JP2016162782A - Imaging element, imaging device, and method of manufacturing imaging element - Google Patents

Imaging element, imaging device, and method of manufacturing imaging element Download PDF

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崇 中敷領
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging element, an imaging device, and a method of manufacturing an imaging element capable of securing a large principal ray incident angle while suppressing increase in the degree of manufacturing difficulty.SOLUTION: An imaging element 12 comprises: a first layer 18 in which a plurality of pixels are arranged at least in a first direction, and that has an imaging function; and a second layer 19 bonded with the first layer 18. The second layer 19 has a support sub layer 26 on which a main material region and a sub-material region are alternately arranged in the first direction. At least one of at least a part of a first principal surface at an opposite side to the second layer 19, of the first layer 18, and at least a part of a second principal surface at an opposite side to the first layer 18, of the second layer 19 is concave or convex.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、画像信号を出力する撮像素子、撮像装置、および撮像素子の製造方法に関する。   The present invention relates to an image pickup device that outputs an image signal, an image pickup apparatus, and a method for manufacturing the image pickup device.

従来、CCD撮像素子やCMOS撮像素子などの撮像素子と、撮像光学系と、を備える撮像装置が知られている。例えば、特許文献1には、主光線入射角度を大きくするために、撮像素子の各画素の開口部の上に設けられたマイクロレンズの接合部をフレネル形状とする構成が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging device including an imaging device such as a CCD imaging device or a CMOS imaging device and an imaging optical system is known. For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which a joint portion of a microlens provided on an opening of each pixel of an image sensor is formed in a Fresnel shape in order to increase the chief ray incident angle.

特開2009−004814号公報JP 2009-004814 A

しかしながら、撮像素子の各画素に正確に対応させたフレネル形状は非常に複雑であり、撮像装置の製造難度が高い。このため、例えば撮像装置の製造コスト低減や歩留まり向上に関して改善の余地があった。   However, the Fresnel shape accurately corresponding to each pixel of the image sensor is very complicated, and the manufacturing difficulty of the image pickup apparatus is high. For this reason, there has been room for improvement in terms of, for example, reducing the manufacturing cost of the imaging device and improving the yield.

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、製造難度の増加を抑制しつつ主光線入射角度を大きくとることができる撮像素子、撮像装置、および撮像素子の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide an image pickup device, an image pickup apparatus, and a method for manufacturing an image pickup device capable of increasing a chief ray incident angle while suppressing an increase in manufacturing difficulty.

上記課題を解決するために本発明に係る撮像素子は、
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の方向に沿って主材料領域と副材料領域とが交互に配される支持サブ層を有し、
前記第1の層の前記第2の層と反対側の第1の主面の少なくとも一部、および、前記第2の層の前記第1の層と反対側の第2の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状である
ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, an image sensor according to the present invention includes:
A first layer having an imaging function, in which a plurality of pixels are arranged in at least a first direction;
A second layer bonded to the first layer,
The second layer has a support sublayer in which main material regions and submaterial regions are alternately arranged along the first direction;
At least a part of the first main surface of the first layer opposite to the second layer, and at least one of the second main surface of the second layer opposite to the first layer. At least one of the parts is a concave shape or a convex shape.

また、本発明に係る撮像装置は、
撮像素子と撮像光学系とを備える撮像装置であって、
前記撮像素子は、
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の方向に沿って主材料領域と副材料領域とが交互に配される支持サブ層を有し、
前記第1の層の前記第2の層と反対側の第1の主面の少なくとも一部、および、前記第2の層の前記第1の層と反対側の第2の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状であり、
前記撮像光学系は、
前記第1の層の受光面上に被写体像を結像する
ことを特徴とする。
In addition, an imaging apparatus according to the present invention includes:
An imaging apparatus comprising an imaging element and an imaging optical system,
The image sensor is
A first layer having an imaging function in which a plurality of pixels are arranged in at least a first direction; and a second layer bonded to the first layer;
The second layer has a support sublayer in which main material regions and submaterial regions are alternately arranged along the first direction;
At least a part of the first main surface of the first layer opposite to the second layer, and at least one of the second main surface of the second layer opposite to the first layer. At least one of the parts is concave or convex,
The imaging optical system is
A subject image is formed on the light receiving surface of the first layer.

また、本発明に係る撮像素子の製造方法は、
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副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、を含み、
前記第1の基板の前記他方の主面の少なくとも一部、および、前記第2の基板の前記他方の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状である
ことを特徴とする。
In addition, the manufacturing method of the image sensor according to the present invention is as follows.
Forming a photodiode on one main surface of the first substrate;
Forming an adhesion sub-layer on one main surface side of the first substrate;
Depositing a sub-material different from the main material of the second substrate in a groove formed in a predetermined pattern on one main surface of the second substrate;
Forming an adhesion sub-layer on one main surface side of the second substrate;
Bonding the adhesion sublayer of the first substrate and the adhesion sublayer of the second substrate;
Polishing the other main surface with respect to one main surface of the first substrate to form a photoelectric conversion sublayer;
Polishing the other main surface of the second substrate with respect to one main surface to form a support sub-layer,
At least one of the other main surface of the first substrate and at least a portion of the other main surface of the second substrate is concave or convex. To do.

本発明に係る撮像素子、撮像装置、および撮像素子の製造方法によれば、製造難度の増加を抑制しつつ主光線入射角度を大きくとることができる。   According to the imaging device, the imaging apparatus, and the manufacturing method of the imaging device according to the present invention, the chief ray incident angle can be increased while suppressing an increase in manufacturing difficulty.

