孔23设置在位于像素区域4外侧的周边区域7中。
[配线层2a(在传感器基板2上)]
设置在传感器基板2的表面上的配线层2a在与传感器基板2的界面处包括经由图中未示出的栅绝缘膜设置的传输门TG、晶体管Tr的栅电极25以及图中未示出的其他电极。此外，传输门TG和栅电极25用层间绝缘膜26覆盖，并且使用例如铜(Cu)的埋设配线27在设置于层间绝缘膜26上的沟槽图案内作为多层配线被设置。这些埋设配线27通过孔相互连接，并且一些埋设配线27被构造成连接到源极/漏极21、传输门(TG)和栅电极25。此外，设置在传感器基板2中的通孔23也连接到埋设配线27，像素电路由晶体管Tr和埋设配线27等构成。在这种情况下，在必要时，多层配线中的一层被构造成铝(Al)配线，并且设置在配线的周边区域中的一部分用作电极焊盘8。
绝缘保护膜2b设置在其中形成多层配线的层间绝缘膜26上，传感器基板2在保护膜2b的表面处贴合到电路基板9。
[电路基板9]
电路基板9可以例如由薄型化的单晶硅制的半导体基板构成。晶体管Tr的源极/漏极31、图中未示出的杂质层和元件隔离件32等设置在电路基板9的面对传感器基板2的表面层中。
此外，贯通电路基板9的通孔33设置在电路基板9中。通孔33由在贯通电路基板9形成的连接孔内经由隔离绝缘膜34埋入的导电性材料制成。
[配线层9a(在电路基板9上)]
设置在电路基板9的表面上的配线层9a在与电路基板9的界面处包括经由图中未示出的栅绝缘膜设置的栅电极35以及图中未示出的其他电极。栅电极35和其他电极用层间绝缘膜36覆盖，并且使用例如铜(Cu)的埋设配线37在设置于层间绝缘膜36上的沟槽图案内作为多层配线被设置。这些埋设配线37通过孔相互连接，并且一些埋设配线37被构造成连接到源极/漏极31和栅电极35。此外，设置在电路基板9中的通孔33和设置在传感器基板2中的通孔23也连接到埋设配线37，驱动电路由晶体管Tr和埋设配线37等构成。在这种情况下，在必要时，多层配线中的一层(例如，最上层)被构造成铝(Al)配线，并且设置在配线的周边区域中的一部分用作电极焊盘8。
绝缘保护膜9b设置在其中形成埋设配线37的层间绝缘膜36上，电路基板9在保护膜9b的表面处贴合到传感器基板2。此外，在电路基板9中，覆盖电路基板9的保护膜9c设置在设有配线层9a的表面的相对背面上，并且使通孔33露出的焊盘开口33a设置在保护膜9c上。
[防反射膜41和界面态抑制膜42]
防反射膜41和界面态抑制膜42顺序设置在传感器基板2的光接收面A上。防反射膜41可以使用折射率比氧化硅更高的绝缘材料构成，例如，氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)或氮化硅等。界面态抑制膜42可以使用例如氧化硅(SiO2)构成。
[遮光膜43]
遮光膜43在像素区域4中经由防反射膜41和界面态抑制膜42设置在光接收面A上。这种遮光膜43具有对应于各光电转换部20的多个光接收开口43a。
这种遮光膜43使用诸如铝(Al)或钨(W)等具有高遮光性的导电性材料构成，并且在设于防反射膜41和界面态抑制膜42的开口43b中相对于传感器基板2被设置成接地。
[保护绝缘膜44]
保护绝缘膜44设置在光接收面A侧的周边区域7和像素区域4中，以覆盖遮光膜43并具有平坦表面。这种保护绝缘膜44可以使用例如氧化硅(SiO2)构成。
[配线45]
配线45设置在光接收面A侧的周边区域7中，作为埋在覆盖遮光膜43的保护绝缘膜44中的埋设配线。配线45形成为与通孔23一体地埋入，并且将通孔23相互连接。
[通孔23]
通孔23被设置成在光接收面A侧的周边区域7中从配线45贯通界面态抑制膜42和防反射膜41，并进一步贯通传感器基板2，从而到达配线层2a。设置多个通孔23，并且连接到传感器基板2的埋设配线27和铝配线或者电路基板9的埋设配线37和铝配线。
这种通孔23通过经由连续地覆盖配线槽和连接孔的内壁的隔离绝缘膜24用铜(Cu)填充在保护绝缘膜44中形成的配线槽和配线槽底部的连接孔而一体地构成。配线槽对应于配线45，连接孔对应于通孔23。此外，隔离绝缘膜24可以使用例如相对于铜(Cu)具有扩散防止功能的材料构成，如氮化硅(SiN)。因此，当通孔23经由配线45相互连接时，传感器基板2的连接到通孔23的埋设配线27和电路基板9的连接到通孔23的埋设配线37彼此电气连接。换句话说，传感器基板2的驱动电路和电路基板9的驱动电路相互连接。
[罩膜46]
罩膜46设置在光接收面A侧的周边区域7和像素区域4中的保护绝缘膜44上，以覆盖与通孔23一体形成的配线45。罩膜46由作为通孔23和配线45用材料的相对于铜(Cu)具有扩散防止功能的材料制成，例如，罩膜46可以使用氮化硅(SiN)构成。
[滤光片47和片上透镜48]
滤光片47对应于各光电转换部20设置，并且由对应于各光电转换部20的各颜色构成。各颜色的滤光片47的排列没有特别限制。
片上透镜48对应于各光电转换部20设置，并且被构造成允许入射光被聚光于光电转换部20。
应当指出的是，在必要时，在罩膜46和滤光片47之间可以设置粘合剂涂膜或平坦化涂膜。粘合剂涂膜和平坦化涂膜可以由例如丙烯酸类树脂构成的膜构成。
[焊盘开口8a]
焊盘开口8a设置在周边区域中，以贯通光接收面A上的片上透镜材料膜38a、罩膜46、保护绝缘膜44、界面态抑制膜42和防反射膜41，进一步贯通传感器基板2。焊盘开口8a允许传感器基板2上的配线层2a中的电极焊盘8露出。
