JPWO2006109638A1 - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents

固体撮像素子及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2006109638A1
JPWO2006109638A1 JP2007512930A JP2007512930A JPWO2006109638A1 JP WO2006109638 A1 JPWO2006109638 A1 JP WO2006109638A1 JP 2007512930 A JP2007512930 A JP 2007512930A JP 2007512930 A JP2007512930 A JP 2007512930A JP WO2006109638 A1 JPWO2006109638 A1 JP WO2006109638A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
imaging device
state imaging
photoelectric conversion
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007512930A
Other languages
English (en)
Inventor
山口　進
進 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Publication of JPWO2006109638A1 publication Critical patent/JPWO2006109638A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/005—Diaphragms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14632—Wafer-level processed structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

生産性に優れた撮像レンズ一体型固体撮像素子を提供する。本発明に係る固体撮像素子は、シリコン基板の一面に形成された光電変換部、前記光電変換部をシールするシール部材、及び電気信号の送受を行う電極を有する固体撮像素子であって、前記シール部材は前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズ部を有し、前記電極は前記シリコン基板の前記一面とは異なる面に形成されている。

Description

本発明は、固体撮像素子及びその製造方法に関し、特に生産性に優れた固体撮像素子及びその製造方法に関する。
近年、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）型あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の固体撮像素子を用いた撮像装置の高性能化、小型化に伴い、撮像装置を備えた携帯電話が普及しつつある。また、これらの撮像装置に搭載される撮像レンズには、さらなる小型化への要求が高まっている。
また、最近では、異なる２タイプの撮像装置の少なくとも一方を搭載した携帯電話が販売されている。その撮像装置の一方は、高画素の固体撮像素子（例えば２００万画素以上）を有するものであり、主に静止画像の撮影に用いられる。他方は、テレビ電話用途の撮像装置であって、リアルタイムに動画を、通話している相手の携帯電話に送信するため、データ転送量の制限があることから画素数は多くなく、１０万画素または３０万画素クラスの固体撮像素子を備えた撮像装置である。後者の撮像装置においては、簡易な構成で安価に製造できることが強く望まれている。
このような用途の撮像装置の一例が、例えば特許文献１に開示されている。又、特許文献２では、３枚レンズ構成の生産性のよい撮像レンズが開示されている。
特開２００３−３７７５８号公報 特開２００３−４６８２５号公報
しかしながら、特許文献１に記載されているタイプの撮像装置においては、最近の画素ピッチの小さい固体撮像素子を用いると、各部品が小さくなりすぎ、むしろ製造が困難となる可能性がある。例えば、最近の技術ではＣＭＯＳ型の固体撮像素子であっても、その画素ピッチは２．２μｍとかなり小さくなっている。この画素ピッチの場合、１０万画素の固体撮像素子を例にとると、３５２画素（水平）×２８８画素（垂直）の矩形実効画素領域の対角線長は１．０ｍｍである。ここで、対角の画角を６０°とし、焦点距離をｆ［ｍｍ］とおくと、
ｆ×ｔａｎ３０°＝０．５ｍｍ すなわち、ｆ＝０．８７ｍｍ
と（ただし、歪曲収差を考慮しない計算結果）、かなり焦点距離の小さい撮像レンズが必要となってしまう。
