KR20210082164A - 고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자 패키지 및 전자 기기 - Google Patents

고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자 패키지 및 전자 기기 Download PDF

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KR20210082164A
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사토코 이이다
토모히코 아사츠마
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 기술은, 플레어의 발생을 억제할 수 있도록 하는 고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자 패키지 및 전자 기기에 관한 것이다. 고체 촬상 소자는, 복수의 화소가 행렬형상으로 2차원 배치된 유효 화소 영역과, 유효 화소 영역의 주변의 주변 회로 영역을 가지고, 유효 화소 영역에는 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성되어 있고, 주변 회로 영역 내의 기판상의 리브 구조물이 형성되는 영역에는 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성됐다. 본 기술은, 예를 들면, 고체 촬상 소자의 수광면을 보호하는 커버 글라스를 구비하는 고체 촬상 소자 패키지 등에 적용할 수 있다.

Description

고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자 패키지 및 전자 기기
본 기술은, 고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자 패키지 및 전자 기기에 관한 것으로 특히, 플레어의 발생을 억제할 수 있도록 한 고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자 패키지 및 전자 기기에 관한 것이다.
이미지 센서에서, 입사광을 광전변환하는 유효 화소 영역보다 외측의 주변 회로부에 차광막을 형성하고, 주변 회로 내에서는 입사광이 입사되지 않도록 구성한 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본 특개2012-164870호 공보
그렇지만 유효 화소 영역부터 비스듬하게 들어간 기울어진 입사광이 주변 회로부에 형성된 차광막에서 반사하여 재차 유효 화소 영역에 진입함으로써, 광전변환부에 입사되어, 플레어 발생의 하나의 원인이 되는 일이 있다.
본 기술은, 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로 플레어의 발생을 억제할 수 있도록 하는 것이다.
본 기술의 제1의 측면의 고체 촬상 소자는, 복수의 화소가 행렬형상으로 2차원 배치된 유효 화소 영역과, 상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역을 가지고, 상기 유효 화소 영역에는 상기 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성되어 있고, 상기 주변 회로 영역 내의 기판상의 리브 구조물이 형성되는 영역에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성된 것이다.
본 기술의 제2의 측면의 고체 촬상 소자 패키지는, 고체 촬상 소자와, 상기 고체 촬상 소자를 보호하는 투명 기판과, 상기 고체 촬상 소자의 기판상에 형성되고, 상기 투명 기판을 지지하는 리브 구조물을 구비하고, 상기 고체 촬상 소자는, 복수 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성된 유효 화소 영역과, 상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역을 가지고, 상기 주변 회로 영역 내의 상기 리브 구조물이 형성된 영역의 상기 기판상에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성된 것이다.
본 기술의 제3의 측면의 전자 기기는, 복수의 화소가 행렬형상으로 2차원 배치된 유효 화소 영역과, 상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역을 가지고, 상기 유효 화소 영역에는 상기 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성되어 있고, 상기 주변 회로 영역 내의 기판상의 리브 구조물이 형성되는 영역에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성된 고체 촬상 소자를 구비한다.
본 기술의 제1 내지 제3의 측면에서는 복수의 화소가 행렬형상으로 2차원 배치된 유효 화소 영역과, 상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역이 마련되고, 상기 유효 화소 영역에는 상기 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성되어 있고, 상기 주변 회로 영역 내의 기판상의 리브 구조물이 형성되는 영역에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성된다.
고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자 패키지 및 전자 기기는, 독립한 장치라도 좋고, 다른 장치에 조립되는 모듈이라도 좋다.
도 1은 본 기술을 적용한 고체 촬상 소자의 개략 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 화소와 ADC의 상세 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 고체 촬상 소자 패키지의 제1 실시의 형태의 구성례를 도시하는 단면도.
도 4는 제1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 소자의 상세 구조를 도시하는 단면도.
도 5는 제1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 소자와 비교하는 비교례를 도시하는 단면도.
도 6은 제1의 기판과 제2의 기판에 형성되는 각 영역의 배치를 도시하는 평면도.
도 7은 제1 실시의 형태의 변형례의 고체 촬상 소자 패키지의 단면도.
도 8은 고체 촬상 소자 패키지의 제2 실시의 형태의 구성례를 도시하는 단면도.
도 9는 고체 촬상 소자 패키지의 제3 실시의 형태의 구성례를 도시하는 단면도.
도 10은 반도체 기판에 형성되는 각 영역의 배치를 도시하는 평면도.
도 11은 본 기술을 적용한 전자 기기로서의 촬상 장치의 구성례를 도시하는 블록도.
도 12는 이미지 센서의 사용례를 설명하는 도면.
도 13은 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 14는 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 한 예를 도시하는 설명도.
이하, 본 기술을 실시하기 위한 형태(이하, 실시의 형태라고 한다)에 관해 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 고체 촬상 소자의 전체 구성례
2. 화소와 ADC의 상세 구성례
3. 고체 촬상 소자 패키지의 제1 실시의 형태의 구성례
4. 고체 촬상 소자의 단면 구성례
5. 비교례의 단면도
6. 기판 평면도
7. 제1 실시의 형태의 변형례
8. 고체 촬상 소자 패키지의 제2 실시의 형태의 구성례
9. 고체 촬상 소자 패키지의 제3 실시의 형태의 구성례
10. 전자 기기에의 적용례
11. 이동체에의 응용례
<1. 고체 촬상 소자의 전체 구성례>
도 1은, 본 기술을 적용한 고체 촬상 소자의 개략의 구성례를 도시하는 블록도이다.
