JP2004296687A - Imaging element and its manufacturing method, imaging module and electronic apparatus - Google Patents

Imaging element and its manufacturing method, imaging module and electronic apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging module in which the size is reduced. <P>SOLUTION: The imaging module comprises a substrate 10, an imaging element 1 formed on a first surface 12 side of the substrate 10 and including a light receiving part 20 for converting light energy 72 entering from a second surface 14 side opposite to the first surface 12 side, and a wiring board 40 onto which the imaging element 1 is face down bonded. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子及びその製造方法、撮像モジュール並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【特許文献1】
特開2001−128072号公報
【0004】
【発明の背景】
CCDやCMOSセンサなどの撮像モジュールの小型化が要求されている。従来の撮像素子では、受光部はパッド(電極)の形成面と同一面に形成され、かつ、受光部側から入射する光エネルギーを変換していた。そのため、撮像素子をフェースアップ実装する場合が多く、ワイヤが必要になり小型化に限界があった。あるいは、撮像素子を基板にフェースダウン実装する形態が知られているが、その場合には受光部が基板側を向くので、透光基板又は貫通穴を有する基板を使用することが要求されるなど様々な制約があった。
【0005】
本発明の目的は、撮像モジュールの小型化を図ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る撮像素子は、基板と、前記基板の第1の面側に形成され、前記第1の面とは反対の第2の面側から入射する光エネルギーを変換する受光部と、を含む。本発明によれば、受光部が形成された側の第1の面とは反対の第2の面から入射する光エネルギーを変換する。これによれば、例えば、第1の面側にパッドが形成されている場合、フェースダウンボンディングした撮像素子の裏面(第2の面)側に光路を確保することができる。したがって、ワイヤを省略して小型化が図れるだけでなく、構造の簡素化を図ることで、信頼性の向上を図ることができる。また、基板の厚みと同一距離の光路を確保でき、所定距離の光路が必要となる場合であっても、可能な限り小型化を図ることができる。
(2)この撮像素子において、
前記基板の前記第1の面側に形成されてなるパッドをさらに含んでもよい。
(3)本発明に係る撮像素子は、基板と、前記基板の第1の面側に形成されてなるパッドと、前記第1の面とは反対の第2の面側から入射する光エネルギーを変換する受光部と、を含む。本発明によれば、パッドが形成された側の第1の面とは反対の第2の面から入射する光エネルギーを変換する。これによれば、例えば、フェースダウンボンディングした撮像素子の裏面(第2の面)側に光路を確保することができる。したがって、ワイヤを省略して小型化が図れるだけでなく、構造の簡素化を図ることで、信頼性の向上を図ることができる。
(4)この撮像素子において、
前記基板の前記第1の面上であって、少なくとも前記受光部とオーバーラップする領域に形成された第1の遮光膜をさらに含んでもよい。これによって、撮像素子のノイズの発生を防止することができる。
(5)この撮像素子において、
前記基板の前記第2の面側に設けられたマイクロレンズをさらに含んでもよい。これによって、受光部に入射する光を絞ることができ、受光部の感度が向上する。
(6)この撮像素子において、
前記マイクロレンズは、前記基板の一部であってもよい。これによれば、部品点数を少なくして構造の簡素化を図ることができる。
(7)この撮像素子において、
前記マイクロレンズは、前記基板の前記第2の面上に搭載されていてもよい。
(8)この撮像素子において、
前記基板の前記第2の面上に、前記マイクロレンズを避けて形成された第2の遮光膜をさらに含んでもよい。これによって、撮像素子のノイズの発生を防止することができる。
(9)この撮像素子において、
複数の前記マイクロレンズを含み、
前記第2の遮光膜は、隣同士の前記マイクロレンズの間を覆うように設けられていてもよい。これによって、撮像素子のノイズの発生を防止することができる。
(10)この撮像素子において、
前記基板は、半導体ウエハであってもよい。
(11)この撮像素子において、
前記基板は、半導体チップであってもよい。
(12)この撮像素子において、
前記受光部は、前記半導体チップの中央部に形成され、
前記半導体チップの端部には、前記中央部よりも厚い厚肉部が形成されてなり、
前記半導体チップの前記第2の面は、前記中央部が前記厚肉部よりも窪んで形成されていてもよい。これによれば、半導体チップの端部を補強することができるので、撮像素子の割れ及び欠けを防止することができる。
(13)この撮像素子において、
複数の前記受光部を含み、
それぞれの前記受光部は、画像センシング用に配列されていてもよい。
(14)本発明に係る撮像モジュールは、上記撮像素子と、
前記撮像素子がフェースダウンボンディングされた配線基板と、
を含む。本発明によれば、フェースダウンボンディングした撮像素子の裏面(第2の面)側に光路を確保することができる。したがって、ワイヤを省略して小型化が図れるだけでなく、構造の簡素化を図ることで、信頼性の向上を図ることができる。
(15)この撮像モジュールにおいて、
前記撮像素子と前記配線基板との間に設けられたアンダーフィル材をさらに含んでもよい。
(16)この撮像モジュールにおいて、
前記配線基板は、前記撮像素子の少なくとも前記受光部とオーバーラップする領域に第3の遮光膜を有してもよい。これによって、撮像素子のノイズの発生を防止することができる。
(17)この撮像モジュールにおいて、
前記配線基板に搭載され、前記撮像素子の上方に設けられたレンズを保持する基材をさらに含んでもよい。
(18)本発明に係る電子機器は、上記撮像モジュールを含む。
(19)本発明に係る撮像素子の製造方法は、(a)第1の面側に受光部が形成された基板を、前記第1の面とは反対の第2の面側から研削すること、
(b)前記基板の前記第2の面側にマイクロレンズを設けること、
を含む。本発明によれば、受光部が形成された側の第1の面とは反対の第2の面側にマイクロレンズを設ける。光エネルギーは、マイクロレンズ側の第2の面から基板の内部を通過して受光部に到達する。これによれば、例えば、第1の面側にパッドが形成されている場合、フェースダウンボンディングした撮像素子の裏面(第2の面)側に光路を確保することができる。したがって、ワイヤを省略して小型化が図れるだけでなく、構造の簡素化を図ることで、信頼性の向上を図ることができる。
(20)この撮像素子の製造方法において、
前記(b)工程で、前記基板をエッチングすることによって、前記マイクロレンズを形成してもよい。これによれば、部品点数を少なくして構造の簡素化を図ることができる。
(21)この撮像素子の製造方法において、
前記(b)工程は、
(b)前記基板の前記第2の面上に、開口部を有するマスクを形成すること、
(b)前記マスクの開口部によって、前記基板の前記第2の面をエッチングすること、
(b)前記マスクを除去すること、
を含んでもよい。
(22)この撮像素子の製造方法において、
(b)前記(b)工程後に、前記基板の前記第2の面を等方性エッチングすることをさらに含んでもよい。こうすることで、例えば、表面が滑らかな曲面を有するマイクロレンズを形成することができ、受光部の感度を向上させることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0008】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像モジュールを示す図である。図2は、本実施の形態に係る撮像素子を示す図である。図3〜図7は、本実施の形態に係る撮像素子の製造方法を示す図である。本実施の形態に係る撮像モジュールは、撮像素子1と、配線基板40と、を含む。
【0009】
