KR20110117914A

KR20110117914A - Image sensor module, imaging apparatus including the module and method for manufacturing the same

Info

Publication number: KR20110117914A
Application number: KR1020100037411A
Authority: KR
Inventors: 이병수
Original assignee: (주)윙스솔루션; 이병수
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2011-10-28
Also published as: KR101143938B1

Abstract

본 발명은 구조가 단순화되고 제조가 용이한 이미지센서 모듈 및 그 제조방법을 제공한다. 센서칩은 서로 반대되는 제1면 및 제2면을 갖는 베이스기판, 및 상기 베이스기판의 제1면 상의 센서어레이를 포함하도록 제공된다. 캐리어 모듈은 상기 베이스기판의 제1면 상에서 상기 센서칩과 결합되고, 그 내부를 관통하는 관통비아전극을 통해서 상기 센서칩과 전기적으로 연결된다.The present invention provides an image sensor module having a simplified structure and easy manufacturing, and a method of manufacturing the same. The sensor chip is provided to include a base substrate having first and second surfaces opposite to each other, and a sensor array on the first surface of the base substrate. The carrier module is coupled to the sensor chip on the first surface of the base substrate and electrically connected to the sensor chip through a through via electrode penetrating therein.

Description

Image sensor module, an imaging apparatus including the same, and a method for manufacturing the same

본 발명은 이미지센서 모듈 및 영상 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 구조가 단순화되고 제조가 용이한 이미지센서 모듈, 이를 이용한 영상 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image sensor module and an image device, and more particularly, to an image sensor module having a simplified structure and easy to manufacture, an image device using the same, and a method of manufacturing the same.

일반적으로 이미지센서 모듈은 센서어레이에 입사한 광으로부터 데이터를 생성하여 사용자가 이미지에 대한 데이터를 획득할 수 있도록 한다. 그러나 종래의 이미지센서 모듈은 그 구조가 복잡하고 제조과정에서도 배선 등의 연결이 쉽지 않아, 결과적으로 수율이 저하되고 제조비용이 증가한다는 문제점이 있었다.In general, the image sensor module generates data from light incident on the sensor array so that a user can acquire data about an image. However, the conventional image sensor module has a problem that the structure is complicated and the connection of the wiring is not easy even during the manufacturing process, resulting in a decrease in yield and an increase in manufacturing cost.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 구조가 단순화되고 제조가 용이한 이미지센서 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve various problems including the above problems, and an object thereof is to provide an image sensor module and a method of manufacturing the same, which have a simplified structure and are easy to manufacture.

본 발명의 일 형태에 따른 이미지센서 모듈이 제공된다. 센서칩은 서로 반대되는 제1면 및 제2면을 갖는 베이스기판, 및 상기 베이스기판의 제1면 상의 센서어레이를 포함하도록 제공된다. 캐리어 모듈은 상기 베이스기판의 제1면 상에서 상기 센서칩과 결합되고, 그 내부를 관통하는 관통비아전극을 통해서 상기 센서칩과 전기적으로 연결된다.An image sensor module of one embodiment of the present invention is provided. The sensor chip is provided to include a base substrate having first and second surfaces opposite to each other, and a sensor array on the first surface of the base substrate. The carrier module is coupled to the sensor chip on the first surface of the base substrate and electrically connected to the sensor chip through a through via electrode penetrating therein.

상기 이미지센서 모듈의 일 측면에 따르면, 상기 센서칩은 상기 베이스기판의 제2면 상의 집광부 및/또는 상기 집광부 상의 커버기판을 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the image sensor module, the sensor chip may further include a light collecting part on a second surface of the base substrate and / or a cover substrate on the light collecting part.

상기 이미지센서 모듈의 다른 측면에 따르면, 상기 센서칩은 상기 베이스기판의 제1면 상에 상기 센서어레이와 전기적으로 연결된 패드를 포함하고, 상기 관통비아전극은 상기 캐리어 모듈 내부의 관통비아홀을 통해서 상기 패드와 연결될 수 있다.According to another aspect of the image sensor module, the sensor chip includes a pad electrically connected to the sensor array on the first surface of the base substrate, the through via electrode is through the through via hole inside the carrier module; It can be connected to the pad.

상기 이미지센서 모듈의 또 다른 측면에 따르면, 상기 관통비아홀의 상기 센서칩 상으로의 정사영 이미지가 상기 패드의 적어도 일부와 중첩될 수 있다.According to another aspect of the image sensor module, an orthographic image of the through via hole onto the sensor chip may overlap at least a portion of the pad.

상기 이미지센서 모듈의 또 다른 측면에 따르면, 상기 캐리어 모듈은 상기 센서칩 방향의 면 상에 배치되고 상기 관통비아홀에 대응하는 개구를 갖는 제1절연층을 더 포함하고, 상기 센서칩은 상기 베이스기판의 제1면 상의 제2절연층을 더 포함하고, 상기 패드는 상기 제2절연층 상에 또는 상기 제2절연층에 형성된 그루브에 배치될 수 있다. According to another aspect of the image sensor module, the carrier module further comprises a first insulating layer disposed on the surface in the direction of the sensor chip and having an opening corresponding to the through via hole, the sensor chip is the base substrate And a second insulating layer on the first surface of the pad, wherein the pad may be disposed in a groove formed on the second insulating layer or in the second insulating layer.

상기 이미지센서 모듈의 또 다른 측면에 따르면, 상기 센서칩 및 상기 캐리어 모듈은 상기 제1절연층과 상기 제2절연층을 열적으로 접합하여 서로 결합될 수 있다. According to another aspect of the image sensor module, the sensor chip and the carrier module may be coupled to each other by thermally bonding the first insulating layer and the second insulating layer.

본 발명의 일 형태에 따른 영상 장치는 전술한 이미지센서 모듈 중 적어도 하나를 포함하도록 제공될 수 있다.The imaging device of one embodiment of the present invention may be provided to include at least one of the above-described image sensor modules.

본 발명의 일 형태에 따른 이미지센서 모듈 제조방법이 제공된다. 서로 반대되는 제1면 및 제2면을 갖는 베이스기판, 및 상기 베이스기판의 제1면 상의 센서어레이를 포함한 센서칩을 제공한다. 그 내부를 관통하는 관통비아홀을 갖는 캐리어 모듈을 상기 베이스기판의 제1면 상에서 상기 센서칩과 결합한다. 상기 관통비아홀을 통해서 상기 센서칩과 전기적으로 연결된 관통비아전극을 형성한다.An image sensor module manufacturing method of one embodiment of the present invention is provided. A sensor chip including a base substrate having first and second surfaces opposite to each other, and a sensor array on a first surface of the base substrate is provided. A carrier module having a through via hole penetrating therein is coupled to the sensor chip on the first surface of the base substrate. A through via electrode is formed to be electrically connected to the sensor chip through the through via hole.

상기 제조방법의 일 측면에 따르면, 상기 센서칩은 상기 베이스기판의 제1면 상에 상기 센서어레이와 전기적으로 연결된 패드를 포함하고, 상기 관통비아전극은 상기 관통비아홀을 통해서 상기 패드와 연결되도록 형성할 수 있다.According to an aspect of the manufacturing method, the sensor chip includes a pad electrically connected to the sensor array on the first surface of the base substrate, the through via electrode is formed to be connected to the pad through the through via hole. can do.

상기 제조방법의 다른 측면에 따르면, 상기 결합하는 단계는, 상기 관통비아홀을 통해서 상기 캐리어 모듈과 상기 센서칩을 정렬하여 수행할 수 있다. According to another aspect of the manufacturing method, the coupling may be performed by aligning the carrier module and the sensor chip through the through via hole.

