JP2011054794A - 光学デバイス及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】直貼り構造において、電極部等への透光性接着剤のはみ出しが抑制され、小型化され、良好な性能を示す光学デバイス及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光学デバイスは、光学領域１ａが上面に形成された半導体基板４と、光学領域１ａを覆い、光学領域１ａよりも外側の領域に位置する凹部５が形成された透光性絶縁膜３と、透光性絶縁膜３上であって、光学領域１ａの外側で且つ凹部５よりも内側の領域に設けられた凸部６と、光学領域１ａの上方を覆い、凸部６上に設けられた透光性部材２と、透光性絶縁膜３と透光性部材２との隙間に充填された透光性接着剤１０とを備えている。
【選択図】図４

Description

本明細書に記載の技術は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）及びＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサー、フォトダイオード、フォトトランジスタ、及びフォトＩＣ（Integrated Circuit）などの受光素子、並びに、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）及び半導体レーザーなどの発光素子を備えた光学デバイス及びその製造方法に関する。
近年、固体撮像装置などの光学デバイスのパッケージ構造においては、従来の中空パッケージ構造に代えて、直貼り構造が提案されている。ここで、「直貼り構造」とは、半導体基板に設けられた受発光領域に透光性板材を透光性接着剤で直接貼り付ける構造を言う。この直貼り構造では、透光性板材、透光性接着剤、及び半導体基板上に形成された透光性膜の屈折率を揃えることによって、光学デバイスの高感度化を図ることができる。さらに、直貼り構造にすることで、パッケージの小型化及び薄型化が容易になるとともに、例えば製造工程中に受発光領域へダストなどが混入するのを防ぐことができる。
このような直貼り構造を有する光学デバイスは、例えば電極を有する半導体基板の受発光領域上に透光性接着剤を塗布してガラス等の透光性部材を貼り付けることで作製される。ところが、透光性部材の貼り付け時には透光性接着剤は液状であるため、透光性接着剤の量によっては透光性接着剤が半導体基板上の電極を覆い、信頼性を低下させるおそれがあった。
そこで、透光性接着剤が不要な領域に流れないようにする技術が特許文献１に開示されている。図１２は、直貼り構造を有する従来の固体撮像素子の構成を示す断面図である。
同図に示すように、従来の固体撮像素子は、受光部１０１及び電極部１０７が形成された半導体基板１０４上に、透光性板材１０２が透光性接着剤１１０により受光部１０１を覆うように直接貼り付けられた構造を有している。ここで、従来の固体撮像素子では、平坦化膜１０３が受光部１０１を覆うように半導体基板１０４上に形成されており、平坦化膜１０３のうち平面的に見て受光部１０１と電極部１０７との間に位置する部分上には凸部１０６が設けられている。この凸部１０６により、透光性板材１０２を半導体基板１０４に接着させる際に透光性接着剤１１０が堰き止められるので、透光性接着剤１１０が電極部１０７へ流れ込みにくくなっている。
また、特許文献２には、半導体基板１０４の一辺につき複数の凸部１０６が設けられた固体撮像素子が開示されている。この場合、透光性接着剤１１０を多めに塗布しても透光性接着剤１１０が互いに隣接する凸部１０６同士の隙間に入り込むため、透光性接着剤１１０が電極部１０７に流れ込みにくくなっている。
特開２００７−１５０２６６号公報 特開２００９−１３５４０１号公報 特開平３−１５１６６６号公報 ＵＳ２００５／０２７５７４１ ＵＳ２００７／００１９１０１ ＵＳ２００７／０２００９４４
しかしながら、図１２に示す従来の固体撮像素子では、凸部１０６の高さが数μｍ程度であるため、半導体基板１０４（平坦化膜１０３）上に凸部１０６が形成されていても、透光性接着剤１１０が凸部１０６を乗り越えて電極部１０７へ流れ込んでしまう恐れがある。これに対して、凸部１０６を乗り越えて流れ出る透光性接着剤を堰き止めるために例えば凸部１０６の高さをより高くしても、凸部１０６の高さは数十μｍ程度が限度であり、透光性接着剤１１０のはみ出しを完全に防ぐことはできない。また、凸部１０６の高さを高くして上記不具合の緩和を図る場合、光学デバイスの小型化に対応するのが難しくなってしまう。さらに、透光性接着剤の厚みが厚くなると、反射ロスによる集光率の低下を引き起こしてしまう。
また、従来の固体撮像素子において、半導体基板１０４と透光性板材（ガラス板）１０２との間にボイドなどの中空部分が少しでも存在すると、この中空部分で屈折率が変化し、受光に不具合が生じる。よって、透光性接着剤１１０が受光部１０１を完全に覆い、且つ中空部分を生じさせないために、透光性接着剤１１０は受光部１０１上に多めに塗布される必要がある。そのため、透光性板材１０２によって押し広げられた透光性接着剤１１０は電極部１０７上まではみ出しやすくなっている。特に、半導体基板１０４を含むパッケージが小型化される場合には、透光性接着剤１１０は半導体基板１０４の側面（外側）や裏面にはみ出し易くなっており、このことの解決が急務となっている。
一方、特許文献２に記載の固体撮像素子では、凸部１０６の間隔が適切な場合、透光性接着剤１１０を多めに塗布しても凸部１０６間の隙間から気泡を抜くことができるとともに、当該隙間に透光性接着剤１１０が入り込むことで半導体基板１０４の周辺部へとはみ出す透光性接着剤１１０の量を低減することができる。
しかし、凸部１０６同士の間隔の適切な値は透光性接着剤１１０の塗布量によっても変わるので、凸部１０６同士を適切な間隔で形成するのは困難であった。凸部１０６間の隙間が狭すぎると透光性接着剤１１０が当該隙間に入り込まなくなって透光性接着剤１１０が電極部１０７へと流れるのを防ぐことができず、凸部１０６間の隙間が広すぎると透光性接着剤１１０が隙間に保持されず、当該隙間から流れ出してしまう。このような不具合は固体撮像素子が微細化するとさらに顕著になると考えられる。
