JP2007194498A - Solid-state image pick-up device and manufacturing method therefor - Google Patents

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JP2007194498A JP2006012951A JP2006012951A JP2007194498A JP 2007194498 A JP2007194498 A JP 2007194498A JP 2006012951 A JP2006012951 A JP 2006012951A JP 2006012951 A JP2006012951 A JP 2006012951A JP 2007194498 A JP2007194498 A JP 2007194498A
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Sadaji Yasuumi
貞二 安海
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and low-profile solid-state image pick-up device as well as a method that allows the reliable and easy manufacture of the solid-state image pick-up device. <P>SOLUTION: The solid-state image pick-up device comprises a semiconductor substrate formed with a solid-state image sensing device that has a photoelectric conversion unit, and a charge transfer unit 40 provided with charge transfer electrodes 3(3a, 3b) for transferring the charge generated by the photoelectric conversion unit; and a translucent member mounted on the surface of the semiconductor substrate to have a cavity opposite to a light receiving region of the solid-state image sensing device. Moreover, an external connection terminal is disposed on the surface opposing the surface of the semiconductor substrate where the solid-state sensing device is formed, and the external connection terminal is electrically connected to the solid-state sensing device via a through-electrode passing through the semiconductor substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に係り、特に固体撮像装置の実装に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof, and more particularly to mounting of a solid-state imaging device.

エリアセンサ等の撮像デバイスであるCCD(Charge Coupled Device)を含む固体撮像装置は、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、薄型化への要求が高まっている。
このような固体撮像装置は、基本構造として、フォトダイオードなどの光電変換部と、この光電変換部からの電荷読み出し部と、読み出し電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部とを有する。この電荷転送電極は、半導体基板表面に形成された電荷転送チャネル上に複数個隣接して配置され、クロック信号で順次に駆動される。
Solid-state imaging devices including a CCD (Charge Coupled Device), which is an imaging device such as an area sensor, are increasingly required to be reduced in size and thickness due to the necessity of application to mobile phones and digital cameras.
Such a solid-state imaging device includes, as a basic structure, a photoelectric conversion unit such as a photodiode, a charge readout unit from the photoelectric conversion unit, and a charge transfer unit including a charge transfer electrode for transferring the readout charge. Have. A plurality of these charge transfer electrodes are arranged adjacent to each other on a charge transfer channel formed on the surface of the semiconductor substrate, and are sequentially driven by a clock signal.

そのひとつとして、固体撮像装置の受光エリアにマイクロレンズを設け、外部接続端子を有するパッケージに形成した固体撮像装置が提案されている。この一例として、固体撮像装置の受光エリアとマイクロレンズとの間に気密封止部をもつように一体的に実装することにより、小型化をはかるようにした固体撮像装置が提案されている(特許文献1)。   As one of them, a solid-state imaging device has been proposed in which a microlens is provided in a light receiving area of the solid-state imaging device and formed in a package having an external connection terminal. As an example of this, there has been proposed a solid-state imaging device that is miniaturized by integrally mounting it so as to have an airtight sealing portion between a light receiving area of the solid-state imaging device and a microlens (patent) Reference 1).

かかる構成によれば、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。   According to such a configuration, 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, and the light collecting ability of the microlens can be improved. It is possible to reduce the mounting size without causing a decrease.

特開平7−202152号公報JP-A-7-202152

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、固体撮像装置を回路基板上に搭載し、ワイヤ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る。また、固体撮像装置基板上に外部接続端子を形成しようとすると、光学的接続、機械的接続および電気的接続上での制約が多く、小型化、薄型化が困難であった。
たとえば、従来の固体撮像装置においては、電気的接続のための領域が固体撮像装置形成面側であることから、外部接続用のパッド形成領域を特別に設けなければならず、実装面積の低減には限界があり、小型化をはばむ原因となっていた。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、小型化、薄型化の可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。
また本発明は、製造が容易でかつ信頼性の高い固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。
However, when mounting such a solid-state image pickup device, it is necessary to mount the solid-state image pickup device on a circuit board for electrical connection by a method such as wire bonding and sealing when taking out a signal to the outside. is there. Further, when an external connection terminal is formed on a solid-state imaging device substrate, there are many restrictions on optical connection, mechanical connection, and electrical connection, and it is difficult to reduce the size and thickness.
For example, in a conventional solid-state imaging device, since the region for electrical connection is on the solid-state imaging device forming surface side, a pad forming region for external connection must be specially provided to reduce the mounting area. Had a limit and was the cause of the downsizing.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a solid-state imaging device that can be reduced in size and thickness.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device that is easy to manufacture and highly reliable.