도 1의 고체 촬상 소자(1)는, 화소 어레이부(11), 열 신호 처리부(12), 타이밍 제어부(13), 행 구동부(14), 수평 주사 회로부(15), 참조 신호 생성부(16), 신호 처리 회로(17) 및 출력부(18) 등을 포함하여 구성된다.
화소 어레이부(11)에는 복수의 화소(21)가 행렬형상으로 2차원 배치되어 있다.
행렬형상으로 배치된 복수의 화소(21)는, 수평 신호선(22)에 의해, 행 단위로 행 구동부(14)와 접속되어 있다. 환언하면, 화소 어레이부(11) 내의 동일 행에 배치되어 있는 복수의 화소(21)는, 같은 1개의 수평 신호선(22)으로 행 구동부(14)와 접속되어 있다. 또한, 도 1에서는 수평 신호선(22)에 대해 1개의 배선으로서 나타내고 있는데, 1개로 한정되는 것이 아니다.
화소 어레이부(11) 내의 각 화소(21)는, 수평 신호선(22)을 통하여 행 구동부(14)로부터 공급되는 신호에 따라, 내부에 축적된 전하에 응한 화소 신호를 수직 신호선(23)에 출력한다. 화소(21)의 상세한 구성례에 관해서는 도 2를 참조하여 후술한다. 화소 어레이부(11) 내의 동일 열에 배치된 복수의 화소(21)는, 같은 1개의 수직 신호선(23)에 접속되고, 각 화소(21)가 출력한 화소 신호는, 수직 신호선(23)를 통하여 열 신호 처리부(12)에 공급된다.
열 신호 처리부(12)는, 수직 신호선(23)를 통하여 공급되는 화소 신호를 처리하는 처리부를 화소 어레이부(11)의 화소열 단위로 구비한다. 예를 들면, 열 신호 처리부(12)는, 수직 신호선(23)에 접속되고, 화소(21)와 소스 팔로워 회로를 형성하는 정전류원 회로(24)와, ADC(아날로그 디지털 컨버터)(25) 등을 구비한다. 정전류원 회로(24)는, 부하 MOS 등으로 구성된다. ADC(25)는, 수직 신호선(23)을 통하여 화소(21)로부터 공급되는 화소 신호를 CDS(Correlated Double Sampling; 상관 2중 샘플링) 처리하고, 또한 AD 변환 처리한다. ADC(25) 각각은, AD 변환 후의 화소 데이터를 일시적으로 기억하고, 수평 주사 회로부(15)의 제어에 따라, 수평 출력선(26)에 출력한다.
타이밍 제어부(13)는, 소정 주파수의 마스터 클록에 의거하여 소정의 동작에 필요한 클록 신호나 타이밍 신호를 행 구동부(14)나 수평 주사 회로부(15) 등에 공급한다. 예를 들면, 타이밍 제어부(13)는, 화소(21)의 셔터 동작이나 판독 동작의 타이밍 신호를 행 구동부(14) 및 수평 주사 회로부(15)에 공급한다. 또한, 도시는 생략되어 있는데, 타이밍 제어부(13)는, 소정의 동작에 필요한 클록 신호나 타이밍 신호를 열 신호 처리부(12), 참조 신호 생성부(16) 등에도 공급한다.
행 구동부(14)는, 예를 들면, 화소 구동하기 위한 행의 위치를 결정하는 행 디코더부와, 화소(21)를 구동하기 위한 구동 신호를 생성하여 수평 신호선(22)을 통하여 화소(21)에 공급하는 행 구동 회로부를 구비한다.
수평 주사 회로부(15)는, 열 신호 처리부(12) 내의 복수의 ADC(25)에 기억되어 있는 화소 데이터를 순차적으로 소정의 타이밍에서 수평 출력선(26)에 출력시킨다.
참조 신호 생성부(16)는, DAC(Digital to Analog Converter;16a)를 갖고 구성되어 있고, 타이밍 제어부(13)로부터의 클록 신호에 응하여 램프(RAMP)파형의 기준 신호를 생성하고, 열 신호 처리부(12) 내의 각 ADC(25)에 공급한다.
신호 처리 회로(17)는, 수평 출력선(26)를 통하여 공급되는 각 화소(21)의 화소 데이터에 대해, 흑레벨 조정 처리, 열 편차 보정 처리, 계조 보정 처리 등의 각종의 디지털 신호 처리를 행하며 출력부(18)에 공급한다. 또한, 신호 처리 회로(17)는, 단지 버퍼링만 행하여 출력부(18)에 출력해도 좋다. 출력부(18)는, 신호 처리 회로(17)로부터 공급된 화소 데이터를 장치밖에 출력한다.
이상과 같이 구성된 고체 촬상 소자(1)는, CDS 처리와 AD 변환 처리를 행하는 ADC(25)가 화소 열마다 배치된 칼럼 AD 방식이라고 불리는 CMOS 이미지 센서이다.
<2. 화소와 ADC의 상세 구성례>
다음에 도 2를 참조하여 화소(21)와 ADC(25)의 상세 구성에 관해 설명한다.
도 2에는 1개의 수직 신호선(23)에 접속되어 있는 화소 어레이부(11) 내의 1개의 화소(21)와, 열 신호 처리부(12)의 상세 구성이 도시되어 있다.
화소(21)는, 광전변환 소자로서의 포토 다이오드(31), 전송 트랜지스터(32), FD(플로팅 디퓨전)(33), 리셋 트랜지스터(34), 증폭 트랜지스터(35) 및 선택 트랜지스터(36)를 갖는다.
