JP2010050260A - Semiconductor image sensor - Google Patents

Semiconductor image sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2010050260A
JP2010050260A JP2008212773A JP2008212773A JP2010050260A JP 2010050260 A JP2010050260 A JP 2010050260A JP 2008212773 A JP2008212773 A JP 2008212773A JP 2008212773 A JP2008212773 A JP 2008212773A JP 2010050260 A JP2010050260 A JP 2010050260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
image sensor
semiconductor
semiconductor substrate
substrate
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.)
Granted
Application number
JP2008212773A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5392458B2 (en
Inventor
Makoto Motoyoshi
真 元吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZyCube Co Ltd
Original Assignee
ZyCube Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZyCube Co Ltd filed Critical ZyCube Co Ltd
Priority to JP2008212773A priority Critical patent/JP5392458B2/en
Publication of JP2010050260A publication Critical patent/JP2010050260A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5392458B2 publication Critical patent/JP5392458B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein the reduction of height in a semiconductor image sensor is limited by two factors, namely a decrease in red sensitivity in a pixel portion (1) and size (thickness) in an electrical connection means (2). <P>SOLUTION: The semiconductor image sensor includes: a photosensitive region 40 composed on a semiconductor substrate; and a connection region 41 including an electrical connection means to the outside of the semiconductor substrate. In the semiconductor image sensor, a partial thickness of the semiconductor substrate at the connection region is made smaller than that of the semiconductor substrate at the photosensitive region. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、低背化された薄型の半導体イメージセンサに関するものである。   The present invention relates to a thin and thin semiconductor image sensor.

半導体技術を活用したイメージセンサは半導体技術の進歩を背景として多画素化・小型化が進み、多くの画像入力装置に広範に搭載されるようになった。中でも、デジタルカメラや携帯電話では、画像記録やスキャナとしての応用が広がり、イメージセンサの更なる多画素化・低背化を含む小型化、ひいては低価格化が強く要求されるに至っている。現在実用化されている半導体イメージセンサは、CMOS型、CCD型が主流であり、チップ分離、ワイヤボンディング、パッケージ封入といった周知の半導体技術で組立てられている。当該イメージセンサでは、Si半導体基板の第1主面に光感光性領域と信号読出し領域、信号処理/駆動領域などが集積化され、第1主面側から外部回路へ電気接続するワイヤボンディングが設けられている。   Image sensors that utilize semiconductor technology have become increasingly widespread in many image input devices due to advances in the number of pixels and miniaturization that have led to advances in semiconductor technology. In particular, digital cameras and mobile phones are increasingly used as image recording and scanners, and there is a strong demand for downsizing and further lowering the price of image sensors, including further increasing the number of pixels and reducing the height. The semiconductor image sensors currently in practical use are mainly CMOS type and CCD type, and are assembled by well-known semiconductor technologies such as chip separation, wire bonding, and package encapsulation. In the image sensor, a photosensitive region, a signal readout region, a signal processing / driving region, and the like are integrated on the first main surface of the Si semiconductor substrate, and wire bonding is provided for electrical connection from the first main surface side to an external circuit. It has been.

据置き型の画像入力装置では、装置が要求する解像度特性を満足する画素数を有する当該構造の半導体イメージセンサを搭載すれば実用的な装置を実現することが可能であった。 しかし、携帯電話に代表される可搬型機器では、半導体イメージセンサへの小型化要求が強く、従来の当該構造では対処しきれなかった。特に、センサの厚みを小さくすること、すなわち、低背化や、パッケージの大きさをチップサイズに可能な限り近づけることなどが課題となっていた。   In a stationary image input apparatus, if a semiconductor image sensor having the structure having the number of pixels satisfying the resolution characteristics required by the apparatus is mounted, a practical apparatus can be realized. However, in portable devices represented by mobile phones, there is a strong demand for miniaturization of semiconductor image sensors, and the conventional structure cannot cope with them. In particular, it has been a challenge to reduce the thickness of the sensor, that is, to reduce the height and to make the package size as close as possible to the chip size.

このような課題を解決するために、下記引用特許文献1では、貫通電極を採用してイメージセンサ裏面側から配線を取り出すことが提案されている。この構成によれば、従来困難であったイメージセンサの低背化や小型化が可能となる。   In order to solve such a problem, the following cited Patent Document 1 proposes to employ a through electrode and take out the wiring from the back side of the image sensor. According to this configuration, it is possible to reduce the height and size of the image sensor, which has been difficult in the past.

図18は、貫通電極を用い、カラーイメージセンサとして構成された半導体イメージセンサの構造を示している。同図において、1は周知の半導体工程で製造されたセンサ部分で、Siなどからなる半導体基板2、この半導体基板の第1主面(表面)近傍に設けられた感光素子である複数のフォトダイオード3、色分離のためのフィルタ4や集光効果を高めるマイクロレンズ5などから構成されている。6は表面保護機能を有するカバーガラスであり、接着層7により1と結合されている。フォトダイオードからの信号読出しのための配線層には外部回路への接続用としてのパッド領域8が含まれている。パッド領域8への電気的接続は半導体基板2の第2主面(裏面)側から貫通穴が形成され、そこに導電材料を充填して形成された貫通電極9と、ボールグリッドアレイ状の接続端子群10により第2主面側で実現されている。BGA(Ball Grid Array)構造とも呼ばれているこのような構造を採用することにより、従来多用されてきたボンディングワイヤによる半導体基板2の第1主面側からの接続手段と比較して、イメージセンサ面積と大略等しい面積で実装可能であり、高さも低くできる利点がある。かかる利点はイメージセンサの応用機器である携帯電話やカメラなどの小型化、薄型化に大きく寄与できる。
特開2007−67017号公報
FIG. 18 shows a structure of a semiconductor image sensor using a through electrode and configured as a color image sensor. In the figure, reference numeral 1 denotes a sensor portion manufactured by a known semiconductor process, a semiconductor substrate 2 made of Si or the like, and a plurality of photodiodes which are photosensitive elements provided in the vicinity of the first main surface (front surface) of the semiconductor substrate. 3. A filter 4 for color separation, a microlens 5 for enhancing a light collecting effect, and the like. Reference numeral 6 denotes a cover glass having a surface protecting function, which is bonded to 1 by an adhesive layer 7. The wiring layer for reading signals from the photodiode includes a pad region 8 for connection to an external circuit. The electrical connection to the pad region 8 is a through-hole formed from a second main surface (back surface) side of the semiconductor substrate 2 and filled with a conductive material, and a ball grid array connection. This is realized on the second main surface side by the terminal group 10. By adopting such a structure, which is also called a BGA (Ball Grid Array) structure, the image sensor is compared with the connection means from the first main surface side of the semiconductor substrate 2 by a bonding wire that has been widely used conventionally. There is an advantage that it can be mounted in an area substantially equal to the area and the height can be lowered. Such advantages can greatly contribute to miniaturization and thinning of mobile phones and cameras that are application devices of image sensors.
JP 2007-67017 A

しかしながら、より一層の低背化を追求する場合には、図18に例示した構造では限界が生じている。この限界要因については以下に詳述する。   However, when pursuing a further reduction in height, the structure illustrated in FIG. 18 has a limit. This limiting factor is described in detail below.

図19は図18に示した半導体イメージセンサの画素部分を拡大表示した図であり、図18と同一番号は同一構成要素を示している。同図の20は入射光線の一例である。カバーガラス6を通過した20はマイクロレンズ5により効果的に集光され、カラーフィルタで色分離されてから、フォトダイオード3へ入射する。フォトダイオードでは光電変換されるが、全ての入射光エネルギが光電変換に寄与するのではなく、一部のエネルギはフォトダイオード3を通過して、基板2の深遠部で光電変換される。しかし、深遠部でも光電変換されなかったエネルギは半導体基板2の外部へ流出してしまう。半導体基板での光吸収率、すなわち、光電変換される入射光エネルギの率には入射光の波長依存性があることが知られている。この依存性は、長波長(赤色)になるほど吸収率が低く、フォトダイオードおよび半導体基板内で光電変換されるエネルギ量が少ないことが知られている。このため、半導体基板2の厚さを薄くしていくと、赤色光に対する光電変換の効率が下がり、赤感度の低下をもたらす。すなわち、図19で示したセンサ部分の厚さ21には下限が存在することになり、低背化の限界要因となる。   19 is an enlarged view of the pixel portion of the semiconductor image sensor shown in FIG. 18, and the same reference numerals as those in FIG. 18 denote the same components. 20 in the figure is an example of incident light. After passing through the cover glass 6, 20 is effectively condensed by the microlens 5, separated by a color filter, and then incident on the photodiode 3. Although the photoelectric conversion is performed in the photodiode, not all incident light energy contributes to the photoelectric conversion, but a part of the energy passes through the photodiode 3 and is photoelectrically converted in the deep part of the substrate 2. However, energy that has not been subjected to photoelectric conversion even in the deep part flows out of the semiconductor substrate 2. It is known that the light absorption rate in a semiconductor substrate, that is, the rate of incident light energy that is photoelectrically converted has wavelength dependency of incident light. It is known that this dependency is such that the longer the wavelength (red), the lower the absorptance, and the smaller the amount of energy that is photoelectrically converted in the photodiode and the semiconductor substrate. For this reason, if the thickness of the semiconductor substrate 2 is reduced, the efficiency of photoelectric conversion with respect to red light is reduced, and the red sensitivity is lowered. That is, there is a lower limit in the thickness 21 of the sensor portion shown in FIG. 19, which becomes a limiting factor in reducing the height.

図20は図18に示した半導体イメージセンサの端部のみを表示した図であり、図18と同じ番号は同一構成要素を示している。同図において、30は電気的接続手段を構成しているボールグリッドアレイの1つである。ボールグリッドは半導体分野で多用される構成要素であり、その大きさは配列密度、接続数、製造方法などで決定される。一般には数100μmから数10μmの大きさであるため、同図の31で示した厚さ(高さ)もこの数値相当である。半導体分野での高密度化の趨勢は顕著であり、このボールグリッドの大きさを小さくすることへの努力もあるが、数μmもの極小サイズを実現することは、許容電流、信頼性などの面から限界がある。すなわち、半導体イメージセンサを低背化しようとしても、電気的接続手段の部分で31の下限が生じてしまい、低背化の限界要因となる。   20 is a view showing only the end portion of the semiconductor image sensor shown in FIG. 18, and the same reference numerals as those in FIG. 18 denote the same components. In the figure, reference numeral 30 denotes one of the ball grid arrays constituting the electrical connection means. The ball grid is a component frequently used in the semiconductor field, and its size is determined by the arrangement density, the number of connections, the manufacturing method, and the like. In general, since the size is several hundred μm to several tens μm, the thickness (height) indicated by 31 in FIG. The trend of higher density in the semiconductor field is remarkable, and there is an effort to reduce the size of this ball grid, but realizing a very small size of several μm is an aspect of allowable current, reliability, etc. There is a limit. That is, even if an attempt is made to reduce the height of the semiconductor image sensor, a lower limit of 31 occurs at the electrical connection means, which becomes a limiting factor for reducing the height.

図19と図20で概説したように、低背化は、(1)画素部分での赤色感度の低下、(2)電気的接続手段での大きさ(厚さ)の2つの要因で制限されてしまうことになる。   As outlined in FIG. 19 and FIG. 20, the reduction in height is limited by two factors: (1) a decrease in red sensitivity at the pixel portion, and (2) a size (thickness) at the electrical connection means. It will end up.

一方、半導体イメージセンサでは動作温度の上昇が再生画像の画質を劣化させるという好ましくない特性がある。これは、動作温度の上昇により暗電流と呼ばれる擬似的な信号が増大して光電変換信号に重畳されるからである。この暗電流は被写体の明るさとは無関係に発生する擬似的な信号成分であり、被写体の照度が低いと、ざらざらとした感じの再生画像となることが知られている。このため、半導体イメージセンサでは動作温度の上昇を抑えることも重要である。さらに、天体観測用の半導体イメージセンサなどでは極度に暗い被写体を撮像する必要があるので、動作周波数を低く設定し、さらに、半導体イメージセンサを低温度に冷却することも行われている。このように半導体イメージセンサを冷却する場合には、図18に示したような構造では、半導体基板を直接冷却することが困難である。具体的には、ボールグリッド10と、半導体基板2とボールグリッド10の中間に位置する電気的な絶縁層(図18では省略されている)を介して、半導体基板2を冷却することになる。このため、冷却効率が低くなるという欠点があった。この欠点を回避するためには、半導体基板2を直接冷却するような構造の開発が課題となっていた。   On the other hand, a semiconductor image sensor has an undesirable characteristic that an increase in operating temperature degrades the quality of a reproduced image. This is because a pseudo signal called dark current increases due to an increase in operating temperature and is superimposed on the photoelectric conversion signal. This dark current is a pseudo signal component that is generated regardless of the brightness of the subject, and it is known that when the illuminance of the subject is low, the reproduced image looks rough. For this reason, it is also important to suppress an increase in operating temperature in the semiconductor image sensor. Furthermore, since an extremely dark subject needs to be imaged in a semiconductor image sensor for astronomical observation or the like, an operation frequency is set low, and further, the semiconductor image sensor is cooled to a low temperature. When the semiconductor image sensor is cooled in this way, it is difficult to directly cool the semiconductor substrate with the structure shown in FIG. Specifically, the semiconductor substrate 2 is cooled through the ball grid 10 and an electrical insulating layer (omitted in FIG. 18) located between the semiconductor substrate 2 and the ball grid 10. For this reason, there existed a fault that cooling efficiency became low. In order to avoid this drawback, the development of a structure that directly cools the semiconductor substrate 2 has been an issue.

