CN107255843A - 固态成像器件及其制造方法以及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及固态成像器件及其制造方法以及电子装置，固态成像器件包括：光学滤光器，在透明基板上形成有滤光器层；固态成像部件，配置成与光学滤光器相对，并在半导体基板的像素区域中排列有接收经由滤光器层入射的光的多个像素；和粘结层，设置在光学滤光器与固态成像部件之间并将它们粘贴在一起，其中滤光器层是由具有高折射率的多个介电层和具有低折射率的多个介电层交替地层叠而成的介电多层膜，并且粘结层设置成至少与光学滤光器的透明基板以及滤光器层发生接触，以及固态成像部件包括布线层，设置在半导体基板上，包括焊盘电极，通过导电层电连接至设置在固态成像部件的与入射侧相反的一侧上的凸块，绝缘层设置在半导体基板和导体层之间。

Description

固态成像器件及其制造方法以及电子装置
本申请是申请日为2012年02月15日、申请号为201210033393.7、发明名称为“固态成像器件及其制造方法以及电子装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及固态成像器件及其制造方法。此外，本公开涉及包括所述固态成像器件的例如相机等电子装置。
背景技术
例如数码摄像机或者数码相机等电子装置包括固态成像器件。例如，电子装置包括作为固态成像器件的CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器芯片或者CCD(电荷耦合器件)图像传感器芯片。
在固态成像器件中，多个像素在成像面上配置成阵列形状。在各像素中，设置有光电转换部。光电转换部是例如光电二极管。光电转换部在受光面上接收经由包括外部成像透镜的光学系统入射的光，并光电地转换所述光以生成信号电荷。
固态成像器件是以例如芯片级封装的形式制成的。具体说，粘贴玻璃基板，使之与硅晶片的设置有多个固态成像部件(传感器部件)的一个表面相对。设置分隔壁，来以粘结材料分割彼此邻接的固态成像部件，以粘贴玻璃基板。在硅晶片中形成通硅孔，以在硅晶片的一个表面与另一表面之间配线。当在另一表面上形成隆起后，实施切制加工来将硅晶片减小至芯片尺寸。因此，固态成像器件以芯片级封装的形式被制成。
在固态成像器件中，为了改善所拾取图像的像质，在外部成像透镜与成像面之间设置光学滤光器。例如，作为光学滤光器配置用于截止可见光以外的红外线的红外线截止滤光器。这使得能够改善色彩再现性。
例如，在粘贴于芯片级封装中的玻璃基板的一个表面上沉积多层膜，来提供红外线截止滤光器层，由此使玻璃基板用作红外线截止滤光器(见，例如JP-A-2001-203913(例如，[0014]段))。
为了满足可见光的光谱特性，通过例如在玻璃基板的一个表面上沉积30-60个层来形成膜，从而形成包括多层膜的红外线截止滤光器层。因此，玻璃基板可能因成膜引起的应力而发生翘曲。
因此，可能难以将设置有包括多层膜的红外线截止滤光器层的玻璃基板与设置有像素的硅晶片粘贴在一起。此外，在形成通硅孔时的搬运和卡夹中可能发生问题。
特别地，当在等于或者大于8英寸平方的大型玻璃基板上设置包括多层膜的红外线截止滤光器层时，易于出现大翘曲。例如，当使用12英寸玻璃基板时，出现数毫米的翘曲。这样，当使用大型玻璃基板时，上述缺点的发生变得明显。
当设置了包括多层膜的红外线截止滤光器层时，红外线截止滤光器层可能由于制造工艺中的冲击而剥离。
特别地，当包括多层膜的红外线截止滤光器层被设置在玻璃基板的粘贴至硅晶片的表面的相反侧的表面上时，在搬运和卡夹时可能在红外线截止滤光器层上发生划伤。当透镜被粘结至芯片级封装时，包括多层膜的红外线截止滤光器层可能从与玻璃基板的界面剥离。当玻璃基板在设置有红外线截止滤光器层的表面上得到支承的同时进行搬运和卡夹时，空气可能从红外线截止滤光器层的图案发生泄漏。因此，可能难以改善制造效率。
此外，当红外线截止滤光器包括其它部件时，由于使用了不同的部件，成本可能增加。整个红外线截止滤光器的厚度可能增大。
如上所述，当使用设置有包括多层膜的红外线截止滤光器层的玻璃基板时，不容易制造器件。可能难以改善制造效率。此外，器件的可靠性可能恶化。此外，可能难以降低器件的成本，以及减小器件的尺寸。
发明内容
因此，希望提供一种固态成像器件、固态成像器件的制造方法和电子装置，其使得能够实现制造效率的改善、成本的降低、可靠性的改善以及尺寸的减小。
本公开的一个实施例涉及一种固态成像器件，其包括：在透明基板上形成有滤光器层的光学滤光器；固态成像部件，配置成与所述光学滤光器相对，并且其中在半导体基板的像素区域中排列有接收经由所述滤光器层入射的光的多个像素；和粘结层，设置在所述光学滤光器与所述固态成像部件之间，并将所述光学滤光器与所述固态成像部件粘贴在一起。所述滤光器层是在其中交替地层叠有具有高折射率的多个介电层和具有低折射率的多个介电层的介电多层膜。所述滤光器层形成为在透明基板的与固态成像部件相对一侧的表面上覆盖与像素区域相对应的部分以及定位成围绕像素区域的区域的一部分。所述粘结层设置成在所述固态成像部件和所述光学滤光器的彼此相对的表面的周缘部分中，至少与所述透明基板上未被所述滤光器层覆盖的部分以及所述滤光器层的周缘部分发生接触。
另一实施例涉及固态成像器件的制造方法，其包括以下步骤：通过在透明基板上形成滤光器层来形成光学滤光器；通过在半导体基板的像素区域中设置接收光的多个像素来形成固态成像部件；通过在彼此相对的所述光学滤光器与所述固态成像部件之间设置粘结层来将所述光学滤光器与所述固态成像部件粘贴在一起，以使所述像素接收经由所述滤光器层入射的光。在形成光学滤光器的步骤中，通过将由具有高折射率的多个介电层和具有低折射率的多个介电层交替地层叠而成的介电多层膜设置成在所述透明基板的与所述固态成像部件相对的一侧的表面上覆盖与所述像素区域相对应的部分以及定位成围绕所述像素区域的区域的一部分，来形成所述滤光器层。在将所述光学滤光器与所述固态成像部件粘贴在一起的步骤中，通过将所述粘结层设置成在所述透明基板的与所述半导体基板相对的表面的周缘部分中，至少与未被所述滤光器层覆盖的部分以及所述滤光器层的周缘部分发生接触，来将所述光学滤光器与所述固态成像部件粘贴在一起。
在本公开的实施例中，滤光器层是通过在透明基板的与固态成像部件相对一侧的表面上以介电多层膜覆盖与像素区域相对应的部分以及定位成围绕像素区域的区域的一部分而形成的。通过将所述粘结层设置成在所述透明基板上的与所述半导体基板相对的表面的周缘部分中，至少与未被所述滤光器层覆盖的部分以及所述滤光器层的周缘部分发生接触，来将所述光学滤光器与所述固态成像部件粘贴在一起。
根据本公开的实施例，能够提供这样一种固态成像器件、固态成像器件的制造方法和电子装置，其使得能够实现制造效率的改善、成本的降低、可靠性的改善以及尺寸的减小。
附图说明
图1是本公开第一实施例中的相机的构造的构造图；
图2是本公开第一实施例中的固态成像器件的主要部分构造的图；
图3是本公开第一实施例中的固态成像器件的主要部分构造的图；
图4是本公开第一实施例中的传感器部件的整体构造的图；
图5是本公开第一实施例中的传感器部件的主要部分构造的图；
图6是本公开第一实施例中像素P的图；
图7是本公开第一实施例中像素P的图；
图8是本公开第一实施例中的彩色滤光器CF的图；
