JP2019160847A - 固体撮像装置および固体撮像素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】固体撮像素子上に支持部を介して透光性部材を設け固体撮像素子と透光性部材との間にキャビティを有する構成において、キャビティ内の圧力の増大に起因する応力が生じた場合であっても、固体撮像素子の層構造をなす層間の界面における剥離を防止する。【解決手段】半導体基板の一方の板面側を受光側とする固体撮像素子と、固体撮像素子の受光側に所定の間隔を隔てて設けられた透光性部材と、固体撮像素子と透光性部材との間にキャビティを形成する支持部と、を備え、固体撮像素子は、半導体基板の受光側に設けられた層構造として、第１の層と、第１の層とは異なる材料により形成された第２の層と、第１の層とは異なる材料により第２の層内に形成された第３の層と、を含む層構造を有し、第３の層は、半導体基板の板面に沿う平面方向について少なくとも支持部が形成された領域部分に、第２の層との間の界面を凹凸形状とする凹凸形状部を有する。【選択図】図５

Description

本技術は、固体撮像装置および固体撮像素子に関する。
従来、固体撮像素子としてＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型のイメージセンサを備えた固体撮像装置には、装置の小型化等を図るため、次のような構成を採用したものがある。すなわち、イメージセンサ上に樹脂等からなる支持部を介して透光性部材であるガラスをマウントし、イメージセンサとガラスとの間にキャビティを有するパッケージ構造を備えた構成である。
かかる構成においては、イメージセンサの受光面側に設けられた支持部により、イメージセンサに対してその受光面に対向するようにガラスが支持されるとともに、同支持部によってイメージセンサとガラスとの間の周囲が封止され、イメージセンサとガラスとの間にキャビティが形成される（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１には、イメージセンサ上にガラスを支持する支持部として、イメージセンサの受光面側に形成された有効画素領域を除いた領域に形成されイメージセンサとガラスとを接着する接着部を有する構成が開示されている。ガラスを支持する接着部は、イメージセンサ上に対して、ディスペンサによる塗布や、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニング等により形成される。このような構成の固体撮像装置においては、ガラスを透過した光が、キャビティ内を通って、イメージセンサの有効画素領域に配された各画素を構成する受光素子により受光されて検出される。
特開２００４−２９６４５３号公報
上述したような構成を備えた固体撮像装置においては、例えば、装置の信頼性試験の前処理として、吸湿処理およびリフロー処理が行われる。このような前処理が行われると、リフロー処理時においてキャビティ内の水蒸気圧が大きくなり、パッケージ構造に応力が加わることになる。かかる応力は、主にキャビティを膨張させる方向、つまりイメージセンサとガラスとを互いに離間させる方向に作用する。
このようにパッケージ構造において生じる応力は、イメージセンサの表面部に接着されている支持部に作用し、ガラス側を上方とした場合に支持部の下方に位置するイメージセンサの層構造において、比較的密着力の弱い層間の界面で剥離を生じさせる原因となる。比較的密着力の弱い界面をなす層の組合せとしては、例えばイメージセンサにおいて遮光膜をなす金属膜と、平坦化膜をなす有機材料により形成された有機膜との組合せがある。
本技術の目的は、固体撮像素子上に支持部を介して透光性部材を設け固体撮像素子と透光性部材との間にキャビティを有する構成において、キャビティ内の圧力の増大に起因する応力が生じた場合であっても、固体撮像素子の層構造をなす層間の界面における剥離を防止することができる固体撮像装置および固体撮像素子を提供することである。
本技術に係る固体撮像装置は、半導体基板を有し、前記半導体基板の一方の板面側を受光側とする固体撮像素子と、前記固体撮像素子の前記受光側に、前記固体撮像素子に対して所定の間隔を隔てて設けられた透光性部材と、前記固体撮像素子の前記受光側に設けられ、前記固体撮像素子に対して前記透光性部材を支持し、前記固体撮像素子と前記透光性部材との間にキャビティを形成する支持部と、を備え、前記固体撮像素子は、前記半導体基板の前記受光側に設けられた層構造として、第１の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上に形成された第２の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上において前記第２の層内に形成された第３の層と、を含む層構造を有し、前記第３の層は、前記半導体基板の板面に沿う平面方向について少なくとも前記支持部が形成された領域部分に、前記第２の層との間の界面を凹凸形状とする凹凸形状部を有するものである。
また、本技術に係る固体撮像装置の他の態様は、前記固体撮像装置において、前記支持部は、樹脂材料からなり、前記固体撮像素子の前記受光側における受光領域以外の領域である周辺領域上に設けられており、前記第２の層は、有機材料により形成された平坦化膜であり、前記第３の層は、金属材料により形成された遮光膜であるものである。
また、本技術に係る固体撮像装置の他の態様は、前記固体撮像装置において、前記凹凸形状部は、前記第１の層の表面を部分的に覆うように形成されているものである。
また、本技術に係る固体撮像装置の他の態様は、前記固体撮像装置において、前記第１の層は、前記凹凸形状部の凹部に連続する凹状部を有し、前記第２の層は、前記第３の層側に、前記凹部を介して前記凹状部を埋めることで形成された凸形状部を有するものである。
また、本技術に係る固体撮像装置の他の態様は、前記固体撮像装置において、前記凹状部は、前記層構造の断面視で、他の凹状部とともに鍵状の凹凸形状をなす掘り込み部であるものである。
また、本技術に係る固体撮像装置の他の態様は、前記固体撮像装置において、前記凹状部は、前記層構造の断面視で、前記層構造の厚さ方向について、前記受光側から反対側にかけて徐々に幅を広くする台形状の溝形状を有するものである。
本技術に係る固体撮像素子は、半導体基板を有し、前記半導体基板の一方の板面側を受光側とし、前記受光側に設けられた支持部を介して透光性部材を配置させる固体撮像素子であって、前記半導体基板の前記受光側に設けられた層構造として、第１の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上に形成された第２の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上において前記第２の層内に形成された第３の層と、を含む層構造を有し、前記第３の層は、前記半導体基板の板面に沿う平面方向について少なくとも前記支持部が形成された領域部分に、前記第２の層との間の界面を凹凸形状とする凹凸形状部を有するものである。
本技術によれば、固体撮像素子上に支持部を介して透光性部材を設け固体撮像素子と透光性部材との間にキャビティを有する構成において、キャビティ内の圧力の増大に起因する応力が生じた場合であっても、固体撮像素子の層構造をなす層間の界面における剥離を防止することができる。
本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す断面図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法についての説明図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法についての説明図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。 図１におけるＡ１部分拡大図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の信頼性試験の前処理の一例を示すフロー図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置のリフロー時のパッケージ応力についてのシミュレーション結果を示す図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置のリフロー時のイメージセンサの平面応力についてのシミュレーション結果を示す図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す平面断面図である。 本技術に対する比較例の固体撮像装置の構成を示す図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像素子の変形例の構成を示す平面断面図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像素子の変形例の構成を示す平面断面図である。 本技術の第２実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す断面図である。 本技術の第２実施形態に係る固体撮像装置の変形例の構成を示す断面図である。 本技術の第２実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一例についての説明図である。 本技術の第３実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す断面図である。 本技術の第３実施形態に係る固体撮像装置の変形例の構成を示す断面図である。
