JP2022187526A - 撮像素子パッケージおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】より良好な画質の画像を撮像する。【解決手段】フォトダイオードが設けられる半導体基板の受光面を保護するカバーガラスを支持する支持部が、半導体基板の外周に沿って設けられ、少なくとも支持部が設けられる領域において、支持部と半導体基板との間に反射防止層が設けられる。反射防止層は、半導体基板の受光面の全面に亘って設けられ、その反射防止層に対して支持部が積層される。本技術は、例えば、CMOSイメージセンサに適用できる。【選択図】図１

Description

本開示は、撮像素子パッケージおよび電子機器に関し、特に、より良好な画質の画像を撮像することができるようにした撮像素子パッケージおよび電子機器に関する。

従来、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子において、良好な画質の画像を撮像するために、フレアの発生を低減するための技術が開発されている。

例えば、特許文献１には、有効画素領域よりも外側のOPB画素領域と周辺回路領域の一部とに遮光膜が形成されている固体撮像素子が開示されている。

国際公開第２０２０／０８５１１６号

ところで、上述したように、従来からフレアの発生を低減するための技術が開発されているものの、さらにフレアの発生を低減し、より良好な画質の画像を撮像できるようにすることが求められている。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より良好な画質の画像を撮像することができるようにするものである。

本開示の一側面の撮像素子パッケージは、フォトダイオードが設けられる半導体基板と、前記半導体基板の外周に沿って設けられ、前記半導体基板の受光面を保護するカバーガラスを支持する支持部と、少なくとも前記支持部が設けられる領域において、前記支持部と前記半導体基板との間に設けられる反射防止層とを備える。

本開示の一側面の電子機器は、フォトダイオードが設けられる半導体基板と、前記半導体基板の外周に沿って設けられ、前記半導体基板の受光面を保護するカバーガラスを支持する支持部と、少なくとも前記支持部が設けられる領域において、前記支持部と前記半導体基板との間に設けられる反射防止層とを有する撮像素子パッケージを備える。

本開示の一側面においては、半導体基板には、フォトダイオードが設けられ、半導体基板の受光面を保護するカバーガラスを支持する支持部が、半導体基板の外周に沿って設けられ、反射防止層が、少なくとも支持部が設けられる領域において、支持部と半導体基板との間に設けられる。

本技術を適用した撮像素子パッケージの第１の実施の形態の構成例を示す断面図である。 図１の撮像素子パッケージの平面図である。 カラーフィルタ層を形成する際の掃きムラについて説明する図である。 遮光層の曲率半径の効果について説明する図である。 第１の実施の形態における第１のバリエーションの構成例を示す平面図である。 第１の実施の形態における第２のバリエーションの構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態における第３のバリエーションの構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態における第４のバリエーションの構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態における第５のバリエーションの構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態における第６のバリエーションの構成例を示す断面図である。 反射防止層の反射防止特性を示す図である。 支持部の形状によってフレアを低減する構造について説明する図である。 第１の実施の形態における第７のバリエーションの構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態における第８のバリエーションの構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態における第９のバリエーションの構成例を示す断面図である。 支持部の剥離防止構造について説明する図である。 本技術を適用した撮像素子パッケージの第２の実施の形態の構成例を示す断面図である。 図１７の撮像素子パッケージの平面図である。 第２の実施の形態における第１のバリエーションの構成例を示す平面図である。 第２の実施の形態における第２のバリエーションの構成例を示す平面図である。 第２の実施の形態における第３のバリエーションの構成例を示す平面図である。 第２の実施の形態における第４のバリエーションの構成例を示す平面図である。 第２の実施の形態における第５のバリエーションの構成例を示す平面図である。 第２の実施の形態における第６のバリエーションの構成例を示す平面図である。 図２４の撮像素子パッケージの平面図である。 撮像装置の構成例を示すブロック図である。 イメージセンサを使用する使用例を示す図である。

以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜撮像素子パッケージの第１の構成例＞
図１は、本技術を適用した撮像素子パッケージの第１の実施の形態の構成例を示す断面図である。

図１に示す撮像素子パッケージ１１は、二点鎖線で示す境界より内側（図の右側）が有効画素領域１２となり、その境界より外側（図の左側）が周辺領域１３となる。有効画素領域１２は、撮像素子パッケージ１１により画像を撮像するのに有効に用いられる画素が配置される領域であり、周辺領域１３は、有効画素領域１２よりも外側となる撮像素子パッケージ１１の周辺部分に設けられる領域である。

撮像素子パッケージ１１は、半導体基板２１、反射防止層２２、遮光層２３、画素間遮光層２４、平坦化層２５、カラーフィルタ層２６、有機層２７、オンチップレンズ層２８、支持部２９、およびカバーガラス３０を備えて構成される。

半導体基板２１は、例えば、フォトダイオードＰＤが画素ごとに設けられたシリコン基板であり、半導体基板２１の受光面（図１で上側を向く面）に対して照射される光がフォトダイオードＰＤにおいて光電変換される。

反射防止層２２は、半導体基板２１の受光面に設けられる。反射防止層２２は、例えば、半導体基板２１の全面に亘って設けられる。また、反射防止層２２は、成膜処理により成膜されるシリコン酸化膜を含んでいてもよい。これによって、反射防止層２２は、半導体基板２１の受光面における光の反射を防止する。

遮光層２３および画素間遮光層２４は、例えば、タングステンやアルミニウムなどの遮光性を備えた金属材料を成膜することにより設けられる。遮光層２３は、周辺領域１３に設けられ、画素間遮光層２４は、有効画素領域１２において隣接する画素の間に設けられる。例えば、撮像素子パッケージ１１では、遮光層２３は、有効画素領域１２と周辺領域１３との境界から外側に向かって所定の幅で設けられている。

平坦化層２５は、遮光層２３および画素間遮光層２４を覆うように、例えば、TEOS（TetraEthOxySilane）膜などを成膜することにより設けられる。平坦化層２５は、画素間遮光層２４のように局所的な凹凸を平坦化するように形成され、遮光層２３のようにある程度の面積がある部分では一定の厚みで形成される。

カラーフィルタ層２６には、複数の画素ごとに、それぞれの画素が受光する光を透過する色の有機系の顔料を含んだ樹脂からなるフィルタ（例えば、赤色の光を透過するフィルタＲ、緑色の光を透過するフィルタＧ、および青色の光を透過するフィルタＢ）が配置される。

有機層２７は、カラーフィルタ層２６と同一の層に設けられ、所望の色（例えば、フィルタＢと同様の青色）の有機系の顔料を含んだ樹脂を含む。例えば、有機層２７は、遮光層２３を覆うように形成される。これによって、有機層２７により光が吸収されることで遮光層２３まで届く光を減衰させることができる。

オンチップレンズ層２８は、画素ごとに光を集光するためのマイクロレンズが配置されて構成される。

支持部２９は、半導体基板２１の外周に沿って設けられ、カバーガラス３０を支持する樹脂材料により構成される構造物である。

カバーガラス３０は、半導体基板２１の受光面を保護する。

このように撮像素子パッケージ１１は構成されており、半導体基板２１の受光面に設けられた反射防止層２２に対して支持部２９が積層された構造となっている。従って、撮像素子パッケージ１１では、周辺領域１３において支持部２９を透過する光は、反射防止層２２を介して半導体基板２１の内部に入り込んで消滅することになる。また、撮像素子パッケージ１１は、支持部２９を透過する光が半導体基板２１の表面で反射することがなく、即ち、反射防止層２２によって反射が防止されるので、そのような反射に起因するフレアの発生を低減することができる。

このように、撮像素子パッケージ１１は、少なくとも支持部２９が設けられる領域において反射する光の量を減少させることによってフレアの発生を低減する構造によって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

さらに、撮像素子パッケージ１１は、半導体基板２１と支持部２９との間に、光を反射するような金属層が設けられておらず、これによっても、フレアの発生をさらに低減させることができる。