图9A-9C是在本公开第一实施例中当从像素P读取信号时向各单元供给的脉冲信号的时序图；
图10是用于说明本公开第一实施例中的固态成像器件的制造方法的图；
图11是用于说明本公开第一实施例中的固态成像器件的制造方法的图；
图12是用于说明本公开第一实施例中的红外线截止滤光器的制造方法的图；
图13是本公开第一实施例中进行切制前的红外线截止滤光器的上表面的图；
图14是本公开第一实施例的比较示例中的固态成像器件的图；
图15是本公开第二实施例中的固态成像器件的主要部分的图；
图16是用于说明本公开第三实施例中的红外线截止滤光器的制造方法的图；
图17是本公开第四实施例中的固态成像器件的主要部分的图；
图18是用于说明本公开第四实施例中的红外线截止滤光器的制造方法的图；
图19是本公开第五实施例中的固态成像器件的主要部分的图；
图20是本公开第五实施例中的固态成像器件的主要部分的图；而
图21是本公开第五实施例中的固态成像器件的主要部分的图。
具体实施方式
以下将参考附图说明本公开的实施例。
对实施例的说明按下述顺序进行。
1.第一实施例(空腔结构)
2.第二实施例(无腔结构)
3.第三实施例(层叠多个对准图案以形成滤光器层)
4.第四实施例(滤光器层呈锥形)
5.第五实施例(三维安装结构)
6.其它
<1.第一实施例>
[1]装置构造
(1-1)相机的主要部分构造
图1是本公开第一实施例中的相机40的构造的构造图。
如图1所示，相机40包括固态成像器件1、光学系统42、控制单元43和信号处理单元44。各单元在以下按顺序说明。
固态成像器件1在成像面PS上接收经由光学系统42作为目标图像入射的入射光H，并光电地转换入射光H，从而生成信号电荷。固态成像器件1基于从控制单元43输出的控制信号得到驱动。固态成像器件1读取信号电荷，并将信号电荷作为电信号输出。
光学系统42包括例如调焦透镜和光阑等光学构件，并将入射光H会聚在固态成像器件1的成像面PS上。
控制单元43向固态成像器件1和信号处理单元44输出各种控制信号，并进行控制以驱动固态成像器件1和信号处理单元44。
信号处理单元44对从固态成像器件1输出的电信号实施信号处理，从而生成例如彩色数字图像。
(1-2)固态成像器件的主要部分构造
下面说明固态成像器件1的主要部分构造。
图2和3是根据本公开的第一实施例中的固态成像器件1的主要部分构造的图。
图2是透视图。图3是截面图。图2和3示意性地示出了固态成像器件1的构造。
如图2和3所示，固态成像器件1在本实施例中包括传感器部件100、红外线截止滤光器300和粘结层501。
如图2和3所示，传感器部件100和红外线截止滤光器300配置成彼此相对。
如图3所示，在传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的中心部分设置有中空空腔部600。粘结层501设置在传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的周缘部分。传感器部件100和红外线截止滤光器300通过粘结层501粘贴在一起。
下面对包括在固态成像器件1中的各单元依次进行说明。
(a)传感器部件100
对包括在固态成像器件1中的传感器部件100进行说明。
如图2和3所示，在固态成像器件1中，传感器部件100包括半导体基板101。例如，半导体基板101由单晶硅形成。在半导体基板101的与红外线截止滤光器300相对的表面上设置有像素区域PA和周边区域SA。在传感器部件100中，像素区域PA中的像素接收经由红外线截止滤光器300和空腔部600从上方入射的可见光范围中的入射光H，并将入射光H作为电信号输出。
如后面详细描述的，在像素区域PA的像素中，如图3所示，设置有微型透镜ML。传感器部件100通过粘结层501与红外线截止滤光器300贴合。
(a-1)传感器部件100的整体构造
图4是本公开第一实施例中的传感器部件100的整体构造的图。在图4中，示出了传感器部件100的上表面。
在传感器部件100中，如图4所示，像素区域PA设置在半导体基板101的中心部分。像素区域PA形成为矩形形状。沿水平方向x和垂直方向y各自配置有多个像素P。
在传感器部件100中，如图4所示，周边区域SA定位成围绕像素区域PA。在周边区域SA中，设置有外围电路。
具体说，如图4所示，垂直驱动电路13、列电路14、水平驱动电路15、外部输出电路17、定时发生器(TG)18和快门驱动电路19设置成外围电路。各单元基于从控制单元43(见图1)输入的控制信号得到驱动，并且成像操作得到执行。
如图4所示，垂直驱动电路13在周边区域SA中设置于像素区域PA的侧部。垂直驱动电路13以行单位选择像素区域PA中的像素P并驱动像素P。
如图4所示，列电路14在周边区域SA中设置于像素区域PA的下端。列电路14以列单位对从像素P输出的信号实施信号处理。列电路14包括CDS(相关双重取样)电路(未示出)，并实施用于去除固定模式噪音的信号处理。
如图4所示，水平驱动电路15电气地连接至列电路14。水平驱动电路15包括例如移位寄存器，并向外部输出电路17顺次地输出在列电路14中为像素P的每个列存储的信号。
如图4所示，外部输出电路17电气地连接至列电路14。外部输出电路17对从列电路14输出的信号实施信号处理，然后向外输出信号。外部输出电路17包括AGC(自动增益控制)电路17a和ADC电路17b。在外部输出电路17中，在AGC电路17a向信号施加增益后，ADC电路17b将信号从模拟信号转换成数字信号，并向外输出信号。
如图4所示，定时发生器18电气地连接至垂直驱动电路13、列电路14、水平驱动电路15、外部输出电路17和快门驱动电路19。定时发生器18生成各种定时信号，并向垂直驱动电路13、列电路14、水平驱动电路15、外部输出电路17和快门驱动电路19输出定时信号，以对各单元进行驱动控制。
快门驱动电路19以行单位选择像素P，并调节像素P中的曝光时间。
(a-2)传感器部件100的主要部分构造
图5是本公开第一实施例中的传感器部件100的主要部分构造的图。图5示出了传感器部件100的截面的一部分。
在传感器部件100中，如图5所示，在半导体基板101的前表面(上表面)上设置有配线层111。配线层111是多层配线层，包括多条导线111h和绝缘层111z。配线层111通过交替层叠导线111h和绝缘膜而形成。各导线111h设置成被绝缘层111z覆盖。在配线层111中，在周边区域SA中设置有衬垫电极PAD。
在传感器部件100中，如图5所示，在半导体基板101的后表面(下表面)上依次设置有绝缘层400和导电层401。在导电层401的下表面上设置有隆起(bump)402。
在传感器部件100中，在像素区域PA中，如图5所示，在半导体基板101的内部设置有光电二极管21。在像素区域PA中，在配线层111的上表面上依次设置有彩色滤光器CF和微型透镜ML。光电二极管21、彩色滤光器CF和微型透镜ML设置在设置于像素区域PA中的多个像素P的每一个中。光电二极管21接收经由微型透镜ML、彩色滤光器CF和配线层111从半导体基板101的前表面侧入射的入射光H。换言之，本实施例中的固态成像器件是“前侧照射型”的图像传感器芯片。像素P的详情将在后面说明。