図2に示すように、撮像素子1は、基板10と、基板10に形成された受光部(例えばフォトダイオード)20と、を含む。撮像素子1は、イメージセンサ(例えばCCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ)である。撮像素子1は、複数の受光部20を有する。受光部20は、光エネルギー72を他のエネルギー(電気信号)に変換する部分であり、エネルギー変換部(又はセンサ部)と呼ぶことができる。例えば、2次元イメージセンサであれば、2次元状に配列される複数の画素のそれぞれに対応して、複数の受光部20が画像センシングを行えるように配列されている。
【0010】
基板10は、光透過性基板である。詳しくは、基板10は、光を透過する性質を有しており、透明であっても着色されていてもよい。基板10の光透過率は、0%でなければ100%である必要はない。基板10は、半導体基板(例えばシリコン基板)であってもよい。基板10は、図2に示すように半導体チップであってもよいし、半導体ウエハ(複数の半導体チップとなる領域の集合体)であってもよい。基板10は、対向する2つの面(第1及び第2の面12,14)を有する。基板10は、直方体の形状をなしてもよい。
【0011】
基板10には、集積回路(制御回路及び受光部20を含む)が形成されている。集積回路は、基板10の第1の面12側(第1の面12付近)に形成されている。すなわち、図2に示すように、受光部20は、第1の面12側に形成されていてもよい。基板10には、集積回路に電気的に接続されたパッド(電極)22が形成されている。パッド22は、基板10の第1の面12側に薄く平らに形成されてもよい。パッド22は、アルミニウム系又は銅系の金属で形成されてもよい。パッド22上にバンプ24が形成されてもよく、その場合、パッド22及びバンプ24が撮像素子1の電極となる。複数のパッド22のそれぞれが、基板(例えば半導体チップ)10の端部に形成されてもよい。詳しくは、基板10の複数辺(例えば対向する2辺又は4辺)に沿って、パッド22を配列してもよい。複数のパッド22は、複数の受光部20を囲むように形成されてもよい。図2に示す例では、受光部20は基板10の中央部に形成され、パッド22は基板10の端部に形成されている。
【0012】
基板10が半導体チップである場合、半導体チップの端部には、中央部よりも厚い厚肉部16が形成されてもよい。詳しくは、半導体チップ(基板10)の第2の面14は、中央部が厚肉部16よりも窪んでいる。半導体チップ(基板10)の第1の面12は、中央部(薄肉部)及び厚肉部16が面一になっている。厚肉部16は、半導体チップ(基板10)の外周を囲むように形成されてもよい。これによれば、基板10の端部を補強することができるので、撮像素子の割れ及び欠けを防止することができる。
【0013】
基板10の第1の面12上には、保護膜(パッシベーション膜(例えばシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜))18が形成されている。パッド22は、保護膜18から露出している。保護膜18は、受光部20を覆っている。本実施の形態では、受光部20は、第1の面12とは反対の第2の面14側から入射する光エネルギー72を変換するので、保護膜18は、必ずしも光透過性を有する必要はない。逆に、保護膜18は、遮光性(集積回路(受光部20)が反応する波長の光を遮断する性質)を有する遮光膜であることが好ましい。こうすることで、撮像素子のノイズの発生を防止することができる。遮光膜は、光を吸収又は反射する。あるいは、図2に示すように、保護膜18とは別にして、基板10の第1の面12上であって、少なくとも受光部20とオーバーラップする領域に遮光膜(第1の遮光膜)28が形成されてもよい。遮光膜28は、保護膜18上に形成され、金属膜(例えばアルミニウム系金属)又は樹脂層などで形成することができる。
【0014】
撮像素子1は、複数のマイクロレンズ26を含む。マイクロレンズ26は、複数の受光部20のそれぞれに対応して設けられ、図2に示すように受光部20に入射する光を絞ることができる。マイクロレンズ26は、凸型レンズであってもよい。マイクロレンズ26の表面は、滑らかな曲面であってもよいが、光を屈折させることができればその表面形状は限定されない。マイクロレンズ26は、基板10の第2の面14側(詳しくは中央部)に設けられている。すなわち、本実施の形態では、受光部20は、第2の面14側から入射する光を受光する。図2に示すように、マイクロレンズ26は、基板10の一部であってもよい。すなわち、基板10の第2の面14がマイクロレンズアレイとなっている。図2に示す例では、マイクロレンズ26は、基板10の厚肉部16で囲まれた中央部に配置されている。
【0015】
撮像素子1がカラー表示の場合には、基板10にはカラーフィルタ(図示しない)が設けられる。カラーフィルタは、複数の受光部20のそれぞれに対応して設けられる。マイクロレンズ26と受光部20との間にカラーフィルタを形成してもよい。カラーフィルタは、基板10に直接形成してもよい。
【0016】
基板10の第2の面14上に、遮光膜(第2の遮光膜)30が形成されてもよい。遮光膜の内容は上述した通りである。遮光膜30は、マイクロレンズ26を避けて形成されている。詳しくは、遮光膜30は、複数のマイクロレンズ26の周囲(例えば厚肉部16上)に形成されている。隣同士のマイクロレンズ26の間が離れている場合には、遮光膜30によって隣同士のマイクロレンズ26の間も覆ってもよい。あるいは、隣同士のマイクロレンズ26が接していてもよく、その場合には、遮光膜30は、複数のマイクロレンズ26の周囲に形成すればよい。
【0017】
本実施の形態に係る撮像素子によれば、受光部20が形成された側の第1の面12とは反対の第2の面14から入射する光エネルギー72を変換する。光エネルギー72は、第2の面14から基板10の内部を通過して受光部20に到達する。これによれば、撮像素子の裏面(第2の面14)側で光路を確保するので、設計自由度が大幅に向上し、後述する撮像モジュール又は電子機器の小型化を図ることが可能になる。例えば、第1の面12側にパッド22が形成されている場合、フェースダウンボンディングした撮像素子1の裏面(第2の面14)側に光路を確保することができる。したがって、ワイヤを省略して小型化が図れるだけでなく、構造の簡素化を図ることで、信頼性の向上を図ることができる。また、基板10の厚みと同一距離の光路を確保でき、所定距離の光路が必要となる場合であっても、可能な限り小型化を図ることができる。
【0018】
次に、撮像モジュールについて説明する。本実施の形態に係る撮像モジュールは、イメージセンサモジュールである。
【0019】
配線基板40は、基板(ベース基板)42と、基板42上に形成された配線パターン44と、を含む。基板42は、リジッド基板であってもフレキシブル基板であってもよい。本実施の形態では、配線基板40とは反対側から入射する光エネルギー72を変換するので、基板42は、光透過性を有する必要はなく、逆に遮光性を有する材料で形成されてもよい。このことは、配線パターン44についても同様である。配線パターン44は、基板42の一方の面に形成され、メッキ技術、露光技術などの周知技術を適用して形成することができる。配線パターン44は、複数の電気的接続部(例えばランド)を有する。配線基板40は、遮光膜(第3の遮光膜)46を有してもよい。遮光膜46は、撮像素子1の少なくとも受光部20とオーバーラップする領域に設けられる。遮光膜46は、図1に示すように基板42の内部に形成されてもよく、あるいは、基板42のいずれかの面上に形成されてもよい。遮光膜46は、金属膜であってもよい。なお、遮光膜のその他の内容は上述した通りである。
【0020】
撮像素子1は、配線基板40にフェースダウンボンディングされている。詳しくは、パッド22(バンプ24)及び受光部20が形成された側の第1の面12が、配線基板40の面に対向している。これによれば、フェースダウンボンディングした撮像素子1の裏面(第2の面14)側に光路を確保することができる。撮像素子1と配線基板40との間に、アンダーフィル材(封止材)48が設けられてもよい。アンダーフィル材48は、撮像素子1の第1の面12の全体を覆うように設けてもよい。アンダーフィル材48が遮光性を有すると、撮像素子のノイズの発生を防止できるので好ましい。
【0021】
撮像モジュールは、基材50を含む。基材50は、撮像素子1の外装であり、筐体と呼ぶこともできる。基材50は、遮光性を有する材料(例えば樹脂又は金属)で形成されることが好ましい。基材50は、射出成形によって形成してもよい。基材50は、撮像素子1を囲むように配線基板40に取り付けられている。基材50は、配線基板40に接着材料68によって接着されてもよい。基材50は、レンズ52を保持する。基材50及びレンズ52を撮像光学系と呼ぶことができる。基材50は、後述するように相互に分離できる複数の部材で構成してもよいし、1つの部材で一体的に構成してもよい。
【0022】
基材50は、第1及び第2の部分54,56を含む。第1の部分54には、レンズ52が取り付けられている。すなわち、第1の部分54は、レンズフォルダである。詳しくは、第1の部分54は、第1の穴58を有し、第1の穴58内にレンズ52を保持している。レンズ52は、第1の部分54の内側に形成されたねじ(図示せず)によって、第1の穴58内に固定されてもよい。レンズ52は、撮像素子1の上方に設けられている。