そこで本発明では、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具えた固体撮像素子を形成してなる半導体基板と、前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に装着された透光性部材とを具備し、前記半導体基板の前記固体撮像素子形成面と対向する表面に外部接続端子が配設されており、前記外部接続端子は前記半導体基板を貫通する貫通電極を介して前記固体撮像素子に電気的に接続されたことを特徴とする。
この構成により、特別に外部接続端子形成領域を設けることなく、固体撮像素子基板のサイズでパッケージングが可能となり、小型化、薄型化の容易なチップサイズパッケージタイプの固体撮像装置を提供することが可能となる。
Therefore, in the present invention, a semiconductor substrate formed with a solid-state imaging device including a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, and the solid state A translucent member mounted on the surface of the semiconductor substrate so as to face the light receiving region of the image sensor, and an external connection terminal is provided on the surface of the semiconductor substrate facing the solid-state image sensor formation surface. The external connection terminal is electrically connected to the solid-state imaging device through a through electrode penetrating the semiconductor substrate.
With this configuration, it is possible to provide a chip-size package type solid-state imaging device that can be packaged in the size of the solid-state imaging device substrate without providing a special external connection terminal formation region, and can be easily reduced in size and thickness. It becomes possible.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記貫通電極が、前記固体撮像素子形成面に相対向する面側から、前記半導体基板表面に形成されたパッドの裏面に接続されたものを含む。
この構成により、表面側で、パッドに対してプローブ検査を行うことができ、通常の固体撮像素子の製造工程を変更することなく形成することが可能となる。
According to the present invention, in the solid-state imaging device, the through electrode is connected to a back surface of a pad formed on the surface of the semiconductor substrate from a surface side facing the solid-state imaging element forming surface.
With this configuration, it is possible to perform a probe inspection on the pad on the front surface side, and it is possible to form the pad without changing the manufacturing process of a normal solid-state imaging device.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記パッドが、前記光電変換部に開口を有し、その周りの電荷転送部を覆う遮光膜と同一工程で形成された導体層を含む。
この構成により、パッドの形成が遮光膜と同一工程で形成されるため、通常の固体撮像素子の製造工程になんら付加工程を必要とすることなく形成でき、工数の増大を抑制することが可能となる。
According to the present invention, in the solid-state imaging device, the pad includes a conductor layer formed in the same process as a light-shielding film that has an opening in the photoelectric conversion unit and covers a charge transfer unit around the opening.
With this configuration, since the pad is formed in the same process as the light shielding film, it can be formed without requiring any additional process in the manufacturing process of a normal solid-state imaging device, and the increase in man-hours can be suppressed. Become.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記パッドは、多結晶シリコン膜で形成されたパッド基体と、前記パッド基体表面を覆う遮光膜と、さらに前記遮光膜を覆う金属膜とで構成されたものを含む。
この構成により、素子部の形成と同一工程でパッドを形成することができる。またこの遮光膜を覆う金属膜にはアルミニウム配線層を用いるようにすれば、パターニング用のマスクの変更のみで工程を追加することなくパッドの形成がそのまま実現可能となる。
According to the present invention, in the solid-state imaging device, the pad includes a pad base formed of a polycrystalline silicon film, a light shielding film that covers the surface of the pad base, and a metal film that covers the light shielding film. Including things.
With this configuration, the pad can be formed in the same process as the formation of the element portion. If an aluminum wiring layer is used for the metal film covering the light shielding film, the pad can be formed as it is without adding a process only by changing the mask for patterning.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記遮光膜は、タングステンまたはタングステン合金膜であるものを含む。
この構成により、パターニング用のマスクの変更のみで工程を追加することなくパッドの形成がそのまま実現可能となる。このように、遮光膜としてはタングステン膜またはタングステン合金膜を用いるのが望ましく、この構成により周辺回路部の局所配線パターンを兼ねることもでき、遮光性が高く低抵抗の配線パターンを同一工程で形成することができる。
According to the present invention, in the solid-state imaging device, the light shielding film includes a tungsten or tungsten alloy film.
With this configuration, the formation of the pad can be realized as it is without adding a process only by changing the mask for patterning. As described above, it is desirable to use a tungsten film or a tungsten alloy film as the light shielding film, and this structure can also serve as a local wiring pattern of the peripheral circuit portion, and a wiring pattern having a high light shielding property and a low resistance is formed in the same process. can do.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記遮光膜は、前記パッド基体表面を覆う密着層を介して形成されたものを含む。
この構成により、この密着層の存在が密着性の向上のみならず、貫通電極形成用の貫通孔形成のためのエッチングストッパとして作用するため、製造作業性が良好となる。
According to the present invention, in the solid-state imaging device, the light-shielding film includes a light-shielding film formed through an adhesion layer that covers a surface of the pad base.
With this configuration, the presence of the adhesion layer not only improves the adhesion, but also acts as an etching stopper for forming a through hole for forming the through electrode, so that the manufacturing workability is improved.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記密着層は、TiNであるものを含む。
この構成により、密着性の向上にも、貫通電極形成のための貫通孔形成のためのエッチングストッパとしても、より有効となる。
In the present invention, in the solid-state imaging device, the adhesion layer includes one that is TiN.
This configuration is more effective for improving adhesion and also as an etching stopper for forming a through hole for forming a through electrode.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記パッド基体は、貫通開口部を有するリング状の多結晶シリコン膜で形成され、前記貫通開口部に絶縁膜を介して形成された貫通電極が、前記密着層に裏面側から当接したものを含む。
この構成により、密着性および電気的接続性の向上をはかることができる。
According to the present invention, in the solid-state imaging device, the pad base is formed of a ring-shaped polycrystalline silicon film having a through opening, and the through electrode formed in the through opening through an insulating film includes: The thing which contact | abutted from the back surface side is included.
With this configuration, adhesion and electrical connectivity can be improved.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記貫通電極は前記半導体基板の裏面と同一平面をもつように形成され、外部接続端子を構成するものを含む。
この構成により、固体撮像素子を形成した半導体基板の裏面からの外部接続端子の形成に極めて有効となる。
According to the present invention, in the solid-state imaging device, the through electrode is formed so as to be flush with the back surface of the semiconductor substrate and constitutes an external connection terminal.
This configuration is extremely effective for forming the external connection terminal from the back surface of the semiconductor substrate on which the solid-state imaging device is formed.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記貫通電極は前記半導体基板の裏面から突出する突出部を備えた外部接続端子を構成するものを含む。
この構成により、携帯端末などの器具への電気的接続を含む装着が容易となる。
According to the present invention, in the solid-state imaging device, the through electrode includes an external connection terminal having a protruding portion protruding from the back surface of the semiconductor substrate.
With this configuration, mounting including electrical connection to a device such as a portable terminal is facilitated.

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記貫通電極は銅(Cu)で構成されたものを含む。   According to the present invention, in the solid-state imaging device, the through electrode includes one made of copper (Cu).

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記金属膜はアルミニウム膜で構成され、その上層は開口を有するパッシベーション膜で被覆されたものを含む。
この構成により、表面側はプローブ検査に使用することができる。
In the present invention, in the solid-state imaging device, the metal film includes an aluminum film, and an upper layer thereof is covered with a passivation film having an opening.
With this configuration, the surface side can be used for probe inspection.