又、特許文献２に示すような３枚レンズ構成の撮像レンズは、光学特性に優れる反面、各レンズを各々成形しなくてはならず、製造に手間がかかる。一方、例えば１０万画素程度の画素数が小さな画像の撮像では、高い光学特性を有する撮像レンズを用いても、画素数の制限のため高画質な画像が得られないという実情がある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、従来とは異なる発想に基づき、生産性に優れた撮像レンズ一体型固体撮像素子を提供することを目的とする。
第１の発明は、
シリコン基板の一面に形成された光電変換部、前記光電変換部をシールするシール部材、及び電気信号の送受を行う電極を有する固体撮像素子であって、
前記シール部材は前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズ部を有し、
前記電極は前記シリコン基板の前記一面とは異なる面に形成されている。
第１の発明の固体撮像素子では、シール部材が撮像レンズ部を有しているから、当該固体撮像素子そのものが撮像装置の機能を有し、簡易な構成で撮像装置を構成することができる。また、シリコン基板の一面とは異なる面（光電変換部が形成された面とは異なる面）に光電変換部が形成されているから、電子基板に実装する際の実装面積（電子基板に対する当該固体撮像素子の投影面積）を小さくすることができる。
前記シール部材は、前記光電変換部の周囲に配置されたスペーサ部材を介して前記シリコン基板上に設けられているのが好ましい。
この場合、シール部材を複雑な形状にすることなく、光電変換部のシーリングが可能となる。
前記シール部材には、開口絞り及び／又は赤外線カットフィルタ被膜が一体的に形成されているのが好ましい。
この場合、撮像レンズ部を有するシール部材と開口絞り及び赤外線カットフィルタとが一体で形成され、生産性に優れた撮像レンズ一体型固体撮像素子を提供することができ、ひいては当該固体撮像素子を用いることで撮像装置を小型化できる。
なお、「一体」とは、開口絞り及び赤外線カットフィルタ被膜を真空蒸着等のコーティング手法により被膜の状態でシール部材上に形成すること、又はそれらを別部材として接着などで固定することのいずれも含む。
第１の発明の固体撮像素子は、前記シリコン基板上に複数個同時に形成した後、各チップに分離するダイシング工程を経て製造されるのが好ましい。
この場合、当該固体撮像素子には、ダイシング工程により切り出されたときに、既に撮像レンズが搭載されており、当該固体撮像素子の大量生産が可能である。
前記シール部材のガラス転移温度Ｔｇは２００℃以上であるのが好ましい。
電子部品の分野では最近の電化製品の小型化、高性能化に伴い、また生産性向上を狙い、各種電子部品を基板へ実装する方法として、部品の実装密度も高く効率も良い表面実装技術（ＳＭＴ）が一般的となりつつある。ここで、表面実装方式とは、例えば、プリント印刷された配線基板上に、クリーム状のハンダを介して電子部品を載せた後、配線基板を加熱炉（リフロー炉）内に通過させることによって、ハンダを溶かして、電子部品を配線基板上に固定する方法をいう。ハンダ付けに際し、リフロー炉内に導入された配線基板および電子部品は２００〜２７０℃という高温に達する。
第１の発明の固体撮像素子を、このリフローハンダにより基板上に実装するためには、少なくとも撮像レンズ部を有するシール部材に、リフローに対する耐熱性が要求される。従って、撮像レンズを有するシール部材はガラス転移温度Ｔｇが２００℃以上であることが望ましい。この温度を下回ると、シール部材の撮像レンズ部の特性が大きく変わり、シール部材が本来の結像性能を維持できなくなる。特に、リフロー炉内の高温下での特性変化を防ぐには、シール部材のガラス転移温度Ｔｇが２００℃以上であることが必要な条件である。また、シール部材のガラス転移温度Ｔｇは２７０℃以上であれば更に耐熱性に余裕がでてくるので望ましい。
なお、撮像レンズ部を有するシール部材の材料であるが、ガラス材料であっても樹脂材料であっても構わない。最近では光学樹脂材料であってもＴｇが２００℃以上のものが開示されている（例えば特開２００４−４６３２）。
第２の発明は、
光電変換部と、前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズ部と、電気信号の送受を行う電極とを有する固体撮像素子を複数製造する製造方法において、
シリコン基板の一面に複数の光電変換部を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一面とは異なる面に前記電極を形成する工程と、
複数の前記撮像レンズ部を有するシール部材を、前記光電変換部の各々の周囲に配置される格子状のスペーサ部材を介して、前記光電変換部をシールするように前記シリコン基板の前記一面に形成する工程と、
一体化された前記シリコン基板、前記スペーサ部材及び前記シール部材を前記スペーサ部材の格子枠で切断する工程と、
を備えている。
第２の発明の固体撮像素子の製造方法では、ダイシング工程などの切断・分離工程により切り出されたときに、既に撮影レンズ部が光電変換部に対応づけて搭載されていることとなり、それにより大量生産が可能となる。