【0023】
図1に示すように、第2の部分56は、第2の穴60を有し、第2の穴60内に第1の部分54を保持している。第1及び第2の穴58,60は、相互に連通した1つの貫通穴を構成する。第2の穴60内に撮像素子1が配置されてもよい。第1の部分54の外側と第2の部分56の第2の穴60の内側には、第1及び第2のネジ62,64が形成され、これらによって、第1及び第2の部分54,56が連結されている。そして、第1及び第2のネジ62,64によって、第1の部分54は、第2の部分56における第2の穴60の軸方向に沿って位置調整可能になっている。こうして、レンズ52の焦点を調整することができる。
【0024】
撮像モジュールは、光学フィルタ66を含む。光学フィルタ66は、特定の波長の光(例えば可視光)のみを透過するもの又は特定の波長の光(例えば可視光)に対して損失が小さいものであってもよい。光学フィルタ66は、光エネルギー72が通過する位置に設けられる。図1に示すように、光学フィルタ66は、基材50(例えば第2の穴60)に取り付けられてもよい。あるいは、光学フィルタ66は、撮像素子1の第2の面14に取り付けられてもよい。あるいは、レンズ52が光学フィルタ66の機能を備えていてもよい。光学フィルタ66には、反射防止膜(ARコート)、赤外線遮蔽膜(IRコート)などの光学機能膜が形成されている。
【0025】
配線基板40の端部からフレキシブル基板70が延出してもよい。例えば、フレキシブル基板70を介して、配線基板40を他の回路基板(例えばマザーボード)に電気的に接続してもよい。あるいは、配線基板40がマザーボードであってもよい。配線基板40には、他の電子部品(図示しない)が搭載されてもよい。電子部品として、能動部品(集積回路を内蔵した半導体チップ等)、受動部品(抵抗器、コンデンサ等)、機能部品(フィルタ等の入力信号特性を変化させる部品)、接続部品(フレキシブル基板、コネクタ、スイッチ等)、変換部品(センサ等の入力信号を異なるエネルギー系に変換する部品)等がある。
【0026】
次に、撮像素子の製造方法について説明する。本実施の形態では、図3に示すように基板100を用意する。基板100は、半導体ウエハであってもよい。詳しくは、基板100には、複数のグループの受光部20と、複数のグループのパッド22とが形成されている。図1に示すように、受光部20及びパッド22は、基板100の第1の面12側に形成されている。
【0027】
図4に示すように、基板100を第2の面14側から研削する。すなわち、基板100を集積回路(受光部20)側とは反対側から研削する。基板100をステージに載せ、研削ツール80の砥石によって、基板100を研削する。基板100を研磨してもよい。基板100の薄型化を図ることによって、基板100の内部を通過する光エネルギー72に対して、受光部20の感度が向上する。
【0028】
次に、図5(A)〜図7に示すように、マイクロレンズ26を形成する。マイクロレンズ26は、基板100の第2の面側に形成する。本実施の形態では、基板100をエッチングすることによって、基板100の一部をマイクロレンズ26として加工する。これによれば、部品点数を少なくして構造の簡素化を図ることができる。なお、図5(A)〜図7では、基板100の一部(半導体チップとなる領域)が示されている。
【0029】
まず、図5(A)及び図5(B)に示すように、エッチングのためのマスク110を形成する。例えば、図5(A)に示すように、マスク(例えばシリコン酸化膜)110を、例えばCVD法などにより第2の面14の全体に形成し、マスク110上にレジスト120を形成する。レジスト120は、開口部122を有する。フォトリソグラフィ技術を適用して、レジスト120をパターニングすることで、開口部122を形成してもよい。そして、図5(B)に示すように、マスク110のうち、レジスト120の開口部122から露出する部分をエッチングして、マスク110をパターニングする。レジスト120は、マスク110をパターニングした後に除去する。マスク110は、レジスト120の開口部122に対応する位置に開口部112を有する。
【0030】
図5(C)に示すように、基板100のうち、マスク110の開口部112から露出する部分をエッチングして、凹部102を形成する。エッチングは、化学的手段、物理的手段又はそれらの組み合わせによるものであってもよい。エッチングは、ガスを使用するドライエッチングであってもよいし、溶液を使用するウエットエッチングであってもよい。本工程では、基板10の深さ方向に対して幅方向のエッチングが抑制される異方性エッチングを適用することが好ましい。こうすることで、マイクロレンズ26の加工寸法の微細化を図ることができる。なお、エッチング深さは、マイクロレンズ26の形状に対応して決めればよい。
【0031】
図6は基板100の斜視図であり、図5(D)は図6のVD−VD線断面図である。図5(D)に示すように、基板100からマスク110を除去する。こうして、基板100の第2の面14に、複数の凸部104を形成する。凸部104は、複数の受光部20のそれぞれに対応して形成される。図6に示すように、それぞれの凸部104の平面形状は、四角形であってもよいし、あるいは円形であってもよい。凹部102は基板100の中央部に形成され、これによって、基板100の端部には厚肉部16が形成される。
【0032】
必要があれば、図7に示すように、複数の凸部104の表面を削ってもよい。例えば、基板100の第2の面14を等方性エッチングすることで、それぞれの凸部104の表面を滑らかな曲面にしてもよい。こうすることで、受光部20の感度がさらに向上する。
【0033】
その後、必要に応じて、基板10に遮光膜28,30を形成する(図2参照)。遮光膜28,30は、金属膜であってもよく、例えばスパッタリング法、真空蒸着法などによって所定部分に形成してもよい。なお、本実施の形態に係る撮像素子の製造方法のその他の内容は、上述から導くことができる。
【0034】
(第2の実施の形態)
図8は、本発明の第2の実施の形態に係る撮像素子を示す図である。本実施の形態では、マイクロレンズ126は、基板10の第2の面14上に搭載されている。すなわち、マイクロレンズ126は、基板10とは別体であってもよい。マイクロレンズ126は、光透過性を有し、例えばシリコン基板で形成してもよい。撮像素子がカラー表示の場合には、カラーフィルタ(図示しない)が第2の面14上に設けられ、カラーフィルタ上に平坦化層(図示しない)が設けられ、その上に複数のマイクロレンズ126が搭載されてもよい。隣同士のマイクロレンズ126は、離れずに接していてもよい。このような加工寸法が微細なマイクロレンズ126は、射出成形によって形成することができる。その場合、遮光膜30は、複数のマイクロレンズ126の周囲に形成される。あるいは、マイクロレンズ126は、エッチング技術を適用して形成してもよい。なお、マイクロレンズのその他の事項は、周知技術を適用することができる。
【0035】
本発明の実施の形態に係る電子機器として、図9に示すノート型パーソナルコンピュータ1000は、撮像モジュールが組み込まれたカメラ1100を有する。また、図10に示すデジタルカメラ2000は撮像モジュールを有する。さらに、図11(A)及び図11(B)に示す携帯電話3000は、撮像モジュールが組み込まれたカメラ3100を有する。
【0036】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像モジュールを示す図である。
【図2】図2は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像素子を示す図である。
【図3】図3は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像素子の製造方法を示す図である。
【図4】図4は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像素子の製造方法を示す図である。
【図5】図5(A)〜図5(D)は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像素子の製造方法を示す図である。
【図6】図6は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像素子の製造方法を示す図である。
【図7】図7は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像素子の製造方法を示す図である。
【図8】図8は、本発明の第2の実施の形態に係る撮像素子を示す図である。
【図9】図9は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図10】図10は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図11】図11(A)及び図11(B)は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
