JP2007005485A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor device and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007005485A JP2007005485A JP2005182426A JP2005182426A JP2007005485A JP 2007005485 A JP2007005485 A JP 2007005485A JP 2005182426 A JP2005182426 A JP 2005182426A JP 2005182426 A JP2005182426 A JP 2005182426A JP 2007005485 A JP2007005485 A JP 2007005485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- insulating film
- interlayer insulating
- film
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Images
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体装置およびその製造方法にかかり、特にチップサイズパッケージ(CSP)タイプの固体撮像装置などに有効なチップ周縁部の配線構造に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a chip peripheral portion wiring structure effective for a chip size package (CSP) type solid-state imaging device.
CCD(Charge Coupled Device)を含む固体撮像素子は、携帯電話やデジタルカメラなどへの適用の必要性から小型化への要求が高まっている。そのひとつとして、半導体チップの受光エリアにマイクロレンズを設けたCSPタイプの固体撮像素子が提案されている。(特許文献1)。 Solid-state imaging devices including a CCD (Charge Coupled Device) are increasingly required to be miniaturized due to the necessity of application to mobile phones and digital cameras. As one of them, a CSP type solid-state imaging device in which a microlens is provided in a light receiving area of a semiconductor chip has been proposed. (Patent Document 1).
CSPタイプの固体撮像素子によれば、実装面積の低減をはかることができ、また、気密封止部の表面に、フィルタ、レンズ、プリズムなどの光学部品を接着することが可能となり、マイクロレンズの集光能力の低下を招くことなく、実装サイズの小型化を図ることが可能となる。
しかしながら、このような固体撮像装置の実装に際しては、信号の外部への取り出しに際して、固体撮像装置を実装する支持基板上に搭載し、ボンディングなどの方法により電気的接続を図るとともに封止を行う必要があり、工数が多いことから、実装に多大な時間を要するという問題があった。
According to the CSP type solid-state imaging device, the mounting area can be reduced, and optical components such as a filter, a lens, and a prism can be bonded to the surface of the hermetic sealing portion. It is possible to reduce the mounting size without reducing the light collecting ability.
However, when mounting such a solid-state imaging device, it is necessary to mount the signal on the support substrate on which the solid-state imaging device is mounted, to make electrical connection and to perform sealing by a method such as bonding, when taking out the signal to the outside. Since there are many man-hours, there is a problem that a lot of time is required for mounting.
そこで、近年、半導体基板の配線領域を含むようにダイシングし、基板側面から外部取り出しを行うようにする方法が提案されている。この一例を図10(a)および(b)に示す。この図から明らかなように、平坦化膜としてのBPSG膜10上にアルミニウム層からなる配線層11が形成され、その上層を保護膜8で被覆された配線構造をなしており、これをダイシングラインDLで半導体基板を分断した場合、BPSG膜10が露呈することになる。このとき、BPSG膜はボロンBやリンPなどの不純物を含有しているため、水分を取り込みやすく、この水分との反応により酸となり、導通しやすくなり、短絡の恐れがある。また、配線にアルミニウムなどの酸化されやすい材料を用いた場合には断線の原因となりやすい。
Therefore, in recent years, a method has been proposed in which dicing is performed so as to include the wiring region of the semiconductor substrate, and external extraction is performed from the side surface of the substrate. An example of this is shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). As is apparent from this figure, a
さらにまた、上層にカラーフィルタを形成するが、このとき周縁部が高いと段差に起因する塗布むらが生じやすいという問題もある。 Furthermore, although a color filter is formed in the upper layer, there is a problem that uneven coating due to a step is likely to occur if the peripheral edge is high at this time.
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、短絡や断線のおそれがなく、高精度で信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
特に側面から外部取出しを行うに際し、半導体装置の信頼性の向上を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly accurate and highly reliable semiconductor device without fear of a short circuit or disconnection.
In particular, the object is to improve the reliability of the semiconductor device when performing external extraction from the side.
そこで本発明では、素子領域の形成された半導体基板表面に、層間絶縁膜と外部取り出し用の配線層とを備えた半導体装置であって、前記層間絶縁膜のうち、前記半導体基板端縁部で、少なくとも前記配線層と当接する、不純物を含む層間絶縁膜が、除去されている。 Accordingly, in the present invention, there is provided a semiconductor device including an interlayer insulating film and a wiring layer for external extraction on the surface of a semiconductor substrate on which an element region is formed, and the semiconductor substrate edge portion of the interlayer insulating film. The interlayer insulating film containing impurities at least in contact with the wiring layer is removed.
この構成により、BPSG(boro phospho silicate glass)膜などの不純物を含む層間絶縁膜が断面に露呈しないため、空気に触れたとしても空気中の水分を取り込み配線の短絡を生じることもない。また、配線の劣化を防止することができ、ボンディング不良を抑制することができる。 With this configuration, an interlayer insulating film containing impurities such as a BPSG (boro phospho silicate glass) film is not exposed in the cross section, so that even if it is exposed to air, moisture in the air is taken in and wiring is not short-circuited. Further, the deterioration of the wiring can be prevented, and the bonding failure can be suppressed.