半導体イメージセンサの応用分野は多岐にわたっているが、携帯電話への応用は代表例である。携帯電話では、限られた空間に多くの機能を盛り込むことが要求されており、半導体イメージセンサの低背化はスペース確保という観点からも大きなニーズとなっている。しかし、撮像機能という観点からは、撮像レンズでの課題もある。例えば、狭い空間へ低価格のカメラ機能を搭載するには、一般のデジタルカメラで採用されている光学ズーム機能や複群複枚構成のレンズを適用できない。このため、非球面の単焦点プラスチックレンズ1枚で構成することが行われている。しかしながら、このような簡易なレンズ構成では、半導体イメージセンサの感光領域全域にわたって焦点を結ばせることはできず、周辺画像でのボケは避け難いのが現状である。低価格でも良質な再生画像が得られれば、ユーザニーズに合致して大きな市場を確保できる。この解決策の一つとして、当該感光領域を平面ではなく、曲面にして、感光領域全域にわたって焦点を結ばせることができるようなカメラ構成の実現が期待されており、このための半導体イメージセンサの実現が課題となっていた。しかしながら、現状の半導体イメージセンサ技術では、センサ自身が固くて曲面に沿って曲げることは不可能であった。   The application fields of semiconductor image sensors are diverse, but application to mobile phones is a typical example. Mobile phones are required to incorporate many functions in a limited space, and the reduction in height of semiconductor image sensors is a great need from the viewpoint of securing space. However, there is a problem with the imaging lens from the viewpoint of the imaging function. For example, in order to mount a low-priced camera function in a narrow space, the optical zoom function and lenses of a multi-group, multi-element configuration adopted in general digital cameras cannot be applied. For this reason, a single afocal single-focus plastic lens is used. However, with such a simple lens configuration, it is impossible to focus on the entire photosensitive region of the semiconductor image sensor, and it is difficult to avoid blurring in the peripheral image. If high-quality playback images can be obtained even at a low price, a large market can be secured in accordance with user needs. As one of the solutions, it is expected to realize a camera configuration in which the photosensitive area is not a flat surface but a curved surface so that a focus can be formed over the entire photosensitive area. Realization was an issue. However, with the current semiconductor image sensor technology, the sensor itself is hard and cannot be bent along a curved surface.

半導体基板の第1主面に構成された感光領域と回路領域と接続領域とからなり、前記接続領域には前記回路領域の信号を前記半導体基板外部へ導く電気的接続手段が含まれており、前記電気的接続手段には前記半導体基板に設けられた貫通電極と、前記感光領域が存在する前記半導体基板の前記第1主面と反対側の第2主面側から、該貫通電極と電気的接続ができる端子と、が含まれている半導体イメージセンサにおいて、前記接続領域にある前記半導体基板の一部の第1の厚さを、前記感光領域と前記回路領域にある前記半導体基板の一部の第2の厚さよりも小さくする。   It comprises a photosensitive region, a circuit region, and a connection region configured on the first main surface of the semiconductor substrate, and the connection region includes an electrical connection means for guiding a signal of the circuit region to the outside of the semiconductor substrate, The electrical connection means includes a through electrode provided on the semiconductor substrate and an electrical connection with the through electrode from the second main surface side opposite to the first main surface of the semiconductor substrate where the photosensitive region exists. In a semiconductor image sensor including a terminal that can be connected, a first thickness of a part of the semiconductor substrate in the connection region is set to a part of the semiconductor substrate in the photosensitive region and the circuit region. Less than the second thickness.

前記第1の厚さを有する領域を前記接続領域が占める領域と等しく、かつ、前記第2の厚さを有する領域を前記感光領域と前記回路領域とが占める領域と等しくする。   The region having the first thickness is made equal to the region occupied by the connection region, and the region having the second thickness is made equal to the region occupied by the photosensitive region and the circuit region.

前記第1の厚さを有する領域に、前記接続領域が占める領域の全てと、前記感光領域と前記回路領域とが占める領域の一部と、を含ませる。   The region having the first thickness includes all of the region occupied by the connection region and a part of the region occupied by the photosensitive region and the circuit region.

前記第2の厚さを有する領域に、前記感光領域と前記回路領域とが占める領域の全てと、前記接続領域が占める領域の一部と、を含ませる。   The area having the second thickness includes all of the area occupied by the photosensitive area and the circuit area and a part of the area occupied by the connection area.

前記半導体基板の前記第1主面に構成された前記感光領域と前記回路領域と、前記感光領域あるいは前記回路領域の少なくとも一方に隣接する前記接続領域と、からなり、前記接続領域には前記回路領域の信号を前記半導体基板外部へ導く前記電気的接続手段が含まれており、前記電気的接続手段には前記接続領域に設けられた前記貫通電極と、前記感光領域が存在する前記半導体基板の前記第1主面と反対側の前記第2主面側から、該貫通電極と電気的接続ができる前記端子と、が含まれている半導体イメージセンサにおいて、該貫通電極が存在する領域を含む前記接続領域の一部から前記半導体基板を除去する。   The photosensitive region and the circuit region configured on the first main surface of the semiconductor substrate, and the connection region adjacent to at least one of the photosensitive region or the circuit region. The electrical connection means for guiding a signal in a region to the outside of the semiconductor substrate is included, and the electrical connection means includes the through electrode provided in the connection region and the semiconductor substrate in which the photosensitive region exists. In a semiconductor image sensor including the terminal that can be electrically connected to the through electrode from the second main surface side opposite to the first main surface, the semiconductor image sensor includes a region where the through electrode exists. The semiconductor substrate is removed from a part of the connection region.

なお、前項に記載した解決手段において、該貫通電極が存在する領域を含む前記接続領域の一部から前記半導体基板が除去された結果、該領域での構造例は、第1主面側から
絶縁層 → 電極パッドと貫通電極 → ランドと接続端子
となる。さらに、前記感光領域と前記回路領域での構造例は、第1主面側から
マイクロレンズ → 絶縁層 → カラーフィルタ → 配線層を含む絶縁層
→ フォトダイオード → 半導体基板
となる。
In the solution described in the preceding paragraph, as a result of removing the semiconductor substrate from a part of the connection region including the region where the through electrode exists, the structure example in the region is insulated from the first main surface side. Layer → electrode pad and through electrode → land and connection terminal. Further, the structure examples in the photosensitive region and the circuit region are as follows: from the first main surface side, the microlens → insulating layer → color filter → insulating layer including a wiring layer
→ Photodiode → Semiconductor substrate.

なお、前々項に記載した解決手段において、低背化が本発明の目的の一つであるから、前記接続領域の全てから前記半導体基板を除去する必要はない。例えば、前記貫通電極と、前記貫通電極と電気的接続ができる端子と、が存在する領域のみの前記半導体基板が除去されている形態は好ましい形態の一つである。また、前記感光領域と前記回路領域においても、フォトダイオードやトランジスタといった電気素子が配置されていない領域から前記半導体基板を除去する形態もあり得る。   In the solution described in the preceding paragraph, since the reduction in height is one of the objects of the present invention, it is not necessary to remove the semiconductor substrate from all of the connection regions. For example, a form in which the semiconductor substrate is removed only in a region where the through electrode and a terminal that can be electrically connected to the through electrode are present is one of the preferable forms. In the photosensitive region and the circuit region, the semiconductor substrate may be removed from a region where no electrical element such as a photodiode or a transistor is disposed.

前記半導体基板の前記第2主面に、フォトダイオードを通過した入射光を反射して、前記フォトダイオードへ再入射させる反射層を設ける。   A reflective layer is provided on the second main surface of the semiconductor substrate to reflect incident light that has passed through the photodiode and re-enter the photodiode.

前記感光領域と前記回路領域にある前記半導体基板の前記第2主面を、前記半導体イメージセンサが実装される基板表面に接触させる。   The second main surface of the semiconductor substrate in the photosensitive region and the circuit region is brought into contact with the substrate surface on which the semiconductor image sensor is mounted.

以上述べた半導体イメージセンサを実装する基板表面の湾曲した構造に合わせて、この半導体イメージセンサを湾曲して実装する。   The semiconductor image sensor is curved and mounted in accordance with the curved structure of the substrate surface on which the semiconductor image sensor is mounted as described above.

本発明によれば、従来の構成で低背化を妨げていた2つの限界要因、すなわち、(1)画素部分での赤色感度低下、(2)電気的接続手段での大きさ(厚さ)の2要因を容易に排除でき、低背化された半導体イメージセンサが構成できる。   According to the present invention, two limiting factors that have hindered a reduction in height in the conventional configuration are (1) a reduction in red sensitivity at the pixel portion, and (2) a size (thickness) at the electrical connection means. These two factors can be easily eliminated, and a low-profile semiconductor image sensor can be configured.

前記第2主面に光を反射することができる層を設けることにより、低背化に伴う光感度の低下を防止することができる。   By providing a layer capable of reflecting light on the second main surface, it is possible to prevent a decrease in photosensitivity due to a reduction in height.

前記感光領域と前記回路領域にある前記半導体基板の前記第2主面を、前記半導体イメージセンサが実装される基板表面に接触させることができるため、半導体イメージセンサの特性劣化を引き起こす動作温度の上昇を防止できる。   Since the second main surface of the semiconductor substrate in the photosensitive region and the circuit region can be brought into contact with the surface of the substrate on which the semiconductor image sensor is mounted, an increase in operating temperature causing deterioration of the characteristics of the semiconductor image sensor Can be prevented.

前記接続領域にある前記半導体基板の一部を構成する前記半導体基板を完全に除去することにより、貫通電極が絶縁層に直接接しているため、一層の低背化が達成される。   By completely removing the semiconductor substrate that constitutes a part of the semiconductor substrate in the connection region, the through electrode is in direct contact with the insulating layer, so that a further reduction in height is achieved.

低背化された前記半導体イメージセンサを歪曲した表面に沿って実装できるため、前記半導体イメージセンサを搭載したカメラの撮像特性を、撮像レンズの複雑化なしに改善できる。   Since the low-profile semiconductor image sensor can be mounted along a distorted surface, the imaging characteristics of a camera equipped with the semiconductor image sensor can be improved without complicating the imaging lens.

本発明では、半導体イメージセンサの低背化、小型化を実現するという目的を、そのイメージセンサを構成する半導体基板の厚さを部分的に変化させることにより達成していることに主要な特徴がある。以下、本発明を具体的なイメージセンサ形態を説明することにより、本発明を明らかにする。   The main feature of the present invention is that the object of realizing a low profile and small size of the semiconductor image sensor is achieved by partially changing the thickness of the semiconductor substrate constituting the image sensor. is there. Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the image sensor.