本発明は、これらの不具合に鑑みてなされたものであり、直貼り構造において、電極部や半導体基板の側面及び裏面への透光性接着剤のはみ出しが抑制され、小型化されても良好な性能を示す光学デバイス及びその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の一例に係る光学デバイスは、受光領域、発光領域、または受発光領域である光学領域が上面に形成された半導体基板と、前記光学領域を覆い、前記光学領域よりも外側の領域に位置する凹部が形成された透光性絶縁膜と、前記透光性絶縁膜上であって、前記光学領域の外側で且つ前記凹部よりも内側の領域に設けられた凸部と、前記光学領域の上方を覆い、前記凸部上に設けられた透光性部材と、前記透光性絶縁膜と前記透光性部材との隙間に充填された透光性接着剤とを備えている。
この構成によれば、光学領域から見て凹部が凸部の外側に設けられているので、透光性部材の接着時に凸部から透光性接着剤がはみ出しても、凹部によって透光性接着剤の流れを止めることができる。このため、半導体基板の端部上や側面上、あるいは裏面上に透光性接着剤が付着するのを効果的に抑制することができる。
また、凹部が凸部より外側に設けられていることで、透光性部材の接着工程において透光性接着剤を多めに塗布してボイドの発生を抑えつつ、半導体基板の端部等に透光性接着剤が流れるのを防ぐことができる。よって、小型化しても高性能で信頼性の高い光学デバイスを実現することができる。
光学領域の外側には電極パッドや貫通電極など、光学領域との間の信号授受に用いられる電極が配置される場合が多いが、本発明の一例に係る光学デバイスによれば透光性接着剤がこれらの電極上に流れ込むのを効果的に抑えることができる。
本発明の一例に係る光学装置の製造方法は、受光領域、発光領域、または受発光領域である光学領域が上面に形成された半導体基板を準備し、前記光学領域を覆う透光性絶縁膜を前記半導体基板上に形成する工程と、前記透光性絶縁膜のうち、前記光学領域よりも外側に位置する領域に凹部を形成する工程と、前記凹部を形成する工程の後、前記透光性絶縁膜のうち前記光学領域よりも外側で且つ前記凹部より内側の領域上に凸部を形成する工程と、前記凸部を形成する工程の後、前記透光性絶縁膜上に液状の透光性接着剤を塗布する工程と、前記透光性接着剤を塗布する工程の後、前記凸部と接し、前記光学領域を覆うように前記透光性絶縁膜上に透光性部材を載置してから前記透光性接着剤を硬化させることにより、前記透光性接着層を介して前記透光性部材を前記透光性絶縁膜に接着させる工程とを備えている。
この方法によれば、凸部より外側に凹部が設けられているので、透光性部材を透光性絶縁膜上に接着させる工程において、透光性接着剤が半導体基板端部へと流れるのを効果的に防ぐことができる。そのため、透光性部材の接着工程において、透光性接着剤を多めに塗布すれば、ボイドの発生をより効果的に防ぎつつ、透光性接着剤が不要な領域へと流れるのも防ぐことができる。
本発明の光学デバイス及びその製造方法によれば、ボイドの発生を抑えつつ、半導体基板の端部または側面に透光性接着層が付着するのを抑制できるため、光学デバイスの小型化及び感度の向上を図ることができる。
第１の実施形態の固体撮像装置の構成を示す斜視図である。 （ａ）は、第１の実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）に示すIIb-IIb線における固体撮像素子の断面図である。 第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す斜視図である。 （ａ）は、第２の実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）に示すIVb-IVb線における固体撮像素子の断面図である。 第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｅ）は、第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。 （ａ）は、第２の実施形態の第１の変形例に係る固体撮像素子における凸部と凹部とが設けられた部分の拡大断面図であり、（ｂ）は、第２の実施形態の第２の変形例に係る固体撮像素子における凸部と凹部とが設けられた部分の拡大断面図である。 （ａ）は、第３の実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図８（ａ）に示すVIIIb-VIIIb線における固体撮像素子の断面図である。 （ａ）は、第３の実施形態の第１の変形例に係る固体撮像素子の構成を示す平面図である。 （ａ）は、第４の実施形態に係るＬＥＤの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図１０（ａ）に示すXb-Xb線における断面図である。 第５の実施形態に係る固体撮像素子を示す断面図である。 直貼り構造を有する従来の固体撮像素子の構成を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、光学デバイスの一例として固体撮像装置を挙げて説明する。図１は、本実施形態の固体撮像装置の構成を示す斜視図である。また、図２（ａ）は、本実施形態の固体撮像素子の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）に示すIIb-IIb線における固体撮像素子の断面図である。
図１、及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の固体撮像装置は、光学領域である受光領域１ａが形成された半導体基板４と、半導体基板４の端部領域に形成された複数の電極パッド７と、平面的に見て受光領域１ａと電極パッド７との間に設けられた凹部（溝部）５と、受光領域１ａを覆うように半導体基板４上に形成された透光性絶縁膜（透光性平坦化膜）３と、透光性絶縁膜３上であって、平面的に見て凹部５と電極パッド７との間に設けられた凸部（堰部）６と、半導体基板４及び透光性絶縁膜３上に設けられ、凹部５を埋める透光性接着剤１０と、透光性接着剤１０及び凸部６の上に接着され、平面的に見て受光領域１ａを覆う透光性部材２とを有する固体撮像素子１１ａを備えている。本明細書中において「光学領域」とは、固体撮像装置などの受光用装置の場合には受光素子を指し、後述するＬＥＤなどの発光用装置の場合には発光領域を指し、受光素子と発光素子とが隣接して設けられた光学装置の場合には受発光領域を指すものとする。
また、本実施形態の固体撮像装置では、図１に示すように、複数のリード９が設けられたパッケージ基板８上に、透光性部材２が接着された固体撮像素子１１ａが設置される。
本実施形態の固体撮像装置では、図２（ｂ）に示すように、凹部５を有する透光性絶縁膜３とともに、該透光性絶縁膜３上に形成された凸部６とを備えており、該凹部５は透光性接着剤１０で埋め込まれている。ここで、図２（ａ）では透光性接着剤１０が形成されている範囲を水玉模様で表している。