포토 다이오드(31)는, 수광한 광량에 응한 전하(신호 전하)를 생성하고, 또한, 축적한다. 포토 다이오드(31)는, 애노드 단자가 접지되어 있음과 함께, 캐소드 단자가 전송 트랜지스터(32)를 통하여 FD(33)에 접속되어 있다.
전송 트랜지스터(32)는, 전송 신호(TRG)에 의해 온 된 때, 포토 다이오드(31)에서 생성된 전하를 판독하고, FD(33)에 전송한다.
FD(33)는, 포토 다이오드(31)로부터 판독된 전하를 유지한다. 리셋 트랜지스터(34)는, 리셋 신호(RST)에 의해 온 된 때, FD(33)에 축적되어 있는 전하가 드레인(정전압원(VDD))에 배출됨으로써, FD(33)의 전위를 리셋한다.
증폭 트랜지스터(35)는, FD(33)의 전위에 응한 화소 신호를 출력한다. 즉, 증폭 트랜지스터(35)는, 수직 신호선(23)를 통하여 접속되어 있는 정전류원 회로(24)와 소스 팔로워 회로를 구성하고, FD(33)에 축적되어 있는 전하에 응한 레벨을 나타내는 화소 신호가 증폭 트랜지스터(35)로부터 선택 트랜지스터(36)와 수직 신호선(23)를 통하여 ADC(25)에 출력된다.
선택 트랜지스터(36)는, 선택 신호(SEL)에 의해 화소(21)가 선택된 때 온 되어, 화소(21)의 화소 신호를 수직 신호선(23)를 통하여 ADC(25)에 출력한다. 전송 신호(TRG), 선택 신호(SEL) 및 리셋 신호(RST)가 전송되는 각 신호선은, 도 1의 수평 신호선(22)에 대응한다.
화소(21)는, 예를 들면, 이상과 같이 구성할 수 있는데, 이 구성으로 한정되는 것이 아니고, 그 밖의 구성을 채용해도 좋다.
ADC(25)는, 용량 소자(커패시터)(41 및 42), 콤퍼레이터(비교기)(43) 및 업다운 카운터(U/D 카운터)(44)로 구성된다.
화소(21)로부터 출력된 화소 신호는, 수직 신호선(23)를 통하여 ADC(25)의 용량 소자(41)에 입력된다. 한편, 용량 소자(42)에는 참조 신호 생성부(16)의 DAC(16a)로부터, 시간이 경과함에 따라 레벨(전압)이 경사형상으로 변화하는 이른바 램프(RAMP)파형의 기준 신호가 입력된다.
또한, 용량 소자(41 및 42)는, 콤퍼레이터(43)에서 기준 신호 및 화소 신호의 AC 성분만으로 비교할 수 있도록 기준 신호 및 화소 신호의 DC 성분을 제거하기 위한 것이다.
콤퍼레이터(비교기)(43)는, 화소 신호와 기준 신호를 비교하여 얻어지는 차(差)신호를 업다운 카운터(44)에 출력한다. 예를 들면, 기준 신호가 화소 신호보다 큰 경우에는 Hi(High)의 차신호가 업다운 카운터(44)에 공급되고, 기준 신호가 화소 신호보다 작은 경우에는 Lo(Low)의 차신호가 업다운 카운터(44)에 공급된다.
업다운 카운터(U/D 카운터)(44)는, P상(Preset Phase) AD 변환 기간에 Hi의 차신호가 공급되고 있는 사이만큼 다운 카운트함과 함께, D상(Data Phase) AD 변환 기간에 Hi의 차신호가 공급되고 있는 사이만큼 업 카운트한다. 그리고, 업다운 카운터(44)는, P상 AD 변환 기간의 다운 카운트값과, D상 AD 변환 기간의 업 카운트값과의 가산 결과를 CDS 처리 및 AD 변환 처리 후의 화소 데이터로서 출력한다. 또한, P상 AD 변환 기간에 업 카운트하고, D상 AD 변환 기간에 다운 카운트해도 좋다.
<3. 고체 촬상 소자 패키지의 제1 실시의 형태의 구성례>
도 3은, 상술한 고체 촬상 소자(1)를 패키지화한 고체 촬상 소자 패키지의 제1 실시의 형태의 구성례를 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시되는 고체 촬상 소자 패키지(51)는, 지지 기판(61)의 윗면에 고체 촬상 소자(1)를 접착제(64)에 의해 접착하고, 고체 촬상 소자(1)의 수광면측인 상측을 커버 글라스(투명 기판)(70)로 보호하여 구성된다. 또한, 고체 촬상 소자(1)를 보호하는 보호기판으로서, 커버 글라스(70) 이외의 광을 투과시키는 투명 기판, 예를 들면, 아크릴 수지 기판 등을 이용해도 좋다.
지지 기판(61)의 윗면에는 인터포저 기판(62)이 고착되어 있고, 지지 기판(61)과 인터포저 기판(62)의 윗면이 솔더 마스크(63)로 덮여 있다. 그리고, 솔더 마스크(63)의 윗면에는 접착제(64)를 통하여 고체 촬상 소자(1)가 접착되어 있고, 고체 촬상 소자(1)의 윗면에 형성된 패드(전극)(66)와, 인터포저 기판(62)에 형성된 패드(전극)(65)가 본딩 와이어(67)로 전기적으로 접속되어 있다.