(根据第四实施方案的固态图像拾取单元2-1的效果)
在上述的根据第四实施方案的固态图像拾取单元2-1中，通孔23和配线45在传感器基板2的光接收面A上埋在覆盖遮光膜43的保护绝缘膜44中，罩膜46设置在保护绝缘膜44上，以覆盖它。换句话说，罩膜46设置在遮光膜43的上部。因此，与其中罩膜设置在遮光膜下部的现有技术的构成相比，光接收面A和遮光膜43之间的距离允许减小。因此，由于在斜光入射时在向相邻像素的漏光带来的混色、入射角增大时的阴影、入射光的衰减等允许下降，并且光电转换部20的光接收特性允许改善。
此外，根据第四实施方案的固态图像拾取单元2-1具有双镶嵌结构，其中配线45设置在光接收面A上并且与通孔23一体地形成。此外，电极焊盘8设置在传感器基板2的光接收面A的相对侧的配线层2a上，并且允许电极焊盘8露出的焊盘开口8a被设置成从光接收面A贯通传感器基板2。换句话说，由厚膜构成的电极焊盘8未设置在光接收面A上，仅有由薄膜构成的配线45设置在光接收面A上。因此，与其中由厚膜构成的电极焊盘设置在光接收面上的构成相比，光接收面A上的层结构的高度允许减小，并且光接收面A和片上透镜48之间的距离允许减小。
例如，在其中电极焊盘8未设置在光接收面上的根据第四实施方案的固态图像拾取单元2-1中，该距离允许接近于约630nm。因此，由于在斜光入射时在向相邻像素的漏光带来的混色、入射角增大时的阴影、入射光的衰减等允许下降，并且光电转换部20的光接收特性允许改善。
(制造固态图像拾取单元的方法)
接下来，下面参照图15～17的步骤截面图说明制造具有上述构成的固态图像拾取单元2-1的方法。
如图15A所示，多个光电转换部20在传感器基板2的像素区域4中排列形成，浮动扩散部FD、其他杂质层和元件隔离件22形成在传感器基板2中。接下来，传输门TG和栅电极25形成在传感器基板2的表面上，形成埋设配线27连同层间绝缘膜26以构成配线层2a，并且配线层2a的上部用保护膜2b覆盖。另一方面，源极/漏极31、其他杂质层和元件隔离件32形成在电路基板9中。接下来，栅电极35形成在电路基板9的表面上，形成埋设配线37连同层间绝缘膜36以构成配线层9a，通孔33从配线层9a形成到电路基板9，并且配线层9a的上部用保护膜9b覆盖。应当指出的是，在必要时，配线层2a或配线层9a的多层配线中的一层被构造成铝(Al)配线，并且设置在配线的周边区域中的一部分用作电极焊盘8。
其后，传感器基板2和电路基板9连同其间的保护膜2b和保护膜9b贴合在一起。在贴合完成之后，在必要时将传感器基板2的光接收面A侧减薄。
上述步骤的顺序没有特别限制，并且各步骤可以使用典型的贴合技术来进行。
如图15B所示，在传感器基板2的光接收面A上顺次层叠形成防反射膜41和界面态抑制膜42。防反射膜41可以由例如氧化铪(HfO)制成，并且通过原子层沉积法形成为膜厚为10nm～300nm(例如，60nm)。界面态抑制膜42可以由例如氧化硅(SiO2)制成，并且通过P-CVD(等离子体化学气相沉积)法形成为膜厚为100nm。
接下来，在防反射膜41和界面态抑制膜42中形成允许传感器基板2露出的光接收开口43b。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对界面态抑制膜42和防反射膜41进行蚀刻。应当指出的是，光接收开口43b在像素区域4内形成在不位于光电转换部20上方的位置。
接下来，经由光接收开口43b相对于传感器基板2接地的遮光膜43在防反射膜41和界面态抑制膜42上进行图案形成。遮光膜43具有对应于光电转换部20的光接收开口43a。在这种情况下，首先，通过溅射膜沉积法在绝缘层14上形成诸如铝(Al)或钨(W)等具有遮光性的导电性材料膜。其后，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对导电性材料膜进行图案蚀刻，形成具有对应于各光电转换部20的光接收开口43a并且相对于传感器基板2接地的遮光膜43。遮光膜43未形成在周边区域7中，而是在像素区域4中。
如图16A所示，在传感器基板2的周边区域7和像素区域4中，保护绝缘膜44形成在界面态抑制膜42和遮光膜43上，并且通过化学机械抛光(CMP)法使保护绝缘膜44的表面平坦化。此时，保护绝缘膜44可以由例如氧化硅(SiO2)制成，并且通过P-CVD法形成。通过CMP平坦化的保护绝缘膜44的膜厚可以被调节到允许从界面态抑制膜44的上面到保护绝缘膜44的上面的厚度为约400nm。
其后，在传感器基板2的周边区域7中，在保护绝缘膜44中形成配线槽45a。此时，使用图中未示出的抗蚀剂图案作为掩模对由氧化硅(SiO2)制成的保护绝缘膜44进行蚀刻。在蚀刻完成后，除去抗蚀剂图案。
如图16B所示，在配线槽45a的底部，形成在必要时具有深度的各连接孔23a。各连接孔23a可以形成为具有到达设置在传感器基板2的表面侧上的配线层2a的埋设配线27或配线层9a的埋设配线37的上部的深度，并且埋设配线27和埋设配线37可以不从连接孔23a的底部露出。此时，对于连接孔23a的各深度，形成图中未示出的抗蚀剂图案，并且使用这些抗蚀剂图案作为掩模对传感器基板2和层间绝缘膜26进行多次蚀刻。在各蚀刻完成后，除去各抗蚀剂图案。