また、本発明では、半導体基板に固体撮像素子を形成し、固体撮像素子基板を形成する工程と、前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に透光性部材を装着して固体撮像装置を形成する方法であって、前記固体撮像素子基板を形成する工程が、半導体基板に、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とからなる素子領域を形成する工程と、前記半導体基板の前記素子領域の周縁部に、配線層を含む配線部を形成する工程と、前記半導体基板の表面に保護膜を形成する工程と、前記半導体基板の裏面に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の周縁部に、コンタクト形成用の開口を形成し、前記絶縁膜をマスクとして、裏面側から前記配線層に到達するまで前記半導体基板をエッチングすることにより、貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔の内壁に絶縁膜を形成する工程と、前記貫通孔内に導体を充填し、貫通電極を形成する工程とを含む。
この構成により、固体撮像素子基板の裏面側に外部接続端子を形成した固体撮像装置が容易にかつ効率よく形成可能となる。
In the present invention, a solid-state imaging device is formed on a semiconductor substrate, the solid-state imaging device substrate is formed, and a light-transmitting property is formed on the surface of the semiconductor substrate so as to have a gap facing the light-receiving region of the solid-state imaging device. A method of forming a solid-state imaging device by mounting a member, wherein the step of forming the solid-state imaging device substrate transfers a photoelectric conversion unit and a charge generated in the photoelectric conversion unit to a semiconductor substrate Forming an element region including a charge transfer portion including a transfer electrode; forming a wiring portion including a wiring layer at a peripheral portion of the element region of the semiconductor substrate; and protecting the surface of the semiconductor substrate. Forming a film; forming an insulating film on the back surface of the semiconductor substrate; and forming an opening for forming a contact in a peripheral portion of the insulating film, and using the insulating film as a mask, the wiring from the back surface side Reach layer A step of forming a through hole by etching the semiconductor substrate, a step of forming an insulating film on an inner wall of the through hole, a step of filling a conductor in the through hole, and forming a through electrode including.
With this configuration, a solid-state imaging device in which external connection terminals are formed on the back side of the solid-state imaging element substrate can be easily and efficiently formed.

また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記配線部を形成する工程は、多結晶シリコン層からなるパッド基体を形成する工程と、前記パッド基体上を覆うように、導体層を形成する工程とを含み、前記パッド基体を形成する工程は、電荷転送電極を形成する工程と同一工程であり、前記導体層を形成する工程は、前記電荷転送電極を覆う遮光膜と同一工程であるものを含む。
この構成により、工数を増大することなく、マスクパターンの変更のみで形成可能である。
According to the present invention, in the method of manufacturing the solid-state imaging device, the step of forming the wiring portion includes a step of forming a pad base made of a polycrystalline silicon layer, and a conductor layer so as to cover the pad base. The step of forming the pad base is the same step as the step of forming the charge transfer electrode, and the step of forming the conductor layer is the same step as the light shielding film covering the charge transfer electrode. Including some.
With this configuration, it can be formed only by changing the mask pattern without increasing the number of steps.

また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記遮光膜は、タングステンまたはタングステン合金膜であるものを含む。
この構成により、タングステンまたはタングステン合金膜は電極としても低抵抗できわめて良好な膜であり、工数を増大することなく、マスクパターンの変更のみで形成可能である。
In the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, the light shielding film includes a tungsten or tungsten alloy film.
With this configuration, the tungsten or tungsten alloy film is a very good film with low resistance as an electrode, and can be formed only by changing the mask pattern without increasing the number of steps.

また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記遮光膜は、前記パッド基体表面を覆う密着層を介して形成されており、前記貫通孔を形成する工程は前記密着層をエッチングストッパとして前記半導体基板および前記パッド基体を貫通するようにエッチングする工程であるものを含む。
この構成により、密着層がエッチングストッパとなるため、制御性よく貫通孔を形成することができる。
According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, the light shielding film is formed through an adhesion layer that covers a surface of the pad base, and the step of forming the through hole includes etching the adhesion layer with an etching stopper. And a step of etching so as to penetrate the semiconductor substrate and the pad base.
With this configuration, since the adhesion layer serves as an etching stopper, the through hole can be formed with good controllability.

また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記密着層は、TiNであるものを含む。
この構成により、良好なエッチングストッパとして作用する一方、電荷転送電極の遮光膜と下地との密着層としても用いられるため、工数の増大なしに形成可能である。
Moreover, in this invention, in the manufacturing method of the said solid-state imaging device, the said contact | adherence layer contains what is TiN.
With this configuration, while acting as a good etching stopper, it is also used as an adhesion layer between the light-shielding film of the charge transfer electrode and the base, so that it can be formed without increasing the number of steps.

また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記貫通電極を形成する工程は、前記貫通孔に、めっき法により、銅を充填する工程を含むものを含む。   In the present invention, in the method for manufacturing the solid-state imaging device, the step of forming the through electrode includes a step of filling the through hole with copper by a plating method.

また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記貫通電極を形成する工程は、前記銅表面をCMPにより平坦化する工程を含むものを含む。
この構成により、効率よく平坦な表面を得ることができる。
In the present invention, in the method of manufacturing the solid-state imaging device, the step of forming the through electrode includes a step of planarizing the copper surface by CMP.
With this configuration, a flat surface can be obtained efficiently.

また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記貫通電極を形成する工程は、前記銅に対し、突出部となるバンプを形成する工程を含むものを含む。
この構成により、携帯端末などの機器への実装が極めて容易となる。
According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, the step of forming the through electrode includes a step of forming a bump serving as a protruding portion with respect to the copper.
With this configuration, mounting on a device such as a portable terminal becomes extremely easy.

また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に透光性部材を装着する工程と、前記透光性部材を装着する工程後、個々の固体撮像装置に分離する工程を含む。
この構成により、チップサイズパッケージが極めて容易に生産性よく形成可能となる。
According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, a step of mounting a translucent member on the surface of the semiconductor substrate so as to have a gap facing the light receiving region of the solid-state imaging device; After the step of mounting the member, the method includes a step of separating into individual solid-state imaging devices.
With this configuration, a chip size package can be formed very easily and with high productivity.

以上説明したように本発明では、極めて容易に、小型、かつ薄型の固体撮像装置を形成することが可能となる。また、固体撮像素子基板の裏面側から外部接続端子を形成することができ、携帯端末などの機器への実装が極めて容易でかつ実装面積も極めて小さいものとなる。   As described above, according to the present invention, a small and thin solid-state imaging device can be formed very easily. In addition, the external connection terminals can be formed from the back side of the solid-state image pickup device substrate, and the mounting on a device such as a portable terminal is extremely easy and the mounting area is extremely small.