고체 촬상 소자(1)의 윗면의 외주부에는 리브 구조물(69)이 배치되어 있다. 리브 구조물(69)은, 고체 촬상 소자(1)와 커버 글라스(70)를 접착함과 함께, 커버 글라스(70)를 지지하는 구조물이다. 리브 구조물(69)의 재료로는, 광을 흡수하는 물성을 갖는 수지 재료, 환언하면, 감쇠 계수를 갖는 수지 재료가 이용된다.
고체 촬상 소자(1)의 평면 사이즈는, 지지 기판(61)의 평면 사이즈보다도 작게 형성되고, 지지 기판(61)의 중앙부에 고체 촬상 소자(1)가 접착되어 있다. 커버 글라스(70)의 평면 사이즈는, 고체 촬상 소자(1)의 평면 사이즈와 개략 동일이다. 고체 촬상 소자(1), 리브 구조물(69) 및 커버 글라스(70)의 측방이며, 또한, 고체 촬상 소자(1) 또는 커버 글라스(70)가 배치되지 않은 지지 기판(61)의 상방은, 몰드 수지(68)로 덮여 있다. 고체 촬상 소자(1)의 패드(66)와, 인터포저 기판(62)의 패드(65)를 전기적으로 접속하는 본딩 와이어(67)가 리브 구조물(69)과 몰드 수지(68)의 속을 관통하고 있다.
고체 촬상 소자 패키지(51)의 입출력부로서, 고체 촬상 소자(1)의 출력 신호나 전원 등을 입출력하는 솔더 볼(71)이 지지 기판(61)의 하면측에 형성되어 있다.
도 3에 도시한 고체 촬상 소자 패키지(51)는, 본딩 와이어(67)를 리브 구조물(69)과 몰드 수지(68)의 속을 관통시킴으로써, 평면 방향의 패키지 사이즈를 축소시킨 구조이다. 이에 의해, 이미지 센서 칩 및 패키지 사이즈의 소형화를 실현하고 있다.
<4. 고체 촬상 소자의 단면 구성례>
다음에 도 4를 참조하여 도 3의 고체 촬상 소자(1)의 내부의 상세 구조에 관해 설명한다.
도 4는, 도 3의 고체 촬상 소자(1)의 상세 구조를 도시하는 단면도이다.
도 4에는 고체 촬상 소자(1)와, 커버 글라스(70)와, 그 커버 글라스(70)를 지지하는 리브 구조물(69) 일부의 단면 구조가 도시되어 있다.
고체 촬상 소자(1)는, 평면 방향에 관해, 화소 어레이부(11)에 포함되는 유효 화소 영역(101) 및 OPB 화소 영역(102)과, 화소 어레이부(11)의 주변의 주변 회로 영역(103)으로 나누어진다. 유효 화소 영역(101)은, 영상 신호로서의 화소 신호를 출력하는 화소(21)가 배열되어 있는 영역이고, OPB 화소 영역(102)은, 영상 신호에서의 흑(黑)의 기준이 되는 화소 신호를 출력하는 화소(21)(OPB 화소)가 배열되어 있는 영역이다. 주변 회로 영역(103)은, 도 1에서 도시한 열 신호 처리부(12), 타이밍 제어부(13), 행 구동부(14), 수평 주사 회로부(15) 및 참조 신호 생성부(16)의 적어도 일부가 배치되는 영역이다.
고체 촬상 소자(1)는, 2장의 반도체 기판의 배선층끼리를 맞붙여서 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 고체 촬상 소자(1)는, 제1의 기판(111)의 다층 배선층(112)과, 제2의 기판(211)의 다층 배선층(212)을 맞붙여서 구성되어 있다. 도 4의 1점쇄선은, 다층 배선층(112)과 다층 배선층(212)의 맞붙인 면을 나타낸다. 제1의 기판(111) 및 제2의 기판(211)으로는, 예를 들면 실리콘(Si)으로 구성된 반도체 기판이 이용된다.
제2의 기판(211)의 다층 배선층(212)은, 제1의 기판(111)에 가장 가까운 최상층의 배선층(221a), 중간의 배선층(221b) 및 제2의 기판(211)에 가장 가까운 최하층의 배선층(221c) 등으로 이루어지는 복수의 배선층(221)과, 각 배선층(221)의 사이에 형성된 층간 절연막(222)으로 구성된다.
복수의 배선층(221)은, 예를 들면, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 등을 이용하여 형성되고, 층간 절연막(222)은, 예를 들면, 실리콘산화막, 실리콘질화막 등으로 형성된다.
또한, 층간 절연막(222)에는 다공성의 저유전율의 재료(이하, Low-k 재료라고 칭한다)를 이용해도 좋다. 다공성의 Low-k 재료로서는 예를 들면, 포러스 SiOC막, 포러스 HSQ(Hydrogen Silsesquioxane)막, 포러스 MSQ(Methyl Silsesquioxane)막이 대표적이다. 이들의 Low-k 재료는, 우선, CVD법이나 도포법에 의해 포로젠(Porogen)을 포함하는 막성분이 퇴적되고, 그 후, UV 큐어, 플라즈마 큐어, 열처리, 전자선에 의한 큐어에 의해 포로젠이 막성분으로부터 이탈함에 의해 형성된다. 따라서 이들 포러스 SiOC막, 포러스 HSQ막, 포러스 MSQ막에는 각각의 막에 원래 구비된 평균지름이 작은 복수의 공공(空孔)뿐만 아니라, 포로젠의 이탈에 의해 형성된 평균지름이 큰 복수의 공공도 포함되어 있다. 층간 절연막(222)의 재료에 다공성의 Low-k 재료를 이용함에 의해, 제2의 기판(211)에 입사하여 온 광을 보다 흡수(감쇠)시킬 수 있다.