상기 제조방법의 또 다른 측면에 따르면, 상기 캐리어 모듈은상기 센서칩 방향의 면 상에 배치되고 상기 관통비아홀에 대응하는 개구를 갖는 제1절연층을 포함하여 제공하고, 상기 센서칩은 상기 베이스기판의 제1면 상의 제2절연층을 포함하여 제공하고, 상기 패드는 상기 제2절연층 상에 또는 상기 제2절연층에 형성된 그루브에 배치될 수 있다.According to another aspect of the manufacturing method, the carrier module includes a first insulating layer disposed on a surface in the direction of the sensor chip and having an opening corresponding to the through via hole, wherein the sensor chip is the base substrate And a second insulating layer on the first surface of the pad, wherein the pad may be disposed on a groove formed on the second insulating layer or in the second insulating layer.

상기 제조방법의 또 다른 측면에 따르면, 상기 결합하는 단계는 상기 제1절연층과 상기 제2절연층을 열적으로 접합하여 수행할 수 있다.According to another aspect of the manufacturing method, the bonding step may be performed by thermally bonding the first insulating layer and the second insulating layer.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 이미지센서 모듈 및 그 제조방법에 따르면, 구조가 단순화되고 제조가 용이한 이미지센서 모듈 및 그 제조방법을 구현할 수 있다.According to the image sensor module and a manufacturing method of the present invention made as described above, it is possible to implement an image sensor module and a manufacturing method that is simplified in structure and easy to manufacture.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈 제조방법에서의 제조공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 센서어레이에 포함된 일 센서를 도시하는 회로도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도이다.1 to 8 are cross-sectional views schematically illustrating a manufacturing process in an image sensor module manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic cross-sectional view of an image sensor module according to another exemplary embodiment of the present invention.
10 is a circuit diagram illustrating one sensor included in a sensor array.
11 is a schematic cross-sectional view of an image sensor module according to another exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and the following embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you completely. In addition, the components may be exaggerated or reduced in size in the drawings for convenience of description.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈 제조공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.1 to 8 are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the image sensor module according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 이미지센서 모듈 제조방법에 따르면, 먼저 도 4에 도시된 것과 같이, 센서칩(1) 상부에 캐리어 모듈(2)을 배치시킨다. 센서칩(1)은 베이스기판(10)을 포함할 수 있다. 베이스기판(10)은 서로 반대되는 제1면 및 제2면을 포함할 수 있다. 입사광으로부터 데이터를 생성하는 센서어레이(11) 및 센서어레이(11)와 전기적으로 연결된 패드(13)는 베이스기판(10)의 제1면 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 베이스기판(10)의 제1면은 활성소자가 형성되는 활성면이 되고, 정면으로 불릴 수도 있다. 베이스기판(10)의 제2면은 활성소자가 형성되지 않는 비활성면이 되고, 배면으로 불릴 수도 있다. 패드(13)는 센서어레이(11)에 전기적으로 연결될 수도 있는데, 이 경우 패드(13)는 센서어레이(11)와 외부 장치 사이의 데이터 입출력 경로가 될 수 있다. 패드(13)의 수는 센서칩(1)의 용량 및 용도에 따라서 적절하게 선택될 수 있다.According to the image sensor module manufacturing method according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the carrier module 2 is disposed on the sensor chip 1. The sensor chip 1 may include a base substrate 10. The base substrate 10 may include first and second surfaces opposite to each other. The sensor array 11 for generating data from the incident light and the pad 13 electrically connected to the sensor array 11 may be disposed on the first surface of the base substrate 10. In this case, the first surface of the base substrate 10 may be an active surface on which an active element is formed, and may be called as a front surface. The second surface of the base substrate 10 may be an inactive surface on which no active element is formed, and may be referred to as a back surface. The pad 13 may be electrically connected to the sensor array 11, in which case the pad 13 may be a data input / output path between the sensor array 11 and an external device. The number of pads 13 may be appropriately selected depending on the capacity and use of the sensor chip 1.

센서칩(1)의 제공에 앞서 센서칩(1)의 제조가 선행될 수 있음은 물론이다. 센서칩(1)의 베이스기판(10)은 반도체 웨이퍼로 제조될 수 있다. 이 경우 베이스기판(10)은 IV족 반도체 웨이퍼 또는 III-V족 화합물 반도체 웨이퍼를 포함할 수 있다. 베이스기판(10)은 처음부터 최종 이미지센서 모듈에 적합한 두께일 수도 있고, 핸들링을 위해 그보다 두꺼운 두께이되 이후 단계에서 적절한 두께로 식각(연마)될 수도 있다. 예를 들어, 이 실시예에서, 센서칩(1)은 베이스기판(10)의 제2면, 즉 배면으로부터 빛을 수신하도록, 제2면으로부터 센서어레이(11)까지의 두께를 적절하게 조절할 수 있다. 예를 들어, 베이스기판(10)의 두께는 가시광선 또는 적외선을 제2면으로부터 센서어레이(11)에 전달할 수 있도록 적절한 두께를 가질 수 있다.Of course, the manufacturing of the sensor chip 1 may be preceded by the provision of the sensor chip 1. The base substrate 10 of the sensor chip 1 may be made of a semiconductor wafer. In this case, the base substrate 10 may include a group IV semiconductor wafer or a group III-V compound semiconductor wafer. The base substrate 10 may be a thickness suitable for the final image sensor module from the beginning, or may be thicker than that for handling but may be etched (polished) to an appropriate thickness in a later step. For example, in this embodiment, the sensor chip 1 can appropriately adjust the thickness from the second side to the sensor array 11 so as to receive light from the second side, ie the back side, of the base substrate 10. have. For example, the thickness of the base substrate 10 may have a suitable thickness so as to transmit visible light or infrared light from the second surface to the sensor array 11.

패드(13)는 베이스기판(10)의 제1면 상의 제2절연층(15)을 통한 다층 배선(미도시)을 통해서 센서어레이(11)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2절연층(15)은 하나 또는 다수의 절연층의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2절연층(15)은 층간절연층 및 패시베이션층을 포함하는 넓은 의미로 이해될 수 있다.The pad 13 may be electrically connected to the sensor array 11 through a multilayer wiring (not shown) through the second insulating layer 15 on the first surface of the base substrate 10. The second insulating layer 15 may include a stack structure of one or more insulating layers. For example, the second insulating layer 15 may be understood in a broad sense including an interlayer insulating layer and a passivation layer.

캐리어 모듈(2)은 도 4에 도시된 것과 같이 패드(13)에 부분적으로 또는 전체적으로 대응하는 관통비아홀(21)을 갖는다. 도 4에서는 두 개의 패드(13)들과 두 개의 관통비아홀(21)들을 도시하고 있으나, 패드(13)와 관통비아홀(21)의 개수는 가변할 수 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 캐리어 모듈(2)은 내부에 메모리 소자, 로직 소자 등과 같은 능동 회로를 구성하는 회로 소자(circuit device)를 포함하지 않는다. 따라서 캐리어 모듈(2)은 회로 소자를 포함하는 반도체칩(semiconductor chip) 등과 구분된다. The carrier module 2 has a through via hole 21 which partially or wholly corresponds to the pad 13 as shown in FIG. 4. In FIG. 4, the two pads 13 and the two through via holes 21 are illustrated, but the number of pads 13 and the through via holes 21 may vary. The carrier module 2 does not include circuit devices constituting active circuits such as memory devices, logic devices, and the like. Therefore, the carrier module 2 is distinguished from a semiconductor chip including a circuit element.