また本発明では、上記半導体装置において、前記不純物を含む層間絶縁膜がBPSG膜またはPSG膜であるものを含む。 According to the present invention, in the above semiconductor device, the interlayer insulating film containing the impurity is a BPSG film or a PSG film.
また本発明では、上記半導体装置において、前記層間絶縁膜の下層に前記層間絶縁膜に対してエッチング選択性を持つストッパ絶縁膜を具備したものを含む。 According to the present invention, the semiconductor device includes a stopper insulating film having an etching selectivity with respect to the interlayer insulating film below the interlayer insulating film.
この構成により、ストッパ絶縁膜を具備しているため、下層との絶縁性が良好であるとともに、フィールド酸化膜をエッチングすることなく形成可能であるため、信頼性の向上をはかることができる。 With this configuration, since the stopper insulating film is provided, the insulation with the lower layer is good, and the field oxide film can be formed without etching, so that the reliability can be improved.
また本発明では、上記半導体装置において、前記ストッパ絶縁膜が窒化シリコンであるものを含む。 In the present invention, the semiconductor device includes one in which the stopper insulating film is silicon nitride.
この構成により、絶縁性が良好であり、平坦化膜のない部分は窒化シリコンとフィールド酸化膜の酸化シリコンとの積層膜で構成されているため、絶縁性および耐湿性も良好である。 With this configuration, the insulating property is good, and the portion without the flattening film is composed of a laminated film of silicon nitride and silicon oxide of the field oxide film, so that the insulating property and moisture resistance are also good.
また本発明では、上記半導体装置において、前記半導体基板周縁部全体にわたり、前記不純物を含む層間絶縁膜が除去されているものを含む。 According to the present invention, the semiconductor device includes the semiconductor device from which the impurity-containing interlayer insulating film is removed over the entire periphery of the semiconductor substrate.
この構成により、周縁部における段差を低減することができるため、カラーフィルタ形成時にフィルタ材料を塗布する際塗布むらを防止することができる。 With this configuration, the step at the peripheral edge can be reduced, so that uneven application can be prevented when the filter material is applied when forming the color filter.
また本発明では、上記半導体装置において、前記配線層が、前記半導体基板周縁部に露呈しており、前記半導体基板の側面に形成された配線リードを介して外部接続されたものを含む。 According to the present invention, in the semiconductor device, the wiring layer is exposed to a peripheral portion of the semiconductor substrate and externally connected via a wiring lead formed on a side surface of the semiconductor substrate.
この構成により、効率よく、配線長の短縮をおこなうことができ、配線抵抗の低減を図るとともに、特性の良好な半導体装置を提供することができる。 With this configuration, it is possible to efficiently shorten the wiring length, to reduce the wiring resistance, and to provide a semiconductor device with good characteristics.
また本発明では、上記半導体装置において、前記配線層が、金属層で構成されたものを含む。 According to the present invention, in the semiconductor device, the wiring layer includes a metal layer.
また本発明では、上記半導体装置において、前記金属層がアルミニウムまたはアルミニウム合金であるものを含む。 In the present invention, the semiconductor device includes one in which the metal layer is aluminum or an aluminum alloy.
不純物イオンとともに空気中に露呈していると、アルミニウムは酸化されやすく、断線しやすいという問題があるが、この構成により、信頼性の向上をはかることができる。 When exposed in the air together with impurity ions, there is a problem that aluminum is easily oxidized and easily broken, but this configuration can improve reliability.
また本発明では、上記半導体装置において、前記半導体装置が固体撮像素子であり、チップサイズパッケージを構成するものを含む。 In the present invention, the semiconductor device includes a semiconductor device that is a solid-state image sensor and constitutes a chip size package.
この構成により、より小型化をはかることができる。 With this configuration, the size can be further reduced.
また本発明の方法は、素子領域の形成された半導体基板表面に、層間絶縁膜および外部取り出し用の配線層を備えた半導体装置の製造方法であって、前記層間絶縁膜のうち、少なくとも前記配線層と当接する、不純物を含む層間絶縁膜を、前記半導体基板端部で、選択的に除去する工程を含むことを特徴とする。 The method of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device comprising an interlayer insulating film and a wiring layer for external extraction on the surface of a semiconductor substrate on which an element region is formed, and at least the wiring among the interlayer insulating films The method includes a step of selectively removing an interlayer insulating film containing an impurity in contact with a layer at an end portion of the semiconductor substrate.
この方法により、層間絶縁膜のパターニングの際のマスクパターンを変更するのみで工数を増大することなくBPSG(boro phospho silicate glass)膜などの不純物を含む層間絶縁膜がチップ、断面に露呈しない配線構造を形成することができるため、空気に触れたとしても空気中の水分を取り込み配線の短絡を生じることがないように配線することができる。 By this method, a wiring structure in which an interlayer insulating film containing impurities such as a BPSG (borophosphosilicate glass) film is not exposed to a chip or a cross section without increasing the number of steps only by changing a mask pattern at the time of patterning the interlayer insulating film. Therefore, even if the air is touched, the moisture in the air is taken in so that the wiring can be prevented from being short-circuited.