本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1の撮像素子と撮像光学系との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the image pick-up element of FIG. 1, and an imaging optical system. 図1の撮像素子の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the image pick-up element of FIG. 図1の撮像素子の底面図である。It is a bottom view of the image sensor of FIG. 図1の撮像素子の製造方法を説明するための基板の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the board | substrate for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element of FIG. 図1の撮像素子の製造方法を説明するための基板の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the board | substrate for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element of FIG. 図1の撮像素子の製造方法を説明するための基板の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the board | substrate for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element of FIG. 図1の撮像素子の製造方法における前工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the pre-process in the manufacturing method of the image pick-up element of FIG. 図1の撮像素子の製造方法における後工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the post process in the manufacturing method of the image pick-up element of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る撮像素子の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the image pick-up element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
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。
(First embodiment)
First, the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. As illustrated in FIG. 1, the imaging apparatus 10 includes an imaging optical system 11, an imaging element 12, an image processing unit 13, and a control unit 14.

撮像光学系11は、絞りおよび複数のレンズを含んで構成され、被写体像を結像させる。本実施形態において、撮像光学系11は広い画角を有しており、例えば主光線入射角度が90度以上の主光線を集光可能である。   The imaging optical system 11 includes a diaphragm and a plurality of lenses, and forms a subject image. In the present embodiment, the imaging optical system 11 has a wide angle of view, and can collect chief rays having a chief ray incident angle of 90 degrees or more, for example.

撮像素子12は、例えばCMOS撮像素子であって、撮像光学系11によって結像する被写体像を撮像する。また、撮像素子12は、撮像によって生成した撮像画像をアナログの画像信号として、画像処理部13に出力する。本実施形態において、撮像素子12は裏面照射型であるものとして説明するが、これに限られない。   The image pickup device 12 is, for example, a CMOS image pickup device, and picks up a subject image formed by the image pickup optical system 11. The image sensor 12 outputs the captured image generated by the imaging to the image processing unit 13 as an analog image signal. In the present embodiment, the image pickup device 12 is described as being a backside illumination type, but is not limited thereto.

画像処理部13は、例えばAFEおよびDSPなどの画像処理専用のプロセッサを含み、撮像素子12から取得した画像信号に対して、CDS、ゲイン調整(AGC)、およびAD変換(ADC)などの前段画像処理を施す。また、画像処理部13は、撮像画像に対して自動露出(AE)、自動ホワイトバランス(AWB)、色補間、明るさ補正、色補正、およびガンマ補正などの所定の後段画像処理を施す。   The image processing unit 13 includes a processor dedicated to image processing such as AFE and DSP, for example, and performs pre-stage images such as CDS, gain adjustment (AGC), and AD conversion (ADC) on the image signal acquired from the image sensor 12. Apply processing. The image processing unit 13 performs predetermined subsequent image processing such as automatic exposure (AE), automatic white balance (AWB), color interpolation, brightness correction, color correction, and gamma correction on the captured image.

制御部14は、例えば専用のマイクロプロセッサまたは特定のプログラムを読み込むことによって特定の処理を実行する汎用のCPUである。制御部14は、撮像装置10の動作全体を制御する。   The control unit 14 is, for example, a dedicated microprocessor or a general-purpose CPU that executes specific processing by reading a specific program. The control unit 14 controls the entire operation of the imaging device 10.

次に、撮像光学系11と、撮像素子12と、の位置関係について説明する。図2に示すように、パッケージ基板15に接合された撮像素子12は、撮像素子12の中心位置が撮像光学系11の光軸16上に位置し、かつ、撮像光学系11を通過した光17、すなわち被写体像が撮像素子12の受光面上で結像するように、撮像装置10の筐体内に配置される。後述するように、撮像素子12が備える第2の層に含まれる副材料が、収縮もしくは膨張することによって、または引張応力もしくは圧縮応力を生じることによって、撮像素子12は変形し、湾曲した形状となる。このため、撮像素子12の受光面の少なくとも一部は、凹形状または凸形状となる。図2は、撮像素子12(および受光面)全体が凸形状である例を図示している。以下、撮像素子12の受光面側(図2において上方側)を前面側といい、パッケージ基板15との接合面側(図2において下方側)を背面側という。   Next, the positional relationship between the imaging optical system 11 and the imaging element 12 will be described. As shown in FIG. 2, the image sensor 12 bonded to the package substrate 15 has the light 17 having the center position of the image sensor 12 positioned on the optical axis 16 of the image pickup optical system 11 and having passed through the image pickup optical system 11. That is, it is arranged in the housing of the imaging device 10 so that the subject image is formed on the light receiving surface of the imaging device 12. As will be described later, when the secondary material included in the second layer included in the image sensor 12 contracts or expands, or when tensile stress or compressive stress is generated, the image sensor 12 is deformed and has a curved shape. Become. For this reason, at least a part of the light receiving surface of the image sensor 12 has a concave shape or a convex shape. FIG. 2 illustrates an example in which the entire image sensor 12 (and the light receiving surface) has a convex shape. Hereinafter, the light receiving surface side (upper side in FIG. 2) of the image sensor 12 is referred to as a front side, and the bonding surface side (lower side in FIG. 2) with the package substrate 15 is referred to as a back side.

次に、撮像素子12の構成について具体的に説明する。図3に示すように、撮像素子12は、第1の層18と、第2の層19と、を備える。図3においては説明のため、撮像素子12を湾曲させずに図示し、撮像素子12の構成要素ごとに縮尺を異ならせて図示している。また、図3は、撮像素子12の複数の画素が配置された少なくとも1つの方向(第1の方向)に沿った、撮像素子12の断面図である。   Next, the configuration of the image sensor 12 will be specifically described. As shown in FIG. 3, the image sensor 12 includes a first layer 18 and a second layer 19. In FIG. 3, for the sake of explanation, the image sensor 12 is illustrated without being curved, and the components of the image sensor 12 are illustrated with different scales. FIG. 3 is a cross-sectional view of the image sensor 12 along at least one direction (first direction) in which a plurality of pixels of the image sensor 12 are arranged.

