KR20120036259A - 고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 및 전자 기기 - Google Patents

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타케시 야나기타
히로시 오자키
신 이와부치
토모하루 오기타
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Abstract

고체 촬상 장치는, 광전변환부로 이루어지는 복수의 화소가 형성된 기판과, 상기 기판의 표면측에, 층간 절연막을 통하여 형성된 복수층의 배선을 갖는 배선층과, 상기 배선층에 형성된 배선의 일부로 구성된 하지 전극 패드부와, 상기 기판의 이면측부터 상기 기판을 관통하고, 상기 하지 전극 패드부에 달할 때까지 형성된 개구부와, 상기 개구부 내에 무전해 도금에 의해 매입되어 형성된 매입 전극 패드층을 구비한다.

Description

고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 및 전자 기기{SOLID-STATE IMAGING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 이면 조사형의 고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 및 그 고체 촬상 장치를 이용한 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 고체 촬상 장치에 있어서, 입사광에 대한 광전변환 효율이나 감도의 향상을 도모하기 위해, 이면 조사형의 고체 촬상 장치가 제안되어 있다(일본 특개2005-347707호 공보 및 일본 특개2005-353631호 공보). 이면 조사형의 고체 촬상 장치에서는, 반도체 기판에 광전변환부로 이루어지는 포토 다이오드를 형성하고, 반도체 기체의 표면측에 화소 트랜지스터, 나아가서는, 신호 회로를 구성하는 배선층 등을 형성하고, 이면측부터 광을 입사시킨다.
이면 조사형 고체 촬상 장치에서는, 반도체 기판의 표면측에 형성된 다층 배선의 일부가 패드 전극으로서 구성되어 있고, 그 패드 전극에 외부 단자가 접속됨에 의해, 다층 배선에 소요되는 전위를 공급된다. 이 경우, 다층 배선의 일부로 구성된 패드 전극에는, 반도체 기판의 이면측에서 와이어 본딩이 접속된 구성으로 되어 있다.
도 6에 종래의 이면 조사형 고체 촬상 장치(100)의 주요부에서의 개략 단면 구성을 도시한다. 도 6에 도시하는 단면도는, 특히, 이면 조사형 고체 촬상 장치 이면측의 주변 영역에 형성한 패드 영역(127)을 포함하는 영역에 위치하는 것이다.
이면 조사형 고체 촬상 장치(100)는, 실리콘 기판(112)에 광전변환부로 이루어지는 포토 다이오드(PD)와 복수의 화소 트랜지스터(MOS 트랜지스터)로 이루어지는 복수의 화소가 형성된 촬상 영역(103)과, 주변 회로부를 가지며, 주변 영역에는 패드 영역(127)이 형성된다. 화소를 구성하는 화소 트랜지스터는 도시하지 않지만, 실리콘 기판(112)의 표면측에 형성된다. 또한 실리콘 기판(112)의 표면측에는, 층간 절연막(114)을 통하여 다층(도 6에서는 3층)의 배선(1M 내지 3M)으로 이루어지는 배선층(113)이 형성되어 있다. 배선(1M 내지 3M)은, 예를 들면, Cu, Al 등의 금속재료에 의해 구성되어 있다. 또한, 3층째의 배선(3M)은, Al 배선이 되고, 패드 영역(127)에서는, 패드 전극(124)이 형성되어 있다. 이 배선층(113)의 표면측에는, 접착제층(115)을 통하여 예를 들면 실리콘 기판에 의한 지지 기판(116)이 접합된다.
한편, 실리콘 기판(112)의 이면측에는 촬상 영역(103)에 대응하여 반사 방지막(118), 컬러 필터층(119), 온 칩 렌즈(120)가 형성된다.
패드 영역(127)에서는, 배선층(113)의 배선(3M)에 접속된 패드 전극(124)을 노출시키는 개구부(123)가 형성된다. 이 개구부(123)는, 온 칩 렌즈(120)가 되는 유기 재료를 형성한 후, 온 칩 렌즈(120)의 형상 형성의 공정과 동시에 형성되고, 기판(112)의 이면에서, 패드 전극(124)이 노출되도록 형성된다. 그리고, 외부 단자와의 접속할 때에는, 패드 영역(127)에서 와이어 본딩(126), 예를 들면 Au 세선(이른바 본딩 와이어)이 개구부(123) 내에 노출된 패드 전극(124)에 접속된다. 이에 의해, 외부 단자로부터의 소망하는 전위가 공급된다.
그런데, 이면 조사형의 고체 촬상 장치는, 상술한 바와 같이, 제조시에 있어서 배선층 상부에 접착층을 통하여 지지 기판이 부착된 구성으로 되어 있다. 배선층을 구성하는 층간 절연층이나, 접착제층은 취약한 층이기 때문에, 전극 패드에 본딩시에 걸리는 힘에 의해 균열 등의 데미지가 발생하기 쉽다.
또한, 전극 패드를 알루미늄으로 구성하는 경우에는, 본딩 와이어와의 합금화가 어렵고, 접합 강도를 얻을 수가 없는 문제가 있다.
또한, 알루미늄으로 전극 패드를 구성하는 경우, 개구 형성시에 사용되는 불소계의 용액에 의해 전극 패드에 불소 코로젼이 발생하고, 흑(黑)변색한다는 문제나, 다이싱시의 물에 의해 전지(電池) 효과가 일어나 흑변색한다는 문제가 있다.
또한, 패드 영역에서의 개구와, 온 칩 렌즈의 형상을 형성하는 에칭은, 같은 공정의 드라이 에칭으로 형성되기 때문에, 온 칩 렌즈 형상의 최적화도 어렵다. 또한, 전극 패드를 실리콘 기판의 이면측에 노출하기 위한 개구는, 실리콘 기판을 관통시켜서 형성하기 때문에, 개구가 깊고, 패드 사이즈가 커진다는 문제가 있다.