また本発明は、上記方法において、前記層間絶縁膜の形成に先立ち、前記層間絶縁膜とはエッチング速度の異なるストッパ絶縁膜を形成する工程を含み、前記除去する工程は、前記ストッパ絶縁膜をストッパとして前記層間絶縁膜を選択的に除去する工程を含むものを含む。 The present invention also includes a step of forming a stopper insulating film having an etching rate different from that of the interlayer insulating film prior to the formation of the interlayer insulating film in the above method. Including a step of selectively removing the interlayer insulating film.
この構成により、層間絶縁膜の除去に際し、下層を除去してしまうことなく安全に除去することができる。 With this configuration, the interlayer insulating film can be removed safely without removing the lower layer.
また本発明は、上記方法において、前記ストッパ絶縁膜は、ONO構造のゲート酸化膜と同一工程で形成されるものを含む。 Further, the present invention includes the above method, wherein the stopper insulating film is formed in the same process as the gate oxide film having the ONO structure.
この構成により、層間絶縁膜の除去に際し、新たな工程を付加することなく、ゲート酸化膜のパターニングにおけるマスクパターンを変更するだけで安全に除去することができる。しかも緻密で耐湿性の高い窒化シリコンを備えているため、短絡のおそれもない。 With this configuration, when the interlayer insulating film is removed, it can be safely removed only by changing the mask pattern in the patterning of the gate oxide film without adding a new process. In addition, since the silicon nitride is dense and has high moisture resistance, there is no risk of short circuit.
また本発明は、上記方法において、前記ストッパ絶縁膜は、反射防止膜と同一工程で形成されるものを含む。 According to the present invention, in the above method, the stopper insulating film is formed in the same process as the antireflection film.
この構成により、層間絶縁膜の除去に際し、新たな工程を付加することなく、反射防止膜のパターニングにおけるマスクパターンを変更するだけで安全に除去することができる。 With this configuration, when the interlayer insulating film is removed, it can be safely removed by simply changing the mask pattern in the patterning of the antireflection film without adding a new process.
また本発明は、上記方法において、前記ストッパ絶縁膜は、ONO構造のゲート酸化膜と同一工程で形成された窒化シリコン膜および反射防止膜と同一工程で形成される窒化シリコンとの積層膜であるものを含む。 According to the present invention, in the above method, the stopper insulating film is a laminated film of a silicon nitride film formed in the same process as the gate oxide film of the ONO structure and a silicon nitride formed in the same process as the antireflection film. Including things.
この構成により、層間絶縁膜の除去に際し、新たな工程を付加することなく、ゲート酸化膜及び反射防止膜のパターニングにおけるマスクパターンを変更するだけで安全に除去することができ、より確実なパッシベーション効果を得ることができる。 With this configuration, when removing the interlayer insulating film, it can be safely removed by simply changing the mask pattern in the patterning of the gate oxide film and the antireflection film without adding a new process, and a more reliable passivation effect. Can be obtained.
また本発明は、上記方法において、前記半導体基板表面に複数の固体撮像素子を形成する工程と、前記固体撮像素子の各受光領域に対向するように、前記半導体基板表面に透光性部材を接合する工程と、前記半導体基板の前記配線層の一部が側面で露呈するように前記半導体基板をダイシングする工程と、前記固体撮像素子に対応して前記半導体基板の側面に外部接続端子を形成する工程と、前記接合工程で接合され、外部接続端子の形成された接合体を、固体撮像素子ごとに分離する工程とを含む。 According to another aspect of the present invention, in the above method, the step of forming a plurality of solid-state imaging elements on the surface of the semiconductor substrate, and bonding a translucent member to the surface of the semiconductor substrate so as to face each light receiving region of the solid-state imaging element A step of dicing the semiconductor substrate so that a part of the wiring layer of the semiconductor substrate is exposed on the side surface, and forming an external connection terminal on the side surface of the semiconductor substrate corresponding to the solid-state imaging device And a step of separating the joined body formed in the joining step and having the external connection terminal formed for each solid-state imaging device.
この方法により、ウェハレベルで位置決めし、一括して実装することにより一体化してから、固体撮像素子ごとに分離するようにしているため、製造が容易でかつ信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。受光効率の観点からは、透光性部材は各受光領域に対向して間隙をもつように形成するのが望ましい。 By this method, positioning is performed at the wafer level and integrated by mounting in a lump, and then separated for each solid-state imaging device, so that a solid-state imaging device that is easy to manufacture and highly reliable is formed. It becomes possible. From the viewpoint of light receiving efficiency, the translucent member is preferably formed to have a gap facing each light receiving region.
また本発明は、上記方法において、前記外部接続端子を形成する工程が、インクジェット法により、前記半導体基板の側面で前記配線層の側面に当接するように端子パターンを形成する工程を含む。 According to the present invention, in the above method, the step of forming the external connection terminal includes a step of forming a terminal pattern by an ink jet method so as to contact the side surface of the wiring layer on the side surface of the semiconductor substrate.
この方法により、効率よく高精度のパターン形成が可能であり、信頼性の高い電極取り出しを行うことが可能となる。 By this method, a highly accurate pattern can be formed efficiently, and it is possible to take out the electrode with high reliability.