1…撮像素子 10…基板 16…厚肉部 18…保護膜 20…受光部
22…パッド 24…バンプ 26…マイクロレンズ 28…遮光膜
30…遮光膜 40…配線基板 42…基板 44…配線パターン
46…遮光膜 48…アンダーフィル材 50…基材 52…レンズ
72…光エネルギー 100…基板 110…マスク 112…開口部
126…マイクロレンズ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging device and a method for manufacturing the same, an imaging module, and electronic equipment.
[0002]
[Prior art]
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-128072 A
BACKGROUND OF THE INVENTION
There is a demand for miniaturization of imaging modules such as CCD and CMOS sensors. In the conventional imaging device, the light receiving unit is formed on the same surface as the surface on which the pad (electrode) is formed, and converts light energy incident from the light receiving unit side. Therefore, in many cases, the image sensor is mounted face-up, and a wire is required, which limits the size reduction. Alternatively, a form in which an image sensor is mounted face down on a substrate is known. In that case, since the light receiving portion faces the substrate side, it is required to use a light transmitting substrate or a substrate having a through hole. There were various restrictions.
[0005]
An object of the present invention is to reduce the size of an imaging module.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
(1) An image sensor according to the present invention includes a substrate and a light receiving unit formed on a first surface side of the substrate and configured to convert light energy incident from a second surface side opposite to the first surface. And According to the present invention, the light energy incident from the second surface opposite to the first surface on which the light receiving portion is formed is converted. According to this, for example, when a pad is formed on the first surface side, it is possible to secure an optical path on the back surface (second surface) side of the image sensor that has been face-down bonded. Therefore, not only the size can be reduced by omitting the wires, but also the reliability can be improved by simplifying the structure. Further, an optical path at the same distance as the thickness of the substrate can be ensured, and even if an optical path at a predetermined distance is required, the size can be reduced as much as possible.
(2) In this imaging device,
The semiconductor device may further include a pad formed on the first surface side of the substrate.
(3) The image pickup device according to the present invention includes a substrate, a pad formed on the first surface side of the substrate, and light energy incident from a second surface side opposite to the first surface. And a light receiving unit for conversion. According to the present invention, light energy incident from a second surface opposite to the first surface on which the pad is formed is converted. According to this, for example, an optical path can be secured on the back surface (second surface) side of the image sensor that has been face-down bonded. Therefore, not only the size can be reduced by omitting the wires, but also the reliability can be improved by simplifying the structure.
(4) In this imaging device,
The light-emitting device may further include a first light-shielding film formed on the first surface of the substrate, at least in a region overlapping with the light receiving unit. As a result, it is possible to prevent noise from occurring in the image sensor.
(5) In this imaging device,
The semiconductor device may further include a microlens provided on the second surface side of the substrate. Thereby, the light incident on the light receiving unit can be reduced, and the sensitivity of the light receiving unit is improved.
(6) In this imaging device,
The microlens may be a part of the substrate. According to this, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified.
(7) In this imaging device,
The microlens may be mounted on the second surface of the substrate.