次に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
この固体撮像装置は、図1に全体概要図を示すように、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具えた固体撮像素子を形成してなるシリコン基板1からなる固体撮像素子基板100の、受光領域に対向して空隙をもつようにこのシリコン基板1表面に装着された透光性部材200とを具備し、シリコン基板1の前記固体撮像素子形成面と対向する表面に外部接続端子Tが配設されており、前記外部接続端子がシリコン基板1を貫通する貫通電極13を介して前記固体撮像素子に電気的に接続され、チップサイズパッケージを構成している。また、図2および図3に、固体撮像素子基板の断面図および平面図(図2は図3のA−A断面図である)を示す。固体撮像素子基板は、図2(a)に示すように、表面にpウェル(図示せず)、およびn型半導体層(図示せず)が形成されたシリコン基板1表面に、ゲート酸化膜2を介して配列形成される複数の電荷転送電極3(3a、3b)が、ゲート酸化膜2上に所定の間隔で形成された電極間絶縁膜4によって複数の電荷転送電極に分離形成されるとともに、光電変換部としてのフォトダイオード30の受光領域に開口を有する遮光膜8で被覆され、この上層が、BPSG膜からなる絶縁膜9が形成されており、さらにこの上層が窒化シリコン膜10で被覆されており、さらにこの上層にカラーフィルタ層50、樹脂膜からなる平坦化膜71を介してレンズ層60が形成されている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device includes a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers a charge generated in the photoelectric conversion unit. A solid-state imaging device substrate 100 made of a silicon substrate 1 formed with an element, and a translucent member 200 mounted on the surface of the silicon substrate 1 so as to have a gap facing the light receiving region, An external connection terminal T is disposed on the surface facing the solid-state image sensor formation surface of 1, and the external connection terminal is electrically connected to the solid-state image sensor via a through electrode 13 penetrating the silicon substrate 1. And constitutes a chip size package. 2 and 3 are a cross-sectional view and a plan view of the solid-state imaging device substrate (FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3). As shown in FIG. 2A, the solid-state imaging device substrate has a gate oxide film 2 formed on the surface of a silicon substrate 1 on which a p-well (not shown) and an n-type semiconductor layer (not shown) are formed. A plurality of charge transfer electrodes 3 (3 a, 3 b) arranged via the gate electrode are separated and formed into a plurality of charge transfer electrodes by an interelectrode insulating film 4 formed on the gate oxide film 2 at a predetermined interval. The light receiving region of the photodiode 30 as a photoelectric conversion portion is covered with a light shielding film 8 having an opening, and the upper layer is formed with an insulating film 9 made of a BPSG film, and the upper layer is covered with a silicon nitride film 10. Further, a lens layer 60 is formed on the upper layer via a color filter layer 50 and a planarizing film 71 made of a resin film.

そして固体撮像素子基板100の周縁部には図2(b)に示すように、シリコン基板の固体撮像素子形成面と対向する表面に外部接続端子Tが配設されており、この外部接続端子Tはシリコン基板1を貫通する貫通電極13を介して固体撮像素子に電気的に接続されている。   2B, an external connection terminal T is disposed on the surface of the solid-state image pickup device substrate 100 facing the solid-state image pickup device formation surface of the silicon substrate. Is electrically connected to the solid-state imaging device through a through electrode 13 penetrating the silicon substrate 1.

またこの貫通電極13が当接する表面側では、この貫通電極13を囲むように多結晶シリコン膜で形成されたリング状のパッド基体3Sと、パッド基体3S表面を覆う密着層8SとしてのTiN層を介して形成されたタングステン層からなる遮光膜8と、さらにこの遮光膜8を覆うアルミニウム層からなる金属膜12とで構成される。そしてこの上層はプローブ検査用の開口を有して形成されるパッシベーション膜15で被覆されている。
なおこの密着層8Sが貫通電極形成用の貫通孔形成のためのエッチングストッパとして作用するため、製造作業性がきわめて良好となる。
On the surface side where the through electrode 13 abuts, a ring-shaped pad base 3S formed of a polycrystalline silicon film so as to surround the through electrode 13 and a TiN layer as an adhesion layer 8S covering the surface of the pad base 3S are provided. A light shielding film 8 made of a tungsten layer and a metal film 12 made of an aluminum layer covering the light shielding film 8. This upper layer is covered with a passivation film 15 having an opening for probe inspection.
Since the adhesion layer 8S functions as an etching stopper for forming a through hole for forming a through electrode, the manufacturing workability is very good.

なお、図3に平面図を示すように、シリコン基板1には、複数のフォトダイオード30が形成され、フォトダイオードで検出した信号電荷を転送するための電荷転送部40が、フォトダイオード30の間に蛇行形状を呈するように形成される。電荷転送部40によって転送される信号電荷が移動する電荷転送チャネルは、図示していないが、電荷転送部40が延在する方向と交差する方向に、やはり蛇行形状を呈するように形成される。   As shown in a plan view in FIG. 3, a plurality of photodiodes 30 are formed on the silicon substrate 1, and a charge transfer unit 40 for transferring signal charges detected by the photodiodes is provided between the photodiodes 30. Are formed in a meandering shape. Although not shown, the charge transfer channel through which the signal charge transferred by the charge transfer unit 40 moves is formed to have a meandering shape in a direction intersecting with the direction in which the charge transfer unit 40 extends.

また、pウェルの形成されたシリコン基板1内には、pn接合を備えたフォトダイオード30、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、シリコン基板1表面には、ゲート酸化膜2を介して、酸化シリコン膜からなる電極間絶縁膜と電荷転送電極3(電荷転送部40)が形成される。ここでゲート酸化膜2は熱酸化によって形成された酸化シリコン膜と減圧CVD法によって形成された窒化シリコン膜と、熱酸化法によって形成された酸化シリコン膜との3層膜で構成される。(上層の酸化膜はCVD法によって形成しても良い。) Further, a photodiode 30 having a pn junction, a charge transfer channel, a channel stop region, and a charge readout region are formed in the silicon substrate 1 in which the p-well is formed. A gate oxide film 2 is formed on the surface of the silicon substrate 1. Thus, the interelectrode insulating film 5 made of a silicon oxide film and the charge transfer electrode 3 (charge transfer portion 40) are formed. Here, the gate oxide film 2 is composed of a three-layer film of a silicon oxide film formed by thermal oxidation, a silicon nitride film formed by a low pressure CVD method, and a silicon oxide film formed by a thermal oxidation method. (The upper oxide film may be formed by a CVD method.)

また、電荷転送部40は、シリコン基板1表面に、ゲート酸化膜2を介して形成された、第1層ドープト多結晶シリコン膜3aからなる第1の電極と、第2層ドープト多結晶シリコン膜3bからなる第2の電極とが酸化シリコン膜からなる電極間絶縁膜4を介して並置され、単層電極構造を構成している。パッド基体3Sは、この第1層ドープト多結晶シリコン膜3aまたは第2層ドープト多結晶シリコン膜3bと同一工程で形成される。   The charge transfer unit 40 includes a first electrode made of the first layer doped polycrystalline silicon film 3a and a second layer doped polycrystalline silicon film formed on the surface of the silicon substrate 1 via the gate oxide film 2. A second electrode made of 3b is juxtaposed via an interelectrode insulating film 4 made of a silicon oxide film to constitute a single-layer electrode structure. The pad base 3S is formed in the same process as the first layer doped polycrystalline silicon film 3a or the second layer doped polycrystalline silicon film 3b.