以上説明してきたように、本発明によれば、デバイスに影響を与えることなく異常原因となるBPSG膜などの層間絶縁膜を除去することにより、水分の浸透による短絡を防止することができ、信頼性の向上をはかることができる。また、配線による段差が軽減されることにより、後続工程のレジスト塗布むらを抑制することが可能となる。
また本発明の方法によれば、なんら付加工程を必要とすることなく、パターンを変更するのみで信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。
As described above, according to the present invention, by removing the interlayer insulating film such as the BPSG film that causes the abnormality without affecting the device, it is possible to prevent a short circuit due to the penetration of moisture. The improvement of sex can be achieved. Further, by reducing the level difference due to the wiring, it is possible to suppress uneven resist application in the subsequent process.
Further, according to the method of the present invention, it is possible to form a solid-state imaging device with high reliability only by changing the pattern without requiring any additional process.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつ説明する。
(実施の形態1)
まず本発明の半導体装置の外部取り出し構造を固体撮像素子に用いた例について説明する。この固体撮像素子は、図1(a)および(b)に断面図を示すように、光電変換部(フォトダイオード)及び電荷転送部の形成されたシリコン基板1表面に形成される配線構造の端面に特徴を有するもので、アルミニウム配線層11下に形成される平坦化のためのリフロー膜としてのBPSG膜10(層間絶縁膜)が、ダイシングラインよりも十分に内側から端縁にかけて除去されている。配線のない辺(部分)はそのままでもよいが、本実施の形態ではシリコン基板(各チップ)1の周縁に全周にわたり層間絶縁膜を除去している。そしてこの上層をプラズマCVD法で形成した窒化シリコン膜からなる保護膜8で被覆している。図1(a)は配線のある部分の断面図、図1(b)は配線のない部分の断面図を示す。ここでは図2に各チップに分断する前の半導体ウェハの説明図を示すように、ダイシングラインDLからラインL0の間の領域では層間絶縁膜としてのBPSG膜10は除去されているものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, an example in which the external extraction structure of the semiconductor device of the present invention is used for a solid-state imaging device will be described. As shown in the cross-sectional views of FIGS. 1A and 1B, this solid-state imaging device has an end face of a wiring structure formed on the surface of the
この構成によれば、BPSG膜10中の不純物イオンに起因する短絡或いはこれら不純物イオンが水分を取り込んで酸となり、アルミニウム配線層を劣化させるのを防止することができる。また、この構成によれば、配線の信頼性の向上だけでなく、周縁部が高くなり段差ができるのを防止することができるため、カラーフィルタを塗布する際にも段差に起因する塗布むらをなくすることができる。
なおこの固体撮像素子は、ダイシングラインDLで切断され、側面すなわち切断面にアルミニウム配線層が露呈するように形成されており、側面から外部取り出しがなされるように構成される。
According to this configuration, it is possible to prevent a short circuit caused by impurity ions in the
The solid-state imaging device is cut by a dicing line DL and formed such that an aluminum wiring layer is exposed on the side surface, that is, the cut surface, and is configured to be taken out from the side surface.
実装に際しては、ウェハレベルで実装を行い分断することによってCSP構造をもつように形成される。図3はこの固体撮像素子を用いた実装構造を示す概要説明図である。シリコン基板1に形成された固体撮像素子100の、受光領域に相対向して、封止用カバーガラス201が形成されるとともに、裏面側に配線パターンの形成された背面カバーグラス301が形成されて耐湿構造をとるように構成されてなるものである。
When mounting, it is formed so as to have a CSP structure by mounting and dividing at the wafer level. FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a mounting structure using this solid-state image sensor. A sealing
すなわち、固体撮像素子100の形成された半導体基板としてのシリコン基板1からなる固体撮像素子基板表面に、この固体撮像素子の受光領域に相当して間隙をもつように、スペーサ(図示せず)を介して、封止用カバーガラスを構成する透光性部材としてのガラス基板201が接合されている。これらは、複数の素子を一括実装するように、ウェハレベルで接合され、シリコン基板1の周縁がダイシングによって個別に分離され、シリコン基板の側壁から背面カバーガラス301側面をとおり、裏面側に形成されたボンディングパッド304を介してバンプ305に形成された配線リード302で電気的接続がなされている。このバンプ305を介して実装基板上に面実装がなされる。303はパッシベーション膜である。
That is, a spacer (not shown) is provided on the surface of the solid-state image pickup device substrate made of the
ここでこの固体撮像素子基板は、他は通例の構造をなすものであるが、図4に撮像領域の要部拡大断面図、図5に平面図を示すように、表面に、固体撮像素子が配列されるとともに、RGBカラーフィルタ50(50G,50B,50R)およびマイクロレンズ60が形成されたシリコン基板1で構成されている。
Here, the solid-state image pickup device substrate has a conventional structure, but the solid-state image pickup device is formed on the surface as shown in FIG. The