在传感器部件100中，在周边区域SA中，如图5所示，设置有贯穿半导体基板101的通路孔VH。换言之，设置有通硅孔(through silicon via)。通路孔VH形成为暴露出设置于配线层111中的衬垫电极PAD的下表面。导电层401经由绝缘层400涂覆在通路孔VH的内部。在绝缘层400中形成有开口，以暴露衬垫电极PAD的下表面的一部分。导电层401形成为掩埋绝缘层400的开口，并电气地连接至衬垫电极PAD。在周边区域SA中，包括在图4所示外围电路中的各半导体部件形成在半导体基板101上。然而，各半导体部件未在图5中示出。
(a-3)像素P的构造
图6和7是本公开第一实施例中的像素P的图。
图6是像素P的俯视图。图7是像素P的电路构造的图。
如图6和7所示，像素P除图5所示光电二极管21之外还包括像素晶体管Tr。像素晶体管Tr传送晶体管22、放大晶体管23、选择晶体管24和复位晶体管25。像素晶体管Tr实施从光电二极管21读取信号电荷的操作。
在像素P中，配置多个光电二极管21以对应于图4所示的多个像素P。换言之，在成像面(xy平面)上，光电二极管21沿水平方向x和垂直于水平方向x的垂直方向y中的每一者并排设置。例如，光电二极管21包括电荷蓄积区域(未示出)，在其中n型杂质扩散到半导体基板101的内部。扩散有p型杂质的孔蓄积区域(未示出)被形成，以抑制在n型电荷蓄积区域的上表面侧与下表面侧的界面上发生暗电流。
如图6所示，围绕像素P配置有电气地分离多个像素P的像素分离部PB。光电二极管21设置在由像素分离部PB分隔开的区域中。例如，像素分离部PB的通过在半导体基板101(见图4和5等)中扩散p型杂质而形成的。
如图7所示，光电二极管21的阳极是接地的。蓄积在光电二极管21中的信号电荷(电子)被像素晶体管Tr读取，并作为电信号向垂直信号线27输出。具体说，如图6所示，光电二极管21经由传送晶体管22连接至放大晶体管23的栅极。在光电二极管21中，蓄积的信号电荷作为传送晶体管22的输出信号传送至与放大晶体管23的栅极连接的浮动扩散部(floating diffusion)FD。
在像素P中，配置有多个像素晶体管Tr以对应于图4所示的多个像素P。例如，如图6所示，像素晶体管Tr形成在分离半导体基板101上的像素P的像素分离部PB中。
虽然图4中未示出，像素晶体管Tr设置在半导体基板101上被配线层111覆盖的表面上。包括在像素晶体管Tr中的晶体管22-25是N沟道(N-channel)MOS晶体管。晶体管22-25的栅极是使用例如多晶硅形成的。晶体管22-25被配线层111覆盖。
在像素晶体管Tr中，传送晶体管22将光电二极管21生成的信号电荷传送至浮动扩散部FD。具体说，如图7所示，传送晶体管22设置成介于光电二极管21与浮动扩散部FD之间。当传送信号TG从传送线26传至传送晶体管22的栅极并且传送晶体管22接通时，传送晶体管22将光电二极管21蓄积的信号电荷传送至浮动扩散部FD。
在像素晶体管Tr中，放大晶体管23放大由传送晶体管22传送的信号电荷生成的信号，并输出信号。具体说，如图7所示，放大晶体管23的栅极连接至浮动扩散部FD。放大晶体管23的漏极(drain)连接至电源电位供给线Vdd，而放大晶体管23的源极(source)连接至选择晶体管24。当选择晶体管24被选择成接通时，从恒定电流源I向放大晶体管23供给恒定电流，并且放大晶体管23作为源极跟随器操作。因此，一选择信号SEL被供给至选择晶体管24，由此由传送的信号电荷生成的信号在放大晶体管23中得到放大。
在像素晶体管Tr中，选择晶体管24基于选择信号SEL从像素P向垂直信号线27输出电信号。具体说，如图7所示，选择晶体管24的栅极连接至选择信号SEL被供给至的地址线28。当选择晶体管24被供给选择信号SEL并且接通时，如上所述地被放大晶体管23放大的输出信号得以输出至垂直信号线27。
在像素晶体管Tr中，复位晶体管25使放大晶体管23的栅极电位复位。具体说，如图7所示，复位晶体管25的栅极连接至复位信号RST被供给至的复位线29。复位晶体管25的漏极连接至电源电位供给线Vdd，而复位晶体管25的源极连接至浮动扩散部FD。当复位信号从复位线29供给至复位晶体管25的栅极并且复位晶体管25接通时，复位晶体管25经由浮动扩散部FD使放大晶体管23的栅极电位复位至电源电位。
在图7中示出的例如传送线26、地址线28、垂直信号线27和复位线29等线相当于包括在图5所示配线层111中的导线111h。
如上所述，在像素P中，设置有彩色滤光器CF和微型透镜ML。
在像素P中，彩色滤光器CF使入射光H着色，并将入射光H透射至半导体基板101的受光面JS。例如，彩色滤光器CF是通过以下方法形成的：通过例如旋转涂覆方法等涂覆方法涂布包含有着色颜料和光致抗蚀树脂的涂布液体以形成涂覆膜，然后以光刻技术对涂覆膜进行图案加工。
图8是本公开第一实施例中的彩色滤光器CF的图。在图8中，示出了彩色滤光器CF的上表面。
如图8所示，彩色滤光器CF包括红色滤光器层CFR、绿色滤光器层CFG和蓝色滤光器层CFB。红色滤光器层CFR、绿色滤光器层CFG和蓝色滤光器层CFB是彼此邻接的。红色滤光器层CFR、绿色滤光器层CFG和蓝色滤光器层CFB中的任一个设置成对应于多个像素P中的每一个。
如图8所示，红色滤光器层CFR、绿色滤光器层CFG和蓝色滤光器层CFB并排配置成拜耳阵列BH。换言之，多个绿色滤光器层沿对角方向并排配置以形成棋盘模式。红色滤光器层CFR和蓝色滤光器层CFB相对于多个绿色滤光器层CFG沿对角方向并排配置。
在像素P中，如图5所示，微型透镜ML设置在彩色滤光器CF的上表面上。微型透镜ML是位于受光面JS上方的凸透镜，其中心形成为比边缘厚。微型透镜ML将入射光H会聚到光电二极管21的受光面JS上。例如，微型透镜ML是使用折射率约为1.6的有机树脂材料形成的。微型透镜ML是通过以光刻技术对感光树脂膜进行图案加工然后以回流处理将感光树脂膜变形成透镜形状而形成的。此外，微型透镜ML还可以通过在透镜材料膜上形成具有透镜形状的抗蚀膜然后实施回蚀(etch-back)处理而形成。
图9A-9C是在本公开第一实施例中当从像素P读取信号时向各单元供给的脉冲信号的时序图。图9A表示选择信号SEL，图9B表示复位信号RST，而图9C表示传送信号TG(见图7)。
首先，如图9A-9C所示，在第一时刻t1，选择信号被改变成高电平，以将选择晶体管24设定成导通状态。在第二时刻t2，复位信号被改变成高电平，以将复位晶体管25设定成导通状态。因此，放大晶体管23的栅极电位被复原。
接下来，在第三时刻t3，复位信号被改变成低电平，以将复位晶体管25设定成非导通状态。然后，对应于复原电平的电压被读出至列电路14。
在第四时刻t4，传送信号被改变成高电平，以将传送晶体管22设定成导通状态。蓄积在光电二极管21中的信号电荷被传送至浮动扩散部FD。
在第五时刻t5，传送信号被改变成低电平，以将传送晶体管22设定成非导通状态。然后，与蓄积的信号电荷的量相对应的信号电平的电压被读出至列电路14。
列电路14使在先读出的复原电平和在后读出的信号电平受到差分处理，并蓄积信号。因此，例如由为每一个像素P设置的晶体管的Vth的波动所引起的固定模式噪音得到抵销。
由于晶体管22、24和25的栅极是以包括沿水平方向x并排配置的多个像素P的行单位连接的，所以如上所述的用于驱动像素的操作是对以行单位并排配置的多个像素P同时进行的。具体说，像素是根据垂直驱动电路13所供给的选择信号，以水平线(像素行)单位沿垂直方向顺次地选出的。各像素的晶体管受控于从定时发生器18输出的各种定时信号。因此，各像素P中的输出信号经由垂直信号线27对于每个像素列被读出至列电路14。
