CN104364906B - 固体摄像装置的制造方法及固体摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可容易地进行制造的固体摄像装置的制造方法。固体摄像装置(1)的制造方法包括：第1工序，其准备摄像元件(10)，该摄像元件(10)包含入射能量线的主面(S1)、与主面(S1)相对且配置有电极(14)的主面(S2)、及对入射的能量线进行光电转换而产生信号电荷的光电转换部(11)；第2工序，其准备支撑基板(20)，该支撑基板(20)设置有沿厚度方向延伸的至少一个贯通孔(23)且具有相互相对的主面(S3、S4)；第3工序，其以主面(S2、S3)相对且一个电极(14)自一个贯通孔(23)露出的方式对摄像元件(10)与支撑基板(20)进行定位，并接合摄像元件(10)与支撑基板(20)；及第4工序，其在第3工序之后将导电构件(30)埋入至贯通孔(23)内。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体摄像装置的制造方法及固体摄像装置。
背景技术
专利文献1公开有一种使用CMOS影像传感器(以下称为“传感器”)的背面照射型的固体摄像装置。该固体摄像装置包括：支撑基板，其具有一对相对的主面；及传感器，其设置于支撑基板的一个主面上。支撑基板具有沿其厚度方向延伸且贯通支撑基板的贯通电极。贯通电极的一个端部与传感器的电极电连接。贯通电极的另一个端部露出于支撑基板的另一个主面。在用于信号处理的IC芯片上搭载有固体摄像装置的状态下，贯通电极的另一个端部经由凸块电极而与IC芯片的电极电连接。
上述的固体摄像装置的制造方法包括：将传感器接合于支撑基板的工序；在支撑基板的另一个主面上形成抗蚀图案的工序；自该另一个主面侧对支撑基板进行蚀刻而形成贯通孔的工序；以及将金属填充至该贯通孔内而形成贯通电极的工序。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-13089号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在背面照射型的上述固体摄像装置中，由于光或各种能量线(例如紫外线、电子束、放射线及带电粒子束等)自背面入射至传感器，因此必需使传感器尽可能薄型化而提高受光灵敏度。然而，随着薄型化，传感器的机械强度降低，从而导致传感器的操作变得困难。
为了确保传感器的机械强度，也考虑使传感器的受光部分部分地薄型化，并使包围受光部分的外缘部分的厚度较厚。然而，由于外缘部分的存在，导致相对于传感器的面积的受光部分的面积相对变小，因此传感器的每单位面积的受光效率降低。为了一面确保传感器的机械强度一面使整个传感器薄型化而提高受光效率，上述固体摄像装置不单独使用传感器而将传感器与支撑基板接合。
在上述固体摄像装置中，使用贯通电极而使传感器与IC芯片电连接。因此，无需利用引线结合的传感器与IC芯片的电连接，从而可谋求小型化。
然而，在接合传感器与支撑基板之后在支撑基板上设置贯通孔的技术难度较高，从而会导致成品率降低。
本发明的目的在于提供一种可容易地进行制造的固体摄像装置的制造方法及固体摄像装置。
解决问题的技术手段
本发明的一个方面所涉及的固体摄像装置的制造方法包括：第1工序，其准备摄像元件，该摄像元件包含入射能量线的第1主面、与第1主面相对且配置有至少一个电极的第2主面、及对入射的能量线进行光电转换而产生信号电荷的光电转换部；第2工序，其准备支撑基板，该支撑基板设置有沿厚度方向延伸的至少一个贯通孔且具有相互相对的第3及第4主面；第3工序，其以第2主面与第3主面相对且一个电极自一个贯通孔露出的方式对摄像元件与支撑基板进行定位，并接合摄像元件与支撑基板；及第4工序，其在第3工序之后将导电构件埋入至贯通孔内。
在本发明的一个方面所涉及的固体摄像装置的制造方法中，在接合于摄像元件的支撑基板的贯通孔内埋入有导电构件。因此，在制造固体摄像装置时，电连接工序较为容易。因此，可容易地制造固体摄像装置，从而可谋求成品率的提高。