물론 도 4에 도시된 것과 같이 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 배치시키기에 앞서, 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이 캐리어 모듈(2)을 준비하는 과정을 거칠 수도 있다. 여기서 캐리어 모듈(2)이라 함은 기초가 되는 캐리어베이스(20)만을 의미할 수도 있고, 캐리어베이스(20)와 후술하는 제1절연층(23)을 포함하는 것을 의미하는 것일 수도 있다. 즉, 캐리어 모듈(2)은 제1절연층(23)을 구비하지 않고 캐리어베이스(20)를 구비할 수도 있고, 캐리어베이스(20)와 제1절연층(23)을 모두 구비할 수도 있다. 물론 캐리어 모듈(2)은 그 외의 추가적인 구성요소들을 구비할 수도 있다. 이는 후술하는 실시예들 및 그 변형예들에서도 마찬가지이다. 캐리어베이스(20)는 절연기판, 반도체 기판, 플렉서블 기판 등과 같은 다양한 물질로 된 것을 이용할 수 있는데, 예컨대 웨이퍼를 이용할 수도 있다. 이 경우 캐리어 모듈(2)을 센서칩(1) 제조장치 및 제조공정을 이용하여 제조할 수 있으며, 그 결과 캐리어 모듈(2) 제조비용을 획기적으로 저감할 수 있다. 예컨대, 캐리어베이스(20)는 IV족 반도체 웨이퍼 또는 III-V족 화합물 반도체 웨이퍼를 포함할 수 있다. 선택적으로, 캐리어베이스(20)는 반도체 웨이퍼의 뒷면을 소정 두께만큼 연마하여 제공될 수 있다.Of course, prior to disposing the sensor chip 1 and the carrier module 2 as shown in FIG. 4, the carrier module 2 may be prepared as shown in FIGS. 1 to 3. Herein, the carrier module 2 may mean only the carrier base 20 as a base, or may include a carrier base 20 and a first insulating layer 23 to be described later. That is, the carrier module 2 may include the carrier base 20 without the first insulating layer 23, or may include both the carrier base 20 and the first insulating layer 23. The carrier module 2 may of course also have other additional components. This also applies to the embodiments described below and modifications thereof. The carrier base 20 may be made of various materials such as an insulating substrate, a semiconductor substrate, a flexible substrate, and the like, and for example, a wafer may be used. In this case, the carrier module 2 can be manufactured using the sensor chip 1 manufacturing apparatus and the manufacturing process, and as a result, the manufacturing cost of the carrier module 2 can be drastically reduced. For example, the carrier base 20 may include a group IV semiconductor wafer or a group III-V compound semiconductor wafer. Optionally, the carrier base 20 may be provided by polishing the back side of the semiconductor wafer by a predetermined thickness.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 배치시키기에 앞서, 도 1에 도시된 것과 같은 캐리어베이스(20)에 도 2에 도시된 것과 같이 관통비아홀(21)을 형성한다. 관통비아홀(21)은 센서칩(1)의 패드(13)에 대응할 수 있도록 형성한다. 관통비아홀(21)은 베이스기판(10)의 상호 대향된 두 면들에 수직일 수도 있고 기울어진 것일 수도 있다. 관통비아홀(21)은 그 식각 방법, 예컨대 레이저 식각, 건식 식각 또는 습식 식각 등에 따라서 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대 관통비아홀(21)은 수직으로 일정한 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 다른 예로, 관통비아홀(21)은 높이에 따라서 그 직경이 달라지는 테이퍼 형상을 가질 수도 있다.Referring to FIGS. 1 through 3, prior to disposing the sensor chip 1 and the carrier module 2, a through-via hole as shown in FIG. 2 is formed in a carrier base 20 as shown in FIG. 1. 21 is formed. The through via hole 21 is formed to correspond to the pad 13 of the sensor chip 1. The through via hole 21 may be perpendicular or inclined to two opposite surfaces of the base substrate 10. The through via hole 21 may have various shapes according to an etching method, for example, laser etching, dry etching, or wet etching. For example, the through via hole 21 may be formed to have a constant diameter vertically. As another example, the through via hole 21 may have a tapered shape whose diameter varies according to height.

그 후 도 3에 도시된 것과 같이 캐리어베이스(20)에 제1절연층(23)을 형성한다. 물론 전술한 것과 같은 캐리어 모듈(2)에 대해 가능한 다양한 정의에 따르면, 이는 캐리어 모듈(2)에 제1절연층(23)을 형성하는 것이라 할 수도 있다. 제1절연층(23)은 캐리어 모듈(2)의 센서칩(1)을 향할 면, 캐리어 모듈(2)의 센서칩(1) 반대 방향을 향할 면 및 캐리어 모듈(2)의 관통비아홀(21) 내면 상에 형성될 수 있다. 제1절연층(23)은 예컨대 열산화 공정 등을 통해 형성될 수 있다. 물론 그 외에도 화학기상증착(CVD: chemical vapor deposition)법을 이용하여 형성할 수도 있다. 제1절연층(23)은 산화층, 질화층 또는 그 적층구조를 포함할 수 있다. 예컨대 캐리어베이스(20)로 웨이퍼를 이용한다면 열산화 공정을 통해 형성된 제1절연층(23)은 실리콘옥사이드층이 될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 3, the first insulating layer 23 is formed on the carrier base 20. Of course, according to various possible definitions for the carrier module 2 as described above, this may also be referred to as forming the first insulating layer 23 in the carrier module 2. The first insulating layer 23 faces the sensor chip 1 of the carrier module 2, the surface facing the sensor chip 1 of the carrier module 2, and the through-via hole 21 of the carrier module 2. ) Can be formed on the inner surface. The first insulating layer 23 may be formed through, for example, a thermal oxidation process. Of course, in addition, it may be formed using a chemical vapor deposition (CVD) method. The first insulating layer 23 may include an oxide layer, a nitride layer, or a stacked structure thereof. For example, if the wafer is used as the carrier base 20, the first insulating layer 23 formed through the thermal oxidation process may be a silicon oxide layer.

물론 필요에 따라서는 도면에 도시된 것과는 달리 캐리어 모듈(2)의 센서칩(1)을 향할 면 상에 제1절연층을 형성하되, 제1절연층이 관통비아홀(21)에 대응하는 개구를 갖도록 형성한 후, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 배치시킬 수도 있다. 즉, 필요에 따라서는 캐리어 모듈(2)의 센서칩(1)을 향할 면 외에는 제1절연층을 형성하지 않을 수도 있다.Of course, if necessary, a first insulating layer is formed on a surface of the carrier module 2 that faces the sensor chip 1, but the first insulating layer opens an opening corresponding to the through via hole 21. After the formation, the sensor chip 1 and the carrier module 2 may be disposed. In other words, if necessary, the first insulating layer may not be formed except the surface facing the sensor chip 1 of the carrier module 2.

센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 배치시킨 후, 도 5에 도시된 것과 같이 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 결합한다. 예를 들어, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)은 열적 접합 공정을 이용하여 서로 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)은 제1절연층(23)과 제2절연층(15)을 열적으로 접합하여 서로 결합될 수 있다. 선택적으로, 센서칩(1)의 베이스기판(10)이 특정 두께가 되도록 식각 등의 공정을 거쳐 도 6에 도시된 것과 같이 센서어레이(11)에서 베이스기판(10)의 센서어레이(11) 반대 방향의 면까지의 거리가 사전설정된 거리가 되도록 할 수 있다. 두께는 센서어레이(11)에서 센싱하는 광의 파장에 따라 결정될 수 있는데, 예컨대 센서어레이(11)에서 베이스기판(10)의 센서어레이(11) 반대 방향의 면까지의 거리를 대략 5㎛가 되도록 함으로써 가시광선 영역의 광이 센서어레이(11)에 충분히 도달할 수 있도록 할 수도 있고, 30㎛가 되도록 함으로써 적외선 영역의 광이 센서어레이(11)에 충분히 도달할 수 있도록 할 수도 있다.After arranging the sensor chip 1 and the carrier module 2, the sensor chip 1 and the carrier module 2 are coupled as shown in FIG. 5. For example, the sensor chip 1 and the carrier module 2 may be coupled to each other using a thermal bonding process. More specifically, the sensor chip 1 and the carrier module 2 may be coupled to each other by thermally bonding the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15. Optionally, the base substrate 10 of the sensor chip 1 is etched to have a specific thickness, and the sensor array 11 is opposite to the sensor array 11 of the base substrate 10 in the sensor array 11 as shown in FIG. 6. The distance to the plane in the direction may be a predetermined distance. The thickness may be determined according to the wavelength of light sensed by the sensor array 11. For example, the distance from the sensor array 11 to the surface of the base substrate 10 opposite to the sensor array 11 is approximately 5 μm. The light in the visible light region may be allowed to reach the sensor array 11 sufficiently, and the light in the infrared light region may be sufficiently reached in the sensor array 11 by being 30 μm.