n型のシリコン基板1表面部に光電変換部であるフォトダイオード30が配列形成され、各フォトダイオード30で発生した信号電荷を列方向(図5中のY方向)に転送するための電荷転送部40が、列方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。そして、奇数列のフォトダイオード列が、偶数列のフォトダイオード列に対して、列方向に配列されるフォトダイオード30の配列ピッチの略1/2列方向にずれるように形成されている。
電荷転送部40は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板1表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル33と、電荷転送チャネル33の上層に形成された電荷転送電極3(第1層電極3a、第2層電極3b)と、フォトダイオード30で発生した電荷を電荷転送チャネル33に読み出すための電荷読み出し領域34とを含む。電荷転送電極3は、行方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向(図5中のX方向)に延在する蛇行形状となっている。ここで電荷転送電極3は第1層電極上に電極間絶縁膜を介して第2層電極を形成しCMPにより平坦化して単層電極構造としたものであるが、単層電極構造に限らず、第1層電極の一部を第2層電極が覆うように形成した二層電極構造であっても良い。
The
図4に示すように、シリコン基板1の表面にはpウェル層1Pが形成され、pウェル層1P内に、pn接合を形成するn領域30bが形成されると共に表面にp領域30aが形成され、フォトダイオード30を構成しており、このフォトダイオード30で発生した信号電荷は、n領域30bに蓄積される。
As shown in FIG. 4,
そしてこのフォトダイオード30の右方には、少し離間してn領域からなる電荷転送チャネル33が形成される。n領域30bと電荷転送チャネル33の間のpウェル層1Pに電荷読み出し領域34が形成される。
On the right side of the
シリコン基板1表面にはゲート酸化膜2が形成され、電荷読み出し領域34と電荷転送チャネル33の上には、ゲート酸化膜2を介して、第1の電極3aと第2の電極3bが形成される。第1の電極3aと第2の電極3bの間は電極間絶縁膜5が形成されている。垂直転送チャネル33の右側にはp+領域からなるチャネルストップ32が設けられ、隣接するフォトダイオード30との分離がなされている。
A
電荷転送電極3の上層には酸化シリコン膜などの絶縁膜6、反射防止層7が形成され、更にその上に中間層70が形成される。中間層70のうち、71は遮光膜、10はBPSG(borophospho silicate glass)からなる層間絶縁膜、8はP−SiNからなる絶縁膜(パッシベーション膜)、74は透明樹脂等からなるフィルタ下平坦化膜である。遮光膜71は、フォトダイオード30の開口部分を除いて設けられる。中間層70上方には、カラーフィルタとマイクロレンズ60が設けられる。カラーフィルタ50とマイクロレンズ60との間には、絶縁性の透明樹脂等からなるフィルタ上平坦化膜61が形成される。
An insulating
本実施の形態の固体撮像素子は、フォトダイオード30で発生した信号電荷がn領域30bに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル33によって列方向に転送され、転送された信号電荷が図示しない水平電荷転送路(HCCD)によって行方向に転送され、転送された信号電荷に応じた色信号が図示しないアンプから出力されるように構成されている。すなわちシリコン基板1上に、光電変換部、電荷転送部、HCCD、及びアンプを含む領域である固体撮像素子部と、固体撮像素子の周辺回路(PAD部等)が形成される領域である周辺回路部とが形成されて固体撮像素子を構成している。
In the solid-state imaging device according to the present embodiment, signal charges generated in the
次に、この固体撮像装置の製造工程について説明する。まず、固体撮像素子の製造工程について説明する。固体撮像素子の光電変換部及び電荷転送電極については通例の方法で形成するが、ここでは配線層の形成特に、基板周縁部に特徴を有するため基板周縁部を中心に説明する。図中図6(a)乃至(f)は配線のある部分の断面図、図7(a)乃至(f)は配線のない部分の断面図であり、図6及び図7の(a)乃至(f)はそれぞれ対応する。
まず、n型のシリコン基板1を用意し、フィールド酸化膜9を形成するとともに、電荷転送チャネル、チャネルストップ領域、電荷読み出し領域が形成された、n型のシリコン基板1表面に、ゲート酸化膜2を形成する。
Next, the manufacturing process of this solid-state imaging device will be described. First, the manufacturing process of a solid-state image sensor will be described. The photoelectric conversion portion and the charge transfer electrode of the solid-state imaging device are formed by a usual method, but here, the formation of the wiring layer, particularly the substrate peripheral portion, will be described, focusing on the substrate peripheral portion. 6A to 6F are cross-sectional views of a portion having wiring, and FIGS. 7A to 7F are cross-sectional views of a portion having no wiring. FIGS. (F) corresponds to each.
First, an n-
続いて、このゲート酸化膜2上に、リンドープのドープトアモルファスシリコン膜3からなる電荷転送電極および周辺回路の配線および評価用のパッドを形成する。なお、図示しないがこのとき基板中心部では電荷転送電極のパターニングがなされる(図6(a)、図7(a))。そしてこの電荷転送電極の上層には、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などの絶縁膜が通例の方法によって形成される。このとき、周縁部のフィールド絶縁膜9の外端部に窒化シリコン膜9Nを残留せしめる(図6(b)、図7(b))。この窒化シリコン膜9Nは反射防止膜として用いるものを周縁部に残留させて使用してもよい。
Subsequently, a charge transfer electrode made of a phosphorus-doped doped
そして、この上層にCVD法により密着性層としてのTiN層、遮光膜(図示せず:W層)を順次形成する。 Then, a TiN layer as an adhesive layer and a light shielding film (not shown: W layer) are sequentially formed on this upper layer by CVD.
次に、レジストを塗布すると共にフォトリソグラフィを行い、遮光膜をパターニングする。 Next, a resist is applied and photolithography is performed to pattern the light shielding film.