そしてこの第1および第2の電極の上層は、酸化シリコン膜5で被覆されており、フォトダイオード30の表面から、電荷転送部40の酸化シリコン膜5の一部にのりあげるように膜厚30nmの窒化シリコン膜からなる反射防止膜6が形成されている。そしてフォトダイオード30上は、BPSG膜からなる層間絶縁膜9、窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜10が形成される。   The upper layers of the first and second electrodes are covered with the silicon oxide film 5 and have a film thickness of 30 nm so as to extend from the surface of the photodiode 30 onto a part of the silicon oxide film 5 of the charge transfer section 40. An antireflection film 6 made of a silicon nitride film is formed. On the photodiode 30, an interlayer insulating film 9 made of a BPSG film and a passivation film 10 made of a silicon nitride film are formed.

次にこの固体撮像装置の製造工程について説明する。
図4乃至図6はこの固体撮像装置の製造工程における貫通電極の形成工程を示す断面図である。各図において図2の左側(a)のフォトダイオード領域30からなる光電変換部と、電荷転送部40とを備えた素子部は省略し、図2における右側(b)の周辺回路部のみを示す。
まず、通常の方法で単層電極構造の電荷転送電極を形成する。すなわち不純物濃度1.0×1016cm−3程度のn型のシリコン基板1表面に、膜厚25nmの酸化シリコン膜と、膜厚50nmの窒化シリコン膜と、膜厚10nmの酸化シリコン膜を形成し、3層構造のゲート酸化膜2を形成する。
Next, the manufacturing process of this solid-state imaging device will be described.
4 to 6 are cross-sectional views showing a through electrode forming process in the manufacturing process of the solid-state imaging device. In each figure, the element part including the photoelectric conversion part composed of the photodiode region 30 on the left side (a) in FIG. 2 and the charge transfer part 40 is omitted, and only the peripheral circuit part on the right side (b) in FIG. 2 is shown. .
First, a charge transfer electrode having a single-layer electrode structure is formed by a normal method. That is, a 25-nm-thick silicon oxide film, a 50-nm-thick silicon nitride film, and a 10-nm-thick silicon oxide film are formed on the surface of an n-type silicon substrate 1 having an impurity concentration of about 1.0 × 10 16 cm −3. Then, a gate oxide film 2 having a three-layer structure is formed.

続いて、このゲート酸化膜2上に、PHとNとSiHを用いた減圧CVD法により、膜厚0.25μmの第1層多結晶シリコン膜を形成し、リンドープを行うことにより、第1層ドープト多結晶シリコン膜3aを形成する。このときの基板温度は500〜600℃とする。 Subsequently, a first layer polycrystalline silicon film having a film thickness of 0.25 μm is formed on the gate oxide film 2 by a low pressure CVD method using PH 3 , N 2, and SiH 4 , and phosphorus doping is performed. First layer doped polycrystalline silicon film 3a is formed. The substrate temperature at this time shall be 500-600 degreeC.

この後、フォトリソグラフィにより第1層ドープト多結晶シリコン膜3aをパターニングし、第1の電極を形成し、この第1の電極表面を熱酸化することにより膜厚80〜90nmの酸化シリコン膜4を形成する。このパターニングに際してはHBrとOとの混合ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、第1の電極および周辺回路の配線を形成する。ここではECR (電子サイクロトロン共鳴:Electron Cycrotoron Resonance)方式あるいはICP(誘導結合Inductively Coupled Plasma)方式などのエッチング装置を用いるのが望ましい。 Thereafter, the first-layer doped polycrystalline silicon film 3a is patterned by photolithography to form a first electrode, and the surface of the first electrode is thermally oxidized to form a silicon oxide film 4 having a thickness of 80 to 90 nm. Form. In this patterning, reactive ion etching using a mixed gas of HBr and O 2 is performed to form wirings for the first electrode and the peripheral circuit. Here, it is desirable to use an etching apparatus such as an ECR (Electron Cyclotoron Resonance) system or an ICP (Inductively Coupled Plasma) system.

そしてこの上層に同様にしてPHとNとSiHを用いた減圧CVD法により、膜厚0.6μmの第2層多結晶シリコン膜を堆積しリンドープを行うことにより、第2層ドープト多結晶シリコン膜3bを形成し、CMP(化学的機械研磨)法を用いて平坦化を行い、ゲート酸化膜2上に第1および第2の電極が並置された第2の電極を形成する。そして、更にこの上層に熱酸化後膜厚80〜90nmの酸化シリコン膜5を形成する。このとき、第1層ドープト多結晶シリコン膜3a上が過度に酸化されないように窒化シリコン膜で被覆しておくようにするのが望ましい。なお、第1層ドープト多結晶シリコン膜または後述する第2層ドープト多結晶シリコン膜と同一工程で周辺回路を構成する配線と共にパッド基体3Sを形成しておく。 Similarly, a second layer polycrystalline silicon film having a thickness of 0.6 μm is deposited and phosphorus-doped by a low pressure CVD method using PH 3 , N 2, and SiH 4 in the same manner as this upper layer. A crystalline silicon film 3b is formed and planarized using a CMP (chemical mechanical polishing) method to form a second electrode in which the first and second electrodes are juxtaposed on the gate oxide film 2. Further, a silicon oxide film 5 having a thickness of 80 to 90 nm is formed on the upper layer after thermal oxidation. At this time, it is desirable to cover the first layer doped polycrystalline silicon film 3a with a silicon nitride film so as not to be excessively oxidized. The pad base 3S is formed together with the wiring constituting the peripheral circuit in the same process as the first layer doped polycrystalline silicon film or the second layer doped polycrystalline silicon film described later.

そして、フォトダイオード上の窒化シリコン膜を除去した後、この上層にHTO薄膜10nmを減圧CVD法により成膜し、さらにCVD法により膜厚30nmの窒化シリコン膜からなる反射防止膜6を形成する。   Then, after removing the silicon nitride film on the photodiode, an HTO thin film of 10 nm is formed on the upper layer by a low pressure CVD method, and an antireflection film 6 made of a silicon nitride film having a thickness of 30 nm is formed by the CVD method.