図２に示す撮像素子パッケージ１１の平面図を参照して、遮光層２３の外周形状について説明する。

図２に示すように、遮光層２３は、所定の曲率半径Ｒの円弧で四隅の角が丸められた外周形状となるように形成される。遮光層２３の角における曲率半径Ｒは、500μｍ以上であることが好ましく、少なくとも40μｍ以上であればよい。

例えば、撮像素子パッケージ１１の製造工程において、カラーフィルタ層２６を塗布により形成する際に、遮光層２３の端部における段差の影響によって掃きムラが発生してしまう。このとき、遮光層２３の幅が狭いと、掃きムラの影響が有効画素領域１２にまで及んでしまい、カラーフィルタ層２６の表面に凹凸が生じることが懸念される。そこで、撮像素子パッケージ１１では、遮光層２３の四隅の角を丸めることによって、そのような掃きムラの影響が有効画素領域１２に及ぶことを回避し、カラーフィルタ層２６を平坦に形成することができる。

図３を参照して、カラーフィルタ層２６を形成する際の掃きムラについて説明する。

例えば、図３のＡに示す撮像素子パッケージ１１ａは、撮像素子パッケージ１１の遮光層２３よりも幅広の遮光層２３ａが設けられた構成となっており、遮光層２３ａは、四隅の角が直角となる外周形状に形成されている。このような撮像素子パッケージ１１ａでは、白抜きの矢印で示すように材料を塗布してカラーフィルタ層２６を形成する際に、遮光層２３ａの角における段差において分岐するように材料の流れが変わってしまうことによって掃きムラが生じる。このとき、撮像素子パッケージ１１ａでは、遮光層２３ａが幅広であるため、有効画素領域１２まで掃きムラの影響が及ぶことは回避される。

また、図３のＢに示す撮像素子パッケージ１１ｂは、撮像素子パッケージ１１の遮光層２３と同等の幅の遮光層２３ｂが設けられた構成となっており、遮光層２３ｂは、四隅の角が直角となる外周形状に形成されている。このような撮像素子パッケージ１１ｂでは、白抜きの矢印で示すように材料を塗布してカラーフィルタ層２６を形成する際に、遮光層２３ｂの角における段差において分岐するように材料の流れが変わってしまうことによって掃きムラが生じる。そして、撮像素子パッケージ１１ｂでは、遮光層２３ａの幅が狭いため、有効画素領域１２まで掃きムラの影響が及んでしまう。

これに対し、図３のＣに示すように、撮像素子パッケージ１１では、遮光層２３は、四隅の角が丸められた外周形状に形成されている。このような撮像素子パッケージ１１では、白抜きの矢印で示すように材料を塗布してカラーフィルタ層２６を形成する際に、遮光層２３の角が丸められていることより、遮光層２３の角における段差において材料の流れが分岐することが抑制されることによって掃きムラが軽減される。従って、撮像素子パッケージ１１では、遮光層２３の幅が狭くても、有効画素領域１２まで掃きムラの影響が及ぼされることは回避される。

図４は、遮光層２３の曲率半径Ｒに応じて掃きムラを軽減させる効果について説明する図である。図４において、縦軸は、遮光層２３の端部における段差による掃きムラの影響によってカラーフィルタ層２６の表面に生じる凹凸の大きさを示しており、横軸は、遮光層２３の端部における段差からの距離を示している。

例えば、曲率半径Ｒが０（即ち、角が直角）である場合、掃きムラの影響によって凹となる深さが最も大きくなることが示されている。そして、曲率半径Ｒを40μｍとすると、掃きムラの影響によって凹となる深さが浅くなる効果が表れ、曲率半径Ｒを250μｍとすると、その深さがより浅くなることが示されている。さらに、曲率半径Ｒが500μｍであれば、掃きムラの影響によって凹となる深さが浅くなる効果が飽和することが示されている。

このように、遮光層２３の四隅の角を丸める曲率半径Ｒが大きくなるのに伴って、掃きムラの影響によって凹となる深さが浅くなり、曲率半径Ｒが500μｍ以上であれば、有効画素領域１２におけるカラーフィルタ層２６の表面を平坦に形成することができる。これにより、例えば、掃きムラの影響によってカラーフィルタ層２６の表面に凹凸の生じた場合には画質が劣化することが想定されるのに対し、撮像素子パッケージ１１は、そのような画質の劣化がなく、より良好な画質の画像を撮像することができる。

なお、以下で説明する各構成例（各バリエーション）の撮像素子パッケージ１１においても、遮光層２３は、所定の曲率半径Ｒの円弧で四隅の角が丸められた外形形状に形成される。

図５は、撮像素子パッケージ１１の第１のバリエーションの構成例を示す平面図である。なお、図５に示す撮像素子パッケージ１１－１において、図２の撮像素子パッケージ１１と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図５に示すように、撮像素子パッケージ１１－１は、有効画素領域１２の外側に設けられる遮光層２３の角部分が所定の曲率半径Ｒで形成されている点で、図２の撮像素子パッケージ１１と同様に構成されている。

そして、撮像素子パッケージ１１－１では、遮光層２３と同様に、有機層２７－１は、四隅の角が丸められた外周形状となるように形成される。さらに、撮像素子パッケージ１１－１では、有機層２７－１の外周形状に沿うように、支持部２９－１は、四隅の角が丸められた内周形状となるように形成される。

このように構成される撮像素子パッケージ１１－１は、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に、有効画素領域１２まで掃きムラの影響が及ぶことを回避して、より良好な画質の画像を撮像することができる。さらに、撮像素子パッケージ１１－１は、支持部２９－１の内周形状の角が丸められた分だけ、支持部２９－１が反射防止層２２と接合する接合面積を拡大することができる結果、反射防止層２２に対する支持部２９－１の接合強度を向上させることができる。これにより、撮像素子パッケージ１１－１は、支持部２９－１の剥がれを防止して、より信頼性の向上を図ることができる。

図６は、撮像素子パッケージ１１の第２のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図６に示す撮像素子パッケージ１１－２において、図１の撮像素子パッケージ１１と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６に示すように、撮像素子パッケージ１１－２は、半導体基板２１の受光面に設けられた反射防止層２２に対して支持部２９－２が積層されて形成されている点で、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に構成されている。即ち、撮像素子パッケージ１１－２は、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に、フレアの発生を低減させる構造によって良好な画質の画像を撮像することができる。

そして、撮像素子パッケージ１１－２では、支持部２９－２の一部と、平坦化層２５－２、有機層２７－２、およびオンチップレンズ層２８－２の一部とが重なるように構成される点で、図１の撮像素子パッケージ１１と異なる構成となっている。例えば、支持部２９－２と反射防止層２２とが十分な接合強度となるような幅Ｄで、支持部２９－２が反射防止層２２と接合するように構成されていればよい。具体的には、幅Ｄは、150μｍ以上であれば十分な接合強度を得ることができる。

なお、支持部２９－２の一部と、平坦化層２５－２、有機層２７－２、およびオンチップレンズ層２８－２の一部とが重なる幅は、支持部２９－２の全体の幅（支持部２９－２がカバーガラス３０と接合している部分の幅）の半分以下であることが好ましい。

このように構成される撮像素子パッケージ１１－２は、有機層２７－２と重なっている支持部２９－２の一部では、有機層２７－２により光が吸収されることで半導体基板２１まで届く光を減衰させることができる。また、支持部２９－２が反射防止層２２と接合している部分では、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に、支持部２９を透過する光は、反射防止層２２を介して半導体基板２１の内部に入り込んで消滅することになる。

従って、撮像素子パッケージ１１－２は、少なくとも支持部２９－２が設けられる領域における光の反射を防止することができ、フレアの発生を低減することによって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

