JP2011187754A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】赤外遮光膜を備え、歩留まり確保が可能な固体撮像装置を提供する。
【解決手段】半導体基板１１の第１の主面に形成された撮像素子１３と、第１の主面に近接して形成され、撮像素子１３に接続された配線電極１６と、第１の主面から半導体基板１１の第１の主面に対向する第２の主面に通ずる貫通孔２１の表面及び第２の主面を被覆する赤外線遮蔽粒子を含有する赤外遮蔽絶縁膜２３と、配線電極１６に接続され、赤外遮蔽絶縁膜２３に沿って第２の主面に引き出される導電体膜２５と、第２の主面上の導電体膜２５に接続された外部端子３１とを備える。
【選択図】 図２
【解決手段】半導体基板１１の第１の主面に形成された撮像素子１３と、第１の主面に近接して形成され、撮像素子１３に接続された配線電極１６と、第１の主面から半導体基板１１の第１の主面に対向する第２の主面に通ずる貫通孔２１の表面及び第２の主面を被覆する赤外線遮蔽粒子を含有する赤外遮蔽絶縁膜２３と、配線電極１６に接続され、赤外遮蔽絶縁膜２３に沿って第２の主面に引き出される導電体膜２５と、第２の主面上の導電体膜２５に接続された外部端子３１とを備える。
【選択図】 図２
Description
本発明は、固体撮像装置及びその製造方法に関する。
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の固体撮像素子は、固体撮像装置に組み立てられて、携帯電話、スティルカメラ、ビデオカメラを始め、パーソナルコンピュータ等に広く用いられている。これらの電子機器の小型化、高機能化等に伴い、固体撮像装置も小型化、高性能化等が求められている。
固体撮像装置は、小型化を図るために、例えば、撮像素子基板上の固体撮像素子が形成された表面と、その反対側の裏面とを電気的に接続する貫通電極を撮像素子基板に設け、固体撮像素子の配線が表面から裏面に引き出される。そして、固体撮像装置は、撮像素子基板の裏面の電極と実装基板上の電極とが半田ボールで直接接続されている。
撮像素子基板の厚さは、貫通電極を形成するときのスループットを考慮して例えば１００μｍ程度に薄く形成されることが多い。シリコン基板を使用している撮像素子基板が薄くなることにより、裏面から固体撮像素子へ入射する赤外光の量が増大し、固体撮像素子に写り込みが生じるという問題が発生する。そこで、裏面電極側の表面に、カーボン粒子、顔料粒子等が分散された遮光層を設けた固体撮像装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
開示された固体撮像装置は、裏面から入射する赤外光を遮蔽する効果を有する。しかしながら、開示された遮光層は、可視光を遮蔽する効果も持っているので、赤外光を遮蔽する効果を上げようと厚さを厚くすると、可視光を遮蔽することになり、遮光層を付けた後、フォトリソグラフィ法でパターニングすることが難しくなる。フォトリソグラフィ法でパターニングすることが難しい場合、工程が長くなる、または、歩留まり確保が難しい等の問題が起こり、コスト低減が難しくなる。
本発明は、赤外遮光膜を備え、歩留まり確保が可能な固体撮像装置及びその製造方法を提供する。
本発明の一態様の固体撮像装置は、半導体基板の第１の主面に形成された撮像素子と、前記第１の主面に近接して形成され、前記撮像素子に接続された配線電極と、前記第１の主面から前記半導体基板の前記第１の主面に対向する第２の主面に通ずる貫通孔の表面及び前記第２の主面を被覆する赤外線遮蔽粒子を含有する赤外遮蔽絶縁膜と、前記配線電極に接続され、前記赤外遮蔽絶縁膜に沿って前記第２の主面に引き出される導電体膜と、前記第２の主面上の前記導電体膜に接続された外部端子とを備えることを特徴とする。
本発明の別態様の固体撮像装置は、半導体基板の第１の主面に形成された撮像素子と、前記第１の主面に近接して形成され、前記撮像素子に接続された配線電極と、前記第１の主面から前記半導体基板の前記第１の主面に対向する第２の主面に通ずる貫通孔の表面及び前記第２の主面を被覆する絶縁膜と、前記配線電極に接続され、前記絶縁膜に沿って前記第２の主面に引き出される導電体膜と、前記第２の主面上の前記導電体膜に接続された外部端子と、前記導電体膜及び前記絶縁膜を被う絶縁保護膜と、前記絶縁保護膜を被覆する赤外線遮蔽粒子を含有する赤外遮蔽絶縁膜とを備えることを特徴とする。