この後、スパッタリング法により密着層8Sとしてのチタンナイトライド層を形成した後、CVD法により遮光膜8としてのタングステン膜を形成する。そして、フォトリソグラフィにより、フォトダイオード部および周辺回路部の遮光膜8をエッチング除去することにより、パターニングする。そして膜厚300nmのBPSG膜を形成し、炉アニールにより800〜850℃に加熱して、平坦化し、層間絶縁膜9を形成する。   Thereafter, a titanium nitride layer as the adhesion layer 8S is formed by sputtering, and then a tungsten film as the light shielding film 8 is formed by CVD. Then, the light shielding film 8 in the photodiode portion and the peripheral circuit portion is removed by etching by photolithography to perform patterning. Then, a BPSG film having a thickness of 300 nm is formed, heated to 800 to 850 ° C. by furnace annealing, and flattened to form an interlayer insulating film 9.

そして、周辺回路部のコンタクト形成用の開口を形成する。この状態を図4(a)に示す。15はパッシベーション膜である。なおこの周辺回路部のコンタクト形成用の開口は、この時点では形成することなく、マイクロレンズのエッチバック時などパッド表面露出するなどの方法も有効である。 Then, an opening for forming a contact in the peripheral circuit portion is formed. This state is shown in FIG. Reference numeral 15 denotes a passivation film. The contact formation opening in the peripheral circuit portion is not formed at this time, and a method of exposing the pad surface, for example, when the microlens is etched back is also effective.

この後、図4(b)に示すように、固体撮像素子を形成したシリコン基板(固体撮像素子基板100)の表面をレジストR1で被覆保護した後、裏面に酸化シリコン膜からなる絶縁膜を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 4B, the surface of the silicon substrate on which the solid-state image sensor is formed (solid-state image sensor substrate 100) is covered and protected with a resist R1, and then an insulating film made of a silicon oxide film is formed on the back surface. To do.

そして、図5(a)に示すように、裏面側にパッド基体3Sよりも小さな開口を有する、貫通孔形成のためのレジストパターンR2を形成する。   Then, as shown in FIG. 5A, a resist pattern R2 for forming a through hole having an opening smaller than the pad base 3S on the back surface side is formed.

そして、図5(b)に示すように、このレジストパターンR2をマスクとして、シリコン基板1を裏面側からエッチングし、貫通孔を形成する。このとき、密着層8SとしてのTiN層をエッチングストッパとして用いる。   Then, as shown in FIG. 5B, using the resist pattern R2 as a mask, the silicon substrate 1 is etched from the back side to form through holes. At this time, the TiN layer as the adhesion layer 8S is used as an etching stopper.

この後、図6(a)に示すように、貫通孔内にCVD法により酸化シリコン膜14を形成した後、異方性エッチングにより貫通孔側壁にのみ酸化シリコン膜14を残留させる。   Thereafter, as shown in FIG. 6A, after the silicon oxide film 14 is formed in the through hole by the CVD method, the silicon oxide film 14 is left only on the side wall of the through hole by anisotropic etching.

そして、図6(b)に示すように、貫通孔内にPVD法によりTiN層を形成し、めっき法によりCuを形成した後、CMPにより平坦化を行う。
このようにして、外部接続端子の形成された固体撮像素子基板を形成する。
Then, as shown in FIG. 6B, a TiN layer is formed in the through hole by the PVD method, Cu is formed by the plating method, and then flattened by CMP.
In this manner, a solid-state image sensor substrate on which external connection terminals are formed is formed.

続いて、この固体撮像素子基板100を用いた実装方法について説明する。
まず、図7(a)に示す固体撮像素子基板100に、図7(b)に示すようにスペーサ300を形成した透光性基板200を位置あわせしてウェハレベルで固着する(図7(c))。
Subsequently, a mounting method using the solid-state imaging device substrate 100 will be described.
First, the translucent substrate 200 on which the spacer 300 is formed as shown in FIG. 7B is aligned with the solid-state imaging device substrate 100 shown in FIG. 7A and fixed at the wafer level (FIG. 7C). )).

この固着後の状態を図8に示す。
そして、ダイシングラインDLに沿ってダイシングし、個々の固体撮像装置に分割する。このようにして図1に示した固体撮像装置が形成される。
The state after this fixing is shown in FIG.
Then, the wafer is diced along a dicing line DL and divided into individual solid-state imaging devices. In this way, the solid-state imaging device shown in FIG. 1 is formed.

このようにして外部接続端子が固体撮像素子基板の裏面側に形成されたチップサイズパッケージを構成する小型でかつ薄型の固体撮像装置を提供することが可能となる。
また裏面側からの電気的接続が可能であるため、携帯端末のような電子機器への装着が極めて容易でかつ占有面積の低減を図ることが可能となる。また、配線の形成も容易であり、製造が容易で信頼性の高いものとなっている。
また、ウェハレベルパッケージであるため、一連の製造工程が効率化され製造コストの低減が容易になる。
なお、貫通電極の形成工程として、BPSG膜の形成および平坦化後に、一連の工程を行うようにしてもよく、Cuは拡散防止のために、保護層で被覆しておき、最後に露出させるようにしても良い。これにより、シンターによるダメージの回復を得ることが可能となる、また保護層として耐熱性材料を選ぶことにより、高温プロセスも導入可能である。
In this way, it is possible to provide a small and thin solid-state imaging device constituting a chip size package in which the external connection terminals are formed on the back surface side of the solid-state imaging device substrate.
Further, since electrical connection from the back side is possible, it is very easy to attach to an electronic device such as a portable terminal, and the occupied area can be reduced. In addition, the wiring can be easily formed, and manufacturing is easy and reliable.
Moreover, since it is a wafer level package, a series of manufacturing processes are made efficient and manufacturing cost can be easily reduced.
As a through electrode forming process, a series of processes may be performed after the formation and planarization of the BPSG film, and Cu is covered with a protective layer to prevent diffusion, and is finally exposed. Anyway. This makes it possible to recover damage due to sintering, and a high-temperature process can be introduced by selecting a heat-resistant material as a protective layer.

また前記実施の形態では、電極を形成する導体層としてノンドープの多結晶シリコン層を成膜し、成膜後ドーピングを行なうようにしたが、ドープトアモルファスシリコン膜を堆積するようにしてもよい。   In the above embodiment, a non-doped polycrystalline silicon layer is formed as a conductor layer for forming an electrode, and doping is performed after the film formation. However, a doped amorphous silicon film may be deposited.