また、電極は、シール部材の一面（光電変換部を形成する面）とは異なる面に形成されるため、電子基板への実装面積（基板に対する投影面積）を小さくできる。
更にまた、切断・分離工程を格子状のスペーサ部材の格子枠で切断するため、各個体撮像素子として分離されたときに、切断された格子によりスペーサ部材が形成されていることとなり、簡易にスペーサを形成できる。
第２の発明では、前記シール部材に、赤外線カットフィルタ被膜を成膜する工程を含むのが好ましい。
この場合、別個の赤外線カットフィルタ部材を設ける必要がなく、取り扱いが容易である。
第２の発明では、前記シール部材に、開口絞りの外側において遮光性を有する膜を成膜する工程を含むのが好ましい。
この場合、光電変換部への不要な光の入射を簡易な構成で防ぐことができ、またそのための位置決めも精度良く行うことができる。
第１，第２の発明では、前記撮像レンズ部は、最も物体側の面が物体側に凸面を向けた非球面形状を呈し、その他の面が平面形状を呈しているのが好ましい。
この場合、撮像レンズ部の物体側面と撮像レンズ部の光軸との交点が主点位置となるため主点位置を光電変換部から遠ざけることができ、固体撮像素子の高さを小さく抑えることができる。さらに、撮像レンズ部の物体側面を除くその他の面は平面形状を呈しているので、平行平板の母材をガラス基板として撮像レンズ部を形成するという製造方法をとることができ、複数の曲面を有する撮像レンズ部に比べ製造が容易であるので好ましい。また、屈折力を有する面が物体側面の１面のみとなるため、収差補正を良好に行う上でも、撮像レンズ部の物体側面が非球面形状を呈するのがよい。
本発明によれば、生産性に優れた撮像レンズ一体型固体撮像素子を提供することができる。
レンズ付きの固体撮像素子の断面図である。 固体撮像素子の製造工程（前半部分）を示す図である。 固体撮像素子の製造工程（後半部分）を示す図である。 図１の固体撮像素子の変形例（変形例１）を示す図である。 図１の固体撮像素子の変形例（変形例２）を示す図である。 実施例１に係る撮像レンズ部の球面収差図である。 実施例１に係る撮像レンズ部の非点収差図である。 実施例１に係る撮像レンズ部の歪曲収差図である。 実施例２に係る撮像レンズ部の球面収差図である。 実施例２に係る撮像レンズ部の非点収差図である。 実施例２に係る撮像レンズ部の歪曲収差図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態にかかる撮像レンズ一体型固体撮像素子１０の断面図である。
図１において、固体撮像素子１０は、複数の電極１ａを有するシリコン基板１と、シリコン基板１上に形成され光電変換部２ａを有する半導体デバイス２と、半導体デバイス２の上面において光電変換部２ａの周囲に配置されたスペーサ部材３と、スペーサ部材３の上端に支持され中央に撮像レンズ部４ａを有する板状のシール部材４とから一体的に構成されている。シール部材４は、光電変換部２ａをシールするもので、光電変換部２ａの保護機能と、結像機能とを有する。シール部材４のガラス転移温度Ｔｇは２００℃以上である。
電極１ａは、シリコン基板１の光電変換部２ａが設けられた面とは異なる面に形成されている。光電変換部２ａは、光電変換素子（画素）が２次元的に配置されており、図示していないが、その上に各光電変換素子に対応したＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の原色透過フィルター層、マイクロレンズアレイが積層されている。
シール部材４の撮像レンズ部４ａは、所定の被写体距離における被写体像を、光電変換部２ａに結像させる光学面４ｂを有している。撮像レンズ部４ａでは、光学面４ｂが最も物体側の面であって物体側に凸面を向けた非球面形状を呈しており（球面形状を呈していてもよい。）、光学面４ｂ以外のその他の面が平面形状を呈している。光電変換部２ａに精度よく結像させるため、光学面４ｂの曲率半径や、シール部材４の厚さが精度よく管理されている。
撮像レンズ部４ａは、平面ガラス基板上にリフロー法（フォトリソグラフィによる円柱状のレジストパターンを加工し、ガラス基板を過熱してフォトレジストを流動させ、表面張力によりレンズ形状を加工する方法）等により形成されている。撮像レンズ部４ａの製造方法についてはこれに限定されず、例えば、インクジェットプリンタヘッドを利用して微量の樹脂材料を所定の位置に滴下し、表面張力によりレンズ形状を作製するインクジェット法を適用してもよい。
また、直接レンズ形状を形成するのではなく、イオン交換法（ガラス基板上にレンズに合わせたマスクにピンホールを形成し、イオンをこのピンホールから拡散させイオン交換、熱拡散により段階的に３次元的な屈折率変化を持たせる方法）等により形成される平板レンズでもよい。