如图16C所示，隔离绝缘膜24形成在保护绝缘膜44上，以覆盖配线槽45a和连接孔23a的内壁。在这种情况下，例如，假定形成具有2层结构的隔离绝缘膜24，首先，通过p-CVD法形成膜厚70nm的氮化硅膜24-1，然后通过p-CVD法形成膜厚900nm的氧化硅膜24-2。应当指出的是，隔离绝缘膜24不限于层叠结构，可以具有例如氧化硅膜或氮化硅膜的单层结构。
如图17A所示，通过在高的各向异性蚀刻条件下蚀刻隔离绝缘膜24除去隔离绝缘膜24的位于保护绝缘膜44上的部分、隔离绝缘膜24的位于配线槽45a的底部的部分和隔离绝缘膜24的位于连接孔23a的底部的部分。接下来，通过在高的各向异性蚀刻条件下蚀刻连续地除去层间绝缘膜26、保护膜2b和保护膜9b的位于连接孔23a的底部的部分，以继续挖掘连接孔23a。因此，埋设配线27、铝配线和埋设配线37从各连接孔23a的底部露出。
如图17B所示，配线槽45a和连接孔23a用导电性材料填充，以在配线槽45a内形成作为埋设配线的配线45和在贯通传感器基板2的连接孔23a内形成通孔23。在这种情况下，首先，在保护绝缘膜44上形成导电性材料膜[例如，铜(Cu)膜]，并埋入在配线槽45a和连接孔23a中，然后通过化学机械抛光(CMP)法抛光除去导电性材料膜的位于保护绝缘膜44上的部分。因此，导电性材料膜仅残留在配线槽45a和连接孔23a内，从而在传感器基板2的光接收面A侧上的周边区域7中形成配线45和连接到配线45的通孔23。
如图17C所示，相对于形成通孔23和配线45的铜(Cu)具有扩散防止效果的罩膜46形成在保护绝缘膜44上，以覆盖与通孔23一体形成的配线45。在这种情况下，作为罩膜46，例如，氮化硅膜可以形成为膜厚70nm。应当指出的是，在必要时，氧化硅膜可以进一步形成在由氮化硅制成的罩膜46上，作为最上层。
其后，如图14所示，对应于光电转换部20的各颜色的滤光片18形成在罩膜46上，并且对应于光电转换部20的片上透镜48形成在滤色片18上。
接下来，允许在传感器基板2侧的配线层2a上形成的电极焊盘8露出的焊盘开口8a形成在周边区域7中。此时，图中未示出的抗蚀剂图案形成在片上透镜材料膜48a上。使用抗蚀剂图案作为掩模对片上透镜材料膜48a、罩膜46、保护绝缘膜44、界面态抑制膜42、防反射膜41、传感器基板2和配线层2a顺序进行图案蚀刻。当电极焊盘8露出时，蚀刻完成，并且除去抗蚀剂图案。
此外，对电路基板9的露出面进行抛光，以减薄电路基板9并露出通孔33，从而形成通孔33。其后，通过在电路基板9上形成保护膜9c以覆盖通孔33，并形成允许通孔33露出的焊盘开口33a。
因此，完成固态图像拾取单元2-1。
(根据第四实施方案的制造方法的效果)
上述的根据第四实施方案的制造固态图像拾取单元2-1的方法通过其中首先形成遮光膜43、然后形成通孔23和配线45的过程进行。通过该过程，覆盖通孔23和配线45的罩膜46设置在遮光膜43的上部。另一方面，在现有技术的制造方法中，在形成遮光膜之前作为过程形成通孔；因此，覆盖通孔的罩膜设置在遮光膜的下部。因此，与现有技术的制造方法相比，在根据第四实施方案的制造固态图像拾取单元2-1的方法中，光接收面A和遮光膜43之间的距离允许减小。
此外，在根据第四实施方案的制造方法中，配线槽45a和从配线槽45a的底部延伸的连接孔23a被埋入，以一体地形成通孔23和配线45，并且配线45形成在光接收面A上。此外，电极焊盘8形成在传感器基板2的光接收面A的相对侧上的配线层2a中。换句话说，仅有配线45形成在光接收面A上，由厚膜构成的电极焊盘8未形成在光接收面A上。因此，与其中由厚膜构成的电极焊盘形成在光接收面上的情况相比，光接收面A上的层结构的高度允许减小，并且光接收面A和片上透镜48之间的距离允许减小。
因此，在根据第四实施方案的制造固态图像拾取单元2-1的方法中，允许形成其中光接收面A和遮光膜43之间的距离很小并且光接收面A和片上透镜48之间的距离很小的构成。因此，由于在斜光入射时在向相邻像素的漏光带来的混色、入射角增大时的阴影、入射光的衰减等允许下降，并且光电转换部20的光接收特性允许改善。
此外，在根据第四实施方案的制造固态图像拾取单元2-1的方法中，保护绝缘膜44形成为覆盖凹凸形状的遮光膜43，并且通过CMP使保护绝缘膜44平坦化，然后，埋入形成配线45。埋设配线形成用的配线槽45a在平坦化的保护绝缘膜44中进行图案形成；因此，配线45被允许以高的图案化精度形成。
((6.第五实施方案))
(固态图像拾取单元的构成)
(其中保护绝缘膜由2层结构构成的例子)
图18是示出根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2的构成的要部截面图，并且是图1中的像素区域4和周边区域7之间的边界附近的截面图。下面参照该要部截面图说明根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2的构成。
图18中示出的根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2与参照图14说明的根据第四实施方案的固态图像拾取单元的不同之处在于，保护绝缘膜44具有2层结构，其他构成类似于第四实施方案。