第1の層18は、画素からの撮像画像信号を出力する撮像機能を有する層であって、例えば3〜4μm程度の厚みを有する。第1の層18は、光電変換サブ層20と、配線サブ層21と、密着サブ層22と、カラーフィルタ23と、マイクロレンズ24と、を含む。   The first layer 18 is a layer having an imaging function for outputting a captured image signal from a pixel, and has a thickness of about 3 to 4 μm, for example. The first layer 18 includes a photoelectric conversion sub layer 20, a wiring sub layer 21, an adhesion sub layer 22, a color filter 23, and a microlens 24.

光電変換サブ層20は、主材料として例えばシリコンなどの半導体材料を含む。光電変換サブ層20の一部領域には、画素を構成するフォトダイオード25およびMOSトランジスタが形成される。光電変換サブ層20の前面側の主面は、撮像素子12の受光面に定められる。   The photoelectric conversion sublayer 20 includes a semiconductor material such as silicon as a main material. In a partial region of the photoelectric conversion sublayer 20, a photodiode 25 and a MOS transistor constituting a pixel are formed. The main surface on the front side of the photoelectric conversion sublayer 20 is defined as the light receiving surface of the image sensor 12.

配線サブ層21は、主材料として例えばシリコン酸化物などの絶縁材料を含む。配線サブ層21の一部領域には、画素からの撮像画像信号を読み出す回路が形成される。回路は、例えば銅およびアルミニウムなどを用いた配線が積層して構成される。配線サブ層21は、光電変換サブ層20に隣接して背面側に設けられる。   The wiring sublayer 21 includes an insulating material such as silicon oxide as a main material. A circuit that reads a captured image signal from a pixel is formed in a partial region of the wiring sublayer 21. The circuit is configured by laminating wirings using, for example, copper and aluminum. The wiring sublayer 21 is provided on the back side adjacent to the photoelectric conversion sublayer 20.

密着サブ層22は、例えばシリコン窒化物などの密着性が高い材料で構成される。密着サブ層22は、配線サブ層21に隣接して背面側に設けられ、第1の層18と第2の層19とを密着して接合するために用いられる。   The adhesion sublayer 22 is made of a material having high adhesion such as silicon nitride. The adhesion sub-layer 22 is provided on the back side adjacent to the wiring sub-layer 21 and is used for closely bonding the first layer 18 and the second layer 19 together.

カラーフィルタ23は、例えばRGBの各色に対応しており、特定の波長帯域の光を通過させるフィルタである。カラーフィルタ23は、各画素に対応して設けられる。また、カラーフィルタ23は、光電変換サブ層20のフォトダイオード25が形成される領域に、光電変換サブ層20に隣接して前面側に設けられる。   The color filter 23 corresponds to each color of RGB, for example, and is a filter that allows light in a specific wavelength band to pass therethrough. The color filter 23 is provided corresponding to each pixel. The color filter 23 is provided on the front side of the photoelectric conversion sublayer 20 in the region where the photodiode 25 is formed, adjacent to the photoelectric conversion sublayer 20.

マイクロレンズ24は、各画素に対応して設けられるレンズである。マイクロレンズ24は、撮像光学系11を介して照射された光を、カラーフィルタ23を介して撮像素子12の受光面に集光する。   The microlens 24 is a lens provided corresponding to each pixel. The micro lens 24 condenses the light irradiated through the imaging optical system 11 on the light receiving surface of the imaging device 12 through the color filter 23.

第2の層19は、第1の層18を支持する層であって、例えば170μm程度の厚みを有する。第2の層19は、支持サブ層26と、密着サブ層27と、を含む。   The second layer 19 is a layer that supports the first layer 18 and has a thickness of, for example, about 170 μm. The second layer 19 includes a support sublayer 26 and an adhesion sublayer 27.

支持サブ層26は、主材料として例えばシリコンまたはガラスなどを含む。支持サブ層26には、第1の方向に主材料と副材料とが交互に配される。各材料の材質と、副材料の幅方向における分布、すなわち第1の方向における分布とは、撮像素子12の受光面の所望の形状に応じて任意に定められる。本実施形態では、主材料(例えば、シリコン)からなる主材料領域と、第1の材料28および第2の材料29のうち少なくとも1つの副材料からなる副材料領域と、が交互に配される。副材料は、例えば主材料と熱膨張率が異なる材料である。第1の材料28は、例えば収縮膜または引張応力膜である。第2の材料29は、例えば膨張膜または圧縮応力膜である。収縮膜および膨張膜は、例えば熱処理または半導体プロセス中に発生する熱によって、それぞれ収縮または膨張する。第2の層19を背面側から見ると、例えば図4に示すように、支持サブ層26の主材料と、第1の材料28および第2の材料29とが、それぞれ直径が異なる略同心円状に交互に配されている。   The support sublayer 26 includes, for example, silicon or glass as a main material. In the support sublayer 26, the main material and the submaterial are alternately arranged in the first direction. The material of each material and the distribution in the width direction of the sub-material, that is, the distribution in the first direction, are arbitrarily determined according to the desired shape of the light receiving surface of the image sensor 12. In the present embodiment, a main material region made of a main material (for example, silicon) and a sub material region made of at least one sub material of the first material 28 and the second material 29 are alternately arranged. . The auxiliary material is a material having a coefficient of thermal expansion different from that of the main material, for example. The first material 28 is, for example, a shrink film or a tensile stress film. The second material 29 is, for example, an expansion film or a compressive stress film. The contraction film and the expansion film contract or expand, respectively, due to heat generated during heat treatment or semiconductor process, for example. When the second layer 19 is viewed from the back side, for example, as shown in FIG. 4, the main material of the support sub-layer 26, the first material 28, and the second material 29 are substantially concentric with different diameters. Are alternately arranged.

密着サブ層27は、例えばシリコン窒化物などの密着性が高い材料で構成される。密着サブ層27は、支持サブ層26に隣接して前面側に設けられ、第1の層18と第2の層19とを密着して接合するために用いられる。   The adhesion sublayer 27 is made of a material having high adhesion such as silicon nitride. The adhesion sub-layer 27 is provided on the front side adjacent to the support sub-layer 26 and is used for closely bonding the first layer 18 and the second layer 19 together.