この構成によれば、平面的に見て受光領域１ａ（光学領域）と電極パッド７との間に領域に凹部５が形成されているため、透光性部材２を透光性絶縁膜３上に直接接着する際に、透光性部材２の周辺に流れ出た一部の透光性接着剤は凹部５内に入り込む。そのため、透光性接着剤が電極パッド７上にまで流れるのを防止することができる。さらに、本実施形態の固体撮像装置では、平面的に見て凹部５と電極パッド７との間の領域に凸部６が設けられているため、仮に透光性接着剤が凹部５よりさらに外方へ流れ出しても、凸部６により透光性接着剤の流れを堰き止めることが可能となる。従って、この構成によれば、直貼り構造において、電極パッド７上に透光性接着剤１０が付着するのを確実に防止することができ、小型化され、高感度で良好な性能を示す固体撮像装置を実現することができる。
（第２の実施形態）
図２（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施形態に係る固体撮像素子の形成工程では、透光性接着剤１０を半導体基板４上に塗布して半導体基板４とガラスなどからなる透光性部材２とを接着させる。第１の実施形態に係る固体撮像素子では、複数の電極パッド７と受光領域１ａ（光学領域）との間に壁状の凸部６を設け、凸部６と受光領域１ａとの間に凹部５を設けることで、接着工程において、透光性接着剤１０が電極パッド７上に流れ込むのを効果的に防ぐことができる。
しかし、固体撮像装置の微細化が進むにつれ、上述のように接着工程に必要な透光性接着剤の量が減少し、透光性接着剤１０の塗布量のばらつきの影響が大きくなってくる。そこで、本願発明者らがさらなる検討を重ねたところ、凹部５を凸部６よりも外側に配置することで、透光性部材２の接着時に透光性接着剤１０の塗布量が多くても透光性接着剤１０を電極パッド７上に流れ込みにくくできる上、透光性接着剤１０の塗布量が少なくても透光性部材２と凸部６との接合部などにボイドをより発生しにくくすることができることを見出した。以下、このような構成を有する固体撮像装置について詳細に説明する。
−第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成−
図３は、第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す斜視図である。また、図４（ａ）は、本実施形態の固体撮像素子の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）に示すIVb-IVb線における固体撮像素子の断面図である。また、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す固体撮像素子における凸部６と凹部５とが設けられた部分の拡大断面図である。
図３に示すように、本実施形態の固体撮像装置では、複数のリード９が設けられたパッケージ基板８上に、透光性部材２が接着された固体撮像素子１１ｂが設置されている。
また、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態の固体撮像素子１１ｂは、光学領域として受光領域１ａが上面に形成された半導体基板４と、半導体基板４の上面のうち受光領域１ａよりも外側に位置する領域上に設けられた複数の電極パッド７と、平面的に見て受光領域１ａ（光学領域）と電極パッド７との間の位置（すなわち、受光領域１ａよりも外側で電極パッド７よりも内側の位置）に凹部（溝部）５が形成され、受光領域１ａを覆うように半導体基板４上に設けられた透光性絶縁膜（透光性平坦化膜）３と、透光性絶縁膜３上であって、平面的に見て凹部５と受光領域１ａとの間に設けられた凸部（堰部）６と、凸部６の上に設けられ、受光領域１ａの上方を覆う透光性部材２と、透光性部材２と透光性絶縁膜３との隙間に充填された透光性接着剤１０とを備えている。
透光性部材２は例えば板状のガラス等で構成されている。凸部６の高さは、固体撮像装置を薄くするために数十μｍ以下であればよく、例えば８〜１０μｍ程度である。
また、図４（ｃ）に示すように、受光領域１ａ上には画素ごとに集光レンズ５０が設けられていることが好ましく、透光性絶縁膜３はこの集光レンズ５０を埋め込むように設けられている。透光性絶縁膜３の厚み、すなわち凹部５の深さは例えば８〜１０μｍ程度である。凹部５の幅は、例えば１００μｍ程度である。
図４（ａ）〜（ｃ）に示す例において、凸部６は壁状であり、電極パッド７が設けられた側の半導体基板４の辺に略平行な方向に延びている。受光領域１ａから見て凸部６の外側に位置する凹部５は、例えば凸部６に平行な方向に延びている。言い換えれば、凹部５及び凸部６は、複数個の電極パッド７が配列する方向に沿って形成されている。透光性絶縁膜３において、凹部５の内側（受光領域１ａに近い側）の壁面位置と凸部６の外側（受光領域１ａから遠い側）の側面位置とはほぼ同じでもよいが、凸部６の外側の側面位置が凹部５の内側の壁面位置よりも内側であってもよい。
また、透光性部材２の接着工程時に塗布する透光性接着剤の量次第で、凹部５内には透光性接着剤１０が存在する場合もあれば、存在しない場合もある。
本実施形態の固体撮像装置によれば、平面的に見て受光領域１ａより外側で且つ電極パッド７よりも内側の位置に凸部６が設けられるとともに、凸部６と電極パッド７との間に凹部５が形成されているので、透光性部材２を透光性絶縁膜３上に直接接着する際に、凸部６から透光性接着剤１０が電極パッド７の方向に溢れた場合でも、凹部５内で確実に透光性接着剤１０の流れを止めることが可能となる。
このように、本実施形態の固体撮像装置によれば凸部６による堰き止め効果と凹部５による透光性接着剤１０の流出防止効果との相乗効果が得られるので、透光性接着剤１０の塗布量のばらつきを考慮して透光性接着剤１０を多めに塗布しても電極パッド７上に透光性接着剤１０が流れ込むことがない。そのため、本実施形態の固体撮像装置では、小型化した場合でもボイドの発生を抑えつつ、電極パッド７上に透光性接着剤１０が付着するのを確実に防止することができる。よって、上述の構成によれば、高感度で信頼性の高い固体撮像装置を実現することができる。
第１の実施形態に係る固体撮像装置では、透光性接着剤１０の塗布量がばらついて透光性接着剤１０の塗布量が少なかった場合、凹部５内に透光性接着剤１０が埋め込まれるため、凸部６と透光性部材２とが接するコーナー部分にボイドが生じる可能性がわずかながら存在する。しかしながら、本実施形態の固体撮像装置では凹部５が凸部６の外側にあるため、透光性接着剤１０を多めに塗布してボイドの発生を防いだ上で、凹部５によって凸部６から溢れた透光性接着剤１０の流れをより確実に止めることができる。