また、撮像レンズ部４ａを非球面で形成する場合は、例えばカメラレンズ等に用いられているガラスと樹脂とが一体化した複合型非球面レンズの作製方法と類似の方法をとることができる。カメラレンズの場合はガラス球面上にＵＶ硬化型樹脂を用いて非球面形状を形成するが、本発明では、平面ガラス基板にＵＶ硬化型の樹脂を滴下し、非球面金型にて所望の形状に整えた後ＵＶ硬化することにより、非球面の撮像レンズ部４ａを有するシール部材４を作製することができる。
赤外線カットフィルタ被膜５が、シール部材４の光電変換部側面４ｃに、真空蒸着等のコーティング手法により施されており、赤外線カットフィルタ被膜５がシール部材４と一体的に形成されている。固体撮像素子１０では、シール部材４の撮像レンズ部４ａの少なくとも一部を、赤外線吸収部材により形成することで赤外線カット機能を持たせてもよい。
開口絞り６は、画像形成に寄与する可視光を遮光する部材からなり、撮像レンズ部４ａのＦナンバーを規定する。本実施の形態では、開口絞り６は、塗布または真空蒸着等のコーティング手法によりシール部材４に一体的に形成されている。
本実施の形態の固体撮像素子１０は、電極１ａをハンダ付けすることにより、不図示の電子基板上に固定される。この電極１ａを介して、光電変換部２ａにより光電変換された信号を、電子基板上の所定の回路に出力したり、外部回路から固体撮像素子１０を駆動するための電圧やクロックの供給を受けたりできるようになっている。また、固体撮像素子１０が信号処理回路を含むＣＭＯＳ型の場合は、電極からＹＵＶ信号（Ｙは輝度信号、Ｕ（＝Ｒ−Ｙ）は赤と輝度信号との色差信号、Ｖ（＝Ｂ−Ｙ）は青と輝度信号との色差信号）等の画像信号が出力されることとなる。
図２は固体撮像素子１０の製造工程（前半部分）を示す図であり、図３は固体撮像素子の製造工程（後半部分）を示す図である。
図２において、円盤状のウエハＷ（シリコン基板１）の一面上に、光電変換部２ａなどから成る複数の半導体素子Ｃが、半導体作成プロセスにより形成され、ウエハＷの他面に複数の電極１ａが形成される。一方、円盤状のガラス基板Ｇ（シール部材４）には、ウェハＷの半導体素子Ｃに対向して、フォトレジストＰがフォトリソグラフィ等の手法により形成された後、リフロー法で撮像レンズ部４ａが形成される。
その後、撮像レンズ部４ａの上部に、開口絞り６が塗布もしくは真空蒸着等のコーティング手法により形成され、且つ撮像レンズ部４ａの下部に、赤外線カットフィルタ被膜５が塗布もしくは真空蒸着等のコーティング手法により形成される。なお、ガラス基板Ｇにおいては、開口絞り６の外側に遮光性を有する膜を成膜してもよい。
その後、上記ウエハＷと上記ガラス基板Ｇとの間に格子Ｄを介在させながら、ガラス基板Ｇで半導体素子Ｃをシールするようにガラス基板ＧをウエハＷ上に密着させ、これらガラス基板Ｇ、格子Ｄ及びウエハＷを一体化させる。
その後、図３に示すように、一体化されたウェハＷと、格子Ｄと、ガラス基板Ｇは、ダイシング工具Ｔによりダイシングされ、図１に示すように個々の固体撮像素子として形成されることとなる。なお、ダイシング工具Ｔは、格子Ｄの枠中央を切断するので、固体撮像素子がチップとして分離されたときに、切断された格子Ｄによってスペーサ部材３が形成されることとなる。
本実施の形態によれば、ダイシング工程（分離工程）が完了した時点で、レンズ付きの固体撮像素子を得られるので、生産性が高く、良質な製品を大量生産できる。又、ウェハＷとガラス基板Ｇとの平行度を高く維持できるので、ダイシングによって切り出された固体撮像素子において、シール部材４と半導体デバイス２の平行度も高く維持できる。
［変形例１］
図４は、図１の固体撮像素子１０の変形例（固体撮像素子２０）を示す図である。
本変形例１に係る固体撮像素子２０では、シール部材１４を複数の部品から構成している。すなわち、シール部材１４は、スペーサ部材３により支持される平行平板１４Ａと、撮像レンズ部４ａを有する光学素子１４Ｂと、両者の間に配置されたドーナツ板状の開口絞り１６とから構成されている。赤外線カットフィルタ被膜５が、平行平板１４Ａの撮像レンズ側面１４ｃに施されている。それ以外の構成については、図１の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付すことで説明を省略する。
［変形例２］
図５は、図１の固体撮像素子１０の第２の変形例（固体撮像素子３０）を示す図である。
本変形例２に係る固体撮像素子３０でも、上記変形例１に係る固体撮像素子２０と同様に、シール部材１４を複数の部材から構成している。すなわち、シール部材１４が、平行平板１４Ａと第２の平行平板１４Ｃと開口絞り１６とから構成されている。
上記変形例１に係る固体撮像素子２０では、光学素子１４Ｂが撮像レンズ部４ａと一体に構成されているのに対し、本変形例２に係る固体撮像素子３０では、第２の平行平板１４Ｃが固体撮像レンズ部４ａと別体で構成されており、この点で当該固体撮像素子３０は上記固体撮像素子２０と異なっている。それ以外の構成については、図１，図４の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付すことで説明を省略する。