なお、前記実施の形態では貫通電極は多結晶シリコン膜で構成したが、これに限定されることなく、貫通孔内に、露呈するTiNに対して選択的にめっき層を成長させるいわゆる選択めっきによって貫通電極を形成するようにしてもよい。
また貫通電極は、シリコン基板の裏面と同一表面をなすように形成したが、金バンプなどの突出部を形成してもよい。
In the above embodiment, the through electrode is formed of a polycrystalline silicon film. However, the present invention is not limited to this, and so-called selective plating in which a plated layer is selectively grown on the exposed TiN in the through hole. A through electrode may be formed.
The through electrode is formed so as to have the same surface as the back surface of the silicon substrate, but a protruding portion such as a gold bump may be formed.

また、貫通電極が接続される基板表面側のパッドは、上記構成に限定されることなく形成可能であり、検査用プローブを裏面側から当てるようにする場合は、表面側のパッドは省略してもよい。   Further, the pad on the surface side of the substrate to which the through electrode is connected can be formed without being limited to the above configuration, and the pad on the surface side is omitted when the inspection probe is applied from the back side. Also good.

さらにまた、前記実施の形態では、ウェハレベルで実装し、最後にダイシングすることによって形成するウェハレベルチップサイズパッケージについて説明したが、これに限定されることなく、通常のフィルムキャリアなどの実装基板を用いた実装、あるいは、再配列配線を介してBGA(ボールグリッドアレイ)に接続する実装など適宜変更可能であることはいうまでもない。   Furthermore, in the above-described embodiment, the wafer level chip size package formed by mounting at the wafer level and finally dicing has been described. However, the present invention is not limited to this, and a mounting substrate such as a normal film carrier is used. It goes without saying that the mounting used or the mounting connected to the BGA (ball grid array) via the rearrangement wiring can be appropriately changed.

なお、本発明は、前記実施の形態に限定されることなく、本発明の技術思想の範囲内において、適宜可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately made within the scope of the technical idea of the present invention.

以上、説明したように本発明の固体撮像装置は、携帯端末などの電子機器への装着が容易でかつ、極めて小型化、薄型化が可能となることから、デジタルカメラ、携帯電話などに用いられる小型の撮像装置として極めて有効である。   As described above, the solid-state imaging device of the present invention can be easily mounted on an electronic device such as a portable terminal, and can be extremely reduced in size and thickness. Therefore, the solid-state imaging device is used for a digital camera, a mobile phone, and the like. It is extremely effective as a small imaging device.

本発明の実施の形態の固体撮像装置の概要斜視図である。1 is a schematic perspective view of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の断面概要図である。1 is a schematic cross-sectional view of a solid-state imaging element substrate of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の平面図である。It is a top view of the solid-state image sensor board | substrate of the solid-state imaging device of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the solid-state image sensor board | substrate of the solid-state imaging device of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the solid-state image sensor board | substrate of the solid-state imaging device of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the solid-state image sensor board | substrate of the solid-state imaging device of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the solid-state imaging device of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態1の固体撮像装置の製造工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing process of the solid-state imaging device of Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン基板
2 ゲート酸化膜
3 電荷転送電極
3a 第1層多結晶シリコン膜
3b 第2層多結晶シリコン膜
3S パッド基体
4 電極間絶縁膜
5 絶縁膜
6 反射防止膜
8S 密着層
8 遮光膜
9 層間絶縁膜
10 パッシベーション膜
12 金属膜(アルミニウム膜)
13 貫通電極
14 酸化シリコン膜
15 パッシベーション膜
100 固体撮像素子基板
200 透光性基板
300 スペーサ
DL ダイシングライン
T 端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Gate oxide film 3 Charge transfer electrode 3a 1st layer polycrystalline silicon film 3b 2nd layer polycrystalline silicon film 3S Pad base | substrate 4 Interelectrode insulating film 5 Insulating film 6 Antireflection film 8S Adhesion layer 8 Light shielding film 9 Interlayer Insulating film 10 Passivation film 12 Metal film (aluminum film)
13 Through electrode 14 Silicon oxide film 15 Passivation film 100 Solid-state imaging device substrate 200 Translucent substrate 300 Spacer DL Dicing line T Terminal

Claims (21)