복수의 배선층(221) 및 층간 절연막(222)의 각각은, 모든 계층이 같은 재료로 형성되어 있어도 좋고, 계층에 따라 2개 이상의 재료를 나누어 사용해도 좋다. 제2의 기판(211)과 다층 배선층(212)의 계면에는 MOS 트랜지스터 등이 형성되어 있다.
한편, 제1의 기판(111)의 다층 배선층(112)은, 제1의 기판(111)에 가장 가까운 최상층의 배선층(121a), 중간의 배선층(121b) 및 제2의 기판(211)에 가장 가까운 최하층의 배선층(121c) 등으로 이루어지는 복수의 배선층(121)과, 각 배선층(121)의 사이에 형성된 층간 절연막(122)으로 구성된다.
복수의 배선층(121) 및 층간 절연막(122)으로서 사용되는 재료는, 상술한 배선층(221) 및 층간 절연막(222)의 재료와 동종의 것을 채용할 수 있다. 또한, 복수의 배선층(121) 및 층간 절연막(122)이 1 또는 2개 이상의 재료를 나누어 사용하여 형성되어도 좋은 점도 상술한 배선층(221) 및 층간 절연막(222)과 마찬가지이다.
이상과 같이 고체 촬상 소자(1)는, 2장의 반도체 기판의 배선층끼리를 맞붙여서 구성되고, 제1의 기판(111)의 표면측인 다층 배선층(112)측과 반대의 이면측부터 광이 입사되는 이면 조사형의 고체 촬상 소자이다. 또한, 도 4의 예에서는 제1의 기판(111)의 다층 배선층(112)은 5층의 배선층(121)으로 구성되고, 제2의 기판(211)의 다층 배선층(212)은 4층의 배선층(221)로 구성되어 있는데, 배선층의 총수는 이것으로 한정되지 않고, 임의의 층수로 형성할 수 있다.
유효 화소 영역(101) 및 OPB 화소 영역(102)의 제1의 기판(111) 내에는 PN 접합에 의해 형성된 포토 다이오드(31)가 화소(21)마다 형성되어 있다. 또한, 상세한 도시는 생략되어 있는데, 다층 배선층(112)과 제1의 기판(111)의 계면에는 전송 트랜지스터(32), 증폭 트랜지스터(35) 등의 복수의 화소 트랜지스터나 FD(33)등도 형성되어 있다.
제1의 기판(111)의 윗면의 소정의 영역에는 차광막(131)이 형성되어 있다. 차광막(131)은, 유효 화소 영역(101)에서는 복수 배열되어 있는 화소(21)의 경계부에 형성되어, 인접 화소에의 광의 입사를 억제하는 화소 사이 차광막으로서 기능한다. OPB 화소 영역(102)에서는 차광막(131)은, 화소(21)의 전 영역에 형성되어, 광의 입사를 억제하는 OPB 차광막으로서 기능한다. OPB 차광막이 형성되어 있는 화소(21)는, OPB 화소라고도 불린다. 주변 회로 영역(103)에서는 리브 구조물(69)이 형성되는 영역보다도 유효 화소 영역(101)측의 영역에 차광막(131)이 형성되어 있다. 차광막(131)의 재료로서는 광을 차광하는 재료라면 좋으며, 예를 들면, 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등의 금속재료를 이용할 수 있다. 차광막(131)은, 유효 화소 영역(101), OPB 화소 영역(102) 및 주변 회로 영역(103)의 제1의 기판(111)상에 동일 공정으로 동시에 형성된다.
차광막(131)의 상측에는 TEOS막 등에 의한 평탄화막(132)이 형성되어 있고, 평탄화막(132)의 윗면에 컬러 필터층(134)과 OCL(온 칩 렌즈)층(135)이 형성되어 있다. OCL층(135)은, 유효 화소 영역(101) 및 OPB 화소 영역(102)에서는 최표면이 소망하는 곡률로 형성되고, 주변 회로 영역(103)에서는 평탄하게 형성되어 있다. 컬러 필터층(134)의 배열로서는 R(적), G(녹), B(청)의 각 색이 예를 들면 베이어 배열에 의해 배치되는 것이라고 하지만 그 밖의 배열 방법으로 배치되어도 좋다. 주변 회로 영역(103)에 관해서는 R, G, B의 어느 색이라도 좋지만 도 4의 예로는, B의 컬러 필터층(134)이 형성되어 있다. OCL층(135) 윗면에는 예를 들면, 하프늄산화(HfO2)막과 실리콘산화막의 2층의 막에 의한 반사 방지막(136)이 성막되어 있다.
주변 회로 영역(103)은, 평면 방향에 관해, 제1의 기판(111)상에 커버 글라스(70)를 지지하는 리브 구조물(69)이 형성되는 영역과, OPB 화소 영역(102)과 마찬가지로, 컬러 필터층(134), OCL층(135) 및 반사 방지막(136)이 형성되는 영역으로 나누어진다.