本技術は、固体撮像素子上に支持部を介して透光性部材を設け固体撮像素子と透光性部材との間にキャビティを有する構成において、固体撮像素子の層構造の形状等について工夫することにより、キャビティ内の圧力の増大に起因する応力による層間剥離を防止しようとするものである。
以下、図面を参照して、本技術を実施するための形態（以下「実施形態」と称する。）を説明する。図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。また、以下の順序で実施形態の説明を行う。
１．第１実施形態
２．第１実施形態の変形例
３．第２実施形態
４．第２実施形態の変形例
５．第３実施形態
６．第３実施形態の変形例
＜１．第１実施形態＞
［固体撮像装置の構成］
本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置１の構成について、図１を用いて説明する。本実施形態に係る固体撮像装置１は、固体撮像素子としてＣＭＯＳ型のイメージセンサ２を備えたＣＭＯＳ固体撮像装置である。図１に示すように、固体撮像装置１は、イメージセンサ２と、透光性部材としてのガラス３と、イメージセンサ２上にガラス３を支持する支持部としてのリブ樹脂部４とを備える。
固体撮像装置１は、イメージセンサ２上にリブ樹脂部４を介してガラス３をマウントし、イメージセンサ２とガラス３との間にキャビティ５を有するパッケージ構造を備えている。かかる構造は、装置の小型化等を目的として採用される。
固体撮像装置１においては、イメージセンサ２の受光側の面である上面２ａに設けられたリブ樹脂部４により、イメージセンサ２に対してその上面２ａに対向するようにガラス３が支持される。これとともに、リブ樹脂部４により、イメージセンサ２とガラス３との間の周囲が封止され、イメージセンサ２とガラス３との間にキャビティ５が形成される。
固体撮像装置１においてキャビティ５をなす構成は、プラスチック等の有機材料やセラミックス等からなるインターポーザ基板６上に実装されている。インターポーザ基板６は、キャビティ５をなす構成が実装される側の板面である表面６ａと、その反対側の板面である裏面６ｂとを有する。インターポーザ基板６の表面６ａ側には、イメージセンサ２が、絶縁性または導電性のペースト７によってダイボンドされている。
イメージセンサ２は、半導体基板２０を有し（図４参照）、半導体基板２０の一方の板面側（図１において上側）を受光側とする。イメージセンサ２は、矩形板状のチップであり、一側（受光側）の板面を上面２ａとする。イメージセンサ２は、上面２ａと反対側の板面である下面２ｂをインターポーザ基板６の表面６ａに対向させ、インターポーザ基板６上にペースト７により接着されている。
このように、本実施形態に係るイメージセンサ２は、半導体基板２０の受光側に設けられたリブ樹脂部４を介してガラス３を配置させている。イメージセンサ２は、上面２ａ側において、受光領域となる画素領域２１と、画素領域の周囲に設けられる周辺領域２２とを有する（図５参照）。イメージセンサ２の具体的な構成については後述する。
ガラス３は、イメージセンサ２の受光側に、イメージセンサ２に対して所定の間隔を隔てて設けられている。ガラス３は、透明部材の一例であって、イメージセンサ２よりも一回り小さい大きさの矩形板状の部材である。
ガラス３は、平面視でイメージセンサ２の外形範囲の内側に位置するように、かつ、イメージセンサ２に対して平行状に設けられている。ガラス３は、イメージセンサ２に対向する側の板面である下面３ｂと、その反対側の面である上面３ａとを有する。ガラス３を透過した光が、イメージセンサ２の受光面に入射する。
リブ樹脂部４は、イメージセンサ２の受光側に設けられ、イメージセンサ２に対してガラス３を支持し、イメージセンサ２とガラス３との間にキャビティ５を形成する。リブ樹脂部４は、イメージセンサ２とガラス３とを互いに離間した状態で接着させる接着剤であり、イメージセンサ２とガラス３との間を閉じる封止樹脂部として機能する。リブ樹脂部４は、イメージセンサ２の上面２ａとガラス３の下面３ｂに接着されている。
リブ樹脂部４は、ガラス３の外形に沿って全周にわたって形成されており、平面視で矩形枠状をなすように設けられている。リブ樹脂部４は、平面視でガラス３の外縁に対して内側の位置に設けられている。このため、ガラス３は、その外縁部３ｃを、リブ樹脂部４から外側に張り出した張出状の部分とする。リブ樹脂部４は、イメージセンサ２の上面２ａにおいて周辺領域２２に設けられている。
リブ樹脂部４の材料は、例えば、アクリル系樹脂であるＵＶ（紫外線）硬化性樹脂等の感光性接着剤や、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはこれらの混合剤である。ただし、リブ樹脂部４の材料は、接着剤として機能する樹脂材料であれば特に限定されるものではない。リブ樹脂部４は、イメージセンサ２の上面２ａに対して、ディスペンサによる塗布や、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニング等により形成される。
以上のように、本実施形態において、リブ樹脂部４は、樹脂材料からなり、イメージセンサ２の受光側における受光領域としての画素領域２１以外の領域である周辺領域２２上に設けられている。
キャビティ５は、イメージセンサ２とガラス３との間における扁平矩形状の空間部分である。キャビティ５は、イメージセンサ２の上面２ａと、ガラス３の下面３ｂと、リブ樹脂部４の内側面４ａとにより形成されている。
固体撮像装置１において、イメージセンサ２とインターポーザ基板６とは、複数のボンディングワイヤ８により電気的に接続されている。ボンディングワイヤ８は、例えばＡｕ（金）やＣｕ（銅）からなる金属細線であり、イメージセンサ２の上面２ａに形成されたパッド電極９と、インターポーザ基板６の表面６ａに形成されたリード電極１０とを電気的に接続する。
インターポーザ基板６上のリード電極１０は、インターポーザ基板６内に形成された配線パターン等を介して、インターポーザ基板６の裏面６ｂに露出した複数の端子電極１１に接続される。各端子電極１１には、半田ボール１２が付けられている。半田ボール１２は、固体撮像装置１が適用される所定の装置において固体撮像装置１が実装される回路基板に対する電気的な接続を行うための端子となる。
また、固体撮像装置１において、インターポーザ基板６上におけるキャビティ５の外側の部分であるボンディングワイヤ８の周囲は、モールド樹脂１３により覆われて封止されている。具体的には、モールド樹脂１３は、インターポーザ基板６の表面６ａにおいてリード電極１０が形成された部分、イメージセンサ２の側面、イメージセンサ２の上面２ａにおいてパッド電極９が形成された周縁部分、リブ樹脂部４の外側面４ｂ、ガラス３の外縁部３ｃ等を覆う。モールド樹脂１３は、例えば、ケイ素酸化物を主成分とするフィラーを含有した熱硬化性樹脂である。
以上のような構成を備えた固体撮像装置１においては、ガラス３を透過した光が、キャビティ５内を通って、イメージセンサ２の画素領域２１に配された各画素２３を構成する受光素子により受光されて検出される。
［固体撮像装置の製造方法］
本実施形態に係る固体撮像装置１の製造方法の一例について、図２および図３を用いて説明する。以下に説明する固体撮像装置１の製造方法においては、複数の固体撮像装置１が同時的に製造される。
まず、図２ａに示すように、固体撮像装置１におけるインターポーザ基板６となる複数の基板部分６Ａが２次元的に連なった基板１５が用意される。この基板１５に対し、各基板部分６Ａに対応するようにイメージセンサ２をダイボンドするダイボンド工程が行われる。この工程では、図２ａに示すように、基板１５をなす各基板部分６Ａ上にペースト７によってイメージセンサ２が接着される。
次に、図２ｂに示すように、イメージセンサ２のパッド電極９とインターポーザ基板６のリード電極１０とをボンディングワイヤ８により電気的に接続するワイヤーボンド工程が行われる。
その後、図２ｃ、ｄに示すように、各イメージセンサ２上にガラス３を搭載するガラスボンド工程が行われる。この工程では、まず、図２ｃに示すように、イメージセンサ２の上面２ａにおける周辺領域２２の所定の部位に、リブ樹脂部４となる樹脂材料がディスペンサにより塗布される。ここで、リブ樹脂部４となる樹脂材料は、ディスペンサのノズルから吐出されながら平面視で矩形枠状をなすように塗布される。ただし、リブ樹脂部４は、ディスペンサによる塗布のほか、例えばフォトリソグラフィ技術を用いたパターニング等により形成されてもよい。
そして、図２ｄに示すように、イメージセンサ２上に塗布されたリブ樹脂部４上にガラス３がマウントされ、リブ樹脂部４によりガラス３がイメージセンサ２に対して所定の間隔を隔てた状態で接着される。これにより、イメージセンサ２とガラス３との間にキャビティ５が形成される。
続いて、図２ｅに示すように、インターポーザ基板６上におけるキャビティ５の外側の部分であるボンディングワイヤ８の周囲の部分をモールド樹脂１３により覆うワイヤ封止工程が行われる。モールド樹脂１３は、例えば、金型が用いられ、モールド樹脂１３をなす樹脂材料を射出することにより形成される。
次に、図３ａに示すように、インターポーザ基板６の裏面６ｂ側において半田ボール１２を形成するボールマウント工程が行われる。この工程では、図３ａに示すように、インターポーザ基板６の裏面６ｂに露出した各端子電極１１上に、モールド樹脂１３が搭載される。
そして、図３ｂに示すように、基板１５および基板１５上に構成された複数の装置要素が装置単位で分割されて個片化されるダイシング工程が行われる。この工程では、図３ｂに示すように、基板１５が基板部分６Ａ毎に分かれるように、モールド樹脂１３の部分および基板１５がダイシングブレード１６により分断されて個片化が行われる。
以上のような製造工程により、図３ｃに示すように、複数の固体撮像装置１が同時的に得られる。
［イメージセンサの構成］