本発明の別態様の固体撮像装置の製造方法は、撮像素子部が第１の主面に設けられ、前記撮像素子部に接続した配線電極を備えた層間絶縁膜が前記第１の主面の上に設けられた半導体基板に、前記第１の主面と反対側の第２の主面から前記第１の主面に達する第１の貫通孔を形成する工程と、前記第１の貫通孔、前記層間絶縁膜、及び前記第２の主面に赤外遮蔽絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上の前記赤外遮蔽絶縁膜を貫通し前記配線電極に達する第２の貫通孔を形成する工程と、前記赤外遮蔽絶縁膜を被い、前記第２の貫通孔を通って前記配線電極に接続する導電体膜を形成する工程と、前記導電体膜に接続する外部端子を前記第２の主面上に形成する工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、赤外遮光膜を備え、歩留まり確保が可能な固体撮像装置及びその製造方法を提供することが可能である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図では、同一の構成要素には同一の符号を付す。なお、半導体基板の撮像素子の形成された側を上、表、または第１の主面、反対側を下、裏、または第２の主面という。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
図１に示すように、カメラモジュール１は、光軸に沿って下から順に、半導体基板１１に形成された固体撮像装置５、その上にガラス基板４３、その上に光フィルタ４７、その上に光学レンズ５１が互いに接することなく層状に配設されている。光学レンズ５１は、遮光材からなるレンズホルダ５３に固定され、固体撮像装置５、ガラス基板４３、光フィルタ４７、及びレンズホルダ５３は、それぞれ順に、接着材４１、４５、４９を介して固定されている。遮蔽板５７が、レンズホルダ５３の側面に、接着材５５を介して固定されている。遮蔽板５７は、固体撮像装置５、ガラス基板４３、及び光フィルタ４７の側面を被い、側面から固体撮像装置５に入射するじゃまな光を遮蔽する。光フィルタ４７は、被写体側から入射する撮像にじゃまな赤外光を遮蔽する効果を有する。固体撮像装置５は、裏面、すなわち半導体基板１１の下側に外部端子である半田ボール３１を例えばアレイ状に有している。
図２に示すように、固体撮像装置５は、半導体基板１１の上側の第１の主面に形成された撮像素子１３と、第１の主面に近接して形成され、撮像素子１３に接続された配線電極１６と、第１の主面から半導体基板１１の第１の主面に対向する下側の第２の主面に通ずる貫通孔２１の表面及び第２の主面を被覆する赤外線遮蔽粒子６５を含有する赤外遮蔽絶縁膜２３と、配線電極１６に接続され、赤外遮蔽絶縁膜２３に沿って下側の第２の主面に引き出される導電体膜２５と、第２の主面上の導電体膜２５に接続された半田ボール３１とを備える。
固体撮像装置５は、シリコンからなる半導体基板１１の表面に、周知の製造工程によって、例えば、ＣＭＯＳセンサ（図示略）からなる撮像素子部１３が設けられている。撮像素子部１３は、層間絶縁膜１５の中に積層形成された配線電極１６を含む配線層に接続されている。層間絶縁膜１５の上には、撮像のための入射光を効率的に撮像素子部１３に導入するマイクロレンズ１９が設けられている。
貫通孔２１は、開口径が下側で大きく、上側で小さいテーパ形状を有し、半導体基板１１を上下に貫通して、層間絶縁膜１５まで達している。赤外遮蔽絶縁膜２３は、上側の端部で、貫通孔２１の開口径より内側に伸びるひさし（庇、断面で鉤形）を形成している。このひさしによって、赤外遮蔽絶縁膜２３は層間絶縁膜１５により確実に接触している。なお、赤外遮蔽絶縁膜２３の厚さを大きくすれば、ひさしを形成する必要はかならずしもない。
