JPH1140791A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその製造方法Info
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- JPH1140791A JPH1140791A JP9197496A JP19749697A JPH1140791A JP H1140791 A JPH1140791 A JP H1140791A JP 9197496 A JP9197496 A JP 9197496A JP 19749697 A JP19749697 A JP 19749697A JP H1140791 A JPH1140791 A JP H1140791A
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Abstract
に周辺回路ユニットを設けた固体撮像装置およびその製
造方法を提供する。 【解決手段】 ガラスで構成される基板上に保護膜とし
て耐摩耗性の高いBN膜1を形成し、第1の電極2を形
成した後、半導体膜3を光電変換層として形成する。さ
らに、絶縁膜5を形成した後、第2の電極としても機能
する電極配線6を形成し、電極配線6に電気的に接続し
て周辺回路ユニット8を設ける。その後、被覆体7を接
着してから基板をエッチングし、イメージセンサを完成
させる。
Description
ャナ、複写機等に用いられるいわゆるイメージセンサで
ある固体撮像装置およびその製造方法に関する。
開平2−244764に記載されている。最近のイメー
ジセンサで読取られる画像のサイズは大きくなってお
り、以前はハガキ程度の大きさであったが、最近では、
B5サイズ(長さ182mm)やA4サイズ(長さ23
0mm)サイズになっている。
精細度化が進んでいる。以前は読取りの画素密度が数1
0dpiであったが、最近では数百〜千数百dpiの画
素密度が要求されている。
ともに、読取り画素が微細化している。このようなイメ
ージセンサの大型化に伴い、周辺回路のマトリックス構
成も大規模化し、周辺回路が占める面積が大きくなって
いる。
線パターンの幅をできるだけ広くして配線抵抗を下げる
ことにより、ノイズを抑えてS/N比を改善している。
は、受光素子と薄膜トランジスタを段積みしてイメージ
センサの幅を極力狭め、1枚の基板から取り出せるイメ
ージセンサの数を増やして低コスト化を図っている。
のイメージセンサでは次のような問題がある。
に受光素子と薄膜トランジスタ(TFT)を水平に配置
する方法によれば、薄膜配線の厚さはせいぜい数μm程
度が限界であり、薄膜配線の抵抗を下げることができな
い。また、層数を増やすことも難しく、マトリクス構成
の大型化に対応するのに限界がある。結果的に、周辺回
路の占有面積が大きく、イメージセンサの幅は依然とし
て狭くすることができない。
に、薄膜トランジスタの上に受光素子を重ねて積層する
と、表面の凹凸構造が薄膜形成や微細なフォトリソグラ
フィ工程にとっては制約になる。下地表面を平坦化させ
るためには、次の製造工程に耐えるような耐熱性が高い
酸化珪素系被膜形成用塗布膜(OCD)等の中間層を介
在させなければならない。結果的に、製造工程が複雑に
なり、製造歩留まりを高くできない。
メージセンサの画素の微細化、イメージセンサ自体の小
型化や低コスト化を図ることができなかった。
てなされたものであり、本発明の目的は、画素を微細化
でき、小型化や低コスト化を図ることができる固体撮像
装置およびその製造方法を提供することである。
撮像装置は、光電変換素子と、B、BN系化合物、Si
B系化合物、SiC系化合物、SiN系化合物、BC系
化合物、AlN系化合物、ダイヤモンドまたはダイヤモ
ンド状カーボンのいずれかよりなり、前記光電変換素子
の受光表面を覆う保護膜と、前記光電変換素子に電気的
に接続された周辺回路ユニットと、前記光電変換素子の
受光表面側以外の表面および前記周辺回路を覆う被覆体
とから構成されることを特徴とする。
記保護膜は耐摩耗性を有することを特徴とする。
は、前記保護膜は少なくとも一部が透光性を有すること
を特徴とする。
は、基体上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上に
半導体膜を形成する工程と、前記半導体膜に接して電極
を形成する工程と、前記電極に周辺回路ユニットを電気
的に接続して設ける工程と、前記半導体膜、前記電極、
および前記周辺回路ユニットを覆う被覆体を形成する工
程と、前記被覆体の形成後に前記基体をエッチングする
工程とを有することを特徴とする。
は、基体上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上に
電極を形成する工程と、前記電極に接して半導体膜を形
成する工程と、前記電極に周辺回路ユニットを電気的に
接続して設ける工程と、前記電極、前記半導体膜、およ
び前記周辺回路ユニットを覆う被覆体を形成する工程
と、前記被覆体の形成後に前記基体をエッチングする工