本実施形態に係るイメージセンサ２の構成について、図４および図５を用いて説明する。イメージセンサ２は、シリコン等の半導体により構成された半導体基板２０を有する。イメージセンサ２は、画素領域２１と、画素領域２１の周囲に設けられた周辺領域２２とを有する。
画素領域２１は、半導体基板２０に設けられた撮像領域であり、所定の配列で設けられた複数の画素２３を有する。画素領域２１は、各画素２３における光電変換により信号電荷の生成、増幅、および読み出しを行う有効画素領域を含む。
画素２３は、光電変換機能を有する光電変換部としてのフォトダイオード２５と、複数のＭＯＳトランジスタとを有する。フォトダイオード２５は、受光面を有し、その受光面に入射した光の光量（強度）に応じた量の信号電荷を生成する。フォトダイオード２５は、半導体基板２０の厚さ方向の全域にわたるように形成されており、半導体基板２０の裏面２０ｂ側（図４において上側）から入射する光を受光する。
本実施形態では、フォトダイオード２５は、電荷（電子）を蓄積する電荷蓄積領域としてのｎ型半導体領域２６と、半導体基板２０の表裏両面に臨むように形成されたｐ型半導体領域２７とを有し、ｐｎ接合型のフォトダイオードとして構成されている。ｐ型半導体領域２７は、暗電流抑制のための正孔電荷蓄積領域として機能する。
また、画素２３は、複数のＭＯＳトランジスタとして、例えばフォトダイオード２５により生成された信号電荷の増幅、転送、選択、およびリセットをそれぞれ受け持つトランジスタを有する。フォトダイオード２５が蓄積した信号電荷（例えば電子）は、転送トランジスタ等を介して読み出され、電気信号として所定の信号線へと出力される。
複数の画素２３の間は、画素分離領域２８により電気的に分離される。画素分離領域２８は、ｐ型半導体領域として形成され、接地されている。画素分離領域２８により区画された領域に、フォトダイオード２５が設けられている。画素分離領域２８は、複数の画素２３間の境界をなすように平面視で格子状をなすように形成されている。
半導体基板２０の一方の板面である表面２０ａ側には、配線層２９が設けられている。配線層２９は、層間絶縁膜３０と、層間絶縁膜３０を介して積層される複数の配線３１とを有し、層間絶縁膜３０と配線３１とが交互に複数回積層されて形成された、いわゆる多層配線の層である。
層間絶縁膜３０は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）により形成されたシリコン酸化膜である。複数の配線３１は、層間絶縁膜３０内において互いに電気的に接続されている。配線３１は、例えば、フォトダイオード２５から電荷を読み出すための転送トランジスタ等への配線である。なお、配線層２９は、複数の配線３１を有する積層配線層であるが、これに限定されず、単層構造の配線層であってもよい。
配線層２９の半導体基板２０側と反対側には、支持基板３２が設けられている。支持基板３２は、例えば数百μｍの厚さのシリコン半導体からなる基板である。
半導体基板２０の他方の板面である裏面２０ｂ上には、反射防止膜として機能する絶縁膜である酸化膜３３が設けられている。酸化膜３３は、例えば、シリコン酸化膜等により形成されている。
酸化膜３３上には、光透過性を有する平坦化膜３４が設けられている。平坦化膜３４は、例えば、絶縁性を有する樹脂などの有機材料で形成されている。平坦化膜３４上には、カラーフィルタ層３５が形成されている。カラーフィルタ層３５上には、複数のマイクロレンズ３６を有するレンズ層３７が形成されている。マイクロレンズ３６に入射した光が、カラーフィルタ層３５や平坦化膜３４等を介してフォトダイオード２５で受光される。
カラーフィルタ層３５は、各画素２３に対応して設けられた複数のカラーフィルタ３８に区分される。各カラーフィルタ３８は、例えば、赤色、緑色、および青色のいずれかの色のフィルタ部分であり、各色の成分の光を透過させる。
マイクロレンズ３６は、いわゆるオンチップマイクロレンズであり、各画素２３のフォトダイオード２５に対応して形成されている。マイクロレンズ３６は、外部からの入射光を、対応する画素２３のフォトダイオード２５に集光する。マイクロレンズ３６をなすレンズ層３７は、例えば、樹脂などの有機材料により、イメージセンサ２の表面の全体を覆うように形成される。
また、半導体基板２０の裏面２０ｂ側には、酸化膜３３を介して、遮光膜３９が設けられている。遮光膜３９は、フォトダイオード２５に対する入射光の一部を遮光する。遮光膜３９は、酸化膜３３上において、互いに隣接する画素２３間の境界に沿って形成され、画素間遮光部として設けられている。したがって、遮光膜３９は、半導体基板２０内の画素分離領域２８の上方に位置する。
遮光膜３９は、平面視において画素２３の略正方形状の外形に沿う直線状をなす層部分（突条部分）として形成されており、断面視において酸化膜３３上にて凸形状をなす。つまり、遮光膜３９は、平面視で格子状に形成されており、各フォトダイオード２５の上方を開口させ、フォトダイオード２５に対する光の入射経路を確保している（図９参照）。
遮光膜３９は、酸化膜３３上において平坦化膜３４内に設けられており、平坦化膜３４により被覆されている。したがって、遮光膜３９と平坦化膜３４とは、形状的には層厚方向に噛合した態様となり、部分的に層厚方向について共通の位置に存在するように形成されている。
遮光膜３９は、光を遮光する遮光材料により形成されている。遮光膜３９を構成する材料としては、遮光性が強く、例えばエッチングで精度良く加工できるように、微細加工に適した材料が好ましい。こうした特性を有する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）等の金属が挙げられる。また、遮光膜３９は、例えば、チタン膜とタングステン膜による積層膜、あるいは窒化チタン（ＴｉＮ）とタングステン膜による積層膜等として形成される。
以上のように、本実施形態のイメージセンサ２は、半導体基板２０に対して、配線層２９が設けられる表面２０ａ側と反対側である裏面２０ｂ側に、カラーフィルタ層３５およびマイクロレンズ３６が設けられた裏面照射型の構成を有する。そして、イメージセンサ２は、半導体基板２０とカラーフィルタ層３５との間において、互いに隣接する画素２３間の境界部分に、画素間遮光部としての遮光膜３９を備える。
なお、本実施形態のイメージセンサ２は、裏面照射型であるが、半導体基板２０に対して光が入射する側に配線層が設けられる表面照射型であってもよい。表面照射型の構成の場合、例えば、半導体基板２０に対して、半導体基板２０の一側に設けられる配線層を介して配線層と同じ側に、カラーフィルタ層やマイクロレンズが形成され、配線層上に、酸化膜３３のような絶縁膜を介して、遮光膜３９のような遮光膜が設けられる。
以上のような構成のイメージセンサ２を備えた固体撮像装置１においては、図５に示すように、周辺領域２２において、イメージセンサ２の表面層となるレンズ層３７の表面３７ａ上に、リブ樹脂部４およびモールド樹脂１３が形成されている。
以上のような構成を備えた本実施形態に係る固体撮像装置１においては、例えば、装置の信頼性試験の前処理として、吸湿処理およびリフロー処理が行われる。ここで、信頼性試験の前処理の一例について、図６を用いて説明する。
図６に示すように、信頼性試験の前処理では、まず、リセットベークとして、固体撮像装置１に対して、例えばＮ２等の不活性ガス雰囲気下でのベーク処理が行われる（Ｓ１０）。ここでは、例えば、１２５℃の温度下で２４時間のベーク処理が行われる。
次に、固体撮像装置１に対して、吸湿処理が行われる（Ｓ２０）。ここでは、例えば、温度６０℃、湿度９０％ＲＨの吸湿条件下にて１９２時間の吸湿処理が行われる。
次に、固体撮像装置１に対して、リフロー処理が行われる（Ｓ３０）。ここでは、例えば、最大温度２６０℃でのリフロー処理が３回行われる。
以上のような前処理が行われた後、装置の信頼性試験として各種試験が行われる（Ｓ４０）。
このように、固体撮像装置１に対して上述したような前処理が行われると、リフロー時（Ｓ３０）においてキャビティ５内の水蒸気圧が大きくなり、パッケージ構造に応力が加わることになる。
ここで、リフロー時において固体撮像装置１に作用する応力のシミュレーション結果について、図７および図８を用いて説明する。図７ａは、前処理を受ける前の固体撮像装置１についての断面を示すシミュレーション図であり、図７ｂは、リフロー時における固体撮像装置１の状態を示すシミュレーション図である。
前処理において、リフロー処理（Ｓ３０）が行われることで、キャビティ５内の水蒸気圧が大きくなり、パッケージ構造は、キャビティ５の内圧による応力の作用を受ける。かかる応力は、主にキャビティ５を膨張させる方向、つまりイメージセンサ２とガラス３とを互いに離間させる方向に作用する。具体的には、固体撮像装置１は、図７ａに示す状態から、図７ｂに示すように、キャビティ５を形成するイメージセンサ２およびガラス３の中央部から上下に膨出変形するような応力の作用を受ける（矢印Ｃ１参照）。
このようにパッケージ構造において生じる応力は、イメージセンサ２の表面部に接着されているリブ樹脂部４に重点的に作用する。図８は、固体撮像装置１のリフロー時のイメージセンサ２の平面応力についてのシミュレーション結果を示す図である。図８から、イメージセンサ２においては、平面視で矩形枠状をなすリブ樹脂部４の形状に沿って、応力が他の部分に対して相対的に大きい部分が存在しており、リブ樹脂部４の形成部位に集中的に応力が作用していることがわかる。
このようにリブ樹脂部４の形成部位に集中的に作用する応力は、ガラス３側を上方とした場合にリブ樹脂部４の下方に位置するイメージセンサ２の層構造において、比較的密着力の弱い層間の界面で剥離を生じさせる原因となる。こうした剥離が生じやすくなる要因の一つには、層間の熱膨張係数の差違がある。
比較的密着力の弱い界面をなす層の組合せとしては、例えば、本実施形態のイメージセンサ２において、金属膜である遮光膜３９と、有機材料により形成された有機膜である平坦化膜３４との組合せがある。つまり、前処理のリフロー時において、パッケージ構造に作用する応力により、イメージセンサ２では、遮光膜３９と平坦化膜３４との間の界面で剥離が生じる懸念がある。