물론 베이스기판(10)의 식각은 이 단계가 아닌 이후의 다른 단계를 거친 후 이루어질 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 예컨대 후술하는 것과 같이 관통비아전극(25)을 형성한 후 베이스기판(10)을 식각할 수도 있고, 관통비아전극(25) 외의 다른 구성요소들을 형성한 후에 식각할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.Of course, the etching of the base substrate 10 may be made after going through another step after this step, of course, various modifications are possible. For example, the base substrate 10 may be etched after the through via electrode 25 is formed as described below, or after the other components other than the through via electrode 25 are formed. Of course.

센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 접합한 후, 도 7에 도시된 것과 같이 관통비아홀(21)에 관통비아전극(25)을 형성하여, 관통비아홀(21)을 통해 관통비아전극(25)이 패드(13)와 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 관통비아전극(25)은 도전성 물질로 형성할 수 있는데, 관통비아전극(25)은 알루미늄 또는 구리 등을 포함할 수 있다. 필요에 따라 도 8에 도시된 것과 같이 관통비아전극(25)에 전기적으로 연결되는 범프(27)를 형성할 수도 있다. 센서어레이(11)에서 생성된 데이터는 관통비아전극(25) 및/또는 범프(27)를 통해 외부로 전달될 수 있다. 경우에 따라서는 관통비아전극(25)도 캐리어 모듈(2)의 구성요소라고 할 수도 있다. 범프(27)는 예컨대 솔더(solder) 물질을 포함할 수 있고, 솔더 범프 또는 솔더 볼로 불릴 수도 있다.After the sensor chip 1 and the carrier module 2 are bonded to each other, a through via electrode 25 is formed in the through via hole 21 as shown in FIG. 7, and the through via electrode 21 is formed through the through via hole 21. 25 may be electrically connected to the pad 13. The through via electrode 25 may be formed of a conductive material, and the through via electrode 25 may include aluminum or copper. If necessary, as shown in FIG. 8, a bump 27 electrically connected to the through via electrode 25 may be formed. The data generated by the sensor array 11 may be transmitted to the outside through the through via electrode 25 and / or the bump 27. In some cases, the through via electrode 25 may also be referred to as a component of the carrier module 2. The bumps 27 may comprise, for example, solder materials and may also be called solder bumps or solder balls.

도면에서는 관통비아전극(25)이 일체(一體)로 되어 있는 것으로 도시하고 있으나 이는 도시의 편의를 위해 그와 같이 도시한 것일 뿐, 실제로는 복수개의 구성요소들을 포함하는 것일 수도 있다. 관통비아전극(25)은, 관통비아홀(21)을 채우되 캐리어베이스(20) 외측으로 돌출되지 않은 부분에만 존재하는 관통비아전극본체와, 캐리어베이스(20) 외측으로 돌출된 관통비아전극범프를 포함하는 것일 수도 있다. 이 경우, 관통비아전극본체와 관통비아전극범프는 동시에 형성될 수도 있고 이와 달리 순차로 형성될 수도 있다. 나아가, 관통비아전극본체와 관통비아전극범프 사이에는 예컨대 티타늄(Ti), 코발트(Co), 탄탈륨(Ta), TiN 및 TaN에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 적층 구조를 갖는 배리어층 등과 같은 별도의 도전층이 개재될 수도 있는 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 경우에 따라서는 관통비아전극범프가 존재하지 않고 관통비아전극본체만을 갖는 관통비아전극을 상정할 수도 있다.In the drawing, the through via electrode 25 is illustrated as being integrated, but this is merely illustrated as such for convenience of illustration and may actually include a plurality of components. The through via electrode 25 fills the through via hole 21 and has a through via electrode body existing only in a portion that does not protrude out of the carrier base 20, and a through via electrode bump protruding out of the carrier base 20. It may be included. In this case, the through via electrode body and the through via electrode bumps may be formed at the same time or may be sequentially formed. Furthermore, a separate conductive layer is formed between the through via electrode body and the through via electrode bump, for example, a barrier layer having one or more stacked structures selected from titanium (Ti), cobalt (Co), tantalum (Ta), TiN, and TaN. Of course, various modifications which may be intervened are possible. In some cases, a through via electrode having only a through via electrode body without a through via electrode bump may be assumed.

나아가 관통비아전극(25)과 제1절연층(23) 사이에는 관통비아전극(25)이 포함하는 금속물질이 캐리어베이스(20)로 확산되는 것을 방지하기 위한 배리어층(미도시)이 존재할 수도 있다. 이러한 배리어층은 티타늄(Ti), 코발트(Co), 탄탈륨(Ta), TiN 또는 TaN을 포함할 수 있으며, 스퍼터(sputter)법 또는 화학기상증착(CVD)법을 이용하여 형성할 수 있다. 관통비아전극(25)은 스퍼터법 및/또는 도금(plating)법을 이용하여 형성할 수 있다. 예컨대 구리를 포함하는 관통비아전극(25)은 전형적으로 도금법을 이용하여 형성할 수 있다.Furthermore, a barrier layer (not shown) may be present between the through via electrode 25 and the first insulating layer 23 to prevent the metal material included in the through via electrode 25 from being diffused into the carrier base 20. have. The barrier layer may include titanium (Ti), cobalt (Co), tantalum (Ta), TiN or TaN, and may be formed using a sputtering method or chemical vapor deposition (CVD) method. The through via electrode 25 may be formed using a sputtering method and / or a plating method. For example, the through via electrode 25 including copper may be formed using a plating method.

이와 같은 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈 제조방법에 따르면, 이미지센서 모듈의 구성을 단순화할 수 있기에 수율을 획기적으로 높여 제조비용을 절감할 수 있으며, 아울러 제조된 이미지센서 모듈의 불량이나 오작동을 미연에 방지할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 본 실시예에 따른 제조방법에 따라 제조된 이미지센서 모듈의 경우 센서어레이(11)에서 생성된 데이터가 관통비아전극(25) 및/또는 범프(27)를 통해 외부로 전달되는바, 데이터가 전달되는 경로 및/또는 구조가 단순화되어 제조가 용이하면서도 이미지센서 모듈의 불량이나 오작동을 미연에 방지할 수 있다.According to the method of manufacturing an image sensor module according to the present embodiment, since the configuration of the image sensor module can be simplified, the yield can be drastically reduced, and the manufacturing cost can be reduced, and the defect or malfunction of the manufactured image sensor module is not delayed. To prevent it. Specifically, in the case of the image sensor module manufactured according to the manufacturing method according to the present embodiment, the data generated from the sensor array 11 is transmitted to the outside through the through via electrode 25 and / or the bump 27. Bars and / or structures through which data is transmitted are simplified to facilitate manufacturing and to prevent defects or malfunctions of the image sensor module.