更具体地，保护绝缘膜44具有2层结构，包括在遮光膜43上顺序层叠的低折射率膜44a和高折射率膜44b。低折射率膜44a是薄模，并且低折射率膜44a的表面跟随遮光膜的图案形状；因此，低折射率膜44a具有凹凸表面。另一方面，高折射率膜44b是足够厚或比足以通过遮光膜43的光接收开口43a埋入凹部更厚的厚膜，高折射率膜44b的表面被平坦化。
这种低折射率膜44a由折射率为1.5以下的材料制成，例如，可以使用氧化硅(SiO2)。高折射率膜44b由折射率为1.5以上的材料制成，例如，可以使用氮化硅(SiN)。
在上述的根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2中，光接收面A上的构成如下。设置由覆盖遮光膜43的2层结构构成的保护绝缘膜44，通孔23和配线一体地埋在保护绝缘膜44中，覆盖它们的罩膜46设置在保护绝缘膜44上。
(根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2的效果)
在上述的根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2中，象第四实施方案中那样，罩膜46设置在光接收面A的遮光膜43的上部。因此，在根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2中，与其中覆盖通孔的罩膜设置在遮光膜下部的现有技术的构成相比，光接收面A和遮光膜43之间的距离允许减小。
此外，在根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2中，象第四实施方案中那样，电极焊盘8没有设置在光接收面A上，而是设置在传感器基板2的光接收面A的相对侧的配线层2a上。换句话说，由厚膜构成的电极焊盘8未设置在光接收面A上，仅有由薄膜构成的配线45设置在光接收面A上。因此，与其中由厚膜构成的电极焊盘设置在光接收面上的构成相比，光接收面A上的层结构的高度允许减小，并且光接收面A和片上透镜48之间的距离允许减小。
因此，象第四实施方案中那样，根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2具有其中光接收面A和遮光膜43之间的距离很小和光接收面A和片上透镜48之间的距离很小的构成。因此，由于在斜光入射时在向相邻像素的漏光带来的混色、入射角增大时的阴影、入射光的衰减等允许下降，并且光电转换部20的光接收特性允许改善。
此外，在根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2中，与第四实施方案不同的是，保护绝缘膜44具有包括低折射率膜44a和高折射率膜44b的2层结构。首先，通过设置在遮光膜43上的低折射率膜44a，由遮光膜43吸收的入射光减少。此外，在光电转换部20上部的遮光膜43的光接收开口43a的凹部中，低折射率膜44a设置在凹部的侧壁和底部上，高折射率膜44b设置在低折射率膜44a上，从而在其中埋入凹部。因此，在光电转换部20的上部形成波导构成。结果，针对微细像素大小的聚光效率允许增强，并且可以实现更精细的固态图像拾取单元。
(制造固态图像拾取单元的方法)
接下来，下面参照图19的步骤截面图说明制造具有上述构成的固态图像拾取单元2-2的方法。
直到参照图15A和图15B说明的将传感器基板2和电路基板9贴合在一起并在光接收面A上形成遮光膜43，根据第五实施方案的制造方法类似于根据第四实施方案的制造方法。在根据第五实施方案的制造方法中在遮光膜43上形成保护绝缘膜44的步骤和后续步骤不同于根据第四实施方案的制造方法。
如图19A所示，低折射率膜44a在传感器基板2的光接收面A上形成在界面态抑制膜42和遮光膜43上。此时，在遮光膜43具有230nm的膜厚的情况下，低折射率膜44a可以使用例如氧化硅(SiO2)形成，以具有100nm的膜厚。在这种情况下，低折射率膜44a可以按沿着凹部的侧壁和底面的薄膜的形式形成在遮光膜43的光接收开口43a的凹部中。
如图19所示，高折射率膜44b形成在低折射率膜44a上，并且通过CMP法使高折射率膜44b的表面平坦化。此时，高折射率膜44b可以由例如氮化硅(SiN)制成，并且通过P-CVD法形成。通过CMP平坦化的高折射率膜44b的膜厚可以被调节到允许从界面态抑制膜42的上面到保护绝缘膜44的上面的厚度为约430nm。在这种情况下，高折射率膜44b可以形成为厚度足以通过遮光膜43的光接收开口43a埋入凹部。因此，形成由2层构成的保护绝缘膜44，即，低折射率膜44a和高折射率膜44b。
应当指出的是，可以进行抛光，直到通过在形成高折射率膜44b后的CMP露出低折射率膜44a，以允许高折射率膜44b最终只残留在光接收开口43a的凹部内。
这个步骤后面的步骤象在参照图16和图17说明的第四实施方案中那样进行。换句话说，通孔23和配线45一体地形成，以埋在具有2层结构的保护绝缘膜44中，罩膜46形成为覆盖它们，滤光片47和片上透镜48形成在罩膜46上，并且形成焊盘开口8a。因此，完成根据第五实施方案的固态图像拾取单元2-2。
应当指出的是，配线45可以仅埋在高折射率膜44b中，或者可以被埋到横跨高折射率膜44b和低折射率膜44a的深度。
(根据第五实施方案的制造方法的效果)