そこで、本実施形態に係る固体撮像装置１は、次のような構成を備える。イメージセンサ２は、半導体基板２０の受光側に設けられた層構造として、第１の層としての酸化膜３３と、酸化膜３３とは異なる材料により酸化膜３３上に形成された第２の層としての平坦化膜３４と、酸化膜３３とは異なる材料により酸化膜３３上において平坦化膜３４内に形成された第３の層としての遮光膜３９とを含む層構造を有する。このように、本実施形態では、第１の層は、酸化膜３３であり、第２の層は、有機材料により形成された平坦化膜３４であり、第３の層は、金属材料により形成された遮光膜３９である。
そして、図５に示すように、リブ樹脂部４の下方の部位となる周辺領域２２において、遮光膜３９は、半導体基板２０の板面に沿う平面方向について少なくともリブ樹脂部４が形成された領域部分に、平坦化膜３４との間の界面を凹凸形状とする凹凸形状部４０を有する。ここで、リブ樹脂部４が形成された領域部分は、図５において符号Ｄ１で示すように、イメージセンサ２の板厚方向へのリブ樹脂部４の投影範囲の部分であり、平面視においてリブ樹脂部４の形成領域と重なる部分となる。
図５に示すように、本実施形態のイメージセンサ２では、周辺領域２２においても、画素領域２１と同様の層構造が存在する。具体的には、周辺領域２２において、酸化膜３３上には、遮光膜３９が形成されており、遮光膜３９を被覆するように、平坦化膜３４が形成されている。また、平坦化膜３４上には、カラーフィルタ層３５が存在し、カラーフィルタ層３５上には、レンズ層３７が存在する。周辺領域２２において、レンズ層３７は、マイクロレンズ３６をなす材料により形成された層部分である。
以下の説明では、周辺領域２２において層構造をなす各層部分について、酸化膜３３による層部分を酸化膜部３３Ａとし、遮光膜３９による層部分を遮光膜部３９Ａとし、平坦化膜３４による層部分を平坦化膜部３４Ａとし、カラーフィルタ層３５による層部分をカラーフィルタ層部３５Ａとし、レンズ層３７による層部分をレンズ層部３７Ａとする。レンズ層部３７Ａは、レンズ層３７においてマイクロレンズ３６を形成する部分の外側の層部分となる。そして、リブ樹脂部４の下側においては、イメージセンサ２の層構造として、上から順に、レンズ層部３７Ａ、カラーフィルタ層部３５Ａ、平坦化膜部３４Ａ、遮光膜部３９Ａ、酸化膜部３３Ａが存在する。
このような構成において、凹凸形状部４０は、遮光膜部３９Ａにより形成されている。遮光膜部３９Ａは、平面視において画素２３の配列方向に沿う直線状をなす層部分（突条部分）として形成されており（図９参照）、側面断面視において酸化膜３３上にて凸形状をなす（図５参照）。遮光膜部３９Ａは、平面視において、画素２３の二次元的な配列方向、つまり第１の方向（図９において上下方向）およびこれに直交する第２の方向（図９において左右方向）に沿って格子状に形成されている。
したがって、遮光膜部３９Ａとしては、第１の方向に沿う第１遮光膜部３９Ａ１と、第２の方向に沿う第２遮光膜部３９Ａ２とがそれぞれ所定の間隔を隔てて平行状に複数形成されている。遮光膜部３９Ａの配置間隔は特に限定されるものではないが、遮光膜部３９Ａは例えば１μｍピッチで形成される。
遮光膜部３９Ａは、画素領域２１における遮光膜３９と同様に、酸化膜３３上において平坦化膜部３４Ａ内に設けられており、平坦化膜部３４Ａにより被覆されている。したがって、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａとは、形状的には層厚方向に噛合した態様となり、部分的に層厚方向について共通の位置に存在するように形成されている。なお、図９は、図５におけるＢ−Ｂ位置の端面断面図に相当する。
また、周辺領域２２において、複数の第１遮光膜部３９Ａ１に対し、画素領域２１側（図５において右側）の位置には、略一定の幅を有する他の複数の第１遮光膜部３９Ａ１よりも幅が広い幅広遮光膜部３９Ａｗが形成されている。幅広遮光膜部３９Ａｗは、第１遮光膜部３９Ａ１に対して平行状に、画素領域２１側に位置する第１遮光膜部３９Ａ１に対して所定の間隔を隔てた位置に、第１の方向に沿う直線状の突条部として形成されている。また、幅広遮光膜部３９Ａｗには、画素領域２１において第２の方向に沿う遮光膜３９の周辺領域２２側の端部が繋がっている。遮光膜部３９Ａの高さは、全体として略一定であり、画素領域２１における遮光膜３９の高さと同一あるいは略同一である。
遮光膜部３９Ａは、図９に示すように、格子状に形成されており、酸化膜３３上において升目状の開口部３９ｃを形成する。各開口部３９ｃは、平面視で略正方形状を有する。
本実施形態では、図９に示すように、周辺領域２２の遮光膜部３９Ａは、画素領域２１の遮光膜３９に対して格子の目が細かくなるように形成されている。つまり、第１の方向および第２の方向それぞれについて隣り合う遮光膜部３９Ａ同士の間隔は、画素領域２１において画素境界に沿って格子状に形成された遮光膜３９の配置間隔に対して狭くなっている。したがって、周辺領域２２において格子状に形成された遮光膜部３９Ａによる開口部３９ｃは、画素領域２１において格子状に形成された遮光膜３９による開口部３９ｄよりも小さい。ただし、遮光膜部３９Ａの格子の目の大きさは、遮光膜３９の格子の目よりも大きく（粗く）てもよく、同程度であってもよい。
このように遮光膜部３９Ａが格子状に配された構成を有する凹凸形状部４０においては、遮光膜部３９Ａの部分が凸部となり、開口部３９ｃの部分が凹部となる。凹凸形状部４０により、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａとの界面の形状が凹凸形状となる。
また、遮光膜部３９Ａは、その延設方向に対する横断面形状として、イメージセンサ２の受光側（図５において上側）を上側とした場合、下側から上側にかけて先細りの略テーパ状の断面形状を有する。詳細には、遮光膜部３９Ａは、略テーパ状の横断面形状をなす面として、幅方向両側の傾斜面３９ｓ，３９ｓと、上側の端面３９ｔとを有し、幅狭の台形状ないしは截頭二等辺三角形状の横断面形状を有する。
また、本実施形態において、凹凸形状部４０は、酸化膜３３の表面を部分的に覆うように形成されている。凹凸形状部４０をなす複数の遮光膜部３９Ａは、酸化膜部３３Ａの表面３３ａを部分的に被覆している。凹凸形状部４０において、遮光膜部３９Ａ以外の部分は、平坦化膜部３４Ａを除いた場合に酸化膜部３３Ａの表面３３ａが露出する部分となり、かかる部分においては、酸化膜部３３Ａの表面３３ａ上に平坦化膜部３４Ａが存在する。つまり、凹凸形状部４０において、凹部としての開口部３９Ｃは、貫通状の開口部として形成されている。
ただし、凹凸形状部４０としては、開口部３９Ｃが酸化膜部３３Ａまで貫通することなく窪み状の有底凹部として形成された部分であってもよい。つまり、凹凸形状部４０としては、遮光膜３９の膜厚方向について部分的に、遮光膜３９の上側に凹凸形状をなすように形成された部分であってもよい。この場合、遮光膜３９は、第１の方向および第２の方向それぞれに延設され格子状をなす突条部と、突条部の下側の部分となる層部分とを有し、格子状の突条部によって矩形状の窪み部が形成されることになる。
以上のような構成を備えた本実施形態に係るイメージセンサ２およびそれを備えた固体撮像装置１によれば、イメージセンサ２上にリブ樹脂部４を介してガラス３を設けイメージセンサ２とガラス３との間にキャビティ５を有する構成において、キャビティ５内の圧力の増大に起因する応力が生じた場合であっても、イメージセンサ２の層構造をなす層間の界面における剥離を防止することができる。
本実施形態では、イメージセンサ２におけるリブ樹脂部４の下方の層構造において、格子状に形成された遮光膜部３９Ａによる凹凸形状部４０により、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａの層間の界面の形状が凹凸化され、アンカー効果によって層同士の密着性を強化することができる。つまり、凹凸形状部４０によって遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａとの間でアンカー効果による機械的結合の作用が得られ、層同士の密着性を向上することができる。また、凹凸形状部４０によれば、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａの界面の面積を増加させることができるので、各層をなす材料同士の化学的結合の作用により、層同士の密着性を向上することができる。
ここで、本実施形態に係る固体撮像装置１に対する比較例の構成として、図１０ａ、ｂに示すように、遮光膜３９が凹凸形状部４０を有さない構成を想定する。この比較例の構成においては、周辺領域２２において、遮光膜３９として、平坦な層状の遮光膜部３９Ｘが形成されている。つまり、比較例の構成において、遮光膜部３９Ｘと平坦化膜部３４Ａとの層間の界面の大部分は、平坦面である遮光膜部３９Ｘの上面３９ｅとなっている。なお、図１０ｂは、図１０ａにおけるＥ−Ｅ位置の端面断面図に相当する。
このような比較例の構成においては、遮光膜部３９Ｘが平坦パターンであるため、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａとの間の密着性が弱くなる。このため、上述したような前処理のリフロー時において、パッケージ構造に作用する応力により、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａとの間の界面で剥離が生じる懸念がある。具体的には、この比較例の構成においては、図１０ａに示すように、応力が集中的に作用するリブ樹脂部４の下方において、主に、遮光膜部３９Ｘの上面３９ｅとこれに対する平坦化膜部３４Ａの下面３４ｅとの間で剥離が生じやすくなる（破線楕円Ｆ１で示す部分参照）。