列电路14所蓄积的信号被水平驱动电路15选择并顺次地输出至外部输出电路17。
(b)红外线截止滤光器300
对包括在固态成像器件1中的红外线截止滤光器300进行说明。
如图2和3所示，在固态成像器件1中，红外线截止滤光器300包括玻璃基板301。在玻璃基板301中，在与传感器部件100相对的表面上设置有红外线截止滤光器层311。
如图2和3所示，红外线截止滤光器层311设置在玻璃基板301的中心部分。红外线截止滤光器层311在平面形状上呈矩形。红外线截止滤光器层311形成为在玻璃基板301上覆盖与传感器部件100的像素区域PA相对应的整个区域。红外线截止滤光器层311还形成为在玻璃基板301上覆盖与传感器部件100的周边区域SA相对应的区域的一部分。
换言之，红外线截止滤光器层311形成为在玻璃基板301上覆盖比与传感器部件100的像素区域PA相对应的区域大的区域。红外线截止滤光器层311还形成为在玻璃基板301上，在不覆盖与传感器部件100相对的整个区域的情况下，覆盖比相对区域小的区域。
红外线截止滤光器层311是介电多层膜。具体说，在红外线截止滤光器层311中，具有高折射率的介电层和具有低折射率的介电层交替地层叠。红外线截止滤光器层311通过各层的干涉作用来反射和截止红外区域中的光，从而选择性地透射可见区域中的光。
(c)粘结层501
对包括在固态成像器件1中的粘结层501进行说明。
如图3所示，粘结层501设置在传感器部件100与红外线截止滤光器300彼此相对的表面的周缘部分。换言之，粘结层501设置成围绕传感器部件100与红外线截止滤光器300之间的空腔部600，并将传感器部件100和红外线截止滤光器300粘贴在一起。
在本实施例中，粘结层501在红外线截止滤光器300的玻璃基板301上设置成与未覆盖有红外线截止滤光器层311的周缘部分发生接触。同时，粘结层501在红外线截止滤光器300上设置成与红外线截止滤光器层311的周缘部分发生接触。具体说，粘结层501设置成与红外线截止滤光器层311的侧端面以及红外线截止滤光器层311的与传感器部件100相对的表面的侧端发生接触。
(2)制造方法
以下说明用于制造固态成像器件1的制造方法的主要部分。
图10和11是用于说明本公开第一实施例中的固态成像器件的制造方法的图。
图10和11依次示出了固态成像器件的制造步骤。
在本实施例中，如图10和11所示，经由步骤(a)到(f)，分割在其上设置有多个固态成像器件1的大圆盘状的晶片，以制造一个固态成像器件1。
对各步骤的详情进行说明。
(a)传感器部件100的形成
首先，如图10中的步骤(a)所示地形成传感器部件100。
如图10中的步骤(a)所示，在大半导体晶片101W(硅晶片)上设置多个传感器部件100。
具体说，在半导体晶片101W上的设置有多个固态成像器件的区域CA的每一个中，适当地设置例如像素P等各单元，以提供多个传感器部件100。
(b)红外线截止滤光器300的形成
接下来，如图10中的步骤(b)所示地形成红外线截止滤光器300。
如图10中的步骤(b)所示，在大玻璃晶片301W上形成多个红外线截止滤光器300。
具体说，在玻璃晶片301W的与传感器部件100相对的表面上，在设置有多个固态成像器件的区域CA的每一个中设置红外线截止滤光器层311，以形成多个红外线截止滤光器300。
例如，将与半导体晶片101W具有相同线膨胀系数的玻璃晶片用作玻璃晶片301W。例如，将与半导体晶片101W具有相同线膨胀系数值(CTE＝3.2ppm)并且厚度为500μm的玻璃晶片用作玻璃晶片301W。此外，与半导体晶片101W具有相近的线膨胀系数值(CTE＝2.9-3.5ppm)的玻璃晶片也被适当地使用。
红外线截止滤光器层311是在以下状态下设置的：玻璃晶片301W在玻璃晶片301W的与传感器部件100相对的表面的相反侧的表面上被制造装置支承。换言之，玻璃晶片301W是在玻璃晶片301W的设置有红外线截止滤光器层311的表面的相反侧的表面上得到支承的。例如，玻璃晶片301W被真空卡盘、静电卡盘或者机械卡盘支承。玻璃晶片301W在该表面上得到支承并被搬运。
图12是用于说明在本公开的第一实施例中用于形成红外线截止滤光器300的制造方法的图。
图12依次示出了用于形成红外线截止滤光器300的步骤。
在本实施例中，如图12所示，红外线截止滤光器层311经由步骤(a1)-(a3)形成在玻璃晶片301W上。换言之，红外线截止滤光器层311是通过升离(lift-off)方法形成的。
具体说，首先，如图12中的步骤(a1)所示，设置光致抗蚀图案(photoresistpattern)PR。
光致抗蚀图案PR形成为定位在玻璃晶片301W的上表面上的形成有红外线截止滤光器层311的区域以外的区域的上方。
例如，在玻璃晶片301W的上表面上形成感光树脂膜(未示出)后，通过光刻技术对感光树脂膜(未示出)进行图案加工，以形成光致抗蚀图案PR。
在本实施例中，光致抗蚀图案PR形成为在靠近玻璃晶片301W的一侧具有小宽度并随着远离玻璃晶片301W而逐渐具有较大宽度的截面形状。换言之，光致抗蚀图案PR形成为使得其截面形成为逆向锥形。
例如，光致抗蚀图案PR形成为满足下述条件。
光致抗蚀图案PR的条件
厚度：6.5μm到11μm(厚度有必要大于作为红外线截止滤光器层311通过层叠30-60个层而形成的3的厚度。介电多层膜的各层需要具有1/4λ的厚度。当平均时，每个层的厚度为150nm(600nm/4)。因此，介电多层膜的厚度为4.5μm到9μm。光致抗蚀图案PR适当地形成为比介电多层膜的厚度厚约2μm。)
倾斜角度：87°到89°
材料：升离用抗蚀剂
光致抗蚀图案PR间的距离：50μm到800μm(因为切制后的残留宽度是粘结强度必需的。切制前，切制街宽(street width)30μm到100μm+(min 50到300×2))
如图12中的步骤(a2)所示，形成红外线截止滤光器层311。
红外线截止滤光器层311形成为覆盖玻璃晶片301W的形成有光致抗蚀图案PR的上表面。因此，红外线截止滤光器层311形成在光致抗蚀图案PR的上表面上以及玻璃晶片301W的上表面上。
具体说，形成由高折射率层和低折射率层交替地层叠的介电多层膜，以形成红外线截止滤光器层311。
例如，高折射率层是使用例如TiO2、Ta2O5或Nb2O5等材料形成的。低折射率层是使用例如SiO2或MgF2等材料形成的。例如，层叠30-60层的高折射率层和低折射率层，以形成红外线截止滤光器层311。例如，高折射率层和低折射率层是通过例如真空气相沉积方法、离子辅助沉积、离子镀覆方法或者溅射方法等物理成膜方法形成的。
接下来，如图12中的步骤(a3)所示，去除光致抗蚀图案PR。
去除在上表面上如上所述地形成有红外线截止滤光器层311的光致抗蚀图案PR。因此，红外线截止滤光器层311在玻璃晶片301W的上表面上形成为期望的图案。具体说，如图3所示，红外线截止滤光器层311形成为在玻璃基板301粘贴至传感器部件100时，在与玻璃基板301相对的表面上覆盖与像素区域PA相对应的部分以及周边区域SA的一部分。
图13是本公开的第一实施例中在其上形成有红外线截止滤光器层311的玻璃晶片的上表面的图。图13示出了切制前的红外线截止滤光器300的上表面。在图13中，形成有红外线截止滤光器层311的部分由黑色示出，而未形成有红外线截止滤光器层311的部分由白色示出。