<第1のイメージセンサ形態>
図1は本発明をカラーイメージセンサに適用した図であり、図18と同一番号は同一構成要素を示している。同図において、40は感光領域と回路領域を示し、41は接続領域を示している。本明細書においては、
感光領域:感光素子であるフォトダイオード3、スイッチトランジスタ(明示せず)、カラーフィルタ4、および、マイクロレンズ5などから成る画素が複数個配置されている領域。
回路領域:駆動パルス発生回路、バイアス供給回路、信号処理回路といった半導体イメージセンサの動作に関わる回路系が集積化された回路領域。また、この領域には、半導体イメージセンサが搭載された応用機器内の回路系と信号を授受して当該半導体イメージセンサを制御する回路系が含まれることもある。
接続領域:半導体イメージセンサからの信号を外部へ供給したり、外部からの信号を受け取る電気的接続手段などが配置された領域。
とされている。図1において、感光領域および回路領域40での半導体基板42は、接続領域41での半導体基板43よりも厚さが大きく設定されている。この厚さの差についての格段の制限はないが、半導体基板42の厚さは半導体イメージセンサの光感度が著しく減少しない程度であり、半導体基板43の厚さはボールグリッド10の最も低い部分が42の下面(第2主面)とほぼ等しい位置になるように設定されるのが良いが、この限りではない。例えば、前記イメージセンサをプリント基板などへ実装する際、ボールグリッド10は溶解して高さが減少しながら前記プリント基板との電気的接続が実現されるが、この状態で42の下面が前記プリント基板と接触するように、半導体基板42と半導体基板43の厚さの差が設定されるのが良い。このような設定により、従来課題となっていた低背化の下限要因が2つとも解決されることになる。
<First image sensor configuration>
FIG. 1 is a diagram in which the present invention is applied to a color image sensor. The same reference numerals as those in FIG. 18 denote the same components. In the figure, reference numeral 40 denotes a photosensitive area and a circuit area, and 41 denotes a connection area. In this specification,
Photosensitive area: An area in which a plurality of pixels including a photodiode 3, which is a photosensitive element, a switch transistor (not explicitly shown), a color filter 4, and a microlens 5 are arranged.
Circuit area: A circuit area in which circuit systems related to the operation of the semiconductor image sensor such as a drive pulse generation circuit, a bias supply circuit, and a signal processing circuit are integrated. In addition, this area may include a circuit system that transmits and receives signals to and from a circuit system in an application device on which the semiconductor image sensor is mounted to control the semiconductor image sensor.
Connection area: An area in which electrical connection means for supplying signals from the semiconductor image sensor to the outside and receiving signals from the outside are arranged.
It is said that. In FIG. 1, the semiconductor substrate 42 in the photosensitive region and the circuit region 40 is set to be thicker than the semiconductor substrate 43 in the connection region 41. Although there is no particular limitation on the difference in thickness, the thickness of the semiconductor substrate 42 is such that the photosensitivity of the semiconductor image sensor is not significantly reduced, and the thickness of the semiconductor substrate 43 is the lowest part of the ball grid 10. Although it is good to set so that it may become a position substantially equal to the lower surface (2nd main surface) of 42, it is not this limitation. For example, when the image sensor is mounted on a printed circuit board or the like, the ball grid 10 is melted and the height is reduced, so that electrical connection with the printed circuit board is realized. The difference in thickness between the semiconductor substrate 42 and the semiconductor substrate 43 is preferably set so as to come into contact with the substrate. Such a setting solves both of the lower-limit factors of the low profile, which has been a conventional problem.

図1の構成は、貫通電極を用いた従来の半導体イメージセンサと同様に、センサ部1が周知の半導体技術で作成されてから、カバーガラスを積層し、半導体基板を2段階で薄膜化することにより実現される。一般に貫通電極を用いたイメージセンサでは、貫通穴の加工容易性のために、裏面研磨(Back Grinding)と呼ばれる工程で半導体基板を薄膜化している。このイメージセンサ形態では、第1の薄膜化工程で半導体基板42の厚さまで薄膜化され、引き続いて第2の薄膜化工程で領域41のみが半導体基板43の厚さまで部分的に薄膜化される。   The configuration of FIG. 1 is similar to a conventional semiconductor image sensor using a through electrode, in which the sensor unit 1 is formed by a well-known semiconductor technology, and then a cover glass is laminated, and the semiconductor substrate is thinned in two stages. It is realized by. In general, in an image sensor using a through electrode, a semiconductor substrate is thinned in a process called back grinding for easy processing of a through hole. In this image sensor form, the thickness is reduced to the thickness of the semiconductor substrate 42 in the first thinning step, and then only the region 41 is partially thinned to the thickness of the semiconductor substrate 43 in the second thinning step.

図1の構成において、マイクロレンズ5の最頂部とカバーガラス6の下面とは接触している。この接触は次項の製造法欄で詳述するように、本発明の具現化にとっては重要な設計要項となっている。なお、この設計要項の詳細については、本発明と同一出願人から出願された特許〔特願2008−146979〕に記載されている。   In the configuration of FIG. 1, the topmost part of the microlens 5 and the lower surface of the cover glass 6 are in contact with each other. This contact is an important design requirement for the realization of the present invention, as will be described in detail in the manufacturing method column in the next section. The details of this design guideline are described in a patent filed by the same applicant as the present invention [Japanese Patent Application No. 2008-146979].

<第1の薄膜化工程の詳細>
図2と図3は半導体イメージセンサにおける製造法を比較説明するための図であり、前記した第1の薄膜化工程を示している。図2はマイクロレンズ5の最頂部がカバーガラス6と離れて位置するような場合であり、図3はマイクロレンズ5の最頂部がカバーガラス下面に接触している場合である。これらの図には図1の構造体が一列に4個並んだ状態が示されており、一点鎖線50がそれぞれの構造体の境界である。なお、図1と同一番号は同一構成要素を示している。図2(a)において、半導体基板51の当初の厚さは半導体プロセスで使用するウェーハ直径に依存するが、大略数100μmである。同図(b)では、基板51は薄膜化され、厚さが薄い基板52へと加工される。この薄膜化工程では、51の第2主面(裏面)から力を印加すると同時に機械的、化学的に裏面表面が除去されていく。この技術においては、樹脂などからなる平板でカバーガラス6の表面を保護すると同時にウェーハ全体の強度を保持することが行われるが、同図では省略されている。この薄膜化工程で、大略100μm程度あるいはそれ以下の厚さまで基板51が加工される。しかしながら、基板の厚さが薄くなるにつれ、マイクロレンズやカラーフィルタなどが配列されているイメージセンサの主要領域が、カバーガラス側へ押し込まれる現象が発生し、基板の厚さが数10μm程度になると顕著となる。この現象は、カバーガラス6とセンサ部分1との間に空間が存在することに起因している。薄膜化工程が終了すると、51へ印加されていた力が除去されるので、イメージセンサの主要領域とカバーガラス間の距離は裏面研磨工程以前の距離まで復帰する。この結果、同図(b)に示すように、52の第2主面側は平坦ではなく、その主要領域が凸状態になる。すなわち、52の第2主面側には凹凸が発生し、本来平坦であるべき状態が維持されなくなり、以後の組立工程で不都合が多々発生する。かかる不都合の一例としては、前記した貫通穴および導電材料の表面が平面でないため、外部回路との接続手段であるボールグリッドアレイ状の接続端子群の表面が平面とならず、接続不良の発生や接続信頼性の低下などが挙げられる。さらに、これらの不都合がない場合においても、組立工程で52の第2主面側から突発的に印加された力により半導体イメージセンサが破壊される危険性も増大する。これらの危険性を低減するために、52の第2主面側にガラスなどからなる補強平板を貼り付けることも考えられるが、低背化を阻害するとともに、貫通穴形成の加工などが複雑となりコスト面からも不利となる。
<Details of the first thinning process>
FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams for comparing and explaining the manufacturing method in the semiconductor image sensor, and show the first thinning process described above. FIG. 2 shows a case where the topmost part of the microlens 5 is located away from the cover glass 6, and FIG. 3 shows a case where the topmost part of the microlens 5 is in contact with the lower surface of the coverglass. These drawings show a state in which four structures shown in FIG. 1 are arranged in a line, and an alternate long and short dash line 50 is a boundary between the structures. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In FIG. 2A, the initial thickness of the semiconductor substrate 51 depends on the diameter of the wafer used in the semiconductor process, but is approximately several hundred μm. In FIG. 5B, the substrate 51 is thinned and processed into a thin substrate 52. In this thinning step, the back surface is mechanically and chemically removed simultaneously with the application of force from the second main surface (back surface) 51. In this technique, the surface of the cover glass 6 is protected with a flat plate made of resin or the like, and at the same time the strength of the entire wafer is maintained, but this is omitted in the figure. In this thinning process, the substrate 51 is processed to a thickness of about 100 μm or less. However, as the thickness of the substrate is reduced, a phenomenon occurs in which the main area of the image sensor in which microlenses, color filters, and the like are arranged is pushed into the cover glass side, and the thickness of the substrate becomes about several tens of μm. Become prominent. This phenomenon is caused by the existence of a space between the cover glass 6 and the sensor portion 1. When the thinning process is completed, the force applied to 51 is removed, so that the distance between the main area of the image sensor and the cover glass returns to the distance before the back surface polishing process. As a result, as shown in FIG. 5B, the second main surface side of 52 is not flat, and its main region is in a convex state. That is, unevenness occurs on the second main surface side of 52, and the state that should be originally flat is not maintained, and many inconveniences occur in the subsequent assembly process. As an example of such inconvenience, since the surface of the through hole and the conductive material is not flat, the surface of the ball grid array-like connection terminal group that is a connection means with an external circuit is not flat, For example, the connection reliability is lowered. Further, even when these disadvantages are not present, there is an increased risk that the semiconductor image sensor is destroyed by a force suddenly applied from the second main surface side 52 in the assembly process. In order to reduce these risks, it is conceivable to attach a reinforcing flat plate made of glass or the like to the second main surface side of 52, but this hinders a reduction in height and complicates the processing of forming a through hole. It is also disadvantageous in terms of cost.

さらに、前述の主要部分がカバーガラス側へ押し込まれる現象においては、この押し込まれる移動量は、時々刻々薄くなる半導体基板の厚さや接着層7の材質と幾何学的な寸法などに依存しており、その移動量を一義的に決定する機械的構造がない。このため、第2主面側の当該凹凸の状態は再現性に乏しく、ウェーハ間あるいはロット間で変動することになる。   Furthermore, in the phenomenon where the main part is pushed into the cover glass side, the amount of movement pushed in depends on the thickness of the semiconductor substrate, the material of the adhesive layer 7 and the geometric dimensions, and the like. There is no mechanical structure that uniquely determines the amount of movement. For this reason, the state of the unevenness on the second main surface side is poor in reproducibility and varies between wafers or lots.

一方、図3では、第1の薄膜化工程で基板の厚さが薄くなっても、マイクロレンズやカラーフィルタなどが配列されているイメージセンサの主要領域が、カバーガラス側へ押し込まれる現象が発生しない。これは、マイクロレンズ63の最頂部がカバーガラス6の下面と接触していて、センサの主要領域が上側へ変形することを阻止しているからである。この結果、当初の厚い基板61を薄膜化して薄い基板62へと加工しても、基板62の第2主面側の平坦性は維持されている。   On the other hand, in FIG. 3, even if the thickness of the substrate is reduced in the first thinning process, a phenomenon occurs in which the main area of the image sensor in which microlenses and color filters are arranged is pushed into the cover glass side. do not do. This is because the topmost part of the microlens 63 is in contact with the lower surface of the cover glass 6 to prevent the main region of the sensor from being deformed upward. As a result, even if the original thick substrate 61 is thinned and processed into a thin substrate 62, the flatness of the second main surface side of the substrate 62 is maintained.

図3で示したように、この第1のイメージセンサ形態では、マイクロレンズとカバーガラスとの接触が重要な設計要項となっており、半導体基板62の厚さが数10μm以下になっても第1の薄膜化工程を実施できることになる。   As shown in FIG. 3, in this first image sensor configuration, the contact between the microlens and the cover glass is an important design requirement, and even if the thickness of the semiconductor substrate 62 becomes several tens of μm or less, 1 thinning process can be carried out.

<第2の薄膜化工程の詳細>
図4は図1の半導体イメージセンサ構成を作成するための第2の薄膜化工程を示す図である。同図では図1の構造体が2個並んだ状態が示されており、一点鎖線70がそれぞれの構造体の境界である。なお、図1と同一番号は同一構成要素を示している。図4(a)は図3で示した第1の薄膜化工程が終了した状態を示しており、説明の便宜上表裏が反転した状態で描かれている。同図(a)の上側の面(第2主面であり、イメージセンサの裏面に相当)にはマスク層71が全面にわたって形成される。同図(b)では、71の上にフォトレジスト技術で作成されたマスクパターン72が形成される。このパターンは領域40の部分のみを覆っており、接続領域41の部分は開口となっている。同図(c)では、フォトレジストによるパターン72をマスクとしてマスク層71が選択的にエッチング除去され、開口73が形成される。同図(d)では異方性エッチングと呼ばれる手法により基板62の一部がエッチングされ溝74が形成される。最後にマスク層71が全て除去される。このような第2の薄膜化工程により、領域40には厚い半導体基板42が残り、そして、接続領域41には薄い半導体基板43が形成される。
<Details of the second thinning process>
FIG. 4 is a diagram showing a second thinning process for creating the semiconductor image sensor configuration of FIG. In the figure, a state in which two structures of FIG. 1 are arranged is shown, and an alternate long and short dash line 70 is a boundary between the structures. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. FIG. 4A shows a state in which the first thinning process shown in FIG. 3 has been completed, and is drawn with the front and back reversed for convenience of explanation. A mask layer 71 is formed on the entire upper surface (second main surface, corresponding to the back surface of the image sensor) in FIG. In FIG. 2B, a mask pattern 72 created by a photoresist technique is formed on 71. This pattern covers only the region 40 and the connection region 41 is an opening. In FIG. 6C, the mask layer 71 is selectively removed by etching using the photoresist pattern 72 as a mask, and an opening 73 is formed. In FIG. 4D, a part of the substrate 62 is etched by a technique called anisotropic etching to form a groove 74. Finally, all the mask layer 71 is removed. By such a second thinning process, a thick semiconductor substrate 42 remains in the region 40 and a thin semiconductor substrate 43 is formed in the connection region 41.