これに対し、本実施形態に係る固体撮像装置１によれば、上述したように、遮光膜部３９Ａが凹凸形状部４０を有することで、機械的結合と化学的結合の組合せによる密着性向上の作用を得ることができる。これにより、リブ樹脂部４の下方における層構造のロバスト化を達成することができ、前処理のリフロー時においてパッケージ構造に応力が作用することによっても、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａとの層間の界面における剥離を防止することができる。
また、本実施形態に係る固体撮像装置１は、遮光膜３９において凹凸形状部４０を設ける構成を採用したものであることから、イメージセンサ２の製造工程を増加させたり、イメージセンサ２の画素特性に影響を及ぼしたりすることなく、現行のプロセスを維持しながら、リブ樹脂部４の下方の層構造の層間密着性強化を達成することができる。具体的には次のとおりである。
すなわち、遮光膜３９と平坦化膜３４との間の密着性を向上させるためには、これらの層間に例えば酸化膜等の他の層を介在させることが考えられる。しかしながら、遮光膜３９と平坦化膜３４との間に他の層を介在させると、その他の層を形成する分、イメージセンサ２の製造工程の工程数が増加する。また、他の層を新たに追加すると、イメージセンサ２におけるトータルの成膜量が変化するため、画素特性を保持する観点から、膜厚管理の関係上、層構造の再設計をする必要が生じる。そこで、本実施形態に係る固体撮像装置１によれば、これらの工程増や層構造の再設計等を要することなく、上述したような作用効果を得ることができる。
また、本実施形態に係る固体撮像装置１によれば、リブ樹脂部４の下方における層間の密着性を向上させるに際し、カラーフィルタ層３５におけるフィルタパターンを変える必要がない。このため、例えば高輝度光源を撮影した場合に生じる筋状画素欠陥いわゆるフレアの懸念がない。
本実施形態に係るイメージセンサ２によれば、本実施形態に係る固体撮像装置１のように、周辺領域２２上にガラス３を支持するためのリブ樹脂部４が設けられる装置に適用された際、上述のとおり前処理のリフロー時においてパッケージ構造に応力が作用することによっても、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａの密着性を向上することができ、これらの層間の界面における剥離を防止することができる。
＜２．第１実施形態の変形例＞
遮光膜３９が有する凹凸形状部４０の平面視形状としては、図６に示すような格子状のほか、種々の態様を採用することができる。以下では、本実施形態に係る固体撮像装置１について、イメージセンサ２が有する凹凸形状部４０の変形例として、凹凸をなす形状部分の平面視形状のバリエーションについて説明する。なお、図１１および図１２の各図に示す平面断面図は、図５におけるＢ−Ｂ位置に相当する位置の端面断面図である。
（変形例１）
変形例１では、図１１ａに示すように、遮光膜３９による凹凸形状部４０は、平面視形状として、縦縞パターン（垂直パターン）の形状を有する。具体的には、イメージセンサ２は、周辺領域２２において凹凸形状部４０を形成する部分として、第１の方向に沿う複数の直線状の遮光膜部３９Ｈを有する。複数の遮光膜部３９Ｈは、所定の間隔を隔てて平行状に形成されている。遮光膜部３９Ｈの配置間隔は特に限定されるものではないが、例えば１μｍ程度である。
また、周辺領域２２において、複数の遮光膜部３９Ｈに対し、画素領域２１側（図１１ａにおいて右側）の位置には、略一定の幅を有する複数の遮光膜部３９Ｈよりも幅が広い幅広遮光膜部３９Ｈｗが形成されている。幅広遮光膜部３９Ｈｗは、画素領域２１側に位置する遮光膜部３９Ｈに対して所定の間隔を隔てた位置に、第１の方向に沿う直線状の突条部として形成されている。幅広遮光膜部３９Ｈｗには、画素領域２１において第２の方向に沿う遮光膜３９の周辺領域２２側の端部が繋がっている。
（変形例２）
変形例２では、図１１ｂに示すように、遮光膜３９による凹凸形状部４０は、平面視形状として、横縞パターン（水平パターン）の形状を有する。具体的には、イメージセンサ２は、周辺領域２２において凹凸形状部４０を形成する部分として、第２の方向に沿う複数の直線状の遮光膜部３９Ｊを有する。複数の遮光膜部３９Ｊは、所定の間隔を隔てて平行状に形成されている。遮光膜部３９Ｊの配置間隔は特に限定されるものではないが、例えば１μｍ程度である。
また、周辺領域２２において、変形例１における幅広遮光膜部３９Ｈｗと同様に、画素領域２１において第２の方向に沿う遮光膜３９の周辺領域２２側の端部が繋がる幅広遮光膜部３９Ｊｗが形成されている。幅広遮光膜部３９Ｊｗには、複数の遮光膜部３９Ｊの画素領域２１側（図１１ｂにおいて右側）の端部が繋がっている。また、複数の遮光膜部３９Ｊの画素領域２１側と反対側（図１１ｂにおいて左側、以下「反画素領域側」という。）には、第１の方向に沿う直線状の遮光膜部３９Ｋが形成されている。遮光膜部３９Ｋには、複数の遮光膜部３９Ｊの反画素領域側の端部が繋がっている。したがって、変形例２において、隣り合う遮光膜部３９Ｊと幅広遮光膜部３９Ｊｗと遮光膜部３９Ｋとにより、遮光膜部３９Ｊの伸延方向に沿う長方形状の開口部３９Ｊａが形成されている。
（変形例３）
変形例３では、図１１ｃに示すように、遮光膜３９による凹凸形状部４０は、平面視形状として、斜めパターンの形状を有する。具体的には、イメージセンサ２は、周辺領域２２において凹凸形状部４０を形成する部分として、第１の方向および第２の方向に対して傾斜した所定の傾斜方向に沿う複数の直線状の傾斜遮光膜部３９Ｌを有する。複数の傾斜遮光膜部３９Ｌは、所定の間隔を隔てて平行状に形成されている。傾斜遮光膜部３９Ｌの配置間隔は特に限定されるものではないが、例えば１μｍ程度である。
また、周辺領域２２において、変形例１における幅広遮光膜部３９Ｈｗと同様に、画素領域２１において第２の方向に沿う遮光膜３９の周辺領域２２側の端部が繋がる幅広遮光膜部３９Ｌｗが形成されている。幅広遮光膜部３９Ｌｗには、複数の傾斜遮光膜部３９Ｌの画素領域２１側（図１１ｃにおいて右側）の端部が繋がっている。また、複数の傾斜遮光膜部３９Ｌの反画素領域側には、第１の方向に沿う直線状の遮光膜部３９Ｍが形成されている。遮光膜部３９Ｍには、複数の傾斜遮光膜部３９Ｌの反画素領域側の端部が繋がっている。したがって、変形例３において、隣り合う傾斜遮光膜部３９Ｌと幅広遮光膜部３９Ｌｗと遮光膜部３９Ｍとにより、傾斜遮光膜部３９Ｌの伸延方向に沿う平行四辺形状の開口部３９Ｌａが形成されている。なお、図示は省略するが、凹凸形状部４０の斜めパターンとしては、複数の傾斜遮光膜部３９Ｌが図１１ｃに示す傾斜方向と逆向き（図において右上がり）に傾斜したものであってもよい。
（変形例４）
変形例４では、図１１ｄに示すように、遮光膜３９による凹凸形状部４０は、平面視形状として、斜め格子パターンの形状を有する。具体的には、イメージセンサ２は、周辺領域２２において凹凸形状部４０を形成する部分として、第１の方向および第２の方向に対して傾斜した第１の傾斜方向に沿う複数の直線状の第１傾斜遮光膜部３９Ｎと、第１の傾斜方向に対して反対向きに傾斜した第２の傾斜方向に沿う複数の直線状の第２傾斜遮光部３９Ｏとを有する。複数の第１傾斜遮光膜部３９Ｎおよび第２傾斜遮光部３９Ｏは、それぞれ所定の間隔を隔てて平行状に形成されており、格子状をなす。第１傾斜遮光膜部３９Ｎおよび第２傾斜遮光部３９Ｏそれぞれの配置間隔は特に限定されるものではないが、例えば１μｍ程度である。
また、周辺領域２２において、変形例１における幅広遮光膜部３９Ｈｗと同様に、画素領域２１において第２の方向に沿う遮光膜３９の周辺領域２２側の端部が繋がる幅広遮光膜部３９Ｎｗが形成されている。幅広遮光膜部３９Ｎｗには、複数の第１傾斜遮光膜部３９Ｎおよび第２傾斜遮光部３９Ｏの画素領域２１側（図１１ｄにおいて右側）の端部が繋がっている。また、複数の第１傾斜遮光膜部３９Ｎおよび第２傾斜遮光部３９Ｏの反画素領域側には、第１の方向に沿う直線状の遮光膜部３９Ｐが形成されている。遮光膜部３９Ｐには、複数の第１傾斜遮光膜部３９Ｎおよび第２傾斜遮光部３９Ｏの反画素領域側の端部が繋がっている。変形例４において、第１傾斜遮光膜部３９Ｎ、第２傾斜遮光部３９Ｏ、幅広遮光膜部３９Ｎｗ、および遮光膜部３９Ｐにより、菱形状あるいは菱形の一部形状（三角形状など）の開口部３９Ｎａが形成されている。
（変形例５）
変形例５では、図１２ａに示すように、遮光膜３９による凹凸形状部４０は、平面視形状として、ジグザグパターンの形状を有する。具体的には、イメージセンサ２は、周辺領域２２において凹凸形状部４０を形成する部分として、第１の方向および第２の方向に沿うジグザグ状（階段状）の複数の屈曲遮光膜部３９Ｑを有する。複数の屈曲遮光膜部３９Ｑは、所定の間隔を隔てて平行状に形成されている。屈曲遮光膜部３９Ｑの配置間隔は特に限定されるものではないが、例えば１μｍ程度である。
また、周辺領域２２において、変形例１における幅広遮光膜部３９Ｈｗと同様に、画素領域２１において第２の方向に沿う遮光膜３９の周辺領域２２側の端部が繋がる幅広遮光膜部３９Ｑｗが形成されている。幅広遮光膜部３９Ｑｗには、複数の屈曲遮光膜部３９Ｑの画素領域２１側（図１２ａにおいて右側）の端部が繋がっている。また、複数の屈曲遮光膜部３９Ｑの反画素領域側には、第１の方向に沿う直線状の遮光膜部３９Ｒが形成されている。遮光膜部３９Ｒには、複数の屈曲遮光膜部３９Ｑの反画素領域側の端部が繋がっている。したがって、変形例５において、隣り合う屈曲遮光膜部３９Ｑと幅広遮光膜部３９Ｑｗと遮光膜部３９Ｒとにより、屈曲遮光膜部３９Ｑの屈曲形状に沿うジグザグ状の開口部３９Ｑａが形成されている。なお、凹凸形状部４０のジグザグパターンとしては、図１２ａに示すパターンに限定されず、適宜の屈曲形状を有するものが適用可能である。
（変形例６）
変形例６では、図１２ｂに示すように、遮光膜３９による凹凸形状部４０は、平面視形状として、四角形状のドットパターンを有する。具体的には、イメージセンサ２は、周辺領域２２において凹凸形状部４０を形成する部分として、四角形状の複数の矩形遮光膜部３９Ｓを有する。複数の矩形遮光膜部３９Ｓは、画素配列に沿って第１の方向および第２の方向について所定の間隔を隔てて整然と配列形成されている。図１２ｂに示す例では、矩形遮光膜部３９Ｓは、周辺領域２２における格子状の遮光膜３９による矩形状の開口部３９ｄよりも小さい。矩形遮光膜部３９Ｓの配置間隔は特に限定されるものではないが、例えば１μｍ程度である。
また、周辺領域２２において、変形例１における幅広遮光膜部３９Ｈｗと同様に、画素領域２１において第２の方向に沿う遮光膜３９の周辺領域２２側の端部が繋がる幅広遮光膜部３９ｗが形成されている。なお、矩形遮光膜部３９Ｓの形状としては、例えば長方形状であってもよい。
（変形例７）
変形例７では、図１２ｂに示す変形例６との対比において、図１２ｃに示すように、遮光膜３９による凹凸形状部４０は、平面視形状として、菱形形状のドットパターンを有する。具体的には、イメージセンサ２は、周辺領域２２において凹凸形状部４０を形成する部分として、菱形状の複数の菱形遮光膜部３９Ｔを有する。複数の菱形遮光膜部３９Ｔは、画素配列に沿って第１の方向および第２の方向について所定の間隔を隔てて整然と配列形成されている。菱形遮光膜部３９Ｔの配置間隔は特に限定されるものではないが、例えば１μｍ程度である。
（変形例８）
変形例８では、図１２ｂに示す変形例６との対比において、図１２ｄに示すように、遮光膜３９による凹凸形状部４０は、平面視形状として、円形状のドットパターンを有する。具体的には、イメージセンサ２は、周辺領域２２において凹凸形状部４０を形成する部分として、円形状の複数の円形遮光膜部３９Ｕを有する。複数の円形遮光膜部３９Ｕは、画素配列に沿って第１の方向および第２の方向について所定の間隔を隔てて整然と配列形成されている。円形遮光膜部３９Ｕの配置間隔は特に限定されるものではないが、例えば１μｍ程度である。
以上のような各変形例の構成によっても、上述したような作用効果を得ることができる。また、凹凸形状部４０をなす部分として形成される突条部の配置間隔や凹部の深さ寸法等は、酸化膜３３、平坦化膜３４および遮光膜３９の材質や層構造等により、平坦化膜３４と遮光膜３９との層間を密着させるべく最適なアンカー効果が得られるように設定される。
＜３．第２実施形態＞
本技術の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態に係る固体撮像装置は、第１実施形態との対比において、遮光膜３９の下側の酸化膜３３においても凹凸形状部が形成されている点で異なる。
図１３に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置において、酸化膜３３は、酸化膜部３３Ａにおいて、凹凸形状部４０の凹部である開口部３９ｃに連続する凹状部５１を有する。これに応じて、平坦化膜３４は、平坦化膜部３４Ａにおいて、遮光膜３９側、つまり下側に、開口部３９ｃを介して凹状部５１を埋めることで形成された凸形状部６１を有する。なお、図１３は、図５と同様に図１におけるＡ１部分に相当する部分の拡大図である。
凹状部５１は、酸化膜３３の上側に遮光膜３９および平坦化膜３４が形成された層構造において、遮光膜部３９Ａによる開口部３９ｃの開口形状を下側に延ばすように、酸化膜部３３Ａの上側に凹部として形成されている。凹状部５１は、周辺領域２２の酸化膜部３３Ａにおいて、平面的には、格子状の遮光膜部３９Ａによる開口部３９ｃの形状に沿って形成されている。したがって、凹状部５１は、平面視において、酸化膜３３上において升目状に形成された開口部３９ｃに対応して、略正方形状を有し、升目状に配置形成されている。
凸形状部６１は、平坦化膜部３４Ａにおいて凹状部５１を塞ぐ部分であり、凹状部５１の凹形状と同一の凸形状を有する部分である。したがって、凸形状部６１は、酸化膜部３３Ａの表面３３ａに対する合わせ面となる平坦化膜部３４Ａの下面３４ａに対して、下側（酸化膜３３側）を凸側とする立方体状ないし直方体状の突起部分である。
本実施形態では、凹状部５１は、酸化膜３３、遮光膜３９、および平坦化膜３４を含む層構造の断面視で、他の凹状部５１とともに鍵状の凹凸形状をなす掘り込み部である。具体的には、各凹状部５１は、断面形状として、上側を開口側とした矩形状に沿う形状を有する。したがって、凹状部５１は、矩形状に沿う断面形状をなす面として、底面５１ａと、これに対して直角をなす互いに平行な側壁面５１ｂ，５１ｂとを有する。
酸化膜部３３Ａに複数の凹状部５１が形成された構成においては、酸化膜部３３Ａは、第１の方向および第２の方向の各方向に沿う直線状の突条部３４Ｘを有する。これらの突条部３４Ｘは、遮光膜部３９Ａの平面視形状に沿って、第１の方向および第２の方向に沿う格子状に形成されている。突条部３４Ｘの幅は、遮光膜部３９Ａの底面の幅と略同じである。したがって、遮光膜部３９Ａの傾斜面３９ｓと、突条部３４Ｘの側面となる側壁面５１ｂとは、互いに屈曲状に連続している。
このように、本実施形態では、イメージセンサ２の層構造の断面視において、酸化膜部３３Ａの凹状部５１および平坦化膜部３４Ａの凸形状部６１により、これらの層間の界面の断面形状が、鍵状の凹凸形状、言い換えると矩形波状の凹凸形状となっている。
本実施形態に係るイメージセンサ２およびそれを備えた固体撮像装置１によれば、イメージセンサ２の層構造をなす層間の界面における剥離を効果的に防止することができる。
具体的には、本実施形態では、イメージセンサ２におけるリブ樹脂部４の下方の層構造において、開口部３９ｃに連続するように形成された凹状部５１による凹凸形状により、酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａの層間の界面の形状が凹凸化され、アンカー効果によって層同士の密着性を強化することができる。つまり、凹状部５１によって酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａとの間でアンカー効果による機械的結合の作用が得られ、層同士の密着性を向上することができる。また、凹状部５１によれば、酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａの界面の面積を増加させることができるので、各層をなす材料同士の化学的結合の作用により、層同士の密着性を向上することができる。
このように、本実施形態に係る固体撮像装置によれば、凹凸形状部４０による遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａとの間における機械的結合と化学的結合の組合せによる密着性向上の作用に加え、凹状部５１により、平坦化膜部３４Ａと酸化膜部３３Ａとの間において、機械的結合と化学的結合の組合せによる密着性向上の作用を得ることができる。これにより、リブ樹脂部４の下方における層構造の更なるロバスト化を達成することができ、前処理のリフロー時においてパッケージ構造に応力が作用することによっても、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａとの層間の界面における剥離を効果的に防止することができる。
＜４．第２実施形態の変形例＞
本実施形態に係る固体撮像装置の変形例について、図１４を用いて説明する。図１４に示すように、この変形例においては、酸化膜部３３Ａに形成された凹状部５２は、酸化膜３３、遮光膜３９、および平坦化膜３４を含む層構造の断面視で、この層構造の厚さ方向（図１４における上下方向）について、イメージセンサ２の受光側（図１４における上側）から反対側（同下側）にかけて徐々に幅を広くする台形状の溝形状を有する。
具体的には、各凹状部５２は、断面形状として、上側を開口側とした台形状に沿う形状を有する。したがって、凹状部５２は、台形状に沿う断面形状をなす面として、底面５２ａと、互いの間の間隔を上側（開口側）から下側にかけて徐々に広くする傾斜状の側壁面５２ｂ，５２ｂとを有する。
酸化膜部３３Ａに複数の凹状部５２が形成された構成においては、酸化膜部３３Ａは、第１の方向および第２の方向の各方向に沿う直線状の突条部３４Ｙを有する。これらの突条部３４Ｙは、遮光膜部３９Ａの平面視形状に沿って、第１の方向および第２の方向に沿う格子状に形成されている。突条部３４Ｙは、下側から上側にかけて徐々に幅を広げた逆台形状（逆テーパ状）の横断面形状を有する。突条部３４Ｙの上面の幅は、遮光膜部３９Ａの底面の幅と略同じである。したがって、遮光膜部３９Ａの傾斜面３９ｓと、突条部３４Ｙの側面となる側壁面５２ｂとは、互いに屈曲状に連続している。
凹状部５２は、図１３に示す凹状部５１と同様に、遮光膜部３９Ａによる開口部３９ｃの開口形状を下側に延ばすように酸化膜部３３Ａの上側に形成されており、平面的には開口部３９ｃに対応して、略正方形状を有し、升目状に配置形成されている。また、平坦化膜部３４Ａにおいて凹状部５２を埋めることで形成された凸形状部６２は、図１３に示す凸形状部６１と同様に、平坦化膜部３４Ａにおいて凹状部５２を塞ぐ部分であり、凹状部５２の凹形状と同一の凸形状を有する部分である。
このように、この変形例では、イメージセンサ２の層構造の断面視において、酸化膜部３３Ａの凹状部５２および平坦化膜部３４Ａの凸形状部６２により、これらの層間の界面の断面形状が、噛合の奥側を広げた逆台形状同士の凹凸形状となっている。
このような構成によれば、凹状部５２によって酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａとの間でアンカー効果による機械的結合の作用を向上させることができ、層同士の密着性を向上することができる。これにより、遮光膜部３９Ａと平坦化膜部３４Ａとの層間の界面における剥離に対してより強固な層同士の結合作用を得ることができ、より効果的に剥離を防止することが可能となる。
なお、本実施形態においても、第１実施形態において示した凹凸形状部４０の変形例としての平面視形状の各種バリエーションを適用することができる。そして、各バリエーションでは、遮光膜部の開口部等、遮光膜部が存在しない部位に対応して、酸化膜部３３Ａにおいて凹状部５１・５２が形成される。
［イメージセンサの製造方法］
本実施形態に係るイメージセンサ２の製造方法の一例について、図１５を用いて説明する。ここでは、図１４に示すように酸化膜部３３Ａにおいて逆テーパ状の凹状部５２を有する変形例の構成についての製造方法について説明する。
図１５ａに示すように、イメージセンサ２の製造過程において、半導体基板２０の裏面２０ｂ側に形成された酸化膜３３上に（図４参照）、遮光膜３９となる金属膜７１が形成される。金属膜７１は、アルミニウムやタングステン等の金属材料によって膜を形成する成膜工程により形成される。成膜工程では、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、メッキ処理等が用いられ、所定の金属材料による金属膜７１が形成される。
成膜工程の後、図１５ａに示すように、成膜工程によって形成した金属膜７１上に選択的にレジストマスク７２を形成するマスク工程が行われる。マスク工程では、レジストマスク７２が、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニングにより形成される。レジストマスク７２は、画素領域２１においては、遮光膜３９に対応する部位に形成され、周辺領域２２においては、遮光膜部３９Ａに対応する部位に形成される。レジストマスク７２の材料としては、公知のレジスト材料を用いることができる。
次に、図１５ｂに示すように、レジストマスク７２を介して金属膜７１を選択的に除去する除去工程が行われる。除去工程では、ドライエッチングにより、レジストマスク７２が除去されるとともに、金属膜７１が選択的にエッチング除去される。なお、ドライエッチングの代わりにウエットエッチングが用いられてもよい。これにより、遮光膜部３９Ａを含む遮光膜３９が形成される。
続いて、図１５ｃに示すように、遮光膜３９上に選択的にレジストマスク７３を形成するマスク工程が行われる。マスク工程では、レジストマスク７３が、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニングにより形成される。レジストマスク７３は、酸化膜部３３Ａにおける凹状部５２の形成部位以外の部位に形成される。レジストマスク７３の材料としては、公知のレジスト材料を用いることができる。
次に、図１５ｄに示すように、レジストマスク７３を介して酸化膜部３３Ａを部分的に除去する除去工程が行われる。除去工程では、ウエットエッチングにより、遮光膜部３９Ａがマスクとして機能し、凹状部５２が形成される。
そして、図１５ｅに示すように、例えばドライエッチングにより、レジストマスク７３が除去される。
その後、図１５ｆに示すように、公知の手法により、平坦化膜３４、カラーフィルタ層３５、レンズ層３７が順に形成され、イメージセンサ２が完成する。以上のようにして、第２実施形態に係るイメージセンサ２が製造される
＜５．第３実施形態＞
本技術の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態に係る固体撮像装置は、第１実施形態との対比において、遮光膜３９に関し、リブ樹脂部４が形成された領域部分（図５、符号Ｄ１参照）に、遮光膜部を有しない点で異なる。
図１６ａ、ｂに示すように、本実施形態に係る固体撮像装置においては、周辺領域２２において、遮光膜部３９Ａとしては幅広遮光膜部３９Ａｗのみが形成されており、リブ樹脂部４の下方においては、遮光膜３９（遮光膜部３９Ａ）が存在せず、凹凸形状部４０が形成されていない。したがって、リブ樹脂部４の下方の部位を含む周辺領域２２の大部分では、酸化膜部３３Ａの表面３３ａと平坦化膜部３４Ａの下面３４ａとによる平坦な界面が形成されている。なお、図１６ａは、図５と同様に図１におけるＡ１部分に相当する部分の拡大図であり、図１６ｂは、図１６ａにおけるＧ−Ｇ位置の端面断面図に相当する。
このような構成は、イメージセンサ２の製造過程において遮光膜３９を形成する際のフォトリソグラフィ技術を用いたパターニングにおいて、リブ樹脂部４の下方に対応する部位を含む範囲にレジストマスクを形成しないことにより、容易に実現される。
本実施形態に係るイメージセンサ２およびそれを備えた固体撮像装置１によれば、次のような作用効果を得ることができる。
酸化膜３３と平坦化膜３４の層間においては、平坦化膜３４と遮光膜３９の層間と比べると、各層をなす材料同士の関係から層間の界面において比較的剥離が生じ難い。すなわち、有機材料で形成された平坦化膜３４に対しては、金属材料で形成された遮光膜３９よりも、シリコン酸化膜等で形成された酸化膜３３の方が、高い密着性を得ることができる。このため、リブ樹脂部４の下方の層構造において、遮光膜部３９Ａを介することなく、酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａとを全体的に平面状の界面をなすように密着させることで、イメージセンサ２の層構造をなす層間の界面における剥離を防止することができる。
＜６．第３実施形態の変形例＞
本実施形態に係る固体撮像装置の変形例について、図１７を用いて説明する。図１７に示すように、この変形例においては、図１７に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置において、酸化膜３３は、酸化膜部３３Ａにおいて、凹状部８１を有する。これに応じて、平坦化膜３４は、平坦化膜部３４Ａにおいて、凹状部８１を埋めることで形成された凸形状部８２を有する。
凹状部８１は、酸化膜３３の上側に平坦化膜３４が形成された層構造において、酸化膜部３３Ａの上側に凹部として形成されている。凹状部８１は、周辺領域２２の酸化膜部３３Ａにおいて、例えば、第２実施形態における凹状部５１と同様に、平面視において、略正方形状を有し、升目状に配置形成される。
凸形状部８２は、平坦化膜部３４Ａにおいて凹状部８１を塞ぐ部分であり、凹状部８１の凹形状と同一の凸形状を有する部分である。したがって、凸形状部８２は、酸化膜部３３Ａの表面３３ａに対する合わせ面となる平坦化膜部３４Ａの下面３４ａに対して、下側（酸化膜３３側）を凸側とする立方体状ないし直方体状の突起部分である。
本実施形態では、凹状部８１は、酸化膜３３および平坦化膜３４を含む層構造の断面視で、他の凹状部８１とともに鍵状の凹凸形状をなす掘り込み部である。具体的には、各凹状部８１は、断面形状として、上側を開口側とした矩形状に沿う形状を有する。したがって、凹状部８１は、矩形状に沿う断面形状をなす面として、底面８１ａと、これに対して直角をなす互いに平行な側壁面８１ｂ，８１ｂとを有する。
酸化膜部３３Ａに複数の凹状部８１が形成された構成においては、酸化膜部３３Ａは、第１の方向および第２の方向の各方向に沿う直線状の突条部３４Ｚを有する。これらの突条部３４Ｚは、第１の方向および第２の方向に沿う格子状に形成されている。
このように、本実施形態では、イメージセンサ２の層構造の断面視において、酸化膜部３３Ａの凹状部８１および平坦化膜部３４Ａの凸形状部８２により、これらの層間の界面の断面形状が、鍵状の凹凸形状、言い換えると矩形波状の凹凸形状となっている。
酸化膜部３３Ａの凹状部８１は、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニングにより酸化膜部３３Ａ上にレジストマスクを形成するマスク工程と、レジストマスクを介して酸化膜部３３Ａにおいて凹状部８１に相当する部分を部分的に除去する除去工程とにより形成される。
この変形例に係るイメージセンサ２およびそれを備えた固体撮像装置１によれば、上述した本実施形態における作用効果に加え、次のような作用効果を得ることができる。
この変形例では、イメージセンサ２におけるリブ樹脂部４の下方の層構造において、凹状部８１による凹凸形状により、酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａの層間の界面の形状が凹凸化され、アンカー効果によって層同士の密着性を強化することができる。つまり、凹状部８１によって酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａとの間でアンカー効果による機械的結合の作用が得られ、層同士の密着性を向上することができる。また、凹状部８１によれば、酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａの界面の面積を増加させることができるので、各層をなす材料同士の化学的結合の作用により、層同士の密着性を向上することができる。
このように、この変形例に係る固体撮像装置によれば、凹状部８１により、平坦化膜部３４Ａと酸化膜部３３Ａとの間において、機械的結合と化学的結合の組合せによる密着性向上の作用を得ることができる。これにより、前処理のリフロー時においてパッケージ構造に応力が作用することによっても、酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａとの層間の界面における剥離を効果的に防止することができる。
また、酸化膜部３３Ａに形成される凹状部８１としては、図１４に示す凹状部５２のように、上側を開口側とした台形状に沿う形状を有するものであってもよい。この場合、凹状部８１は、台形状に沿う断面形状をなす面として、底面と、互いの間の間隔を上側（開口側）から下側にかけて徐々に広くする傾斜状の側壁面とを有する。このような構成によれば、酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａとの間でアンカー効果による機械的結合の作用を向上させることができ、層同士の密着性を向上することができる。
なお、本実施形態において、凹状部８１としては、酸化膜部３３Ａと平坦化膜部３４Ａとの間の界面の形状を凹凸形状とするものであればよく、凹状部８１の形状は特に限定されるものではない。凹状部８１は、例えば、第１の方向および第２の方向に沿うように格子状に形成されてもよい。この場合、凹状部８１は、第１の方向および第２の方向の各方向に沿う直線状の溝部として形成される。また、凹状部８１の平面視形状としては、第１実施形態において示した凹凸形状部４０の変形例としての平面視形状の各種バリエーションを適用することができる。この場合、各バリエーションにおいて、凹状部８１の形状としては、遮光膜部に相当する部分に対応した形状であってもよく、平坦化膜部に相当する部分に対応した形状であってもよい。
上述した各実施形態の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施形態に限定されることはない。このため、上述した各実施形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。また、本開示に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
上述した実施形態では、固体撮像素子としてＣＭＯＳ型のイメージセンサ２を例にとって説明したが、本技術は、ＣＭＯＳ型の他、例えばＣＣＤ型等の他のタイプの固体撮像素子を備えた固体撮像装置において広く適用することができる。
また、上述した実施形態では、イメージセンサ２とガラス３との間にキャビティ５を形成するための構成として、イメージセンサ２上に設けられたリブ樹脂部４を介してガラス３を支持する構成が採用されているが、これに限定されることはない。イメージセンサ２とガラス３との間にキャビティ５を形成するための構成としては、例えば、イメージセンサ２の周囲に設けられたモールド樹脂の上にシール剤等を介してガラスが搭載され、キャビティを形成する構成であってもよい。
また、上述した実施形態では、イメージセンサ２上にガラス３を支持する支持部として感光性接着剤等の接着剤として機能する樹脂材料により形成されたリブ樹脂部４を例にとって説明したが、本技術に係る支持部はこのようなものに限定されない。本技術に係る支持部は、例えば、接着剤として機能する樹脂材料と、フィラー（例えば、炭素繊維、カーボンナノチューブ、セラミックス粒子、低融点合金等）を適量含有させた樹脂材料により成形されたスペーサ部材との組合せにより構成されたものであってもよい。ここで、スペーサ部材をなす樹脂材料としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド樹脂等が挙げられる。
なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
（１）半導体基板を有し、前記半導体基板の一方の板面側を受光側とする固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の前記受光側に、前記固体撮像素子に対して所定の間隔を隔てて設けられた透光性部材と、
前記固体撮像素子の前記受光側に設けられ、前記固体撮像素子に対して前記透光性部材を支持し、前記固体撮像素子と前記透光性部材との間にキャビティを形成する支持部と、を備え、
前記固体撮像素子は、前記半導体基板の前記受光側に設けられた層構造として、第１の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上に形成された第２の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上において前記第２の層内に形成された第３の層と、を含む層構造を有し、
前記第３の層は、前記半導体基板の板面に沿う平面方向について少なくとも前記支持部が形成された領域部分に、前記第２の層との間の界面を凹凸形状とする凹凸形状部を有する
固体撮像装置。
（２）前記支持部は、樹脂材料からなり、前記固体撮像素子の前記受光側における受光領域以外の領域である周辺領域上に設けられており、
前記第２の層は、有機材料により形成された平坦化膜であり、
前記第３の層は、金属材料により形成された遮光膜である、
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）前記凹凸形状部は、前記第１の層の表面を部分的に覆うように形成されている
前記（１）または前記（２）に記載の固体撮像装置。
（４）前記第１の層は、前記凹凸形状部の凹部に連続する凹状部を有し、
前記第２の層は、前記第３の層側に、前記凹部を介して前記凹状部を埋めることで形成された凸形状部を有する
前記（３）に記載の固体撮像装置。
（５）前記凹状部は、前記層構造の断面視で、他の凹状部とともに鍵状の凹凸形状をなす掘り込み部である
前記（４）に記載の固体撮像装置。
（６）前記凹状部は、前記層構造の断面視で、前記層構造の厚さ方向について、前記受光側から反対側にかけて徐々に幅を広くする台形状の溝形状を有する
前記（４）に記載の固体撮像装置。
（７）半導体基板を有し、前記半導体基板の一方の板面側を受光側とし、前記受光側に設けられた支持部を介して透光性部材を配置させる固体撮像素子であって、
前記半導体基板の前記受光側に設けられた層構造として、第１の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上に形成された第２の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上において前記第２の層内に形成された第３の層と、を含む層構造を有し、
前記第３の層は、前記半導体基板の板面に沿う平面方向について少なくとも前記支持部が形成された領域部分に、前記第２の層との間の界面を凹凸形状とする凹凸形状部を有する
固体撮像素子。
１ 固体撮像装置
２ イメージセンサ（固体撮像素子）
３ ガラス（透光性部材）
４ リブ樹脂部（支持部）
５ キャビティ
２０ 半導体基板
２１ 画素領域
２２ 周辺領域
３３ 酸化膜（第１の層）
３３Ａ 酸化膜部
３４ 平坦化膜（第２の層）
３４Ａ 平坦化膜部
３９ 遮光膜（第３の層）
３９Ａ 遮光膜部
３９ｃ 開口部
４０ 凹凸形状部
５１ 凹状部
５２ 凹状部
６１ 凸形状部

Claims (7)

  1. 半導体基板を有し、前記半導体基板の一方の板面側を受光側とする固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の前記受光側に、前記固体撮像素子に対して所定の間隔を隔てて設けられた透光性部材と、
    前記固体撮像素子の前記受光側に設けられ、前記固体撮像素子に対して前記透光性部材を支持し、前記固体撮像素子と前記透光性部材との間にキャビティを形成する支持部と、を備え、
    前記固体撮像素子は、前記半導体基板の前記受光側に設けられた層構造として、第１の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上に形成された第２の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上において前記第２の層内に形成された第３の層と、を含む層構造を有し、
    前記第３の層は、前記半導体基板の板面に沿う平面方向について少なくとも前記支持部が形成された領域部分に、前記第２の層との間の界面を凹凸形状とする凹凸形状部を有する
    固体撮像装置。
  2. 前記支持部は、樹脂材料からなり、前記固体撮像素子の前記受光側における受光領域以外の領域である周辺領域上に設けられており、
    前記第２の層は、有機材料により形成された平坦化膜であり、
    前記第３の層は、金属材料により形成された遮光膜である、
    請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 前記凹凸形状部は、前記第１の層の表面を部分的に覆うように形成されている
    請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 前記第１の層は、前記凹凸形状部の凹部に連続する凹状部を有し、
    前記第２の層は、前記第３の層側に、前記凹部を介して前記凹状部を埋めることで形成された凸形状部を有する
    請求項３に記載の固体撮像装置。
  5. 前記凹状部は、前記層構造の断面視で、他の凹状部とともに鍵状の凹凸形状をなす掘り込み部である
    請求項４に記載の固体撮像装置。
  6. 前記凹状部は、前記層構造の断面視で、前記層構造の厚さ方向について、前記受光側から反対側にかけて徐々に幅を広くする台形状の溝形状を有する
    請求項４に記載の固体撮像装置。
  7. 半導体基板を有し、前記半導体基板の一方の板面側を受光側とし、前記受光側に設けられた支持部を介して透光性部材を配置させる固体撮像素子であって、
    前記半導体基板の前記受光側に設けられた層構造として、第１の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上に形成された第２の層と、前記第１の層とは異なる材料により前記第１の層上において前記第２の層内に形成された第３の層と、を含む層構造を有し、
    前記第３の層は、前記半導体基板の板面に沿う平面方向について少なくとも前記支持部が形成された領域部分に、前記第２の層との間の界面を凹凸形状とする凹凸形状部を有する
    固体撮像素子。
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