なお、図４（ａ）では、凸部６の平面形状が長方形である例を示したが、後述のように凸部６の平面形状はこれに限られない。また、本実施形態の固体撮像装置では、半導体基板４の一辺に沿って列状に設けられた複数の電極パッド７に対して１つの凸部６が壁状に形成されたが、後述のように、短く分割された凸部６が複数個配置されていてもよい。
また、図４（ｂ）では、凸部６の縦断面形状が四辺形である例を示したが、後述するように、台形など四辺形以外の形状であってもよい。
凹部５の幅、深さなどの寸法は上述した値に限られず、透光性接着剤１０の塗布量や粘度などの物性を考慮して適宜設定すればよく、透光性接着剤１０が電極パッド７上に流れ出ない、十分な容量となるように設定すればよい。なお、凹部５は必ずしも透光性絶縁膜３を貫通している必要はない。
また、本実施形態の固体撮像装置では、電極パッド７は半導体基板４のうち対向する２辺に沿った端部に形成されているが、これに限定されるものではない。凸部６及び凹部５は少なくとも、電極パッド７と受光領域１ａとの間に設けられていればよく、半導体基板４の異なる辺に沿って複数本設けられていてもよい。ただし、受光領域１ａを挟んで両側に凸部６を設ける場合、透光性部材２の上下面を高い精度で半導体基板４の回路形成面と平行にすることができる。
なお、本実施形態の固体撮像装置では、凹部５が設けられた透光性絶縁膜３が形成されているが、透光性を有していれば必ずしも絶縁性を有していなくてもよい。
また、本実施形態の固体撮像装置では、透光性絶縁膜３の厚みを適宜調節することによって、受光領域１ａに入射する光の入射効率を向上させることもできる。
−第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法−
図５は、本実施形態の固体撮像装置の製造方法を示すフローチャートである。また、図６（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。
図５に示すように、本実施形態の固体撮像装置の製造方法では、まず、Ｓ１０の工程で、ウエハ状の半導体基板４上に受光領域１ａ及び複数の電極パッド７を形成する。半導体基板４には、後の工程で固体撮像素子１１ｂとなるチップ領域が区画されており、各チップ領域ごとに受光領域１ａ及び複数の電極パッド７が設けられる。次に、各チップ領域において、受光領域１ａを覆うように、半導体基板４上に例えば膜厚が８〜１０μｍ程度で有機材料などからなる透光性絶縁膜３を形成する。
次に、透光性絶縁膜３のうち、平面的に見て電極パッド７と受光領域１ａとの間に位置する部分を選択的に除去することで、透光性絶縁膜３に凹部５を形成する。ここで、凹部５の具体的な形成方法としては、半導体基板４上に透光性絶縁膜３を形成した後レジストを堆積し、該レジストをマスクとしてエッチング技術により透光性絶縁膜３のうち凹部５を形成する部分を選択的に除去する。
次に、Ｓ１１の工程で、透光性絶縁膜３上であって、平面的に見て凹部５と受光領域１ａとの間の領域に感光性材料などからなる凸部６を形成する。ここで、凸部６の具体的な形成方法としては、例えばアクリレイトなどからなる感光性材料を透光性絶縁膜３上に塗布した後、感光性材料上にマスクを形成する。次いで、当該マスクを用いたフォトグラフィ技術と、エッチング技術とにより、感光性材料のうち、凸部６を形成する領域以外の部分を選択的に除去することで、凸部６を形成する。
次に、Ｓ１２の工程で、透光性絶縁膜３上に液状の透光性接着剤１０を塗布する。ここでは、ボイドの発生を抑えるため、透光性部材２と透光性絶縁膜３との間の隙間を充填するのに必要な量を少し越える量の透光性接着剤１０を塗布するのが好ましい。透光性接着剤１０としては、例えばＵＶ硬化性のアクリル系接着剤などが用いられる。
その後、Ｓ１３の工程で、受光領域１ａを覆うように半導体基板４の上方に透光性部材２を載置してからＵＶ照射などにより透光性接着剤１０を硬化させる。これにより、該透光性接着剤１０を介して、透光性部材２が透光性絶縁膜３に接着される。
続いて、Ｓ１４の工程では、図６（ａ）に示すように、Ｓ１３の工程で得られた複数の固体撮像素子１１ｂをダイシングにより個片化する。
次に、Ｓ１５の工程では、図６（ｂ）に示すように、まず、リード９が複数個設けられたパッケージ基板８を準備する。その後、Ｓ１６の工程では、図６（ｃ）に示すように、ダイボンディングにより、個片化された各固体撮像素子１１ｂをパッケージ基板８に設置する。
続いて、Ｓ１７の工程では、図６（ｄ）に示すように、複数のリード９と固体撮像素子１１ｂに設けられた複数の電極パッド７とをワイヤ１２を用いてワイヤボンディングすることによりそれぞれ接続する。その後、Ｓ１８の工程では、図６（ｅ）に示すように、半導体基板４のうち透光性部材２の上面を除く領域上に、遮光性樹脂１３を塗布することで、固体撮像素子をパッケージする。以上の方法により、本実施形態の固体撮像装置を製造することができる。
本実施形態の固体撮像装置の製造方法では、Ｓ１０の工程において凹部５を有する透光性絶縁膜３を形成するとともに、Ｓ１１の工程で凹部５よりも内側（受光領域１ａに近い側）に凸部６を形成する。
この方法によれば、透光性絶縁膜３のうち凸部６の外側に位置する領域に凹部５を形成することで、Ｓ１２、１３の工程で、透光性接着剤１０は凸部６によりその流れが堰き止められる。さらに、透光性接着剤１０を多く塗布した場合、凸部６の外側へ透光性接着剤１０が流れ出ても、流れ出た透光性接着剤１０の流れを凹部５内で止めることができる。
そのため、透光性接着剤１０が電極パッド７上にまで流れるのを防止することができる。その結果、例えばＳ１７の工程で、電極パッド７とリード９とをワイヤボンディングする際に、接続不良などの不具合の発生が抑制され、スムーズにワイヤボンディングを行うことが可能となる。従って、本実施形態の光学デバイスの製造方法を用いれば、直貼り構造において、電極パッド７上に透光性接着剤１０が付着するのをより確実に防止することができ、小型化され、高感度で良好な性能を示す固体撮像装置を製造することができる。また、透光性接着剤１０を多めに塗布することでボイドの発生を効果的に抑えられるので、以上の方法で製造された固体撮像装置では、受光領域１ａ内で入射光の透光率が均一に揃えられ、良好な画像を得ることが可能となっている。
また、本実施形態の固体撮像装置の製造方法では、直貼り構造を有するとともに、樹脂封止によりパッケージ化された固体撮像装置が得られるため、製造工程中に受光領域１ａへダストが混入するなどの不具合を解消することができる。従って、本実施形態の固体撮像装置の製造方法を用いれば、小型化され、信頼性の高い半導体装置を実現することができる。