光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具えた固体撮像素子を形成してなる半導体基板と、
前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に装着された透光性部材とを具備し、
前記半導体基板の前記固体撮像素子形成面と対向する表面に外部接続端子が配設されており、
前記外部接続端子は前記半導体基板を貫通する貫通電極を介して前記固体撮像素子に電気的に接続された固体撮像装置。
A semiconductor substrate formed with a solid-state imaging device comprising a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit including a charge transfer electrode for transferring charges generated in the photoelectric conversion unit;
A translucent member mounted on the surface of the semiconductor substrate so as to have a gap facing the light receiving region of the solid-state imaging device;
External connection terminals are disposed on the surface of the semiconductor substrate facing the solid-state imaging element forming surface,
The solid-state imaging device in which the external connection terminal is electrically connected to the solid-state imaging element through a through electrode penetrating the semiconductor substrate.
請求項1に記載の固体撮像装置であって、
前記貫通電極は、前記固体撮像素子形成面に相対向する面側から、前記半導体基板表面に形成されたパッドの裏面に接続された固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1,
The through electrode is a solid-state imaging device connected to a back surface of a pad formed on the surface of the semiconductor substrate from a surface side facing the solid-state imaging element forming surface.
請求項1または2に記載の固体撮像装置であって、
前記パッドは、前記光電変換部に開口を有し、その周りの電荷転送部を覆う遮光膜と同一工程で形成された導体層を含む固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1 or 2,
The pad is a solid-state imaging device including a conductor layer having an opening in the photoelectric conversion unit and formed in the same process as a light shielding film covering a charge transfer unit around the opening.
請求項3に記載の固体撮像装置であって、
前記パッドは、多結晶シリコン膜で形成されたパッド基体と、前記パッド基体表面を覆う遮光膜と、さらに前記遮光膜を覆う金属膜とで構成された固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 3,
The pad is a solid-state imaging device comprising a pad base formed of a polycrystalline silicon film, a light shielding film covering the surface of the pad base, and a metal film covering the light shielding film.
請求項4に記載の固体撮像装置であって、
前記遮光膜は、タングステンまたはタングステン合金膜である固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 4,
The solid-state imaging device, wherein the light shielding film is tungsten or a tungsten alloy film.
請求項5に記載の固体撮像装置であって、
前記遮光膜は、前記パッド基体表面を覆う密着層を介して形成された固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 5,
The light-shielding film is a solid-state imaging device formed through an adhesion layer covering the pad base surface.
請求項6記載の固体撮像装置であって、
前記密着層は、TiNである固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 6,
The solid-state imaging device, wherein the adhesion layer is TiN.
請求項7に記載の固体撮像装置であって、
前記パッド基体は、貫通開口部を有する多結晶シリコン膜で形成され、
前記貫通開口部に絶縁膜を介して形成された貫通電極が、前記密着層に裏面側から当接した固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 7,
The pad base is formed of a polycrystalline silicon film having a through opening,
A solid-state imaging device in which a through electrode formed in the through opening through an insulating film is in contact with the adhesion layer from the back side.
請求項1乃至8のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記貫通電極は前記半導体基板の裏面と同一平面をもつように形成され、外部接続端子を構成する固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 8,
The through electrode is formed so as to have the same plane as the back surface of the semiconductor substrate, and constitutes an external connection terminal.
請求項1乃至8のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記貫通電極は前記半導体基板の裏面から突出する突出部を備えた外部接続端子を構成する固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 8,
The through electrode is a solid-state imaging device that constitutes an external connection terminal having a protruding portion protruding from the back surface of the semiconductor substrate.
請求項1乃至10のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記貫通電極は銅(Cu)で構成された固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1,
The through electrode is a solid-state imaging device made of copper (Cu).
請求項4に記載の固体撮像装置であって、
前記金属膜はアルミニウム膜で構成され、その上層は開口を有するパッシベーション膜で被覆された固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 4,
The solid-state imaging device, wherein the metal film is made of an aluminum film and the upper layer thereof is covered with a passivation film having an opening.
半導体基板に固体撮像素子を形成し、固体撮像素子基板を形成する工程と、
前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に透光性部材を装着して固体撮像装置を形成する方法であって、
前記固体撮像素子基板を形成する工程が、
半導体基板に、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とからなる素子領域を形成する工程と、
前記半導体基板の前記素子領域の周縁部に、配線層を含む配線部を形成する工程と、
前記半導体基板の表面に保護膜を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の周縁部に、コンタクト形成用の開口を形成し、前記絶縁膜をマスクとして、裏面側から前記配線層に到達するまで前記半導体基板をエッチングすることにより、貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔の内壁に絶縁膜を形成する工程と、
前記貫通孔内に導体を充填し、貫通電極を形成する工程とを含む固体撮像装置の製造方法。
Forming a solid-state image sensor on a semiconductor substrate and forming a solid-state image sensor substrate;
A method of forming a solid-state imaging device by mounting a translucent member on the surface of the semiconductor substrate so as to have a gap facing the light-receiving region of the solid-state imaging element,
The step of forming the solid-state imaging device substrate includes:
Forming a device region including a photoelectric transfer unit and a charge transfer unit including a charge transfer electrode for transferring charges generated in the photoelectric conversion unit on a semiconductor substrate;
Forming a wiring portion including a wiring layer on a peripheral portion of the element region of the semiconductor substrate;
Forming a protective film on the surface of the semiconductor substrate;
Forming an insulating film on the back surface of the semiconductor substrate;
Forming a through-hole by forming an opening for forming a contact in a peripheral portion of the insulating film, and etching the semiconductor substrate from the back surface side to the wiring layer using the insulating film as a mask; ,
Forming an insulating film on the inner wall of the through hole;
And a step of filling the through hole with a conductor to form a through electrode.
請求項13に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記配線部を形成する工程は、多結晶シリコン層からなるパッド基体を形成する工程と、前記パッド基体上を覆うように、導体層を形成する工程とを含み、
前記パッド基体を形成する工程は、電荷転送電極を形成する工程と同一工程であり、
前記導体層を形成する工程は、前記電荷転送電極を覆う遮光膜と同一工程である固体撮像装置の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 13,
The step of forming the wiring portion includes a step of forming a pad base made of a polycrystalline silicon layer, and a step of forming a conductor layer so as to cover the pad base.
The step of forming the pad base is the same as the step of forming the charge transfer electrode,
The method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the step of forming the conductor layer is the same step as the light shielding film covering the charge transfer electrode.
請求項13または14に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記遮光膜は、タングステンまたはタングステン合金膜である固体撮像装置の製造方法。
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 13 or 14,
The method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the light-shielding film is tungsten or a tungsten alloy film.
請求項14または15に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記遮光膜は、前記パッド基体表面を覆う密着層を介して形成されており、
前記貫通孔を形成する工程は前記密着層をエッチングストッパとして前記半導体基板および前記パッド基体を貫通するようにエッチングする工程である固体撮像装置の製造方法。
A method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 14 or 15,
The light-shielding film is formed through an adhesion layer covering the pad base surface,
The step of forming the through hole is a method of manufacturing a solid-state imaging device, which is a step of etching so as to penetrate the semiconductor substrate and the pad base using the adhesion layer as an etching stopper.
請求項16記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記密着層は、TiNである固体撮像装置の製造方法。
A method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 16,
The method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the adhesion layer is TiN.
請求項17に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記貫通電極を形成する工程は、前記貫通孔に、めっき法により、銅(Cu)を充填する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
A method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 17,
The step of forming the through electrode includes a step of filling the through hole with copper (Cu) by a plating method.
請求項18に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記貫通電極を形成する工程は、前記銅(Cu)表面をCMPにより平坦化する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
A method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 18,
The step of forming the through electrode includes a step of planarizing the copper (Cu) surface by CMP.
請求項19に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記貫通電極を形成する工程は、前記銅(Cu)上に、突出部となるバンプを形成する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
A method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 19,
The step of forming the through electrode includes a step of forming a bump serving as a protrusion on the copper (Cu).
請求項13乃至20のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に透光性部材を装着する工程と、
前記透光性部材を装着する工程後、
個々の固体撮像装置に分離する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
A method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of claims 13 to 20,
Mounting a translucent member on the surface of the semiconductor substrate so as to have a gap facing the light receiving region of the solid-state imaging device;
After the step of mounting the translucent member,
A manufacturing method of a solid-state imaging device including a step of separating into individual solid-state imaging devices.
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