JP2016162779A - 撮像素子、撮像装置、および撮像素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
複数の画素が少なくとも第1の方向に配置された、撮像機能を有する第1の層と、
前記第1の層に接合された第2の層と、を備え、
該第2の層は、前記第1の方向に沿って非金属材料領域と金属材料領域とが交互に配される支持サブ層を有する
ことを特徴とする。
複数の画素が少なくとも第1の方向に配置された、撮像機能を有する第1の層と、該第1の層に接合された第2の層と、を備え、
該第2の層は、前記第1の方向に沿って非金属材料領域と金属材料領域とが交互に配される支持サブ層を有する撮像素子と、
前記第1の層の受光面上に被写体像を結像する撮像光学系と、
を備える
ことを特徴とする。
第1の基板の一方の主面に、フォトダイオードを形成するステップと、
前記第1の基板の一方の主面側に、密着サブ層を形成するステップと、
第2の基板の一方の主面に所定のパターンで形成した溝に、前記第2の基板の主材料と異なる金属材料を堆積させるステップと、
前記第2の基板の一方の主面側に、密着サブ層を形成するステップと、
前記第1の基板の前記密着サブ層と、前記第2の基板の前記密着サブ層と、を接合するステップと、
前記第1の基板の一方の主面に対する他方の主面を研磨して光電変換サブ層を形成するステップと、
前記第2の基板の一方の主面に対する他方の主面を研磨して支持サブ層を形成するステップと、を含む
ことを特徴とする。
はじめに、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置について説明する。図1に示すように、撮像装置10は、撮像光学系11と、撮像素子12と、画像処理部13と、制御部14と、を備える。
まず、第1の基板に対する加工工程について説明する。はじめに、図5(a)に示すように、第1の基板31の平坦化された一方の主面にフォトダイオード25およびMOSトランジスタを形成する。続いて、図5(b)に示すように、第1の基板31の当該主面に配線サブ層21を形成し、例えばシリコン窒化膜を積層して密着サブ層22をさらに形成する。
次に、第2の基板に対する加工工程について説明する。はじめに、図6(a)に示すように、第2の基板32の平坦化された一方の主面に、シリコン酸化膜33と、シリコン窒化膜34と、を形成し、フォトレジスト35を塗布してパターンニングを行う。続いて、図6(b)に示すように、エッチングを行い、第2の基板32の主面に溝を形成する。続いて、図6(c)に示すように、フォトレジスト35を除去して、副材料30として例えば銅などの金属材料を、例えば蒸着処理やメッキ処理などの任意の処理によって堆積させる。続いて、図6(d)に示すように、平坦化処理を行い、シリコン酸化膜33およびシリコン窒化膜34を除去する。そして、図6(e)に示すように、例えば銅などの金属材料を積層して金属サブ層27を形成し、例えばシリコン窒化膜を積層して密着サブ層28を形成する。
次に、第1の基板31および第2の基板32を接合して行う工程について説明する。はじめに、図7(a)に示すように、第1の基板31の密着サブ層22と、第2の基板32の密着サブ層28と、を接合する。続いて、図7(b)に示すように、第1の基板31の他方の主面を研磨する。ここで、例えば被研磨面にフォトダイオード25が露出するまで研磨を行い、光電変換サブ層20を形成する。続いて、図7(c)に示すように、光電変換サブ層20の上に、カラーフィルタ23およびマイクロレンズ24を配置する。このようにして、密着サブ層22と、配線サブ層21と、光電変換サブ層20と、カラーフィルタ23と、マイクロレンズ24と、を含む第1の層18が形成される。続いて、図7(d)に示すように、第1の層18が形成された第2の基板32の上下を反転する。そして、図7(e)に示すように、第2の基板32の他方の主面を研磨し、支持サブ層26を形成する。好適には、被研磨面に副材料30が露出するまで研磨を行い、支持サブ層26を形成する。このようにして、支持サブ層26と、金属サブ層27と、密着サブ層28と、を含む第2の層19が形成される。上述の工程を経て、第1の層18および第2の層19を備える撮像素子ウエハを得る。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。概略として、第2の実施形態に係る撮像素子12は、第2の層19の背面側の主面の形状が第1の実施形態と異なる。また、第2の実施形態に係る撮像装置10の製造方法は、第2の層19を形成するために行う研磨(ステップS109)を終了するタイミング、および、ダイスボンディングにおける接合方法(ステップS201)の細部が第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態との差異について説明する。
11 撮像光学系
12 撮像素子
13 画像処理部
14 制御部
15 パッケージ基板
16 光軸
17 光
18 第1の層
19 第2の層
20 光電変換サブ層
21 配線サブ層
22 密着サブ層
23 カラーフィルタ
24 マイクロレンズ
25 フォトダイオード
26 支持サブ層
27 金属サブ層
28 密着サブ層
29 主材料
30 副材料
31 第1の基板
32 第2の基板
33 シリコン酸化膜
34 シリコン窒化膜
35 フォトレジスト
36 背面側の主面
37 受光面
Claims (11)
- 複数の画素が少なくとも第1の方向に配置された、撮像機能を有する第1の層と、
前記第1の層に接合された第2の層と、を備え、
該第2の層は、前記第1の方向に沿って非金属材料領域と金属材料領域とが交互に配される支持サブ層を有する、撮像素子。 - 請求項1に記載の撮像素子であって、
前記金属材料領域は、前記第2の層の前記第1の層と反対側の主面まで延びる、撮像素子。 - 請求項1または2に記載の撮像素子であって、
前記第2の層は、前記第1の層と前記支持サブ層との間に位置する、前記金属材料からなる金属サブ層を含む、撮像素子。 - 請求項1乃至3の何れか一項に記載の撮像素子であって、
前記支持サブ層は、前記第1の方向に沿う断面において、前記金属材料領域がそれぞれ均一に配置される部分を有する、撮像素子。 - 請求項1乃至4の何れか一項に記載の撮像素子は、裏面照射型として構成される、撮像素子。
- 請求項1乃至5の何れか一項に記載の撮像素子であって、
前記第2の層の前記第1の層と反対側の主面の少なくとも一部が凹形状または凸形状である、撮像素子。 - 請求項6に記載の撮像素子であって、
前記第2の層の前記第1の層と反対側の前記主面に対する研磨によって、該主面の少なくとも一部に凹形状または凸形状が形成され、
前記第2の層の前記第1の層と反対側の前記主面がパッケージ基板に接合されると、該主面の形状が、前記第1の層の前記第2の層と反対側の主面に転写される、撮像素子。 - 請求項6または7に記載の撮像素子であって、
前記第1の方向に沿う断面において、前記支持サブ層の前記金属材料領域の配置に応じて、前記第2の層の前記第1の層と反対側の前記主面の形状が異なる、撮像素子。 - 請求項6乃至8の何れか一項に記載の撮像素子であって、
前記第2の層において、前記支持サブ層は、前記非金属材料領域と前記金属材料領域とがそれぞれ略同心円状に交互に配される、撮像素子。 - 複数の画素が少なくとも第1の方向に配置された、撮像機能を有する第1の層と、該第1の層に接合された第2の層と、を備え、
該第2の層は、前記第1の方向に沿って非金属材料領域と金属材料領域とが交互に配される支持サブ層を有する撮像素子と、
前記第1の層の受光面上に被写体像を結像する撮像光学系と、
を備える、撮像装置。 - 第1の基板の一方の主面に、フォトダイオードを形成するステップと、
前記第1の基板の一方の主面側に、密着サブ層を形成するステップと、
第2の基板の一方の主面に所定のパターンで形成した溝に、前記第2の基板の主材料と異なる金属材料を堆積させるステップと、
前記第2の基板の一方の主面側に、密着サブ層を形成するステップと、
前記第1の基板の前記密着サブ層と、前記第2の基板の前記密着サブ層と、を接合するステップと、
前記第1の基板の一方の主面に対する他方の主面を研磨して光電変換サブ層を形成するステップと、
前記第2の基板の一方の主面に対する他方の主面を研磨して支持サブ層を形成するステップと、
を含む、撮像素子の製造方法。
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