程とを有することを特徴とする。
記保護膜は、B、BN系化合物、SiB系化合物、Si
C系化合物、SiN系化合物、BC系化合物、AlN系
化合物、ダイヤモンドまたはダイヤモンド状カーボンの
いずれかよりなることを特徴とする。
本発明は、前記エッチング工程は、前記基体の一部を残
して除去する工程を含むことを特徴とする。
本発明は、前記基体のエッチングレートは前記保護膜の
エッチングレートよりも大きいことを特徴とする。
撮像装置について図面を参照して説明する。
態の固体撮像装置であるイメージセンサの構成を示す断
面図である。図1に示すように、本発明の実施の形態の
イメージセンサはBN膜1、第1の電極2、半導体膜
3、絶縁膜5、第2の電極および遮光膜としても機能す
る電極配線6、被覆体7、周辺回路ユニット8、および
半田バンプ9から構成される。
の汚染等に対して光電変換素子を保護する保護膜として
用いられ、高い耐摩耗性を有する。光電変換素子は第1
の電極2、半導体膜3、および電極配線6の一部によっ
て構成される。半導体膜3は、光電変換層として用いら
れ、例えば、P層、I層、およびN層の3層構造となっ
ている。光電変換素子を構成する第1の電極2および半
導体膜3は絶縁膜5に覆われている。なお、絶縁膜5に
はコンタクトホールが設けられ、そのコンタクトホール
にも電極配線6が形成される。周辺回路ユニット8は集
積回路(IC)等で構成され、半田バンプ9によって電
極配線6に電気的に接続されている。さらに、図示しな
い外部回路との電気接続端子としてのリード線11が半
田層12により電極配線6に接続されている。BN膜1
によって覆われていない光電変換素子の受光表面以外の
表面、電極配線6、および周辺回路ユニット8はポリイ
ミドやエポキシ等の樹脂等からなる被覆体7によって覆
われて保護されている。
のイメージセンサの保護膜と比較してその厚さが薄いB
N膜1を通して光電変換素子の半導体膜3に被検出対象
物30から反射された光が入射し、半導体膜3で光電変
換されて第1の電極2および電極配線6の一部によって
電気信号として取出され、電極配線6および半田バンプ
8を介して周辺回路ユニット8に導出される。この場
合、BN膜1の厚さは薄いので、入射光がBN膜1の内
部で多重反射して迷光とならず、さらに、イメージセン
サ全体の厚さを極めて薄く形成することができる。
像装置であるイメージセンサの製造工程を示す図であ
る。まず、厚さ0.7〜1.1mmの例えば硼珪酸ガラ
スで構成される基板10を基体として準備する。なお、
基板10は後の製造工程においてフッ酸を用いたウエッ
トエッチングにより除去されるので、基板10とBN膜
1との間でエッチング比が大きくとれるように材料を選
択する。すなわち、基板10のエッチングレートはBN
膜1のエッチングレートよりも大きいことが必要であ
る。
または平滑)であることを望ましい。本発明の実施の形
態では、後の製造工程において平坦な表面を有する基板
10上にBN膜1が保護膜として形成されるので、基板
10に接するBN膜1の表面は平坦になる。BN膜1上
に種々の膜が積層された後で基板10がエッチングされ
るまでの製造工程においては基板10に接するBN膜1
の表面は何等ダメージを受けない。従って、基板上に種
々の膜を順次積層して最終段階で保護膜を形成するよう
な従来の製造工程のように保護膜としてのBN膜1の表
面が荒れることはなく、平坦な表面を得ることができ
る。これにより、入射光の散乱を防止することができ
る。
m以上の膜厚を有するBN膜1を化学的気相成長法(C
VD)によって室温〜500°Cの温度範囲で形成する
(図2参照)。なお、被検出対象物30からの反射光は
BN膜1を通して光電変換素子を構成する半導体膜3に
入射されることになるので、BN膜1の一部は透光性を
有している。また、保護膜として、BNの代わりに、S
iB、SiC、SiN、B4C、B、AlN、ダイヤモ
ンドまたはダイヤモンド状カーボン(DLC)等を用い
ることができる。
〜500°Cの温度範囲で形成する(図3参照)。第1
の電極2としては酸化インジウム錫(ITO)等からな
る透明導電膜が用いられ、その膜厚は1000オングス
トローム〜5000オングストロームである。
囲において非単結晶シリコン等からなる半導体膜3を光
電変換層として形成する(図4参照)。半導体膜3は、
pin構造のa−Si(アモルファスシリコン)系フォ
トダイオード構成が好ましいが、ノンドープのa−Si
に接して金属のオーミック電極を対抗配置するフォトコ
ンダクタ構成としてもよい。但し、後者の場合には、I
TO等からなる電極は不要である。
ローム程度の膜厚を有する絶縁膜5が形成される(図5
参照)。絶縁膜5としては、例えば、SiO2またはS
iNが用いられる。絶縁膜5には、第1の電極2を電極
配線6に電気的に接続するためおよび半導体膜3に電極
配線6の一部を接触させてその一部を第2の電極として
用いるためにコンタクトホールが設けられる。
たは蒸着を行い、形成されたAl膜をパターニングして
電極配線6を形成する(図6参照)。なお、後の製造工