図３に示すように、赤外遮蔽絶縁膜２３は、赤外線を反射する性質を有する赤外線遮蔽粒子６５が例えばポリイミド等の樹脂６９の中に分散されている。赤外線遮蔽粒子６５は、例えば、絶縁膜６７で被覆された粒子状のＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３系酸化物（アンチモンドープ酸化スズ）及び絶縁膜６７で被覆された粒子状のＩｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２系酸化物（スズドープ酸化インジウム）の少なくとも１つである。
赤外線遮蔽粒子６５は、平均粒径が２０ｎｍ程度の球状または楕円体状をなし、表面が、例えば、シリコン酸化膜で被覆されている。赤外線遮蔽粒子６５は、粒子状のアンチモンドープ酸化スズまたはスズドープ酸化インジウムが直接接触することを避けている。赤外線遮蔽粒子６５は、断面図では粒径の大小が出現するが、実際の粒径は比較的揃っている。赤外線遮蔽粒子６５は、可視光の波長に対してほぼ４分の１、例えば、粒径が１００ｎｍ以下の大きさであることが、散乱の影響を抑制するために好ましい。また、赤外線遮蔽粒子６５は、粒径が１０〜５０ｎｍの大きさが、赤外線遮蔽効果を得る上で好ましい。
図２に示すように、導電体膜２５は、貫通孔２１の中の赤外遮蔽絶縁膜２３を被うように形成されている。導電体膜２５は、上側で、ひさし状の赤外遮蔽絶縁膜２３の内側を通り、貫通孔２１の伸長方向に沿って層間絶縁膜１５の中を配線電極１６まで伸びている。導電体膜２５は、半導体基板１１の下面で、パターニングされた配線層となっている。配線電極１６は、導電体膜２５と電気的に接続され、半導体基板１１の下面に引き出される。導電体膜２５は、例えば、チタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）からなるシード層（図示略）及びその上にメッキされた金属膜、例えば銅で構成されている。
赤外遮蔽絶縁膜２３及び導電体膜２５は、ソルダレジスト２７で被われている。半導体基板１１の下面にあるソルダレジスト２７の一部は開口され、導電体膜２５に接続された半田ボール３１が設けられている。そして、半田ボール３１は、電子機器に使用される場合、例えば、実装基板５９の電極（図示略）と接続される。
次に、固体撮像装置５の製造方法について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４及び図５に示す断面図は、図２に示す断面図に対応する領域を示し、図２の断面図を１８０度回転した関係にある。
図４（ａ）に示すように、撮像素子１３、層間絶縁膜１５、配線電極１６、及びマイクロレンズ１９等が設けられた半導体基板１１は、層間絶縁膜１５等の接着位置に、接着材４１が付けられて、ガラス基板４３と貼り合わされる。接着材４１は、撮像素子１３に至る撮像のための光路を妨げることはない。
半導体基板１１は、バックグラインド法等により、下面（紙面上方側）を、例えば、厚さ約１００μｍとなるまで削って薄くされる。下面は、削り痕が残らないように平坦化される。パターニングしたレジスト（図示略）をマスクとして、平坦な半導体基板１１の下面に、貫通孔２１がＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により形成される。レジストのパターニングは、半導体基板１１の上面側（紙面下方）にある合わせマーク（図示せず）に対して、下面側の開口の合わせを行うことになるので、両面アライナ、両面ステッパ等の手段が用いられる。貫通孔２１の形状は、下面の開口部から層間絶縁膜１５の方向に行くに従って徐々に狭くなっていくテーパ状が望ましい。貫通孔２１を形成後、レジストは除去され、必要に応じて、ＲＩＥにより発生する残渣の除去が行われる。
図４（ｂ）に示すように、塗布法により、半導体基板１１の下面及び貫通孔２１の表面に赤外遮蔽絶縁膜２３を形成する。塗布法は、スピンナ法、インクジェット法、ディスペンサ法等の中から選択可能である。赤外遮蔽絶縁膜２３は、上述のように、赤外線を反射する性質を有する赤外線遮蔽粒子６５が例えばポリイミド等の樹脂６９の中に含有されているので、ポリイミドを扱う要領で塗布することが可能である。赤外遮蔽絶縁膜２３は、焼成により、最終的には溶媒が揮発し、赤外線遮蔽粒子６５が樹脂６９の中に分散された膜となる。赤外遮蔽絶縁膜２３は、遮蔽しようとする赤外線の透過率により、分散される赤外線遮蔽粒子６５の量および塗布する膜厚が調整される。