주변 회로 영역(103)의 OCL층(135) 등이 형성되어 있는 소정의 위치에는 제1의 기판(111)측의 소정의 배선층(121)과 접속되어 있는 실리콘 관통 전극(151)과, 제2의 기판(211)의 소정의 배선층(221)과 접속되어 있는 칩 관통 전극(152)이 형성되어 있다. 실리콘 관통 전극(151)과 칩 관통 전극(152)은, 제1의 기판(111) 윗면에 형성된 접속용 배선(153)으로 접속되어 있다. 이 실리콘 관통 전극(151)과, 칩 관통 전극(152)과, 이들 2개의 관통 전극(Through Silicon Via, TSV)을 접속하기 위한 접속용 배선(153)에 의해, 제1의 기판(111)과 제2의 기판(211)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 실리콘 관통 전극(151) 및 칩 관통 전극(152)의 각각과 제1의 기판(111)의 사이는 절연막(154)으로 절연되어 있다. 실리콘 관통 전극(151)과 칩 관통 전극(152)을 이용하여 제1의 기판(111)과 제2의 기판(211)의 전기적 접속을 행하는 구조를 이하에서는 트윈 콘택트 구조라고 칭한다.
주변 회로 영역(103)에서, 접속용 배선(153)의 윗면이나 접속용 배선(153)보다도 OPB 화소 영역(102)측의 제1의 기판(111)상에는 유효 화소 영역(101) 및 OPB 화소 영역(102)과 같은 차광막(131)이 형성되어 있는데, 리브 구조물(69)이 형성되는 영역의 제1의 기판(111)상에는 화소 사이 차광막이나 OPB 차광막과 동시 또한 동층의 차광막(131)은 형성되어 있지 않다.
<5. 비교례의 단면도>
이에 대해, 예를 들면, 도 5에 도시되는 바와 같이 리브 구조물(69)이 형성되는 영역을 포함하는 주변 회로 영역(103)의 제1의 기판(111)상의 전면에 차광막(131)을 형성하는 구조가 생각된다.
도 5는, 도 3의 고체 촬상 소자(1)와 비교하는 비교례를 도시하는 단면도이다.
도 5에 도시되는 바와 같이 리브 구조물(69)의 하면이 되는 영역에도 차광막(131)을 형성한 경우, 리브 구조물(69)에 입사된 기울어진 입사광이 리브 구조물(69) 하면의 차광막(131)에서 반사되어, 유효 화소 영역(101)에 들어가 플레어 발생의 하나의 원인이 되는 일이 있을 수 있다.
이에 대해, 도 3에 도시한 고체 촬상 소자(1)의 구조에 의하면, 리브 구조물(69)의 하면이 되는 영역에는 차광막(131)을 형성하지 않는 구조를 채용함에 의해, 리브 구조물(69)에 입사된 기울어진 입사광은, 제1의 기판(111) 내로 입사하기 때문에 플레어 발생의 하나의 원인이 되는 유효 화소 영역(101)으로의 재입사를 방지할 수 있다. 즉, 도 3의 고체 촬상 소자(1)의 구조에 의하면, 플레어의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 도 3의 고체 촬상 소자(1)에서는 리브 구조물(69)의 재료로서, 감쇠 계수를 갖는 수지 재료를 이용하고 있기 때문에 리브 구조물(69)에 입사된 광의 대부분은 리브 구조물(69)에서 흡수된다. 이에 의해, 리브 구조물(69)을 통과하여 제1의 기판(111) 내에 입사하는 광 자체를 감소시킬 수 있다.
또한, 도 3에 도시한 고체 촬상 소자(1)는, 제1의 기판(111)과 제2의 기판(211)을 맞붙인 적층 구조로 구성되어 있고, 적층 구조에서는 가령 제1의 기판(111) 내에 광이 입사되었다고 하여도 배선층의 층수가 많기 때문에 적층 방향의 거리가 길어져서, 제2의 기판(211)에 형성된 회로 영역에 도달할 때까지는, 광은 완전하게 감쇠된다. 이에 의해, 제2의 기판(211)에 형성된 회로는 광의 영향을 받지 않는다.
<6. 기판 평면도>
도 6은, 제1의 기판(111)과 제2의 기판(211)에 형성되는 각 영역의 배치를 도시하는 평면도이다.
도 6의 A는, 제1의 기판(111)의 평면도를 도시하고 있다.
제1의 기판(111)에서는 화소 어레이부(11)의 유효 화소 영역(101)이 중앙부에 배치되고, 유효 화소 영역(101)의 외측에 OPB 화소 영역(102)이 배치된다. 그리고, OPB 화소 영역(102)보다 외측부터 제1의 기판(111)의 단부까지가 주변 회로 영역(103)(도 6에서는 부도시)이 된다.
OPB 화소 영역(102)과, 그것에 인접하는 주변 회로 영역(103)의 일부의 그레이로 착색된 영역이 차광막(131)이 형성되어 있는 영역을 나타낸다. 또한, 도 6의 A에서는 유효 화소 영역(101) 내의 화소 사이 차광막으로서의 차광막(131)의 부분은 그레이로 착색되어 있지 않다.
제1의 기판(111)에는 OPB 화소 영역(102)의 외주의 4변 중의 소정의 2변의 근방에 트윈 콘택트 구조가 형성되어 있는 콘택트 영역(301 및 302)이 배치되어 있다. 이 콘택트 영역(301 및 302)에도 차광막(131)이 형성되어 있다. 콘택트 영역(301 및 302)보다도 외측이 되고, 제1의 기판(111)의 최외주에 리브 구조물(69)이 형성되어 있다. 상술한 바와 같이 리브 구조물(69)의 영역에는 차광막(131)은 형성되어 있지 않다.
도 6의 B는, 제2의 기판(211)의 평면도를 도시하고 있다.
제2의 기판(211)에서는 제1의 기판(111)에서 화소 어레이부(11)의 행방향에 인접하는 위치에 형성된 콘택트 영역(301)과 중첩하도록 행 구동부(14)의 회로가 형성되어 있는 행 구동부 영역(321)이 배치되어 있다.