(8) In this imaging device,
A second light-shielding film may be further formed on the second surface of the substrate so as to avoid the microlenses. As a result, it is possible to prevent noise from occurring in the image sensor.
(9) In this imaging device,
Including a plurality of said micro lenses,
The second light-shielding film may be provided so as to cover between the adjacent microlenses. As a result, it is possible to prevent noise from occurring in the image sensor.
(10) In this imaging device,
The substrate may be a semiconductor wafer.
(11) In this imaging device,
The substrate may be a semiconductor chip.
(12) In this imaging device,
The light receiving unit is formed at a central portion of the semiconductor chip,
At the end of the semiconductor chip, a thick portion thicker than the central portion is formed,
The second surface of the semiconductor chip may be formed such that the central portion is recessed from the thick portion. According to this, since the end of the semiconductor chip can be reinforced, it is possible to prevent the image sensor from cracking and chipping.
(13) In this imaging device,
Including a plurality of the light receiving units,
Each of the light receiving units may be arranged for image sensing.
(14) An imaging module according to the present invention includes:
A wiring board on which the image sensor is face-down bonded,
including. According to the present invention, it is possible to secure an optical path on the back surface (second surface) side of the image sensor that has been face-down bonded. Therefore, not only the size can be reduced by omitting the wires, but also the reliability can be improved by simplifying the structure.
(15) In this imaging module,
The image processing apparatus may further include an underfill material provided between the imaging device and the wiring board.
(16) In this imaging module,
The wiring substrate may include a third light-shielding film at least in a region overlapping with the light-receiving unit of the image sensor. As a result, it is possible to prevent noise from occurring in the image sensor.
(17) In this imaging module,
The image display device may further include a base material mounted on the wiring substrate and holding a lens provided above the image sensor.
(18) An electronic device according to the present invention includes the imaging module.
(19) In the method of manufacturing an image sensor according to the present invention, (a) grinding a substrate having a light receiving portion formed on a first surface side from a second surface side opposite to the first surface. ,
(B) providing a microlens on the second surface side of the substrate;
including. According to the present invention, the microlens is provided on the second surface side opposite to the first surface on which the light receiving section is formed. The light energy passes through the inside of the substrate from the second surface on the microlens side and reaches the light receiving section. According to this, for example, when a pad is formed on the first surface side, it is possible to secure an optical path on the back surface (second surface) side of the image sensor that has been face-down bonded. Therefore, not only the size can be reduced by omitting the wires, but also the reliability can be improved by simplifying the structure.
(20) In this method of manufacturing an imaging device,
In the step (b), the microlens may be formed by etching the substrate. According to this, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified.
(21) In this method of manufacturing an image sensor,
The step (b) comprises:
(B 1 ) forming a mask having an opening on the second surface of the substrate;
(B 2) by the opening of the mask, etching the second surface of the substrate,
(B 3 ) removing the mask;
May be included.
(22) In this method of manufacturing an image sensor,
(B 4) the (b 3) after the step may further include isotropically etching said second surface of said substrate. By doing so, for example, a microlens having a smooth curved surface can be formed, and the sensitivity of the light receiving unit can be improved.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an imaging module according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the image sensor according to the present embodiment. 3 to 7 are diagrams illustrating a method for manufacturing the imaging device according to the present embodiment. The imaging module according to the present embodiment includes the imaging device 1 and the wiring board 40.
[0009]
As shown in FIG. 2, the image sensor 1 includes a substrate 10 and a light receiving unit (for example, a photodiode) 20 formed on the substrate 10. The imaging device 1 is an image sensor (for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor). The image sensor 1 has a plurality of light receiving units 20. The light receiving unit 20 is a unit that converts the light energy 72 into another energy (electric signal), and can be called an energy conversion unit (or a sensor unit). For example, in the case of a two-dimensional image sensor, a plurality of light receiving units 20 are arranged so as to be able to perform image sensing corresponding to a plurality of pixels arranged two-dimensionally.
[0010]
The substrate 10 is a light transmissive substrate. Specifically, the substrate 10 has a property of transmitting light, and may be transparent or colored. The light transmittance of the substrate 10 need not be 100% unless it is 0%. The substrate 10 may be a semiconductor substrate (for example, a silicon substrate). The substrate 10 may be a semiconductor chip as shown in FIG. 2, or may be a semiconductor wafer (an aggregate of regions to be a plurality of semiconductor chips). The substrate 10 has two opposing surfaces (first and second surfaces 12 and 14). The substrate 10 may have a rectangular parallelepiped shape.
[0011]
An integrated circuit (including a control circuit and a light receiving unit 20) is formed on the substrate 10. The integrated circuit is formed on the first surface 12 side of the substrate 10 (near the first surface 12). That is, as shown in FIG. 2, the light receiving section 20 may be formed on the first surface 12 side. Pads (electrodes) 22 electrically connected to the integrated circuit are formed on the substrate 10. The pad 22 may be formed thin and flat on the first surface 12 side of the substrate 10. The pad 22 may be formed of an aluminum-based or copper-based metal. A bump 24 may be formed on the pad 22. In that case, the pad 22 and the bump 24 serve as electrodes of the image sensor 1. Each of the plurality of pads 22 may be formed at an end of the substrate (for example, a semiconductor chip) 10. Specifically, the pads 22 may be arranged along a plurality of sides (for example, two or four opposing sides) of the substrate 10. The plurality of pads 22 may be formed so as to surround the plurality of light receiving units 20. In the example shown in FIG. 2, the light receiving unit 20 is formed at the center of the substrate 10, and the pad 22 is formed at an end of the substrate 10.
[0012]
When the substrate 10 is a semiconductor chip, a thick part 16 thicker than the central part may be formed at the end of the semiconductor chip. More specifically, the center of the second surface 14 of the semiconductor chip (substrate 10) is more concave than the thick portion 16. The first surface 12 of the semiconductor chip (substrate 10) has a central portion (thin portion) and a thick portion 16 flush with each other. The thick part 16 may be formed so as to surround the outer periphery of the semiconductor chip (substrate 10). According to this, since the end of the substrate 10 can be reinforced, it is possible to prevent the image sensor from cracking and chipping.
[0013]
On the first surface 12 of the substrate 10, a protective film (passivation film (for example, silicon oxide film or silicon nitride film)) 18 is formed. The pad 22 is exposed from the protective film 18. The protection film 18 covers the light receiving unit 20. In the present embodiment, since the light receiving unit 20 converts the light energy 72 incident from the second surface 14 opposite to the first surface 12, the protective film 18 does not necessarily need to have light transmittance. Absent. Conversely, the protective film 18 is preferably a light-shielding film having a light-shielding property (a property of blocking light having a wavelength to which the integrated circuit (the light receiving unit 20) reacts). By doing so, it is possible to prevent noise from occurring in the image sensor. The light shielding film absorbs or reflects light. Alternatively, as shown in FIG. 2, separately from the protective film 18, a light-shielding film (first light-shielding film) is provided on the first surface 12 of the substrate 10 and at least in a region overlapping with the light receiving unit 20. 28 may be formed. The light-shielding film 28 is formed on the protective film 18 and can be formed of a metal film (for example, an aluminum-based metal) or a resin layer.