図４（ｃ）に示すように、赤外遮蔽絶縁膜２３の上に、パターニングしたレジスト（図示略）を形成し、このレジストをマスクとして、ＲＩＥ法により、赤外遮蔽絶縁膜２３の層間絶縁膜１５に接触している部分及び層間絶縁膜１５に貫通孔を開ける。赤外遮蔽絶縁膜２３及び層間絶縁膜１５に開けた貫通孔により、配線電極１６は、貫通孔２１の側に露出される。赤外遮蔽絶縁膜２３は、層間絶縁膜１５に沿って、貫通孔２１の開口径より内側に伸びるひさしを形成している。なお、赤外遮蔽絶縁膜２３の樹脂６９を感光性として、赤外遮蔽絶縁膜２３をパターニングし、パターニングされた赤外遮蔽絶縁膜２３をマスクとして、層間絶縁膜１５に貫通孔を開けることは可能である。貫通孔を形成した後、レジストは除去され、必要に応じて、ＲＩＥにより発生する残渣の除去が行われる。
図６に示すように、赤外遮蔽絶縁膜２３は、可視光（４００〜８００ｎｍ）に対して実質的に透明なので、半導体基板１１のレジスト面に近接して配置するガラスマスク（図示略、転写すべきパターンを有する）のアライメントを正確に行うことが可能である。つまり、赤外遮蔽絶縁膜２３を使用することにより、その下地のパターンを可視光により正確に把握できるので、下地のパターンに対するガラスマスクの平面（ＸＹ）方向及び回転の誤差を精度良く補正できる。しかも、周知のアライメント方法と同様に行うことが可能なので、工程の増加等は抑制される。
図５（ａ）に示すように、層間絶縁膜１５、配線電極１６、及び赤外遮蔽絶縁膜２３の上に、例えば、チタン、銅等のシード層（図示略）がスパッタリング法により形成され、その後、メッキパターンのためのレジスト（図示略）が形成され、レジストをマスクとして、シード層の上に、例えば、銅が電解メッキ法により形成され、導電体膜２５が設けられる。導電体膜２５は、半導体基板１１の下面の配線及び貫通電極を構成する。
その後、メッキパターンのためのレジストは剥離され、次に、配線及び貫通電極以外のシード層は、例えば、ウェット処理により除去される。シード層が除去されると、赤外遮蔽絶縁膜２３が露出する。
図５（ｂ）に示すように、例えば、塗布法により、導電体膜２５及び赤外遮蔽絶縁膜２３の上にソルダレジスト２７が形成される。図５（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法により、半田ボール３１を配設する領域のソルダレジスト２７に開口を行う。
図２に示すように、ソルダレジスト２７の開口に、導電体膜２５に接続する半田ボール３１を配設する。その後、図示を省略するが、例えば、ウェーハ状の半導体基板１１は、ダイシング法により、個片化され、個々の固体撮像装置５が完成する。
図１に示すように、ガラス基板４３に固定された固体撮像装置５は、光フィルタ４７及び光学レンズ５３が付いたレンズホルダ５３等と一体的に組み立てられ、固体撮像装置５、ガラス基板４３、及び光フィルタ４７の側面を被う遮蔽板５７が設けられてカメラモジュール１となる。カメラモジュール１は、被写体方向から光学レンズ５３を通して入射する光を撮像素子部１３で受け、側面から入射しようとする光は、実質的に遮蔽される。
次に、カメラモジュール１に組み込まれた赤外遮蔽絶縁膜２３を有する固体撮像装置５が、裏面から入射しようとする赤外光を遮蔽する効果を説明する。図２示すように、固体撮像装置５の半田ボール３１は、実装基板５９の電極に接続される。固体撮像装置５のソルダレジスト２７と実装基板５９との間にある隙間から、太陽光に端を発した裏面入射光６１が入り込む。また、材料によっては、実装基板５９を透過した裏面入射光６１が入り込む。
太陽光は、紫外、可視、赤外に分布を持つ光である。シリコンからなる半導体基板１１は、バンドギャップ波長１．１１μｍが示すように、可視光に隣接する赤外線を透過し易い性質を有する。可視光に隣接する赤外光は、約１００μｍの半導体基板１１を透過して、撮像素子部１３に達して、じゃまな光、つまり被写体方向から入射する撮像のための光に対してノイズ光となる。