上述的根据第二实施方案的制造固态图像拾取单元2-2的方法，象第四实施方案中那样，作为过程，首先形成遮光膜43，然后形成通孔23和配线45。通过此过程，覆盖通孔23和配线45的罩膜46被设置成不是在遮光膜43的下部，而是在上部。因此，在根据第五实施方案的制造固态图像拾取单元2-2的方法中，光接收面A和遮光膜43之间的距离允许减小。
此外，在根据第五实施方案的制造方法中，象第四实施方案中那样，通孔23和配线45一体地埋在光接收面A的保护绝缘膜44中。此外，电极焊盘8形成在传感器基板2的光接收面A的相对侧上的配线层2a中。换句话说，仅有由薄膜构成的配线45形成在光接收面A上，由厚膜构成的电极焊盘未形成在光接收面A上。因此，与其中由厚膜构成的电极焊盘形成在光接收面上的情况相比，光接收面A上的层结构的高度允许减小，并且光接收面A和片上透镜48之间的距离允许减小。
如上所述，在根据第五实施方案的制造固态图像拾取单元2-2的方法中，象第四实施方案中那样，允许形成其中光接收面A和遮光膜43之间的距离很小并且光接收面A和片上透镜48之间的距离很小的构成。因此，由于在斜光入射时在向相邻像素的漏光带来的混色、入射角增大时的阴影、入射光的衰减等允许下降，并且光电转换部20的光接收特性允许改善。
此外，在根据第五实施方案的制造方法中，与第四实施方案不同的是，保护绝缘膜44具有包括低折射率膜44a和高折射率膜44b的2层结构。首先，通过在遮光膜43上形成低折射率膜44a，由遮光膜43吸收的入射光允许减少。此外，在光电转换部20上部的遮光膜43的光接收开口43a的凹部中，低折射率膜44a设置在凹部的侧壁和底部上，高折射率膜44b形成为在其中埋入凹部。因此，在光电转换部20的上部形成波导构成。结果，针对微细像素大小的聚光效率允许增强，并且可以实现更精细的固态图像拾取单元。
应当指出的是，在上述的第四和第五实施方案中，说明了其中配线45在传感器基板2的光接收面A上埋在保护绝缘膜44中的构成。然而，可以采用其中配线45埋入到从保护绝缘膜44到传感器基板2的深度的构成。在这种情况下，覆盖通孔23和配线45的罩膜46设置在遮光膜43的上部；因此，光接收面A和遮光膜43之间的距离允许减小。结果，可以获得类似于第四和第五实施方案中的效果。
此外，在上述的第四和第五实施方案中，说明了其中通孔23和配线45一体地形成并且均由铜制成的构成。然而，可以采用其中通孔和配线单独形成并且通孔上的铝配线用作电极焊盘的构成。换句话说，在遮光膜的形成后，首先，使用铜形成将要埋入的通孔，然后形成铜扩散防止用的罩膜46以覆盖通孔，其后，使通孔相互连接的铝配线图案形成在罩膜上。此外，在必要时，形成允许铝配线露出的焊盘开口。在这种情况下，覆盖通孔23和配线45的罩膜46也设置在遮光膜43的上部；因此，光接收面A和遮光膜43之间的距离允许减小。结果，可以获得类似于第四和第五实施方案中的效果。
此外，在上述的第四和第五实施方案中，说明了其中作为背面照射型固态图像拾取单元的例子的本技术适用的具有三维结构的固态图像拾取单元的构成。然而，本技术不限于具有三维结构的背面照射型固态图像拾取单元，可以广泛地适用于背面照射型固态图像拾取单元。
((5.使用固态图像拾取单元的电子设备的例子))
根据本技术上述实施方案中任一个的固态图像拾取单元适用于电子设备，例如包括诸如数码相机和摄影机等相机系统、具有图像拾取功能的移动电话以及具有图像拾取功能的任何其他装置。
图14示出作为根据本技术实施方案的电子设备的例子的使用固态图像拾取单元的相机的构成图。根据本实施方案的相机的例子是能够捕获静止图像或运动图像的摄影机。相机90包括固态图像拾取单元91、被构造成将入射光导向固态图像拾取单元91的光接收传感器部的光学系统93、快门单元94、被构造成驱动固态图像拾取单元91的驱动电路95以及被构造成处理固态图像拾取单元91的输出信号的信号处理电路96。
具有上述各实施方案中说明的构成的固态图像拾取单元适用作固态图像拾取单元91。光学系统(光学透镜)93被构造成在固态图像拾取单元91的成像面上形成来自被写体的像光(入射光)的图像。因此，信号电荷在固态图像拾取单元91内累积一定期间。光学系统93可以是由多个光学透镜构成的光学透镜系统。快门单元94控制在固态图像拾取单元91中的光照射期间和遮光期间。驱动电路95将驱动信号供给到固态图像拾取单元91和快门单元94，并且响应于供给的驱动信号(定时信号)，控制向固态图像拾取单元91的信号处理电路96的信号输出操作和快门单元94的快门操作。换句话说，驱动电路95通过供给驱动信号(定时信号)而进行将信号从固态图像拾取单元91传输到信号处理电路96的操作。信号处理电路96对于从固态图像拾取单元91输送的信号进行各种信号处理。进行过信号处理的图像信号被存储在诸如存储器等存储介质中或输出到监视器。
在根据上述实施方案的电子设备中，由于使用上述第一～第五实施方案中说明的任何具有良好光接收特性的固态图像拾取单元，因此可以实现在具有图像拾取功能的电子设备中的高清晰度的图像拾取或者电子设备的小型化。
应该注意到，本技术可以具有以下构成。
(1)一种固态图像拾取单元，包括：
传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；
驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上；
通孔，设置在位于所述像素区域外侧的周边区域中，并且从所述传感器基板的光接收面侧到达所述驱动电路；和