次に、図5乃至図7を参照して、第1の層18および第2の層19を形成する工程について説明する。当該工程は、2つの基板(以下、第1の基板および第2の基板という)を用いて行われる工程である。以下、当該工程の具体例を、第1の基板に対する加工工程と、第2の基板に対する加工工程と、第1の基板および第2の基板を接合して行う工程と、に分けて説明する。第1の層18および第2の層19を形成する当該工程は、例えば半導体プロセスの前工程に組み込まれる。第1の基板および第2の基板は、例えば一般的なシリコン半導体基板であるものとして説明する。   Next, a process of forming the first layer 18 and the second layer 19 will be described with reference to FIGS. This process is a process performed using two substrates (hereinafter referred to as a first substrate and a second substrate). Hereinafter, specific examples of the process will be described by dividing into a processing process for the first substrate, a processing process for the second substrate, and a process performed by bonding the first substrate and the second substrate. The step of forming the first layer 18 and the second layer 19 is incorporated into a pre-process of a semiconductor process, for example. The first substrate and the second substrate will be described as being typical silicon semiconductor substrates, for example.

(第1の基板に対する加工工程)
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30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30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。
(Processing process for the first substrate)
First, a processing process for the first substrate will be described. First, as shown in FIG. 5A, the photodiode 25 and the MOS transistor are formed on one planarized main surface of the first substrate 30. Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the wiring sublayer 21 is formed on the main surface of the first substrate 30, and, for example, a silicon nitride film is stacked to further form the adhesion sublayer 22.

(第2の基板に対する加工工程)
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31の平坦化された一方の主面に、シリコン酸化膜32と、シリコン窒化膜33と、を形成し、フォトレジスト34を塗布してパターンニングを行う。硬化したフォトレジスト34のパターンは、例えばそれぞれ直径が異なる略同心円状である。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31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34を除去して、第1の材料28および第2の材料29の少なくとも一方の副材料を、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。2つ以上の副材料を堆積させる場合には、上述したパターンニングと、エッチングと、副材料を堆積させる処理と、を副材料ごとに行う。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32およびシリコン窒化膜33を除去する。そして、図6(e)に示すように、例えばシリコン窒化膜を積層して密着サブ層27を形成する。
(Processing process for the second substrate)
Next, a processing process for the second substrate will be described. First, as shown in FIG. 6A, a silicon oxide film 32 and a silicon nitride film 33 are formed on one planarized main surface of the second substrate 31, and a photoresist 34 is applied. Patterning. The pattern of the cured photoresist 34 has, for example, a substantially concentric shape with different diameters. Subsequently, as shown in FIG. 6B, etching is performed to form a groove on the main surface of the second substrate 31. Subsequently, as shown in FIG. 6C, the photoresist 34 is removed, and at least one submaterial of the first material 28 and the second material 29 is replaced with an arbitrary material such as vapor deposition or plating. Deposit by processing. When depositing two or more sub-materials, the above-described patterning, etching, and processing for depositing the sub-material are performed for each sub-material. Subsequently, as shown in FIG. 6D, a flattening process is performed, and the silicon oxide film 32 and the silicon nitride film 33 are removed. Then, as shown in FIG. 6E, for example, a silicon nitride film is laminated to form the adhesion sublayer 27.

(第1の基板および第2の基板を接合して行う工程)
次に、第1の基板30および第2の基板31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30の密着サブ層22と、第2の基板31の密着サブ層27と、を接合する。続いて、図7(b)に示すように、第1の基板30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31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31の他方の主面を研磨する。ここで、例えば被研磨面に第1の材料28または第2の材料29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、密着サブ層27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。
(Step of joining the first substrate and the second substrate)
Next, a process performed by bonding the first substrate 30 and the second substrate 31 will be described. First, as shown in FIG. 7A, the adhesion sublayer 22 of the first substrate 30 and the adhesion sublayer 27 of the second substrate 31 are bonded. Subsequently, as shown in FIG. 7B, the other main surface of the first substrate 30 is polished. Here, for example, polishing is performed until the photodiode 25 is exposed on the surface to be polished, and the photoelectric conversion sublayer 20 is formed. Subsequently, as illustrated in FIG. 7C, the color filter 23 and the microlens 24 are disposed on the photoelectric conversion sublayer 20. In this way, the first layer 18 including the adhesion sublayer 22, the wiring sublayer 21, the photoelectric conversion sublayer 20, the color filter 23, and the microlens 24 is formed. Subsequently, as shown in FIG. 7D, the top and bottom of the second substrate 31 on which the first layer 18 is formed are inverted. Then, as shown in FIG. 7E, the other main surface of the second substrate 31 is polished. Here, for example, polishing is performed until the first material 28 or the second material 29 is exposed on the surface to be polished, and the support sublayer 26 is formed. In this way, the second layer 19 including the support sublayer 26 and the adhesion sublayer 27 is formed. Through the above-described steps, an imaging element wafer including the first layer 18 and the second layer 19 is obtained.

次に、図8のフローチャートを参照して、上述した第1の層18および第2の層19を形成する工程の流れを説明する。   Next, with reference to the flowchart of FIG. 8, the flow of the process for forming the first layer 18 and the second layer 19 described above will be described.

ステップS100:はじめに、第1の基板30の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。   Step S100: First, the photodiode 25 and the MOS transistor are formed on one main surface of the first substrate 30.

ステップS101:続いて、第1の基板30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。   Step S101: Subsequently, the wiring sublayer 21 is formed on the main surface of the first substrate 30, and, for example, a silicon nitride film is laminated to further form the adhesion sublayer 22.

ステップS102:次に、第2の基板31の一方の主面に対して、シリコン酸化膜32と、シリコン窒化膜33と、フォトレジスト34のパターンと、を形成し、エッチングによって第2の基板31の主面に溝を形成する。   Step S102: Next, a silicon oxide film 32, a silicon nitride film 33, and a pattern of a photoresist 34 are formed on one main surface of the second substrate 31, and the second substrate 31 is etched. Grooves are formed in the main surface of.