図６に示すように、厚さ約１００μｍ半導体基板１１は、波長の短い紫外線をほとんど通さない。半導体基板１１は、裏面に入射した可視光を実質的には通さない。波長が８５０ｎｍを越えると、裏面に入射した赤外光が、半導体基板１１の撮像素子部１３に達して、ノイズとなる可能性が高くなる。
一方、絶縁膜６７で被覆された粒子状のＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３系酸化物（アンチモンドープ酸化スズ）またはＩｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２系酸化物（スズドープ酸化インジウム）を含有する赤外遮蔽絶縁膜２３は、可視光に透過率が大きく、波長約８５０ｎｍを越える赤外線に対して透過率が１０％以下となる性質を有している。しかも、波長が長くなるほど透過率が小さくなる。赤外遮蔽絶縁膜２３は、半導体基板１１の波長約８００ｎｍを越えると透過率が次第に大きくなる性質とは相反した性質を有する。半導体基板１１と裏側に形成された赤外遮蔽絶縁膜２３によって、紫外、可視、赤外に分布を持つ裏面入射光６１は遮蔽され、中でも可視光に近い赤外光が赤外遮蔽絶縁膜２３によって効果的に抑制される。なお、貫通孔２１には、赤外遮蔽絶縁膜２３の他に導電体膜２７があり、裏面入射光６１はよりよく遮蔽される。
上述したように、固体撮像装置５は、可視光に透過率が大きく、可視光に近い赤外光の遮蔽効果の大きな赤外遮蔽絶縁膜２３が、貫通孔２１及び半導体基板１１に接して下側の全面に配設され、赤外遮蔽絶縁膜２３の外側に導電体膜２５及び半田ボール３１が形成されている。赤外遮蔽絶縁膜２３は、製造プロセスにおいて、可視光によるアライメントが容易に行われるので、貫通孔２１を通る貫通電極を含む導電体膜２５は位置精度の悪化が抑制される。その結果、固体撮像装置５は、アライメント不良により製造歩留まりを落とすことなく作製可能となり、また、裏面から入射する赤外光の影響を受け難い高性能なものとなる。
第１の実施形態の変形例に係る固体撮像装置について、図７を参照しながら説明する。第１の実施形態とは、黒色絶縁膜を最下面に形成してあることが異なる。なお、第１の実施形態と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
図７に示すように、固体撮像装置６は、ソルダレジスト２７に接して最下面に黒色絶縁膜７１が薄く形成されている。他は、第１の実施形態の固体撮像装置５と同様な構成を有している。
固体撮像装置６は、図５（ｂ）に示すソルダレジスト２７の膜形成までは第１の実施形態と同様な工程で製造される。その後、ソルダレジスト２７の外側（紙面上部）に、塗布法により黒色絶縁膜７１が薄く形成される。薄くとは、黒色絶縁膜７１を通して、可視光によるアライメントが実施できる程度の厚さを意味する。黒色絶縁膜７１は、例えば、ポリイミドにカーボン粒子、無機顔料粒子、及び有機顔料粒子の少なくとも１つを含有させてある。可視光の透過は、黒色絶縁膜７１の膜厚に依存する。
図示を省略するが、図５（ｃ）を参考にすると、フォトリソグラフィ法により、半田ボール３１を配設する領域のソルダレジスト２７及びその上の黒色絶縁膜７１に開口を行う。その後は、第１の実施形態と同様な工程で製造され、固体撮像装置６が完成する。
図６に示すように、黒色絶縁膜７１は、比較的厚く付けられると、可視光及び可視光に近い赤外光を遮蔽することが可能となる（黒色絶縁膜Ａ参照）。本変形例のように、可視光によるアライメントが実施できる程度の厚さとすると、可視光及び可視光に近い赤外光の一部を遮蔽することが可能となる（黒色絶縁膜Ｂ参照）。
固体撮像装置６は、第１の実施形態の固体撮像装置５のソルダレジスト２７の外側に黒色絶縁膜７１が薄く形成されている。固体撮像装置６は、固体撮像装置５の有する効果を同様に有している。そして、黒色絶縁膜７１が付加されていることにより、固体撮像装置６は、裏面入射光６１をよりよく遮蔽する効果を有する。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置について、図８を参照しながら説明する。第１の実施形態とは、絶縁性が強化された積層構成の赤外遮蔽絶縁膜を有することが異なる。なお、第１の実施形態と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置について、図８を参照しながら説明する。第１の実施形態とは、絶縁性が強化された積層構成の赤外遮蔽絶縁膜を有することが異なる。なお、第１の実施形態と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