焊盘配线，在所述周边区域的光接收面侧上直接层叠在所述通孔上。
(2)如(1)所述的固态图像拾取单元，包括：
设置在所述光接收面上且覆盖所述焊盘配线的保护膜；
设置在所述保护膜上的片上透镜；和
设置在所述保护膜中以使所述焊盘配线露出的焊盘开口。
(3)如(1)或(2)所述的固态图像拾取单元，其中在所述传感器基板的表面侧上在与所述焊盘配线重叠的位置配置有元件。
(4)如(1)～(3)中任一项所述的固态图像拾取单元，其中
所述通孔包括设置在所述传感器基板的光接收面侧中的埋设配线部分和与所述埋设配线部分一体形成的通孔部分，和
所述焊盘配线直接层叠在所述埋设配线部分上。
(5)如(4)所述的固态图像拾取单元，其中所述埋设配线部分埋在所述传感器基板的光接收面侧中。
(6)如(1)～(5)中任一项所述的固态图像拾取单元，其中
具有对应于所述光电转换部的光接收开口的遮光膜经由绝缘层设置在所述像素区域的光接收面上，和
所述焊盘配线和所述遮光膜由相同层构成。
(7)如(1)～(5)中任一项所述的固态图像拾取单元，其中
具有其中在所述像素区域中的膜厚比在位于所述像素区域外侧的周边区域中的膜厚更薄的台阶状结构的绝缘层设置在所述光接收面上，
所述焊盘配线设置在所述绝缘层的上台阶部上，和
具有对应于所述光电转换部的光接收开口的遮光膜设置在所述绝缘层的下台阶部上。
(8)如(7)所述的固态图像拾取单元，其中
所述绝缘层由使用不同材料形成的层叠结构构成，和
在所述像素区域中除去构成所述绝缘层中的层叠结构的上层部分的层。
(9)如(1)～(8)中任一项所述的固态图像拾取单元，其中包括所述驱动电路的电路基板贴合到所述传感器基板的表面侧。
(10)一种制造固态图像拾取单元的方法，所述方法包括：
在设置于传感器基板上的像素区域中排列形成光电转换部；
在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上形成驱动电路；
在位于所述像素区域外侧的周边区域中形成从所述传感器基板的光接收面侧到达所述驱动电路的通孔；和
在所述周边区域的光接收面上形成直接层叠在所述通孔上的焊盘配线。
(11)如(10)所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述通孔时，
当配线槽和从所述配线槽的底部贯通所述传感器基板并延伸到所述驱动电路的连接孔在所述传感器基板的光接收面侧上形成后，通过同时填充所述配线槽和所述连接孔形成由埋设配线部分和通孔部分构成的通孔。
(12)如(10)或(11)所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述焊盘配线时，
具有对应于所述光电转换部的光接收开口的遮光膜和所述焊盘配线由相同层形成。
(13)如(10)～(12)中任一项所述的制造固态图像拾取单元的方法，所述方法包括：
在形成所述通孔之前在所述光接收面上形成绝缘层，然后形成贯通所述绝缘层和所述传感器基板的通孔，
通过选择性地减薄所述绝缘层的对应于所述像素区域的部分以使该部分比所述绝缘层的对应于所述周边区域的部分更薄，在所述绝缘层中形成台阶状结构；
在所述绝缘层的上台阶部上形成直接层叠在所述通孔上的焊盘配线；和
在所述绝缘层的下台阶部上形成具有对应于所述光电转换部的光接收开口的遮光膜。
(14)如(13)所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述绝缘层时，所述绝缘层形成为使用不同材料构成的层叠结构，和
在形成所述绝缘层中的台阶状结构时，构成所述绝缘层中的层叠结构的上层部分的膜相对于构成下层部分的膜被选择性地除去。
(15)一种电子设备，包括：
传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；
驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上；
通孔，设置在位于所述像素区域外侧的周边区域中，并且从所述传感器基板的光接收面侧到达所述驱动电路；
焊盘配线，在所述周边区域的光接收面侧上直接层叠在所述通孔上；和
光学系统，被构造成将入射光引导到所述光电转换部。
(16)一种固态图像拾取单元，包括：
传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；
驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上；
遮光膜，设置在所述像素区域的光接收面上并且具有对应于所述光电转换部的光接收开口；
保护绝缘膜，设置成覆盖所述遮光膜；和
多个通孔，在位于所述像素区域外侧的周边区域中从所述保护绝缘膜埋设到所述传感器基板并且连接到所述驱动电路。
(17)如(16)所述的固态图像拾取单元，其中包括埋在所述保护绝缘膜中并与所述通孔一体形成的配线。
(18)如(16)或(17)所述的固态图像拾取单元，其中使配置在所述传感器基板的驱动电路中的电极焊盘露出的焊盘开口设置在所述周边区域中并从所述光接收面侧贯通所述传感器基板。
(19)如(16)～(18)中任一项所述的固态图像拾取单元，其中
所述保护绝缘膜使用高折射率膜和低折射率膜构成，
所述低折射率膜设置在所述遮光膜上，和