ステップS103:続いて、第2の基板31のフォトレジスト34を除去して、第1の材料28および第2の材料29の少なくとも1つを副材料として堆積させる。   Step S103: Subsequently, the photoresist 34 of the second substrate 31 is removed, and at least one of the first material 28 and the second material 29 is deposited as a secondary material.

ステップS104:続いて、第2の基板31に対して平坦化処理を行い、シリコン酸化膜32およびシリコン窒化膜33を除去する。   Step S104: Subsequently, a planarization process is performed on the second substrate 31, and the silicon oxide film 32 and the silicon nitride film 33 are removed.

ステップS105:続いて、第2の基板31に対して、例えばシリコン窒化膜を積層して密着サブ層27を形成する。   Step S105: Subsequently, for example, a silicon nitride film is stacked on the second substrate 31 to form the adhesion sublayer 27.

ステップS106:次に、第1の基板30の密着サブ層22と、第2の基板31の密着サブ層27と、を接合する。   Step S106: Next, the adhesion sublayer 22 of the first substrate 30 and the adhesion sublayer 27 of the second substrate 31 are bonded.

ステップS107:続いて、第1の基板30の、ステップS100の一方の主面に対する他方の主面を研磨し、光電変換サブ層20を形成する。   Step S107: Subsequently, the other main surface of the first substrate 30 with respect to the one main surface in Step S100 is polished to form the photoelectric conversion sublayer 20.

ステップS108:続いて、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。   Step S108: Subsequently, the color filter 23 and the microlens 24 are disposed on the photoelectric conversion sublayer 20. In this way, the first layer 18 including the adhesion sublayer 22, the wiring sublayer 21, the photoelectric conversion sublayer 20, the color filter 23, and the microlens 24 is formed.

ステップS109:続いて、第2の基板31の、ステップS102の一方の主面に対する他方の主面を研磨する。本実施形態において、例えば被研磨面に副材料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、密着サブ層27と、支持サブ層26と、を含む第2の層19が形成される。   Step S109: Subsequently, the other main surface of the second substrate 31 with respect to the one main surface in Step S102 is polished. In this embodiment, for example, polishing is performed until the auxiliary material is exposed on the surface to be polished, and the support sublayer 26 is formed. In this way, the second layer 19 including the adhesion sublayer 27 and the support sublayer 26 is formed.

次に、図9のフローチャートを参照して、第1の層18および第2の層19を形成した撮像素子ウエハに対する加工工程の流れについて説明する。当該工程は、例えば半導体プロセスの後工程に組み込まれる。   Next, with reference to the flowchart of FIG. 9, the flow of processing steps for the image sensor wafer on which the first layer 18 and the second layer 19 are formed will be described. This process is incorporated into a subsequent process of the semiconductor process, for example.

ステップS200:はじめに、ダイシングを行い、撮像素子ウエハを所望のチップサイズに切断する。   Step S200: First, dicing is performed to cut the image sensor wafer into a desired chip size.

ステップS201:続いて、ダイスボンディングを行い、所望のチップサイズに切断された撮像素子12をパッケージ基板15に接合する。例えば、撮像素子12は、パッケージ基板15のリードフレームに、接着によって接合される。本実施形態において、撮像素子12は、撮像素子12の凹凸形状を維持した状態で、パッケージ基板15に接合される。   Step S201: Subsequently, die bonding is performed, and the image sensor 12 cut to a desired chip size is bonded to the package substrate 15. For example, the image sensor 12 is bonded to the lead frame of the package substrate 15 by adhesion. In the present embodiment, the image sensor 12 is bonded to the package substrate 15 in a state where the uneven shape of the image sensor 12 is maintained.

ステップS202:そして、ワイヤボンディングを行い、撮像素子12のパッドとパッケージ基板15のパッドとを接続する。   Step S202: Then, wire bonding is performed to connect the pads of the image sensor 12 and the pads of the package substrate 15.

このように、第1の実施形態に係る撮像素子12は、第1の層18と、主材料および副材料が交互に配される第2の層19と、を備える。そして、第1の層18の第2の層19と反対側の主面、すなわち第1の層18の前面側の主面の少なくとも一部は、凹形状または凸形状である。ここで、凹凸形状の形成に寄与する第2の層19は、半導体プロセスの前工程において、例えば上述したステップS109の研磨(図8参照)によって形成可能である。このため、所望の凹凸形状を得るために、ステップS109の研磨を行った後に追加の工程、すなわち撮像素子12の厚みが比較的薄い状態で追加の工程を要しないため、撮像素子12の製造難度の増加が抑制される。   As described above, the imaging device 12 according to the first embodiment includes the first layer 18 and the second layer 19 in which the main material and the submaterial are alternately arranged. At least a part of the main surface of the first layer 18 opposite to the second layer 19, that is, the main surface on the front surface side of the first layer 18 is concave or convex. Here, the second layer 19 that contributes to the formation of the concavo-convex shape can be formed, for example, by the polishing in step S109 described above (see FIG. 8) in the previous step of the semiconductor process. For this reason, in order to obtain a desired concavo-convex shape, an additional process after the polishing in step S109, that is, an additional process is not required when the imaging element 12 is relatively thin. The increase of is suppressed.