<第2の薄膜化工程における湿式エッチング>
前項で記載した異方性エッチングには多くのエッチング液が利用される。例えば、EDP(エチレンジアミンピロカテコール)、KOH(水酸化カリウム)、ヒドラジン、TMA(トリメチルアルミニウム)などがある。いずれのエッチング液もSiの<111>結晶面でのエッチング速度が極度に遅いことを利用している。このため、図4(d)で例示した溝74は、溝の側面に<111>結晶面が露出した段階で横方向のエッチングが実質終了することになる。もし、半導体基板62の主面が<100>結晶面であると仮定するならば、この側面の成す角度は60.8度となる。同図(d)の状態では、厚い半導体基板42は四角推台の形状を有することになる。エッチング液の選定に際しては、エッチング速度を考慮することは製造技術面から必要であるが、マスク材質との関連も重要な選定要因となる。特定のエッチング液には特定のマスク材質が必要である。例えば、EDPに対しては窒化シリコン(Si3N4)が、ヒドラジンやTMAに対しては酸化シリコン(SiO2)が選定されなければならない。また、溝74の底部に、<111>結晶面で4面が構成されるマイクロピラミッドが発生すると、後述する貫通電極作成工程で不具合を発生させるので、このマイクロピラミッドが発生しないエッチング液とエッチング条件を設定することも必要である。
<Wet etching in the second thinning process>
Many etching solutions are used for the anisotropic etching described in the previous section. For example, EDP (ethylenediamine pyrocatechol), KOH (potassium hydroxide), hydrazine, TMA (trimethylaluminum), and the like. Both of the etching solutions utilize the fact that the etching rate at the <111> crystal plane of Si is extremely low. For this reason, in the groove 74 illustrated in FIG. 4D, the lateral etching is substantially finished when the <111> crystal plane is exposed on the side surface of the groove. If it is assumed that the main surface of the semiconductor substrate 62 is a <100> crystal plane, the angle formed by this side surface is 60.8 degrees. In the state shown in FIG. 4D, the thick semiconductor substrate 42 has a quadrilateral shape. In selecting the etching solution, it is necessary from the viewpoint of manufacturing technology to consider the etching rate, but the relationship with the mask material is also an important selection factor. A specific etching material requires a specific mask material. For example, silicon nitride (Si3N4) must be selected for EDP, and silicon oxide (SiO2) must be selected for hydrazine and TMA. In addition, if a micropyramid composed of four faces with <111> crystal planes is generated at the bottom of the groove 74, a defect is generated in a through electrode forming process described later. It is also necessary to set

前項では第2の薄膜化工程で利用される湿式エッチングについて概説したが、周知の他のエッチング手法も適用できる。例えば、湿式の等方性エッチングや乾式の反応性イオンエッチング(RIE)などがある。湿式の等方性エッチングでは、溝74の側壁が一定角度を持った平面とはならずに、丸みを帯びた形状になるが、溝74の深さが浅いような場合などでは採用できる。   In the previous section, the wet etching used in the second thinning process has been outlined, but other known etching techniques can also be applied. For example, there are wet isotropic etching and dry reactive ion etching (RIE). In the wet isotropic etching, the side wall of the groove 74 does not become a flat surface having a constant angle, but has a rounded shape. However, it can be adopted when the depth of the groove 74 is shallow.

<電気的接続手段の形成法>
図5は図4で概説した第2の薄膜化工程後に行われる電気的接続手段の形成法を示す図である。同図は図4での境界70を中心とした部分が拡大表示されている。同図において、図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図(a)において、80はセンサ部の第2主面(図では上側の面)に設けられパターニングされたマスク層である。このマスク層の開口から、薄い半導体基板43と絶縁層とがエッチングされ、パッド領域8にいたる貫通穴82が開けられる。この貫通穴の形状は縦方向に深さが大きいため、その形成には乾式エッチングである異方性RIEが利用されるが、この限りではない。また、貫通穴は縦方向に断面積が大きく変化しない円筒状が好ましい。同図(b)では、84に示す絶縁層が全面に設けられる。この時、貫通穴の側壁部にも絶縁層が形成されなければならない。また、貫通穴の底部にもこの絶縁層が付着するので、RIEなどで底部の絶縁層を除去する必要もある。同図(c)では、貫通穴に導電材料が充填され、さらに、貫通穴の表面にも一定の面積を有するランド85が形成される。この充填とランド形成は必ずしも1つの工程で実現するとは限らず、複数の工程を組み合わせることもある。たとえば、第1段階では蒸着などにより薄い導電膜が形成され、次に、電気めっきや電鋳で厚い導電膜が形成されて貫通穴が充填されても良い。同図(d)ではボールグリッド86がランド85上に形成され、電気的接続手段の形成が完了する。その後、境界70に沿って、各イメージセンサをチップに分離して製造工程を終了する。
<Method of forming electrical connection means>
FIG. 5 is a diagram showing a method of forming electrical connection means performed after the second thinning step outlined in FIG. In the figure, the part centering on the boundary 70 in FIG. 4 is enlarged and displayed. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In FIG. 3A, reference numeral 80 denotes a mask layer provided on the second main surface (upper surface in the drawing) of the sensor portion and patterned. Through the opening of the mask layer, the thin semiconductor substrate 43 and the insulating layer are etched, and a through hole 82 leading to the pad region 8 is opened. Since the shape of the through hole is deep in the vertical direction, anisotropic RIE, which is dry etching, is used to form the through hole, but this is not restrictive. Further, the through hole is preferably a cylindrical shape whose cross-sectional area does not change greatly in the vertical direction. In FIG. 4B, an insulating layer 84 is provided on the entire surface. At this time, an insulating layer must also be formed on the side wall of the through hole. Further, since this insulating layer adheres to the bottom of the through hole, it is necessary to remove the insulating layer at the bottom by RIE or the like. In FIG. 5C, the through hole is filled with a conductive material, and a land 85 having a certain area is formed on the surface of the through hole. This filling and land formation are not necessarily realized in one process, and a plurality of processes may be combined. For example, in the first stage, a thin conductive film may be formed by vapor deposition or the like, and then a thick conductive film may be formed by electroplating or electroforming to fill the through hole. In FIG. 4D, the ball grid 86 is formed on the land 85, and the formation of the electrical connection means is completed. Thereafter, the image sensors are separated into chips along the boundary 70, and the manufacturing process is completed.

なお、貫通穴への導電材料の充填に関しては、穴が完全に充填されている必要はない。この導電材料はパッド領域8とランド85とを電気的に接続していれば良いので、貫通穴の一部にのみ導電材料が充填され、残りの一部が空隙であったり、あるいは他の材料などで充填されていても構わない。本明細書では便宜上「充填」という語を用いているに過ぎず、「完全なる充填」という意味には限定されない。   In addition, regarding the filling of the conductive material into the through hole, the hole need not be completely filled. Since this conductive material only needs to electrically connect the pad region 8 and the land 85, only a part of the through hole is filled with the conductive material and the remaining part is a gap or other material. It may be filled with. In the present specification, the term “filling” is merely used for convenience, and is not limited to the meaning of “complete filling”.

ボールグリッド86の形成には各種の手法が利用される。例えば、予め球状に加工された金属塊をランド上に仮接着し、高温雰囲気で溶解、再凝固させても良い。この手法では、86の大きさには下限があり、サイズが数10μmのような微小グリッドの形成は困難である。一方、ボールグリッドの材料となる金属層を部分的に付着させ、溶解、再凝固させても良い。この手法では100μm以下の極小なボールグリッドも形成できる利点がある。   Various methods are used to form the ball grid 86. For example, a metallic lump that has been processed into a spherical shape in advance may be temporarily bonded onto the land, and melted and re-solidified in a high-temperature atmosphere. In this method, the size of 86 has a lower limit, and it is difficult to form a fine grid having a size of several tens of μm. On the other hand, a metal layer used as a material for the ball grid may be partially adhered, dissolved, and re-solidified. This method has an advantage that a very small ball grid of 100 μm or less can be formed.

<接続領域、回路領域、感光領域と半導体基板の厚さの関係>
図6は前述した接続領域、回路領域、感光領域と、それぞれの領域での半導体基板の厚さの関係を示す図である。同図において、図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図(a)は接続領域41での半導体基板43の厚さが、回路領域と感光領域40での半導体基板42の厚さよりも小さい場合が示されている。なお、この図6(a)は図1に対応している。一方、同図(b)では、接続領域41が、薄い半導体基板43の部分と厚い半導体基板42の部分とで構成されている。すなわち、接続領域41の厚さは一様ではなく、その一部のみの厚さが小さい。この厚さが小さい部分領域に接続手段を構成するボールグリッドが配置されている。さらに、同図(c)では、回路領域と感光領域40が、厚い半導体基板42の部分と薄い半導体基板43の部分とで構成されている。すなわち、回路領域と感光領域40の厚さは一様ではなく、その一部のみの厚さが大きい。同図(c)において、領域40での厚さが薄い半導体基板は、感光領域ではなく回路領域に存在することが好ましいが、必ずしも、これに限らない。図6で示したように、前記半導体イメージセンサを構成する接続領域41と、感光領域と回路領域40におけるそれぞれの半導体基板の厚さは1対1に対応する必要はなく、部分的に厚い領域と薄い領域とが混在していても良い。
<Relationship between connection area, circuit area, photosensitive area and semiconductor substrate thickness>
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the aforementioned connection region, circuit region, and photosensitive region, and the thickness of the semiconductor substrate in each region. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. FIG. 4A shows a case where the thickness of the semiconductor substrate 43 in the connection region 41 is smaller than the thickness of the semiconductor substrate 42 in the circuit region and the photosensitive region 40. Note that FIG. 6A corresponds to FIG. On the other hand, in FIG. 4B, the connection region 41 is composed of a thin semiconductor substrate 43 portion and a thick semiconductor substrate 42 portion. That is, the thickness of the connection region 41 is not uniform, and only a part of the thickness is small. A ball grid constituting the connection means is arranged in the partial region where the thickness is small. Further, in FIG. 2C, the circuit region and the photosensitive region 40 are constituted by a thick semiconductor substrate 42 and a thin semiconductor substrate 43. That is, the thickness of the circuit area and the photosensitive area 40 is not uniform, and only a part of the thickness is large. In FIG. 3C, the semiconductor substrate having a small thickness in the region 40 is preferably present in the circuit region, not in the photosensitive region, but is not necessarily limited thereto. As shown in FIG. 6, the thickness of each semiconductor substrate in the connection region 41, the photosensitive region, and the circuit region 40 constituting the semiconductor image sensor does not have to correspond to one to one, and is a partially thick region. And a thin area may be mixed.

<半導体イメージセンサの外観(底面)図>
図7はチップ分離が完了した半導体イメージセンサを底面側から見た外観図である。同図において、90は半導体イメージセンサのチップ、92は厚さが大きい半導体基板42に対応する感光領域と回路領域、93は厚さが小さい半導体基板43に対応する接続領域を示している。領域93には10で代表される複数のボールグリッドが配列されている。この第1のイメージセンサ形態では、半導体基板の厚さが薄い接続領域にのみボールグリッドを配列しなければならないので、同図では2列の配列として例示されている。半導体イメージセンサの電気的接続手段の端子数は、一般の論理ICや中央演算処理IC(CPU)とは異なり、端子数が比較的少ないので、このような構成でも配列に必要な面積を十分に確保できる。当然のことであるが、この配列はチップの4辺周辺に均等に配列する必要はなく、端子数やイメージセンサの搭載形態に応じて適宜決定できる。
<Appearance (bottom) view of semiconductor image sensor>
FIG. 7 is an external view of the semiconductor image sensor after chip separation is viewed from the bottom side. In the figure, reference numeral 90 denotes a semiconductor image sensor chip, 92 denotes a photosensitive region and a circuit region corresponding to the semiconductor substrate 42 having a large thickness, and 93 denotes a connection region corresponding to the semiconductor substrate 43 having a small thickness. In the region 93, a plurality of ball grids represented by 10 are arranged. In the first image sensor form, since the ball grid must be arranged only in the connection region where the thickness of the semiconductor substrate is thin, it is illustrated as an arrangement of two rows in the figure. Unlike general logic ICs and central processing ICs (CPUs), the number of terminals of the electrical connection means of the semiconductor image sensor is relatively small. Therefore, even in such a configuration, the area necessary for the array is sufficiently large. It can be secured. As a matter of course, this arrangement need not be arranged evenly around the four sides of the chip, and can be determined as appropriate according to the number of terminals and the mounting form of the image sensor.