そしてCVD法によりBPSG膜10を堆積し、リフローを行い表面を平坦化する((図6(c)、図7(c))。そして必要に応じて800から900℃の高温熱処理により、リフローし平坦化を行う。こののち、基板周縁部ではフォトリソグラフィによりこのBPSG膜10をパターニングする(図6(d)、図7(d))。このとき、評価用パッドを形成するための開口Oを形成する。ここでは窒化シリコン膜9Nをエッチング停止層として用いる。
ここで光導波路構造を形成する際には、光導波路となる柱状の高屈折材料層を形成するためのエッチング工程で同時に開口Oを形成するとよい。
Then, a
Here, when forming the optical waveguide structure, it is preferable to form the opening O at the same time in an etching process for forming a columnar high refractive material layer to be an optical waveguide.
そしてこの上層に、アルミニウム層からなる配線層11を形成する(図6(e)、図7(e))。そして、プラズマCVD法により保護膜としての窒化シリコン膜8を形成し、基板周縁部では配線層11の端縁を覆うように形成する(図6(f)、図7(f))。
A
そしてボンディングパッドとなる領域のアルミニウム層を露呈せしめるように窒化シリコン膜をエッチングし、開口した後、水素を含む不活性ガス雰囲気中でシンター処理を行い、透明樹脂膜からなる(フィルタ下)平坦化膜74(図4参照)を形成する。 Then, the silicon nitride film is etched and exposed to expose the aluminum layer in the bonding pad area, and then subjected to sintering in an inert gas atmosphere containing hydrogen, and is made of a transparent resin film (under the filter) and flattened. A film 74 (see FIG. 4) is formed.
このようにして固体撮像素子の作りこまれたシリコンウェハを用いて、ウェハレベルで位置決めし、一括して実装することにより一体化してから、ダイシングによりダイシングラインDLに沿って固体撮像素子ごとに分離する、いわゆるウェハレベルCSP法に基づいて実装がなされる(図3参照)。
このようにして極めて容易に作業性よく固体撮像装置を形成することが可能となる。このように、本発明によれば、ウェハレベルで位置決めし、一括して実装することにより一体化してから、固体撮像素子ごとに分離するようにしているため、製造が容易でかつ信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。また接合により素子形成面を間隙内に封止込めた状態で、分離あるいは研磨するのみで個々の固体撮像装置を形成することができるため、素子へのダメージも少なく、塵埃の混入のおそれもなく信頼性の高い固体撮像装置を提供することが可能となる。
なお、前記実施の形態では、基板の周縁全体にわたり、BPSG膜を除去したが、必ずしも周縁全体にわたって除去する必要はなく、短絡などの恐れのない部分のみ周縁部で層間絶縁膜を除去するようにしてもよい。
Using the silicon wafer in which the solid-state image sensor is built in this way, positioning is performed at the wafer level and integrated by mounting in a lump, and then separated for each solid-state image sensor along the dicing line DL by dicing. Mounting is performed based on the so-called wafer level CSP method (see FIG. 3).
In this way, it is possible to form a solid-state imaging device very easily with good workability. As described above, according to the present invention, since positioning is performed at the wafer level and integrated by batch mounting and then separated for each solid-state imaging device, manufacture is easy and highly reliable. A solid-state imaging device can be formed. In addition, individual solid-state imaging devices can be formed by simply separating or polishing while the element formation surface is sealed in the gap by bonding, so there is little damage to the elements and there is no risk of dust contamination A highly reliable solid-state imaging device can be provided.
In the above embodiment, the BPSG film is removed over the entire periphery of the substrate. However, it is not always necessary to remove the entire periphery, and the interlayer insulating film is removed at the periphery only in a portion where there is no fear of a short circuit or the like. May be.
(実施の形態2)
次に本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態では図8に示すように、BPSG膜10のパターニングに際してエッチングストッパをゲート酸化膜であるONO膜2を用いたことを特徴とするものである。他部については実施の形態1と同様である。
この構成によってもなんら付加工程を必要とすることなく、パターンを変更するのみで信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, the present embodiment is characterized in that an
With this configuration, it is possible to form a solid-state imaging device with high reliability only by changing the pattern without requiring any additional process.
(実施の形態3)
次に本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態では図9に示すように、BPSG膜10のパターニングに際してエッチングストッパをゲート酸化膜であるONO膜2と反射防止膜と同一工程で形成された窒化シリコン膜9Nとの積層構造体を用いたことを特徴とするものである。他部については実施の形態1と同様である。
この構成によってもなんら付加工程を必要とすることなく、パターンを変更するのみで信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 9, a laminated structure of an
With this configuration, it is possible to form a solid-state imaging device with high reliability only by changing the pattern without requiring any additional process.
なお、前記実施の形態では、ボンディングパッドを含む配線層はアルミニウム層で構成したが、アルミニウム層に限定されることなく、金など他の金属、あるいはシリサイドなど他の導体層でも良いことはいうまでもない。
またこの配線リードの形成に際しては、インクジェット法、ディスペンサでの供給、スクリーン印刷、スタンプ転写など適宜選択可能である。
さらにまた、前記実施の形態では、固体撮像素子について説明したが、固体撮像素子に限定されることなく、ロジック回路などを構成するLSIなど通常の半導体装置にも適用可能であることはいうまでもない。
In the above embodiment, the wiring layer including the bonding pad is composed of an aluminum layer. However, the present invention is not limited to the aluminum layer, but may be other metal such as gold or another conductor layer such as silicide. Nor.