また、凹凸形状を有する撮像素子12は、主光線入射角度を大きくとる撮像装置、例えば画角の広い広角レンズを用いる撮像装置に特に好適である。例えば、広角レンズを備える撮像装置において、撮像素子12が平坦形状である場合には、撮像素子12の撮像領域の中央部と周辺部とで、被写体像の収縮度合いが異なる。このため、撮像画像の周辺領域において、被写体は歪んで撮像される。一方、撮像素子12に所望の凹凸形状を設けることによって、撮像領域の中央部と周辺部との間の、被写体像の収縮度合いの差が低減可能である。このため、撮像画像上の周辺領域において、被写体の歪みが低減される。   In addition, the imaging element 12 having a concavo-convex shape is particularly suitable for an imaging apparatus that has a large principal ray incident angle, for example, an imaging apparatus that uses a wide-angle lens with a wide angle of view. For example, in an imaging device including a wide-angle lens, when the imaging device 12 has a flat shape, the degree of contraction of the subject image differs between the central portion and the peripheral portion of the imaging region of the imaging device 12. For this reason, the subject is imaged distorted in the peripheral region of the captured image. On the other hand, by providing a desired concavo-convex shape on the image sensor 12, the difference in the degree of contraction of the subject image between the central portion and the peripheral portion of the imaging region can be reduced. For this reason, the distortion of the subject is reduced in the peripheral region on the captured image.

また、第2の層19に含まれる副材料は、第2の層19の形成後、例えばステップS109の研磨を行った後に膨張または収縮する。したがって、半導体プロセスの前工程において、副材料の堆積後、第2の層19を形成する前に、副材料の膨張または収縮によって基板が湾曲することが抑制されるので、前工程における製造難度の増加が抑制される。   Further, the secondary material contained in the second layer 19 expands or contracts after the second layer 19 is formed, for example, after the polishing in step S109. Therefore, in the previous step of the semiconductor process, the substrate is prevented from being bent due to expansion or contraction of the secondary material after the secondary material is deposited and before the second layer 19 is formed. Increase is suppressed.

また、撮像素子12は、裏面照射型の撮像素子である。一般に、裏面照射型の撮像素子は、フォトダイオードや配線層などを形成した基板に、支持基板を接合して製造される。したがって、支持基板を本実施形態に係る第2の基板31として用いることができ、コストの増加が抑制され、および撮像素子の薄型化が可能となる。   The image sensor 12 is a back-illuminated image sensor. In general, a back-illuminated imaging device is manufactured by bonding a support substrate to a substrate on which a photodiode, a wiring layer, or the like is formed. Therefore, the support substrate can be used as the second substrate 31 according to the present embodiment, an increase in cost is suppressed, and the imaging element can be thinned.

また、撮像素子12は、第2の層19における副材料の、第1の方向における分布に応じて、第1の層18の前面側の主面の形状が異なる。例えば、副材料が第1の材料28(収縮膜または引張応力膜)である場合において、副材料が多く分布する領域ほど、第1の層18の前面側の主面の形状は曲率が大きい凸形状となる。あるいは、副材料が第1の材料28(収縮膜または引張応力膜)である場合において、副材料が多く分布する領域ほど、第1の層18の前面側の主面の形状は曲率が大きい凹形状となる。したがって、第2の層19における副材料の、第1の方向における分布を調整することによって、撮像素子12を任意の湾曲形状にすることができる。   The imaging element 12 has a different shape of the main surface on the front surface side of the first layer 18 according to the distribution of the secondary material in the second layer 19 in the first direction. For example, in the case where the secondary material is the first material 28 (shrinkage film or tensile stress film), the region where the secondary material is distributed more, the shape of the main surface on the front surface side of the first layer 18 has a larger curvature. It becomes a shape. Alternatively, in the case where the secondary material is the first material 28 (shrinkage film or tensile stress film), the region where the secondary material is distributed more, the shape of the main surface on the front side of the first layer 18 is a concave having a large curvature. It becomes a shape. Therefore, by adjusting the distribution of the secondary material in the second layer 19 in the first direction, the imaging element 12 can be formed into an arbitrary curved shape.

また、第2の層19における主材料および副材料のそれぞれが、第2の層19において略同心円状に配される。したがって、例えば同心円の中心点が撮像光学系11の光軸16上に位置し、かつ、撮像光学系11を通過した光、すなわち被写体像が撮像素子12の受光面上で結像するように、撮像素子12を撮像装置10の筐体内に配置することによって、撮像画像の円周部の被写体の歪みが均等に低減される。   In addition, each of the main material and the submaterial in the second layer 19 is arranged in a substantially concentric manner in the second layer 19. Therefore, for example, the center point of the concentric circle is located on the optical axis 16 of the imaging optical system 11 and the light passing through the imaging optical system 11, that is, the subject image is formed on the light receiving surface of the imaging element 12. By disposing the image pickup element 12 in the housing of the image pickup apparatus 10, the distortion of the subject in the circumferential portion of the picked-up image is evenly reduced.

また、第1の実施形態に係る撮像素子12の製造方法によれば、第1の基板30の一方の主面にフォトダイオード25を形成し、第2の基板31の一方の主面に形成した溝に副材料を堆積させ、第1の基板30と第2の基板31とを接合した後、第1の基板30の他方の主面を研磨して光電変換サブ層20を形成し、第2の基板31の他方の主面を研磨して支持サブ層26を形成する。ここで、支持サブ層26を形成するための研磨において、第2の基板31に堆積した副材料の厚みを基準として、研磨のエンドポイントが決定可能であるため、膜厚制御性が向上する。   Further, according to the method for manufacturing the image pickup device 12 according to the first embodiment, the photodiode 25 is formed on one main surface of the first substrate 30 and formed on one main surface of the second substrate 31. A secondary material is deposited in the groove and the first substrate 30 and the second substrate 31 are bonded together, and then the other main surface of the first substrate 30 is polished to form the photoelectric conversion sublayer 20, The support main layer 26 is formed by polishing the other main surface of the substrate 31. Here, in the polishing for forming the support sublayer 26, the polishing end point can be determined on the basis of the thickness of the secondary material deposited on the second substrate 31, so that the film thickness controllability is improved.

(第2の実施形態)
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に含まれる副材料の材質が第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。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As an outline, the image sensor 12 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the material of the secondary material included in the second layer 19. In addition, in the method for manufacturing the imaging device 10 according to the second embodiment, the timing of ending the polishing (step S109) performed to form the second layer 19 and the bonding method in die bonding (step S201) are described. Details differ from the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

撮像素子12が備える第2の層19の支持サブ層26には、第1の実施形態と同様に、第1の方向に主材料領域と副材料領域とが交互に配される。例えば、支持サブ層26の主材料(例えば、シリコン)と、副材料である第3の材料と、が交互に配される。第3の材料は、主材料と硬度が異なる材料であって、例えば金属材料または無機材料である。金属材料として、例えばタングステンや銅などが採用可能である。無機材料として、例えばシリコン窒化物やシリコン酸化物、テオス膜などが採用可能である。   As in the first embodiment, the main material region and the sub material region are alternately arranged in the first direction on the support sub layer 26 of the second layer 19 included in the imaging device 12. For example, the main material (for example, silicon) of the support sublayer 26 and the third material that is the submaterial are alternately arranged. The third material is a material having a hardness different from that of the main material, for example, a metal material or an inorganic material. For example, tungsten or copper can be used as the metal material. As the inorganic material, for example, silicon nitride, silicon oxide, theos film, etc. can be adopted.

次に、第2の層19を形成するために行う研磨(ステップS109)について説明する。本実施形態において、例えば被研磨面に副材料が露出したタイミングから所定時間研磨を継続し(以下、過研磨ともいう)、その後終了する。上述のように、第2の層19に含まれる主材料と副材料とは硬度が異なる。このため、例えば副材料の硬度が主材料の硬度よりも大きい場合には、過研磨によって主材料がより多く研磨される。また、主材料と副材料とが交互に配される領域において、第1の方向の副材料の分布を調整することによって、当該領域の研磨レートが制御可能である。このため、被研磨面、すなわち撮像素子12の背面側の主面の少なくとも一部は、凹形状または凸形状となる。図10(a)は、撮像素子12の背面側の主面35全体が凹形状である例を図示している。後述するように、撮像素子12の背面側の主面35の形状は、撮像素子12の受光面36の形状に転写される。ここで、各材料の材質、第1の方向の副材料の分布、および過研磨を行う時間は、撮像素子12の受光面36の所望の形状に応じて任意に定められる。   Next, polishing (step S109) performed for forming the second layer 19 will be described. In the present embodiment, for example, the polishing is continued for a predetermined time from the timing when the secondary material is exposed on the surface to be polished (hereinafter, also referred to as overpolishing), and then ends. As described above, the hardness of the main material and the submaterial included in the second layer 19 are different. For this reason, for example, when the hardness of the secondary material is larger than the hardness of the main material, the main material is more polished by overpolishing. In addition, in a region where the main material and the sub material are alternately arranged, the polishing rate of the region can be controlled by adjusting the distribution of the sub material in the first direction. For this reason, at least a part of the surface to be polished, that is, the main surface on the back surface side of the image sensor 12 has a concave shape or a convex shape. FIG. 10A illustrates an example in which the entire main surface 35 on the back side of the image sensor 12 is concave. As will be described later, the shape of the main surface 35 on the back side of the image sensor 12 is transferred to the shape of the light receiving surface 36 of the image sensor 12. Here, the material of each material, the distribution of the sub-material in the first direction, and the time for overpolishing are arbitrarily determined according to the desired shape of the light receiving surface 36 of the image sensor 12.

次に、ダイスボンディングにおける接合方法(ステップS201)の細部について説明する。本実施形態において、ダイスボンディングの際に、撮像素子12をパッケージ基板15側に吸引しながら接合する。吸引によって、撮像素子12の背面側の主面35の形状が、撮像素子12の受光面36の形状に転写される。例えば、図10(b)は、図10(a)に示す撮像素子12、すなわち背面側の主面35全体が凹形状である撮像素子12を、パッケージ基板15側に吸引しながら接合した例を図示している。図10(b)において、撮像素子12の受光面36(および第1の層の前面側の主面)は、背面側の主面35の形状が転写されて凹形状となっている。   Next, details of the bonding method (step S201) in die bonding will be described. In this embodiment, at the time of die bonding, the image pickup device 12 is bonded to the package substrate 15 while being sucked. By suction, the shape of the main surface 35 on the back side of the image sensor 12 is transferred to the shape of the light receiving surface 36 of the image sensor 12. For example, FIG. 10B shows an example in which the image pickup device 12 shown in FIG. 10A, that is, the image pickup device 12 having a concave main surface 35 on the back side is joined to the package substrate 15 while being sucked. It is shown. In FIG. 10B, the light receiving surface 36 of the image sensor 12 (and the main surface on the front side of the first layer) has a concave shape by transferring the shape of the main surface 35 on the back side.

このように、第2の実施形態に係る撮像素子12は、第2の層19の第1の層18と反対側の主面、すなわち第2の層19の背面側の主面35の少なくとも一部が凹形状または凸形状である。ここで、第2の層19の背面側の主面35の凹凸形状は、半導体プロセスの前工程において、例えば上述したステップS109の研磨(図8参照)によって形成される。このようにして、第1の実施形態と同様に、所望の凹凸形状を得るために、ステップS109の研磨を行った後に追加の工程、すなわち撮像素子12の厚みが比較的薄い状態で追加の工程を要しないため、撮像素子12の製造難度の増加が抑制される。   As described above, the imaging element 12 according to the second embodiment includes at least one of the main surface of the second layer 19 opposite to the first layer 18, that is, the main surface 35 on the back side of the second layer 19. The part is concave or convex. Here, the concavo-convex shape of the main surface 35 on the back surface side of the second layer 19 is formed, for example, by the polishing in step S109 described above (see FIG. 8) in the previous step of the semiconductor process. Thus, in the same manner as in the first embodiment, in order to obtain a desired uneven shape, an additional process after the polishing in step S109, that is, an additional process in a state where the thickness of the image sensor 12 is relatively thin. Therefore, an increase in manufacturing difficulty of the image sensor 12 is suppressed.