<半導体イメージセンサの実装形態>
図8は図1に示した第1のイメージセンサ形態を実装した構造を示す図である。同図において、図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図において、100はプリント基板などの実装基板、101は100の上に配列された配線パターンであり、ボールグリッド10を介して半導体イメージセンサの信号を伝播している。102は101と類似した配線パターンで、領域92と大略等しい面積と形状を有している金属膜で構成されている。同図では、基板厚が大きい領域42の底部がこの102に接触している状況が示されている。イメージセンサの電気的実装だけに限るならば、この接触は必ずしも必要ではない。しかしながら、イメージセンサの温度上昇に伴う特性劣化を防ぐため、この接触面を通してイメージセンサの発熱を基板側へ逃がすことができるので、同図は好ましい実装形態例であると言える。なお、特性劣化の例としては、暗電流の増加、ダイナミックレンジの減少など、特に暗い被写体に対して再生画質が劣化することが知られている。
<Mounting form of semiconductor image sensor>
FIG. 8 is a view showing a structure in which the first image sensor form shown in FIG. 1 is mounted. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In the figure, reference numeral 100 denotes a mounting board such as a printed circuit board, and 101 denotes a wiring pattern arranged on the board 100, which propagates signals of the semiconductor image sensor via the ball grid 10. Reference numeral 102 denotes a wiring pattern similar to 101, which is composed of a metal film having an area and shape substantially equal to the region 92. In the figure, a situation is shown in which the bottom of the region 42 with a large substrate thickness is in contact with this 102. This contact is not always necessary if limited to electrical mounting of the image sensor only. However, since the heat generation of the image sensor can be released to the substrate side through this contact surface in order to prevent the characteristic deterioration due to the temperature rise of the image sensor, it can be said that this figure is a preferable mounting example. As an example of characteristic deterioration, it is known that the reproduction image quality deteriorates particularly for a dark subject such as an increase in dark current and a decrease in dynamic range.

図8に示した構成では、ボールグリッド10の溶解、再凝固により配線パターン101との電気的接続が実現される。この再凝固で基板42がパターン102へ強く押し付けられることが望ましい。このためには、再凝固後のボールグリッド10の大きさ(厚さ)と、半導体基板42と半導体基板43との厚さの差(段差)が適宜選択、設定されることが望ましい。放熱効果だけを考えると、基板42とパターン102とは金属相として両者が結合していることが望ましいが、これに限らない。また、基板42とパターン102とが単に接触している場合には、放熱効果を向上させるため、シリコーングリースなどの熱伝導体を両者の間に挟みこみ、空気層を無くすことが好ましい。この場合は、シリコン基板42→シリコーングリース→パターン102→プリント基板100の経路で放熱されることになる。   In the configuration shown in FIG. 8, electrical connection with the wiring pattern 101 is realized by melting and re-solidifying the ball grid 10. It is desirable that the substrate 42 be strongly pressed against the pattern 102 by this re-solidification. For this purpose, it is desirable to appropriately select and set the size (thickness) of the ball grid 10 after resolidification and the difference in thickness (step) between the semiconductor substrate 42 and the semiconductor substrate 43. Considering only the heat dissipation effect, it is desirable that the substrate 42 and the pattern 102 are bonded together as a metal phase, but this is not restrictive. Further, when the substrate 42 and the pattern 102 are simply in contact with each other, it is preferable to sandwich a heat conductor such as silicone grease between them to eliminate the air layer in order to improve the heat dissipation effect. In this case, heat is dissipated through the path of the silicon substrate 42 → silicone grease → pattern 102 → printed circuit board 100.

以上の概説により、図1から図8で示した第1のイメージセンサ形態が、従来の構成で低背化を妨げていた2つの限界要因を同時に排除でき、一層の低背化が達成できることが明らかとなった。   From the above overview, the first image sensor configuration shown in FIGS. 1 to 8 can simultaneously eliminate the two limiting factors that hindered the reduction in profile in the conventional configuration, and can achieve a further reduction in profile. It became clear.

<第2のイメージセンサ形態>
図9は本発明を適用した第2の形態であり、図1および図8と同一番号は同一構成要素を示している。同図において、110は、厚い基板42の第2主面側で、感光領域の各画素毎に設けられた反射層である。この反射層は図5に概説した製造工程中、あるいは工程後に周知の技術で形成される。例えば、金属蒸着膜などから構成されている。同図では入射光111はマイクロレンズ5で効果的に集光され、カラーフィルタ4で色分離されてから、フォトダイオード3に到達するが、一部の入射エネルギは3を通過して反射層110まで達する。しかし、入射光111は110で反射され、再度フォトダイオード3に到達して光電変換に寄与できる。この第2のイメージセンサ形態は、基板42の厚さが極度に小さくなったときに特に有効である。この形態を採用することにより、課題で提起した光感度の低下を多大に防止できる利点がある。
<Second image sensor configuration>
FIG. 9 shows a second embodiment to which the present invention is applied. The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 8 denote the same components. In the figure, reference numeral 110 denotes a reflective layer provided for each pixel in the photosensitive region on the second main surface side of the thick substrate 42. This reflective layer is formed by a known technique during or after the manufacturing process outlined in FIG. For example, it is composed of a metal vapor deposition film or the like. In the same figure, incident light 111 is effectively condensed by the microlens 5 and separated by the color filter 4 and then reaches the photodiode 3, but a part of incident energy passes through 3 and the reflection layer 110. Reach up to. However, the incident light 111 is reflected by 110, reaches the photodiode 3 again, and can contribute to photoelectric conversion. This second image sensor configuration is particularly effective when the thickness of the substrate 42 becomes extremely small. By adopting this form, there is an advantage that the reduction of the photosensitivity proposed in the problem can be largely prevented.

図9の反射層110は各画素毎に配置されているが、必ずしもこの構成法に限らない。例えば、反射層の面積が前述した領域40の面積と大略等しく、1つの大きなパターンを形成していても良い。光の反射は鏡面反射に近い状態となるので、特定の画素直下の大面積反射層で反射しても、隣接画素のフォトダイオードへ混入する可能性は低い。また、このような感光領域全面にわたって1つの大きな反射層を形成した構成を、図8で例示した実装形態に適用させた場合には、半導体基板42とパターン102とを金属同士で接触させることができる。すなわち、シリコン基板42→反射層110→シリコーングリース(必要に応じて塗布)→パターン102→プリント基板100の経路で放熱されることになる。   Although the reflective layer 110 in FIG. 9 is arranged for each pixel, it is not necessarily limited to this configuration method. For example, the area of the reflective layer is approximately equal to the area of the region 40 described above, and one large pattern may be formed. Since the reflection of light is close to a specular reflection, even if the light is reflected by a large-area reflective layer directly under a specific pixel, it is unlikely to be mixed into the photodiode of the adjacent pixel. Further, when such a configuration in which one large reflective layer is formed over the entire photosensitive region is applied to the mounting form illustrated in FIG. 8, the semiconductor substrate 42 and the pattern 102 can be brought into contact with each other. it can. That is, heat is dissipated through the route of the silicon substrate 42 → the reflective layer 110 → silicone grease (applied as necessary) → the pattern 102 → the printed circuit board 100.

<第3のイメージセンサ形態>
図10は本発明を適用した第3の形態であり、画素部分が拡大表示されている。同図において、図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図において、120は感光領域の各画素毎に設けられた反射層である。図9との相違点は、120が鏡面ではなく、反射光が拡散されることである。121で示した入射光はマイクロレンズ5とカラーフィルタ4を通過してからフォトダイオード3に入射する。一部のエネルギは3で吸収しきれず、基板42まで到達し、120で反射される。この反射は鏡面反射ではないので、反射光は無指向性で全方向に拡散される。この拡散光の一部は再びフォトダイオード3へ入射するため、光電変換に寄与できる。特に、基板42の厚さが小さく、例えば、画素の配列ピッチ程度あるいはそれ以下であるような場合には、反射光が隣接画素へ混入する可能性は低くなる。この第3のイメージセンサ形態では、反射層の存在による反射光の利用効率が図9の場合よりも悪くなるが、反射層の利点は一部保有されているので、この形態も有効である。なお、120の作成方法には各種の方法が適用できる。例えば、反射層120を形成するに先立ち、基板42の第2主面に凹凸を作り、ここに金属蒸着膜を形成する方法がある。なお、第2主面に凹凸を作りこむ場合には、実効的な表面積が大きくなるので、基板42から下側の空間への放熱効果を高めることもできる。表面凹凸形状により、空気層への放熱効果を増大させる場合には、図8に例示した実装形態で、パターン102部分のプリント基板に開口を設け、基板42の第2主面を下側空間に露出させることが一構成例となる。さらに、図10では反射層120が基板42に埋没しているかのように描かれているが、42の表面に付着していても良い。
<Third image sensor configuration>
FIG. 10 shows a third embodiment to which the present invention is applied. The pixel portion is enlarged and displayed. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In the figure, reference numeral 120 denotes a reflective layer provided for each pixel in the photosensitive region. The difference from FIG. 9 is that 120 is not a mirror surface and the reflected light is diffused. Incident light indicated by 121 passes through the microlens 5 and the color filter 4 and then enters the photodiode 3. Some energy cannot be absorbed by 3, reaches the substrate 42, and is reflected by 120. Since this reflection is not specular reflection, the reflected light is omnidirectionally diffused in all directions. A part of this diffused light again enters the photodiode 3 and can contribute to photoelectric conversion. In particular, when the thickness of the substrate 42 is small, for example, when it is about the pixel arrangement pitch or less, the possibility that the reflected light is mixed into the adjacent pixels is low. In this third image sensor form, the utilization efficiency of the reflected light due to the presence of the reflective layer is worse than in the case of FIG. 9, but this form is also effective because some of the advantages of the reflective layer are retained. Various methods can be applied to the 120 creation methods. For example, prior to forming the reflective layer 120, there is a method of forming irregularities on the second main surface of the substrate 42 and forming a metal vapor deposition film thereon. Note that, when the concave and convex portions are formed on the second main surface, the effective surface area is increased, so that the heat radiation effect from the substrate 42 to the lower space can be enhanced. In the case of increasing the heat radiation effect to the air layer due to the uneven surface shape, an opening is provided in the printed circuit board of the pattern 102 portion in the mounting form illustrated in FIG. 8, and the second main surface of the circuit board 42 is in the lower space. Exposing is an example of the configuration. Further, in FIG. 10, the reflective layer 120 is drawn as if it was buried in the substrate 42, but it may be attached to the surface of 42.

<第4のイメージセンサ形態>
図11は本発明を適用した第4の形態であり、画素部分が拡大表示されている。同図において、図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図において、130は感光領域の各画素毎に設けられた凹面反射層である。この130は基板42を下側から曲面状に加工して、金属蒸着膜などから成る反射層を設けることにより作成される。131で示した入射光はマイクロレンズ5とカラーフィルタ4を通過してからフォトダイオード3に入射する。一部のエネルギは3で吸収しきれず、基板42まで到達し、130で反射集光されてから、再度フォトダイオード3へ到達する。なお、凹面反射層の形状は必ずしも球状や円弧状である必要はなく、多角形で近似された形状(複数の平面で構成される)であっても良い。図11の構成は図9と比べて構造が複雑である反面、反射光の利用効率を高めることができる利点がある。
<Fourth image sensor configuration>
FIG. 11 shows a fourth embodiment to which the present invention is applied. The pixel portion is enlarged and displayed. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In the figure, reference numeral 130 denotes a concave reflection layer provided for each pixel in the photosensitive region. This 130 is formed by processing the substrate 42 into a curved surface from below and providing a reflective layer made of a metal vapor deposition film or the like. Incident light indicated by 131 passes through the microlens 5 and the color filter 4 and then enters the photodiode 3. Some energy cannot be absorbed by 3 and reaches the substrate 42, is reflected and collected by 130, and then reaches the photodiode 3 again. Note that the shape of the concave reflecting layer is not necessarily spherical or arcuate, and may be a shape approximated by a polygon (consisting of a plurality of planes). The configuration of FIG. 11 is more complex than that of FIG. 9, but has an advantage that the efficiency of using reflected light can be increased.