In forming the wiring lead, an ink jet method, supply with a dispenser, screen printing, stamp transfer, or the like can be selected as appropriate.
Furthermore, although the solid-state imaging device has been described in the above embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the solid-state imaging device and can be applied to a normal semiconductor device such as an LSI constituting a logic circuit or the like. Absent.
この構成によれば、小型化が可能であり、携帯電話などの電子機器における固体撮像素子として有用である。また、ウェハレベルで位置決めし、外部取り出し用電極端子の形成を含めて、一括して実装することにより一体化してから、素子ごとに分離するようにしているため、製造が容易でかつ信頼性の高い半導体装置を形成することが可能となる。 According to this configuration, it is possible to reduce the size, and it is useful as a solid-state imaging device in an electronic device such as a mobile phone. In addition, it is easy to manufacture and reliable because it is positioned at the wafer level and integrated into a single package, including the formation of electrode terminals for external extraction, and then separated into individual elements. A high semiconductor device can be formed.
1 シリコン基板
2 ゲート酸化膜
3 電荷転送電極(ドープトアモルファスシリコン層)
4 酸化シリコン膜
5 窒化シリコン膜
6 絶縁膜
7 酸化シリコン膜
8 保護膜
9 フィールド酸化膜
10 層間絶縁膜(BPSG膜)
11 アルミニウム配線層
50 カラーフィルタ
60 マイクロレンズ
70 中間層
71 遮光膜
74 フィルタ下平坦化膜
1
4
11 Aluminum wiring layer 50
Claims (16)
前記層間絶縁膜のうち、前記半導体基板端縁部で、少なくとも前記配線層と当接する、不純物を含む層間絶縁膜が、除去されている半導体装置。 A semiconductor device having an interlayer insulating film and a wiring layer for external extraction on the surface of a semiconductor substrate in which an element region is formed,
A semiconductor device in which an interlayer insulating film containing impurities at least in contact with the wiring layer is removed at an edge portion of the semiconductor substrate in the interlayer insulating film.
前記不純物を含む層間絶縁膜はBPSG膜またはPSG膜である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device in which the interlayer insulating film containing impurities is a BPSG film or a PSG film.
前記層間絶縁膜の下層に前記層間絶縁膜に対してエッチング選択性を持つストッパ絶縁膜を具備した半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein
A semiconductor device comprising a stopper insulating film having an etching selectivity with respect to the interlayer insulating film under the interlayer insulating film.
前記ストッパ絶縁膜は窒化シリコンである半導体装置。 The semiconductor device according to claim 3,
A semiconductor device in which the stopper insulating film is silicon nitride.
前記半導体基板周縁部全体にわたり、前記不純物を含む層間絶縁膜が除去されている半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device in which an interlayer insulating film containing the impurities is removed over the entire periphery of the semiconductor substrate.
前記配線層は、前記半導体基板周縁部に露呈しており、前記半導体基板の側面に形成された配線リードを介して外部接続された半導体装置。 A semiconductor device according to claim 1,
The wiring layer is exposed to a peripheral portion of the semiconductor substrate, and is externally connected via a wiring lead formed on a side surface of the semiconductor substrate.
前記配線層は、金属層で構成された半導体装置。 A semiconductor device according to claim 1,
The wiring layer is a semiconductor device composed of a metal layer.
前記金属層はアルミニウムまたはアルミニウム合金である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7,
The semiconductor device, wherein the metal layer is aluminum or an aluminum alloy.
前記半導体装置は固体撮像素子であり、チップサイズパッケージを構成する半導体装置。 A semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device is a solid-state imaging device, and constitutes a chip size package.
前記層間絶縁膜のうち、少なくとも前記配線層と当接する、不純物を含む層間絶縁膜を、前記半導体基板端部で、選択的に除去する工程を含む半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device comprising an interlayer insulating film and a wiring layer for external extraction on the surface of a semiconductor substrate in which an element region is formed,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of selectively removing an interlayer insulating film containing impurities, which is in contact with at least the wiring layer among the interlayer insulating films, at an end portion of the semiconductor substrate.
前記層間絶縁膜の形成に先立ち、前記層間絶縁膜とはエッチング速度の異なるストッパ絶縁膜を形成する工程を含み、
前記除去する工程は、前記ストッパ絶縁膜をストッパとして前記層間絶縁膜を選択的に除去する工程を含む半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10,
Prior to the formation of the interlayer insulating film, including a step of forming a stopper insulating film having a different etching rate from the interlayer insulating film,
The removing step includes a step of selectively removing the interlayer insulating film using the stopper insulating film as a stopper.
前記ストッパ絶縁膜は、ONO構造のゲート酸化膜と同一工程で形成される半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, comprising:
The stopper insulating film is a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the stopper insulating film is formed in the same process as a gate oxide film having an ONO structure.