한편, 도 4에 도시된 것과 같이 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 배치시키고 도 5에 도시된 바와 같이 이들을 합착할 시, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)의 정렬이 중요하다. 종래의 이미지센서 모듈 제조방법에서는 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈 제조방법에서와 같이 관통비아홀(21)이나 관통비아전극(25)을 이용하지도 않았으며, 데이터를 외부로 추출하기 위해 패드에서 외부로 연결되는 복잡한 배선을 형성하는 공정 등에서 별도의 마킹 등을 센서칩이나 캐리어 모듈 등에 형성하고 고가의 적외선 카메라 등의 장비를 이용하여 해당 마킹을 감지함으로써 센서칩과 캐리어 모듈이 정확히 정렬되었는지 여부를 판단해야만 했다. 그러나 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈 제조방법에 따르면, 데이터를 외부로 추출하기 위해 패드(13)에 전기적으로 연결되는 관통비아전극(25)을 이용하는바, 패드(13)에서 데이터를 외부로 추출하는 경로의 구성이 단순화됨은 물론, 관통비아전극(25)을 형성하기에 앞서 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 정렬할 시 관통비아홀(21)을 통해 패드(13)가 관찰되는지 여부만을 판단하기만 하면 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)의 정확한 정렬여부를 효과적으로 확인할 수 있게 된다.Meanwhile, when arranging the sensor chip 1 and the carrier module 2 as shown in FIG. 4 and bonding them as shown in FIG. 5, the alignment of the sensor chip 1 and the carrier module 2 is important. Do. In the conventional image sensor module manufacturing method, the through via hole 21 or the through via electrode 25 is not used as in the method of manufacturing the image sensor module according to the present embodiment, and from the pad to the outside to extract data to the outside. In the process of forming a complicated wiring line, a separate marking must be formed on a sensor chip or a carrier module, and the sensor chip and the carrier module must be judged correctly by detecting the marking using equipment such as an expensive infrared camera. did. However, according to the method of manufacturing the image sensor module according to the present embodiment, the through via electrode 25 electrically connected to the pad 13 is used to extract data to the outside, and the data is extracted to the outside from the pad 13. In addition to simplifying the configuration of the path, the pad 13 is observed through the through via hole 21 when the sensor chip 1 and the carrier module 2 are aligned before the through via electrode 25 is formed. Only by judging, it is possible to effectively check whether the sensor chip 1 and the carrier module 2 are correctly aligned.

도 4에 도시된 것과 같이 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 배치시키고 도 5에 도시된 바와 같이 이들을 결합할 시, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)의 정렬은, 관통비아홀(21)의 센서칩(1) 상으로의 정사영 이미지가 패드(13)의 적어도 일부와 중첩되도록, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 배치시키면 족하다. 전술한 바와 같이 센서어레이(11)에서 생성된 데이터는 패드(13)와 관통비아전극(25)을 거쳐 외부로 추출되는바, 관통비아홀(21)의 센서칩(1) 상으로의 정사영 이미지가 패드(13)의 적어도 일부와 중첩된다면, 관통비아홀(21)에 형성되는 관통비아전극(25)이 패드(13)의 적어도 일부와 전기적으로 연결되어, 센서어레이(11)에서 생성된 데이터가 패드(13)와 관통비아전극(25)을 거쳐 외부로 추출될 수 있기 때문이다.When arranging the sensor chip 1 and the carrier module 2 as shown in FIG. 4 and combining them as shown in FIG. 5, the alignment of the sensor chip 1 and the carrier module 2 is performed through the through-holes. It is sufficient to arrange the sensor chip 1 and the carrier module 2 such that the orthographic image on the sensor chip 1 of 21 is superimposed on at least a part of the pad 13. As described above, the data generated by the sensor array 11 is extracted to the outside through the pad 13 and the through via electrode 25, and an orthogonal image on the sensor chip 1 of the through via hole 21 is displayed. When overlapping with at least a portion of the pad 13, the through via electrode 25 formed in the through via hole 21 is electrically connected to at least a portion of the pad 13 so that the data generated by the sensor array 11 is padded. This is because it can be extracted to the outside through the 13 and the through via electrode 25.

한편, 도 4에 도시된 것과 같이 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 배치시키기에 앞서, 도 4에 도시된 것과 같은 센서칩(1)을 준비하는 과정을 거칠 수도 있다. 여기서 센서칩(1)이라 함은 센서어레이(11)와 패드(13)를 포함하는 것으로, 센서어레이(11)가 형성된 베이스기판(10)을 포함하는 것일 수도 있고, 제2절연층(15)까지 포함하는 것을 의미하는 것일 수도 있다. 센서칩(1)은 그 외의 추가적인 구성요소들을 구비할 수도 있다. 이는 후술하는 실시예들 및 그 변형예들에서도 마찬가지이다.Meanwhile, prior to disposing the sensor chip 1 and the carrier module 2 as shown in FIG. 4, a process of preparing the sensor chip 1 as shown in FIG. 4 may be performed. Here, the sensor chip 1 includes a sensor array 11 and a pad 13, and may include a base substrate 10 on which the sensor array 11 is formed, and the second insulating layer 15. It may also mean to include. The sensor chip 1 may have other additional components. This also applies to the embodiments described below and modifications thereof.

도 4를 참조하면, 베이스기판(10)에 센서어레이(11)를 형성하고, 베이스기판(10)의 캐리어 모듈(2)을 향할 면에 제2절연층(15)을 형성하며, 패드(13)를 제2절연층(15) 상에 또는 도 4 등에 도시된 것과 같이 제2절연층(15)에 형성된 그루브에 배치되도록 할 수 있다. 물론 전술한 것과 같은 센서칩(1)에 대해 가능한 다양한 정의에 따르면, 이는 센서칩(1)의 캐리어 모듈(2)을 향할 면에 제2절연층(15)을 형성하고, 패드(13)는 제2절연층(15) 상에 또는 도 4 등에 도시된 것과 같이 제2절연층(15)에 형성된 그루브에 배치되도록 하는 것이라 할 수도 있다. 물론 경우에 따라서는 제2절연층(15)을 형성하지 않고 패드(13)를 베이스기판(10) 상에 형성하거나, 패드(13)를 베이스기판(10) 내에 형성하거나 하는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 제2절연층(15)은 증착 등을 통해 형성할 수 있는데, 예컨대, 산화층(oxide layer), 산화질화층(oxynitride layer) 또는 이들의 복합층일 수 있다.Referring to FIG. 4, the sensor array 11 is formed on the base substrate 10, the second insulating layer 15 is formed on the surface of the base substrate 10 facing the carrier module 2, and the pad 13 is formed. ) May be disposed on the second insulating layer 15 or in the groove formed in the second insulating layer 15 as shown in FIG. 4 or the like. Of course, according to the various definitions possible for the sensor chip 1 as described above, this forms the second insulating layer 15 on the side facing the carrier module 2 of the sensor chip 1, and the pad 13 It may be said to be arranged on the second insulating layer 15 or in the groove formed in the second insulating layer 15 as shown in FIG. Of course, in some cases, various modifications are possible, such as forming the pad 13 on the base substrate 10 without forming the second insulating layer 15, or forming the pad 13 in the base substrate 10. Of course. The second insulating layer 15 may be formed by deposition, for example, an oxide layer, an oxynitride layer, or a composite layer thereof.

한편, 도 5에 도시된 것과 같이 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 결합할 시, 접착제를 이용할 수도 있다. 이 경우에는 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2) 사이에 접착층(미도시)이 존재하게 된다. 이와 달리, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 열적으로 접합(oxidation bonding)시킬 수도 있는데, 특히 센서칩(1)의 캐리어 모듈(2) 방향의 면에 제2절연층(15)이 존재하고 캐리어 모듈(2)의 센서칩(1) 방향의 면에 제1절연층(23)이 존재할 경우 열적 접합을 통해 제1절연층(23)과 제2절연층(15)이 상호 접합되도록 함으로써 접착제 없이도 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 접합할 수 있다. 이 경우 별도의 접착제 등을 필요로 하지 않으면서, 통상의 가열수단을 이용하여 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 접합할 수 있으므로, 이미지센서 모듈 제조비용을 절감할 수 있다. 열적 접합시의 가열 온도는 대략 300℃ 내지 400℃가 될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, when bonding the sensor chip 1 and the carrier module 2, an adhesive may be used. In this case, an adhesive layer (not shown) exists between the sensor chip 1 and the carrier module 2. Alternatively, the sensor chip 1 and the carrier module 2 may be thermally bonded (oxidation bonding). In particular, the second insulating layer 15 may be formed on the surface of the sensor chip 1 in the direction of the carrier module 2. If the first insulating layer 23 is present on the surface of the carrier module 2 in the direction of the sensor chip 1, the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 are bonded to each other through thermal bonding. Thus, the sensor chip 1 and the carrier module 2 can be bonded together without the adhesive. In this case, since the sensor chip 1 and the carrier module 2 can be bonded by using ordinary heating means without requiring an adhesive or the like, the manufacturing cost of the image sensor module can be reduced. The heating temperature at the time of thermal bonding can be approximately 300 ° C to 400 ° C.