−第２の実施形態の第１の変形例−
図７（ａ）は、第２の実施形態の第１の変形例に係る固体撮像素子における凸部と凹部とが設けられた部分の拡大断面図である。
本変形例に係る固体撮像素子は、図４（ａ）〜（ｃ）に示す第２の実施形態に係る固体撮像素子において、凹部５の壁面形状を、下方に向かうにつれて凹部５の幅が狭くなるような斜面としたものである。凹部５の形状以外についての構成は第２の実施形態に係る固体撮像素子と同様であるので説明を省略する。
図７（ａ）に示すように、凹部５の壁面に角度をつけることにより、凹部５の壁面が半導体基板４の上面（回路形成面）に対して垂直である場合に比べて、透光性部材２の接着時に凸部６から流れ出た透光性接着剤１０を凹部５内へ速やかに導くことができる。また、余剰の透光性接着剤１０は凹部５内に捕捉されるため、透光性接着剤１０を多めに塗布してボイドの発生を抑えつつ、透光性接着剤１０が電極パッド７上に流れ込むのを効果的に防ぐことができる。なお、凹部５の壁面のうち、少なくとも受光領域１ａに近い方の壁面が底部に向かって凹部５の幅を狭める斜面状になっていれば上述の効果を得ることができる。
なお、断面がテーパー形状の凹部５は、図５に示すＳ１０の工程において、透光性絶縁膜３のエッチング条件を調節すること等により容易に形成することができる。
−第２の実施形態の第２の変形例−
図７（ｂ）は、第２の実施形態の第２の変形例に係る固体撮像素子における凸部と凹部とが設けられた部分の拡大断面図である。
本変形例に係る固体撮像素子は、図７（ａ）示す第１の変形例に係る固体撮像素子において、受光領域１ａと凹部５とを通る縦断面での凸部６の形状をテーパー形状にしたものである。つまり、図７（ｂ）に示すように、受光領域１ａと凹部５とを通る縦断面における凸部６の形状は台形になっている。
以上のように、凸部６の側面を斜面とすることで、第１の変形例に係る固体撮像素子と比べ、透光性部材２の接着時に凸部６から流れ出た透光性接着剤１０を凹部５内へより速やかに導くことができる。特に、凸部６の内側の側面（受光領域１ａに対向する側面）が傾いていることにより、透光性部材２と凸部６とが接触するコーナー部分でボイドの発生が効果的に抑えられている。
凸部６は、図５に示すＳ１１の工程において、感光性材料のフォトグラフィ条件及びエッチング条件を適宜調節すること等により容易に形成することができる。
（第３の実態形態）
図８（ａ）は、第３の実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図８（ａ）に示すVIIIb-VIIIb線における固体撮像素子の断面図である。図８（ｂ）に示す断面では実際には凸部６は現れないが、理解を容易にするために当該断面を透視した場合に凸部６が形成される領域を破線で示している。
本実施形態の固体撮像素子１１ｂでは、半導体基板４の一辺につき複数の凸部６が設けられ、互いに隣接する凸部６同士は所定の間隔を空けて配置されている。各凸部６の平面形状は例えば四辺形であり、受光領域１ａと電極パッドとを通る縦断面における凸部６の形状は例えば四辺形となっている。これ以外の構成は第２の実施形態に係る固体撮像素子と同様であるので説明は省略する。
図８（ａ）に示すように、隙間を空けて複数に分割した凸部６を設けることで、透光性部材２の接着工程において、液状の透光性接着剤１０は凸部６間の隙間に入り込むとともに、表面張力によって隙間内に保持されるため、第２の実施形態に係る固体撮像素子に比べてさらに効果的に余剰の透光性接着剤１０が電極パッド７上へと流れるのを防ぐことができる。
互いに隣接する凸部６同士の間隔は、透光性接着剤１０の塗布量や粘度などの物性等に応じて適宜調節すればよい。ただし、固体撮像素子が微細化した場合、上述のように凸部６同士の適切な間隔を設定するのは難しくなってゆき、また、設計通りに凸部６を加工するのも難しくなる。
しかしながら、本実施形態の固体撮像素子１１ｂでは、凸部６の外側に凹部５が設けられているので、凸部６同士の間隔が広すぎて透光性接着剤１０が凸部６間の隙間に十分に保持できない場合であっても、透光性接着剤１０が電極パッド７上まで流れるのを防ぐことができる。仮に、凸部６同士の間隔が狭すぎたとしても、透光性接着剤１０の流出を防ぐ効果は第２の実施形態に係る固体撮像素子と同等であるので、従来に比べて固体撮像素子及びこれを備える固体撮像装置の信頼性を高めることができる。
また、本実施形態の固体撮像素子１１ｂでは、透光性部材２の接着時に凸部６間の隙間を通じて気泡を抜くことができるので、ボイドの発生も抑えられている。
以上のように、本実施形態の固体撮像素子１１ｂでは、凸部６同士の間隔が適切でない場合にも電極パッド７における接続不良の発生が抑えられ、ボイドの発生も抑えられるので、微細化しても高い信頼性と性能を確保することできる。
なお、凸部６の断面形状や隙間の断面形状などは後述するように、図８（ａ）、（ｂ）に示す例に限られない。
−第３の実施形態の第１の変形例−
図９（ａ）は、第３の実施形態の第１の変形例に係る固体撮像素子の構成を示す平面図である。
同図に示すように、本変形例に係る固体撮像素子１１ｂにおいて、凸部６は、受光領域１ａに面した辺が短辺となり、電極パッド７に面した辺が長辺となる略台形の平面形状を有している。
この構成によれば、凸部６同士の隙間が受光領域１ａから電極パッド７及び凹部５に向かう方向に向かうにつれて狭くなる形状となっているので、透光性部材２の接着時に余剰の透光性接着剤１０をスムーズに凸部６の外側に流すことができる。そして、凸部６から流れ出した透光性接着剤１０は凹部５内に溜まるため、電極パッド７上に流れることはない。このため、透光性接着剤１０を多めに塗布してボイドの発生を抑えても電極パッド７における接続不良の発生を抑えることができる。
−第３の実施形態の第２の変形例−
図９（ｂ）は、第３の実施形態の第２の変形例に係る固体撮像素子の構成を示す平面図である。
本変形例に係る固体撮像素子１１ｂは、第３の実施形態に係る固体撮像素子において、１つの細長い凹部５を複数個に分割して形成したものである。半導体基板４の一辺あたりに配置される凹部５の個数は任意でよいが、凸部６の隙間に近接した位置には少なくとも凹部５が形成されていることが好ましい。
この構成によっても、透光性接着剤１０を多めに塗布してボイドの発生を抑えつつ、凸部６の隙間から流れ出した透光性接着剤１０を凹部５内に捕捉し、透光性接着剤１０が電極パッド７上に流れ込むのを抑えることができる。