<第5のイメージセンサ形態>
図12は本発明を適用した第5のイメージセンサ形態を示す図であり、図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図において、132は基板42の下側に設けられ、表面に反射膜が形成された凸レンズ状の反射層である。この反射層は半導体イメージセンサの集光用マイクロレンズと同様の手法で形成される。例えば、基板42の下側にパターニングされた樹脂層を形成してから、高温雰囲気中で処理することにより、凸レンズ形状が作成され、さらに、その表面に蒸着などで金属薄膜が形成される。この金属薄膜は凸レンズ形状の部分だけではなく、基板42の下側の面全体にわたって形成されていても良い。同図において、133で示した入射光はマイクロレンズ5とカラーフィルタ4を通過してからフォトダイオード3に入射する。一部のエネルギは3で吸収しきれず、基板42まで到達し、132で反射集光されてから、再度フォトダイオード3へ到達する。なお、この場合の反射層の形状は必ずしも球状や円弧状である必要はなく、多角形で近似された形状(複数の平面で構成される)であっても良い。図12の構成では半導体イメージセンサの裏面が平坦でないため、実装する際には、実装基板の一部を切り抜いたり、溝部を形成したりすることもあり得る。あるいは、この裏面を平坦化するために、基板42の下側の面に周知の表面平坦化層を新たにに付加しても良い。
<Fifth image sensor configuration>
FIG. 12 is a diagram showing a fifth image sensor form to which the present invention is applied. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In the figure, 132 is a convex lens-like reflective layer provided on the lower side of the substrate 42 and having a reflective film formed on the surface thereof. This reflective layer is formed by the same method as the condensing microlens of the semiconductor image sensor. For example, a patterned resin layer is formed on the lower side of the substrate 42 and then processed in a high temperature atmosphere to create a convex lens shape, and a metal thin film is formed on the surface by vapor deposition or the like. This metal thin film may be formed not only on the convex lens-shaped part but on the entire lower surface of the substrate 42. In the drawing, incident light indicated by 133 passes through the microlens 5 and the color filter 4 and then enters the photodiode 3. Some energy cannot be absorbed by 3 and reaches the substrate 42, is reflected and collected by 132, and then reaches the photodiode 3 again. Note that the shape of the reflective layer in this case is not necessarily spherical or arcuate, and may be a shape approximated by a polygon (consisting of a plurality of planes). In the configuration of FIG. 12, since the back surface of the semiconductor image sensor is not flat, a part of the mounting substrate may be cut out or a groove may be formed when mounting. Alternatively, a known surface flattening layer may be newly added to the lower surface of the substrate 42 in order to flatten the back surface.

図9から図12には、基板の第2主面に反射層を設けた構造が示された。しかしながら、反射層の構成法は例示したものだけではなく、加工が複雑になるがコーナーキューブ構成などがある。これらの反射機構は全て本発明に含まれる。   9 to 12 show a structure in which a reflective layer is provided on the second main surface of the substrate. However, the configuration method of the reflective layer is not limited to the illustrated one, and there is a corner cube configuration although processing is complicated. All of these reflection mechanisms are included in the present invention.

<第6のイメージセンサ形態>
図13は本発明を適用した第6のイメージセンサ形態を示す図であり、図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図において140は領域40にある半導体基板である。この形態では、接続領域41には半導体基板は存在せず、電気的接続手段のみが存在している。このような構成は、図4で例示した第2の薄膜化工程で、溝74の形成時間を長くすることにより、接続領域の半導体基板を全て除去してしまうことにより実現される。すなわち、低背化をより一層推し進めた形態である。このような構成においても、図5に例示した貫通穴の形成と導電材料の充填は可能であり、図13は実現可能な構成と言える。しかしながら、図13の構成では、半導体基板140が電気的にフローティングの状態となり、イメージセンサの動作を不安定にする危険がある。
<Sixth image sensor configuration>
FIG. 13 is a diagram showing a sixth image sensor form to which the present invention is applied. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In the figure, reference numeral 140 denotes a semiconductor substrate in the region 40. In this embodiment, no semiconductor substrate exists in the connection region 41, and only electrical connection means exists. Such a configuration is realized by removing all of the semiconductor substrate in the connection region by extending the formation time of the groove 74 in the second thinning step illustrated in FIG. In other words, this is a form in which the reduction in height is further promoted. Even in such a configuration, it is possible to form the through holes illustrated in FIG. 5 and to fill the conductive material, and FIG. 13 can be said to be a feasible configuration. However, in the configuration of FIG. 13, the semiconductor substrate 140 is in an electrically floating state, and there is a risk of destabilizing the operation of the image sensor.

<第7のイメージセンサ形態>
図14は140の電位を固定して安定なイメージセンサ動作を達成するための構成例を示している。図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図において、150は基板140の一部に形成された前述した回路領域を構成しているトランジスタである。151はトランジスタ150の近傍に設けられた基板140の電位固定用の電極である。153はパッド領域8と同じ配線層に設けられた第2のパッド領域であり、電極151とは層間配線152で接続されている。153は貫通電極を介してボールグリッド154に電気的に接続されている。このような構成により、基板140はボールグリッド154を介して外部から電位の固定が可能となり、イメージセンサの安定動作が可能となる。なお、電位固定用電極151は特別に設けなくても、通常の半導体ICでは既に配置されている場合が多いので、これを利用することは可能である。
<Seventh image sensor configuration>
FIG. 14 shows a configuration example for achieving a stable image sensor operation by fixing the potential of 140. The same numbers as those in FIG. 1 indicate the same components. In the figure, reference numeral 150 denotes a transistor constituting the circuit area described above formed in a part of the substrate 140. Reference numeral 151 denotes an electrode for fixing the potential of the substrate 140 provided in the vicinity of the transistor 150. Reference numeral 153 denotes a second pad region provided in the same wiring layer as the pad region 8, and is connected to the electrode 151 by an interlayer wiring 152. 153 is electrically connected to the ball grid 154 via a through electrode. With this configuration, the substrate 140 can be fixed with electric potential from the outside via the ball grid 154, and the image sensor can be stably operated. Even if the potential fixing electrode 151 is not specially provided, it is often arranged in a normal semiconductor IC, so that it can be used.

<第8のイメージセンサ形態>
図15は基板140の電位固定の他の構成法を示す図であり、図14と同一番号は同一構成要素を示している。同図において、160は基板140の端部の傾斜部分に設けられ、基板140と電気的に接続されている配線層である。配線層160はボールグリッド161と接続されており、図14と同様に基板140の電位固定が可能となる。
<Eighth image sensor configuration>
FIG. 15 is a diagram showing another configuration method for fixing the potential of the substrate 140. The same reference numerals as those in FIG. 14 denote the same components. In the figure, reference numeral 160 denotes a wiring layer provided at an inclined portion of the end portion of the substrate 140 and electrically connected to the substrate 140. The wiring layer 160 is connected to the ball grid 161, and the potential of the substrate 140 can be fixed as in FIG.

図13から図15で示したイメージセンサ形態では、大幅な低背化が可能である。具体的には、基板140の厚さを数μmとし、ボールグリッドの高さを同じ程度にし、さらに、カバーガラスの厚さを100μm以下とし、イメージセンサ全体の厚さを100μm程度とした構成も可能となる。さらに、カバーガラスの材質を樹脂系材料に代替させることにより、イメージセンサに機械的な柔軟性を持たせることも可能となる。また、カバーガラスの材質がガラスである場合においても、その厚さを極度に薄くするとある程度の柔軟性を達成することが可能である。   The image sensor configuration shown in FIGS. 13 to 15 can significantly reduce the height. Specifically, a configuration in which the thickness of the substrate 140 is set to several μm, the height of the ball grid is set to the same level, the thickness of the cover glass is set to 100 μm or less, and the thickness of the entire image sensor is set to about 100 μm. It becomes possible. Furthermore, by replacing the material of the cover glass with a resin material, it is possible to give the image sensor mechanical flexibility. Further, even when the cover glass is made of glass, a certain degree of flexibility can be achieved by making the thickness extremely thin.

<第9のイメージセンサ形態>
図16は機械的に柔軟な半導体イメージセンサの構成例を示す図である。同図(a)において、170は前述したような薄型(低背)の半導体イメージセンサ、171は170のボールグリッドに接続されたフレキシブルプリント基板などから成る配線手段、172はプリント基板である。175は撮像レンズであり単玉の場合が示されている。図16(a)の構成例では、イメージセンサ170の柔軟性を利用して、曲面形状の治具176に沿って170が実装されている。この曲面の形状は大略円弧状であり、曲面の全ての位置が撮像レンズの中心から等距離となるように設定されている。すなわち、イメージセンサの中央部までの距離(177で表示)と、端部までの距離(178で表示)は大略等しい。携帯電話などの小型民生機器では撮像レンズを複群複枚構成にすることは寸法的、価格的に困難であり、非球面のプラスチック単板レンズが採用される場合が多い。このような簡易で安価なレンズでは収差が大きく、イメージセンサの表面が平板状である場合には、中央部分と周辺部分とでは焦点位置が異なることになる。しかし、図16(a)のような曲面に沿った表面を有し、湾曲したイメージセンサでは、全ての感光領域に渡って焦点を結ばせることが可能となる。すなわち、本発明によるイメージセンサ形態では、簡易かつ安価な撮像レンズを用いても良好な画像を得ることができるという大きな利点がある。
<Ninth image sensor configuration>
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of a mechanically flexible semiconductor image sensor. In FIG. 2A, reference numeral 170 denotes a thin (low-profile) semiconductor image sensor, 171 denotes a wiring means including a flexible printed circuit board connected to the 170 ball grid, and 172 denotes a printed circuit board. Reference numeral 175 denotes an imaging lens, which is a single lens. In the configuration example of FIG. 16A, 170 is mounted along a curved jig 176 using the flexibility of the image sensor 170. The shape of the curved surface is generally an arc shape, and all the positions of the curved surface are set to be equidistant from the center of the imaging lens. That is, the distance to the center of the image sensor (indicated by 177) and the distance to the end (indicated by 178) are substantially equal. In a small consumer device such as a mobile phone, it is difficult in terms of size and price to make the imaging lens into a multi-group and multi-piece configuration, and an aspheric plastic single plate lens is often used. In such a simple and inexpensive lens, the aberration is large, and when the surface of the image sensor is flat, the focal position is different between the central portion and the peripheral portion. However, with a curved image sensor having a curved surface as shown in FIG. 16A, it is possible to focus on the entire photosensitive region. That is, the image sensor form according to the present invention has a great advantage that a good image can be obtained even by using a simple and inexpensive imaging lens.

図16(a)において、治具176の表面形状は必ずしも3次元的な球状であるとは限らない。例えば、同図(b)の179で示したような形状、すなわち、円筒に沿って曲げられたような形状にイメージセンサ170が実装されていても良い。この構成では、同図(b)内の矢印で示した方向が画像の長手方向になるようにすべきである。同図(b)での構成では、感光領域全域にわたって撮像レンズの焦点を結ばせることはできないが、長手方向には焦点が結ばれるので、一定の良好な画質が得られる。   In FIG. 16A, the surface shape of the jig 176 is not necessarily a three-dimensional spherical shape. For example, the image sensor 170 may be mounted in a shape as indicated by 179 in FIG. 5B, that is, a shape bent along a cylinder. In this configuration, the direction indicated by the arrow in FIG. 5B should be the longitudinal direction of the image. In the configuration shown in FIG. 6B, the imaging lens cannot be focused over the entire photosensitive region, but a constant good image quality can be obtained because the imaging lens is focused in the longitudinal direction.