所述高折射率膜设置在所述低折射率膜上并在其中埋设所述遮光膜的光接收开口。
(20)如(16)～(19)中任一项所述的固态图像拾取单元，其中包括片上透镜，所述片上透镜在对应于所述光接收面侧的光电转换部的各位置中设置在所述遮光膜的上部。
(21)如(16)～(20)中任一项所述的固态图像拾取单元，其中包括驱动电路的电路基板贴合到所述传感器基板的表面侧。
(22)一种制造固态图像拾取单元的方法，所述方法包括：
在设置于传感器基板上的像素区域中排列形成光电转换部；
在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上形成驱动电路；
在所述像素区域的光接收面上形成遮光膜；
形成覆盖所述遮光膜的保护绝缘膜；和
在位于所述像素区域外侧的周边区域中形成从所述保护绝缘膜埋设到所述传感器基板并且连接到所述驱动电路多个通孔。
(23)如(22)所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述通孔时，
配线槽和从所述配线槽的底部贯通所述传感器基板并延伸到所述驱动电路的多个连接孔在所述周边区域的保护绝缘膜侧上形成，和
通过用导电元件同时填充所述配线槽和所述连接孔，一体地形成所述通孔和使所述通孔相互连接的配线。
(24)如(23)所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述保护绝缘膜后，使所述保护绝缘膜的表面平坦化，和
所述配线槽形成在平坦化的保护绝缘膜中。
(24)一种电子设备，包括：
传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；
驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上；
遮光膜，设置在所述像素区域的光接收面上并且具有对应于所述光电转换部的光接收开口；
保护绝缘膜，设置成覆盖所述遮光膜；
多个通孔，在位于所述像素区域外侧的周边区域中从所述保护绝缘膜埋设到所述传感器基板并且连接到所述驱动电路；和
光学系统，被构造成将入射光引导到所述光电转换部。
本公开包含于2011年10月4日向日本专利局提交的日本在先专利申请No.2011-220310和于2011年10月11日向日本专利局提交的日本在先专利申请No.2011-223613所公开的内容相关的主题，在此将该日本在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。

Claims (25)

1.一种固态图像拾取单元，包括：
传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；
驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上；
通孔，设置在位于所述像素区域外侧的周边区域中，并且从所述传感器基板的光接收面侧到达所述驱动电路；和
焊盘配线，在所述周边区域的光接收面侧上直接层叠在所述通孔上。
2.如权利要求1所述的固态图像拾取单元，包括：
设置在所述光接收面上且覆盖所述焊盘配线的保护膜；
设置在所述保护膜上的片上透镜；和
设置在所述保护膜中以使所述焊盘配线露出的焊盘开口。
3.如权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中在所述传感器基板的表面侧上在与所述焊盘配线重叠的位置配置有元件。
4.如权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中
所述通孔包括设置在所述传感器基板的光接收面侧中的埋设配线部分和与所述埋设配线部分一体形成的通孔部分，和
所述焊盘配线直接层叠在所述埋设配线部分上。
5.如权利要求4所述的固态图像拾取单元，其中所述埋设配线部分埋在所述传感器基板的光接收面侧中。
6.如权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中
具有对应于所述光电转换部的光接收开口的遮光膜经由绝缘层设置在所述像素区域的光接收面上，和
所述焊盘配线和所述遮光膜由相同层构成。
7.如权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中
具有其中在所述像素区域中的膜厚比在位于所述像素区域外侧的周边区域中的膜厚更薄的台阶状结构的绝缘层设置在所述光接收面上，
所述焊盘配线设置在所述绝缘层的上台阶部上，和
具有对应于所述光电转换部的光接收开口的遮光膜设置在所述绝缘层的下台阶部上。
8.如权利要求7所述的固态图像拾取单元，其中
所述绝缘层由使用不同材料形成的层叠结构构成，和
在所述像素区域中除去构成所述绝缘层中的层叠结构的上层部分的层。
9.如权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中包括所述驱动电路的电路基板贴合到所述传感器基板的表面侧。
10.一种制造固态图像拾取单元的方法，所述方法包括：
在设置于传感器基板上的像素区域中排列形成光电转换部；
在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上形成驱动电路；