程において周辺回路ユニット8との電気的な接続を行う
ために、電極配線6は図6に示すように延びて形成され
る。半導体膜3と第2の電極として機能する電極配線6
の一部との間にオーミック電極を形成してもよい。
よって電極配線6にボンディングされる。ボンディング
は通常のフェースダウン実装を用いる。周辺回路ユニッ
ト8は、シリコントランジスタベアチップやポリイミド
多層基板に配線構成された配線基板を用いてもよい。
構成される被覆体7を用い、基板全体を覆うように封止
する(図7参照)。樹脂としては無溶剤系が望ましい。
これは、無溶剤系以外の接着剤を用いて被覆体7を接着
した場合にはその内部に気泡が生じるので、後の製造工
程において基板10を除去する時に膜の内部応力により
膜剥離が起こるからである。なお、被覆体7はガラス、
セラミック、または金属で構成してもよい。もしくは、
ガラス等の支持体を上記樹脂を用いて接着することによ
り被覆体7を構成してもよい。
示しないエッチングマスクで覆う。エッチングマスクと
しては、日化精工製のブラックマスクやプロテクトワッ
クス等を用いている。エッチングマスクを形成した後、
種々の膜等が形成された基板10を50%のフッ酸溶液
に浸して室温でエッチングを行い、これにより基板10
を除去する。なお、前述したように、基板10とBN膜
1との間でエッチング比が大きくとれるように材料を選
択して用いているので、基板10のエッチング時にBN
膜1はエッチングストッパーとして機能する。
の全部をエッチング除去する場合だけでなく、その一部
を残すようにエッチングしてもよい。特に、周辺回路ユ
ニット8が設けられている基板10の一部分を残すよう
にエッチングすれば、周辺回路ユニット8を保護するこ
とになり、機械的な強度に耐えることができる。
施の形態の固体撮像装置であるイメージセンサの構成を
示す断面図である。図8に示すように、本発明の第2の
実施の形態のイメージセンサは、BN膜21、第1の電
極22、半導体膜23、絶縁膜25、第2の電極および
遮光膜としても機能する電極配線26、および被覆体2
7から構成されており、凸状になっている。
出対象物30を検出するための光を被覆体27側から照
射し、BN膜21を通して被検出対象物30から反射さ
れた光が半導体膜23に入射し、半導体膜23で光電変
換されて第1の電極22および電極配線26の一部によ
って電気信号として取出され、図示しない周辺回路ユニ
ットに導出される。この場合、BN膜21の厚さは薄い
ので、入射光がBN膜21の内部で多重反射して迷光と
ならず、検出信号のS/N比が向上するので、解像度を
高くすることができる。
施の形態の固体撮像装置であるイメージセンサの構成を
示す断面図である。図9に示すように、本発明の第2の
実施の形態のイメージセンサはBN膜31、第1の電極
32、半導体膜33、絶縁膜35、第2の電極および遮
光膜としても機能する電極配線36、および被覆体37
から構成されており、凹状になっている。
出対象物30を検出するための光を被覆体37側から照
射し、BN膜31を通して被検出対象物30から反射さ
れた光が半導体膜33に入射し、半導体膜33で光電変
換されて第1の電極32および電極配線36の一部によ
って電気信号として取出され、図示しない周辺回路ユニ
ットに導出される。この場合、BN膜31の厚さは薄い
ので、入射光がBN膜31の内部で多重反射して迷光と
ならず、検出信号のS/N比が向上するので、画像の解
像度を高くすることができる。
対象物を検出する光電変換素子の受光表面の裏面側に光
電変換素子に電気的に接続する周辺回路ユニットを設け
ているので、被検出対象物との機械的な接触がなく、従
って、光電変換素子と周辺回路ユニットとの間の距離を
狭めることができる。これにより、イメージセンサのチ
ップ幅が狭くなるので、1枚の基板から取り出せるイメ
ージセンサの数を増やすことができ、低コスト化を図る
ことができる。
るイメージセンサの構成を示す断面図。
るイメージセンサの製造工程を示す図。
るイメージセンサの製造工程を示す図。
るイメージセンサの製造工程を示す図。
るイメージセンサの製造工程を示す図。
るイメージセンサの製造工程を示す図。
るイメージセンサの製造工程を示す図。
るイメージセンサの構成を示す断面図。
るイメージセンサの構成を示す断面図。
Claims (8)
- 【請求項1】 光電変換素子と、 B、BN系化合物、SiB系化合物、SiC系化合物、
SiN系化合物、BC系化合物、AlN系化合物、ダイ
ヤモンドまたはダイヤモンド状カーボンのいずれかより
なり、前記光電変換素子の受光表面を覆う保護膜と、 前記光電変換素子に電気的に接続された周辺回路ユニッ
トと、 前記光電変換素子の受光表面側以外の表面および前記周
辺回路を覆う被覆体とから構成されることを特徴とする
固体撮像装置。 - 【請求項2】 前記保護膜は耐摩耗性を有することを特
徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 【請求項3】 前記保護膜は少なくとも一部が透光性を