상술한 점을 감안하여, 본 발명의 목적은, 이면 조사형의 고체 촬상 장치에 있어서, 안정된 본딩이 가능한 전극 패드가 형성된 고체 촬상 장치, 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 그 고체 촬상 장치를 이용한, 전자 기기를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하고, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 고체 촬상 장치는, 기판과, 배선층과, 하지 전극 패드부와, 개구부와, 매입(埋入) 전극 패드층을 구비한다. 기판은, 광전변환부로 이루어지는 복수의 화소가 형성되어 있다. 배선층은, 기판의 표면측에, 층간 절연막을 통하여 형성된 복수층의 배선을 갖고서 구성되어 있다. 하지 전극 패드부는, 배선층에 형성된 배선의 일부로 구성되어 있다. 개구부는, 기판의 이면측부터 기판을 관통하고, 하지 전극 패드부에 달할 때까지 형성되어 있다. 매입 전극 패드층은, 개구부 내에 무전해 도금에 의해 매입되어 형성되어 있다.
본 실시 형태예에서는, 하지 전극 패드부에 달하는 개구부 내에, 매입 전극 패드층이 형성되어 있다. 이 때문에, 기판의 이면측의 패드 영역에서, 개구부에 의한 단차가 저감된다. 또한, 외부 단자와의 접속은, 기판의 이면측에 매입 전극 패드층의 윗면에서 행하여진다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 이하의 공정으로 형성된다. 우선, 기판에, 광전변환부로 이루어지는 복수의 화소를 형성한다. 다음에, 기판의 표면측에, 층간 절연막을 통하여 복수의 배선을 형성함에 의해, 배선층을 형성한다. 다음에, 기판의 이면측에, 기판 보호막을 형성한다. 다음에, 기판의 이면측부터, 기판을 관통하여, 배선층의 배선의 일부로 구성된 하지 전극 패드부에 달하는 개구부를 형성한다. 다음에, 무전해 도금에 의해, 개구부 내를 매입하는 전극 패드층을 형성한다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에서는, 무전해 도금에 의해 개구부 내를 금속재료로 매입하기 때문에, 용이하게 매입 전극 패드층을 형성할 수 있다. 또한, 매입 전극 패드층을 개구부에 매입하여 형성하기 때문에, 기판의 이면측의 패드 영역에서, 개구부에 의한 단차가 저감된다.
본 발명의 전자 기기는, 상술한 고체 촬상 장치와, 광을 집광하여 고체 촬상 장치에 입사시키는 광학 렌즈와, 고체 촬상 장치로부터 출력되는 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비한다.
본 발명에 의하면, 안정한 본딩이 가능한 전극 패드부를 갖는 고체 촬상 장치를 얻을 수 있고, 나아가서는, 온 칩 렌즈 형상이 최적화된 고체 촬상 장치를 얻을 수 있다. 또한, 그 고체 촬상 장치를 이용함에 의해, 화질의 향상이 도모된 전자 기기를 얻을 수 있다.
도 1은 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 전체를 도시하는 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 주요부의 개략 단면 구성도.
도 3의 A 내지 C는 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 도시하는 개략 공정도.
도 4의 A 내지 C는 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 도시하는 개략 공정도.
도 5는 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 전자 기기의 개략 구성도.
도 6은 종래의 고체 촬상 장치의 주요부의 개략 구성도.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치 및, 전자 기기의 한 예를, 도 1 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 본 발명의 실시 형태는 이하의 순서로 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 예로 한정되는 것이 아니다.
1. 제 1의 실시 형태 : CMOS형의 이면 조사형 고체 촬상 장치
1-1 전체 구성
1-2 주요부의 구성
1-3 제조 방법
2. 제 2의 실시 형태 : 전자 기기
<1. 제 1의 실시 형태 : CMOS형의 이면 조사형 고체 촬상 장치>
본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치에 관해 설명한다. 본 실시 형태예는, CMOS형의 이면 조사형 고체 촬상 장치를 예로 한 것이다.
[1-1 전체 구성]
우선, 주요부의 구성의 설명에 앞서서, 본 실시 형태예의 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성에 관해 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태예에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체를 도시하는 개략 구성도이다.
고체 촬상 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 실리콘으로 이루어지는 기판(11)에, 복수의 화소(2)로 이루어지는 촬상 영역(3)과, 수직 구동 회로(4)와, 칼럼 신호 처리 회로(5)와, 수평 구동 회로(6)와, 출력 회로(7)와, 제어 회로(8) 등을 구비하여 구성된다.
화소(2)는, 수광한 광의 광량에 응하여 신호 전하를 생성하는 포토 다이오드로 이루어지는 수광부와, 그 신호 전하를 판독하고 전송하기 위한 복수의 MOS 트랜지스터로 구성되고, 기판(11)상에, 2차원 어레이형상으로 규칙적으로 복수 배열된다.
촬상 영역(3)은, 2차원 어레이형상으로 규칙적으로 복수 배열된 화소(2)로 구성된다. 그리고, 촬상 영역(3)은, 실제로 광을 수광하고, 광전변환에 의해 생성된 신호 전하를 축적할 수가 있는 유효 화소 영역과, 유효 화소 영역의 주위에 형성되고, 흑 레벨의 기준이 되는 광학적 흑을 출력하기 위한 흑 기준 화소 영역으로 구성된다.
제어 회로(8)는, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 및 마스터 클록에 의거하여, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5), 및 수평 구동 회로(6) 등의 동작의 기준이 되는 클록 신호나 제어 신호 등을 생성한다. 그리고, 제어 회로(8)에서 생성된 클록 신호나 제어 신호 등은, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5) 및 수평 구동 회로(6) 등에 입력된다.