이와 같이 제조된 이미지센서 모듈은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈이라 할 수 있는 도 8에 도시된 것과 같은 구조를 가질 수 있다.The manufactured image sensor module may have a structure as shown in FIG. 8, which may be referred to as an image sensor module according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈은 센서칩(1) 및 캐리어 모듈(2)의 결합 구조를 갖는다. 센서칩(1)은 센서어레이(11)와 패드(13)를 포함하고, 캐리어 모듈(2)은 패드(13)에 부분적으로 또는 전체적으로 대응하는 관통비아홀(21)을 가지며, 센서칩(1) 상부에 배치된다. 관통비아전극(25)은 관통비아홀(21)을 통해 패드(13)와 전기적으로 연결된다. 패드(13)는 센서어레이(11)에 전기적으로 연결되어, 센서어레이(11)에서 생성된 데이터의 전송 경로가 될 수 있다. 관통비아전극(25)은 캐리어 모듈(2)의 일부이거나 또는 캐리어 모듈(2)과 분리된 독립적인 구성이 될 수도 있다. Referring to FIG. 8, the image sensor module according to the present embodiment has a coupling structure of the sensor chip 1 and the carrier module 2. The sensor chip 1 includes a sensor array 11 and a pad 13, and the carrier module 2 has a through via hole 21 corresponding to the pad 13, partly or wholly, and the sensor chip 1. Is placed on top. The through via electrode 25 is electrically connected to the pad 13 through the through via hole 21. The pad 13 may be electrically connected to the sensor array 11 to become a transmission path of data generated by the sensor array 11. The through via electrode 25 may be part of the carrier module 2 or may be an independent configuration separate from the carrier module 2.

이와 같은 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈은 종래의 이미지센서 모듈에 비해 구성이 단순하기에 제조과정에서의 수율을 획기적으로 높여 제조비용을 절감할 수 있으며, 아울러 이미지센서 모듈의 불량률이나 오작동 가능성을 획기적으로 낮출 수 있다. 구체적으로 설명하면, 본 실시예에 따른 센서어레이(11)에서 생성된 데이터가 관통비아전극(25) 및/또는 범프(27)를 통해 외부로 전달되는 바 데이터가 전달되는 경로 및/또는 구조가 단순화되어 제조가 용이하면서도 이미지센서 모듈의 불량률이나 오작동 가능성을 획기적으로 저감할 수 있다.Such an image sensor module according to the present embodiment has a simpler configuration than a conventional image sensor module, thereby dramatically increasing the yield in the manufacturing process, thereby reducing manufacturing costs, and reducing the possibility of malfunction or malfunction of the image sensor module. It can be lowered significantly. Specifically, as the data generated in the sensor array 11 according to the present embodiment is transmitted to the outside through the through via electrode 25 and / or the bump 27, a path and / or structure through which the data is transmitted is defined. Simplification makes it easy to manufacture while dramatically reducing the failure rate or malfunction of the image sensor module.

또한 전술한 실시예서 설명한 것과 같이, 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈은, 종래와 달리 그 제조과정이 단순화될 수 있다. 예컨대 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)의 정렬 시에도 캐리어 모듈(2)의 관통비아홀(21)과 센서칩(1)의 패드(13) 사이의 위치관계를 통해 용이하고 효과적으로 정렬할 수 있다.In addition, as described in the above embodiment, the manufacturing process of the image sensor module according to the present embodiment, unlike the prior art can be simplified. For example, even when the sensor chip 1 and the carrier module 2 are aligned, the through via hole 21 of the carrier module 2 and the pad 13 of the sensor chip 1 can be easily and effectively aligned. have.

그리고 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈의 경우, 관통비아홀(21)의 센서칩(1) 상으로의 정사영 이미지가 패드(13)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 센서어레이(11)에서 생성된 데이터는 패드(13)와 관통비아전극(25)을 거쳐 외부로 추출되는바, 관통비아홀(21)의 센서칩(1) 상으로의 정사영 이미지가 패드(13)의 적어도 일부와 중첩된다면, 관통비아홀(21)에 형성되는 관통비아전극(25)이 패드(13)의 적어도 일부와 전기적으로 연결되어, 센서어레이(11)에서 생성된 데이터가 패드(13)와 관통비아전극(25)을 거쳐 외부로 추출될 수 있기 때문이다.In the image sensor module according to the present exemplary embodiment, an orthographic image of the through via hole 21 onto the sensor chip 1 may overlap at least part of the pad 13. The data generated by the sensor array 11 is extracted to the outside through the pad 13 and the through via electrode 25, and an orthogonal image of the through via hole 21 onto the sensor chip 1 is displayed on the pad 13. If overlapped with at least a portion of the through via hole 21 formed in the through via hole 21 is electrically connected to at least a portion of the pad 13, the data generated in the sensor array 11 and the pad (13) This is because it can be extracted to the outside through the through via electrode 25.

한편, 캐리어 모듈(2)의 센서칩(1) 방향의 면 상에 배치된 제1절연층(23)을 더 구비하되, 이 제1절연층(23)은 관통비아홀(21)에 대응하는 개구를 갖도록 할 수도 있다. 물론 도 8에 도시된 것과 같이 제1절연층(23)이 캐리어 모듈(2)의 센서칩(1) 방향의 면 외에도 캐리어 모듈(2)의 센서칩(1) 반대 방향의 면 및 캐리어 모듈(2)의 관통비아홀(21) 내면 상에도 배치되도록 할 수도 있다. 또한, 센서칩(1)의 캐리어 모듈(2) 방향에 배치된 제2절연층(15)을 더 구비하고, 패드(13)는 제2절연층(15) 상에 또는 제2절연층(15)에 형성된 그루브에 배치되도록 할 수도 있다.Meanwhile, a first insulating layer 23 is further provided on the surface of the carrier module 2 in the direction of the sensor chip 1, and the first insulating layer 23 has an opening corresponding to the through via hole 21. You can also have Of course, as shown in FIG. 8, the first insulating layer 23 may have a surface opposite to the sensor chip 1 of the carrier module 2 and a surface opposite to the sensor chip 1 of the carrier module 2. It may also be arranged on the inner surface of the through-via hole 21 of 2). Further, a second insulating layer 15 further disposed in the direction of the carrier module 2 of the sensor chip 1, and the pad 13 is disposed on the second insulating layer 15 or the second insulating layer 15. It may be arranged in the groove formed in the).

센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)은 상호 접합된 구성이기에, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2) 사이에는 접착층(미도시)이 존재할 수도 있다. 그러나 이와 달리, 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 열적 접합(oxidation bonding)시킬 수도 있는데, 특히 센서칩(1)의 캐리어 모듈(2) 방향의 면에 제2절연층(15)이 존재하고 캐리어 모듈(2)의 센서칩(1) 방향의 면에 제1절연층(23)이 존재할 경우 열적 접합을 통해 제1절연층(23)과 제2절연층(15)이 상호 접합되도록 함으로써 접착제 없이도 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 접합할 수 있다. 이 경우 별도의 접착제 등을 필요로 하지 않으면서, 통상의 가열수단을 이용하여 센서칩(1)과 캐리어 모듈(2)을 접합할 수 있으므로, 이미지센서 모듈 제조비용을 절감할 수 있다.Since the sensor chip 1 and the carrier module 2 are bonded to each other, an adhesive layer (not shown) may exist between the sensor chip 1 and the carrier module 2. Alternatively, however, the sensor chip 1 and the carrier module 2 may be thermally bonded (oxidation bonding). In particular, the second insulating layer 15 may be formed on the surface of the sensor chip 1 in the direction of the carrier module 2. When the first insulating layer 23 is present on the surface of the carrier chip 2 in the direction of the sensor chip 1, the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 are bonded to each other through thermal bonding. Thus, the sensor chip 1 and the carrier module 2 can be bonded together without the adhesive. In this case, since the sensor chip 1 and the carrier module 2 can be bonded by using ordinary heating means without requiring an adhesive or the like, the manufacturing cost of the image sensor module can be reduced.