<第10のイメージセンサ形態>
図17は本発明を適用した第10のイメージセンサ形態を示す図であり、図13と同一番号は同一構成要素を示している。同図は断面構造を概念的に示しているに過ぎず、縦横の縮尺は無視されている。同図において、180はプリント基板などの配線基板、181は180上に形成された配線パターンである。同図の構成は、(1)配線基板180上に図13で示した半導体イメージセンサを搭載、(2)ボールグリッド10を溶融、再凝固して配線パターン181と電気的に接続、(3)センサ部分1の下側とプリント基板180との間に樹脂を充填してアンダーフィル層182を形成、(4)この樹脂を処理して固化、(5)センサ部分1の表面を保護していたカバーガラスを除去、の手順により形成される。図17の構成による半導体イメージセンサは、領域40の半導体基板140と、このイメージセンサの内部に配置された配線層やカラーフィルタが埋め込まれた絶縁層185と、マイクロレンズ5と、ボールグリッド10を含む電気的接続手段が主要な構成要素となる。この結果、センサ部分1の厚さが数μmもの微小厚さで構成でき、究極の低背化事例とも言える。なお、図17では、半導体基板140とプリント基板180との間にもアンダーフィル層182が存在する場合が示されているが、この限りではない。すなわち、領域40で、半導体基板140がプリント基板180に密着、あるいは極度に近接しているような場合には、この部分にアンダーフィル層が形成されないことになるが、このような構成でも構わない。図17に示した構成では、機械的な強度はアンダーフィル層182と配線基板180とによって確保されるので、182と180の材料選定に当たっては、その強度や熱膨張係数といった物性値の十分な検討が重要である。さらに、図17の構成では、半導体イメージセンサの表面は何ら保護されていないので、実装工程でのゴミ不着などは他の手段で防止されなければならない。また、図17の構成は、レンズハウジングなど、装置を構成する他の部材と一体化され、全体が気密封止されているような形態に組立てられるのが好ましい。
<Tenth image sensor configuration>
FIG. 17 is a diagram showing a tenth image sensor form to which the present invention is applied. The same reference numerals as those in FIG. 13 denote the same components. This figure only shows the cross-sectional structure conceptually, and the vertical and horizontal scales are ignored. In the figure, reference numeral 180 denotes a wiring board such as a printed circuit board, and 181 denotes a wiring pattern formed on the 180. The configuration shown in FIG. 1 includes (1) mounting the semiconductor image sensor shown in FIG. 13 on the wiring board 180, (2) melting and re-solidifying the ball grid 10, and electrically connecting to the wiring pattern 181. (3) Resin was filled between the lower side of the sensor part 1 and the printed circuit board 180 to form an underfill layer 182. (4) The resin was processed and solidified. (5) The surface of the sensor part 1 was protected. It is formed by the procedure of removing the cover glass. The semiconductor image sensor having the configuration shown in FIG. 17 includes a semiconductor substrate 140 in a region 40, an insulating layer 185 in which a wiring layer and a color filter are arranged, the microlens 5 and the ball grid 10. The electrical connection means is a major component. As a result, the sensor portion 1 can be formed with a thickness as small as several μm, which can be said to be the ultimate low profile case. Note that FIG. 17 shows a case where the underfill layer 182 exists also between the semiconductor substrate 140 and the printed circuit board 180, but this is not restrictive. That is, when the semiconductor substrate 140 is in close contact with or extremely close to the printed circuit board 180 in the region 40, an underfill layer is not formed in this portion, but such a configuration may be used. . In the configuration shown in FIG. 17, mechanical strength is ensured by the underfill layer 182 and the wiring board 180. Therefore, when selecting materials for the materials 182 and 180, sufficient examination of physical properties such as strength and thermal expansion coefficient is required. is important. Furthermore, in the configuration of FIG. 17, the surface of the semiconductor image sensor is not protected at all, so dust non-adherence in the mounting process must be prevented by other means. In addition, the configuration of FIG. 17 is preferably integrated with other members constituting the apparatus, such as a lens housing, and assembled in a form that is hermetically sealed as a whole.

なお、本明細書ではイメージセンサがカバーガラスで覆われる構成が記載されている。本明細書での「カバーガラス」なる用語をより厳密に記述するならば、「特定の光波長域で透明であるような特性を少なくとも備えた平板」となる。すなわち、カバーガラスは、単にイメージセンサを保護するために覆う機能だけではなく、各種の機能を合わせ有する構成もありうる。例えば、デジタルカメラへイメージセンサを応用する場合において、撮像効果に影響を与える近赤外光を光学的に除去する赤外遮断フィルタ機能が挙げられる。なお、白黒撮像用イメージセンサの場合は、見かけ上の光感度を増大させるため、入射光に含まれる近赤外光エネルギも積極的に利用する場合がある。かかる場合においては、カバーガラスは可視光から近赤外光までの波長域に対して透明である必要がある。また、イメージセンサを熱画像検出が目的の赤外撮像装置へ応用する場合において、撮像効果に影響を与える可視光を除去する赤外フィルタが挙げられる。これらの応用事例では、カバーガラスの表面あるいは裏面にこれらのフィルタが作成される。当該フィルタの構成には、金属や誘電体薄膜を多層積層した干渉フィルタを直接カバーガラス面に形成する手法や、多段に積層したプラスチック膜を引き伸ばしてからカバーガラス面に張る手法などがある。また、カバーガラスに付加した機能例としてマイクロレンズの搭載がある。その事例には、カバーガラスの表面あるいは裏面に画素ピッチと等しくマイクロレンズを形成することが挙げられる。かかる構成では、前記したセンサ部分のマイクロレンズが不要になる場合もあり得るし、さらには、半導体イメージセンサ部分のマイクロレンズとカバーガラスのマイクロレンズとが複群複枚(簡単な構成では2群2枚)のレンズ系を形成する場合もあり得る。また、カバーガラスに付加した別の機能例としてカラーフィルタの搭載がある。その事例には、カバーガラスの表面あるいは裏面に画素ピッチと等しくカラーフィルタアレイを形成することが挙げられる。かかる構成では、カバーガラス面に周知の手法でカラーフィルタアレイを直接作成しても良いし、あるいは、カバーガラスとは異なるガラス薄板にカラーフィルタアレイを形成してから当該カバーガラスに貼り付けても良い。本明細書における「カバーガラス」という用語には本項で例記したこれらの機能例が含まれており、前記した実施形態ではこれらの機能が含まれている場合もあり得ることとする。   In the present specification, a configuration in which the image sensor is covered with a cover glass is described. If the term “cover glass” in the present specification is described more strictly, it will be “a flat plate having at least the property of being transparent in a specific light wavelength region”. That is, the cover glass may have not only a function of covering the image sensor to protect the image sensor but also various functions. For example, when an image sensor is applied to a digital camera, there is an infrared cutoff filter function that optically removes near-infrared light that affects the imaging effect. In the case of an image sensor for black-and-white imaging, the near-infrared light energy contained in the incident light may be actively used to increase the apparent light sensitivity. In such a case, the cover glass needs to be transparent to the wavelength range from visible light to near infrared light. In addition, in the case where the image sensor is applied to an infrared imaging device whose purpose is thermal image detection, an infrared filter that removes visible light affecting the imaging effect can be cited. In these applications, these filters are created on the front or back surface of the cover glass. As the structure of the filter, there are a method of directly forming an interference filter in which multiple layers of metal and dielectric thin films are laminated on the cover glass surface, and a method of stretching a plastic film laminated in multiple stages and stretching it on the cover glass surface. An example of a function added to the cover glass is mounting a microlens. An example of this is forming a microlens equal to the pixel pitch on the front or back surface of the cover glass. In such a configuration, the above-described microlens in the sensor portion may not be necessary, and moreover, the microlens in the semiconductor image sensor portion and the microlens in the cover glass are double-group and multiple-group (in the simple configuration, two groups In some cases, two lens systems may be formed. Another example of the function added to the cover glass is a color filter. An example of this is forming a color filter array equal to the pixel pitch on the front or back surface of the cover glass. In such a configuration, the color filter array may be directly formed on the cover glass surface by a well-known method, or the color filter array may be formed on a glass thin plate different from the cover glass and then attached to the cover glass. good. The term “cover glass” in this specification includes these function examples illustrated in this section, and in the above-described embodiment, these functions may be included.

本明細書ではカバーガラスはセンサ部に接着層7で固定する例が示されている。しかしながら、本発明はこの構成に限らず、より複雑な固定法であっても良い。例えば、過酷な動作環境でも高信頼性が得られるようなハーメチックシールされた固定法でも良い。   In this specification, an example in which the cover glass is fixed to the sensor portion with the adhesive layer 7 is shown. However, the present invention is not limited to this configuration, and a more complicated fixing method may be used. For example, a hermetic sealed fixing method that can obtain high reliability even in a severe operating environment may be used.

なお、本明細書では図1で示したように、標準的な構成と考えられるイメージセンサの構成が記載されている。しかしながら、イメージセンサの構成には多種あり、本発明はこれらの全てに適用できる。一例として挙げるならば、マイクロレンズが搭載されていない構成、画素領域のマイクロレンズが透明でなくカラーフィルタ機能を併せ有する構成、カラーフィルタが搭載されていない白黒撮像用イメージセンサの構成、マイクロレンズとカバーガラスとの間の空間が真空状態になっている構成、感度増大のためのいわゆる裏面照射型イメージセンサの構成、感度増大のために画素毎に増幅機能を持たせたりフォトダイオード自身が増幅機能を有すると言ったいわゆる増幅型イメージセンサの構成、水平垂直レジスタを介して画素からの信号読み出しを実行するCCD型イメージセンサ、さらには、イメージセンサ自体が積層構造をなしていて各層毎に撮像機能、信号処理機能、メモリ機能、入出力制御機能などが割り当てられているような3次元の構成などがある。かかる複数の構成例に対しても本発明は容易に適用される。   In this specification, as shown in FIG. 1, a configuration of an image sensor considered as a standard configuration is described. However, there are various image sensor configurations, and the present invention can be applied to all of them. For example, a configuration in which a microlens is not mounted, a configuration in which a microlens in a pixel area is not transparent and has a color filter function, a configuration of a black and white image sensor without a color filter, a microlens and A configuration where the space between the cover glass is in a vacuum state, a configuration of a so-called back-illuminated image sensor for increasing sensitivity, an amplification function for each pixel for increasing sensitivity, or a photodiode itself amplifying function The structure of a so-called amplification type image sensor said to have a CCD type image sensor that executes signal readout from a pixel via a horizontal / vertical register, and further, the image sensor itself has a laminated structure and has an imaging function for each layer. Signal processing function, memory function, input / output control function etc. are assigned There is such dimension of the structure. The present invention can be easily applied to such a plurality of configuration examples.

本発明は半導体イメージセンサへの適用以外にも、複数チップを積層化した3次元ICにも適用できる。この分野に適用することにより、積層チップ全体の低背化が達成され、装置の小型化などに大きく寄与できる。   The present invention can be applied not only to a semiconductor image sensor but also to a three-dimensional IC in which a plurality of chips are stacked. By applying to this field, the overall height of the multilayer chip can be reduced, which can greatly contribute to downsizing of the device.

本発明の半導体イメージセンサの構造を示す図である。 (第1のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the structure of the semiconductor image sensor of this invention. (First image sensor configuration) 第1の薄膜化工程を示す図である。 (マイクロレンズの上方に空間がある場合)It is a figure which shows a 1st thin film formation process. (When there is a space above the micro lens) 第1の薄膜化工程を示す図である。 (マイクロレンズの上方に空間がない場合)It is a figure which shows a 1st thin film formation process. (When there is no space above the micro lens) 第2の薄膜化工程を示す図である。It is a figure which shows a 2nd thin film formation process. 電気的接続手段を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming an electrical connection means. 接続領域、回路領域、感光領域と半導体基板の厚さの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the thickness of a connection area | region, a circuit area | region, a photosensitive area | region, and a semiconductor substrate. 図1の半導体イメージセンサを底面側から見た外観図である。It is the external view which looked at the semiconductor image sensor of FIG. 1 from the bottom face side. 図1の半導体イメージセンサの実装形態を示す図である。It is a figure which shows the mounting form of the semiconductor image sensor of FIG. 本発明の半導体イメージセンサの構造を示す図である。 (裏面に反射層がある場合) (第2のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the structure of the semiconductor image sensor of this invention. (When there is a reflective layer on the back) (Second image sensor configuration) 本発明の画素構造を示す図である。(裏面に拡散反射層がある場合) (第3のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the pixel structure of this invention. (When there is a diffuse reflection layer on the back side) (Third image sensor configuration) 本発明の画素構造を示す図である。(裏面に凹面反射層がある場合) (第4のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the pixel structure of this invention. (When there is a concave reflective layer on the back) (Fourth image sensor configuration) 本発明の画素構造を示す図である。(裏面に凸レンズ状の反射層がある場合) (第5のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the pixel structure of this invention. (When there is a convex lens-like reflective layer on the back side) (Fifth image sensor configuration) 本発明の半導体イメージセンサの構造を示す図である。 (第6のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the structure of the semiconductor image sensor of this invention. (Sixth image sensor configuration) 本発明の半導体イメージセンサの構造を示す図である。 (基板電位の固定−1) (第7のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the structure of the semiconductor image sensor of this invention. (Fixed substrate potential-1) (Seventh image sensor configuration) 本発明の半導体イメージセンサの構造を示す図である。 (基板電位の固定−2) (第8のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the structure of the semiconductor image sensor of this invention. (Fixed substrate potential-2) (Eighth image sensor configuration) 本発明の半導体イメージセンサの構成を示す図である。 (柔軟性を利用した実装) (第9のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the structure of the semiconductor image sensor of this invention. (Mounting using flexibility) (9th image sensor configuration) 本発明の半導体イメージセンサの構成を示す図である。 (実装後にカバーガラスを除去) (第10のイメージセンサ形態)It is a figure which shows the structure of the semiconductor image sensor of this invention. (Remove cover glass after mounting) (Tenth image sensor configuration) 貫通電極を採用した従来の半導体イメージセンサの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional semiconductor image sensor which employ | adopted the penetration electrode. 図18の画素構造を詳細に示す図である。It is a figure which shows the pixel structure of FIG. 18 in detail. 図18の端部のみを詳細に示す図である。It is a figure which shows only the edge part of FIG. 18 in detail.