한편, 제1의 기판(111)에서 화소 어레이부(11)의 열방향에 인접하는 위치에 형성된 콘택트 영역(302)과 중첩하도록 열 신호 처리부(12) 및 수평 주사 회로부(15)를 포함하는 회로가 형성되어 있는 열 신호 처리 영역(322)이 배치되어 있다.
제2의 기판(211)에서, 제1의 기판(111)의 유효 화소 영역(101)과 중첩하는 영역에는 신호 처리 회로(17)가 형성되어 있는 신호 처리 회로 영역(323)이 배치되어 있다.
제2의 기판(211)에 형성되는 회로 중, 전하의 축적 기간 중에 플로팅 노드가 되는 회로, 예를 들면, ADC(25)의 용량 소자(41 및 42), DAC(16a)나 정전류원 회로(24)에 포함되는 용량 소자 등은, 제1의 기판(111)의 리브 구조물(69)이 형성되어 있는 영역보다도 내측이 되는 차광막(131)이 형성되어 있는 영역의 아래의 위치에 형성된다. 이 경우, 입사광이 제2의 기판(211)까지 도달하는 일이 없기 때문에 제2의 기판(211)에 형성된 회로에서, 광전변환에 의한 특성 변동을 저지할 수 있다. 또한, 가령, 제1의 기판(111)의 리브 구조물(69)이 형성되어 있는 영역의 아래의 위치에 플로팅 노드가 되는 회로를 배치하는 경우라도 상술한 바와 같이 리브 구조물(69)이 감쇠 계수를 갖는 수지 재료에 의해 형성되어 있는 것과, 제1의 기판(111)과 제2의 기판(211)의 적층 구조에 의해, 회로 영역까지의 도달 거리가 긴 것에 의해, 광전변환에 의한 특성 변동을 저지할 수 있다.
<7. 제1 실시의 형태의 변형례>
상술한 예에서는 이미지 센서 칩 및 패키지 사이즈를 소형화하기 위해 고체 촬상 소자(1)의 패드(66)와, 인터포저 기판(62)의 패드(65)를 전기적으로 접속하는 본딩 와이어(67)를 리브 구조물(69)의 속에 관통시키는 구조가 채용되어 있다.
그렇지만 상술한 플레어 발생을 억제하는 구조는, 본딩 와이어(67)가 리브 구조물(69)의 속을 관통하지 않는 구조를 갖는 고체 촬상 소자 패키지(51)에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다.
도 7은, 본딩 와이어(67)가 리브 구조물(69)의 속을 관통하지 않는 구조를 갖는 고체 촬상 소자 패키지(51)의 단면도이다.
도 7에서는 도 3과 대응하는 부분에 관해서는 같은 부호를 붙이고 있고, 그 설명은 적절히 생략한다.
도 3에 도시한 고체 촬상 소자 패키지(51)의 단면 구조에서는 커버 글라스(70)의 평면 사이즈와, 고체 촬상 소자(1)의 평면 사이즈가 개략 동일하게 형성되고, 도 6에서 도시한 바와 같이 커버 글라스(70)를 지지하는 리브 구조물(69)이 고체 촬상 소자(1)의 외주부에 형성되어 있다.
이에 대해, 도 7의 고체 촬상 소자 패키지(51)의 단면 구조에서는 커버 글라스(70)의 평면 사이즈가 고체 촬상 소자(1)의 평면 사이즈보다 작게 형성되고, 커버 글라스(70)를 지지하는 리브 구조물(69)은, 고체 촬상 소자(1)의 외주부보다도 내측의 위치에 배치되어 있다. 그리고, 고체 촬상 소자(1) 윗면에서, 리브 구조물(69)과 패드(66)가 평면 방향으로 나란히 배치되고, 패드(66)의 쪽이 리브 구조물(69)보다도 고체 촬상 소자(1)의 외주부측에 배치되어 있다. 이에 의해, 고체 촬상 소자(1)의 패드(66)와, 인터포저 기판(62)에 형성된 패드(65)를 전기적으로 접속하는 본딩 와이어(67)는, 리브 구조물(69)의 속을 관통하지 않는 구조로 되어 있다.
이와 같은 본딩 와이어(67)가 리브 구조물(69)의 속을 관통하지 않는 구조를 갖는 고체 촬상 소자 패키지(51)에서도 고체 촬상 소자(1)는, 도 4에 도시한 구조와 같이 리브 구조물(69)의 하면이 되는 영역에는 차광막(131)을 형성하지 않는 구조가 된다. 이에 의해, 플레어의 발생을 억제할 수 있다.
<8. 고체 촬상 소자 패키지의 제2 실시의 형태의 구성례>
도 8은, 고체 촬상 소자 패키지의 제2 실시의 형태의 구성례를 도시하는 단면도이다.
도 8에서는 제1 실시의 형태에서의 도 3 및 도 4와 대응하는 부분에 관해서는 같은 부호를 붙이고 있고, 그 설명은 적절히 생략한다.
제2 실시의 형태에 관한 고체 촬상 소자 패키지(51)는 WL-CSP(Wafer Level Chip Size Package: 웨이퍼 레벨 칩 사이즈 패키지)로서 형성되어 있다.