도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 구체적으로 설명하면, 도 8에 도시된 것과 같은 이미지센서 모듈의 센서어레이(11) 상에, 예컨대 베이스기판(10)의 제2면 상에, 집광부(36)가 배치될 수 있다. 집광부(36)는 광을 모아서 주는 역할을 할 수 있고, 예컨대 마이크렌즈들(37R, 37G, 37B)을 포함할 수 있다. 칼라필터들(35R, 35G, 35B)은 마이크렌즈들(37R, 37G, 37B)과 베이스기판(10) 사이에 배치될 수 있다. 커버기판(31)은 스페이서(33)를 이용해 집광부(36) 상에 집광부(36)로부터 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 커버기판(31)은 빛을 투과할 수 있는 글래스재나 플라스틱재 등으로 구성될 수 있다.9 is a schematic cross-sectional view of an image sensor module according to another exemplary embodiment of the present invention. Specifically, the light collecting part 36 may be disposed on the sensor array 11 of the image sensor module as shown in FIG. 8, for example, on the second surface of the base substrate 10. The condenser 36 may serve to collect light and include, for example, microphone lenses 37R, 37G, and 37B. The color filters 35R, 35G and 35B may be disposed between the microphone lenses 37R, 37G and 37B and the base substrate 10. The cover substrate 31 may be spaced apart from the light collecting part 36 on the light collecting part 36 using the spacer 33. For example, the cover substrate 31 may be made of a glass material or a plastic material that can transmit light.

도 9의 이미지센서 모듈은 칼라필터들(35R, 35G, 35B)을 이용함으로써 센서어레이(11)에 입사한 가시광선으로부터 칼라이미지 데이터를 획득할 수 있는 이미지센서 모듈을 예시적으로 개시하는 것으로, 물론 이와 달리 센서어레이(11)에 적외선이 입사할 수 있도록 하여 적외선 이미지에 대한 데이터를 센서어레이(11)가 생성하도록 할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 이 경우 칼라필터 등의 구성이 달라질 수 있음은 물론이다. 또한, 센서어레이(11)에서 베이스기판(10)의 센서어레이(11) 반대 방향의 면까지의 거리를 조절함으로써, 베이스기판(10)을 통과하여 센서어레이(11)에 도달하는 광을 선별할 수도 있다. 예컨대 센서어레이(11)에서 베이스기판(10)의 센서어레이(11) 반대 방향의 면까지의 거리를 대략 5㎛로 만듦으로써 가시광선 영역의 광이 센서어레이(11)에 충분히 도달할 수 있도록 할 수도 있고, 30㎛로 만듦으로써 적외선 영역의 광이 센서어레이(11)에 충분히 도달할 수 있도록 할 수도 있다.The image sensor module of FIG. 9 exemplarily discloses an image sensor module capable of obtaining color image data from visible light incident on the sensor array 11 by using color filters 35R, 35G, and 35B. Of course, various modifications are possible such that the sensor array 11 may generate the data for the infrared image by allowing the infrared ray to enter the sensor array 11. In this case, of course, the configuration of the color filter may be different. In addition, by adjusting the distance from the sensor array 11 to the surface of the base substrate 10 in the opposite direction of the sensor array 11, light passing through the base substrate 10 to the sensor array 11 can be selected. It may be. For example, the distance from the sensor array 11 to the surface of the base substrate 10 opposite to the sensor array 11 is approximately 5 μm so that the light in the visible region can reach the sensor array 11 sufficiently. It is also possible to make it 30 μm so that the light in the infrared region can reach the sensor array 11 sufficiently.

도 10은 지금까지 설명한 실시예들 및 그 변형예들에서의 센서어레이(11)에 포함될 수 있는 일 센서를 도시하는 회로도이다. 도 10은 구체적으로 CMOS 센서를 도시하는 회로도로서, 포토다이오드(185), 트랜스퍼 트랜지스터(transfer transistor, 188), 리셋 트랜지스터(reset transistor, 158), 드라이브 트랜지스터(drive transistor, 168) 및 선택 트랜지스터(selection transistor, 178)를 포함한다.FIG. 10 is a circuit diagram illustrating one sensor that may be included in the sensor array 11 in the embodiments and modifications thereof described so far. 10 is a circuit diagram specifically illustrating a CMOS sensor, which includes a photodiode 185, a transfer transistor 188, a reset transistor 158, a drive transistor 168, and a selection transistor. transistor 178).

포토다이오드(185)는 광 에너지를 제공받고 그에 따라 전하를 생성한다. 트랜스퍼 트랜지스터(188)는 생성된 전하의 플로팅 노드(floating node, 190)로의 운송을 트랜스퍼 게이트 라인(TG)에 의해 제어할 수 있다. 리셋 트랜지스터(158)는 입력 전원(V_dd)을 리셋 게이트 라인(RS)에 의해 제어하여 플로팅 노드(190)의 전위를 리셋시킬 수 있다. 드라이브 트랜지스터(168)는 소스 팔로우어(source follower) 증폭기 역할을 수행할 수 있다. 선택 트랜지스터(178)는 선택 게이트 라인(SEL)에 의해 단위 화소를 선택할 수 있는 스위칭 소자이다.Photodiode 185 is provided with light energy and thus generates a charge. The transfer transistor 188 may control the transfer of the generated charges to the floating node 190 by the transfer gate line TG. The reset transistor 158 may control the input power supply V _dd by the reset gate line RS to reset the potential of the floating node 190. The drive transistor 168 may serve as a source follower amplifier. The selection transistor 178 is a switching element capable of selecting a unit pixel by the selection gate line SEL.

리셋 트랜지스터(158)가 턴-온 되면 플로팅 노드(190)의 전위를 리셋시키며, 이후 트랜스퍼 게이트 라인(TG)이 턴-온 되면 포토다이오드(185)에서 생성된 전하량에 따라 플로팅 노드(190)의 전위가 달라진다. 플로팅 노드(190)의 전위가 달라지면 드라이브 트랜지스터(168)의 게이트전극과 소스전극 사이의 전위차가 발생하게 되며, 해당 전위차의 크기는 플로팅 노드(190)의 전위가 달라지는 정도, 즉 포토다이오드(185)에서 생성된 전하량에 따라 변하게 된다. 결국 포토다이오드(185)에서 생성된 전하량에 따라 드라이브 트랜지스터(168)의 소스전극과 드레인전극 사이의 전류량이 달라지며, 이에 따라 선택 트랜지스터(178)가 턴-온 되면 달라지는 해당 전류량이 출력이 되어 결국 포토다이오드(185)에서 생성된 전하량에 따른 출력이 이루어지게 된다.When the reset transistor 158 is turned on, the potential of the floating node 190 is reset, and when the transfer gate line TG is turned on, the potential of the floating node 190 is changed according to the amount of charge generated by the photodiode 185. The potential is different. When the potential of the floating node 190 is changed, a potential difference is generated between the gate electrode and the source electrode of the drive transistor 168, and the magnitude of the potential difference is such that the potential of the floating node 190 is changed, that is, the photodiode 185. It will vary depending on the amount of charge generated in. As a result, the amount of current between the source electrode and the drain electrode of the drive transistor 168 is changed according to the amount of charge generated by the photodiode 185. Accordingly, when the selection transistor 178 is turned on, the corresponding amount of current that is changed becomes an output. The output is made according to the amount of charge generated by the photodiode 185.

물론 도 10에서는 센서어레이(11)의 일 구성요소로서 CMOS 센서가 이용된 경우를 도시하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, CCD 센서 등 다양한 센서를 이용할 수도 있음은 물론이다.Of course, FIG. 10 illustrates a case where a CMOS sensor is used as one component of the sensor array 11, but the present invention is not limited thereto, and various sensors such as a CCD sensor may be used.