前記ストッパ絶縁膜は、反射防止膜と同一工程で形成される半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, comprising:
The stopper insulating film is a method for manufacturing a semiconductor device, which is formed in the same process as the antireflection film.
前記ストッパ絶縁膜は、ONO構造のゲート酸化膜と同一工程で形成された窒化シリコン膜および反射防止膜と同一工程で形成される窒化シリコンとの積層膜である半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, comprising:
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the stopper insulating film is a laminated film of a silicon nitride film formed in the same process as a gate oxide film having an ONO structure and a silicon nitride formed in the same process as an antireflection film.
前記半導体基板表面に複数の固体撮像素子を形成する工程と、
前記固体撮像素子の各受光領域に対向するように、前記半導体基板表面に透光性部材を接合する工程と、
前記半導体基板の前記配線層の一部が側面で露呈するように前記半導体基板をダイシングする工程と、
前記固体撮像素子に対応して前記半導体基板の側面に外部接続端子を形成する工程と、
前記接合工程で接合され、外部接続端子の形成された接合体を、固体撮像素子ごとに分離する工程とを含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, comprising:
Forming a plurality of solid-state imaging elements on the surface of the semiconductor substrate;
Bonding a translucent member to the surface of the semiconductor substrate so as to face each light receiving region of the solid-state imaging device;
Dicing the semiconductor substrate such that a part of the wiring layer of the semiconductor substrate is exposed on a side surface;
Forming an external connection terminal on a side surface of the semiconductor substrate corresponding to the solid-state imaging device;
A method of manufacturing a solid-state image pickup device, comprising: a step of separating, for each solid-state image pickup device, a joined body joined in the joining step and having external connection terminals formed thereon.
前記外部接続端子を形成する工程は、
インクジェット法により、前記半導体基板の側面で前記配線層の側面に当接するように端子パターンを形成する工程を含む半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, comprising:
The step of forming the external connection terminal includes:
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a terminal pattern so as to abut on a side surface of the wiring layer on a side surface of the semiconductor substrate by an inkjet method.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005182426A JP2007005485A (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Semiconductor device and its manufacturing method |
US11/471,577 US20060289982A1 (en) | 2005-06-22 | 2006-06-21 | Semiconductor device and method for producing same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005182426A JP2007005485A (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Semiconductor device and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007005485A true JP2007005485A (en) | 2007-01-11 |
Family
ID=37690818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005182426A Abandoned JP2007005485A (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Semiconductor device and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007005485A (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06260554A (en) * | 1993-03-08 | 1994-09-16 | Seiko Epson Corp | Semiconductor device |
JPH10189936A (en) * | 1996-12-26 | 1998-07-21 | Sony Corp | Solid-state image sensor and manufacture thereof |
JP2001085518A (en) * | 1999-09-17 | 2001-03-30 | Toshiba Corp | Manufacture of multilayer wiring structure and semiconductor device |
JP2004165312A (en) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor integrated device and its manufacturing method |
JP2004172249A (en) * | 2002-11-19 | 2004-06-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor integrated device and its manufacturing method |
-
2005
- 2005-06-22 JP JP2005182426A patent/JP2007005485A/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06260554A (en) * | 1993-03-08 | 1994-09-16 | Seiko Epson Corp | Semiconductor device |
JPH10189936A (en) * | 1996-12-26 | 1998-07-21 | Sony Corp | Solid-state image sensor and manufacture thereof |
JP2001085518A (en) * | 1999-09-17 | 2001-03-30 | Toshiba Corp | Manufacture of multilayer wiring structure and semiconductor device |
JP2004165312A (en) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor integrated device and its manufacturing method |
JP2004172249A (en) * | 2002-11-19 | 2004-06-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor integrated device and its manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10553637B2 (en) | Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus | |
JP5853351B2 (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE, SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE | |
TWI497696B (en) | Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus | |
US9263488B2 (en) | Semiconductor device, manufacturing method of semiconductor device, semiconductor wafer, and electronic equipment | |
US20120008934A1 (en) | Camera module and method of manufacturing the same | |
JP4037197B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor imaging device mounting structure | |
JP6256562B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic device | |
JP5876104B2 (en) | Image sensor and camera module having microlens protection pattern | |
JP2018078305A (en) | Solid state image sensor and electronic apparatus | |
JP6233376B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic device | |
JP2007194498A (en) | Solid-state image pick-up device and manufacturing method therefor | |
JP4503452B2 (en) | Method for manufacturing solid-state imaging device | |
JP2007043056A (en) | Semiconductor device and method for producing same | |
US20060289982A1 (en) | Semiconductor device and method for producing same | |
CN105185801B (en) | Solid-state image pickup device and image pickup system | |
JP2007005485A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP7001120B2 (en) | Solid-state image sensor and electronic equipment | |
JP2006351788A (en) | Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof | |
JP2007012677A (en) | Solid state image sensor and its fabrication process | |
JP2006344656A (en) | Solid state imaging element and its manufacturing method | |
JP2007103852A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP2006216656A (en) | Semiconductor device | |
JP2007005486A (en) | Solid-state imaging device and its manufacturing method | |
JP2007158178A (en) | Solid photographing element, and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061127 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071109 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071116 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071126 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080206 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100401 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111018 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20111031 |