図８に示すように、固体撮像装置７は、第１の実施形態の固体撮像装置５の赤外遮蔽絶縁膜２３を、その上下に絶縁膜７１、７２を積層した積層赤外遮蔽絶縁膜７５で置き換えた構成を有している。絶縁膜７１、７２は、例えば、シリコン酸化膜である。他は、第１の実施形態の固体撮像装置５と同様な構成を有している。
固体撮像装置７は、図４（ａ）に示す貫通孔２１の形成までは第１の実施形態と同様な工程で製造される。その後、図４（ｂ）を参考にすると、赤外遮蔽絶縁膜２３を形成する前に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により絶縁膜７１を形成し、次に、塗布法により赤外遮蔽絶縁膜２３を形成し、次に、ＣＶＤ法により絶縁膜７２を形成する。その結果、第１の実施形態の赤外遮蔽絶縁膜２３を、絶縁膜７１／赤外遮蔽絶縁膜２３／絶縁膜７２で置き換えた積層赤外遮蔽絶縁膜７５を有することになる。その後は、第１の実施形態と同様な工程で製造され、固体撮像装置７が完成する。なお、絶縁膜７１、７２は、ＳＯＧ（Spin on Glass）を塗布法により形成することは可能である。また、絶縁膜７１、７２の内の一方だけでも可能である。
固体撮像装置７は、積層赤外遮蔽絶縁膜７５を有しているので、赤外遮蔽絶縁膜２３の中の絶縁膜６７で被われた赤外線遮蔽粒子６５をよりよく絶縁することが可能となる。特に、半導体基板１１と導電体膜２５との間の絶縁性を高めることになる。他に、固体撮像装置７は、固体撮像装置５の有する効果を同様に有している。
また、第１の実施形態の変形例のように、固体撮像装置７のソルダレジスト２７の外側に黒色絶縁膜を薄く形成することは可能である。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置について、図９を参照しながら説明する。第１の実施形態の変形例とは、赤外遮蔽絶縁膜を絶縁膜に、黒色絶縁膜を赤外遮蔽絶縁膜に置き換えた構成を有することが異なる。なお、第１乃至第２の実施形態及びそれらの変形例と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置について、図９を参照しながら説明する。第１の実施形態の変形例とは、赤外遮蔽絶縁膜を絶縁膜に、黒色絶縁膜を赤外遮蔽絶縁膜に置き換えた構成を有することが異なる。なお、第１乃至第２の実施形態及びそれらの変形例と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
図９に示すように、固体撮像装置８は、第１の実施形態の変形例の固体撮像装置６の赤外遮蔽絶縁膜２３を絶縁膜８１で置き換え、黒色絶縁膜７１を赤外遮蔽絶縁膜２３と同様な積層赤外遮蔽絶縁膜８３で置き換えた構成を有している。絶縁膜８１は、例えば、シリコン酸化膜である。他は、第１の実施形態の変形例の固体撮像装置６と同様な構成を有している。
固体撮像装置８は、図４（ａ）に示す貫通孔２１の形成までは第１の実施形態と同様な工程で製造される。その後、図４（ｂ）を参考にすると、赤外遮蔽絶縁膜２３に代えて、ＣＶＤ法により絶縁膜８１を形成する。その後、図４（ｃ）乃至図５（ｂ）に示す同様な工程に沿って、ソルダレジスト２７まで形成される。なお、絶縁膜８１は、ＳＯＧを塗布法により形成することは可能である。
次に、図示を省略するが、図５（ｂ）に示すソルダレジスト２７の外側（紙面上部）に、塗布法によって、赤外遮蔽絶縁膜８３を形成する。図５（ｃ）を参考にすると、フォトリソグラフィ法により、半田ボール３１を配設する領域のソルダレジスト２７及びその外側の赤外遮蔽絶縁膜８３に開口を行う。その後は、第１の実施形態と同様な工程で製造され、固体撮像装置８が完成する。赤外遮蔽絶縁膜８３は、赤外遮蔽絶縁膜２３と同様に可視光を透過可能なので、アライメント工程は容易に行うことができる。