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態では、光学デバイスとしてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を一例に挙げて説明する。図１０（ａ）は、本実施形態に係るＬＥＤの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図１０（ａ）に示すXb-Xb線における断面図である。
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のＬＥＤは、上面に発光領域１ｂが形成された半導体基板４と、例えば半導体基板４上面のうち発光領域１ｂの外側に位置する領域上に形成された電極パッド７と、平面的に見て発光領域１ｂ（光学領域）と電極パッド７との間の位置に凹部５が形成され、発光領域１ｂ（光学領域）を覆うように半導体基板４上に形成された透光性絶縁膜３と、透光性絶縁膜３上であって、平面的に見て凹部５と発光領域１ｂとの間に設けられた凸部６と、凸部６の上に設けられ、発光領域１ｂの上方を覆う透光性部材２と、透光性部材２と透光性絶縁膜３との隙間に充填された透光性接着剤１０とを備えている。
また、本実施形態のＬＥＤでは、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のリード９が設けられたパッケージ基板８上に、透光性部材２が接着された半導体基板４が設置される。電極パッド７及び電極パッド７に接続されたワイヤ１２は遮光性樹脂１３によって封止されている。
図１０（ｂ）では、凹部５内には透光性接着剤１０が存在しているが、透光性部材２の接着工程での透光性接着剤１０の塗布量によっては凹部５内に透光性接着剤１０が存在していない場合もある。
以上の構成によれば、発光領域１ｂの上方に塗布された透光性接着剤１０は透光性部材２を透光性絶縁膜３上に直接接着する際に、凸部６によって透光性接着剤１０が堰き止められる。透光性接着剤１０の塗布量が多い場合は、凸部６から透光性接着剤１０が溢れ出すことになるが、その場合でも、凸部６より外側の領域に凹部５が形成されているので、凸部６から溢れ出した透光性接着剤１０は凹部５内に溜まる。そのため、透光性接着剤が凹部５より外側に位置する電極パッド７上にまで流れるのを防止することができる。その結果、本実施形態の光学デバイスによれば、電極パッド７上に透光性接着剤１０が付着するのが抑制され、小型化され、良好な性能を示す光学デバイスを実現することができる。
なお、本発明の第１〜第３の実施形態、及び第４の実施形態では、光学デバイスとして、それぞれ固体撮像装置、及びＬＥＤを挙げたが、これに限定されるものではない。ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサー（固体撮像素子）、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣなどの受光素子を有する光学デバイスであっても、上述した実施形態に係る光学デバイスと同様な効果が得られる。また、受光素子と発光素子が隣接して設けられた受発光装置に上述の凸部と凹部の構成を適用することもできる。
なお、本発明の第１〜第３の実施形態のように固体撮像装置に上述の構成を適用すれば、例えばデジタルカメラのカメラモジュール、携帯電話のカメラモジュール、車載用カメラの高性能化に有用である。
また、上述の構成は、ＬＥＤや半導体レーザーなどの発光素子を有する光学デバイスにも適用可能である。なお、ＬＥＤは、例えば携帯電話の発光表示及び照明モジュールなどに利用され、半導体レーザーはＢＤ（Blu-ray Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）ドライブなどに好適に利用される。
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態として、上述した実施形態に係る固体撮像素子において、電極パッドに代えて貫通電極を設けた例について説明する。
図１１は、本実施形態に係る固体撮像素子を示す断面図である。同図では、図２（ｂ）、図４（ｂ）に対応する方向の断面を示す。
図１１に示すように、本実施形態の固体撮像素子は、図４（ａ）〜（ｃ）に示す第２の実施形態に係る固体撮像素子において、電極パッド７の代わりに貫通電極４０を設けたものである。
本実施形態に係る固体撮像素子では、凹部５を有する透光性絶縁膜３が半導体基板４上に設けられ、透光性絶縁膜３上の受光領域１ａと凹部５との間に位置する領域には凸部６が設けられている。透光性部材２は透光性接着剤１０を介して透光性絶縁膜３上に接着されている。半導体基板４の裏面には、貫通電極４０に電気的に接続された半田等からなる複数の外部端子が設けられる（図示せず）。
また、半導体基板４には、半導体基板４を貫通し、受光領域１ａ内の回路に接続された貫通電極４０が設けられている。貫通電極４０は、電極パッド７と同様に、例えば半導体基板４の周辺部に列状に配置されていてもよい。
貫通電極４０を採用した固体撮像素子では電極パッド７が設けられていないので、透光性接着剤１０が貫通電極４０の上面上に流れてもよいが、透光性接着剤１０が半導体基板４の側面にまで回り込むと貫通電極４０の下面で接続不良を起こす等の不具合が生じる。
ここで、本実施形態の固体撮像素子では、凸部６の外側に凹部５が設けられているので、凸部６で堰き止められなかった透光性接着剤１０を凹部５内に溜めることができるので、透光性接着剤１０が半導体基板４の側面へと回り込むのを防ぐことができる。
また、貫通電極４０の上方に透光性接着剤１０が設けられていてもよいため、電極パッドを設ける場合に比べて受光領域１ａのサイズを変えずに固体撮像素子の平面サイズを小さくすることができる。
特に、本実施形態に係る固体撮像素子では、凸部６の外側に凹部５が設けられていることにより、透光性接着剤１０が半導体基板４の側面に流れないようにするためのマージンを小さくすることができるので、より平面サイズを小さくすることができる。
また、凸部６の外側に凹部５を設けることにより、上述のように透光性絶縁膜３と透光性部材２との間をボイドを生じさせずに透光性接着剤１０で満たすことが容易となるので、受光領域１ａに入射する光の透光率を均一に揃えることができる。
なお、本発明の趣旨を逸脱しない限り、凸部６の形状や凹部５の形状その他について、複数の実施形態を組み合わせることも可能である。例えば、壁面を斜面とした凹部５を貫通電極を有する固体撮像素子に設けてもよいし、隙間を空けた複数の凸部を有する固体撮像素子において、凹部５の壁面を斜面としてもよい。
また、本明細書中に記載した凸部６の形状や凹部５の形状、各構成部材のサイズ等は実施例の一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形可能である。例えば、第１〜３の実施形態の固体撮像素子において、電極パッド７が設けられていない半導体基板４の辺に沿った端部領域に凸部と凹部とがさらに設けられていてもよい。