また、撮像素子12は、第2の層19における副材料の、第1の方向における分布に応じて、第2の層19の背面側の主面の形状が異なる。例えば、主材料の硬度よりも副材料の硬度が大きい場合において、副材料が多く分布する領域ほど、研磨レートが小さくなる。したがって、第2の層19における副材料の、第1の方向における分布を調整することによって、撮像素子12を任意の湾曲形状にすることができる。   In addition, the imaging element 12 has a different shape of the main surface on the back side of the second layer 19 in accordance with the distribution of the secondary material in the second layer 19 in the first direction. For example, when the hardness of the secondary material is larger than the hardness of the primary material, the polishing rate decreases as the secondary material is distributed more. Therefore, by adjusting the distribution of the secondary material in the second layer 19 in the first direction, the imaging element 12 can be formed into an arbitrary curved shape.

本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。   Although the present invention has been described based on the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various changes and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means, steps, etc. can be combined into one or divided. .

また、上述した実施形態において、裏面照射型の撮像素子を例に説明したが、表面照射型の撮像素子にも採用可能である。   In the above-described embodiment, the back-illuminated image sensor has been described as an example. However, the back-illuminated image sensor can also be used.

10 撮像装置
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 密着サブ層
28 第1の材料
29 第2の材料
30 第1の基板
31 第2の基板
32 シリコン酸化膜
33 シリコン窒化膜
34 フォトレジスト
35 背面側の主面
36 受光面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image pick-up apparatus 11 Image pick-up optical system 12 Image pick-up element 13 Image processing part 14 Control part 15 Package board 16 Optical axis 17 Light 18 1st layer 19 2nd layer 20 Photoelectric conversion sublayer 21 Wiring sublayer 22 Adhesion sublayer 23 Color Filter 24 Microlens 25 Photodiode 26 Support sublayer 27 Adhesion sublayer 28 First material 29 Second material 30 First substrate 31 Second substrate 32 Silicon oxide film 33 Silicon nitride film 34 Photoresist 35 Main surface 36 Photosensitive surface

Claims (8)

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の方向に沿って主材料領域と副材料領域とが交互に配される支持サブ層を有し、
前記第1の層の前記第2の層と反対側の第1の主面の少なくとも一部、および、前記第2の層の前記第1の層と反対側の第2の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状である、撮像素子。
A first layer having an imaging function, in which a plurality of pixels are arranged in at least a first direction;
A second layer bonded to the first layer,
The second layer has a support sublayer in which main material regions and submaterial regions are alternately arranged along the first direction;
At least a part of the first main surface of the first layer opposite to the second layer, and at least one of the second main surface of the second layer opposite to the first layer. An image sensor in which at least one of the parts has a concave shape or a convex shape.
請求項1に記載の撮像素子であって、
前記副材料は、前記第2の層の形成後に膨張または収縮する、撮像素子。
The imaging device according to claim 1,
The image pickup device, wherein the sub-material expands or contracts after the second layer is formed.
請求項1または2に記載の撮像素子であって、
前記第2の主面に対する研磨によって、該第2の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の主面がパッケージ基板に接合されると、前記第2の主面の形状が前記第1の主面に転写される、撮像素子。
The imaging device according to claim 1 or 2,
By polishing the second main surface, a concave shape or a convex shape is formed on at least a part of the second main surface,
The imaging device, wherein when the second main surface is bonded to a package substrate, the shape of the second main surface is transferred to the first main surface.
請求項1乃至3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。   The imaging device according to claim 1, wherein the imaging device is configured as a backside illumination type. 請求項1乃至4の何れか一項に記載の撮像素子であって、
前記第2の層における前記副材料の、前記第2の層の主面に平行な方向における分布に応じて、前記第1の主面の形状および前記第2の主面の形状の少なくとも一方が異なる、撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 4,
According to the distribution of the sub-material in the second layer in a direction parallel to the main surface of the second layer, at least one of the shape of the first main surface and the shape of the second main surface is Different image sensor.
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、
前記副材料は、前記第2の層において略同心円状に配される、撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 5,
The image pickup device, wherein the sub-material is arranged substantially concentrically in the second layer.
撮像素子と撮像光学系とを備える撮像装置であって、
前記撮像素子は、
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の方向に沿って主材料領域と副材料領域とが交互に配される支持サブ層を有し、
前記第1の層の前記第2の層と反対側の第1の主面の少なくとも一部、および、前記第2の層の前記第1の層と反対側の第2の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状であり、
前記撮像光学系は、
前記第1の層の受光面上に被写体像を結像する、
撮像装置。
An imaging apparatus comprising an imaging element and an imaging optical system,
The image sensor is
A first layer having an imaging function in which a plurality of pixels are arranged in at least a first direction; and a second layer bonded to the first layer;
The second layer has a support sublayer in which main material regions and submaterial regions are alternately arranged along the first direction;
At least a part of the first main surface of the first layer opposite to the second layer, and at least one of the second main surface of the second layer opposite to the first layer. At least one of the parts is concave or convex,
The imaging optical system is
Forming a subject image on the light-receiving surface of the first layer;
Imaging device.
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副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、を含み、
前記第1の基板の前記他方の主面の少なくとも一部、および、前記第2の基板の前記他方の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状である、撮像素子の製造方法。
Forming a photodiode on one main surface of the first substrate;
Forming an adhesion sub-layer on one main surface side of the first substrate;
Depositing a sub-material different from the main material of the second substrate in a groove formed in a predetermined pattern on one main surface of the second substrate;
Forming an adhesion sub-layer on one main surface side of the second substrate;
Bonding the adhesion sublayer of the first substrate and the adhesion sublayer of the second substrate;
Polishing the other main surface with respect to one main surface of the first substrate to form a photoelectric conversion sublayer;
Polishing the other main surface of the second substrate with respect to one main surface to form a support sub-layer,
An imaging device in which at least one of at least a part of the other main surface of the first substrate and at least a part of the other main surface of the second substrate is concave or convex. Production method.
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