なお、本発明を固体撮像素子１０，２０，３０のいずれに適用するかにあたっては、光学面４ｂが１面のみの撮像レンズ部４ａで収差を良好に補正するため、開口絞り６と屈折面（光学面４ｂ）とが近接した図１の固体撮像素子１０よりは、開口絞り１６と屈折面（光学面４ｂ）とが離れた図４，５の固体撮像素子２０，３０を適用するのが望ましい。図４，５の固体撮像素子２０，３０は、図１の固体撮像素子１０に比較して、軸上光束と軸外光束とで屈折面を通過する高さが異なるため、非球面を効果的に用いることで収差補正の自由度を増やすことができるからである。
［実施例］
本実施例では、固体撮像素子として図５の固体撮像素子３０に相当するものを適用した際の実施データを示す。
本実施例で使用する記号は下記の通りである。
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆＢ：バックフォーカス
Ｆ：Ｆナンバー
２Ｙ：固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長
Ｒ：曲率半径
Ｄ：軸上面間隔
Ｎｄ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ：レンズ材料のアッベ数
下記の各実施例１，２では、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして下記式で表す。
Figure 2006109638
［実施例１］
本実施例１では、図５の平行平板１４Ａ，第２の平行平板１４Ｃに相当する部材として互いに分離した２枚のガラス基板を適用し、撮像レンズ部をガラス基板上に樹脂材料で形成し、各ガラス基板間に開口絞りを形成した際の実施データを示す。
当該撮像レンズ部の実施データを下記表１，表２に示し、当該撮像レンズ部の収差図を図６〜図８に示す。
Figure 2006109638
表１中、「面番号１」は図５の撮像レンズ部４ａに相当する部分の物体側面を、「面番号２」は同部分の像側面を、「面番号３」は図５の第２の平行平板１４Ｃに相当するガラス基板の像側面を、「面番号４」は図５の平行平板１４Ａに相当するガラス基板の物体側面を、「面番号５」は同ガラス基板の像側面を示す。
Figure 2006109638
表２中、非球面係数のデータにおいては、１０のべき乗数を「Ｅ」で表している。例えば、「２．５×１０＋２」は「２．５Ｅ＋０．２」である。
［実施例２］
本実施例２でも、図５の平行平板１４Ａ，第２の平行平板１４Ｃに相当する部材として互いに分離した２枚のガラス基板を適用し、撮像レンズ部をガラス基板上に樹脂材料で形成し、各ガラス基板間に開口絞りを形成した際の実施データを示す。
当該撮像レンズ部の実施データを下記表３，表４に示し、当該撮像レンズ部の収差図を図９〜図１１に示す。
Figure 2006109638
表３中、「面番号１〜５」は上記表１中の面番号１〜５と同様のものである。
Figure 2006109638
表４中、非球面係数のデータにおいても、上記表２と同様に、１０のべき乗数を「Ｅ」で表している。
なお、上記実施例１，２では、２枚のガラス基板の間に開口絞りを形成したが、当該開口絞りは、撮像レンズ部が形成されているガラス基板に塗布、蒸着等により形成されてもよい。また、上記実施例１，２では、収差をより良好に補正するために、開口絞りの両側のガラス基板に撮像レンズ部を形成してもよい。
以上、実施形態と実施例とを参照しながら本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態と実施例とに限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
２００５年４月８日にファイルされた日本特許出願、特願２００５−１１１８６４号の明細書、クレーム、図面及び要約を含む全開示内容は本願の一部を構成する。
静止画像や動画像の撮像に適している。

Claims (10)

  1. シリコン基板の一面に形成された光電変換部、前記光電変換部をシールするシール部材、及び電気信号の送受を行う電極を有する固体撮像素子であって、
    前記シール部材は前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズ部を有し、
    前記電極は前記シリコン基板の前記一面とは異なる面に形成されていることを特徴とする固体撮像素子。
  2. 請求の範囲第１項に記載の固体撮像素子において、
    前記シール部材は、前記光電変換部の周囲に配置されたスペーサ部材を介して前記シリコン基板上に設けられていることを特徴とする固体撮像素子。
  3. 請求の範囲第２項に記載の固体撮像素子において、
    前記シール部材には、開口絞り及び／又は赤外線カットフィルタ被膜が一体的に形成されていることを特徴とする固体撮像素子。
  4. 請求の範囲第１項に記載の固体撮像素子において、
    前記シリコン基板上に複数個同時に形成した後、各チップに分離するダイシング工程を経て製造されることを特徴とする固体撮像素子。
  5. 請求の範囲第１項に記載の固体撮像素子において、
    前記シール部材のガラス転移温度Ｔｇは２００℃以上であることを特徴とする固体撮像素子。
  6. 請求の範囲第１項に記載の固体撮像素子において、
    前記撮像レンズ部は、最も物体側の面が物体側に凸面を向けた非球面形状を呈し、その他の面が平面形状を呈していることを特徴とする固体撮像素子。
  7. 光電変換部と、前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズ部と、電気信号の送受を行う電極とを有する固体撮像素子を複数製造する製造方法において、
    シリコン基板の一面に複数の光電変換部を形成する工程と、
    前記シリコン基板の前記一面とは異なる面に前記電極を形成する工程と、
    複数の前記撮像レンズ部を有するシール部材を、前記光電変換部の各々の周囲に配置される格子状のスペーサ部材を介して、前記光電変換部をシールするように前記シリコン基板の前記一面に形成する工程と、
    一体化された前記シリコン基板、前記スペーサ部材及び前記シール部材を前記スペーサ部材の格子枠で切断する工程と、
    を備えることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
  8. 請求の範囲第７項に記載の固体撮像素子の製造方法において、
    前記シール部材に、赤外線カットフィルタ被膜を成膜する工程を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
  9. 請求の範囲第７項に記載の固体撮像素子の製造方法において、
    前記シール部材に、開口絞りの外側において遮光性を有する膜を成膜する工程を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
  10. 請求の範囲第７項に記載の固体撮像素子の製造方法において、
    前記撮像レンズ部は、最も物体側の面が物体側に凸面を向けた非球面形状を呈し、その他の面が平面形状を呈していることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
JP2007512930A 2005-04-08 2006-04-05 固体撮像素子及びその製造方法 Pending JPWO2006109638A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005111864 2005-04-08
JP2005111864 2005-04-08
PCT/JP2006/307194 WO2006109638A1 (ja) 2005-04-08 2006-04-05 固体撮像素子及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2006109638A1 true JPWO2006109638A1 (ja) 2008-11-06

Family

ID=37082379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007512930A Pending JPWO2006109638A1 (ja) 2005-04-08 2006-04-05 固体撮像素子及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20060226452A1 (ja)
JP (1) JPWO2006109638A1 (ja)
WO (1) WO2006109638A1 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8045280B2 (en) * 2006-10-11 2011-10-25 Polight As Compact adjustable lens
JP5255565B2 (ja) * 2006-10-11 2013-08-07 ポライト エイエス 調整可能なレンズの製造方法
EP2136553A4 (en) 2007-04-17 2010-09-22 Konica Minolta Opto Inc METHOD FOR MANUFACTURING IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE
JP2009010261A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Fujikura Ltd 半導体パッケージおよびその製造方法
WO2009122934A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 コニカミノルタオプト株式会社 光学素子集合体及び光学ユニットの製造方法
WO2009125662A1 (ja) * 2008-04-08 2009-10-15 コニカミノルタオプト株式会社 撮像レンズの製造方法、撮像レンズ及び撮像装置