수직 구동 회로(4)는, 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 촬상 영역(3)의 각 화소(2)를 행 단위로 순차적으로 수직 방향으로 선택 주사한다. 그리고, 각 화소(2)의 광전변환 소자에서 생성한 신호 전하에 의거한 화소 신호를, 수직 신호선(9)을 통하여 칼럼 신호 처리 회로(5)에 공급한다.
칼럼 신호 처리 회로(5)는, 예를 들면, 화소(2)의 열마다 배치되어 있고, 1행분의 화소(2)로부터 출력되는 신호를 화소열마다 흑 기준 화소 영역(도시하지 않지만, 유효 화소 영역의 주위에 형성된다)으로부터의 신호에 의해, 노이즈 제거나 신호 증폭 등의 신호 처리를 행한다. 칼럼 신호 처리 회로(5)의 출력단에는, 수평 선택 스위치(도시 생략)가 수평 신호선(10)과의 사이에 마련되어 있다.
수평 구동 회로(6)는, 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 수평 주사 펄스를 순차적으로 출력함에 의해, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각을 순번대로 선택하고, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터 화소 신호를 수평 신호선(10)에 출력시킨다.
출력 회로(7)는, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터 수평 신호선(10)을 통하여, 순차적으로에 공급되는 화소 신호에 대해, 신호 처리를 행하여 출력한다.
[1-2 주요부의 구성]
도 2에, 본 발명 실시 형태의 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 개략 단면 구성을 도시한다. 도 2는, 촬상 영역(3)과, 촬상 영역(3)의 주변에 형성된 패드 영역(27)에서의 단면을 도시한 것이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태예의 고체 촬상 장치(1)는, 기판(12)과, 기판(12)의 표면측에 형성된 배선층(13)을 구비하고, 배선층(13)의 기판측과는 반대측의 면에는, 접착제층(15)을 통하여 접착시켜진 지지 기판(16)을 구비한다. 또한, 기판(12)의 광 입사측이 되는 이면측에는, 기판 보호막(17), 반사 방지막(18), 컬러 필터층(19), 온 칩 렌즈(20)를 구비하고, 패드 영역(27)에서는, 기판(12)을 관통하는 개구부(23)에 매입되어 형성된 매입 전극 패드층(21)을 구비한다.
기판(12)은, 실리콘 반도체에 의해 구성되고, 예를 들면, 2000㎚ 내지 6000㎚의 두께로 형성되어 있다. 전술한 바와 같이, 기판(12)의 촬상 영역(3)에는, 광전변환부와, 복수의 화소 트랜지스터(도시 생략)로 이루어지는 복수의 화소(2)가 형성되어 있다. 광전변환부는, 포토 다이오드(PD)로 구성되고, 기판(12)의 이면측부터 입사한 광의 광량에 응한 신호 전하를 생성한다. 그리고, 포토 다이오드(PD)에서 생성된 신호 전하는, 화소 트랜지스터에 의해 판독되고, 화소 신호로서 출력된다. 또한, 도 2에서는 도시되지 않지만, 기판(12)에는, 수직 구동 회로(4)나 수평 구동 회로(6)를 포함하는 주변 회로가 형성되어 있다.
배선층(13)은, 기판(12)의 광 입사측과는 반대측인 표면측에 형성되어 있고, 층간 절연막(14)을 통하여 복수층(도 2에서는, 3층)으로 적층된 배선(1M 내지 3M)에 의해 구성되어 있다. 소망하는 배선 사이, 또는 배선(1M 내지 3M)과 도시하지 않은 화소 트랜지스터의 사이는, 콘택트부(도시 생략)에 의해 접속되어 있다. 이에 의해, 배선층(13)으로부터 각 화소의 화소 트랜지스터가 구동된다. 또한, 패드 영역(27)에서는, 최상층(도 2에서는 하층)인 3층째의 배선(3M)에 의해, 하지 전극 패드부(24)가 형성되어 있다. 배선층(13)을 구성하는 배선(1M 내지 3M)의 구성 재료로서는, 예를 들면, 알루미늄(Al)이나 구리(Cu) 등의 금속재료를 사용할 수 있다. 본 실시 형태예에서는, 2층째까지의 배선(1M 및 2M)을 구리로 형성하고, 하지 전극 패드부(24)가 형성되는 3층째의 배선(3M)은, 알루미늄으로 형성한다. 또한, 배선 사이 또는, 배선과 화소 트랜지스터를 접속한 콘택트부의 구성 재료로서는, 예를 들면, 텅스텐이나 구리 등의 금속재료를 사용할 수 있다. 또한, 도 2에서는, 3층째의 배선(3M)은, 하지 전극 패드부(24)로서만 도시하지만, 다른 영역에서, 통상의 배선으로서 이용할 수 있다.
기판 보호막(17)은, SiO2로 이루어지고, 기판(12)의 이면에 형성되어 있다. 이 기판 보호막(17)은, 후술하는 매입 전극 패드층(21)을 무전해 도금에 의해 형성할 때에, 기판(12)의 이면측에 금속재료가 퇴적하지 않도록 기판(12)의 이면을 보호하기 위해 형성된 층이다. 이 때문에, 기판 보호막(17)은, 매입 전극 패드층(21)이 형성된 영역을 제외한 모든 영역을 피복하도록 형성되어 있다.
반사 방지막(18)은, 촬상 영역(3)에서, 기판 보호막(17)상에 형성되어 있고, 1 층, 또는 복수층의 절연막에 의해 형성되어 있다. 복수층으로 형성하는 경우에는, 예를 들면, 기판(12)의 이면측에 차례로 형성된 산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산질화 실리콘막의 3층구조로 형성할 수 있다. 이 경우, 1층째에 형성되는 산화 실리콘막을, 기판 보호막(17)으로서 이용한 산화 실리콘막으로 겸용하는 구성으로 하여도 좋다.