[0014]
The imaging device 1 includes a plurality of micro lenses 26. The microlenses 26 are provided corresponding to the plurality of light receiving units 20, respectively, and can narrow the light incident on the light receiving units 20 as shown in FIG. The micro lens 26 may be a convex lens. The surface of the micro lens 26 may be a smooth curved surface, but the surface shape is not limited as long as it can refract light. The micro lens 26 is provided on the second surface 14 side (specifically, the center) of the substrate 10. That is, in the present embodiment, light receiving section 20 receives light incident from second surface 14 side. As shown in FIG. 2, the microlens 26 may be a part of the substrate 10. That is, the second surface 14 of the substrate 10 is a micro lens array. In the example shown in FIG. 2, the microlens 26 is disposed at a central portion surrounded by the thick portion 16 of the substrate 10.
[0015]
When the image sensor 1 performs color display, the substrate 10 is provided with a color filter (not shown). The color filters are provided corresponding to each of the plurality of light receiving units 20. A color filter may be formed between the micro lens 26 and the light receiving unit 20. The color filters may be formed directly on the substrate 10.
[0016]
A light-shielding film (second light-shielding film) 30 may be formed on the second surface 14 of the substrate 10. The contents of the light shielding film are as described above. The light-shielding film 30 is formed avoiding the microlens 26. Specifically, the light shielding film 30 is formed around the plurality of microlenses 26 (for example, on the thick portion 16). When adjacent microlenses 26 are separated from each other, the light-shielding film 30 may also cover adjacent microlenses 26. Alternatively, adjacent microlenses 26 may be in contact with each other. In that case, the light shielding film 30 may be formed around the plurality of microlenses 26.
[0017]
According to the image sensor according to the present embodiment, light energy 72 incident from second surface 14 opposite to first surface 12 on which light receiving unit 20 is formed is converted. The light energy 72 passes through the inside of the substrate 10 from the second surface 14 and reaches the light receiving unit 20. According to this, since an optical path is secured on the back surface (second surface 14) side of the image sensor, the degree of freedom in design is greatly improved, and the size of an image pickup module or an electronic device described later can be reduced. . For example, when the pad 22 is formed on the first surface 12 side, an optical path can be secured on the back surface (the second surface 14) side of the imaging device 1 which is face-down bonded. Therefore, not only the size can be reduced by omitting the wires, but also the reliability can be improved by simplifying the structure. Further, an optical path at the same distance as the thickness of the substrate 10 can be ensured, and even if an optical path at a predetermined distance is required, the size can be reduced as much as possible.
[0018]
Next, the imaging module will be described. The imaging module according to the present embodiment is an image sensor module.
[0019]
The wiring substrate 40 includes a substrate (base substrate) 42 and a wiring pattern 44 formed on the substrate 42. The substrate 42 may be a rigid substrate or a flexible substrate. In the present embodiment, since the light energy 72 incident from the side opposite to the wiring substrate 40 is converted, the substrate 42 does not need to have a light transmitting property, and may be formed of a material having a light blocking effect. . This is the same for the wiring pattern 44. The wiring pattern 44 is formed on one surface of the substrate 42 and can be formed by applying a known technique such as a plating technique and an exposure technique. The wiring pattern 44 has a plurality of electrical connections (for example, lands). The wiring substrate 40 may have a light shielding film (third light shielding film) 46. The light-shielding film 46 is provided at least in a region overlapping with the light receiving unit 20 of the image sensor 1. The light shielding film 46 may be formed inside the substrate 42 as shown in FIG. 1, or may be formed on any surface of the substrate 42. The light shielding film 46 may be a metal film. The other contents of the light-shielding film are as described above.
[0020]
The image sensor 1 is face-down bonded to the wiring board 40. More specifically, the first surface 12 on the side on which the pads 22 (bumps 24) and the light receiving sections 20 are formed faces the surface of the wiring board 40. According to this, it is possible to secure an optical path on the back surface (second surface 14) side of the imaging device 1 which is face-down bonded. An underfill material (sealing material) 48 may be provided between the imaging device 1 and the wiring board 40. The underfill material 48 may be provided so as to cover the entire first surface 12 of the image sensor 1. It is preferable that the underfill material 48 has a light-shielding property, since it is possible to prevent noise of the image sensor.
[0021]
The imaging module includes a substrate 50. The base member 50 is an exterior of the imaging device 1 and can be called a housing. The substrate 50 is preferably formed of a material having light-shielding properties (for example, resin or metal). The substrate 50 may be formed by injection molding. The base member 50 is attached to the wiring board 40 so as to surround the imaging device 1. The base material 50 may be adhered to the wiring board 40 with an adhesive material 68. The substrate 50 holds the lens 52. The substrate 50 and the lens 52 can be called an imaging optical system. The substrate 50 may be composed of a plurality of members that can be separated from each other as described later, or may be composed integrally of one member.
[0022]
The substrate 50 includes first and second portions 54 and 56. The lens 52 is attached to the first portion 54. That is, the first portion 54 is a lens folder. Specifically, the first portion 54 has a first hole 58, and holds the lens 52 in the first hole 58. The lens 52 may be fixed in the first hole 58 by a screw (not shown) formed inside the first portion 54. The lens 52 is provided above the image sensor 1.
[0023]
As shown in FIG. 1, the second portion 56 has a second hole 60 and holds the first portion 54 in the second hole 60. The first and second holes 58 and 60 constitute one through hole communicating with each other. The imaging device 1 may be arranged in the second hole 60. Outside the first part 54 and inside the second hole 60 of the second part 56, first and second screws 62, 64 are formed, by which the first and second parts 54, 64 are formed. 56 are connected. The position of the first portion 54 can be adjusted along the axial direction of the second hole 60 in the second portion 56 by the first and second screws 62 and 64. Thus, the focus of the lens 52 can be adjusted.
[0024]
The imaging module includes an optical filter 66. The optical filter 66 may be one that transmits only light of a specific wavelength (for example, visible light) or one that has a small loss with respect to light of a specific wavelength (for example, visible light). The optical filter 66 is provided at a position where the light energy 72 passes. As shown in FIG. 1, the optical filter 66 may be attached to the substrate 50 (for example, the second hole 60). Alternatively, the optical filter 66 may be attached to the second surface 14 of the imaging device 1. Alternatively, the lens 52 may have the function of the optical filter 66. On the optical filter 66, optical functional films such as an anti-reflection film (AR coating) and an infrared shielding film (IR coating) are formed.