図７は、撮像素子パッケージ１１の第３のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図７に示す撮像素子パッケージ１１－３において、図１の撮像素子パッケージ１１と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７に示すように、撮像素子パッケージ１１－３は、半導体基板２１の受光面に設けられた反射防止層２２に対して支持部２９が積層されて形成されている点で、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に構成されている。即ち、撮像素子パッケージ１１－３は、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に、フレアの発生を低減させる構造によって良好な画質の画像を撮像することができる。

そして、撮像素子パッケージ１１－３では、半導体基板２１の内部に周辺回路３１ａ乃至３１ｃが設けられるとともに、反射防止層２２に積層するように遮光層３２が設けられている点で、図１の撮像素子パッケージ１１と異なる構成となっている。

周辺回路３１ａ乃至３１ｃは、半導体基板２１－３の周辺領域１３に配置される。そして、周辺回路３１ａ乃至３１ｃのうち、周辺回路３１ｂは、光に対して脆弱な回路を含んでいる。光に対して脆弱な回路は、例えば、光電効果で電位差が変動してしまうキャパシタを含んでいる。

遮光層３２は、撮像素子パッケージ１１－３を平面視して、光に対して脆弱な周辺回路３１ｂを遮光するのに最小限な面積で周辺回路３１ｂと重畳する位置で、周辺回路３１ｂと支持部２９との間に配置され、図７において白抜きの矢印で表される光のように、周辺回路３１ｂに向かう光を遮光する。

このように構成される撮像素子パッケージ１１－３は、光に対して脆弱な周辺回路３１ｂを遮光層３２によって遮光することにより、周辺回路３１ｂを誤動作させる光の影響を低減することができる。そして、撮像素子パッケージ１１－３は、少なくとも支持部２９が設けられる領域において、周辺回路３１ｂを遮光するのに最小限な面積の遮光層３２が設けられ、遮光層３２以外での光の反射を防止することができ、フレアの発生を低減することによって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

図８は、撮像素子パッケージ１１の第４のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図８に示す撮像素子パッケージ１１－４において、図１の撮像素子パッケージ１１と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図８に示すように、撮像素子パッケージ１１－４は、半導体基板２１の受光面に設けられた反射防止層２２に対して支持部２９が積層されて形成されている点で、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に構成されている。即ち、撮像素子パッケージ１１－４は、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に、フレアの発生を低減させる構造によって良好な画質の画像を撮像することができる。

ここで、撮像素子パッケージ１１－４は、センサ基板４１およびロジック基板４２が積層された積層構造となっており、破線で示す接合面でセンサ基板４１とロジック基板４２とが接合されている。センサ基板４１は、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に構成され、半導体基板２１の表面（受光面に対して反対側の面）に対して多層配線層４３が設けられている。多層配線層４３の内部には、複数層の配線４６が配線されており、多層配線層４３の接合面には複数の接合パッド４７が配置されている。

ロジック基板４２は、撮像素子パッケージ１１－４による撮像における各種の処理を実行するロジック回路が設けられており、半導体基板４４の表面に対して多層配線層４５が設けられて構成される。多層配線層４５の内部には、複数層の配線４８が配線されており、多層配線層４５の接合面には複数の接合パッド４９が配置されている。そして、センサ基板４１およびロジック基板４２は、接合パッド４７と接合パッド４９とが電気的および機械的に接合することによって積層される。

そして、撮像素子パッケージ１１－４では、半導体基板４４の内部に周辺回路３１ａ乃至３１ｃが設けられるとともに、多層配線層４３にダミー配線５０が設けられており、多層配線層４５にダミー配線５１が設けられている。また、図７を参照して上述したように、周辺回路３１ｂは、光に対して脆弱な回路を含む。

ダミー配線５０およびダミー配線５１は、撮像素子パッケージ１１－４を平面視して、光に対して脆弱な周辺回路３１ｂを遮光するのに最小限な面積で周辺回路３１ｂと重畳する位置で、周辺回路３１ｂと支持部２９との間に配置され、図８において白抜きの矢印で表される光のように、周辺回路３１ｂに向かう光を遮光する。例えば、ダミー配線５０は、配線４６と同じ金属材料を含んでいる。また、例えば、ダミー配線５１は、配線４８と同じ金属材料を含んでいる。ダミー配線５０およびダミー配線５１は、どちらも配線として用いるような接続は行われない。つまり、ダミー配線５０およびダミー配線５１は、信号の伝送に用いられていない配線である。ダミー配線５０は、配線４６と電気的に分離されており、ダミー配線５１は、配線４８と電気的に分離されている。

このように構成される撮像素子パッケージ１１－４は、光に対して脆弱な周辺回路３１ｂをダミー配線５０およびダミー配線５１によって遮光することにより、周辺回路３１ｂを誤動作させる光の影響を低減することができる。ダミー配線５０およびダミー配線５１は、周辺回路３１ｂの少なくとも一部と、平面視で重畳するように配置される。そして、撮像素子パッケージ１１－４は、少なくとも支持部２９が設けられる領域において、周辺回路３１ｂを遮光するのに最小限な面積のダミー配線５０およびダミー配線５１が設けられる。これにより、フレアの発生を低減することによって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

なお、ダミー配線５０およびダミー配線５１の両方を設けるような構成とする他、いずれか一方だけを設けたような構成としてもよい。ダミー配線５０およびダミー配線５１の両方を設ける場合、ダミー配線５０およびダミー配線５１の一方は、他方と平面視で重畳していない周辺回路３１ｂの一部と、重畳するように配置されてもよい。

図９は、撮像素子パッケージ１１の第５のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図９に示す撮像素子パッケージ１１－５において、図８の撮像素子パッケージ１１－４と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９に示すように、撮像素子パッケージ１１－５は、センサ基板４１およびロジック基板４２が積層された積層構造となっており、半導体基板２１の受光面に設けられた反射防止層２２に対して支持部２９が積層されて形成されている点で、図８の撮像素子パッケージ１１－４と同様に構成されている。

そして、撮像素子パッケージ１１－５は、図８の撮像素子パッケージ１１－４のダミー配線５０およびダミー配線５１と異なる構成のダミー配線５２およびダミー配線５３を備えて構成されている。例えば、図８の撮像素子パッケージ１１－４のダミー配線５０およびダミー配線５１は、１枚の金属配線により構成されていたのに対し、撮像素子パッケージ１１－５のダミー配線５２およびダミー配線５３は、複数層の金属配線により構成されている。

図示するように、ダミー配線５２およびダミー配線５３は、撮像素子パッケージ１１－５を平面視して、複数層の金属配線の一部が重なり合うように形成されている。例えば、ダミー配線５２は、複数層の配線４６と同じ層において同じ金属材料を含み、ダミー配線５３は、複数層の配線４８と同じ層において同じ金属材料を含む。ダミー配線５２およびダミー配線５３は、どちらも配線として用いるような接続は行われない。つまり、ダミー配線５２およびダミー配線５３は、信号の伝送に用いられていない配線である。ダミー配線５２は、配線４６と電気的に分離されており、ダミー配線５３は、配線４８と電気的に分離されている。

そして、ダミー配線５２およびダミー配線５３は、撮像素子パッケージ１１－５を平面視して、周辺回路３１ｂを遮光するのに最小限な面積で周辺回路３１ｂと重畳する位置で、周辺回路３１ｂと支持部２９との間に配置され、図９において白抜きの矢印で表される光のように、周辺回路３１ｂに向かう光を遮光する。

このように構成される撮像素子パッケージ１１－５は、光に対して脆弱な周辺回路３１ｂをダミー配線５２およびダミー配線５３によって遮光することにより、周辺回路３１ｂを誤動作させる光の影響を低減することができる。そして、撮像素子パッケージ１１－５は、少なくとも支持部２９が設けられる領域において、周辺回路３１ｂを遮光するのに最小限な面積のダミー配線５２およびダミー配線５３が設けられ、ダミー配線５２およびダミー配線５３以外での光の反射を防止することができ、フレアの発生を低減することによって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

なお、ダミー配線５２およびダミー配線５３の両方を設けるような構成とする他、いずれか一方だけを設けたような構成としてもよい。

図１０は、撮像素子パッケージ１１の第６のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図１０に示す撮像素子パッケージ１１－６において、図１の撮像素子パッケージ１１と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１０に示すように、撮像素子パッケージ１１－６は、半導体基板２１の受光面に設けられた反射防止層２２に対して支持部２９－６が積層されて形成されている点で、図１の撮像素子パッケージ１１と同様に構成されている。これによって、撮像素子パッケージ１１－６は、良好な画質の画像を撮像することができる。

そして、撮像素子パッケージ１１－６では、支持部２９－６の下方まで延在するように遮光層２３－６が設けられており、遮光層２３－６の有機層２７によって覆われていない部分に対して反射防止層５４が設けられている点で、図１の撮像素子パッケージ１１と異なる構成となっている。つまり、撮像素子パッケージ１１－６は、有機層２７および反射防止層５４によって遮光層２３－６の全面が覆われるように構成される。

例えば、反射防止層５４には、シリコン酸窒化膜（SiON膜）などのようなシリコン系の薄膜が用いられる。

図１１には、反射防止層５４の反射防止特性が示されている。図１１の横軸は、SiON薄膜の膜厚を示しており、図１１の縦軸は、角度０～４５°で波長400～700ｎｍの反射光の積分指標（Sum_Ref）を示している。図示するように、反射防止層５４の反射光の感度は、50～60ｎｍの膜厚で最も低くなっており、この範囲の膜厚で反射防止層５４を形成することでフレアの発生を良好に低減することができる。

このように構成される撮像素子パッケージ１１－６は、少なくとも支持部２９－６が設けられる領域における光の反射を防止することができ、フレアの発生を低減することによって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

なお、反射防止層５４は、少なくとも有機層２７によって覆われていない部分に設けられていればよく、例えば、遮光層２３－６の有機層２７によって覆われていない部分だけでなく、遮光層２３－６の全面に反射防止層５４を設けるような構成としてもよい。

図１２は、支持部２９の形状によってフレアを低減する構造について説明する図である。

図１２のＡに示す支持部２９ａは、下部の幅が狭くなり、上部の幅が広くなるような形状（内周方向に向かって上部が凸となるオーバーハング形状）に形成されている。このような形状の支持部２９ａにより、図示するように、支持部２９ａと反射防止層２２とにより凹部６１が形成される。凹部６１に入射してきた光は、白抜きの矢印で示すように、凹部６１において多重反射することによって吸収・減衰することになり、フレアを低減することができる。

なお、支持部２９ａは、上部および下部で２回に分けて形成することができ、上部および下部で異なる材料を用いてもよい。

図１２のＢに示す支持部２９ｂは、内周面に凹凸構造（ギザギザ）を有するような形状に形成されている。このような形状の支持部２９ｂでは、拡大して図示するように、内周面における凹凸構造の凹部６２に入射してきた光は、白抜きの矢印で示すように、凹部６２において多重反射することによって吸収・減衰することになり、フレアを低減することができる。

このように、光が多重反射する形状となるように支持部２９ａおよび支持部２９ｂを形成することによって、フレアの発生を低減することができ、より良好な画質の画像を撮像することができる。

ところで、上述した各バリエーションの撮像素子パッケージ１１のように、反射防止層２２に対して支持部２９が積層される構造では、支持部２９－２と反射防止層２２との接合強度が確保されている。これに対し、例えば、反射防止層２２と支持部２９との間に遮光性を備えた有機層を設けることによってフレアを低減する構造が検討される。

そこで、図１３乃至図１６を参照して、反射防止層２２と支持部２９との間に有機層を設けた構造において、支持部２９に対する接合強度をより大きくする構造について説明する。

図１３は、撮像素子パッケージ１１の第７のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図１３に示す撮像素子パッケージ１１－７において、図１の撮像素子パッケージ１１と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１３に示すように、撮像素子パッケージ１１－７は、半導体基板２１の受光面に設けられた反射防止層２２に対して遮光樹脂層７１が形成され、遮光樹脂層７１に対して支持部２９－７が積層されて形成されている。遮光樹脂層７１は、例えば、チタンブラックおよびカーボンブラックのいずれか一方を含む黒色着色剤によって遮光性を備えた材料を含む樹脂により構成される。例えば、遮光樹脂層７１に含有されている黒色着色剤の含有量は５０～９０質量％であることが好ましい。

そして、撮像素子パッケージ１１－７では、支持部２９－７が、微細孔によってポーラス化されたポーラス材料を含む。これによって通気性を有する構造が構成される。例えば、支持部２９－７を構成するポーラス材料には、シリコン樹脂や、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂などを用いることができる。これにより、例えば、撮像素子パッケージ１１－７の内部の圧力が上昇した場合には、支持部２９－７に設けられている微細孔を介して蒸気が通過することによって圧力の上昇を軽減させることができる。

従って、撮像素子パッケージ１１－７は、反射防止層２２と支持部２９－７との間に遮光樹脂層７１を設けた構造を採用した場合でも、支持部２９－７に対する接合強度をより大きくすることができる。そして、撮像素子パッケージ１１－７は、反射防止層２２と支持部２９－７との間に設けられた遮光樹脂層７１によって光の反射を低減することができ、より良好な画質の画像を撮像することができる。

図１４は、撮像素子パッケージ１１の第８のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図１４に示す撮像素子パッケージ１１－８において、図２の撮像素子パッケージ１１と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、撮像素子パッケージ１１－８では、図１３の撮像素子パッケージ１１－７と同様に、反射防止層２２と支持部２９との間に遮光樹脂層７１を設けた構造が採用されている。

図１４に示すように、撮像素子パッケージ１１－８は、支持部２９－８に通気構造７２および通気構造７３を設けることで通気性を有する構造が構成される。通気構造７２は、直線状の微細トンネルであり、通気構造７３は、折り返された形状（迷路化された形状）の微細トンネルである。通気構造７２および通気構造７３となる微細トンネルは、例えば、アンダーフィル材が通過しないように粘性を考慮して寸法設計する必要がある。

即ち、微細トンネルの必要なトンネル長ｈは、アンダーフィル材の表面張力Ｔ、アンダーフィル材の接触角θ、アンダーフィル材の液体密度ρ、重力加速度ｇ、および微細トンネルの内径（半径）ｒを用いて、次の式（１）により求められる。

なお、通気構造７２および通気構造７３のうち、いずれか一方の形状が支持部２９－８に設けられる構成としてもよい。また、通気構造７２および通気構造７３は、支持部２９－８の一部（図示するような一辺だけ）に設けられる構成であってもよく、支持部２９－８の全体（四辺全て）に設けられる構成であってもよい。

これにより、例えば、撮像素子パッケージ１１－８の内部の圧力が上昇した場合には、支持部２９－８に設けられている通気構造７２および通気構造７３を介して蒸気が通過することによって圧力の上昇を軽減させることができる。

従って、撮像素子パッケージ１１－８は、反射防止層２２と支持部２９－８との間に遮光樹脂層７１を設けた構造を採用した場合でも、支持部２９－８に対する接合強度をより大きくすることができる。そして、撮像素子パッケージ１１－８は、反射防止層２２と支持部２９－８との間に設けられた遮光樹脂層７１によって光の反射を低減することができ、より良好な画質の画像を撮像することができる。

図１５は、撮像素子パッケージ１１の第９のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図１５に示す撮像素子パッケージ１１－９において、図１の撮像素子パッケージ１１と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１５に示すように、撮像素子パッケージ１１－９は、半導体基板２１の受光面に設けられた反射防止層２２に対して格子状の酸化層７４が形成され、その格子状の酸化層７４の間を埋めるように小さく区切られた遮光樹脂層７５が形成される。例えば、酸化層７４の格子の幅は、光学観点および応力緩和観点から１～５μｍとすることが望ましい。そして、酸化層７４および遮光樹脂層７５を覆うように酸化層７６が形成され、酸化層７６に対して支持部２９－９が積層されて形成されている。遮光樹脂層７５は、遮光樹脂層７１と同様に、例えば、黒色着色剤によって遮光性を備えた材料を含む樹脂により構成される。

なお、遮光樹脂層７５には、波長400～450μｍの光を透過する有機層、または、可視光全域および近赤外光領域の光を吸収する有機層を用いることができる。

例えば、酸化層どうしの界面は線膨張係数が略同一であり、熱変化による応力が掛かることはない。一方、遮光樹脂層７５と酸化層７６とは線膨張係数が異なることによって熱変化による応力が掛かるため、そのような熱変化による応力負荷を低減して接合強度を大きくすることが求められる。そこで、撮像素子パッケージ１１－９では、格子状の酸化層７４により遮光樹脂層７５を区切っておくことで、個々の遮光樹脂層７５の体積を小さくすることができる。その結果、遮光樹脂層７５と酸化層７６との境界における収縮量を小さくすることができ、熱変化による応力負荷を低減することができる。

従って、撮像素子パッケージ１１－９は、反射防止層２２と支持部２９－９との間に遮光樹脂層７５を設けた構造を採用した場合でも、支持部２９－９に対する接合強度をより大きくすることができる。そして、撮像素子パッケージ１１－９は、反射防止層２２と支持部２９－９との間に設けられた遮光樹脂層７５によって光の反射を低減することができ、より良好な画質の画像を撮像することができる。

図１６は、支持部２９の下面を凹凸構造にすることによって、支持部２９の剥離を防止する剥離防止構造について説明する図である。

図１６のＡに示す支持部２９は、反射防止層２２に対して凸形状となる複数の遮光層８１が形成され、それらの遮光層８１と噛み合うように支持部２９の下面に凹凸構造が形成される。

図１６のＢに示す支持部２９は、反射防止層２２に対して凸形状となる複数の遮光層８１が形成され、それらの遮光層８１を覆うように遮光樹脂層８２が形成されることで遮光樹脂層８２の上面が凹凸形状に形成され、その凹凸形状と噛み合うように支持部２９の下面に凹凸構造が形成される。

図１６のＣに示す支持部２９は、反射防止層２２に対して上面が凹凸形状に形成された遮光樹脂層８３が形成され、その凹凸形状と噛み合うように支持部２９の下面に凹凸構造が形成される。

例えば、遮光樹脂層８２および遮光樹脂層８３は、塗布露光×塗布露光で形成するか、半露光によって一括で形成することができる。支持部２９の下面に形成される凹凸構造の幅は１～５μｍで、凹凸構造の深さは200ｎｍ～１μｍであることが望ましい。具体的には、有効画素と略同一の幅および深さのパターニングとすることでプロセス形成において凹凸構造を容易に形成することができる。なお、支持部２９が設けられる領域以外に、遮光層８１、遮光層８１および遮光樹脂層８２、または、遮光樹脂層８３が形成されていてもよい。

このように、支持部２９の下面に形成された凹凸構造が噛み合うことによってアンカー効果を得ることができ、支持部２９の剥離を防止することができる。

＜撮像素子パッケージの第２の構成例＞
図１７は、本技術を適用した撮像素子パッケージの第２の実施の形態の構成例を示す断面図である。

図１７に示す撮像素子パッケージ１１Ａは、二点鎖線で示す境界より内側（図の左側）が有効画素領域１２となり、その境界より外側（図の右側）が周辺領域１３となる。有効画素領域１２は、撮像素子パッケージ１１Ａにより画像を撮像するのに有効に用いられる画素が配置される領域であり、周辺領域１３は、有効画素領域１２よりも外側となる撮像素子パッケージ１１Ａの周辺部分に設けられる領域である。

撮像素子パッケージ１１Ａは、半導体基板２１、反射防止層２２、遮光層２３Ａ、画素間遮光層２４Ａ、カラーフィルタ層２６Ａ、オンチップレンズ層２８Ａ、支持部２９Ａ、カバーガラス３０、フレア防止層９１、フレア防止層９２、および遮光樹脂層９３を備えて構成される。

半導体基板２１は、例えば、フォトダイオードＰＤが画素ごとに設けられたシリコン基板であり、半導体基板２１の受光面（図１７で上側を向く面）に対して照射される光がフォトダイオードＰＤにおいて光電変換される。

反射防止層２２は、半導体基板２１の受光面に設けられる。反射防止層２２は、半導体基板２１の全面に亘って設けられる。また、反射防止層２２は、成膜処理により成膜されるシリコン酸化膜を含んでいてもよい。これにより、反射防止層２２は、半導体基板２１の受光面における光の反射を防止する。

遮光層２３Ａおよび画素間遮光層２４Ａは、例えば、タングステンやアルミニウムなどの遮光性を備えた金属材料を成膜することにより設けられる。遮光層２３Ａは、周辺領域１３に設けられ、画素間遮光層２４Ａは、有効画素領域１２において隣接する画素の間に設けられる。例えば、撮像素子パッケージ１１Ａでは、遮光層２３Ａは、半導体基板２１の縁まで設けられている。なお、撮像素子パッケージ１１Ａにおいて、周辺領域１３に設けられている画素は、遮光樹脂層９３によって遮光されているため画像の撮像には用いられず、例えば、光学的な黒色のレベルを検出するのに用いられる。

カラーフィルタ層２６Ａには、複数の画素ごとに、それぞれの画素が受光する光を透過する色の有機系の顔料を含んだ樹脂からなるフィルタ（例えば、赤色の光を透過するフィルタＲ、緑色の光を透過するフィルタＧ、および青色の光を透過するフィルタＢ）が配置される。撮像素子パッケージ１１Ａでは、画素間遮光層２４Ａの間に、個々のフィルタが配置されるようにカラーフィルタ層２６Ａが構成されている。

オンチップレンズ層２８Ａは、画素ごとに光を集光するためのマイクロレンズが配置されて構成される。なお、オンチップレンズ層２８Ａの周辺部分では、マイクロレンズが形成されていないレンズ材がフレア防止層９２や遮光層２３Ａに対して積層されることになる。

支持部２９Ａは、半導体基板２１の外周に沿って設けられ、カバーガラス３０を支持する樹脂材料により構成される構造物である。

カバーガラス３０は、半導体基板２１の受光面を保護する。

フレア防止層９１およびフレア防止層９２は、遮光層２３Ａに対して積層され、光を吸収することで遮光層２３Ａにおける光の反射を低減して、フレアの発生を防止する樹脂層である。図示するように、フレア防止層９１は遮光層２３Ａに積層され、フレア防止層９２はフレア防止層９１を覆うように積層され、さらにフレア防止層９２を覆うようにオンチップレンズ層２８Ａが積層されている。例えば、フレア防止層９１は、フィルタＲと同様の赤色の有機系の顔料を含んだ樹脂により構成され、フレア防止層９１は、フィルタＢと同様の青色の有機系の顔料を含んだ樹脂により構成される。

なお、フレア防止層９１およびフレア防止層９２として、例えば、どちらもフィルタＢと同様の青色の有機系の顔料を含んだ樹脂により構成してもよい。また、フレア防止層９１は、フィルタＧと同様の緑色の有機系の顔料を含んだ樹脂により構成し、フレア防止層９１は、フィルタＢと同様の青色の有機系の顔料を含んだ樹脂により構成してもよい。さらに、青色の有機系の顔料を含んだ樹脂と、赤色の有機系の顔料を含んだ樹脂と、緑色の有機系の顔料を含んだ樹脂とが積層された３層構成としてもよい。

遮光樹脂層９３は、有効画素領域１２および周辺領域１３の境界から外側において、オンチップレンズ層２８Ａおよび遮光層２３Ａを覆うように積層される。例えば、遮光樹脂層９３は、画素外周と有効画素の数μｍ外側までの最表面に設けられる。例えば、遮光樹脂層９３は、チタンブラックおよびカーボンブラックのいずれか一方を含む黒色着色剤によって遮光性を備えた材料を含む樹脂により構成される。

このように撮像素子パッケージ１１Ａは構成されており、周辺領域１３の最表面に遮光樹脂層９３を設けた構造となっている。このように、遮光樹脂層９３を設けることによって、画素外に入射してきた迷光を遮光樹脂層９３によって吸収させることで、その迷光が有効画素へ再反射することを低減し、フレアを低減する効果を得ることができる。

このように、撮像素子パッケージ１１Ａは、周辺領域１３の最表面に遮光樹脂層９３を設けることによって周辺領域１３における光の反射を低減して、フレアの発生を低減する構造によって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

また、図示するように、撮像素子パッケージ１１Ａは、支持部２９Ａの下には、剥がれる懸念のあるオンチップレンズ層２８Ａのレンズ材やカラーフィルタ層２６Ａなどが積層されない構成となっている。これにより、支持部２９Ａの剥離を回避して、撮像素子パッケージ１１Ａの信頼性および耐性の向上を図ることができる。

図１８は、撮像素子パッケージ１１Ａの平面図である。

図１８に示すように、撮像素子パッケージ１１Ａでは、二点鎖線で示す有効画素領域１２の境界から外側に遮光樹脂層９３（図１８では、一点鎖線のハッチングで表す）が設けられている。そして、撮像素子パッケージ１１Ａでは、遮光樹脂層９３は、有効画素領域１２と周辺領域１３との境界近傍から、支持部２９Ａと重なる領域まで設けられている。

また、撮像素子パッケージ１１Ａにおいて、オンチップレンズ層２８Ａは、所定の曲率半径Ｒの円弧で四隅の角が丸められた外周形状となるように形成される。

図１９は、撮像素子パッケージ１１Ａの第１のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図１９に示す撮像素子パッケージ１１Ａ－１において、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１９に示すように、撮像素子パッケージ１１Ａ－１は、周辺領域１３の最表面に遮光樹脂層９３－１が形成されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に構成されている。即ち、撮像素子パッケージ１１Ａ－１は、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に、周辺領域１３におけるフレアの発生を低減する構造によって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

そして、撮像素子パッケージ１１Ａ－１では、遮光樹脂層９３－１が支持部２９Ａ－１の下に設けられない点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと異なる構成となっている。即ち、撮像素子パッケージ１１Ａ－１では、遮光樹脂層９３－１は支持部２９Ａ－１の手前まで設けられており、遮光層２３Ａに対して支持部２９Ａ－１が積層するように構成されている。

従って、このように構成される撮像素子パッケージ１１Ａ－１は、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａよりも、支持部２９Ａ－１が剥離することを低減することができ、より信頼性および耐性の向上を図ることができる。

図２０は、撮像素子パッケージ１１Ａの第２のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図２０に示す撮像素子パッケージ１１Ａ－２において、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２０に示すように、撮像素子パッケージ１１Ａ－２は、周辺領域１３の最表面に遮光樹脂層９３－２が形成されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に構成されている。即ち、撮像素子パッケージ１１Ａ－２は、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に、周辺領域１３におけるフレアの発生を低減する構造によって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

そして、撮像素子パッケージ１１Ａ－２では、遮光樹脂層９３－２は、スリットが設けられることによってパターン化されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと異なる構成となっている。例えば、遮光樹脂層９３－２をパターン化することによって、その間のスリットに入った光の閉じ込め効果を得ることや、反射成分を極力散乱させることができ、よりフレアの発生を低減することが期待される。

従って、このように構成される撮像素子パッケージ１１Ａ－２は、パターン化した遮光樹脂層９３－２によって、よりフレアを低減した良好な画質の画像を撮像することができる。

図２１は、撮像素子パッケージ１１Ａの第３のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図２１に示す撮像素子パッケージ１１Ａ－３において、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２１に示すように、撮像素子パッケージ１１Ａ－３は、周辺領域１３の最表面に遮光樹脂層９３－３が形成されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に構成されている。即ち、撮像素子パッケージ１１Ａ－３は、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に、周辺領域１３におけるフレアの発生を低減する構造によって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

そして、撮像素子パッケージ１１Ａ－３では、遮光樹脂層９３－３にスリットが設けられることによってパターン化されるとともに、そのスリットに応じた個所で遮光層２３Ａ－３にスリットが設けられている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと異なる構成となっている。例えば、遮光樹脂層９３－３をパターン化することによって、その間のスリットに入った光の閉じ込め効果を得ることや、反射成分を極力散乱させることがでるのに加えて、遮光樹脂層９３－３のスリットを通過した光が遮光層２３Ａ－３のスリットを通過して半導体基板２１に吸収させることができ、さらにフレアの発生を低減することが期待される。

従って、このように構成される撮像素子パッケージ１１Ａ－３は、パターン化した遮光樹脂層９３－３および遮光層２３Ａ－３によって、さらにフレアを低減した良好な画質の画像を撮像することができる。

図２２は、撮像素子パッケージ１１Ａの第４のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図２２に示す撮像素子パッケージ１１Ａ－４において、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２２に示すように、撮像素子パッケージ１１Ａ－４は、周辺領域１３の最表面に遮光樹脂層９３－４が形成されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に構成されている。即ち、撮像素子パッケージ１１Ａ－４は、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に、周辺領域１３におけるフレアの発生を低減する構造によって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

そして、撮像素子パッケージ１１Ａ－４では、遮光層２３Ａ－４が、オンチップレンズ層２８Ａのレンズ材の縁と略同一の範囲まで形成されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと異なる構成となっている。例えば、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａでは、半導体基板２１の縁まで遮光層２３Ａが設けられていたのに対し、撮像素子パッケージ１１Ａ－４では、遮光層２３Ａ－４が極力後退されるように構成される。

つまり、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａでは、遮光層２３Ａ上に遮光樹脂層９３が１層のみ積層される部分があり、そのような部分において遮光層２３Ａによって光が反射する懸念があった。これに対し、撮像素子パッケージ１１Ａ－４では、そのような部分がなく、少なくとも遮光層２３Ａ－４上にオンチップレンズ層２８Ａおよび遮光樹脂層９３が積層されるように構成されていることで、遮光層２３Ａ－４による光の反射を低減させることが期待される。

従って、このように構成される撮像素子パッケージ１１Ａ－４は、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａよりも、遮光層２３Ａ－４による光の反射を低減させることができ、フレアを低減した良好な画質の画像を撮像することができる。

図２３は、撮像素子パッケージ１１Ａの第５のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図２３に示す撮像素子パッケージ１１Ａ－５において、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２３に示すように、撮像素子パッケージ１１Ａ－５は、周辺領域１３の最表面に遮光樹脂層９３－５が形成されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に構成されている。即ち、撮像素子パッケージ１１Ａ－５は、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に、周辺領域１３におけるフレアの発生を低減する構造によって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

そして、撮像素子パッケージ１１Ａ－５では、オンチップレンズ層２８Ａのレンズ材の縁近傍において、遮光樹脂層９３－５が分断されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと異なる構成となっている。即ち、撮像素子パッケージ１１Ａ－５は、遮光樹脂層９３－５が、オンチップレンズ層２８Ａに対して積層される遮光樹脂層９３ａ－５と、遮光層２３Ａ－５に対して積層される遮光樹脂層９３ｂ－５とに分割された構成となっている。

例えば、オンチップレンズ層２８Ａのレンズ材の縁のような段差部では、遮光樹脂層９３－５が厚くなり未露光による欠けが生じてしまうことが懸念される。そこで、撮像素子パッケージ１１Ａ－５では、そのような段差部には遮光樹脂層が形成されないように遮光樹脂層９３ａ－５と遮光樹脂層９３ｂ－５とに予め分割した構成となっている。この分割による隙間は狭いため、その隙間においてフレアが発生する影響は軽微なものであると考えられる。

従って、このように構成される撮像素子パッケージ１１Ａ－５は、遮光樹脂層９３ａ－５および遮光樹脂層９３ｂ－５によって、フレアを低減した良好な画質の画像を撮像することができる。

図２４は、撮像素子パッケージ１１Ａの第６のバリエーションの構成例を示す断面図である。なお、図２４に示す撮像素子パッケージ１１Ａ－６において、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２４に示すように、撮像素子パッケージ１１Ａ－６は、周辺領域１３の最表面に遮光樹脂層９３－６が形成されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に構成されている。即ち、撮像素子パッケージ１１Ａ－６は、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと同様に、周辺領域１３におけるフレアの発生を低減する構造によって、より良好な画質の画像を撮像することができる。

そして、撮像素子パッケージ１１Ａ－６では、オンチップレンズ層２８Ａのレンズ材の縁近傍において、遮光樹脂層９３－６および遮光層２３Ａ－６が分断されている点で、図１７の撮像素子パッケージ１１Ａと異なる構成となっている。即ち、撮像素子パッケージ１１Ａ－６は、遮光樹脂層９３－６が、オンチップレンズ層２８Ａに対して積層される遮光樹脂層９３ａ－６と、遮光層２３Ａ－６に対して積層される遮光樹脂層９３ｂ－６とに分割されるとともに、遮光樹脂層９３－６のスリットに応じた個所で遮光層２３Ａ－６にスリットが設けられている．

例えば、オンチップレンズ層２８Ａのレンズ材の縁のような段差部では、遮光樹脂層９３－６が厚くなり未露光による欠けが生じてしまうことが懸念される。そこで、撮像素子パッケージ１１Ａ－６では、そのような段差部には遮光樹脂層が形成されないように遮光樹脂層９３ａ－６と遮光樹脂層９３ｂ－６とに予め分割した構成となっている。この分割による隙間は狭いため、その隙間においてフレアが発生する影響は軽微なものであると考えられる。

さらに、遮光樹脂層９３－６のスリットに応じた個所で遮光層２３Ａ－６にスリットを設けることで、遮光樹脂層９３－６のスリットを通過した光が遮光層２３Ａ－６のスリットを通過して半導体基板２１に吸収させることができ、さらにフレアの発生を低減することが期待される。

従って、このように構成される撮像素子パッケージ１１Ａ－６は、遮光樹脂層９３－６および遮光層２３Ａ－６によって、フレアを低減した良好な画質の画像を撮像することができる。

図２５は、撮像素子パッケージ１１Ａ－６の平面図である。

図２５に示すように、撮像素子パッケージ１１Ａ－６では、二点鎖線で示す有効画素領域１２の境界から外側に遮光樹脂層９３ａ－６（図２５では、一点鎖線のハッチングで表す）が設けられている。そして、オンチップレンズ層２８Ａのレンズ材の縁近傍において遮光樹脂層９３－６にスリットが設けられ、その外側に遮光樹脂層９３ｂ－６（図２５では、一点鎖線のハッチングで表す）が設けられている。

＜電子機器の構成例＞
上述したような撮像素子パッケージ１１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。

図２６は、電子機器に搭載される撮像装置の構成例を示すブロック図である。

図２６に示すように、撮像装置１０１は、光学系１０２、撮像素子１０３、信号処理回路１０４、モニタ１０５、およびメモリ１０６を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。

光学系１０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの像光（入射光）を撮像素子１０３に導き、撮像素子１０３の受光面（センサ部）に結像させる。

撮像素子１０３としては、上述した各構成例および各バリエーションの撮像素子パッケージ１１が適用される。撮像素子１０３には、光学系１０２を介して受光面に結像される像に応じて、一定期間、電子が蓄積される。そして、撮像素子１０３に蓄積された電子に応じた信号が信号処理回路１０４に供給される。

信号処理回路１０４は、撮像素子１０３から出力された画素信号に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路１０４が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ１０５に供給されて表示されたり、メモリ１０６に供給されて記憶（記録）されたりする。

このように構成されている撮像装置１０１では、上述した撮像素子パッケージ１１を適用することで、例えば、より良好な画質の画像を撮像することができる。

＜イメージセンサの使用例＞
図２７は、上述のイメージセンサ（撮像素子）を使用する使用例を示す図である。

上述したイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。

・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置

＜構成の組み合わせ例＞
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
フォトダイオードが設けられる半導体基板と、
前記半導体基板の外周に沿って設けられ、前記半導体基板の受光面を保護するカバーガラスを支持する支持部と、
少なくとも前記支持部が設けられる領域において、前記支持部と前記半導体基板との間に設けられる反射防止層と
を備える撮像素子パッケージ。
（２）
前記反射防止層は、前記半導体基板の受光面の全面に亘って設けられ、
前記反射防止層に対して前記支持部が積層される
上記（１）に記載の撮像素子パッケージ。
（３）
画像を撮像するのに有効に用いられる画素が配置される有効画素領域と前記有効画素領域よりも外側となる周辺部分に設けられる周辺領域との境界から外側に向かって所定の幅で、前記反射防止層に対して積層して設けられる遮光層をさらに備え、
前記遮光層は、平面視して、所定の曲率半径の円弧で四隅の角が丸められた外形形状に形成される
上記（２）に記載の撮像素子パッケージ。
（４）
前記支持部の一部と、前記反射防止層を覆うように設けられる有機層の一部とが、平面視して重なっている
上記（２）または（３）に記載の撮像素子パッケージ。
（５）
画像を撮像するのに有効に用いられる画素が配置される有効画素領域よりも外側となる周辺部分に設けられる周辺領域に、キャパシタを含む周辺回路が設けられており、
前記周辺回路と平面視で重なるように、前記周辺回路と前記支持部との間に配置される遮光層をさらに備える
上記（２）または（３）に記載の撮像素子パッケージ。
（６）
前記半導体基板を有するセンサ基板、および、ロジック回路が設けられるロジック基板が積層された積層構造となっており、
前記ロジック回路側に、前記周辺回路が設けられるとともに、
前記センサ基板の配線層および前記ロジック基板の配線層の少なくとも一方に、前記周辺回路と平面視で重なるように、前記周辺回路と前記支持部との間に配置される遮光層が設けられる
上記（５）に記載の撮像素子パッケージ。
（７）
前記遮光層が、前記支持部の下方まで延在して設けられており、
有機層により覆われていない前記遮光層の一部分と前記支持部との間に反射防止層が配置されている
上記（３）に記載の撮像素子パッケージ。
（８）
前記反射防止層と前記支持部との間に遮光樹脂層が設けられ、
前記支持部が通気孔を有する
上記（３）から（７）までのいずれかに記載の撮像素子パッケージ。
（９）
前記反射防止層と前記支持部との間に、格子状の第１の酸化層によって区切られた遮光樹脂層が設けられ、
前記第１の酸化層および前記遮光樹脂層を覆うように第２の酸化層が設けられ、前記第２の酸化層に対して前記支持部が積層される
上記（３）から（７）までのいずれかに記載の撮像素子パッケージ。
（１０）
前記遮光樹脂層の上面が凹凸形状に形成され、
前記凹凸形状と噛み合うように前記支持部の下面に配置された凹凸構造をさらに備える
上記（９）に記載の撮像素子パッケージ。
（１１）
画像を撮像するのに有効に用いられる画素が配置される有効画素領域よりも外側となる周辺部分に設けられる周辺領域の最表面に遮光樹脂層が設けられる
上記（１）に記載の撮像素子パッケージ。
（１２）
前記遮光樹脂層は、前記有効画素領域と前記周辺領域との境界近傍から、前記支持部に重なる領域まで設けられる
上記（１１）に記載の撮像素子パッケージ。
（１３）
前記遮光樹脂層は、前記有効画素領域と前記周辺領域との境界近傍から、前記支持部の手前の領域まで設けられる
上記（１１）に記載の撮像素子パッケージ。
（１４）
前記遮光樹脂層は、スリットが設けられることによってパターン化されている
上記（１１）から（１３）までのいずれかに記載の撮像素子パッケージ。
（１５）
前記遮光樹脂層の下方に設けられる遮光層が、前記遮光樹脂層のパターンに応じてスリットが設けられることによってパターン化されている
上記（１４）に記載の撮像素子パッケージ。
（１６）
前記半導体基板の受光面の全面に亘って設けられる反射防止層と、
前記周辺領域において反射防止層に対して積層される遮光層と、
前記遮光層に対して積層され、光を吸収する樹脂層と
前記遮光層および前記樹脂層に対して積層されるレンズ材と
をさらに備える上記（１１）から（１５）までのいずれかに記載の撮像素子パッケージ。
（１７）
前記遮光層は、前記レンズ材の縁と略同一の範囲まで設けられ、
前記遮光樹脂層は、前記レンズ材および前記反射防止層に対して積層される
上記（１６）に記載の撮像素子パッケージ。
（１８）
前記遮光層は、前記半導体基板の縁まで設けられ、
前記遮光樹脂層は、前記レンズ材の縁近傍においてスリットが設けられることで、前記レンズ材に対して積層される部分と、前記遮光層に対して積層される部分とに分割される
上記（１６）に記載の撮像素子パッケージ。
（１９）
前記遮光層は、前記遮光樹脂層に設けられるスリットに応じた個所でスリットが設けられている
上記（１８）に記載の撮像素子パッケージ。
（２０）
フォトダイオードが設けられる半導体基板と、
前記半導体基板の外周に沿って設けられ、前記半導体基板の受光面を保護するカバーガラスを支持する支持部と、
少なくとも前記支持部が設けられる領域において、前記支持部と前記半導体基板との間に設けられる反射防止層と
を有する撮像素子パッケージを備える電子機器。

なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本明細書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なく、他の効果があってもよい。

１１ 撮像素子パッケージ， １２ 有効画素領域， １３ 周辺領域， ２１ 半導体基板， ２２ 反射防止層， ２３ 遮光層， ２４ 画素間遮光層， ２５ 平坦化層， ２６ カラーフィルタ層， ２７ 有機層， ２８ オンチップレンズ層， ２９ 支持部， ３０ カバーガラス， ９１および９２ フレア防止層， ９３ 遮光樹脂層

Claims (20)

1. フォトダイオードが設けられる半導体基板と、
   前記半導体基板の外周に沿って設けられ、前記半導体基板の受光面を保護するカバーガラスを支持する支持部と、
   少なくとも前記支持部が設けられる領域において、前記支持部と前記半導体基板との間に設けられる反射防止層と
   を備える撮像素子パッケージ。
2. 前記反射防止層は、前記半導体基板の受光面の全面に亘って設けられ、
   前記反射防止層に対して前記支持部が積層される
   請求項１に記載の撮像素子パッケージ。
3. 画像を撮像するのに有効に用いられる画素が配置される有効画素領域と前記有効画素領域よりも外側となる周辺部分に設けられる周辺領域との境界から外側に向かって所定の幅で、前記反射防止層に対して積層して設けられる遮光層をさらに備え、
   前記遮光層は、平面視して、所定の曲率半径の円弧で四隅の角が丸められた外形形状に形成される
   請求項２に記載の撮像素子パッケージ。
4. 前記支持部の一部と、前記反射防止層を覆うように設けられる有機層の一部とが、平面視して重なっている
   請求項２に記載の撮像素子パッケージ。
5. 画像を撮像するのに有効に用いられる画素が配置される有効画素領域よりも外側となる周辺部分に設けられる周辺領域に、キャパシタを含む周辺回路が設けられており、
   前記周辺回路と平面視で重なるように、前記周辺回路と前記支持部との間に配置される遮光層をさらに備える
   請求項２に記載の撮像素子パッケージ。
6. 前記半導体基板を有するセンサ基板、および、ロジック回路が設けられるロジック基板が積層された積層構造となっており、
   前記ロジック回路側に、前記周辺回路が設けられるとともに、
   前記センサ基板の配線層および前記ロジック基板の配線層の少なくとも一方に、前記周辺回路と平面視で重なるように、前記周辺回路と前記支持部との間に配置される遮光層が設けられる
   請求項５に記載の撮像素子パッケージ。
7. 前記遮光層が、前記支持部の下方まで延在して設けられており、
   有機層により覆われていない前記遮光層の一部分と前記支持部との間に反射防止層が配置されている
   請求項３に記載の撮像素子パッケージ。
8. 前記反射防止層と前記支持部との間に遮光樹脂層が設けられ、
   前記支持部が通気孔を有する
   請求項３に記載の撮像素子パッケージ。
9. 前記反射防止層と前記支持部との間に、格子状の第１の酸化層によって区切られた遮光樹脂層が設けられ、
   前記第１の酸化層および前記遮光樹脂層を覆うように第２の酸化層が設けられ、前記第２の酸化層に対して前記支持部が積層される
   請求項３に記載の撮像素子パッケージ。
10. 前記遮光樹脂層の上面が凹凸形状に形成され、
    前記凹凸形状と噛み合うように前記支持部の下面に配置された凹凸構造をさらに備える
    請求項９に記載の撮像素子パッケージ。
11. 画像を撮像するのに有効に用いられる画素が配置される有効画素領域よりも外側となる周辺部分に設けられる周辺領域の最表面に遮光樹脂層が設けられる
    請求項１に記載の撮像素子パッケージ。
12. 前記遮光樹脂層は、前記有効画素領域と前記周辺領域との境界近傍から、前記支持部に重なる領域まで設けられる
    請求項１１に記載の撮像素子パッケージ。
13. 前記遮光樹脂層は、前記有効画素領域と前記周辺領域との境界近傍から、前記支持部の手前の領域まで設けられる
    請求項１１に記載の撮像素子パッケージ。
14. 前記遮光樹脂層は、スリットが設けられることによってパターン化されている
    請求項１１に記載の撮像素子パッケージ。
15. 前記遮光樹脂層の下方に設けられる遮光層が、前記遮光樹脂層のパターンに応じてスリットが設けられることによってパターン化されている
    請求項１４に記載の撮像素子パッケージ。
16. 前記半導体基板の受光面の全面に亘って設けられる反射防止層と、
    前記周辺領域において反射防止層に対して積層される遮光層と、
    前記遮光層に対して積層され、光を吸収する樹脂層と
    前記遮光層および前記樹脂層に対して積層されるレンズ材と
    をさらに備える請求項１１に記載の撮像素子パッケージ。
17. 前記遮光層は、前記レンズ材の縁と略同一の範囲まで設けられ、
    前記遮光樹脂層は、前記レンズ材および前記反射防止層に対して積層される
    請求項１６に記載の撮像素子パッケージ。
18. 前記遮光層は、前記半導体基板の縁まで設けられ、
    前記遮光樹脂層は、前記レンズ材の縁近傍においてスリットが設けられることで、前記レンズ材に対して積層される部分と、前記遮光層に対して積層される部分とに分割される
    請求項１６に記載の撮像素子パッケージ。
19. 前記遮光層は、前記遮光樹脂層に設けられるスリットに応じた個所でスリットが設けられている
    請求項１８に記載の撮像素子パッケージ。
20. フォトダイオードが設けられる半導体基板と、
    前記半導体基板の外周に沿って設けられ、前記半導体基板の受光面を保護するカバーガラスを支持する支持部と、
    少なくとも前記支持部が設けられる領域において、前記支持部と前記半導体基板との間に設けられる反射防止層と
    を有する撮像素子パッケージを備える電子機器。

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