本発明の光学デバイスは、光学デバイスの小型化及び高感度化に有用である。
１ａ 受光領域
１ｂ 発光領域
２ 透光性部材
３ 透光性絶縁膜
４ 半導体基板
５ 凹部
６ 凸部
７ 電極パッド
８ パッケージ基板
９ リード
１０ 透光性接着剤層
１１ａ 固体撮像素子
１１ｂ 固体撮像素子
１２ ワイヤ
１３ 遮光性樹脂
４０ 貫通電極
５０ 集光レンズ

Claims (24)

  1. 受光領域、発光領域、または受発光領域である光学領域が上面に形成された半導体基板と、
    前記光学領域を覆い、前記光学領域よりも外側の領域に位置する凹部が形成された透光性絶縁膜と、
    前記透光性絶縁膜上であって、前記光学領域の外側で且つ前記凹部よりも内側の領域に設けられた凸部と、
    前記光学領域の上方を覆い、前記凸部上に設けられた透光性部材と、
    前記透光性絶縁膜と前記透光性部材との隙間に充填された透光性接着剤とを備えている光学デバイス。
  2. 請求項１に記載の光学デバイスにおいて、
    前記凹部の壁面のうち、少なくとも前記光学領域に近い方の壁面は、下方に向かって前記凹部の幅を狭める斜面になっていることを特徴とする光学デバイス。
  3. 請求項１または２に記載の光学デバイスにおいて、
    前記光学領域及び前記凹部を通り、前記半導体基板の上面に垂直な方向における前記凸部の断面形状は台形であることを特徴とする光学デバイス。
  4. 請求項１に記載の光学デバイスにおいて、
    前記半導体基板の上面のうち、前記光学領域から見て前記凹部よりも外側に位置する領域上に設けられた１または複数個の電極パッドをさらに備えていることを特徴とする光学デバイス。
  5. 請求項４に記載の光学デバイスにおいて、
    前記電極パッドは複数個設けられて列状に配置されており、
    前記凹部及び前記凸部は、前記電極パッドが配列されている方向に沿ってそれぞれ形成されていることを特徴とする光学デバイス。
  6. 請求項５に記載の光学デバイスにおいて、
    前記電極パッドの列に対して１つのみの前記凸部が設けられていることを特徴とする光学デバイス。
  7. 請求項５に記載の光学デバイスにおいて、
    前記電極パッドの列に沿って複数の前記凸部が設けられており、複数の前記凸部同士は所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする光学デバイス。
  8. 請求項７に記載の光学デバイスにおいて、
    互いに隣接する前記凸部同士の隙間は、前記光学領域から前記電極パッドへと向かう方向に向かうにつれて狭くなることを特徴とする光学デバイス。
  9. 請求項５〜８のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
    前記電極パッドの列に対して１つのみの前記凹部が設けられていることを特徴とする光学デバイス。
  10. 請求項５〜８のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
    前記電極パッドの列に沿って複数の前記凹部が設けられていることを特徴とする光学デバイス。
  11. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
    前記光学領域よりも外側に位置し、前記半導体基板を貫通する貫通電極をさらに備えていることを特徴とする光学デバイス。
  12. 請求項１〜１１のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
    前記光学領域は受光領域であることを特徴とする光学デバイス。
  13. 請求項１〜１１のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
    前記光学領域は発光領域であることを特徴とする光学デバイス。
  14. 請求項１〜１３のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
    前記透光性接着剤は、前記凹部内にも存在することを特徴とする光学デバイス。
  15. 受光領域、発光領域、または受発光領域である光学領域が上面に形成された半導体基板を準備し、前記光学領域を覆う透光性絶縁膜を前記半導体基板上に形成する工程と、
    前記透光性絶縁膜のうち、前記光学領域よりも外側に位置する領域に凹部を形成する工程と、
    前記凹部を形成する工程の後、前記透光性絶縁膜のうち前記光学領域よりも外側で且つ前記凹部より内側の領域上に凸部を形成する工程と、
    前記凸部を形成する工程の後、前記透光性絶縁膜上に液状の透光性接着剤を塗布する工程と、
    前記透光性接着剤を塗布する工程の後、前記凸部と接し、前記光学領域を覆うように前記透光性絶縁膜上に透光性部材を載置してから前記透光性接着剤を硬化させることにより、前記透光性接着層を介して前記透光性部材を前記透光性絶縁膜に接着させる工程とを備えている光学デバイスの製造方法。
  16. 請求項１５に記載の光学デバイスの製造方法において、
    前記透光性接着剤を塗布する際には、前記透光性部材と前記透光性絶縁膜との間の隙間を充填するのに必要な量以上の前記透光性接着剤を塗布することを特徴とする光学デバイスの製造方法。
  17. 請求項１５または１６に記載の光学デバイスの製造方法において、
    前記凹部を形成する工程では、前記凹部の壁面のうち、少なくとも前記光学領域に近い方の壁面を、下方に向かうにつれて前記凹部の幅を狭める斜面とすることを特徴とする光学デバイスの製造方法。
  18. 請求項１５〜１７のうちいずれか１つに記載の光学デバイスの製造方法において、
    前記凸部を形成する工程では、前記光学領域及び前記凹部を通り、前記半導体基板の上面に垂直な方向における前記凸部の断面形状を台形にすることを特徴とする光学デバイスの製造方法。
  19. 請求項１５〜１８のうちいずれか１つに記載の光学デバイスの製造方法において、
    前記凹部を形成する前に準備された前記半導体基板の上面のうち、前記凹部よりも外側に位置する領域上には、１または複数個の電極パッドが形成されていることを特徴とする光学デバイスの製造方法。
  20. 請求項１９に記載の光学デバイスの製造方法において、
    前記電極パッドは複数個設けられて列状に配置されており、