[0025]
The flexible board 70 may extend from the end of the wiring board 40. For example, the wiring board 40 may be electrically connected to another circuit board (for example, a motherboard) via the flexible board 70. Alternatively, the wiring board 40 may be a motherboard. Other electronic components (not shown) may be mounted on the wiring board 40. Electronic components include active components (semiconductor chips with built-in integrated circuits, etc.), passive components (resistors, capacitors, etc.), functional components (components that change input signal characteristics such as filters), connection components (flexible boards, connectors, Switch, etc.) and conversion parts (parts for converting an input signal of a sensor or the like into a different energy system).
[0026]
Next, a method for manufacturing the image sensor will be described. In this embodiment, a substrate 100 is prepared as shown in FIG. Substrate 100 may be a semiconductor wafer. More specifically, a plurality of groups of light receiving units 20 and a plurality of groups of pads 22 are formed on the substrate 100. As shown in FIG. 1, the light receiving section 20 and the pad 22 are formed on the first surface 12 side of the substrate 100.
[0027]
As shown in FIG. 4, the substrate 100 is ground from the second surface 14 side. That is, the substrate 100 is ground from the side opposite to the integrated circuit (light receiving unit 20) side. The substrate 100 is placed on a stage, and the substrate 100 is ground by the grindstone of the grinding tool 80. The substrate 100 may be polished. By reducing the thickness of the substrate 100, the sensitivity of the light receiving unit 20 to the light energy 72 passing through the inside of the substrate 100 is improved.
[0028]
Next, a micro lens 26 is formed as shown in FIGS. The micro lens 26 is formed on the second surface side of the substrate 100. In this embodiment mode, a part of the substrate 100 is processed as the microlens 26 by etching the substrate 100. According to this, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified. Note that FIGS. 5A to 7 show a part of the substrate 100 (a region to be a semiconductor chip).
[0029]
First, as shown in FIGS. 5A and 5B, a mask 110 for etching is formed. For example, as shown in FIG. 5A, a mask (for example, a silicon oxide film) 110 is formed on the entire second surface 14 by, for example, a CVD method, and a resist 120 is formed on the mask 110. The resist 120 has an opening 122. The opening 122 may be formed by patterning the resist 120 using a photolithography technique. Then, as shown in FIG. 5B, a portion of the mask 110 exposed from the opening 122 of the resist 120 is etched to pattern the mask 110. The resist 120 is removed after patterning the mask 110. The mask 110 has an opening 112 at a position corresponding to the opening 122 of the resist 120.
[0030]
As shown in FIG. 5C, a portion of the substrate 100 exposed from the opening 112 of the mask 110 is etched to form a concave portion 102. The etching may be by chemical means, physical means or a combination thereof. The etching may be dry etching using a gas or wet etching using a solution. In this step, it is preferable to apply anisotropic etching in which etching in the width direction with respect to the depth direction of the substrate 10 is suppressed. By doing so, the processing dimensions of the microlens 26 can be reduced. The etching depth may be determined according to the shape of the microlens 26.
[0031]
FIG. 6 is a perspective view of the substrate 100, and FIG. 5D is a sectional view taken along line VD-VD of FIG. As shown in FIG. 5D, the mask 110 is removed from the substrate 100. Thus, a plurality of convex portions 104 are formed on the second surface 14 of the substrate 100. The convex portion 104 is formed corresponding to each of the plurality of light receiving portions 20. As shown in FIG. 6, the planar shape of each convex portion 104 may be a quadrangle or a circle. The recess 102 is formed at the center of the substrate 100, whereby the thick portion 16 is formed at the end of the substrate 100.
[0032]
If necessary, as shown in FIG. 7, the surfaces of the plurality of convex portions 104 may be cut. For example, the surface of each projection 104 may be made a smooth curved surface by isotropically etching the second surface 14 of the substrate 100. By doing so, the sensitivity of the light receiving unit 20 is further improved.
[0033]
Thereafter, if necessary, light-shielding films 28 and 30 are formed on the substrate 10 (see FIG. 2). The light-shielding films 28 and 30 may be metal films, and may be formed in predetermined portions by, for example, a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. The other contents of the method for manufacturing the imaging device according to the present embodiment can be derived from the above description.
[0034]
(Second embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing an image sensor according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the micro lens 126 is mounted on the second surface 14 of the substrate 10. That is, the micro lens 126 may be separate from the substrate 10. The microlenses 126 have optical transparency and may be formed of, for example, a silicon substrate. When the image sensor performs color display, a color filter (not shown) is provided on the second surface 14, a flattening layer (not shown) is provided on the color filter, and a plurality of microlenses 126 are provided thereon. May be mounted. The adjacent microlenses 126 may be in contact with each other without being separated. The microlenses 126 having such fine processing dimensions can be formed by injection molding. In that case, the light shielding film 30 is formed around the plurality of microlenses 126. Alternatively, the microlenses 126 may be formed by applying an etching technique. In addition, well-known technology can be applied to other items of the microlens.
[0035]
As an electronic device according to an embodiment of the present invention, a notebook personal computer 1000 illustrated in FIG. 9 includes a camera 1100 in which an imaging module is incorporated. The digital camera 2000 shown in FIG. 10 has an imaging module. Further, the mobile phone 3000 illustrated in FIGS. 11A and 11B includes a camera 3100 in which an imaging module is incorporated.
[0036]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible. For example, the invention includes configurations substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same object and result). Further, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. Further, the invention includes a configuration having the same operation and effect as the configuration described in the embodiment, or a configuration capable of achieving the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an imaging module according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an imaging device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing the imaging device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing the imaging device according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 5A to 5D are diagrams illustrating a method for manufacturing an image sensor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for manufacturing the imaging device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating the method for manufacturing the imaging device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an image sensor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating an electronic device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image sensor 10 ... Substrate 16 ... Thick part 18 ... Protective film 20 ... Light receiving part 22 ... Pad 24 ... Bump 26 ... Microlens 28 ... Light shielding film 30 ... Light shielding film 40 ... Wiring board 42 ... Substrate 44 ... Wiring pattern 46 ... light shielding film 48 ... underfill material 50 ... base material 52 ... lens 72 ... light energy 100 ... substrate 110 ... mask 112 ... opening 126 ... microlens

Claims (22)

基板と、前記基板の第1の面側に形成され、前記第1の面とは反対の第2の面側から入射する光エネルギーを変換する受光部と、を含む撮像素子。An image sensor comprising: a substrate; and a light receiving unit formed on a first surface side of the substrate and configured to convert light energy incident from a second surface side opposite to the first surface. 請求項1記載の撮像素子において、
前記基板の前記第1の面側に形成されてなるパッドをさらに含む撮像素子。
The imaging device according to claim 1,
An image sensor further comprising a pad formed on the first surface side of the substrate.