JP5152695B2 (ja) * 2008-07-07 2013-02-27 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 撮像装置の製造方法
JP5152580B2 (ja) * 2008-07-29 2013-02-27 カシオ計算機株式会社 撮影装置、及び光学装置
JP2009253427A (ja) * 2008-08-25 2009-10-29 Cheng Uei Precision Industry Co Ltd カメラモジュールとその製造方法
JP5165524B2 (ja) * 2008-10-10 2013-03-21 シャープ株式会社 ウエハスケールレンズ、ウエハスケールモジュール、および、電子機器
JP5324890B2 (ja) 2008-11-11 2013-10-23 ラピスセミコンダクタ株式会社 カメラモジュールおよびその製造方法
US8913034B2 (en) * 2009-05-25 2014-12-16 Pixart Imaging Inc. Connector of connecting light sensor and substrate and method of fabricating light sensor
JP2011027867A (ja) * 2009-07-23 2011-02-10 Konica Minolta Opto Inc 光学部品、光学部品の製造方法、レンズ集合体及びレンズ集合体の製造方法
US8351219B2 (en) * 2009-09-03 2013-01-08 Visera Technologies Company Limited Electronic assembly for an image sensing device
US20110186639A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-04 Metrologic Instruments, Inc. Contact aperture for imaging apparatus
WO2011156926A1 (en) * 2010-06-14 2011-12-22 Heptagon Oy Method of manufacturing a plurality of optical devices
JP2014102262A (ja) * 2011-02-28 2014-06-05 Fujifilm Corp レンズモジュール及び撮像装置
JP6162114B2 (ja) 2011-07-19 2017-07-12 ヘプタゴン・マイクロ・オプティクス・プライベート・リミテッドＨｅｐｔａｇｏｎ Ｍｉｃｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｔｅ． Ｌｔｄ． 光電子モジュール、光電子モジュールの製造方法、ならびに光電子モジュールを備える機器およびデバイス
CN107634073A (zh) * 2011-12-21 2018-01-26 新加坡恒立私人有限公司 光学装置和光电模块以及用于制造光学装置和光电模块的方法
US8988566B2 (en) 2012-08-09 2015-03-24 Omnivision Technologies, Inc. Lens array for partitioned image sensor having color filters
KR102015840B1 (ko) * 2012-10-16 2019-08-29 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
JP6051399B2 (ja) * 2014-07-17 2016-12-27 関根　弘一 固体撮像装置及びその製造方法
DE102014114066A1 (de) * 2014-09-29 2016-03-31 Pilz Gmbh & Co. Kg Kameraeinheit zum Überwachen eines Raumbereichs
TWI631687B (zh) * 2016-12-30 2018-08-01 菱生精密工業股份有限公司 Package structure of remote sensor and packaging method thereof
JP2018200980A (ja) 2017-05-29 2018-12-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置および固体撮像素子、並びに電子機器
JP2020064893A (ja) * 2018-10-15 2020-04-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 センサモジュールおよび電子機器