如图13所示，红外线截止滤光器层311设置在玻璃晶片301W的上表面上设置有多个固态成像器件的区域CA的每一个中。多个红外线截止滤光器层311中的每一个形成为在红外线截止滤光器层311之间存在有间隙。
如图13所示，可以在玻璃晶片301W的周缘形成用于对齐的切口图案NC。例如，切口图案NC适当地形成为与用于形成传感器部件100的硅晶片的形状相同的形状。因此，在硅晶片与切口图案NC对齐时，不需要特殊的记号检测。换言之，能够通过装置的对齐机构经由通过外形的定位和旋转的检测来对齐硅晶片与切口图案NC。能够以廉价的装置构造来进行对齐，不用对每个模型改变对齐方法。
(c)传感器部件100和红外线截止滤光器300的贴合
接下来，如图10中的步骤(c)所示，将传感器部件100与红外线截止滤光器300粘贴在一起。
将设置有红外线截止滤光器300的玻璃晶片301W的顶底翻转。然后，将被支承着的半导体晶片101W的上表面与玻璃晶片301W的设置有红外线截止滤光器层311的下表面设定成彼此相对。然后，将半导体晶片101W与玻璃晶片301W对齐并粘贴在一起。换言之，将玻璃基板301与半导体基板101对齐并粘贴在一起，以使多个红外线截止滤光器300中的每一个与多个传感器部件100中的每一个彼此对应。
具体说，在设置有多个固态成像器件的区域CA的每一个中，将传感器部件100与红外线截止滤光器300粘贴在一起，使得中空空腔部600被设置在传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的中心部分。
在设置有多个固态成像器件的区域CA的每一个中，通过在传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的周缘部分设置粘结层501，来将传感器部件100与红外线截止滤光器300粘贴在一起。
例如，在将粘结层501形成为网格形状以在半导体晶片101W的表面上分割设置有多个固态成像器件的区域CA后，使玻璃晶片301W对齐并与半导体晶片101W贴合。
例如，粘结层501形成为满足下述条件。
粘结层501的条件
厚度：10μm到70μm(实际上为50μm。因为如果粘结层501薄则会出现因衍射引起的干涉条纹)
宽度：至少约200μm
材料：感光性丙烯酸环氧粘结剂
因此，如图3所示，粘结层501设置在彼此相对的传感器部件100与红外线截止滤光器300之间，以使像素在传感器部件100与红外线截止滤光器300被粘贴在一起的状态下，接收经由红外线截止滤光器层311和空腔部600入射的光。换言之，在该步骤中，通过使粘结层501与作为玻璃基板301的与半导体基板101相对的表面的周缘部分的、未被红外线截止滤光器层311覆盖的部分以及红外线截止滤光器层311的周缘部分发生接触，来将传感器部件100与红外线截止滤光器300粘贴在一起。
(d)翻转
接下来，如图11中的步骤(d)所示，将被粘贴在一起的传感器部件100与红外线截止滤光器300的顶底翻转。
进行翻转，以使传感器部件100的与红外线截止滤光器300相对的表面的相反侧的表面面向上方。在红外线截止滤光器300的设置有红外线截止滤光器层311的表面的相反侧的表面上，通过制造装置支承被粘贴在一起的传感器部件100和红外线截止滤光器300。换言之，被粘贴在一起的传感器部件100和红外线截止滤光器300在玻璃晶片301W的下表面得到支承。
(e)隆起402的形成
接下来，如图11中的步骤(e)所示，形成隆起402。
隆起402形成在传感器部件100的与红外线截止滤光器300相对的表面的相反侧的表面上。换言之，隆起402形成在半导体晶片101W的与玻璃晶片301W相对的表面的相反侧的表面上。
具体说，在形成隆起402前，在被包括于传感器部件100中的半导体基板101中形成通路孔VH，以暴露衬垫电极PAD的表面。在设置了绝缘层400和导电层401后，使用金属材料形成隆起402(见图5)。
(f)切制
接下来，如图11中的步骤(f)所示，对传感器部件100和红外线截止滤光器300实施切制，以将传感器部件100和红外线截止滤光器300分割成多个固态成像器件1。
切制是在多个固态成像器件1间的划线(scribe)区域中实施的，以将设置有多个固态成像器件1的晶片状物体分割成各个固态成像器件1。切制是对于被粘贴在一起的玻璃晶片301W和半导体晶片101W实施的，以分割成多个固态成像器件1。
这样，通过进行切制，将半导体晶片101W分割成多个半导体基板101并将玻璃晶片301W分割成多个玻璃基板301，从而完成固态成像器件1。
(3)结论
如上所述，在本实施例的固态成像器件中，在红外线截止滤光器300中，红外线截止滤光器层311形成在玻璃基板301上。传感器部件100配置成与红外线截止滤光器300相对。接收经由红外线截止滤光器层311入射的光的多个像素排列在半导体基板101的像素区域PA中。粘结层501设置在红外线截止滤光器300与传感器部件100之间，以将红外线截止滤光器300与传感器部件100粘贴在一起。
红外线截止滤光器层311是在其中交替地层叠有具有高折射率的多个介电层和具有低折射率的多个介电层的介电多层膜。红外线截止滤光器层311形成为在玻璃基板301的与传感器部件100相对的一侧的表面上，覆盖与像素区域PA相对应的部分以及定位成围绕像素区域PA的周边区域SA的一部分。粘结层501在传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的周缘部分中，与玻璃基板301上未被红外线截止滤光器层311覆盖的部分以及红外线截止滤光器层311的周缘部分发生接触。
图14是本公开第一实施例的比较示例中的固态成像器件的图。与图3相似，图14是截面图，并示意性地示出了固态成像器件的构造。
如图14所示，在该比较示例中，如第一实施例中那样，红外线截止滤光器300的红外线截止滤光器层311设置在玻璃基板301的中心部分。粘结层501设置成与玻璃基板301上未被红外线截止滤光器层311覆盖的周缘部分发生接触。然而，与第一实施例中的粘结层501不同，该粘结层501不设置成与红外线截止滤光器层311的周缘部分发生接触。换言之，粘结层501不设置与红外线截止滤光器层311的侧端面以及红外线截止滤光器层311的与传感器部件100相对的表面的侧端发生接触。
因此，在比较示例中，红外线截止滤光器层311未通过粘结层501固定至玻璃基板301。因此，红外线截止滤光器层311可能从玻璃基板301剥离。拾取的图像的像质可能因剥离的红外线截止滤光器层311而恶化。特别地，当像素尺寸微小化(例如，1.4μm平方)时，像质恶化的影响严重，上述缺点易于出现。
另一方面，在本实施例中，如图3所示，粘结层501设置成与红外线截止滤光器层311的周缘部分发生接触，并将红外线截止滤光器层311固定至玻璃基板301。
因此，在本实施例中，能够适当地防止红外线截止滤光器层311从玻璃基板301剥离。
此外，由于红外线截止滤光器层311的侧端不处于暴露状态，所以红外线截止滤光器层311不易受到包括在室外空气中的水分的影响。因此，能够适当地防止剥离。