在第4工序中，也可以将具有导电性的第1导电体配置于上述贯通孔内并使该第1导电体熔融，由此将上述导电构件埋入至贯通孔内。在该情况下，使固体的第1导电体在配置于贯通孔内的状态下熔融， 因此与将熔融状态的导电物质流入至贯通孔内的情况相比，几乎无导电构件突出至贯通孔的外部的担忧。
第1导电体也可以为焊球。在该情况下，可容易地将第1导电体配置于贯通孔内。
在第4工序中，也可以将具有导电性的第1导电体配置于贯通孔内并使该第1导电体熔融后，将具有导电性的第2导电体配置于贯通孔内并使该第2导电体熔融，由此将导电构件埋入至贯通孔内。在该情况下，使固体的第1及第2导电体在配置于贯通孔内的状态下熔融，因此与将熔融状态的导电物质流入至贯通孔内的情况相比，几乎无导电构件突出至贯通孔的外部的担忧。若欲使用较大的导电体而将导电构件一次性埋入至贯通孔内，则存在在导电构件内残留气泡的情况。但若将具有导电性的第1导电体配置于贯通孔内并使该第1导电体熔融后，将具有导电性的第2导电体配置于贯通孔内并使该第2导电体熔融，则由于分两次将导电构件埋入至贯通孔内，因此在导电构件内残留气泡的担忧极少。
第1及第2导电体也可以均为焊球。在该情况下，可容易地将第1及第2导电体配置于贯通孔内。
也可以在第3工序之后且第4工序之前在电极上形成镀膜。在该情况下，导电构件经由镀膜而更可靠地与电极连接。
贯通孔也可以随着自第3主面朝向第4主面而扩大直径。在该情况下，在第3工序中，易于将导电构件埋入至贯通孔内。
也可以在贯通孔的内壁面形成有金属膜。在该情况下，在贯通孔的内壁面也可以形成镀膜。
第1工序中所准备的摄像元件也可以由平坦化膜覆盖电极及第2主面，并在第3工序之后且第4工序之前以电极的表面的至少一部分露出的方式除去平坦化膜的一部分。在该情况下，由于摄像元件的表面通过平坦化膜而被平坦化，因此摄像元件与支撑基板的接合变得更可靠。
本发明的另一个方面所涉及的固体摄像装置包括：摄像元件，其包含入射能量线的第1主面、与第1主面相对且配置有至少一个电极的第2主面、及对入射的能量线进行光电转换而产生信号电荷的光电转换部；支撑基板，其设置有沿厚度方向延伸的贯通孔且具有相互相对的第3及第4主面，并以第3主面与第2主面相对且一个电极自一个贯通孔露出的方式与摄像元件接合；及导电构件，其埋入于贯通孔内并与各电极电连接。
本发明的另一个方面所涉及的固体摄像装置通过在接合于摄像元件的支撑基板的贯通孔内埋入导电构件，并使导电构件与电极电连接而被制造。因此，在制造固体摄像装置时，电连接工序较为容易。因此，可容易地制造固体摄像装置，从而可谋求成品率的提高。
也可以在电极上形成有镀膜。在该情况下，导电构件经由镀膜而更可靠地与电极连接。
贯通孔也可以随着自第3主面朝向第4主面而扩大直径。在该情况下，在制造固体摄像装置时，易于将导电构件埋入至贯通孔内。
也可以在贯通孔的内壁面形成有金属膜。在该情况下，在贯通孔的内壁面也可以形成镀膜。
也可以还包括覆盖第2主面的平坦化膜，且电极的表面的至少一部分自平坦化膜露出。在该情况下，由于摄像元件的表面通过平坦化膜而被平坦化，因此使摄像元件与支撑基板的接合变得更可靠。
发明的效果
根据本发明的各种方面，可提供一种可容易地进行制造的固体摄像装置的制造方法及固体摄像装置。
附图说明
图1(a)是本实施方式所涉及的电子部件的上面图，图1(b)是图1(a)的B-B线剖面图。
图2是本实施方式所涉及的电子部件的剖面图，是将图1(b)放大而更详细地表示的图。
图3是图2的III-III线剖面图。
图4(a)是表示自支撑基板侧观察本实施方式所涉及的固体摄像装置的情况的图，图4(b)是表示在图4(a)中除去导电构件后的状态的图。
图5是表示用于制造本实施方式所涉及的固体摄像装置的一个工序的图。
图6是表示用于制造本实施方式所涉及的固体摄像装置的一个工序的图。
图7是图6的VII-VII线剖面图。
图8是表示用于制造本实施方式所涉及的固体摄像装置的一个工序的图。
图9是表示用于制造本实施方式所涉及的固体摄像装置的一个工序的图。
图10是表示用于制造本实施方式所涉及的固体摄像装置的一个工序的图。
图11是表示用于制造本实施方式所涉及的固体摄像装置的一个工序的图。
