JP5221615B2 - 撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図1乃至図7を用い、第1の実施形態に係る撮像装置およびその製造方法を説明する。
1−1.平面構成例
まず、図1を用い、第1の実施形態に係る撮像装置の平面構成例について説明する。
図示するように、本例に係る撮像装置の平面構成例では、ガラス基板17上に、撮像レンズ部26が配置される。
次に、図2を用い、第1の実施形態に係る撮像装置の断面構成例について説明する。本例では、上記図1中のII−II線に沿った断面構成例を一例に挙げる。
次に、図3に示すフローに沿って、第1の実施形態に係る撮像装置の製造方法について説明する。
(ステップST1)
まず、シリコン基板11に、フォトダイオード(図示せず)、絶縁膜層12、配線14等を形成し、撮像素子を形成する。
続いて、シリコン基板11上に、順次、カラーフィルタ(図示せず)、マイクロレンズ15を形成し、複数の画素(Pixel)6を形成する。
続いて、シリコン基板11上の複数の画素6を備える撮像素子を、所定の製品ごとにダイソートを行い、分離する。
続いて、図4に示すように、分離した撮像素子上に、接着材16を形成する。この際、この工程の後に接着材16上に接着されるガラス基板17にもともと形成されている開口位置に合わせて、例えば、RIE(Reactive Ion Etching)法等を用い、接着材16にガラス貫通開口16aおよび画素部開口16cを同時に形成する。尚、この際、画素6上は露出されるため、接着材16は形成されない。
続いて、図5示すように、透明支持基板としてガラス基板17を接着材16上に設置し、シリコン基板11と貼り合わせる。この際、ガラス基板17にもともと形成されている開口17a,17bと、上記接着材16に形成したガラス貫通開口16a,接着材開口16bとの位置を合わせて、ガラス基板17とシリコン基板11とを貼り合わせる。
その結果、この工程の際、ガラス基板17を上方から見ると、図6のように示される。図示するように、ガラス基板17を上方から見ると、ガラス基板17にもともと形成されている開口17a,17bと、上記接着材16に形成したガラス貫通開口16a,開口16bとの位置が一致するように、ガラス基板17とシリコン基板11とが貼り合わせられる。
尚、この工程の際、ガラス孔(17a,17b)とガラス基板17との保護のために、ガラス基板17上に保護シートを貼り付けることが望ましい。ガラス基板17上に上記保護シートを貼り付けることにより、例えば、ガラス孔(17a,17b)内に製造工程により生じたダスト等が入ることを防止できるからである。
続いて、シリコン基板11を反転させる。反転させた裏面側からシリコン基板11を貫通し、電極パッド21に導通するSi貫通孔を形成する。尚、このSi貫通孔を形成する工程の前に、シリコン基板11を薄くして薄膜化させる工程を設けても良い。
続いて、シリコン基板11に、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて絶縁膜を形成する。
続いて、Si貫通孔中に、例えば、スパッタ法などでNi等のバリアメタルを形成し、めっき法を用いCu(銅)等の導電体を埋め込み、Si貫通電極18を形成する。同様に、Cu(銅)等により、裏面再配線19を形成する。
続いて、シリコン基板11上の必要な位置に、保護膜(図示せず)を形成する。
続いて、Si貫通電極18をダイソートする。
続いて、裏面再配線19上に、半田ボール10を形成する。
続いて、ガラス基板17にもともと形成されている開口17a,17b内と、上記接着材16に形成したガラス貫通開口16a,16bに、例えば、めっき法を用いてCu(銅)等の導電物質を埋め込み、ガラス貫通電極23および接着材貫通電極22を形成する。続いて、同様の製造工程により、ガラス貫通電極23上にガラス上再配線24を形成する。
続いて、ガラス基板17のガラス上再配線24上に、受動素子および能動素子等からなるドライバIC25を、マウントする。
続いて、ガラス基板17上に、ドライバIC25を覆うように、駆動素子32やレンズL1,L2からなる撮像レンズ部26を、マウントする。
最後に、製造した撮像装置が、正常に動作するか否かの最終テスト(Final Assembly Test)を行い、終了する(End)。
第1の実施形態に係る撮像装置およびその製造方法によれば、少なくとも下記(1)乃至(2)の効果が得られる。
上記のように、本例に係る撮像装置は、複数の画素6が配置される半導体基板11と、予め貫通された開口17a,17b内に設けられるガラス貫通電極23を備えるガラス基板(透明支持基板)17と、ガラス貫通電極23と接続される接着材貫通電極22を備え半導体基板11とガラス基板17とを接着させる接着材16と、ガラス基板17上に配置され撮像対象の焦点を画素6に自動的に合わせる機能を有する撮像レンズ部26とを具備するカメラモジュールである。
このように、本例に係る撮像装置では、ワイヤーボンド等を具備していない。そのため、本例に係る撮像装置では、同じ性能(焦点距離)のレンズを使っても、縦方向および横方向の大きさを低減でき、小型化に対して有利である。