在本实施例中，在形成红外线截止滤光器300的步骤中，红外线截止滤光器层311是通过升离方法形成在玻璃基板301上的。因此，在本实施例中，如图12中的步骤(a2)所示，红外线截止滤光器层311不连续地形成在玻璃晶片301W的表面上，不是连续地覆盖玻璃晶片301W的整个表面。因此，能够抑制在玻璃基板301中发生翘曲。
在本实施例中，红外线截止滤光器层311形成在玻璃基板301的与半导体基板101相对的一侧。因此，玻璃基板301的未形成有红外线截止滤光器层311的表面发生暴露，而玻璃基板301的形成有红外线截止滤光器层311的表面不暴露。因此，能够防止由于制造工艺中的处理而在红外线截止滤光器层311上发生划伤。
此外，在本实施例中，在形成红外线截止滤光器300的步骤中，与形成在半导体基板101上的切口形状(未示出)相同的切口图案，在形成红外线截止滤光器层311的同时形成在玻璃基板301上。在粘贴步骤中，半导体基板101与玻璃基板301是使用半导体基板101的切口形状和玻璃基板301的切口图案进行对齐的。
因此，在本实施例中，能够轻松地实现改善制造效率，降低成本，改善可靠性，以及减小尺寸。
<2.第二实施例>
(1)装置构造等
图15是本公开第二实施例中的固态成像器件的主要部分的图。与图3相似，图15示出了固态成像器件的截面图。
如图15所示，本实施例与第一实施例的不同之处在于粘结层501b的构造。除该差异以及与该差异有关的点外，本实施例与第一实施例相同。因此，适当地省略描述，以避免重复。
如图15所示，如第一实施例中那样，粘结层501b设置在传感器部件100与红外线截止滤光器300之间。
然而，在本实施例中，与第一实施例中的粘结层501不同，在传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的中心部分未形成空腔部600(见图3)。在本实施例中，设置低折射率层110来覆盖微型透镜ML。低折射率层110形成为使得覆盖微型透镜ML的平坦部分的厚度例如约为0.3μm到5μm。
传感器部件100在低折射率层110的上表面上通过粘结层501b与红外线截止滤光器300粘贴。粘结层501b设置在传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的整个表面上。传感器部件100和红外线截止滤光器300通过粘结层501b粘贴在一起。换言之，除传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的周缘部分之外，粘结层501b还设置在所述表面的中心部分。
具体说，粘结层501b设置成与红外线截止滤光器300的玻璃基板301的未被红外线截止滤光器层311覆盖的表面以及红外线截止滤光器层311的与传感器部件100相对的表面均发生接触。
例如，将硅氧烷、环氧或者丙烯酸粘结剂适当地用于粘结层501b。特别地，硅氧烷粘结剂是适当的，因为硅氧烷粘结剂在制造工艺中在耐热性和耐化学品行上表现优异，并且在用于固态成像器件中时在透明性和耐光性上表现优异。
在本实施例中，未形成空腔部600(见图3)。在第一实施例中的设置有空腔部600的部分中，设置了折射率高于空气的折射率的粘结层501b(例如，n＝1.4-1.6)。因此，对于微型透镜ML，适合的是使用折射率高于粘结层501b的折射率的材料来改善聚光性能。例如，适合的是使用例如SiN(n＝2.1)等高折射率材料来形成微型透镜ML。
当形成有空腔部600时，聚光是根据因微型透镜ML的折射率(例如，约1.6)与空气的折射率(1)之间的差异引起的透镜效果而发生的。然而，当整个空腔部600填充有粘结剂时，由于粘结剂的折射率(约1.5)与微型透镜ML的折射率(例如，约1.6)之间的差异小，聚光效率下降。因此，微型透镜ML是使用具有高折射率(例如，1.8-2.2)的材料形成的，而低折射率层110是使用具有低折射率(例如，1.33-1.45)的材料形成的。因此，折射率差异增大至约0.6，聚光效率能够得到改善。
(2)结论
如上所述，如第一实施例中那样，本实施例中的红外线截止滤光器层311形成为在玻璃基板301的与传感器部件100相对一侧的表面上，覆盖与像素区域PA相对应的部分以及周边区域SA的一部分。粘结层501b在传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的周缘部分中，至少与玻璃基板301的未被红外线截止滤光器层311覆盖的部分以及红外线截止滤光器层311的周缘部分发生接触。
在本实施例中，与第一实施例中的粘结层501不同，粘结层501b设置在红外线截止滤光器300和传感器部件100的彼此相对的整个表面上。换言之，固态成像器件具有无腔结构。
因此，在本实施例中，能够更适当地防止剥离的发生。特别地，能够适当地防止因热循环引起的剥离。
<3.第三实施例>
(1)制造方法等
图16是用于说明在本公开的第三实施例中用于形成红外线截止滤光器300的制造方法的图。与图12相似，图16示出了红外线截止滤光器300的截面。
如图16所示，本实施例与第一实施例的不同之处在于用于形成红外线截止滤光器300的制造方法。除该差异以及与该差异有关的点外，本实施例与第一实施例相同。因此，适当地省略描述，以避免重复。
在本实施例中，如图16所示，红外线截止滤光器层311经由步骤(a1)-(a3)形成在玻璃晶片301W上。在本实施例中，如第一和第二实施例中那样，红外线截止滤光器层311是通过升离方法形成的。
在红外线截止滤光器300的形成中，首先，如图16中的步骤(a1)所示，设置光致抗蚀图案PR。
光致抗蚀图案PR形成为定位在玻璃晶片301W的上表面上的形成有红外线截止滤光器层311的区域以外的区域的上方。
在本实施例中，光致抗蚀图案PR是通过依次层叠第一光致抗蚀图案PR1和宽于第一光致抗蚀图案PR1的第二光致抗蚀图案PR2而形成的。
例如，第一光致抗蚀图案PR1适当地形成为具有比第二光致抗蚀图案PR2的宽度小约0.5μm到5μm的宽度。第一光致抗蚀图案PR1适当地比作为红外线截止滤光器层311形成的包括30到60个层的介电多层膜厚。介电多层膜的各层需要具有1/4λ的厚度。因此，当平均时，每个层的厚度为150nm(600nm/4)。因此，介电多层膜的厚度为4.5μm到9μm。因此，第一光致抗蚀图案PR1与第二光致抗蚀图案PR2的组合厚度适当地比该厚度大达约2μm。
接下来，如图16中的步骤(a2)所示，形成红外线截止滤光器层311。
在本实施例中，如第一实施例中那样，红外线截止滤光器层311形成为覆盖玻璃晶片301W的形成有光致抗蚀图案PR的上表面。因此，红外线截止滤光器层311形成在光致抗蚀图案PR的上表面上以及玻璃晶片301W的上表面上。
接下来，如图16中的步骤(a3)所示，去除光致抗蚀图案PR。
去除在上表面上如上所述地形成有红外线截止滤光器层311的光致抗蚀图案PR。因此，红外线截止滤光器层311在玻璃晶片301W的上表面上形成为期望的图案。
(2)结论
如上所述，在本实施例中，固态成像器件构造成与第一实施例中的固态成像器件相同。
因此，在本实施例中，如第一实施例中那样，能够轻松地实现改善制造效率，降低成本，改善可靠性，以及减小尺寸。
<4.第四实施例>
(1)装置构造等
图17是本公开第四实施例中的固态成像器件的主要部分的图。与图3相似，图17示出了固态成像器件的截面。
如图17所示，本实施例与第一实施例的不同之处在于红外线截止滤光器层311d的构造。除该差异以及与该差异有关的点外，本实施例与第一实施例相同。因此，适当地省略描述，以避免重复。