도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈이 도 8을 참조하여 전술한 실시예에 따른 이미지센서 모듈과 상이한 점은 제1절연층(23)과 제2절연층(15)이 일체(一體)라는 점이다. 전술한 바와 같이 센서칩과 캐리어 모듈을 열적 접합할 수 있는데, 이 경우 제1절연층(23)과 제2절연층(15)이 일체가 되도록 할 수 있다. 특히 제1절연층(23)과 제2절연층(15)이 실리콘옥사이드 등과 같이 동일 성분으로 이루어진 경우에는, 도 11에 도시된 것과 같이 제1절연층(23)과 제2절연층(15) 사이에 경계가 존재하지 않도록 함으로써, 센서칩과 캐리어 모듈 사이의 접합 정도를 더욱 높여 이미지센서 모듈의 내구성을 획기적으로 높일 수 있다.11 is a schematic cross-sectional view of an image sensor module according to another exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11, a difference between the image sensor module according to the present embodiment and the image sensor module according to the embodiment described above with reference to FIG. 8 is that the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 are integrally formed. It is called (一體). As described above, the sensor chip and the carrier module may be thermally bonded. In this case, the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 may be integrated. In particular, when the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 are made of the same component, such as silicon oxide, the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 as shown in FIG. 11. By eliminating the boundary between the two, the degree of bonding between the sensor chip and the carrier module can be further increased, thereby increasing the durability of the image sensor module significantly.

한편, 제1절연층(23)과 제2절연층(15)이 상호 상이한 물질로 형성되거나, 동일한 물질로 형성되더라도 밀도 등이 상이하거나 한 경우에는 센서칩(1)과 캐리어모듈(2)을 열적 접합하더라도 제1절연층(23)과 제2절연층(15) 사이에 경계가 존재할 수도 있음은 물론이다. 예컨대 제1절연층(23)을 열산화 공정을 통해 형성하고 제2절연층(15)을 증착 공정을 통해 형성할 경우에는 동일물질이라 하더라도 그 밀도 등이 상이할 수 있다.On the other hand, when the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 are formed of different materials or have the same material or have different densities or the like, the sensor chip 1 and the carrier module 2 may be replaced. Even if thermally bonded, a boundary may exist between the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15. For example, when the first insulating layer 23 is formed through the thermal oxidation process and the second insulating layer 15 is formed through the deposition process, the density may be different even if the same material is used.

도 1 내지 도 8을 참조하여 전술한 이미지센서 모듈 제조방법과 상이한 또 다른 실시예에 따른 이미지센서 모듈 제조방법으로써, 도 11에 도시된 것과 같은 최종 구성요소가 되도록 하기 위하여, 도 4에 도시된 것과 같이 센서칩(1)과 캐리어모듈(2)을 배치시킨 후 이들을 접촉시키고 열적 접합하여, 도 11에 도시된 것과 같이 제1절연층(23)과 제2절연층(15)을 일체(一體)로 만들 수도 있다. 특히 제1절연층(23)과 제2절연층(15)이 동일 성분으로 이루어진 경우에는, 도 11에 도시된 것과 같이 제1절연층(23)과 제2절연층(15) 사이에 경계가 존재하지 않도록 함으로써, 센서칩과 캐리어 모듈 사이의 접합 정도를 더욱 높여 이미지센서 모듈의 내구성을 획기적으로 높일 수 있다.As an image sensor module manufacturing method according to another embodiment different from the image sensor module manufacturing method described above with reference to FIGS. 1 to 8, to be a final component as shown in FIG. As shown in FIG. 11, the sensor chip 1 and the carrier module 2 are disposed and then contacted and thermally bonded together to form the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 as shown in FIG. 11. You can also make In particular, in the case where the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 are made of the same component, as shown in FIG. 11, a boundary between the first insulating layer 23 and the second insulating layer 15 is formed. By not existing, the degree of bonding between the sensor chip and the carrier module can be further increased, thereby increasing the durability of the image sensor module significantly.

전술한 본 발명의 실시예들에 따른 이미지센서 모듈은 다양한 분야의 영상 장치에 이용될 수 있다. 예를 들어, 영상 장치는 휴대폰 등과 같은 이동통신 제품의 카메라 모듈로 이용될 수 있다. 다른 예로, 영상 장치는 컴퓨터 등과 같은 가전제품의 카메라 모듈로 이용될 수 있다. 또 다른 예로, 영상 장치는 적외선을 이용한 야간 촬영용 카메라 모듈로 이용될 수 있고, 예컨대 이러한 영상 장치는 자동차 등에 탑재될 수 있다.The image sensor module according to the embodiments of the present invention described above may be used in an imaging apparatus of various fields. For example, the imaging device may be used as a camera module of a mobile communication product such as a mobile phone. As another example, the imaging device may be used as a camera module of a home appliance such as a computer. As another example, the imaging apparatus may be used as a camera module for night photographing using infrared rays, for example, the imaging apparatus may be mounted on a vehicle or the like.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

1: 센서칩 2: 캐리어 모듈
10: 베이스기판 11: 센서어레이
13: 패드 15: 제2절연층
20: 캐리어베이스 21: 관통비아홀
23: 제1절연층 25: 관통비아전극
27: 범프 31: 커버기판
33: 스페이서 35R, 35G, 35B: 칼라필터
36: 집광부 37R, 37G, 37B: 마이크로렌즈1: sensor chip 2: carrier module
10: base substrate 11: sensor array
13: pad 15: second insulating layer
20: carrier base 21: through via hole
23: first insulating layer 25: through via electrode
27: bump 31: cover substrate
33: spacer 35R, 35G, 35B: color filter
36: condenser 37R, 37G, 37B: microlens

Claims

A sensor chip comprising a base substrate having a first surface and a second surface opposite to each other, and a sensor array on the first surface of the base substrate; And
And a carrier module coupled to the sensor chip on the first surface of the base substrate and electrically connected to the sensor chip through a through via electrode penetrating therein.

The light emitting device of claim 1, wherein the sensor chip comprises: a light collecting part on a second surface of the base substrate; And
The image sensor module further comprises a cover substrate on the light collecting portion.

The method of claim 1, wherein the sensor chip comprises a pad electrically connected to the sensor array on the first surface of the base substrate,
The through via electrode is directly connected to the pad through the through via hole in the carrier module.

The method of claim 3, wherein the carrier module further comprises a first insulating layer disposed on a surface in the direction of the sensor chip and having an opening corresponding to the through via hole,
The sensor chip further includes a second insulating layer on the first surface of the base substrate,
And the pad is disposed on a groove formed on the second insulating layer or on the second insulating layer.

The method of claim 4, wherein
The sensor chip and the carrier module are coupled to each other by thermally bonding the first insulating layer and the second insulating layer.

Providing a sensor chip comprising a base substrate having a first surface and a second surface opposite to each other, and a sensor array on the first surface of the base substrate;
Coupling a carrier module having a through via hole penetrating therein to the sensor chip on a first surface of the base substrate; And
And forming a through via electrode electrically connected to the sensor chip through the through via hole.

The method of claim 6, wherein the sensor chip comprises a pad electrically connected to the sensor array on the first surface of the base substrate,
The through via electrode is formed to be connected to the pad through the through via hole, the image sensor module manufacturing method.

The method of claim 7, wherein
The combining step is performed by aligning the carrier module and the sensor chip so that the orthogonal image of the through-via hole onto the sensor chip overlaps at least a portion of the pad.

The method of claim 7, wherein the carrier module further comprises a first insulating layer disposed on a surface in the direction of the sensor chip and having an opening corresponding to the through via hole,
The sensor chip includes a second insulating layer on the first surface of the base substrate,
And the pad is disposed on a groove formed on the second insulating layer or on the second insulating layer.

10. The method of claim 9,
The combining step is performed by thermally bonding the first insulating layer and the second insulating layer, the image sensor module manufacturing method.

An imaging apparatus comprising the image sensor module according to any one of claims 1 to 5.