在位于所述像素区域外侧的周边区域中形成从所述传感器基板的光接收面侧到达所述驱动电路的通孔；和
在所述周边区域的光接收面上形成直接层叠在所述通孔上的焊盘配线。
11.如权利要求10所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述通孔时，
当配线槽和从所述配线槽的底部贯通所述传感器基板并延伸到所述驱动电路的连接孔在所述传感器基板的光接收面侧上形成后，通过同时填充所述配线槽和所述连接孔形成由埋设配线部分和通孔部分构成的通孔。
12.如权利要求10所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述焊盘配线时，
具有对应于所述光电转换部的光接收开口的遮光膜和所述焊盘配线在所述像素区域中由相同层形成。
13.如权利要求10所述的制造固态图像拾取单元的方法，所述方法包括：
在形成所述通孔之前在所述光接收面上形成绝缘层，然后形成贯通所述绝缘层和所述传感器基板的通孔，
通过选择性地减薄所述绝缘层的对应于所述像素区域的部分以使该部分比所述绝缘层的对应于所述周边区域的部分更薄，在所述绝缘层中形成台阶状结构；
在所述绝缘层的上台阶部上形成直接层叠在所述通孔上的焊盘配线；和
在所述绝缘层的下台阶部上形成具有对应于所述光电转换部的光接收开口的遮光膜。
14.如权利要求13所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述绝缘层时，所述绝缘层形成为使用不同材料构成的层叠结构，和
在形成所述绝缘层中的台阶状结构时，构成所述绝缘层中的层叠结构的上层部分的膜相对于构成下层部分的膜被选择性地除去。
15.一种电子设备，包括：
传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；
驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上；
通孔，设置在位于所述像素区域外侧的周边区域中，并且从所述传感器基板的光接收面侧到达所述驱动电路；
焊盘配线，在所述周边区域的光接收面侧上直接层叠在所述通孔上；和
光学系统，被构造成将入射光引导到所述光电转换部。
16.一种固态图像拾取单元，包括：
传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；
驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上；
遮光膜，设置在所述像素区域的光接收面上并且具有对应于所述光电转换部的光接收开口；
保护绝缘膜，设置成覆盖所述遮光膜；和
多个通孔，在位于所述像素区域外侧的周边区域中从所述保护绝缘膜埋设到所述传感器基板并且连接到所述驱动电路。
17.如权利要求16所述的固态图像拾取单元，其中包括埋在所述保护绝缘膜中并与所述通孔一体形成的配线。
18.如权利要求16所述的固态图像拾取单元，其中使配置在所述传感器基板的驱动电路中的电极焊盘露出的焊盘开口设置在所述周边区域中并从所述光接收面侧贯通所述传感器基板。
19.如权利要求16所述的固态图像拾取单元，其中
所述保护绝缘膜使用高折射率膜和低折射率膜构成，
所述低折射率膜设置在所述遮光膜上，和
所述高折射率膜设置在所述低折射率膜上并在其中埋设所述遮光膜的光接收开口。
20.如权利要求16所述的固态图像拾取单元，其中包括片上透镜，所述片上透镜在对应于所述光接收面侧的光电转换部的各位置中设置在所述遮光膜的上部。
21.如权利要求16所述的固态图像拾取单元，其中包括驱动电路的电路基板贴合到所述传感器基板的表面侧。
22.一种制造固态图像拾取单元的方法，所述方法包括：
在设置于传感器基板上的像素区域中排列形成光电转换部；
在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上形成驱动电路；
在所述像素区域的光接收面上形成遮光膜；
形成覆盖所述遮光膜的保护绝缘膜；和
在位于所述像素区域外侧的周边区域中形成从所述保护绝缘膜埋设到所述传感器基板并且连接到所述驱动电路多个通孔。
23.如权利要求22所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述通孔时，
配线槽和从所述配线槽的底部贯通所述传感器基板并延伸到所述驱动电路的多个连接孔在所述周边区域的保护绝缘膜侧上形成，和
通过用导电元件同时填充所述配线槽和所述连接孔，一体地形成所述通孔和使所述通孔相互连接的配线。
24.如权利要求23所述的制造固态图像拾取单元的方法，其中
在形成所述保护绝缘膜后，使所述保护绝缘膜的表面平坦化，和
所述配线槽形成在平坦化的保护绝缘膜中。
25.一种电子设备，包括：
传感器基板，具有其中光电转换部排列形成的像素区域；
驱动电路，设置在所述传感器基板的光电转换部的光接收面的相对面上；
遮光膜，设置在所述像素区域的光接收面上并且具有对应于所述光电转换部的光接收开口；
保护绝缘膜，设置成覆盖所述遮光膜；
多个通孔，在位于所述像素区域外侧的周边区域中从所述保护绝缘膜埋设到所述传感器基板并且连接到所述驱动电路；和
光学系统，被构造成将入射光引导到所述光电转换部。
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