如图17所示，如第一实施例中那样，红外线截止滤光器层311d设置在玻璃基板301的与传感器部件100相对的表面上。
如图17所示，与第一实施例(图3)中的红外线截止滤光器311不同，红外线截止滤光器层311d设置成使得其截面形成为锥形。
具体说，红外线截止滤光器层311d的侧端面发生倾斜，以使宽度从玻璃基板301侧朝传感器部件100侧减小。
粘结层501设置成覆盖红外线截止滤光器层311d的倾斜的侧端面。
图18是用于说明在本公开的第四实施例中用于形成红外线截止滤光器300的制造方法的图。与图12相似，图18示出了红外线截止滤光器300的截面。
在本实施例中，如图18所示，红外线截止滤光器层311d经由步骤(a1)-(a3)形成在玻璃晶片301W上。
首先，如图18中的步骤(a1)所示，形成红外线截止滤光器层311d。
红外线截止滤光器层311d在与第一实施例中的条件相同的条件下形成，以覆盖玻璃晶片301W的整个上表面。
接下来，如图18中的步骤(a2)所示，对红外线截止滤光器层311d进行图案加工。
在形成于玻璃晶片301W的整个上表面上的红外线截止滤光器层311d的上表面上形成光致抗蚀图案PRd。将光致抗蚀图案PRd用作掩模，对红外线截止滤光器层311d实施各向同性蚀刻。因此，红外线截止滤光器层311d被图案加工使得其截面形成为锥形。
例如，红外线截止滤光器层311d形成为使得锥形的倾斜角度为接近45°的角度。此外，当通过干式蚀刻进行图案加工时，红外线截止滤光器层311d形成为使得其侧面是垂直的。
接下来，如图18中的步骤(a3)所示，去除光致抗蚀图案PRd。
去除如上所述地形成在红外线截止滤光器层311d的上表面上的光致抗蚀图案PRd。因此，红外线截止滤光器层311d在玻璃晶片301W的上表面上形成为期望的图案。
(2)结论
如上所述，如第一实施例中那样，本实施例中的红外线截止滤光器层311d形成为在玻璃基板301的与传感器部件100相对一侧的表面上，覆盖与像素区域PA相对应的部分以及周边区域SA的一部分。粘结层501在传感器部件100和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的周缘部分中，与玻璃基板301的未被红外线截止滤光器层311d覆盖的部分以及红外线截止滤光器层311d的周缘部分发生接触。
在本实施例中，与第一实施例中的红外线截止滤光器层311不同，红外线截止滤光器层311d的侧端面发生倾斜，以使宽度从玻璃基板301侧朝传感器部件100侧减小。粘结层501设置成覆盖红外线截止滤光器层311d的倾斜的侧端面。
因此，在本实施例中，能够更适当地防止剥离的发生。
<5.第五实施例>
(1)装置构造等
图19、20和21是本公开第五实施例中的固态成像器件的主要部分的图。
与图2相似，图19是透视图。与图3相似，图20是截面图。图19和20示意性地示出了固态成像器件的构造。与图5相似，图21示出了固态成像器件的截面的一部分。
如图19、20和21所示，与第一实施例中的固态成像器件不同，本实施例中的固态成像器件包括逻辑电路部件200。如图21所示，本实施例与第一实施例的不同之处在于传感器部件100e的形式。本实施例与第一实施例的不同之处还在于粘结层501e的构造。除该差异以及与该差异有关的点外，本实施例与第一实施例相同。因此，适当地省略描述，以避免重复。
如图19和20所示，如第一实施例中那样，传感器部件100e和红外线截止滤光器300配置成彼此相对。
如图20所示，与第一实施例中的固态成像器件不同，在传感器部件100e和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的中心部分未形成中空空腔部600(见图3)。如第二实施例中那样，设置低折射率层110来覆盖微型透镜ML。粘结层501e设置在传感器部件100e和红外线截止滤光器300的彼此相对的整个表面上。传感器部件100e和红外线截止滤光器300通过粘结层501e粘贴在一起。与第一实施例中的粘结层501不同，粘结层501e设置在红外线截止滤光器300和传感器部件100e的彼此相对的整个表面上。换言之，如第二实施例中那样，固态成像器件具有无腔结构。
在传感器部件100e中，如图19和20所示，如第一实施例中那样，设置有像素区域PA和定位成围绕像素区域PA的周边区域SA。如第一实施例中那样，像素区域PA形成为矩形形状。沿水平方向x和垂直方向y各自配置有多个像素(未示出)。然而，在周边区域SA中，与第一实施例中的固态成像器件不同，外围电路的一部分或全部并未被设置。在本实施例中，未设置在传感器部件100e的周边区域SA中的外围电路的一部分或全部被设置在逻辑电路部件200中。在传感器部件100e的周边区域SA中，设置了图4所示的垂直驱动电路13和定时发生器18。在逻辑电路部件200中，例如，设置了图4所示的列电路14、水平驱动电路15和外部输出电路17。
如图21所示，在传感器部件100e中，在半导体基板101的前表面(下表面)上设置有配线层111。在传感器部件100e中，在像素区域PA中，在半导体基板101的内部设置有光电二极管21。与第一实施例中的固态成像器件不同，在像素区域PA中，彩色滤光器CF和微型透镜ML依次设置在半导体基板101的后表面(上表面)上。光电二极管21接收经由微型透镜ML、彩色滤光器CF和配线层111从半导体基板101的后表面侧入射的入射光H。换言之，本实施例中的固态成像器件是“背面照射型”的图像传感器芯片。
如图19和20所示，逻辑电路部件200配置在传感器部件100e的与配置有红外线截止滤光器300的表面相反的表面那侧。逻辑电路部件200电气地连接至传感器部件100e。
如图21所示，逻辑电路部件200包括半导体基板201。例如，半导体基板201由单晶硅形成，并且配置成与传感器部件100e相对。
在逻辑电路部件200中，在半导体基板201的位于传感器部件100e侧的表面上设置有半导体部件220。半导体部件220是例如MOS晶体管。虽然图中未示出，设置有多个半导体部件220以形成图4所示的外围电路。配线层211设置成覆盖半导体基板201的前表面(上表面)。配线层211是多层配线层，包括多条导线211h和绝缘层211z。配线层211通过交替层叠导线211h和绝缘膜而形成。各导线211h设置成被绝缘层211z覆盖。衬垫电极PAD设置在配线层211中。
在逻辑电路部件200中，如图21所示，在半导体基板101的后表面(下表面)上依次设置有绝缘层400和导电层401。在导电层401的下表面上设置有隆起402。
在逻辑电路部件200中，如图21所示，设置有贯穿半导体基板201的通路孔VH。换言之，设置有通硅孔。通路孔VH形成为暴露出设置于配线层211中的衬垫电极PAD的下表面。导电层401经由绝缘层400涂覆在通路孔VH的内部。在绝缘层400中形成有开口，以暴露衬垫电极PAD的下表面的一部分。导电层401形成为掩埋绝缘层400的开口，并电气地连接至衬垫电极PAD。
如图20所示，传感器部件100e和逻辑电路部件200被接合。如图21所示，传感器部件100e的配线层111与逻辑电路部件200的配线层211接合。配线层111与211通过导线电气地连接。
(2)结论
如上所述，如第一实施例中那样，本实施例中的红外线截止滤光器层311形成为在玻璃基板301的与传感器部件100e相对一侧的表面上，覆盖与像素区域PA相对应的部分以及周边区域SA的一部分。粘结层501e在传感器部件100e和红外线截止滤光器300的彼此相对的表面的周缘部分中，至少与玻璃基板301上未被红外线截止滤光器层311覆盖的部分以及红外线截止滤光器层311的周缘部分发生接触。
因此，在本实施例中，如第一实施例中那样，能够轻松地实现改善制造效率，降低成本，改善可靠性，以及减小尺寸。
在本实施例中，外围电路的一部分设置在传感器部件100e的周边区域SA中。然而，固态成像器件的构造并不局限于此。固态成像器件可以构造成将图4所示的所有外围电路均设置在逻辑电路部件200中，而不在传感器部件100e的周边区域SA中设置外围电路。此外，可以代替逻辑电路部件200设置配线板。换言之，固态成像器件可以通过层叠具有不同功能的多个半导体芯片而构成。
<6.其它>
在实施本公开时，本公开并不局限于上述实施例，可以采用各种变型。
在实施例中，当半导体器件是固态成像器件时，固态成像器件被应用于相机。然而，固态成像器件并不局限于此。固态成像器件可以应用于例如扫描仪和复印机等包括固态成像器件的其它电子装置。
在实施例中，层叠的是两个或者三个半导体芯片。然而，本公开并不局限于此。本公开可以适用于层叠四个或更多个半导体芯片时的情况。
此外，可以视情况组合上述实施例。
在实施例中，固态成像器件1相当于根据本公开的固态成像器件。在实施例中，相机40相当于根据本公开的电子装置。在实施例中，传感器部件100、100e相当于根据本公开的固态成像部件。在实施例中，半导体基板101和半导体晶片101W相当于根据本公开的半导体基板。在实施例中，红外线截止滤光器300相当于根据本公开的光学滤光器。在实施例中，玻璃基板301和玻璃晶片301W相当于根据本公开的透明基板。在实施例中，红外线截止滤光器层311、311d相当于根据本公开的滤光器层。在实施例中，粘结层501、501b和501e相当于根据本公开的粘结层。在实施例中，空腔部600相当于根据本公开的空腔部。在实施例中，像素P相当于根据本公开的像素。在实施例中，像素区域PA相当于根据本公开的像素区域。
本公开包含与均于2011年2月15日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-029963和JP 2011-029966所公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用并入本文。
本领域的技术人员应该了解的是，在所附权利要求书或其等同方案的范围内，可根据设计要求和其它因素做出各种修改、组合、子组合和变更。

Claims (22)

1.一种固态成像器件，包括：
光学滤光器，在光学滤光器的透明基板上形成有滤光器层；
固态成像部件，配置成与所述光学滤光器相对，并且其中在半导体基板的像素区域中排列有接收经由所述滤光器层入射的光的多个像素；和
粘结层，设置在所述光学滤光器与所述固态成像部件之间，并将所述光学滤光器与所述固态成像部件粘贴在一起，其中
所述滤光器层是由具有高折射率的多个介电层和具有低折射率的多个介电层交替地层叠而成的介电多层膜，并且形成为在所述透明基板的与所述固态成像部件相对的一侧的表面上，覆盖与所述像素区域相对应的部分以及覆盖围绕所述像素区域定位的周围区域的一部分，并且
所述粘结层设置成至少与所述光学滤光器的透明基板以及所述滤光器层发生接触，以及
所述固态成像部件包括布线层，所述布线层设置在半导体基板上，所述布线层在对应所述周围区域的部分中包括焊盘电极，所述焊盘电极通过导电层电连接至设置在所述固态成像部件的与入射侧相反的一侧上的凸块，绝缘层设置在半导体基板和导体层之间。
2.如权利要求1所述的固态成像器件，其中，
粘结层以非接触方式将光学滤光器和固态成像部件粘结在一起。
3.如权利要求1所述的固态成像器件，其中
粘结层设置为直接接触固体成像部件。
4.如权利要求1所述的固态成像器件，其中
粘结层设置为不直接接触固态成像部件。
5.如权利要求4所述的固态成像器件，其中
粘结层设置为通过设置在固态成像部件上的低折射率层接触固态成像部件。
6.如权利要求1所述的固态成像器件，其中
粘结层设置在所述滤光器层的底面的面对固态成像部件的一部分上。
7.如权利要求6所述的固态成像器件，其中
腔部设置在所述滤光器层的底面除了所述滤光器层的底面的所述部分的剩余部分上。
8.如权利要求1所述的固态成像器件，其中
所述粘结层设置在滤光器层的底面的面对固态成像部件的整个区域上。
9.如权利要求1所述的固态成像器件，还包括：
低折射率层设置在固态成像部件上，其中
所述固态成像部件通过低折射率层的上表面上的粘结层与光学滤光器粘结。
10.如权利要求9所述的固态成像器件，还包括：
微透镜，设置在低折射率层中，使得所述微透镜被低折射率层覆盖。
11.如权利要求9所述的固态成像器件，其中
低折射系数层的厚度大约为0.3μm至5μm。
12.如权利要求1所述的固态成像器件，其中
粘结层设置为覆盖固态成像部件和光学滤光器的整个表面。
13.如权利要求1所述的固态成像器件，其中
粘结层设置在固态成像部件和光学滤光器的表面、除了表面的周缘部的中心部中。
14.如权利要求1所述的固态成像器件，其中
所述固态成像部件包括电连接至多个像素的逻辑电路部件。
15.如权利要求1所述的固态成像器件，其中
通孔，形成为将所述周围区域中的焊盘电极暴露分离开，以及
绝缘层至少在通孔中设置在半导体基板和导电层之间。
16.如权利要求15所述的固态成像器件，其中
所述通孔包括锥形面。
17.如权利要求1所述的固态成像器件，其中
绝缘层包括在对应于焊盘电极的一部分处的开口，以及
导电层通过所述开口与焊盘电极电连接。
18.一种固态成像器件，包括：
光学滤光器，其中，滤光器层形成在光学滤光器的透明基板上；
固态成像部件，配置成与所述光学滤光器相对，并且其中在第一半导体基板的像素区域中排列有接收经由所述滤光器层入射的光的多个像素，所述固态成像部件包括设置在第一半导体基板上的第一配线层；
逻辑电路部件，层叠在固态成像部件上并包括第二半导体基板和设置在第二半导体基板上的第二配线层，第一配线层和第二配线层设置为彼此相对，
粘结层，设置在所述光学滤光器与所述固态成像部件之间，并将所述光学滤光器与所述固态成像部件粘贴在一起，其中
所述滤光器层是由具有高折射率的多个介电层和具有低折射率的多个介电层交替地层叠而成的介电多层膜，并且形成为在所述透明基板的与所述固态成像部件相对的一侧的表面上，覆盖与所述像素区域相对应的部分以及覆盖围绕所述像素区域定位的周围区域的一部分，并且
第二配线层在对应于所述周围区域的一部分中包括焊盘电极，所述焊盘电极通过导电层电连接至设置在逻辑电路部件的与入射侧相反的一侧上的凸块。
19.如权利要求18所述的固态成像器件，其中
绝缘层设置在半导体基板和导电层之间。
20.如权利要求19所述的固态成像器件，其中
通孔形成为将所述周围区域中的焊盘电极暴露分离开，以及
绝缘层至少在通孔中设置在半导体基板和导电层之间。
21.如权利要求20所述的固态成像器件，其中
所述通孔包括锥形面。
22.如权利要求19所述的固态成像器件，其中
绝缘层包括在对应于焊盘电极的一部分处的开口，以及
导电层通过所述开口与焊盘电极电连接。
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