基板と、前記基板の第1の面側に形成されてなるパッドと、前記第1の面とは反対の第2の面側から入射する光エネルギーを変換する受光部と、を含む撮像素子。An image pickup device comprising: a substrate; a pad formed on a first surface side of the substrate; and a light receiving unit that converts light energy incident from a second surface side opposite to the first surface. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の撮像素子において、
前記基板の前記第1の面上であって、少なくとも前記受光部とオーバーラップする領域に形成された第1の遮光膜をさらに含む撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 3,
An imaging device further comprising a first light-shielding film formed on the first surface of the substrate and at least in a region overlapping the light receiving unit.
請求項1から請求項4のいずれかに記載の撮像素子において、
前記基板の前記第2の面側に設けられたマイクロレンズをさらに含む撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 4,
An image sensor further including a microlens provided on the second surface side of the substrate.
請求項5記載の撮像素子において、
前記マイクロレンズは、前記基板の一部である撮像素子。
The imaging device according to claim 5,
The imaging device, wherein the microlens is a part of the substrate.
請求項5記載の撮像素子において、
前記マイクロレンズは、前記基板の前記第2の面上に搭載されてなる撮像素子。
The imaging device according to claim 5,
The imaging device, wherein the microlens is mounted on the second surface of the substrate.
請求項5から請求項7のいずれかに記載の撮像素子において、
前記基板の前記第2の面上に、前記マイクロレンズを避けて形成された第2の遮光膜をさらに含む撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 5 to 7,
An imaging device further comprising a second light-shielding film formed on the second surface of the substrate so as to avoid the microlenses.
請求項8記載の撮像素子において、
複数の前記マイクロレンズを含み、
前記第2の遮光膜は、隣同士の前記マイクロレンズの間を覆うように設けられてなる撮像素子。
The imaging device according to claim 8,
Including a plurality of said micro lenses,
The imaging device, wherein the second light-shielding film is provided so as to cover a space between the adjacent microlenses.
請求項1から請求項9のいずれかに記載の撮像素子において、
前記基板は、半導体ウエハである撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 9,
The image pickup device wherein the substrate is a semiconductor wafer.
請求項1から請求項9のいずれかに記載の撮像素子において、
前記基板は、半導体チップである撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 9,
The substrate is an imaging device that is a semiconductor chip.
請求項11記載の撮像素子において、
前記受光部は、前記半導体チップの中央部に形成され、
前記半導体チップの端部には、前記中央部よりも厚い厚肉部が形成されてなり、
前記半導体チップの前記第2の面は、前記中央部が前記厚肉部よりも窪んで形成されてなる撮像素子。
The imaging device according to claim 11,
The light receiving unit is formed at a central portion of the semiconductor chip,
At the end of the semiconductor chip, a thick portion thicker than the central portion is formed,
The imaging device, wherein the second surface of the semiconductor chip is formed such that the central portion is recessed from the thick portion.
請求項1から請求項12のいずれかに記載の撮像素子において、
複数の前記受光部を含み、
それぞれの前記受光部は、画像センシング用に配列されてなる撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 12,
Including a plurality of the light receiving units,
An image sensor in which each of the light receiving units is arranged for image sensing.
請求項1から請求項13のいずれかに記載の撮像素子と、
前記撮像素子がフェースダウンボンディングされた配線基板と、
を含む撮像モジュール。
An image sensor according to any one of claims 1 to 13,
A wiring board on which the image sensor is face-down bonded,
An imaging module including:
請求項14記載の撮像モジュールにおいて、
前記撮像素子と前記配線基板との間に設けられたアンダーフィル材をさらに含む撮像モジュール。
The imaging module according to claim 14,
An imaging module further including an underfill material provided between the imaging element and the wiring board.
請求項14又は請求項15記載の撮像モジュールにおいて、
前記配線基板は、前記撮像素子の少なくとも前記受光部とオーバーラップする領域に第3の遮光膜を有する撮像モジュール。
The imaging module according to claim 14 or claim 15,
The imaging module, wherein the wiring substrate includes a third light-shielding film at least in a region overlapping the light receiving unit of the imaging device.
請求項14から請求項16のいずれかに記載の撮像モジュールにおいて、
前記配線基板に搭載され、前記撮像素子の上方に設けられたレンズを保持する基材をさらに含む撮像モジュール。
In the imaging module according to any one of claims 14 to 16,
An imaging module further including a base material mounted on the wiring board and holding a lens provided above the imaging element.
請求項14から請求項17のいずれかに記載の撮像モジュールを含む電子機器。An electronic apparatus comprising the imaging module according to any one of claims 14 to 17. (a)第1の面側に受光部が形成された基板を、前記第1の面とは反対の第2の面側から研削すること、
(b)前記基板の前記第2の面側にマイクロレンズを設けること、
を含む撮像素子の製造方法。
(A) grinding a substrate having a light receiving portion formed on a first surface side from a second surface side opposite to the first surface;
(B) providing a microlens on the second surface side of the substrate;
A method for manufacturing an imaging device, comprising:
請求項19記載の撮像素子の製造方法において、
前記(b)工程で、前記基板をエッチングすることによって、前記マイクロレンズを形成する撮像素子の製造方法。
The method for manufacturing an image sensor according to claim 19,
In the step (b), a method for manufacturing an image sensor in which the microlenses are formed by etching the substrate.
請求項20記載の撮像素子の製造方法において、
前記(b)工程は、
(b)前記基板の前記第2の面上に、開口部を有するマスクを形成すること、
(b)前記マスクの開口部によって、前記基板の前記第2の面をエッチングすること、
(b)前記マスクを除去すること、
を含む撮像素子の製造方法。
The method for manufacturing an image sensor according to claim 20,
The step (b) comprises:
(B 1 ) forming a mask having an opening on the second surface of the substrate;
(B 2) by the opening of the mask, etching the second surface of the substrate,
(B 3 ) removing the mask;
A method for manufacturing an imaging device, comprising:
請求項21記載の撮像素子の製造方法において、
(b)前記(b)工程後に、前記基板の前記第2の面を等方性エッチングすることをさらに含む撮像素子の製造方法。
The method for manufacturing an image sensor according to claim 21,
(B 4) the (b 3) after step, further comprising the production method of the image pickup element isotropically etching said second surface of said substrate.
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CN100552526C (en) * 2004-11-12 2009-10-21 三星Techwin株式会社 Camera model and manufacture method thereof

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