固体撮像装置８は、赤外遮蔽絶縁膜８３がソルダレジスト２７の全面を被っているので、第１の実施形態の固体撮像装置５が有する効果を同様に有している。
また、固体撮像装置８の最外層の赤外遮蔽絶縁膜８３の更に外側に黒色絶縁膜を薄く形成することは可能である。
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々、変形して実施することができる。
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
（付記１） 半導体基板の第１の主面に形成された撮像素子と、前記第１の主面に近接して形成され、前記撮像素子に接続された配線電極と、前記第１の主面から前記半導体基板の前記第１の主面に対向する第２の主面に通ずる貫通孔の表面及び前記第２の主面を被覆する赤外線遮蔽粒子を含有する赤外遮蔽絶縁膜と、前記配線電極に接続され、前記赤外遮蔽絶縁膜に沿って前記第２の主面に引き出される導電体膜と、前記第２の主面上の前記導電体膜に接続された外部端子とを備える固体撮像装置。
（付記１） 半導体基板の第１の主面に形成された撮像素子と、前記第１の主面に近接して形成され、前記撮像素子に接続された配線電極と、前記第１の主面から前記半導体基板の前記第１の主面に対向する第２の主面に通ずる貫通孔の表面及び前記第２の主面を被覆する赤外線遮蔽粒子を含有する赤外遮蔽絶縁膜と、前記配線電極に接続され、前記赤外遮蔽絶縁膜に沿って前記第２の主面に引き出される導電体膜と、前記第２の主面上の前記導電体膜に接続された外部端子とを備える固体撮像装置。
（付記２） 前記赤外線遮蔽粒子は、シリコン酸化膜で被覆された粒子状のＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３系酸化物（アンチモンドープ酸化スズ）及びシリコン酸化膜で被覆された粒子状のＩｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２系酸化物（スズドープインジウム酸化物）の少なくとも１つである付記１に記載の固体撮像装置。
（付記３） 撮像素子部及び前記撮像素子部に接続した配線電極を中に有する層間絶縁膜が設けられた第１の主面を有する半導体基板に、前記第１の主面と反対側の第２の主面から前記第１の主面に達する第１の貫通孔を形成する工程と、前記第１の貫通孔、前記層間絶縁膜、及び前記第２の主面に赤外遮蔽絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上の前記赤外遮蔽絶縁膜を貫通し前記配線電極に達する第２の貫通孔を形成する工程と、前記赤外遮蔽絶縁膜を被い、前記第２の貫通孔を通って前記配線電極に接続する導電体膜を形成する工程と、前記導電体膜に接続する外部端子を前記第２の主面上に形成する工程とを有する固体撮像装置の製造方法。
（付記４） 前記導電体膜の一部を被うソルダレジストを形成し、前記ソルダレジストの上に、黒色絶縁膜を形成する工程を更に有する付記３に記載の固体撮像装置の製造方法。
（付記５） 前記赤外遮蔽絶縁膜は、絶縁酸化膜及び絶縁窒化膜の少なくとも１つと積層構造をなしている付記３に記載の固体撮像装置の製造方法。
（付記６） 撮像素子部が第１の主面に設けられ、前記撮像素子部に接続した配線電極を備えた層間絶縁膜が前記第１の主面の上に設けられた半導体基板に、前記第１の主面と反対側の第２の主面から前記第１の主面に達する第１の貫通孔を形成する工程と、前記第１の貫通孔、前記層間絶縁膜、及び前記第２の主面に絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上の前記絶縁膜を貫通し前記配線電極に達する第２の貫通孔を形成する工程と、前記絶縁膜を被い、前記第２の貫通孔を通って前記配線電極に接続する導電体膜を形成する工程と、前記導電体膜の一部を被うソルダレジストを形成する工程と、前記ソルダレジストを被う赤外遮蔽絶縁膜を形成する工程と、前記導電体膜に接続する外部端子を前記第２の主面上に形成する工程とを有する固体撮像装置の製造方法。