符号の説明Explanation of symbols

1 センサ部分
2、42、43、51、52、61、62、140 半導体基板
3 フォトダイオード
4 カラーフィルタ
5、63 マイクロレンズ
6 カバーガラス
7 接着層
8、153 パッド領域
9 貫通電極
10、30、86、154、161 接続端子(ボールグリッド)
20、111、121、131、133 入射光線
21、31 厚さ
40、92 感光領域と回路領域
41、93 接続領域
50、70 境界
71、80 マスク層
72 マスクパターン
73 開口
74 溝
82 貫通穴
84、185 絶縁層
85 ランド
90 センサチップ
100、172、180 プリント基板
101、102、181 配線パターン
110、120、130、132 反射層
150 トランジスタ
151 電極
152 層間配線
160 配線層
170 半導体イメージセンサ
171 配線手段
175 撮像レンズ
176 治具
177、178 距離
179 形状
182 アンダーフィル層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor part 2, 42, 43, 51, 52, 61, 62, 140 Semiconductor substrate 3 Photodiode 4 Color filter 5, 63 Micro lens 6 Cover glass 7 Adhesive layer 8, 153 Pad area 9 Through electrode 10, 30, 86 154, 161 Connection terminal (ball grid)
20, 111, 121, 131, 133 Incident light beam 21, 31 Thickness 40, 92 Photosensitive region and circuit region 41, 93 Connection region 50, 70 Boundary 71, 80 Mask layer 72 Mask pattern 73 Opening 74 Groove 82 Through hole 84, 185 Insulating layer 85 Land 90 Sensor chip 100, 172, 180 Printed circuit board 101, 102, 181 Wiring pattern 110, 120, 130, 132 Reflective layer 150 Transistor 151 Electrode 152 Interlayer wiring 160 Wiring layer 170 Semiconductor image sensor 171 Wiring means 175 Imaging Lens 176 Jig 177, 178 Distance 179 Shape 182 Underfill layer

Claims (8)

半導体基板の第1主面に構成された感光領域と回路領域と接続領域とからなり、
前記接続領域には前記回路領域の信号を前記半導体基板外部へ導く電気的接続手段が含まれており、
前記電気的接続手段には前記半導体基板に設けられた貫通電極と、
前記感光領域が存在する前記半導体基板の前記第1主面と反対側の第2主面側から、該貫通電極と電気的接続ができる端子と、
が含まれている半導体イメージセンサにおいて、
前記接続領域にある前記半導体基板の一部の第1の厚さが、前記感光領域と前記回路領域にある前記半導体基板の一部の第2の厚さよりも小さいことを特徴とする半導体イメージセンサ
A photosensitive region, a circuit region, and a connection region configured on the first main surface of the semiconductor substrate,
The connection region includes electrical connection means for guiding the signal of the circuit region to the outside of the semiconductor substrate,
The electrical connection means includes a through electrode provided on the semiconductor substrate;
A terminal capable of being electrically connected to the through electrode from the second main surface side opposite to the first main surface of the semiconductor substrate in which the photosensitive region exists;
In semiconductor image sensors that contain
A semiconductor image sensor, wherein a first thickness of a part of the semiconductor substrate in the connection region is smaller than a second thickness of a part of the semiconductor substrate in the photosensitive region and the circuit region.
前記第1の厚さを有する領域は前記接続領域が占める領域と等しく、
かつ、前記第2の厚さを有する領域は前記感光領域と前記回路領域とが占める領域と等しいことを特徴とする請求項1に記載の半導体イメージセンサ
The region having the first thickness is equal to the region occupied by the connection region;
2. The semiconductor image sensor according to claim 1, wherein the region having the second thickness is equal to a region occupied by the photosensitive region and the circuit region.
前記第1の厚さを有する領域には、
前記接続領域が占める領域の全てと、
前記感光領域と前記回路領域とが占める領域の一部と、
が含まれることを特徴とする請求項1に記載の半導体イメージセンサ
In the region having the first thickness,
All of the area occupied by the connection area;
A portion of the area occupied by the photosensitive area and the circuit area;
The semiconductor image sensor according to claim 1, wherein
前記第2の厚さを有する領域には、
前記感光領域と前記回路領域とが占める領域の全てと、
前記接続領域が占める領域の一部と、
が含まれることを特徴とする請求項1に記載の半導体イメージセンサ
In the region having the second thickness,
All of the area occupied by the photosensitive area and the circuit area;
A portion of the area occupied by the connection area;
The semiconductor image sensor according to claim 1, wherein
前記半導体基板の前記第1主面に構成された前記感光領域と前記回路領域と、
前記感光領域あるいは前記回路領域の少なくとも一方に隣接する前記接続領域と、からなり、
前記接続領域には前記回路領域の信号を前記半導体基板外部へ導く前記電気的接続手段が含まれており、
前記電気的接続手段には前記接続領域に設けられた前記貫通電極と、
前記感光領域が存在する前記半導体基板の前記第1主面と反対側の前記第2主面側から、該貫通電極と電気的接続ができる前記端子と、
が含まれている半導体イメージセンサにおいて、
該貫通電極が存在する領域を含む前記接続領域の一部には前記半導体基板が除去された領域が存在することを特徴とする半導体イメージセンサ
The photosensitive region and the circuit region configured on the first main surface of the semiconductor substrate;
The connection area adjacent to at least one of the photosensitive area or the circuit area,
The connection region includes the electrical connection means for guiding the signal of the circuit region to the outside of the semiconductor substrate,
The electrical connection means includes the through electrode provided in the connection region;
The terminal capable of being electrically connected to the through electrode from the second main surface side opposite to the first main surface of the semiconductor substrate in which the photosensitive region exists;
In semiconductor image sensors that contain
A semiconductor image sensor characterized in that a region from which the semiconductor substrate is removed exists in a part of the connection region including a region where the through electrode exists.
前記半導体基板の前記第2主面に、フォトダイオードを通過した入射光を反射して、前記フォトダイオードへ再入射させる反射層を設けたことを特徴とする請求項1乃至5に記載の半導体イメージセンサ   6. The semiconductor image according to claim 1, wherein a reflection layer that reflects incident light that has passed through a photodiode and re-enters the photodiode is provided on the second main surface of the semiconductor substrate. Sensor 前記感光領域と前記回路領域にある前記半導体基板の前記第2主面が前記半導体イメージセンサを実装する基板表面に接触する構造を有していることを特徴とする請求項1乃至6に記載の半導体イメージセンサ   7. The structure according to claim 1, wherein the second main surface of the semiconductor substrate in the photosensitive region and the circuit region is in contact with a substrate surface on which the semiconductor image sensor is mounted. Semiconductor image sensor 請求項1乃至7に記載の半導体イメージセンサを実装する基板表面の湾曲した構造に合わせて、該半導体イメージセンサを湾曲して実装することを特徴とする請求項1乃至7に記載の半導体イメージセンサ
8. The semiconductor image sensor according to claim 1, wherein the semiconductor image sensor is mounted in a curved manner in accordance with a curved structure of a substrate surface on which the semiconductor image sensor according to claim 1 is mounted.
JP2008212773A 2008-08-21 2008-08-21 Semiconductor image sensor Expired - Fee Related JP5392458B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008212773A JP5392458B2 (en) 2008-08-21 2008-08-21 Semiconductor image sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008212773A JP5392458B2 (en) 2008-08-21 2008-08-21 Semiconductor image sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010050260A true JP2010050260A (en) 2010-03-04
JP5392458B2 JP5392458B2 (en) 2014-01-22

Family

ID=42067115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008212773A Expired - Fee Related JP5392458B2 (en) 2008-08-21 2008-08-21 Semiconductor image sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5392458B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012049400A (en) * 2010-08-27 2012-03-08 Canon Inc Optical sensor manufacturing method, optical sensor, and camera
US9093345B2 (en) 2012-10-26 2015-07-28 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state imaging apparatus and imaging system
US9111826B2 (en) 2010-08-23 2015-08-18 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup device, image pickup module, and camera
JP6038424B1 (en) * 2015-06-16 2016-12-07 オリンパス株式会社 Imaging module, endoscope system, and manufacturing method of imaging module
WO2016203797A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 オリンパス株式会社 Imaging module, endoscope system, and method for manufacturing imaging module
JP2017076724A (en) * 2015-10-15 2017-04-20 キヤノン株式会社 Stacked image sensor and imaging device
JP2018010962A (en) * 2016-07-13 2018-01-18 キヤノン株式会社 Image pick-up device and mounting board thereof
WO2019013018A1 (en) * 2017-07-14 2019-01-17 パイオニア株式会社 Electromagnetic wave detection device
US11348888B2 (en) * 2018-11-20 2022-05-31 Canon Kabushiki Kaisha Electronic component and device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064060A (en) * 2003-08-18 2005-03-10 Sony Corp Solid-state imaging element, method of manufacturing the same, and solid-state imaging apparatus
JP2005158948A (en) * 2003-11-25 2005-06-16 Fuji Photo Film Co Ltd Solid-state imaging device and method for manufacturing the same
JP2005286004A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Hamamatsu Photonics Kk Semiconductor light detecting element and manufacturing method thereof
JP2007305804A (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Olympus Corp Semiconductor device, and manufacturing method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064060A (en) * 2003-08-18 2005-03-10 Sony Corp Solid-state imaging element, method of manufacturing the same, and solid-state imaging apparatus
JP2005158948A (en) * 2003-11-25 2005-06-16 Fuji Photo Film Co Ltd Solid-state imaging device and method for manufacturing the same
JP2005286004A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Hamamatsu Photonics Kk Semiconductor light detecting element and manufacturing method thereof
JP2007305804A (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Olympus Corp Semiconductor device, and manufacturing method thereof

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9111826B2 (en) 2010-08-23 2015-08-18 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup device, image pickup module, and camera
JP2012049400A (en) * 2010-08-27 2012-03-08 Canon Inc Optical sensor manufacturing method, optical sensor, and camera
US8790950B2 (en) 2010-08-27 2014-07-29 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing optical sensor, optical sensor, and camera including optical sensor
US9093345B2 (en) 2012-10-26 2015-07-28 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state imaging apparatus and imaging system
JP6038424B1 (en) * 2015-06-16 2016-12-07 オリンパス株式会社 Imaging module, endoscope system, and manufacturing method of imaging module
WO2016203797A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 オリンパス株式会社 Imaging module, endoscope system, and method for manufacturing imaging module
CN106793930A (en) * 2015-06-16 2017-05-31 奥林巴斯株式会社 The manufacture method of photographing module, endoscopic system and photographing module
JP2017076724A (en) * 2015-10-15 2017-04-20 キヤノン株式会社 Stacked image sensor and imaging device
JP2018010962A (en) * 2016-07-13 2018-01-18 キヤノン株式会社 Image pick-up device and mounting board thereof
WO2019013018A1 (en) * 2017-07-14 2019-01-17 パイオニア株式会社 Electromagnetic wave detection device
US11348888B2 (en) * 2018-11-20 2022-05-31 Canon Kabushiki Kaisha Electronic component and device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5392458B2 (en) 2014-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5392458B2 (en) Semiconductor image sensor
US9373653B2 (en) Stepped package for image sensor
US7923798B2 (en) Optical device and method for fabricating the same, camera module using optical device, and electronic equipment mounting camera module
US8902356B2 (en) Image sensor module having image sensor package
US20100006963A1 (en) Wafer level processing for backside illuminated sensors
KR102382364B1 (en) Wafer level image sensor package
US7745834B2 (en) Semiconductor image sensor and method for fabricating the same
JP2010118412A (en) Solid-state imaging apparatus, and method of manufacturing the same
JP5721370B2 (en) Manufacturing method of optical sensor, optical sensor and camera
US8243186B2 (en) Solid-state image pickup apparatus and electronic apparatus
US10446598B2 (en) Semiconductor device, manufacturing method, and electronic apparatus
JP2010161321A (en) Optical device and method of manufacturing the same
CN104284107A (en) Image pickup device and electronic apparatus
CN104037183A (en) Solid-state imaging device, manufacturing method of solid-state imaging device and electronic apparatus
US20210005656A1 (en) Imaging element and method of manufacturing imaging element
JP2010045082A (en) Display element/electronic element module and its manufacturing method, and electronic information equipment
JP2011187482A (en) Solid-state imaging apparatus, module for optical device, and method of manufacturing solid-state imaging apparatus
US9312292B2 (en) Back side illumination image sensor and manufacturing method thereof
JP5520646B2 (en) Photoelectric conversion film laminated solid-state imaging device and imaging apparatus not equipped with a microlens
US20050205898A1 (en) Electronic imaging device
CN113097239B (en) Image sensor package
JP2009295739A (en) Semiconductor image sensor
WO2003103014A2 (en) Electronic imaging device
JP2008053530A (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130314

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130527

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130816

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130924

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131001

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5392458

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees