KR20070045922A - 고체 촬상장치의 제조방법 및 고체 촬상장치 - Google Patents

고체 촬상장치의 제조방법 및 고체 촬상장치 Download PDF

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야스오 다케우치
도모코 고마츠
노부카즈 데라니시
도모키 마스다
유타카 하라다
미츠루 하라다
다카시 오바야시
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

수광 영역(21)과 부유확산 영역(22)이 반도체 기판(20)에 서로 이격하여 형성되고(S11), 반투명 접착제(31)는 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역에 도포되고(S22), 반투명 플레이트(30)는 반투명 접착제(31)가 도포된 반도체 기판(20)에 부착된다(S23). 이 반도체 제조 공정에서, 반투명 접착제(31)가 도포되기 전에, 반투명 접착제(31)가 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역에 흘러드는 것을 방지하도록 댐 부재(24)가 반도체 기판(20) 위에 형성된다.
댐, 접착제, 반투명, 수광, 부유, 확산, 직접, 적층

Description

고체 촬상장치의 제조방법 및 고체 촬상장치{Manufacturing method for a solid-state imaging apparatus, and the solid-state imaging apparatus}
도 1은 제 1 실시예의 고체 촬상장치의 분해 사시도이다.
도 2는 제 1 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 3a와 3b는 제 1 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 4는 제 1 실시예에 반도체 기판(20)의 단면도이다.
도 5는 제 1 실시예의 반도체 기판(20)의 부분 단면도이다.
도 6은 제 1 실시예의 고체 촬상장치(1)의 제조 공정을 보여준다.
도 7은 제조 공정의 하나에서 고체 촬상장치(1)의 단면도이다.
도 8은 제조 공정의 하나에서 고체 촬상장치(1)의 단면도이다.
도 9는 제조 공정의 하나에서 고체 촬상장치(1)의 단면도이다.
도 10은 제조 공정의 하나에서 고체 촬상장치(1)의 단면도이다.
도 11은 제 1 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 12a와 12b는 제 2 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 13은 제 2 실시예의 반도체 기판(20)의 확대 평면도이다.
도 14는 제 3 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 15a와 15b는 제 3 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 16은 제 3 실시예의 반도체 기판(20)의 확대 평면도이다.
도 17은 제 4 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 18은 제 4 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 19는 변형예에 관련한 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 20은 제 4 실시예의 고체 촬상장치의 제조 공정을 보여준다.
도 21a 내지 21c는 제 4 실시예의 고체 촬상장치의 제조 단면도이다.
도 22는 제 5 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 23은 제 5 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 24는 제 6 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 25는 제 7 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 26은 제 8 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 27은 제 8 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 28은 변형예의 반투명 플레이트의 단면도이다.
본 발명은 디지털 카메라 등에 사용되는 고체 촬상장치의 제조방법 및 고체 촬상장치에 관한 것이다.
고체 촬상장치 분야에서, 고체 촬상장치의 감도를 개선하기 위한 기술의 연구와 개발이 폭넓게 진행되고 있다. 일본공개특허공보 평2-2675호는 부유확산 영역 의 기생용량을 줄여 감도를 개선하는 기술을 개시한다. 일반적으로, 고체 촬상장치에서, 수광 영역과 부유확산 영역은 표면을 보호하기 위해 유기 막으로 덮인 반도체 기판에 서로 떨어져 형성된다. 일본공개특허공보 평2-2675호에서, 부유확산 영역을 덮는 유기 막의 일부가 제거된다. 이것은 부유확산 영역의 기생용량을 줄이고, 따라서 부유확산 영역의 전압변환율을 개선하며, 그 결과, 고체 촬상장치의 감도가 개선된다.
반면, 통상 사용되는 종래 홀로우(hollow) 구조의 대안으로 제안되었던 고체 촬상장치용 단일 패키지 구조가 직접 적층 구조(direct laying structure)이다(예를 들어, 일본공개특허공보 제2000-323692호 참조). 직접 적층 구조에서, 반투명 플레이트가 수광 영역과 부유확산 영역을 구비한 반도체 기판에 반투명 접착제를 이용하여 부착된다. 직접 적층 구조의 이점은, 반투명 접착제를 적절하게 선택함으로써 반투명 플레이트, 반투명 접착제, 및 반도체 기판 간의 굴절률 차이가 감소할 수 있다는 것이다. 굴절률 차이를 줄임으로써, 이들 각 부분 간의 경계에서의 반사 성분이 감소할 수 있고, 그 결과, 고체 촬상장치의 감도가 증가한다.
최근의 고체 촬상장치에서, 화소당 수광 영역의 감소로 신호 전하가 상당히 낮아지는 경향이 있다. 이러한 문제를 처리하는 한 가지 가능한 방법은 상기한 일본공개특허공보 평2-2675호와 일본공개특허공보 제2000-323692호가 알려주는 구조를 조합하여 고체 촬상장치의 감도를 더 증가하는 것이다.
그러나, 상기한 특허 문헌들이 알려주는 구조를 단순히 조합하는 것은, 반투명 플레이트를 반도체 기판에 부착할 때, 반투명 접착제(에폭시 수지와 같은 유기 물질)가 반도체 기판 위의 부유확산 영역에 대응하는 영역으로 흘러들어 부유확산 영역을 덮는다. 다시 말해, 부유확산 영역을 덮는 반도체 기판 위의 유기 막 일부가 반투명 플레이트가 부착되기 전에 제거되더라도, 유기물질(반투명 접착제)은 반투명 플레이트가 부착된 후 부유확산 영역을 덮게 된다. 이것은 부유확산 영역의 기생용량이 감소할 수 없고, 고체 촬상장치의 감도가 개선될 수 없다는 것을 의미한다.
또한, 보통 반도체 기판은 패키지 기판에 다이-본딩(die-bond) 되며, 반도체 기판에 배치된 전극은 패키지 기판 위에 배치된 리드 단자에 와이어-본딩 된다. 직접 적층방법이 적용되면, 제조 공정은 두 방법 중 어느 하나, 구체적으로, 와이어-본딩 전에 반투명 플레이트를 접착 또는 반투명 플레이트를 접착하기 전 와이어-본딩을 수행하는 것을 생각할 수 있다. 습기와 먼지로부터 반도체 기판을 보호한다는 측면에서, 이 두 방법 중 전자를 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 전자의 방법은, 반투명 플레이트가 부착되고 있는 동안, 반투명 접착제가 전극이 형성된 영역을 흘러 전극에 접착되어 잠재적으로 전극과 와이어 간의 불량한 접촉을 일으키기 때문에 문제가 있다.
상기한 문제를 고려하여, 본 발명은 반투명 접착제를 이용하여 반투명 플레이트와 반도체 기판을 직접 부착하는 직접 적층방법을 적용하고 부유확산 영역의 기생용량을 줄이는 고체 촬상장치의 제조방법 및 고체 촬상장치를 제공하는 제 1 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 직접 적층구조를 적용하고 반투명 접착제가 전극에 접착되는 것을 방지하는 고체 촬상장치 제조방법 및 고체 촬상장치를 제공하는 제 2 목적을 갖는다.
본 발명의 고체 촬상장치의 제조방법은, 반도체 기판에 서로 이격한 수광 영역과 부유확산 영역을 형성하는 형성 공정; 상기 수광 영역에 대응하는 영역에서, 상기 반도체 기판에 반투명 접착제를 도포하는 도포 공정; 및 상기 도포 공정에서 도포된 상기 반투명 접착제를 이용하여 상기 반도체 기판에 반투명 플레이트를 부착하는 부착 공정을 포함하며, 상기 형성 공정에서 추가하여, 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제가 상기 반도체 기판 위의 상기 부유확산 영역에 대응하는 영역에 흘러들어가는 것을 방지하도록 댐 부재가 상기 반도체 기판 위에 형성된다.
상기한 구조에 의하면, 댐 부재는 반투명 접착제가 도포되기 전 그리고 반투명 플레이트가 부착되기 전에 형성된다. 댐 부재의 형성으로, 흐르는 반투명 접착제가 부유확산 영역에 도달하여 덮는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 반투명 접착제를 이용하여 반투명 플레이트와 반도체 기판을 직접 부착하기 위한 직접 적층방법이 적용되고 부유확산 영역의 기생용량은 감소한다.
여기서, 형성 공정에서, 상기 반도체 기판의 제 1 에지에서 상기 반도체 기판의 제 2 에지로 연장하도록, 그리고 상기 수광 영역에 대응한 영역을 상기 부유확산 영역에 대응하는 영역으로부터 분할하도록 상기 댐 부재가 형성될 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 댐 부재가 제 1 에지에서 제 2 에지로 연장하기 때문 에, 반투명 접착제가 댐 부재 주위에 흘러 부유확산 영역에 대응하는 영역에 도달하는 것을 방지한다. 또한, 댐 부재가 상대적으로 길이가 길기 때문에, 기계적 강도가 상대적으로 강하다.
여기서, 형성 공정에서, 상기 수광 영역에 대응하는 영역을 둘러싸지 않고 상기 부유확산 영역에 대응하는 영역을 둘러싸도록 상기 댐 부재가 형성될 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 부유확산 영역에 대응하는 영역이 댐 부재에 의해 둘러싸이므로, 반투명 접착제가 댐 부재 주위에 흘러 부유확산 영역에 대응하는 영역에 도달하는 것을 방지하는 것을 확신할 수 있다.
상기 형성 공정에서, 상기 댐 부재는 그 높이가 기설정된 높이가 되도록 형성되며, 상기 부착 공정에서, 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제 위에 상기 반투명 플레이트를 위치시키고 상기 반투명 접착제가 유동성을 유지하는 동안 상기 반투명 플레이트가 상기 댐 부재의 상부면에 접촉할 때까지 상기 위치한 반투명 플레이트를 가압하며 상기 반투명 접착제를 경화함으로써, 상기 반투명 플레이트는 상기 반도체 기판에 부착된다.
반투명 접착제의 두께는 설계된 바와 같은 것이 중요한데, 이는 반투명 접착제의 두께가 투수 특성에 영향을 끼치기 때문이다. 상기한 구조에 의하면, 반도체 기판과 반투명 플레이트 사이의 간격, 다시 말해, 반투명 접착제의 두께는 댐 부재의 높이에 의해 결정된다. 따라서, 반투명 접착제의 두께는 설계된 대로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 댐 부재의 수평 단면은 직사각 형상이나 테이퍼 형상일 수 있다.
상기한 구조는 반투명 접착제와 댐 사이에 갭이 형성되는 것을 강력하게 방지한다.
상기 형성 공정에서, 감광성 물질을 상기 반도체 기판에 도포하고 상기 도포된 감광성 물질에 대해 포토리소그래피 기술을 이용하여 상기 댐 부재가 될 부분을 경화하고 상기 댐 부재가 될 부분 이외의 감광성 물질은 제거함으로써, 상기 댐 부재를 형성할 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 댐 부재는 에칭 기술을 이용하지 않고 형성될 수 있다. 에칭 마스크를 형성할 필요가 없기 때문에, 제조공정이 간단해질 수 있다.
또한, 상기 형성 공정에서, 상기 반도체 기판 위에 에칭 가능물질을 증착하고, 상기 증착된 에칭 가능물질에 대해 에칭 기술을 사용하여 상기 댐 부재가 될 부분은 상기 반도체 기판 위에 남게 하고 상기 댐 부재가 될 부분 이외의 증착 물질은 제거함으로써, 상기 댐 부재를 형성할 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 댐 부재로 사용될 수 있는 물질의 선택이 감광성 물질이 사용되었을 때보다 더 넓다. 에칭 가능물질은 대응하는 에천트가 존재하는 물질을 의미한다.
또한, 본 발명의 고체 촬상장치의 제조방법은, 반도체 기판에 수광 영역을 형성하고 상기 수광 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 반도체 기판 위에서 이격된 다수의 전극을 상기 반도체 기판 위에 형성하는 형성 공정; 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 반투명 접착제를 도포하는 도포 공정; 및 상기 도포 공정에서 도포된 상기 반투명 접착제를 이용하여 상기 반도체 기판에 반투명 플레이트를 부착하는 부착 공정을 포함하며, 상기 형성 공정에서 추가하여, 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제가 상기 전극에 흐르는 것을 방지하도록 댐 부재가 상기 반도체 기판 위에 형성된다.
상기한 구조에 의하면, 댐 부재는 반투명 접착제가 도포되기 전 그리고 반투명 플레이트가 부착되기 전에 형성된다. 댐 부재의 형성으로, 흐르는 반투명 접착제가 전극에 도달하여 덮는 것을 방지할 수 있다.
상기 형성 공정에서, 상기 댐 부재는, 상기 수광 영역에 대응하는 영역의 외측 가장자리 영역이고 상기 전극이 형성된 영역의 내측 가장자리 영역인 영역에 형성될 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 반투명 접착제가 댐 부재 주위에 흘러 전극에 도달하는 것을 방지한다. 또한, 댐 부재가 상대적으로 길이가 길기 때문에, 기계적 강도에서 상대적으로 강하다.
여기서, 상기 댐 부재는, 상기 다수의 전극과 상기 수광 영역에 대응하는 영역 사이의 영역 이외의 영역에 벤트(vent)를 구비할 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 반투명 플레이트를 부착할 때 가스가 벤트를 통하여 새나가기 때문에, 반투명 접착제와 반투명 플레이트 사이의 갭이 형성되는 것을 방지한다. 또한, 벤트가 전극과 상기 수광 영역에 대응하는 영역 사이가 아닌 영역에 존재하므로, 벤트를 통하여 흐르는 어떠한 반투명 접착제도 전극에 도달하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 고체 촬상장치는, 서로 이격한 수광 영역과 부유확산 영역이 배치된 반도체 기판; 상기 수광 영역에 대응하는 영역에서 상기 반도체 기판에 도포된 반투명 접착제에 의해 상기 반도체 기판에 부착된 반투명 플레이트; 및 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제가 상기 반도체 기판 위의 상기 부유확산 영역에 대응하는 영역으로 흘러드는 것을 방지하도록 상기 반도체 기판 위에 배치된 댐 부재를 포함한다.
상기한 구조에 의하면, 댐 부재가 반투명 접착제가 도포되기 전 그리고 반투명 플레이트가 부착되기 전에 형성되면, 반투명 접착제를 이용하여 반투명 플레이트와 반도체 기판을 부착하는 직접 적층방법이 적용될 수 있고, 또한 부유확산 영역의 기생용량을 줄일 수 있다.
여기서, 상기 댐 부재는 필러(filler)를 포함하는 수지로 구성될 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 댐 부재는 수지가 필러를 포함하지 않는 경우보다 더 큰 기계적 강도를 갖는다.
또한, 본 발명의 고체 촬상장치는, 수광 영역을 갖는 반도체 기판; 상기 수광 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 반도체 기판 위에 이격되어 상기 반도체 기판 위에 배치된 다수의 전극; 상기 수광 영역에 대응하는 영역에서 상기 반도체 기판에 도포된 반투명 접착제를 이용하여 상기 반도체 기판에 부착된 반투명 플레이트; 및 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제가 상기 반도체 기판 위의 상기 전극에 흐르는 것을 방지하도록 상기 반도체 기판 위에 배치된 댐 부재를 포함한다.
상기한 구조에 의하면, 댐 부재가 반투명 접착제가 도포되기 전 그리고 반투명 플레이트가 부착되기 전에 형성되면, 흐르는 반투명 접착제가 전극에 도달하여 부착하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 댐 부재는, 상기 수광 영역에 대응하는 영역의 외측 가장자리 영역이고 상기 전극이 형성된 영역의 내측 가장자리 영역인 영역에 형성될 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 반투명 접착제가 댐 부재 주위에 흘러 전극에 도달하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 반투명 플레이트의 측면에 상기 반투명 접착제로 필렛(fillet)이 형성될 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 반투명 플레이트는 더 단단하게 부착된다.
여기서, 상기 댐 부재의 수평 단면은 직사각 형상이나 테이퍼 형상을 갖는다.
상기한 구조는 반투명 접착제와 댐 사이에 갭이 형성되는 것을 강력하게 방지한다.
여기서, 댐 부재의 상부면은 위쪽으로 볼록하게 만곡할 수 있다.
상기한 구조는 댐 부재 형성시 열 수축에 의한 형상 변형을 허용하며, 따라서 댐 부재용으로 사용될 수 있는 물질의 선택을 넓힐 뿐만 아니라 댐 부재가 더 쉽게 형성될 수 있게 한다.
여기서, 상기 댐 부재는 유기 수지로 구성될 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 댐 부재는 에칭 기술을 사용하지 않고 형성될 수 있으며, 따라서 제조공정이 간단해질 수 있다.
또한, 본 발명의 고체 촬상장치는 수광 영역을 갖는 반도체 기판; 상기 수광 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 반도체 기판 위에 이격되어 상기 반도체 기판 위에 배치된 다수의 전극; 및 상기 수광 영역에 대응하는 영역에서 상기 반도체 기판에 도포된 반투명 접착제에 의해 상기 반도체 기판에 부착된 반투명 플레이트를 포함하며, 상기 반투명 플레이트는 상기 반도체 기판에 부착되는 표면에 그루우브(groove)를 구비하며, 상기 그루우브는 상기 수광 영역에 대향하는 영역 이외의 상기 표면의 영역에 있고, 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착 부분은 상기 그루우브에 의해 수용된다.
상기한 구조에 의하면, 반투명 플레이트를 반도체 기판에 부착시 과도한 반투명 접착제는 그루우브에 의해 수용된다. 이것은 반투명 플레이트와 반도체 기판이 반투명 접착제에 의해 서로 부착되는 직접 적층 구조를 가능하게 하며, 또한 반투명 접착제가 전극에 도달하여 접착되는 것을 강력하게 방지한다.
여기서, 상기 다수의 전극은 열을 지어 배치되고, 상기 그루우브는 상기 전극이 배열된 방향으로 연장될 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 반투명 접착제가 전극에 접착되는 것이 더 효율적으로 방지될 수 있다.
다음은 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제 1 실시예
<구조>
도 1은 제 1 실시예의 고체 촬상장치의 분해 사시도이고, 도 2는 제 1 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 고체 촬상장치(1)는 패키지 기판(10), 반도체 기판(20), 및 반투명 플레이트(30)로 구성된다. 패키지 기판(10)은 세라믹이나 플라스틱 같은 물질로 구성되고, 리드 단자(11)를 갖는다. 반도체 기판(20)은 수광 영역(21)과 수광 영역(21)으로부터 떨어져 배치된 부유확산 영역(22)을 갖는다. 반도체 기판(20)은 패키지 기판(10)에 다이-본딩된다. 반투명 플레이트(30)는 비유기물질(예를 들어, 보로실리케이트 글라스나 실리카 글라스), 유기물질(예를 들어, 아크릴 수지나 폴리카보네이트 수지), 또는 이들 물질의 혼성물로 구성되고, 반투명 접착제에 의해 반도체 기판(20)에 부착된다.
댐 부재(24)는 반도체 기판(20)에 배치되어, 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역에 도포된 반투명 접착제가 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역으로 흘러들어가는 것을 방지한다. 제 1 실시예에서, 댐 부재(24)는 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역과 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역 사이에 배치되고, 반도체 기판(20)의 제 1 에지로부터 반도체 기판(20)의 제 2 에지로 연장된다.
또한, 수광 영역(21)에 대응하는 영역으로부터 떨어져 배치된 다수의 전극(25)이 반도체 기판(20) 위에 제공된다. 전극(25)은 와이어(12)에 의해 리드 단자(11)에 전기적으로 연결된다.
또한, 유기 막(23)이 반도체 기판(20) 위에 형성된다. 이 유기 막(23)은 반도체 기판(20)의 표면을 보호하기 위한 것으로, 부유확산 영역(22)에 대응하는 유기 막(23) 부분은 제거되었다.
도 3a와 3b는 제 1 실시예의 고체 촬상장치(1)의 단면도이다.
도 3a는 도 2의 평면도의 A-A'의 단면을 나타내고, 도 3b는 도 2의 평면도의 B-B' 단면을 나타낸다.
반투명 플레이트(30)는 반투명 접착제(31)에 의해 반도체 기판(20) 및 패키지 기판(10)에 부착된다. 반투명 접착제(31)는 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역에 도포하고, 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역에는 도포하지 않는다. 다시 말해, 반투명 플레이트(30)와 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역 사이에 갭(32)이 형성되어 부유확산 영역(22)은 반투명 접착제(31)로 덮이지 않는다. 이와 같이, 부유확산 영역(22)이 유기 막(23)에 의해서도 그리고 반투명 접착제(31)에 의해서도 덮이지 않기 때문에 부유확산 영역(22)의 기생용량은 감소한다.
반투명 플레이트(30)는 댐 부재(24)의 상부 면에 접촉하는 것에 유의하라. 댐 부재(24)의 높이는 반투명 플레이트(30)가 와이어(12)의 선을 접촉하지 않도록 설정된다.
도 4는 제 1 실시예에 반도체 기판(20)의 단면도이다.
반도체 기판(20)은 스크라이브 영역(26)을 가지며, 스크라이브 영역(26)이 점유한 반도체 기판(20)의 영역을 제외하고, 반도체 기판(20)은 비유기물질로 구성된 평탄화층(58)에 의해 덮인다. 유기 막(23)은 평탄화층(58)을 덮지만, 부유확산 영역(22)에 대응하는 부분과 전극(25)에 대응하는 부분은 제거되었다.
도 5는 제 1 실시예의 반도체 기판(20)의 부분 단면도이다.
도 5는 도 4의 평면도의 C-C' 단면 및 D-D' 단면을 보여준다.
C-C' 단면을 참조하면, 반도체 기판(20)은 수평천이 채널영역(42), 부유확산 영역(22), 리셋 게이트 하부영역(44), 및 리셋 드레인영역(45)을 갖는다. 반도체 기판(20) 위에는 제 1 수평천이 전극(51), 제 2 수평천이 전극(52), 출력 게이트 전극(53), 및 리셋 게이트 전극(54)이 형성된다. 이들 전극은 층간 절연층(57)에 의해 서로 절연된다. 층간 절연층(57) 위에는 BPSG, BSG, 또는 PSG와 같은 비유기물질로 구성된 평탄화층(58)이 적층되고, 평탄화층(58) 위에는 유기물질로 구성된 평탄화층(62, 64)이 적층된다. 부유확산 영역(22)에 대응하는 평탄화층(62, 64) 부분은 제거된 것에 유의하라. 댐 부재(24)는 평탄화층(64) 위에 형성된다.
D-D' 단면을 참조하면, 반도체 기판(20)은 수광 영역(21)을 포함하는 것과, 층간 절연층(57)에 의해 서로 절연된 수직천이 전극(55)이 반도체 기판(20) 위에 형성되는 것을 알 수 있다. 광 차단막(56)과 평탄화층(58)은 층간 절연층(57) 위에 적층되고, 층내 렌즈층(61), 평탄화층(62), 컬러필터층(63), 평탄화층(64), 및 마이크로 렌즈(65)가 기재된 순서대로 평탄화층(58) 위에 적층된다. 평탄화층(58) 위 의 이들 층은 유기물질로 구성되고, 함께 유기 막(23)을 구성한다.
<제조방법>
도 6은 제 1 실시예의 고체 촬상장치(1)의 제조 공정을 보여준다.
도 7 내지 10은 제조 공정의 하나에서 고체 촬상장치(1)의 단면도이다.
수광 영역(21) 및 부유확산 영역(22)을 포함하는 비유기층이 반도체 기판(20)에 형성된다(도 6: S11). 더 구체적으로, 수광 영역(21), 부유확산 영역(22), 수평천이 채널영역(42), 및 리셋 드레인영역(45)은 n-형 불순물을 반도체 기판(20)에 주입하여 형성된다. 층간 절연층(57)은 반도체 기판(20) 위에 적층되고, 제 1 수평천이 전극(51), 제 2 수평천이 전극(52), 출력 게이트 전극(53), 리셋 게이트 전극(54), 수직천이 전극(55), 및 광 차단막(56)이 반도체 기판(20) 위에 형성된다. 이어, BPSG, BSG 또는 PSG와 같은 비유기물질이 반도체 기판(20) 위에 증착되어 전체 반도체 기판(20)을 덮고, 리플로우하여 평탄화층(58)을 형성한다.
다음, 층내 렌즈층(61)이 유기물질로 평탄화층(58) 위에 형성된다(도 6: S12).
층내 렌즈층(61)이 형성된 후, 유기물질을 스핀-코팅하여 평탄화층(62)이 형성되며(도 6: S13), 유기물질로 구성된 컬러 필터층(63)이 평탄화층(62) 위에 형성된다(도 6: S14, 도 7a).
컬러 필터층(63)이 형성된 후, 유기물질을 스핀-코팅하여 평탄화층(64)이 형 성되며(도 6: S15, 도 7b), 유기물질로 구성된 마이크로 렌즈(65)가 평탄화층(64) 위에 형성된다(도 6: S16, 도 8a).
다음, 부유확산 영역(22)에 대응하는 유기 막 부분이 에칭이나 다른 기술에 의해 제거된다(도 6: S17, 도 8b).
부유확산 영역(22)에 대응하는 유기 막 부분이 제거된 후, 댐 부재(24)가 형성된다(도 6: S18).
댐 부재(24)를 형성하기 위해서, 댐 부재(24)를 구성할 제 1 수지물질이 스핀-코팅되어 반도체 기판(20)을 덮는 수지층(66)을 형성한다(도 9a).
댐 부재(24)를 위해 사용된 수지물질은, 아크릴 수지, 스틸렌 수지 또는 페놀 노볼락(novolac) 같은 일반 포지티브(positive) 또는 네거티브(negative) 감광성 수지, 또는 우레탄 수지, 에폭시 수지, 또는 스티렌 수지 같은 유기 수지일 수 있다. 이들 수지에서 선택된 수지가 비유기층 또는 유기 막(23)을 형성하는데 사용된 감광성 수지와 같거나, 또는 유기 막(23)에 사용된 유기 수지와 같으면, 고체 촬상장치(1)에 사용된 물질의 개수가 감소할 수 있고, 따라서 물질의 관리를 더 용이하게 할 수 있다. 또한, 댐 부재(24)는 바인더 수지에 대해 대략 0 내지 80%의 필러(filler)를 함유하는 물질로 구성될 수 있다. 여기서, 필러는 구형 필러, 섬유 필러, 또는 수지로 구성된 필러, 글라스로 구성된 필러, 또는 실리카로 구성된 필러와 같이 불규칙 필러일 수 있다. 필러를 함유하는 수지 물질을 사용하는 것은 댐 부재(24)의 기계적 강도를 증가한다.
수지층(66)의 두께는 반도체 기판(20)의 상부면에서 수지층(66)의 상부면까 지의 높이 h가 반도체 기판(20)의 상부면에서 반투명 플레이트(30)의 하부면까지의 예상 높이와 같도록 한다. 수지층(66)이 대략 1㎛ 내지 50㎛의 두께를 가지려면, 한 차례의 스핀-코팅에 의해 형성될 수 있다. 수지층(66)이 이보다 더 두꺼우려면, 스핀-코팅을 다수 회 수행한다. 스핀-코팅을 이용하는 것은 반도체 기판(20)의 상부면과 수지층(66)의 상부면이 실질적으로 평행하도록 한다.
수지층(66)이 형성된 때, 댐 부재(24)가 될 수지층(66) 부분은 남아 있고, 수지층(66)의 불필요한 부분, 다시 말해 댐 부재(24)가 될 부분을 제외한 수지층(66)의 전체 부분이 제거된다(도 9b).
댐 부재(24)가 감광성 수지로 구성된 경우, 수지층(66)은 감광성 수지를 이용하여 형성되며, 불필요한 부분을 제거하는 것뿐 아니라 댐 부재(24)가 될 부분을 경화하는데 포토리소그래피가 이용된다. 일 예로서, 스핀-코팅의 회전 속도는 대략 1000rpm 내지 3000rpm 이고, 프리-베이크(pre-bake) 온도는 대략 80℃ 내지 100℃이고, 노출시간은 대략 100msec 내지 1000msec 이며, 현상액은 알칼리 현상액일 수 있다.
댐 부재(24)가 에칭 가능한 수지로 구성된 경우, 수지층(66)은 수지를 사용하여 형성되고, 댐 부재(24)가 될 부분을 덮고 그 이외는 개방하는 마스크가 그 위에 형성된다. 이어, 에칭이 수행되어 댐 부재(24)가 될 부분을 남기고 불필요한 부분을 제거한다.
도 4에서 S11에서 S18까지의 공정은 소위 웨이퍼 공정이며, 반도체 기판(20)은 웨이퍼 상태로 취급된다.
다음, 웨이퍼는 절단되며(도 6: S19), 절단된 반도체 기판(20)은 패키지 기판(10)에 다이-본딩 된다(도 6: S20, 도 10a).
다이-본딩 후, 반도체 기판(20) 위에 배치된 전극(25)은 패키지 기판(10) 위에 배치된 리드 단자(11)와 와이어-본딩 된다(도 6: S21).
와이-본딩 후, 반투명 접착제(31)는 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역에 도포된다(도 6: S22, 도 10b). 예를 들어, 반투명 접착제(31)는 대략 100℃ 내지 150℃에서 경화하는 에폭시 접착제이거나, 또는 대략 실온 내지 150℃에서 경화하는 실리콘 접착제일 수 있다. 또한, 반투명 접착제(31)를 도포하는데 디스펜싱법이 사용될 수 있다. 반투명 접착제는 경화 후 투명한 접착제를 의미한다.
접착제가 도포된 후, 반투명 플레이트(30)는 반도체 기판(20)에 부착된다(도 6: S23, 도 10c). 이는, 반투명 접착제(31)가 도포된 반도체 기판(20) 위에 반투명 플레이트(30)를 놓고, 반투명 플레이트(30)가 댐 부재(24)의 상부면에 접촉할 때까지 반투명 접착제(31)가 유동성을 유지하는 동안 반투명 플레이트(30)를 가압함으로써 행해진다. 가압되는 동안 또는 가압된 후, 반투명 플레이트(30)는 수평방향으로 그것의 위치, 경사각 등을 조정하기 위하여 수평방향으로 이동된다. 습도 및 먼지에 대한 저항의 관점에서, 반도체 기판(20)은 패키지 기판(10), 반투명 플레이트(30), 및 반투명 접착제(31) 내에 밀봉되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 반투명 접착제(31)를 도포하는 공정에서, 도포된 반투명 접착제(31)의 양 및 반투명 접착제(31)가 도포되는 위치는, 반투명 플레이트(30)가 부착될 때 반투명 접착제(31)가 댐 부재(24) 주의를 흘러 반도체 기판(20)을 둘러싸도록 조정된다. 댐 부재(24) 주의를 흐르는 반투명 접착제(31)가 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역에 도달하지 않도록 주의를 기울여야 하는 것에 유의하라.
다음, 반투명 플레이트(30)가 댐 부재(24)의 상부면에 접촉한 상태에서, 반투명 접착제(31)가 경화된다.
제 1 실시예에서, 댐 부재(24)는 이러한 방법으로 형성되기 때문에, 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역에 도포된 반투명 접착제(31)는, 반투명 플레이트(30)를 반도체 기판(20)에 부착할 때 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역으로 흘러들어가는 것이 방지된다. 이러한 구성에 의하면, 고체 촬상장치(1)의 감도가 수 내지 10% 증가할 수 있다.
또한, 반투명 플레이트(30)가 댐 부재(24)의 상부면에 접촉할 때까지 가압된 상태에서 부착되기 때문에, 반도체 기판(20)과 반투명 플레이트(30) 사이의 간격, 다시 말해, 반투명 접착제(31)의 두께는 댐 부재(24)의 높이에 의해 결정된다. 따라서, 반투명 접착제(31)의 두께는 설계된 대로 만들어질 수 있다. 반도체 기판(20)의 상부면을 기준으로 사용할 때, 댐 부재(24)의 상부면의 높이는 마이크로 렌즈(65)의 최고점보다 더 크다는 것에 유의하라. 이는, 반투명 플레이트(30)가 높이 방향으로 위치하고 있을 때 반투명 플레이트(30)가 마이크로 렌즈(65)를 눌러 부수는 상황을 방지한다.
또한, 댐 부재(24)의 상부면이 반도체 기판(20)의 상부면과 실질적으로 평행하기 때문에, 반투명 플레이트(30)는, 댐 부재(24)의 상부면을 접촉한 상태에서 반 투명 플레이트(30)를 부착함으로써, 실질적으로 반도체 기판(20)과 평행하게 배치될 수 있다. 특히, 댐 부재(24)는 제 1 실시예에서 제 1 에지에서 제 2 에지로 연장하기 때문에, 서로 접촉하는 댐 부재(24)의 상부면 부분과 반투명 플레이트(30)의 표면 부분의 길이는 상대적으로 길다. 이것은, 반투명 플레이트(30)와 반도체 기판(20)이 상대적으로 높은 정확도로 서로 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다는 것을 의미한다. 그 결과, 반투명 플레이트(30)가 반도체 기판(20)에 대해 경사지면 생기는 세이딩(shading)이 방지될 수 있다.
또한, 댐 부재(24)가 웨이퍼 공정에서 형성되기 때문에, 제품 간의 댐 부재(24) 높이의 변화가 억제될 수 있다.
또한, 댐 부재(24)가 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역과 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역 사이에 있도록 형성되면, 댐 부재(24)의 위치가 어느 정도 편향되어도 본 발명의 목적을 얻을 수 있다. 따라서, 댐 부재(24)를 형성하는데 상대적으로 저급의 마스크가 사용될 수 있고, 스텝퍼를 위치시키는데 필요한 시간이 감소할 수 있다.
또한, 반투명 플레이트(30)와 반도체 기판(20)이 반투명 접착제(31)를 통하여 직접 부착되는 직접 적층 구조를 적용함으로써, 고체 촬상장치(1)의 전체 사이즈를 줄일 수 있다. 또한, 환경 변화(특히, 습도)에 기인하여 생기는 마이크로 렌즈(65)의 형상, 투명도 및 굴절률의 열화(특히, 유기 물질로 구성되면)를 방지할 수 있다.
제 1 실시예는 바람직하게 반도체 기판(20)의 에지와 패키지 기판(10)의 에 지 사이의 거리가 250㎛보다 클 경우 사용된다.
제 2 실시예
도 11은 제 1 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
제 2 실시예에서, 댐 부재(24)는 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역을 둘러싸고, 전극(25)과 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역은 둘러싸지 않는다. 또한, 제 2 실시예의 패키지 기판(10)은 제 1 실시예의 패키지 기판(10)보다 작다.
도 12a와 12b는 제 2 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 12a는 도 11의 평면도의 E-E' 단면을 나타내고, 도 12b는 도 11의 평면도의 F-F' 단면을 나타낸다.
도 13은 제 2 실시예의 반도체 기판(20)의 확대 평면도이다.
제 2 실시예에서, 댐 부재(24)는 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역을 둘러싼다. 반투명 플레이트(30)는 댐 부재(24)의 상부면을 접촉한 상태에서 댐 부재(24)에 부착된다. 갭(32)은 댐 부재(24)로 둘러싸인 영역에 형성된다.
제 2 실시예에서 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역을 둘러싸도록 댐 부재(24)가 형성되기 때문에, 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역에 도포된 반투명 접착제(31)는, 반투명 플레이트(30)를 반도체 기판(20)에 부착할 때 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역으로 흘러들어가는 것이 방지된다. 이것은 고체 촬상장치의 감도가 개선될 수 있다는 것을 의미한다.
제 3 실시예
도 14는 제 3 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
제 3 실시예에서, 댐 부재(24)는 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역을 둘러싸고, 전극(25)과 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역은 둘러싸지 않는다. 제 3 실시예의 패키지 기판(10)은 제 1 실시예의 패키지 기판(10)보다 작고, 제 2 실시예의 패키지 기판(10)보다 크다.
도 15a와 15b는 제 3 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 15a는 도 14의 평면도의 G-G' 단면을 보여주고, 도 15b는 도 14의 평면도의 H-H' 단면을 보여준다.
도 16은 제 3 실시예의 반도체 기판(20)의 확대 평면도이다.
제 3 실시예에서, 댐 부재(24)는 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역을 둘러싼다. 도 16에 도시한 바와 같이, 댐 부재(24)는 각각 서로 다른 높이를 갖는 두 개의 사이트(24a, 24b)로 구성된다. 반투명 플레이트(30)는 사이트(24a)의 상부면 부분을 접촉한 상태에서 댐 부재(24)에 부착된다. 갭(32)은 댐 부재(24)에 의해 둘러싸인 영역에 형성된다.
이와 같이, 반투명 플레이트(30)가 댐 부재(24)의 사이트(24a)와 접촉하고 사이트(24b)와는 접촉하지 않기 때문에, 사이트(24b)의 높이는 아주 정교할 필요는 없다. 이것은 제조 비용이 감소하도록 할 수 있다.
제 3 실시예는 바람직하게 반도체 기판(20)의 에지에서 패키지 기판(10)의 에지까지의 거리가 대략 200㎛ 내지 250㎛인 경우에 사용된다.
제 4 실시예
<구조>
도 17은 제 4 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 18은 제 4 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 18은 도 2의 평면도의 J-J' 단면을 보여준다.
제 4 실시예에서, 댐 부재(24)는 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역의 외측 가장자리 영역 및 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역의 내측 가장자리 영역 그리고 전극이 형성되는 영역인 영역에 형성된다. 또한, 댐 부재(24)는, 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역과 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역 사이가 아니고 전극(25)과 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역 사이가 아닌 영역에 벤트(vent; 27)를 구비한다.
이러한 구조에 의하면, 반투명 플레이트(30)를 부착할 때 벤트(27)를 통하여 가스가 새나가기 때문에, 수광 영역(21)에 대응하는 영역에 기포가 생기지 않는다. 또한, 벤트(27)가 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역과 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역 사이가 아니고 전극(25)과 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역 사이가 아닌 영역에 존재하기 때 문에, 벤트(27)를 통하여 흐르는 어떠한 반투명 접착제(31)도 전극(25)과 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역에 도달하는 것을 방지할 수 있다.
도 19는 변형 예에 관련한 고체 촬상장치(1)의 평면도이다.
도 19에 도시한 바와 같이, 전극(25)은 반도체 기판(20)의 가장자리를 따라 배열된다. 이 예에서도, 댐 부재(24)는, 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역과 반도체 기판(20) 위의 부유확산 영역(22)에 대응하는 영역 사이가 아니고 전극(25)과 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역 사이가 아닌 영역에 벤트(27)를 구비한다. 따라서, 상기한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
<제조 방법>
도 20은 제 4 실시예의 고체 촬상장치의 제조방법을 나타낸다.
제 4 실시예에서, 접착제 도포 공정(도 20: S39)과 반투명 플레이트 공정(도 20: S40)가 절단 공정(도 20: S41), 다이-본딩 공정(도 20: S42) 및 와이어 본딩 공정(도 20: S43) 전에 수행된다. 이와 같이, 초기단계에 반투명 플레이트(30)를 부착하는 것은 반도체 기판(20)을 습기, 먼지 등으로부터 보호하는 것에 도움을 준다. 각 공정의 상세한 것은 도 1에 기술한 것과 같으므로 이에 대한 설명은 여기서 생략한다.
도 21a 내지 21c는 제 4 실시예의 고체 촬상장치의 공정 단면도이다.
도 21a는 절단 공정에 의해 절단된 반도체 기판을 나타낸다. 도 21b는 다이- 본딩 공정에서 준비된 패키지 기판(10)을 나타낸다. 도 21c는 다이-본딩 공정과 와이어-본딩 공정을 실행한 후 취득한 고체 촬상장치를 나타낸다.
제 5 실시예
도 22는 제 5 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 23은 제 5 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 23은 도 22의 평면도의 K-K' 단면을 나타낸다. 제 5 실시예에서, 반투명 플레이트(30)는 댐 부재(24)의 상부면과 접촉하지 않은 상태에서 반도체 기판(20)에 부착되고, 반투명 접착제(31)의 필렛(fillet; 33)이 반투명 플레이트(30)의 측면에 형성된다. 반투명 플레이트(30)가 댐 부재(24)의 상부면과 접촉하지 않기 때문에, 반투명 플레이트(30)를 부착시 반투명 플레이트(30)와 반투명 접착제(31) 사이에 생기는 어떠한 갭도 반투명 플레이트(30)를 눌러 제거할 수 있다. 또한, 필렛(33)의 형성은 반투명 플레이트(30)의 접착성을 향상시킨다.
제 6 실시예
도 24는 제 6 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
제 6 실시예에서, 댐 부재(24)의 상부면은 위로 볼록하게 휘어진다. 이것은 댐 부재(24) 형성시 열 수축에 의한 형상 변형을 허용하며, 따라서 댐 부재(24)로 사용될 수 있는 물질의 선택을 넓힐 뿐만 아니라, 댐 부재(24)가 더 쉽게 형성될 수 있도록 한다.
제 7 실시예
도 25는 제 7 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
제 7 실시예에서, 댐 부재(24)는 내부 댐(24c)과 외부 댐(24d)으로 구성된 이중 구조를 갖는다. 이 구조는 반투명 플레이트(30)를 부착시 내부 댐(24c) 위로 흐르는 어떠한 반투명 접착제(31)라도 외부 댐(24d)에 의해 저지될 수 있도록 한다.
제 8 실시예
도 26은 제 8 실시예의 고체 촬상장치의 평면도이다.
도 27은 제 8 실시예의 고체 촬상장치의 단면도이다.
도 27은 도 26의 평면도의 L-L' 단면을 나타낸다.
제 8 실시예에서, 반투명 플레이트(30)는 수광 영역(21)에 대면하는 영역 이외의 영역에 그루우브(34)를 구비하며, 이들 그루우브(34)는 반도체 기판(20)에 부착되는 표면에 형성된다. 그루우브(34)는 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)에 대응하는 영역에 도포된 반투명 접착제(31) 부분을 수용한다. 그루우브(34)가 이와 같이 제공되면, 반투명 플레이트(30)를 반도체 기판(20)에 부착시 과도한 반투명 접착제(31)는 그루우브(34)에 의해 수용된다. 이것은 반투명 플레이트(30)와 반도체 기판(20)이 반투명 접착제(31)에 의해 서로 부착되는 직접 적층 구조를 가능하게 하며, 또한 반투명 접착제(31)가 전극(25)에 접착되는 것을 방지한다.
또한, 그루우브(34)는 전극(25)이 배열되는 방향으로 배치되기 때문에, 반투명 접착제(31)가 전극(25)에 접착되는 것이 더 효율적으로 방지될 수 있다.
그루우브(34)는 이 실시예에서 사각 단면 형상을 구비하지만, 이 형상에 한정되지 않으며, 그 대신 도 28에 도시된 바와 같은 만곡된 단면 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 고체 촬상장치를 상기한 바람직한 실시예에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 이들 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 다음은 가능한 변형들의 예이다.
(1) 제 1 실시예에서, 댐 부재(24)는 반도체 기판(20)의 제 1 에지에서 반도체 기판(20)의 제 2 에지로 연장한다. 그러나, 댐 부재(24)가 반도체 기판(20) 위의 수광 영역(21)과 부유확산 영역(22) 사이의 위치에 적어도 형성되는 한, 댐 부재(24)는 이 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 반도체 기판(20)의 에지까지 완전하게 연장하는 대신에, 댐 부재(24)는 에지 쪽 중간에서 멈출 수 있다. 댐 부재(24)가 얼마나 연장되는가는, 반투명 접착제(31)의 점도 및 도포량, 댐 부재(24)의 위치와 높이, 그리고 수광 영역(21)과 부유확산 영역(22)의 상호 위치관계에 기초하여, 반투명 접착제(31)가 부유확산 영역(22)으로 흐르는 것을 방지하는 목적에 의해 결정된다.
(2) 제 1 실시예에서, 댐 부재(24)가 유기막(23)을 구성하는 층(층 61 내지 65)이 형성된 후 형성되지만, 댐 부재(24)는 어떤 단계에서도 형성될 수 있다. 그러나, 유기막(23)을 구성하는 층으로 형성하는데 스핀-코팅이 사용된다면 제 1 실 시예에서와 같이 유기막(23)을 구성하는 층 이후에 댐 부재(24)를 형성하는 것이 바람직하다.
(3) 제 1 실시예에서, 댐 부재(24)의 평면 형상은 실질적으로 직각으로 만곡된 형상이며, 제 2 실시예 및 제 3 실시예에서 댐 부재(24)의 평면 형상은 사각 형상이다. 그러나, 댐 부재(24)의 평면 형상은, 댐 부재(24)가 부유확산 영역(22)으로 반투명 접착제(31)가 흐르는 것을 방지할 수 있는 한, 어떠한 특정 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 댐 부재(24)의 평면 형상은 라운드 형상이거나 다각 형상일 수 있다. 또한, 댐 부재(24)의 평면 형상은 제 1 실시예의 형상과 제 2 실시예의 형상의 조합일 수 있다.
(4) 댐 부재(24)의 단면은 바람직한 실시예에 도시한 바와 같은 직사각 형상인 것에 한정되지 않으며, 다른 가능한 형상의 예로는 사다리꼴 형상 및 역사다리꼴 형상이 있다.
(5) 어느 실시예에서도, 댐 부재(24)는 다른 목적을 위해 형성된 더미 패턴과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 댐 부재(24)는 마이크로 렌즈 위에 박막을 형성하기 위한 더미 패턴과 함께 일 수 있다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 예에 의하여 충분히 설명하였지만, 다양한 변경과 변형이 당업자에게 자명하다는 것에 유의해야 한다. 따라서, 그러한 변경과 변형이 본 발명의 범주를 벗어나지 않는다면, 본 발명에 속하는 것으로 해석해야 한다.
댐 부재의 형성으로, 흐르는 반투명 접착제가 부유확산 영역에 도달하여 덮는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 반투명 접착제를 이용하여 반투명 플레이트와 반도체 기판을 직접 부착하기 위한 직접 적층방법이 적용되고 부유확산 영역의 기생용량은 감소한다.

Claims (25)

  1. 고체 촬상장치의 제조방법으로서,
    반도체 기판에 서로 이격한 수광 영역과 부유확산 영역을 형성하는 형성 공정;
    상기 수광 영역에 대응하는 영역에서, 상기 반도체 기판에 반투명 접착제를 도포하는 도포 공정; 및
    상기 도포 공정에서 도포된 상기 반투명 접착제를 이용하여 상기 반도체 기판에 반투명 플레이트를 부착하는 부착 공정을 포함하며,
    상기 형성 공정에서 추가하여, 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제가 상기 반도체 기판 위의 상기 부유확산 영역에 대응하는 영역에 흘러들어가는 것을 방지하도록 댐 부재가 상기 반도체 기판 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반도체 기판의 제 1 에지에서 상기 반도체 기판의 제 2 에지로 연장하도록, 그리고 상기 수광 영역에 대응한 영역을 상기 부유확산 영역에 대응하는 영역으로부터 분할하도록 상기 댐 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광 영역에 대응하는 영역을 둘러싸지 않고 상기 부유확산 영역에 대응하는 영역을 둘러싸도록 상기 댐 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 형성 공정에서, 상기 댐 부재는 그 높이가 기설정된 높이가 되도록 형성되며,
    상기 부착 공정에서, 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제 위에 상기 반투명 플레이트를 위치시키고 상기 반투명 접착제가 유동성을 유지하는 동안 상기 반투명 플레이트가 상기 댐 부재의 상부면에 접촉할 때까지 상기 위치한 반투명 플레이트를 가압하며 상기 반투명 접착제를 경화함으로써, 상기 반투명 플레이트는 상기 반도체 기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐 부재의 수평 단면은 직사각 형상이나 테이퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 형성 공정에서, 감광성 물질을 상기 반도체 기판에 도포하고 상기 도포된 감광성 물질에 대해 포토리소그래피 기술을 이용하여 상기 댐 부재가 될 부분을 경화하고 상기 댐 부재가 될 부분 이외의 감광성 물질은 제거함으로써, 상기 댐 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 형성 공정에서, 상기 반도체 기판 위에 에칭 가능물질을 증착하고, 상기 증착된 에칭 가능물질에 대해 에칭 기술을 사용하여 상기 댐 부재가 될 부분은 상기 반도체 기판 위에 남게 하고 상기 댐 부재가 될 부분 이외의 증착 물질은 제거함으로써, 상기 댐 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  8. 고체 촬상장치의 제조방법으로서,
    반도체 기판에 수광 영역을 형성하고 상기 수광 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 반도체 기판 위에서 이격된 다수의 전극을 상기 반도체 기판 위에 형성하는 형성 공정;
    상기 수광 영역에 대응하는 영역에 반투명 접착제를 도포하는 도포 공정; 및
    상기 도포 공정에서 도포된 상기 반투명 접착제를 이용하여 상기 반도체 기판에 반투명 플레이트를 부착하는 부착 공정을 포함하며,
    상기 형성 공정에서 추가하여, 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상 기 반투명 접착제가 상기 전극에 흐르는 것을 방지하도록 댐 부재가 상기 반도체 기판 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 댐 부재는, 상기 수광 영역에 대응하는 영역의 외측 가장자리 영역이고 상기 전극이 형성된 영역의 내측 가장자리 영역인 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 댐 부재는, 상기 다수의 전극과 상기 수광 영역에 대응하는 영역 사이의 영역 이외의 영역에 벤트(vent)를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 형성 공정에서, 상기 댐 부재는 그 높이가 기설정된 높이가 되도록 형성되며,
    상기 부착 공정에서, 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제 위에 상기 반투명 플레이트를 위치시키고 상기 반투명 접착제가 유동성을 유지하는 동안 상기 반투명 플레이트가 상기 댐 부재의 상부면에 접촉할 때까지 상기 위치한 반투명 플레이트를 가압하며 상기 반투명 접착제를 경화함으로써, 상기 반투명 플레이트는 상기 반도체 기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 댐 부재의 수평 단면은 직사각 형상이나 테이퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 형성 공정에서, 감광성 물질을 상기 반도체 기판에 도포하고 상기 도포된 감광성 물질에 대해 포토리소그래피 기술을 이용하여 상기 댐 부재가 될 부분을 경화하고 상기 댐 부재가 될 부분 이외의 감광성 물질은 제거함으로써, 상기 댐 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 형성 공정에서, 상기 반도체 기판 위에 에칭 가능물질을 증착하고, 상기 증착된 에칭 가능물질에 대해 에칭 기술을 사용하여 상기 댐 부재가 될 부분은 상기 반도체 기판 위에 남게 하고 상기 댐 부재가 될 부분 이외의 증착 물질은 제거함으로써, 상기 댐 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  15. 서로 이격한 수광 영역과 부유확산 영역이 배치된 반도체 기판;
    상기 수광 영역에 대응하는 영역에서 상기 반도체 기판에 도포된 반투명 접착제에 의해 상기 반도체 기판에 부착된 반투명 플레이트; 및
    상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제가 상기 반도체 기판 위의 상기 부유확산 영역에 대응하는 영역으로 흘러드는 것을 방지하도록 상기 반도체 기판 위에 배치된 댐 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 댐 부재는 필러(filler)를 포함하는 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  17. 수광 영역을 갖는 반도체 기판;
    상기 수광 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 반도체 기판 위에 이격되어 상기 반도체 기판 위에 배치된 다수의 전극;
    상기 수광 영역에 대응하는 영역에서 상기 반도체 기판에 도포된 반투명 접착제를 이용하여 상기 반도체 기판에 부착된 반투명 플레이트; 및
    상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착제가 상기 반도체 기판 위의 상기 전극에 흐르는 것을 방지하도록 상기 반도체 기판 위에 배치된 댐 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 댐 부재는, 상기 수광 영역에 대응하는 영역의 외측 가장자리 영역이고 상기 전극이 형성된 영역의 내측 가장자리 영역인 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 반투명 플레이트의 측면에 상기 반투명 접착제로 필렛(fillet)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 댐 부재의 수평 단면은 직사각 형상이나 테이퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  21. 청구항 17에 있어서,
    상기 댐 부재의 상부면은 위쪽으로 볼록하게 만곡하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  22. 청구항 17에 있어서,
    상기 댐 부재는 유기 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 댐 부재는 감광성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  24. 수광 영역을 갖는 반도체 기판;
    상기 수광 영역에 대응하는 영역으로부터 상기 반도체 기판 위에 이격되어 상기 반도체 기판 위에 배치된 다수의 전극; 및
    상기 수광 영역에 대응하는 영역에서 상기 반도체 기판에 도포된 반투명 접착제에 의해 상기 반도체 기판에 부착된 반투명 플레이트를 포함하며,
    상기 반투명 플레이트는 상기 반도체 기판에 부착되는 표면에 그루우브(groove)를 구비하며, 상기 그루우브는 상기 수광 영역에 대향하는 영역 이외의 상기 표면의 영역에 있고, 상기 수광 영역에 대응하는 영역에 도포된 상기 반투명 접착 부분은 상기 그루우브에 의해 수용되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 다수의 전극은 열을 지어 배치되고,
    상기 그루우브는 상기 전극이 배열된 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
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