１ カメラモジュール
５、６、７、８ 固体撮像装置
１１ 半導体基板
１３ 撮像素子部
１５ 層間絶縁膜
１６ 配線電極
１９ マイクロレンズ
２１ 貫通孔
２３、８３ 赤外遮蔽絶縁膜
２５ 導電体膜
２７ ソルダレジスト
３１ 半田ボール
４１、４５、４９、５５ 接着材
４３ ガラス基板
４７ 光フィルタ
５１ 光学レンズ
５３ レンズホルダ
５７ 遮蔽板
５９ 実装基板
６１ 裏面入射光
６５ 赤外線遮蔽粒子
６７、７１、７２、８１ 絶縁膜
６９ 樹脂
７１ 黒色絶縁膜
７５ 積層赤外遮蔽絶縁膜
５、６、７、８ 固体撮像装置
１１ 半導体基板
１３ 撮像素子部
１５ 層間絶縁膜
１６ 配線電極
１９ マイクロレンズ
２１ 貫通孔
２３、８３ 赤外遮蔽絶縁膜
２５ 導電体膜
２７ ソルダレジスト
３１ 半田ボール
４１、４５、４９、５５ 接着材
４３ ガラス基板
４７ 光フィルタ
５１ 光学レンズ
５３ レンズホルダ
５７ 遮蔽板
５９ 実装基板
６１ 裏面入射光
６５ 赤外線遮蔽粒子
６７、７１、７２、８１ 絶縁膜
６９ 樹脂
７１ 黒色絶縁膜
７５ 積層赤外遮蔽絶縁膜
Claims (5)
- 半導体基板の第１の主面に形成された撮像素子と、
前記第１の主面に近接して形成され、前記撮像素子に接続された配線電極と、
前記第１の主面から前記半導体基板の前記第１の主面に対向する第２の主面に通ずる貫通孔の表面及び前記第２の主面を被覆する赤外線遮蔽粒子を含有する赤外遮蔽絶縁膜と、
前記配線電極に接続され、前記赤外遮蔽絶縁膜に沿って前記第２の主面に引き出される導電体膜と、
前記第２の主面上の前記導電体膜に接続された外部端子と、
を備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記導電体膜及び前記赤外遮蔽絶縁膜を被う絶縁保護膜、並びに前記絶縁保護膜を被覆する黒色絶縁膜を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
- 前記赤外遮蔽絶縁膜は、赤外線遮蔽粒子を含有する層と絶縁酸化膜の積層構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
- 半導体基板の第１の主面に形成された撮像素子と、
前記第１の主面に近接して形成され、前記撮像素子に接続された配線電極と、
前記第１の主面から前記半導体基板の前記第１の主面に対向する第２の主面に通ずる貫通孔の表面及び前記第２の主面を被覆する絶縁膜と、
前記配線電極に接続され、前記絶縁膜に沿って前記第２の主面に引き出される導電体膜と、
前記第２の主面上の前記導電体膜に接続された外部端子と、
前記導電体膜及び前記絶縁膜を被う絶縁保護膜と、
前記絶縁保護膜を被覆する赤外線遮蔽粒子を含有する赤外遮蔽絶縁膜と、
を備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 撮像素子部が第１の主面に設けられ、前記撮像素子部に接続した配線電極を備えた層間絶縁膜が前記第１の主面の上に設けられた半導体基板に、前記第１の主面と反対側の第２の主面から前記第１の主面に達する第１の貫通孔を形成する工程と、
前記第１の貫通孔、前記層間絶縁膜、及び前記第２の主面に赤外遮蔽絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上の前記赤外遮蔽絶縁膜を貫通し前記配線電極に達する第２の貫通孔を形成する工程と、
前記赤外遮蔽絶縁膜を被い、前記第２の貫通孔を通って前記配線電極に接続する導電体膜を形成する工程と、
前記導電体膜に接続する外部端子を前記第２の主面上に形成する工程と、
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
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2011
- 2011-02-28 CN CN2011100482388A patent/CN102194841A/zh active Pending
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