    前記凹部及び前記凸部は、前記電極パッドが配列されている方向に沿ってそれぞれ形成されることを特徴とする光学デバイスの製造方法。
  21. 請求項２０に記載の光学デバイスの製造方法において、
    前記凸部を形成する工程では、前記電極パッドの列に沿って複数の前記凸部を形成し、複数の前記凸部同士は所定の間隔を空けて配置されることを特徴とする光学デバイスの製造方法。
  22. 請求項２１に記載の光学デバイスの製造方法において、
    前記凸部を形成する工程では、互いに隣接する前記凸部同士の隙間が、前記光学領域から前記電極パッドへと向かう方向に向かうにつれて狭くなるように前記凸部を形成することを特徴とする光学デバイスの製造方法。
  23. 請求項２０〜２２のうちいずれか１つに記載の光学デバイスの製造方法において、
    前記凹部を形成する工程では、前記電極パッドの列に沿って複数の前記凹部が設けられることを特徴とする光学デバイスの製造方法。
  24. 請求項１５〜１８のうちいずれか１つに記載の光学デバイスの製造方法において、
    前記凹部を形成する前に準備された前記半導体基板の上面のうち、前記光学領域よりも外側に位置する領域上には、前記半導体基板を貫通する貫通電極が形成されていることを特徴とする光学デバイスの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015023163A (ja) * 2013-07-19 2015-02-02 ソニー株式会社 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法。
WO2016039173A1 (ja) * 2014-09-11 2016-03-17 ソニー株式会社 固体撮像素子、撮像装置、電子機器、および半導体装置
KR20220032139A (ko) * 2020-09-07 2022-03-15 성균관대학교산학협력단 반투명 슁글드 태양광 패널 및 이의 제조 방법
WO2022113774A1 (ja) * 2020-11-24 2022-06-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5622847B2 (ja) * 2010-06-21 2014-11-12 パナソニック株式会社 光学ヘッド及び光情報装置
US10388684B2 (en) 2016-10-04 2019-08-20 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensor packages formed using temporary protection layers and related methods
JP7357595B2 (ja) * 2020-09-17 2023-10-06 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4838501B2 (ja) * 2004-06-15 2011-12-14 富士通セミコンダクター株式会社 撮像装置及びその製造方法
JP2006216698A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Fuji Film Microdevices Co Ltd 固体撮像装置
JP4686400B2 (ja) * 2005-07-21 2011-05-25 パナソニック株式会社 光学デバイス、光学デバイス装置、カメラモジュールおよび光学デバイスの製造方法
KR20070045922A (ko) * 2005-10-28 2007-05-02 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 고체 촬상장치의 제조방법 및 고체 촬상장치
WO2008053849A1 (fr) * 2006-11-02 2008-05-08 Toppan Printing Co., Ltd. Périphérique d'imagerie à l'état condensécondensé et procédé de fabrication correspondant
JP2009088407A (ja) * 2007-10-02 2009-04-23 Panasonic Corp 固体撮像装置およびその製造方法
US7911018B2 (en) * 2007-10-30 2011-03-22 Panasonic Corporation Optical device and method of manufacturing the same
JP2009239258A (ja) * 2008-03-05 2009-10-15 Panasonic Corp 光学デバイス及びその製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015023163A (ja) * 2013-07-19 2015-02-02 ソニー株式会社 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法。
WO2016039173A1 (ja) * 2014-09-11 2016-03-17 ソニー株式会社 固体撮像素子、撮像装置、電子機器、および半導体装置
JPWO2016039173A1 (ja) * 2014-09-11 2017-07-06 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、撮像装置、電子機器、および半導体装置
US9997552B2 (en) 2014-09-11 2018-06-12 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device, imaging apparatus, electronic apparatus, and semiconductor device
KR20220032139A (ko) * 2020-09-07 2022-03-15 성균관대학교산학협력단 반투명 슁글드 태양광 패널 및 이의 제조 방법
KR102504524B1 (ko) 2020-09-07 2023-02-27 성균관대학교산학협력단 반투명 슁글드 태양광 패널 및 이의 제조 방법
WO2022113774A1 (ja) * 2020-11-24 2022-06-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置

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