图12是表示用于制造本实施方式所涉及的固体摄像装置的一个工序的图。
图13是表示用于制造本实施方式所涉及的固体摄像装置的一个工序的图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行说明。还有，在说明中，对同一要素或具有同一功能的要素使用同一符号，并省略重复的说明。
参照图1～图4，对在IC芯片2上搭载有本实施方式所涉及的固体摄像装置1的电子部件3的构成进行说明。如图1所示，固体摄像装置1包括：CCD型的背面照射型摄像元件10；支撑基板20，其支撑摄像元件10；及多个导电构件30。
如图2所示，摄像元件10具有：元件主体11、AR涂层12、配线13及多个电极14。元件主体11包含：p型半导体层11a、n型半导体层11b、p+型半导体层11c、绝缘层11d、电极膜11e及层间绝缘层11f。
p型半导体层11a具有厚度厚于其它部分的突出部。n型半导体层11b以规定厚度形成于该突出部上。在p型半导体层11a与n型半导体层11b的界面形成PN结。该界面的附近起到作为光电转换部的功能， 对入射至该界面的各种能量线(例如光、紫外线、电子束、放射线或带电粒子束等)进行光电转换而产生信号电荷。
p+型半导体层11c以不覆盖n型半导体层11b的主面、但覆盖n型半导体层11b的侧面及p型半导体层11a的表面的方式配置。绝缘层11d以覆盖n型半导体层11b的主面及p+型半导体层11c的表面的方式配置。绝缘层11d例如由SiO2等构成。绝缘层11d中的覆盖n型半导体层11b的主面的部分的厚度小于绝缘层11d中的覆盖p+型半导体层11c的表面的部分的厚度。
如图2所示，电极膜11e是以覆盖绝缘层11d的较薄部分及其附近的方式延伸的带状膜。如图3所示，电极膜11e在摄像元件10的宽度方向上排列有多个。相邻的电极膜11e通过绝缘膜而被相互绝缘，且自摄像元件10的厚度方向观察，端部彼此重叠。电极膜11e例如由poly-Si(多晶硅)构成。层间绝缘层11f以覆盖电极膜11e及绝缘层11d的方式配置。层间绝缘层11f例如由硼磷硅酸盐玻璃层(BPSG：Boronphosphosilicate Glass)等构成。
AR涂层12具有防止处于规定的波长频带内的光的反射的功能。AR涂层12例如由SiO2或SiN等构成。AR涂层12形成于p型半导体层11a的表面。配线13及多个电极14被图案化于层间绝缘层11f的表面(光电转换部11的主面S2)。配线13及电极14例如由Al等构成。配线13及电极14的厚度例如设定为0.1μm～1μm左右。如图4(b)所示，自主面S1、S2的相对方向观察，在光检测区域A1的两侧多个电极14(本实施方式中为5个电极14)分别被逐列地排列。
在具有上述的构成的摄像元件10中，层叠有p型半导体层11a、n型半导体层11b、绝缘层11d及电极膜11e的区域起到作为光检测区域A1的功能，其它区域起到作为配线区域A2的功能。摄像元件10中的AR涂层12侧的表面起到作为入射能量线的主面S1的功能。摄像元件10中的层间绝缘层11f侧的表面起到作为朝向支撑基板20的主面S2的功能。
如图2所示，平坦化膜16设置于摄像元件10的主面S2上。平坦化膜16以覆盖层间绝缘层11f、配线13及电极14的一部分的方式配置。因此，由于配线13及电极14的存在而成为凹凸状的层间绝缘层 11f的表面通过平坦化膜16而被平坦化。平坦化膜16例如由TEOS(Tetraethoxysilane，四乙氧基硅烷)等构成。
如图1所示，支撑基板20经由平坦化膜16而与摄像元件10接合。如图2所示，支撑基板20具有基板21及覆盖基板21的整个表面的绝缘膜22。基板21例如由Si构成。绝缘膜22例如通过由热氧化等形成的氧化膜构成。
在支撑基板20上设置有沿其厚度方向延伸的与电极14相同数量的贯通孔23。在本实施方式中，形成有8个贯通孔23。如图1(a)及图4所示，自主面S1、S2的相对方向观察，在光检测区域A1的两侧贯通孔23各4个地被配置。如图4(b)所示，电极14的一部分自各贯通孔23露出。与基板21的表面相同，各贯通孔23也由绝缘膜22覆盖。即，在支撑基板20上设置有沿其厚度方向延伸且内壁面由绝缘膜覆盖的贯通孔23。
如图1(b)及图2所示，各贯通孔23随着自支撑基板的一个主面S3朝向另一个主面S4而扩大直径。即，各贯通孔23的内壁面呈锥形。贯通孔23的主面S3侧及主面S4侧的开口均呈正方形状。
在各贯通孔23的内壁面及各贯通孔23的主面S4侧的开口附近设置有成为下述镀膜25的基底的金属膜24。金属膜24例如由Al等构成。
在电极14中的未由平坦化膜16覆盖的部分及金属膜24的表面形成有镀膜25。镀膜25例如由Au、Ni等构成。
导电构件30为具有导电性的金属，例如由焊料构成。如图1、图2及图4(a)所示，导电构件30埋入于各贯通孔23内。即，各导电构件30配置于各贯通孔23内。各导电构件30以一对一的方式与各电极14及各镀膜25对应，并与各电极14及各镀膜25电连接。
如图1(b)及图2所示，IC芯片2具有：芯片主体2a、多个引线端子2b、电极2c、镀膜2d及绝缘膜2e。芯片主体2a进行自摄像元件10输出的电信号的信号处理、或摄像元件10的动作控制等。多个引线端子2b自芯片主体2a延伸，且在未图示的电路基板等上搭载有IC芯片2时与该电路基板的电极电连接。
电极2c被图案化于芯片主体2a上。电极2c例如由Al等构成。在本实施方式中，镀膜2d配置于电极2c的主面的一部分。镀膜2d例如由Au或Ni等构成。绝缘膜2e以露出镀膜2d的主面，而覆盖芯片主体2a及电极2c的方式形成。绝缘膜2e例如由SiO2等构成。
为了可靠地固定固体摄像装置1与IC芯片，在固体摄像装置1与IC芯片2之间填充有树脂材料40。作为树脂材料，例如可使用环氧树脂等。
继而，参照图2、图3及图5～图13，对制造具有本实施方式所涉及的固体摄像装置1的电子部件3的方法进行说明。首先，如图5(a)及图6所示，制造摄像元件10的前体10a。具体而言，如图6所示，首先，准备在p+半导体基板11g的表面外延生长有p型半导体层11a的所谓磊晶片。该基板11g的厚度例如为620μm左右，p型半导体层11a的厚度例如为10μm～30μm。
继而，在磊晶片(p型半导体层11a)之上，通过所谓LOCOS法，以Si3N4膜(未图示)为掩膜通过离子注入法添加p型杂质而形成p+型半导体层11c。继而，以相同的Si3N4膜为掩膜，通过氧化而形成绝缘层11d。继而，在除去Si3N4膜之后，通过离子注入法添加n型杂质，由此形成n型半导体层11b，进而按顺序层叠电极膜11e及层间绝缘层11f。此时，以自摄像元件10的厚度方向观察，相邻的电极膜11e的端部彼此重叠的方式形成呈带状的多个电极膜11e(参照图7)。由此，在基板11g上形成元件主体11。继而，将配线13及电极14图案化于层间绝缘层11f上(主面S2上)。如此，形成图5(a)及图6所示的摄像元件10的前体10a。
继而，如图8所示，以覆盖配线13及电极14的方式在层间绝缘层11f上(主面S2上)形成平坦化膜16。平坦化膜16的厚度例如可设定为1μm～5μm左右。继而，如图9所示，通过化学机械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)使平坦化膜16的表面平坦化。由此，形成图5(b)及图9所示的摄像元件10的前体10b。此时，配线13及电极14照旧由平坦化膜16覆盖。
继而，如图5(c)所示，准备设置有贯通孔23的支撑基板20。此处，例如通过热氧化等而在贯通孔23的内壁面形成有膜厚均匀的高质量的氧化膜。继而，如图5(d)及图10所示，以主面S2与主面S3相对且一个电极14自一个贯通孔23露出的方式对摄像元件10的前体10b与支撑基板20进行定位，并接合前体10b与支撑基板20。在前体10b与支撑基板20的接合时，例如可通过常温接合将前体10b与支撑基板20相互挤压而直接接合，也可在前体10b的主面S2上涂布有树脂等的粘结剂(未图示)的状态下接合前体10b与支撑基板20。由此，如图5(e)所示，形成固体摄像装置1的前体1a。
继而，通过蚀刻或研磨等除去前体1a中的基板11g而露出p型半导体层11a。此时的自p型半导体层11a至平坦化膜16为止的厚度例如设定为10μm～30μm左右。由此，形成图5(f)及图11所示的固体摄像装置1的前体1b。继而，在固体摄像装置1的前体1b中的p型半导体层11a的表面形成AR涂层12。继而，通过使用了抗蚀剂等的蚀刻而露出电极14中的应形成镀膜25的区域。由此，形成图5(g)及图12所示的固体摄像装置1的前体1c。
继而，以覆盖所露出的电极14及支撑基板20的内壁面上的金属膜24的方式形成镀膜25。由此，形成图13所示的固体摄像装置1的前体1d。继而，在各贯通孔23内分别逐一地配置呈球状的焊球(未图示)，并通过回焊而使该焊球熔融，从而将焊料埋入至各贯通孔23内。此时，若焊球相对于贯通孔23过大，则在焊球与贯通孔23之间产生的空间变大，从而存在在通过回焊使焊球熔融时在焊料中产生气泡的情况。因此，焊球优选为具有如下程度的大小：在配置于贯通孔23内时与镀膜25中的覆盖电极14的部分接触。
继而，再次在各贯通孔23内逐一地配置焊球，并通过回焊而使该焊球熔融，从而将焊料埋入至各贯通孔23内。由此，将焊料填充至各贯通孔23内，形成导电构件30。如此，完成固体摄像装置1。
继而，将固体摄像装置1搭载于IC芯片2。具体而言，对导电构件30与IC芯片2的电极2c进行定位，并通过倒装芯片接合而接合导电构件30与电极2c。由此，固体摄像装置1与IC芯片2经由导电构件30而电连接。继而，在固体摄像装置1与IC芯片2之间填充树脂材料40。如此，完成图2所示的电子部件3。
在以上那样的本实施方式中，在接合于摄像元件10的支撑基板20的贯通孔23内埋入有导电构件30，并使导电构件30与电极14电连接。 因此，在制造固体摄像装置1时，电连接工序较为容易。因此，可容易地制造固体摄像装置1，从而可谋求成品率的提高。
此外，现有的固体摄像装置的制造方法包括：将传感器接合于支撑基板的工序；在支撑基板的另一个主面形成抗蚀图案的工序；自该另一个主面侧对支撑基板进行蚀刻而形成贯通孔的工序；以及将金属填充至该贯通孔内而形成贯通电极的工序。为了在贯通孔内形成电极时在支撑基板(贯通孔的内壁面)与电极之间确保绝缘，必需通过例如CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积法)等的方法而在贯通孔的内壁面形成膜厚均匀的高质量的氧化膜。然而，在该情况下，在获得充分的质量的绝缘膜方面难度较高，难以确保可靠性。
但是，根据本实施方式，可通过热氧化等而在支撑基板20的贯通孔23的内壁面预先形成膜厚均匀的高质量的氧化膜。因此，可在支撑基板20(贯通孔23的内壁面)与电极之间确保充分的绝缘，从而可获得可靠性较高的固体摄像装置1。
在本实施方式中，也可将第一个焊球配置于贯通孔23内并使该焊球熔融后，将第二个焊球配置于贯通孔23内并使该焊球熔融，由此将导电构件30埋入至贯通孔23内。在该情况下，使固体的焊球在配置于贯通孔23内的状态下熔融，因此与将熔融状态的导电物质流入至贯通孔23内的情况相比，几乎无导电构件30突出至贯通孔23的外部的担忧。另外，若欲使用较大的焊球而将导电构件一次地埋入至贯通孔内，则存在在导电构件内残留气泡的情况。然而，在该情况下，由于分两次将导电构件30埋入至贯通孔23内，因此在导电构件30内残留气泡的担忧极少。
在本实施方式中，在将导电构件30埋入至贯通孔23内时使用焊球。因此，可容易地将焊球配置于贯通孔23内。
在本实施方式中，在电极14及金属膜24上形成有镀膜25。因此，可经由镀膜25而将导电构件30更可靠地连接于电极14。
在本实施方式中，贯通孔23随着自主面S3朝向主面S4而扩大直径。因此，在形成导电构件30时，易于将导电构件30配置于贯通孔23内。另外，在将导电构件30埋入至贯通孔23时，在使用焊球的情况下，焊球在贯通孔23内稳定。
在本实施方式中，在支撑基板20上设置多个贯通孔23，且一个电极14(镀膜25)对应于一个贯通孔23。因此，在形成导电构件30时，仅通过在该贯通孔23内逐一地配置焊球构件并进行回焊，从而可简单地将导电构件30与电极14联系起来。
在本实施方式中，固体摄像装置1还包括覆盖层间绝缘层11f的表面及配线13的平坦化膜16。因此，摄像元件10的表面通过平坦化膜16而被平坦化，因而摄像元件10与支撑基板20的接合变得更可靠。
以上，对本发明的实施方式进行了详细的说明，但是，本发明并不限定于上述实施方式。例如，上述实施方式中通过CMP而使平坦化膜16平坦化，但在通过粘结剂等贴附摄像元件10与支撑基板20的情况下，由于与常温接合的情况相比较不太要求接合面的平坦性，因此也可不通过CMP将平坦化膜16平坦化。
在上述实施方式中，在光电转换部11的主面S2上设置有平坦化膜16，但也可不设置平坦化膜16。
在上述实施方式中，贯通孔23随着自主面S3朝向主面S4而扩大直径，但贯通孔23的开口的大小也可在其延伸方向上固定。另外，贯通孔23也可随着自主面S3朝向主面S4而缩小直径。
在上述实施方式中，在固体摄像装置1与IC芯片2之间填充有树脂材料40，但也可不填充树脂材料40。
在上述实施方式中，在将导电构件30埋入至贯通孔23内时使用球状的焊球，但也可使用一部分呈球面的导电体、或者呈例如长方体形状、筒形状、圆柱形状、角柱形状、多面体形状等球状以外的形状的导电体。
在上述实施方式中，作为固体摄像装置，以CCD型固体摄像装置为例进行了说明，但本发明并不限定于CCD型固体摄像装置，当然可应用于以CMOS型固体摄像装置为代表的各种背面照射型受光元件阵列。
符号的说明
1…固体摄像装置、2…IC芯片、3…电子部件、10…摄像元件、11…光电转换部、14…电极、16…平坦化膜、20…支撑基板、23…贯通 孔、24…金属膜、25…镀膜、30…导电构件、40…树脂材料、S1、S2、S3、S4…主面。
Claims (15)
1.一种固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
包括：
第1工序，其准备摄像元件，该摄像元件包含入射能量线的第1主面、与所述第1主面相对且配置有至少一个电极的第2主面、及对入射的能量线进行光电转换而产生信号电荷的光电转换部；
第2工序，其准备设置有至少一个沿厚度方向延伸的贯通孔且具有相互相对的第3及第4主面的支撑基板；
第3工序，其以所述第2主面与所述第3主面相对且一个所述电极自一个所述贯通孔露出的方式对所述摄像元件与所述支撑基板进行定位，并接合所述摄像元件与所述支撑基板；及
第4工序，其在所述第3工序之后，以导电构件的一部分成为相较于所述支撑基板的所述第4主面更向外侧突出的状态并且与所述电极电连接的方式将所述导电构件埋入至所述贯通孔内，
所述导电构件的所述一部分的表面呈现相较于所述第4主面更朝向外侧的凸面状，
所述第1工序中所准备的所述摄像元件的所述电极及所述第2主面由平坦化膜覆盖，
在所述第3工序之后且所述第4工序之前，以所述电极的表面的至少一部分露出的方式除去所述平坦化膜的一部分。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述平坦化膜由TEOS构成。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述第4工序中，将具有导电性的第1导电体配置于所述贯通孔内并使该第1导电体熔融，由此将所述导电构件埋入至所述贯通孔内。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述第1导电体为焊球。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述第4工序中，将具有导电性的第1导电体配置于所述贯通孔内并使该第1导电体熔融后，将具有导电性的第2导电体配置于所述贯通孔内并使该第2导电体熔融，由此将所述导电构件埋入至所述贯通孔内。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述第1及第2导电体均为焊球。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述第3工序之后且所述第4工序之前在所述电极上形成镀膜。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述贯通孔随着自所述第3主面朝向所述第4主面而扩大直径。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述贯通孔的内壁面形成有金属膜。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，
还具有：
第5工序，在所述第4工序之后，通过倒装芯片接合而将所述导电构件与IC芯片的电极接合；及
第6工序，在所述第5工序之后，在所述支撑基板的所述第4主面与所述IC芯片之间填充树脂材料。
11.一种固体摄像装置，其特征在于，
包括：
摄像元件，其包含入射能量线的第1主面、与所述第1主面相对且配置有至少一个电极的第2主面、及对入射的能量线进行光电转换而产生信号电荷的光电转换部；
支撑基板，其设置有沿厚度方向延伸的贯通孔且具有相互相对的第3及第4主面，并以所述第3主面与所述第2主面相对且一个所述电极自一个所述贯通孔露出的方式与所述摄像元件接合；
导电构件，其埋入于所述贯通孔内并与所述各电极电连接；及
平坦化膜，其覆盖所述第2主面，
所述导电构件的一部分相较于所述支撑基板的所述第4主面更向外侧突出，
所述导电构件的所述一部分的表面呈现相较于所述第4主面更朝向外侧的凸面状，
所述电极的表面的至少一部分从所述平坦化膜露出。
12.如权利要求11所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述平坦化膜由TEOS构成。
13.如权利要求11所述的固体摄像装置，其特征在于，
在所述电极上形成有镀膜。
14.如权利要求11所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述贯通孔随着自所述第3主面朝向所述第4主面而扩大直径。
15.如权利要求11至14中任一项所述的固体摄像装置，其特征在于，
在所述贯通孔的内壁面形成有金属膜。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101425524A (zh) * | 2002-12-13 | 2009-05-06 | 索尼株式会社 | 固态成像装置及其制造方法 |
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| JP2004057507A (ja) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Toshiba Corp | Ｘ線検出装置、貫通電極の製造方法及びｘ線断層撮影装置 |
| JP2005108991A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Seiko Epson Corp | 実装構造体、液晶表示装置および電子機器 |
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| JP4637139B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2011-02-23 | 富士フイルム株式会社 | 撮像素子及び撮像素子の製造方法 |
| EP2304783A1 (en) * | 2008-05-28 | 2011-04-06 | MVM Technologies, Inc. | Maskless process for solder bumps production |
| JP5422236B2 (ja) * | 2009-03-23 | 2014-02-19 | 株式会社東芝 | 撮像装置 |
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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