図示するように、本例に係る撮像装置は、センサー面を基準とすると、同じ性能(焦点距離)のレンズL0を使っても、比較例に係る撮像装置に比べ、縦方向および横方向の大きさを低減でき、小型化に対して有利であることは明らかである。
上記のように、本例に係る撮像装置は、予め貫通された開口17a,17b内に設けられるガラス貫通電極23を備えるガラス基板(透明支持基板)17を利用して、製造することができる。
より具体的には、図4に示したように、分離した撮像素子上に、接着材16を形成する際、この工程の後に接着材16上に接着されるガラス基板17にもともと形成されている開口位置に合わせて、例えば、リソグラフィー法等を用い、接着材16に開口16aおよび画素部開口16cを同時に形成する(ステップST4)。続いて、図5に示したように、ガラス基板17を接着材16上に設置し、シリコン基板11と貼り合わせる際、ガラス基板17にもともと形成されている開口17a,17bと、上記接着材16に形成した開口16a,接着材開口16bとの位置が一致するように、ガラス基板17とシリコン基板11と貼り合わせる(ステップST5)。
次に、図8を用い、第2の実施形態に係る撮像装置およびその製造方法について説明する。この実施形態は、多層配線が適用される一例に関するものである。この説明において、上記第1の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
第2の実施形態に係る撮像装置の断面構成例は、図8のように示される。
図示するように、本例に係る撮像装置は、画素6を駆動する駆動回路部を構成する配線層が、多層配線50である点で、上記第1の実施形態と相違する。
そのため、絶縁膜層12中に複数層の電極パッド51−1,51−2、およびコンタクト51−3を更に備える点で、上記第1の実施形態と相違する。電極パッド51−1,51−2、およびコンタクト51−3は、電気的に接続される。
上記のように、第2の実施形態に係る撮像装置およびその製造方法によれば、少なくとも上記(1)乃至(2)と同様の効果が得られる。さらに、必要に応じて、本例のような、画素6を駆動する駆動回路部を構成する配線層が多層配線50である構成に適用することが可能である。
次に、図9を用い、第3の実施形態に係る撮像装置およびその製造方法について説明する。この実施形態は、多層配線が適用されるその他の一例に関するものである。この説明において、上記第1の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
第3の実施形態に係る撮像装置の断面構成例は、図9のように示される。
図示するように、画素6を駆動する駆動回路部を構成する配線層が、多層配線50である点で、上記第1の実施形態と相違する。本例では、コンタクトが上記第2の実施形態と異なる位置に配置されている。そのため、電極パッド51−1,51−2は、図示しない絶縁膜層12内で、電気的に接続されている。
上記のように、第3の実施形態に係る撮像装置およびその製造方法によれば、少なくとも上記(1)乃至(2)と同様の効果が得られる。さらに、必要に応じて、本例のような、画素6を駆動する駆動回路部を構成する配線層が多層配線50であるその他の構成に適用することが可能である。
Claims (5)
- 複数の画素が配置される半導体基板と、
予め貫通された開口内に設けられる第1貫通電極を備える透明基板と、
前記画素上が露出され、前記第1貫通電極と接続される第2貫通電極を備え、前記半導体基板と透明基板とを接着させる接着材と、
前記透明基板上に配置される撮像レンズ部とを具備すること
を特徴とする撮像装置。 - 前記撮像レンズ部は、撮像対象の焦点を前記画素に自動的に合わせるドライバを更に備え、
前記半導体基板は、裏面上に配置される裏面再配線と、前記第1,第2貫通電極および前記裏面再配線に接続される第3貫通電極とを更に備えること
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記画素を駆動する駆動回路部を構成する配線層は、多層配線であること
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 半導体基板に複数の画素を形成する工程と、
前記半導体基板上に接着材を形成する工程と、
透明基板に予め形成されている開口の位置に合わせた第1開口および前記画素上を露出させる第2開口を前記接着材に形成する工程と、
前記透明基板に予め形成されている開口と前記接着材に形成した第1開口との位置を合わせて、透明基板を前記接着材上に設置し、前記透明基板を前記半導体基板と貼り合わせる工程と、
前記透明基板に予め形成されている開口および前記第1開口内に、導電物質を埋め込み、前記透明基板の貫通電極および前記接着剤の貫通電極とを形成する工程と、
前記透明基板上に、撮像レンズ部を形成する工程とを具備すること
を特徴とする撮像装置の製造方法。 - 前記撮像対象の焦点を前記画素に自動的に合わせるように前記撮像レンズ部を制御するドライバを形成する工程を更に具備すること
を特徴とする請求項4に記載の撮像装置の製造方法。
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