有することを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装
置。 - 【請求項4】 基体上に保護膜を形成する工程と、 前記保護膜上に半導体膜を形成する工程と、 前記半導体膜に接して電極を形成する工程と、 前記電極に周辺回路ユニットを電気的に接続して設ける
工程と、 前記半導体膜、前記電極、および前記周辺回路ユニット
を覆う被覆体を形成する工程と、 前記被覆体の形成後に前記基体をエッチングする工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項5】 基体上に保護膜を形成する工程と、 前記保護膜上に電極を形成する工程と、 前記電極に接して半導体膜を形成する工程と、 前記電極に周辺回路ユニットを電気的に接続して設ける
工程と、 前記電極、前記半導体膜、および前記周辺回路ユニット
を覆う被覆体を形成する工程と、 前記被覆体の形成後に前記基体をエッチングする工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記保護膜は、B、BN系化合物、Si
B系化合物、SiC系化合物、SiN系化合物、BC系
化合物、AlN系化合物、ダイヤモンドまたはダイヤモ
ンド状カーボンのいずれかよりなることを特徴とする請
求項4または5に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記エッチング工程は、前記基体の一部
を残して除去する工程を含むことを特徴とする請求項4
または5に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記基体のエッチングレートは前記保護
膜のエッチングレートよりも大きいことを特徴とする請
求項4または5に記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9197496A JPH1140791A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9197496A JPH1140791A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1140791A true JPH1140791A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16375449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9197496A Pending JPH1140791A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1140791A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004027874A1 (en) * | 2002-08-30 | 2004-04-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and manufacturing method of same |
CN102213803A (zh) * | 2010-04-09 | 2011-10-12 | 三菱电机株式会社 | 光半导体元件模块 |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP9197496A patent/JPH1140791A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004027874A1 (en) * | 2002-08-30 | 2004-04-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and manufacturing method of same |
US7211880B2 (en) | 2002-08-30 | 2007-05-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and manufacturing method of same |
KR100759644B1 (ko) * | 2002-08-30 | 2007-09-17 | 샤프 가부시키가이샤 | 광전 변환 장치 및 그 제조 방법 |
CN102213803A (zh) * | 2010-04-09 | 2011-10-12 | 三菱电机株式会社 | 光半导体元件模块 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071126 |
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A02 | Decision of refusal |
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