JP2021150556A (ja) * 2020-03-23 2021-09-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置およびその製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5734190A (en) * 1996-03-11 1998-03-31 Eastman Kodak Company Imager having a plurality of cylindrical lenses
JPH10332906A (ja) * 1997-06-03 1998-12-18 Sharp Corp 複合レンズ体および光ピックアップ
JP2002064192A (ja) * 2000-08-21 2002-02-28 Minolta Co Ltd 固体撮像装置
JP2002290842A (ja) * 2001-03-23 2002-10-04 Sanyo Electric Co Ltd 固体撮像素子の製造方法
JP4305816B2 (ja) * 2002-11-08 2009-07-29 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラス成形体および光学素子
EP1683344A1 (en) * 2003-10-27 2006-07-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Camera module and manufacturing method for such a camera module
JP2006032886A (ja) * 2004-06-15 2006-02-02 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像装置及びその製造方法及びカメラモジュール
JP2006100763A (ja) * 2004-09-06 2006-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像装置の製造方法及び接合装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20060226452A1 (en) 2006-10-12
WO2006109638A1 (ja) 2006-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2006109638A1 (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
US7826153B2 (en) Lens assembly and method for manufacturing the same
JP4793618B2 (ja) Ｃｍｏｓイメージセンサ構造体及びこれを用いたカメラモジュールを製作する為のプロセス
KR100499317B1 (ko) 반도체장치
JP5009209B2 (ja) ウエハ状光学装置およびその製造方法、電子素子ウエハモジュール、センサウエハモジュール、電子素子モジュール、センサモジュール、電子情報機器
EP2390702A1 (en) Camera module and fabrication method thereof
JP2003204053A (ja) 撮像モジュール及び該撮像モジュールの製造方法、デジタルカメラ
JP2010054810A (ja) 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末
JPWO2011102056A1 (ja) 撮像レンズユニット
TWI393932B (zh) 影像擷取鏡頭
JP5734769B2 (ja) 撮像レンズおよび撮像モジュール
JP2009116176A (ja) カメラモジュールおよびこれを備える撮像機器
JP2009251366A (ja) 撮像レンズの製造方法、撮像レンズ及び撮像装置
JP2008160348A (ja) 撮像レンズモジュール、カメラモジュールおよび撮像レンズモジュールの実装方法
JP2002368235A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2009251368A (ja) 撮像レンズ及び撮像装置
US7659501B2 (en) Image-sensing module of image capture apparatus and manufacturing method thereof
KR101003636B1 (ko) 렌즈 웨이퍼와 그 제조방법 및 이를 이용한 카메라 모듈
JP2014085361A (ja) レンズユニット及び撮像装置
KR101271097B1 (ko) 이미지 센서용 결상 광학계
TWI425269B (zh) Miniature lens
JP2006080598A (ja) 撮像モジュール
JP2009277885A (ja) 固体撮像素子の製造方法
WO2009110311A1 (ja) 撮像レンズ、撮像装置及び撮像レンズの製造方法
JP2004056668A (ja) 撮像素子及び撮像装置