컬러 필터층(19)은, 촬상 영역(3)에서의 각 화소(2)의 상부에 형성되어 있고, 각 화소(2)에서, 예를 들면, 녹, 적, 청, 시안, 황색, 흑색, 또는 백색 등의 광을 선택적으로 투과하도록 구성되어 있다. 화소(2)마다, 다른 색을 투과하는 컬러 필터층(19)을 이용하여도 좋고, 또한, 모든 화소(2)에서 같은 색을 투과하는 컬러 필터층(19)을 이용하여도 좋다. 컬러 필터층(19)에서의 색의 조합은, 그 사양에 의해 여러가지의 선택이 가능하다.
온 칩 렌즈(20)는, 컬러 필터층(19) 상부에 형성되어 있고, 표면이 화소(2)마다 볼록형상으로 되어 있다. 입사하는 광은, 온 칩 렌즈(220)에 의해 집광되고, 각 화소(2)의 포토 다이오드(PD)에 효율 좋게 입사된다. 온 칩 렌즈(20)의 구성 재료로서는, 예를 들면 굴절율이 1.0 내지 1.3의 유기 재료를 사용할 수 있다.
매입 전극 패드층(21)은, 기판(12)의 이면측부터, 배선층(13)에 형성된 하지 전극 패드부(24)에 달할 때까지 형성된 개구부(23) 내에 무전해 도금에 의해 매입되어 형성된 금속재료층으로 구성되어 있다. 본 실시 형태예에서는, 하지 전극 패드부(24)측부터 차례로 매입된, 무전해 도금에 의한 제 1 금속재료층(21a), 제 2 금속재료층(21b), 제 3 금속재료층(21c)의 3층구조로 구성되어 있다. 본 실시 형태예에서는, 제 1 금속재료층(21a)은 Ni로 구성되고, 제 2 금속재료층(21b)은, Pd로 구성되고, 제 3 금속재료층(21c)은, Au로 구성된다. 또한, 이 매입 전극 패드층(21)은, 하지 전극 패드부(24) 상부에, 밀착층(25)을 통하여 형성되어 있다.
최상층(기판(12)의 광입사면측)에 형성된 제 3 금속재료층(21c)은, 그 상면이, 기판 보호막(17)의 표면과 거의 같은 면이 되도록 형성되고, 표면이 전극 패드부로서 구성된다. 즉, 외부 단자와의 접속에서는, 제 3 금속재료층(21c)의 표면에, 와이어 본딩(26)이 접속된다. 또한, 매입 전극 패드층(21)을 둘러싸는 기판 영역에는, 매입 전극 패드층(21)을 둘러싸도록, SiO2로 이루어지는 절연층(22)이 형성되어 있다. 이 절연층(22)에 의해, 기판(12)에 형성된 촬상 영역(3)이나 주변 회로 영역은, 매입 전극 패드층(21)과는 전기적으로 접속되지 않는 구성으로 되어 있다.
[1-3 제조 방법]
다음에, 본 실시 형태예의 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법에 관해 설명한다. 도 3 및 도 4는, 도 2에 도시하는 고체 촬상 장치(1)의 제조 공정을 도시한 도면이다.
여기서는, 일반적인 고체 촬상 장치의 제조 방법과 마찬가지로 하여, 기판(12) 표면에 배선층(13)을 형성한 후, 배선층(13) 상부에 접착제층(15)을 통하여 지지 기판(16)을 접합하여 반전시키고, 기판(12)을 소정의 두께에 연마한 후의 공정부터 설명한다. 따라서 도 2의 단면 구성에서는, 기판(12)에, 포토 다이오드(PD)나 도시하지 않은 화소 트랜지스터가 이미 형성되어 있다. 또한, 기판(12)의 패드 영역(27)에 형성된 절연층(22)은, 배선층(13)의 형성 전에 있어서, 매입 전극 패드층(21)이 형성되는 영역을 둘러싸는 영역에, 기판(12)의 표면측부터 기판(12)의 깊이 방향으로 개구 그루브를 형성하고, 그 개구 그루브를 SiO2, SiN 등의 절연 재료로 매입함에 의해 형성한다.
기판(12)의 이면측을 소정의 두께까지 연마한 후, 도 3의 A에 도시하는 바와 같이, 기판(12)의 이면측에 SiO2로 이루어지는 기판 보호막(17)을 형성한다. 그 후, 기판 보호막(17) 상부에, 매입 전극 패드층(21)이 형성되는 영역이 개구된 레지스트 마스크(도시 생략)를 형성하고, 기판 보호막(17), 기판(12), 층간 절연막(14)을, 배선층에 형성된 하지 전극 패드부(24)에 달할 때까지 에칭 제거함에 의해, 배선층(13)의 하지 전극 패드부(24)가 노출하는 개구부(23)를 형성한다. 이 에칭에서는, CF4/O2, CF4, SF6/O2의 가스를 이용할 수 있고, 에칭하는 재료마다 가스를 바꾸어서 사용한다. 예를 들면, CF4계의 가스는, 배선층(13), 기판 보호막(17)의 에칭에 사용하고, SF6계의 가스는, 실리콘으로 이루어지는 기판(12)의 에칭에 사용한다. 또한, 이들의 에칭 처리는, 예를 들면, 40℃의 챔버 내에서 행한다.
또한, 개구부(23)가 형성된 단계에서, 알루미늄으로 이루어지는 하지 전극 패드부(24)가 노출함에 의해, 하지 전극 패드부(24) 표면에 자연 산화막(도시 생략)이 형성된다. 이 때문에, 개구부(23)를 형성한 후에, 인산 처리함으로써, 하지 전극 패드부(24) 표면에 생긴 자연 산화막을 제거한다. 이 인산 처리는, 예를 들면, NaOH와 Na2SO4로 이루어지는 혼합 용액을 사용하여, 처리 온도 50℃, 처리시간 180sec로 행한다.
다음에, 도 3의 B에 도시하는 바와 같이, 노출한 하지 전극 패드부(24) 표면에 아연도금 처리를 시행함에 의해, 하지 전극 패드부(24) 표면이 Zn화됨에 의해 형성된 밀착층(25)을 형성한다. 이 밀착층(25)을 형성하는 아연도금 처리는, 2회 행항는 것이 바람직하다. 1회의 아연도금 처리에서는 Al로 이루어지는 하지 전극 패드부(24) 표면에 형성된 Zn 입자가 거칠어지고, 후의 공정에서 형성되는 매입 전극 패드층(21)도 거칠게 형성되어 버리기 때문에, 밀착성이나 접속성이 나빠진다. 2회의 아연도금 처리를 시행함으로써, 하지 전극 패드부(24) 표면에 형성된 Zn 입자를 가늘게 할 수 있기 때문에, 밀착층(25)을 보다 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
아연도금 처리는, 1회째, 2회째 함께, 예를 들면, 7g/ℓ의 징크옥사이드 용액을 사용하여, 처리시간 60sec로 행한다.
다음에, 도 3의 C에 도시하는 바와 같이, 밀착층(25)이 형성된 하지 전극 패드부(24) 상부에, 무전해 도금에 의해 Ni를 퇴적시켜서, Ni로 이루어지는 제 1 금속재료층(21a)을 형성한다. 이 Ni로 이루어지는 제 1 금속재료층(21a)은, 예를 들면, 개구부(23) 저부로부터, 7 내지 8㎛의 막두께가 되도록 개구부(23) 내에 퇴적시킨다.
이 Ni의 무전해 도금은, 예를 들면, NiSO4와 NaH2PO2의 혼합 용액을 사용하여, 처리 온도 85℃, 처리시간 840sec로 행한다.
다음에, 도 4의 A에 도시하는 바와 같이, Ni로 이루어지는 제 1 금속재료층(21a)상에, 무전해 도금에 의해 Pd를 퇴적시켜, Pd로 이루어지는 제 2 금속재료층(21b)을 형성한다. 이 Pd로 이루어지는 제 2 금속재료층(21b)은, 예를 들면, 0.03 내지 0.1㎛의 막두께가 되도록 개구부(23) 내에 퇴적시킨다. 이 Pd로 이루어지는 제 2 금속재료층(21b)을 형성함에 의해, Ni로 이루어지는 제 1 금속재료층(21a)과 제 2 금속재료층(21b) 상부에 형성한 Au로 이루어지는 제 3 금속재료층(21c) 사이에서 일어나는 상호 확산이 방지된다. 이 Pd의 무전해 도금은, 예를 들면, 금속 Pd의 농도가 0.8 내지 1.2(g/ℓ), pH가 7.3 내지 7.9의 Pd(NH3)2(NO2)2의 암모니아 용액을 사용하여, 처리 온도 20 내지 50℃, 처리시간 5 내지 10min로 행한다. 이 경우, 석출 속도는 0.4 내지 0.8(㎛/hr)이다. 또한, 본 실시 형태예에서는, 금속 Pd의 농도를 1(g/ℓ)로 하고, pH가 7.6의 암모니아 용액을 사용하였다.
다음에, 도 4의 B에 도시하는 바와 같이, Pd로 이루어지는 제 2 금속재료층(21b)상에, 무전해 도금에 의해 Au를 퇴적시켜, Au로 이루어지는 제 3 금속재료층(21c)을 형성한다. 이 Au로 이루어지는 제 3 금속재료층(21c)은, 예를 들면 0.1 내지 0.5㎛의 막두께가 되도록, 개구부(23) 내에 퇴적시킨다. 이 Au의 무전해 도금은, 금속 금의 농도가 1.5 내지 2.5(g/ℓ), pH가 4.5 내지 5.0의 시안화금염을 포함하는 용액을 사용하여, 처리 온도 20 내지 50℃, 처리시간 5 내지 10min로 행한다. 이 경우, 석출 속도는 0.03 내지 0.06(㎛/10min)이다. 또한, 본 실시 형태예에서는, 금속 금의 농도를 2(g/ℓ)로 하고, pH가 4.8의 용액을 사용하였다.
그리고, 도 3의 C 내지 도 4의 B의 공정으로 형성된 제 1 내지 제 3 금속재료층(21a 내지 21c)에 의해 개구부(23) 내를 매입하도록 하여, 매입 전극 패드층(21)이 형성된다. 그리고, 최표면에 형성된 제 3 금속재료층(21c)이, 기판 보호막(17)의 표면과 거의 같은면이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 최표면에 형성되는 제 3 금속재료층은, 외부 단자가 접속되는 전극 패드부(28)가 된다.
또한, 기판(12)의 이면측에는, 기판 보호막(17)이 형성되어 있기 때문에, 무전해 도금에 의한 제 1 내지 제 3 금속재료층(21a 내지 21c)의 형성 공정에서는, 기판(12)의 이면측에는 기판 보호막(17)이 형성되어 있기 때문에, 기판(12)의 이면측에는, 금속재료층이 성막되지 않고, 개구부(23) 내에만 퇴적된다.
그 후, 도 4의 C에 도시하는 바와 같이, 촬상 영역(3)에서는, 기판 보호막(17) 상부에, 통상의 제조 방법과 마찬가지로 하여, 반사 방지막(18), 컬러 필터층(19), 및 온 칩 렌즈(20)를 형성함에 의해, 본 실시 형태예의 고체 촬상 장치(1)가 완성된다. 본 실시 형태예에서는, 패드 영역(27)에서, 개구부(23)가 매입 전극 패드층(21)으로 매입되어 있기 때문에, 기판(12)의 이면측에서, 단차가 없다. 이 때문에, 컬러 필터층(19)의 형성이나, 온 칩 렌즈(20)의 형성시에 있어서의 유기 재료를 도포하는 공정에서, 도포 얼룩이 억제된다. 이에 의해, 컬러 필터층(19) 및 온 칩 렌즈(20)를 촬상 영역(3) 내에서 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
또한, 도 6에 도시하는 종래의 고체 촬상 장치(100)에서는, 온 칩 렌즈(120)의 형상 형성에서의 에칭 공정과 같은 공정에서, 패드 영역(127)의 개구부(123)를 형성하는 구성으로 되어 있기 때문에, 온 칩 렌즈(120)의 형상의 최적화가 곤란하였다. 그러나, 본 실시 형태예에서는, 온 칩 렌즈(20)의 형상을 형성하기 위한 에칭 공정시에는, 이미 전극 패드부(28)가 형성되어 있고, 패드 영역(27)에서의 개구부(123)의 형성과, 온 칩 렌즈(20)의 형상 형성의 공정은 별개 공정이 된다. 이 때문에, 온 칩 렌즈(20)의 형상의 최적화가 가능해진다. 또한, 매입 전극 패드층(21)의 최표면은, Au로 구성되어 있기 때문에, 컬러 필터층(19)나, 온 칩 렌즈(20)의 형성시에서의 웨트 프로세스 등에 의해 부식되 일이 없다. 이에 의해, 종래의 Al로 이루어지는 전극 패드부에서 문제로 되어 있던 흑변색의 문제나, 불소 흡착의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태예의 고체 촬상 장치(1)는, 매입 전극 패드층(21)을 무전해 도금으로 형성할 수 있기 때문에, 전해 도금과 같이, 시드층을 형성할 필요가 없고, 용이하게 금속재료를 퇴적시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태예의 고체 촬상 장치(1)에서는, 외부 단자가 접속되는 전극 패드부(28)는, 매입 전극 패드층(21)의 최표면의 Au로 이루어지는 제 3 금속재료층(21c)으로 구성되기 때문에, Au 세선(細線) 등에 의한 와이어 본딩을 하는 경우, 같은 재료에 의해 본딩으로 할 수 있다. 이 때문에, 저(低)파워로의 본딩이 가능해지고, 본딩 접합을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태예의 고체 촬상 장치(1)에서는, 개구부(123)가 매입 전극 패드층(21)으로 매입됨에 의해, 기판(12)의 이면측에 전극 패드부(28)가 형성된다. 이 때문에, 종래와 같이, 개구부(23) 내에 와이어 본딩을 넣을 필요가 없고, 외부 단자와의 접속이 용이해지는 외에, 전극 패드부(28)의 면적을 축소하는 것이 가능해진다. 또한, 와이어 본딩(26)의 위치가, 기판(12)의 표면측에 형성된 배선층(13)이나, 접착제층(15) 등의 취약한 층으로부터 떨어진 위치로 할 수 있기 때문에, 와이어 본딩시에 있어서의 크랙의 발생을 저감할 수 있다.
본 실시 형태예에서는, 매입 전극 패드층(21)과, 기판(12)과의 절연을, 기판(12)에 개구 그루브(opening groove)를 형성하고, 그 개구 그루브를 절연 재료로 매입함에 의해 형성된 절연층(22)으로 구성하는 예로 하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 하지 전극 패드부(24)가 노출된 개구부(23)를 형성한 후, 개구부(23)의 측벽을 피복하는 절연막을 형성함에 의해, 매입 전극 패드층(21)과 기판(12)과의 절연을 유지하는 예로 하여도 좋다. 이 경우에는, 도 3의 A의 공정의 후, 개구부(23)의 측벽 및 저부를 포함하는 기판(12) 표면에 절연막을 성막하고, 에치 백을 행함에 의해, 개구부(23)의 측벽만에 절연막을 남겨 두도록 형성한다.
또한, 본 실시 형태예에서는, 하지 전극 패드부(24)로서 알루미늄으로 이루어지는 배선(3M)을 이용하는 예로 하였지만, 구리로 이루어지는 배선을 이용하여도 좋다. 하지 전극 패드부(24)로서, 구리로 이루어지는 배선을 이용한 경우에도, 본 실시 형태예와 마찬가지로 무전해 도금에 의한 매입 전극 패드층(21)의 형성이 가능하다.
또한, 본 실시 형태예에서는, 매입 전극 패드층(21)중, 와이어 본딩(26)이 접속된 전극 패드부(28)를 구성하는 층을 Au로 형성하는 예로 하였지만, 그 밖에, Ag 등, 안정한 특성을 갖는 금속재료를 사용하는 것도 가능하다.
본 발명은, 가시광의 입사광량의 분포를 검지하여 화상으로서 촬상하는 고체 촬상 장치에의 적용으로 한하지 않고, 적외선이나 X선, 또는 입자 등의 입사량의 분포를 화상으로서 촬상하는 고체 촬상 장치에도 적용 가능하다. 또한, 광의의 의미로서, 압력이나 정전용량 등, 다른 물리량의 분포를 검지하여 화상으로서 촬상하는 지문 검출 센서 등의 고체 촬상 장치(물리량 분포 검지 장치) 전반에 대해 적용 가능하다.
또한, 본 발명은, 화소부의 각 단위 화소를 행 단위로 차례로 주사하여 각 단위 화소로부터 화소 신호를 판독하는 고체 촬상 장치로 한정되는 것이 아니다. 화소 단위로 임의의 화소를 선택하고, 당해 선택 화소로부터 화소 단위로 신호를 판독하는 X-Y 어드레스형의 고체 촬상 장치에 대해서도 적용 가능하다.
또한, 고체 촬상 장치는 원칩으로서 형성된 형태라도 좋고, 화소부와, 신호 처리부 또는 광학계가 통합하여 팩키징된 촬상 기능을 갖는 모듈형상의 형태라도 좋다.
또한, 본 발명은, 고체 촬상 장치에의 적용으로 한정되는 것이 아니고, 촬상 장치에도 적용 가능하다. 여기서, 촬상 장치란, 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 카메라 시스템이나, 휴대 전화기 등의 촬상 기능을 갖는 전자 기기인 것을 말한다. 또한, 전자 기기에 탑재되는 상기 모듈형상의 형태, 즉 카메라 모듈을 촬상 장치로 하는 경우도 있다.
<2. 제 2의 실시 형태 : 전자 기기>
다음에, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 전자 기기에 관해 설명한다. 도 5는, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 전자 기기(200)의 개략 구성도이다.
본 실시 형태예의 전자 기기(200)는, 상술한 본 발명의 제 1의 실시 형태에서의 고체 촬상 장치(1)를 전자 기기(카메라)에 이용한 경우의 실시 형태를 나타낸다.
본 실시 형태에 관한 전자 기기(200)는, 고체 촬상 장치(1)와, 광학 렌즈(210)와, 셔터 장치(211)와, 구동 회로(212)와, 신호 처리 회로(213)를 갖는다.
광학 렌즈(210)는, 피사체로부터의 상광(입사광)을 고체 촬상 장치(1)의 촬상 면상에 결상시킨다. 이에 의해 고체 촬상 장치(1) 내에 일정 기간 당해 신호 전하가 축적된다.
셔터 장치(211)는, 고체 촬상 장치(1)에의 광조사 기간 및 차광 기간을 제어한다.
구동 회로(212)는, 고체 촬상 장치(1)의 전송 동작 및 셔터 장치(211)의 셔터 동작을 제어하는 구동 신호를 공급한다. 구동 회로(212)로부터 공급되는 구동 신호(타이밍 신호)에 의해, 고체 촬상 장치(1)의 신호 전송을 행한다. 신호 처리 회로(213)는, 각종의 신호 처리를 행한다. 신호 처리가 행하여진 영상 신호는, 메모리 등의 기억 매체에 기억되고, 또는 모니터에 출력된다.
본 실시 형태예의 전자 기기(200)에서는, 고체 촬상 장치(1)에서 안정된 본딩이 가능해지고, 또한, 온 칩 렌즈의 형상의 최적화가 도모되기 때문에, 화질의 향상이 도모된다.
고체 촬상 장치(1)를 적용할 수 있는 전자 기기(200)로서는, 카메라로 한정되는 것이 아니고, 디지털 스틸 카메라, 나아가서는 휴대 전화기 등의 모바일 기기용 카메라 모듈 등의 촬상 장치에 적용 가능하다.
1 : 고체 촬상 장치 1M 내지 3M : 배선
2 : 화소 3 : 촬상 영역
4 : 수직 구동 회로 5 : 칼럼 신호 처리 회로
6 : 수평 구동 회로 7 : 출력 회로
8 : 제어 회로 9 : 수직 신호선
10 : 수평 신호선 11 : 기판
12 : 기판 13 : 배선층
14 : 층간 절연막 15 : 접착제층
16 : 지지 기판 17 : 기판 보호막
18 : 반사 방지막 19 : 컬러 필터층
20 : 온 칩 렌즈 21 : 매입 전극 패드층
21a : 제 1 금속재료층 21b : 제 2 금속재료층
21c : 제 3 금속재료층 22 : 절연층
23 : 개구부 24 : 하지 전극 패드부
25 : 밀착층 26 : 와이어 본딩
27 : 패드 영역 28 : 전극 패드부

Claims (12)

  1. 광전변환부로 이루어지는 복수의 화소가 형성된 기판과,
    상기 기판의 표면측에, 층간 절연막을 통하여 형성된 복수층의 배선을 갖는 배선층과,
    상기 배선층에 형성된 배선의 일부로 구성된 하지 전극 패드부와,
    상기 기판의 이면측부터 상기 기판을 관통하고, 상기 하지 전극 패드부에 달할 때까지 형성된 개구부와,
    상기 개구부 내에 무전해 도금에 의해 매입되어 형성된 매입 전극 패드층을 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 매입 전극 패드층의 적어도 표면은, 무전해 도금으로 형성된 Au 또는 Ag로 이루어지는 금속재료층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 하지 전극 패드부상에 접하여 형성되는 매입 전극 패드층은, 무전해 도금으로 형성된 Ni로 이루어지는 금속재료층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 매입 전극 패드층은, 하지 전극 패드부측부터 차례로 형성된, Ni층, Pd층, Au층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  5. 기판에, 광전변환부로 이루어지는 복수의 화소를 형성하는 공정과,
    상기 기판의 표면측에, 층간 절연막을 통하여 복수의 배선을 형성함에 의해, 배선층을 형성하는 공정과,
    상기 기판의 이면측에, 기판 보호막을 형성하는 공정과,
    상기 기판의 이면측부터, 상기 기판을 관통하여, 상기 배선층의 배선의 일부로 구성된 하지 전극 패드부에 달하는 개구부를 형성하는 공정과,
    상기 개구부 내에 무전해 도금에 의해 매입 전극 패드층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    적어도 상기 매입 전극 패드층의 표면을, Au 또는 Ag를 포함하는 금속재료층에 의해 무전해 도금을 통해 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 매입 전극 패드층을 형성하는 공정의 후, 상기 기판의 이면측에 온 칩 렌즈를 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    하지 전극 패드부측부터 차례로, Ni층, Pd층, Au층을 포함하는 상기 매입 전극 패드층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
  9. 광학 렌즈와,
    광전변환부로 이루어지는 복수의 화소가 형성된 기판과, 상기 기판의 표면측에, 층간 절연막을 통하여 형성된 복수층의 배선을 갖는 배선층과, 상기 배선층에 형성된 배선의 일부로 구성된 하지 전극 패드부와, 상기 기판의 이면측부터 상기 기판을 관통하고, 상기 하지 전극 패드부에 달할 때까지 형성된 개구부와, 상기 개구부 내에 무전해 도금에 의해 매입되어 형성된 매입 전극 패드층을 구비하는 고체 촬상 장치로서, 상기 광학 렌즈에 집광된 광이 입사되는 고체 촬상 장치와,
    상기 고체 촬상 장치로부터 출력되는 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  10. 제 9항에 있어서,
    적어도 상기 매입 전극 패드층의 표면은, 무전해 도금으로 형성된 Au 또는 Ag로 이루어지는 금속재료층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 하지 전극 패드부상에 접하여 형성되는 매입 전극 패드층은, 무전해 도금으로 형성된 Ni로 이루어지는 금속재료층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 매입 전극 패드층은, 하지 전극 패드부측부터 차례로 형성된, Ni층, Pd층, Au층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5716347B2 (ja) 2010-10-21 2015-05-13 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
TWI577001B (zh) * 2011-10-04 2017-04-01 Sony Corp 固體攝像裝置、固體攝像裝置之製造方法及電子機器
KR20130106619A (ko) * 2012-03-20 2013-09-30 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP2014044989A (ja) * 2012-08-24 2014-03-13 Sony Corp 半導体装置および電子機器
NL2011568A (en) * 2012-10-31 2014-05-06 Asml Netherlands Bv Sensor and lithographic apparatus.
JP2014154812A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Olympus Corp 固体撮像装置、撮像装置、および固体撮像装置の製造方法
JP6034725B2 (ja) * 2013-03-05 2016-11-30 太陽誘電株式会社 カメラモジュール
JP6120094B2 (ja) 2013-07-05 2017-04-26 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
US9748301B2 (en) * 2015-01-09 2017-08-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor structure and manufacturing method thereof
WO2017061273A1 (ja) * 2015-10-05 2017-04-13 ソニー株式会社 撮像装置、製造方法
US9847359B2 (en) * 2015-11-17 2017-12-19 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with improved surface planarity
WO2018061481A1 (ja) 2016-09-30 2018-04-05 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子及び撮像装置
JP2018061000A (ja) 2016-09-30 2018-04-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子及び撮像装置
JP2018060910A (ja) * 2016-10-05 2018-04-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および固体撮像装置
KR102654485B1 (ko) 2016-12-30 2024-04-03 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
US10283550B2 (en) * 2017-03-28 2019-05-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor structure, back-side illuminated image sensor and method for manufacturing the same
JP6236181B2 (ja) * 2017-04-05 2017-11-22 キヤノン株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
KR102412617B1 (ko) 2017-05-10 2022-06-23 삼성전자주식회사 이미지 센서
US10535698B2 (en) * 2017-11-28 2020-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor with pad structure
JP2019216187A (ja) * 2018-06-13 2019-12-19 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
KR20200108133A (ko) * 2019-03-06 2020-09-17 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미징 장치
JPWO2022209571A1 (ko) * 2021-03-30 2022-10-06

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0542152B1 (en) * 1991-11-08 1999-07-14 Canon Kabushiki Kaisha Laminated solid-state image sensing apparatus and method of manufacturing the same
JP4945865B2 (ja) * 2001-08-27 2012-06-06 ソニー株式会社 多層配線構造又は電極取り出し構造、電気回路装置、及びこれらの製造方法
JP4046069B2 (ja) * 2003-11-17 2008-02-13 ソニー株式会社 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法
JP4534484B2 (ja) * 2003-12-26 2010-09-01 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
JP2005347707A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法
JP2005353631A (ja) 2004-06-08 2005-12-22 Sony Corp 固体撮像装置の製造方法
KR100687069B1 (ko) * 2005-01-07 2007-02-27 삼성전자주식회사 보호판이 부착된 이미지 센서 칩과 그의 제조 방법
TWI426602B (zh) * 2007-05-07 2014-02-11 Sony Corp A solid-state image pickup apparatus, a manufacturing method thereof, and an image pickup apparatus
JP5159192B2 (ja) * 2007-07-06 2013-03-06 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
TWI351087B (en) * 2007-10-16 2011-10-21 Unimicron Technology Corp Package substrate and method for fabricating the same
JP4799543B2 (ja) * 2007-12-27 2011-10-26 株式会社東芝 半導体パッケージ及びカメラモジュール
JP4609497B2 (ja) * 2008-01-21 2011-01-12 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及びカメラ
JP5422914B2 (ja) * 2008-05-12 2014-02-19 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP5289830B2 (ja) * 2008-06-06 2013-09-11 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP4799594B2 (ja) * 2008-08-19 2011-10-26 株式会社東芝 固体撮像装置およびその製造方法
JP2010050371A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Panasonic Corp 高周波デバイス及びその製造方法
US7928534B2 (en) * 2008-10-09 2011-04-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bond pad connection to redistribution lines having tapered profiles

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Publication number Publication date
CN102446934A (zh) 2012-05-09
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