WL-CSP는, 웨이퍼 상태의 반도체 기판에 촬상 소자 회로를 형성하고, 촬상 소자 회로를 형성한 반도체 기판과 커버 글라스가 되는 글라스 기판을 고착한 후, 반도체 기판과 유리 기판을 개편화한다는 방법에 의해 형성된다. 그 때문에 도 8의 고체 촬상 소자 패키지(51)에는 제1 실시의 형태에서의 본딩 와이어(67)나 패드(66)는 형성되지 않고, 제2의 기판(211)의 다층 배선층(212)측과 반대측(도 8의 하측)이 되는 제2의 기판(211)의 이면에 고체 촬상 소자(1)의 입출력부로서, 솔더 볼(341)이 형성되어 있다.
보다 상세하게는, 제2의 기판(211)의 소정의 위치에 제2의 기판(211)을 관통하는 실리콘 관통구멍(342)이 형성되어 있고, 실리콘 관통구멍(342)의 내벽에 절연막(343)을 통하여 접속 도체(344)가 매입됨에 의해, 관통 비아(345)가 형성되어 있다. 절연막(343)은, 예를 들면, SiO2막이나 SiN막 등으로 형성할 수 있다. 관통 비아(345)는, 도 8에서는 솔더 볼(341)측 보다도 다층 배선층(212)측의 평면적이 작은 역테이퍼 형상으로 되어 있는데, 반대로 솔더 볼(341)측의 평면적이 작은 순의 테이퍼 형상이라도 좋고, 솔더 볼(341)측과 다층 배선층(212)측의 면적이 개략 동일한 비테이퍼 형상이라도 좋다.
관통 비아(345)의 접속 도체(344)는, 예를 들면, 다층 배선층(212) 내의 최하층의 배선층(221c)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 접속 도체(344)는, 제2의 기판(211)의 하면측에 형성된 재배선(346)과 접속되어 있고, 재배선(346)은, 솔더 볼(341)과 접속되어 있다. 접속 도체(344) 및 재배선(346)은, 예를 들면, 구리(Cu), 텅스텐(W), 티탄(Ti), 탄탈(Ta), 티탄텅스텐 합금(TiW), 폴리실리콘 등으로 형성할 수 있다.
또한, 제2의 기판(211)의 하면측에는 솔더 볼(341)이 형성되어 있는 영역을 제외하고, 재배선(346)과 절연막(343)을 덮도록 솔더 마스크(솔더 레지스트(347))가 형성되어 있다.
이상과 같이 WL-CSP로서 형성된 도 8의 고체 촬상 소자 패키지(51)는, 고체 촬상 소자(1)의 입출력부의 구성이 제1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 소자 패키지(51)와 다르다.
그렇지만 도 8의 고체 촬상 소자 패키지(51)는, 제1 실시의 형태와 마찬가지로, 리브 구조물(69)의 하면이 되는 영역에 차광막(131)을 형성하지 않는 구조로 되어 있다. 따라서 WL-CSP로서 형성된 고체 촬상 소자 패키지(51)에서도 플레어의 발생을 억제할 수 있다.
<9. 고체 촬상 소자 패키지의 제3 실시의 형태의 구성례>
도 9는, 고체 촬상 소자 패키지의 제3 실시의 형태의 구성례를 도시하는 단면도이다.
도 9는, 제1 실시의 형태의 도 4와 마찬가지로, 커버 글라스(70)를 지지하는 리브 구조물(69)의 단면 부분을 포함하는 고체 촬상 소자 패키지(51)의 일부분의 단면도이다. 도 9에서도 제1 실시의 형태의 도 4와 대응하는 부분에 관해서는 같은 부호를 붙이고 있고, 그 설명은 적절히 생략한다.
제1 실시의 형태에서는 고체 촬상 소자(1)가 2장의 반도체 기판을 맞붙인 적층 구조로 구성되어 있지만 제3 실시의 형태의 고체 촬상 소자(1)는, 1장의 반도체 기판을 이용한 구조이다.
구체적으로는, 도 9의 고체 촬상 소자 패키지(51)는, 1장의 반도체 기판(411)과, 다층 배선층(412)을 포함하는 고체 촬상 소자(1)의 수광면측인 상측을 커버 글라스(70)로 보호하여 구성된다. 고체 촬상 소자(1)의 외주의 단면(측면)부터 소정 폭의 외주부의 반도체 기판(411)상에는 리브 구조물(69)이 형성되고, 커버 글라스(70)가 리브 구조물(69)에 의해 유지되어 있다.
유효 화소 영역(101) 및 OPB 화소 영역(102)의 반도체 기판(411) 내에는 PN 접합에 의해 형성된 포토 다이오드(31)가 화소(21)마다 형성되어 있다. 반도체 기판(411)의 표면측(도면 중의 하면)에는 복수의 배선층(421)과, 각 배선층(421)의 사이에 형성된 층간 절연막(422)으로 구성된 다층 배선층(412)이 형성되어 있다. 또한, 도시는 생략되어 있는데, 다층 배선층(412)과 반도체 기판(411)의 계면에는 전송 트랜지스터(32), 증폭 트랜지스터(35) 등의 복수의 화소 트랜지스터나 FD(33) 등도 형성되어 있다. 도 9의 예에서는 다층 배선층(412)은, 반도체 기판(411)에 가장 가까운 최상층의 배선층(421a), 중간의 배선층(421b) 및 최하층의 배선층(421c)을 포함하는 4층의 배선(421)을 갖지만 배선층(421)의 층수는 이것으로 한정되지 않는다.
복수의 배선층(421) 및 층간 절연막(422)으로서 사용되는 재료는, 상술한 배선층(221) 및 층간 절연막(222)의 재료와 동종의 것을 채용할 수 있다. 또한, 복수의 배선층(421) 및 층간 절연막(422)이 하나 또는 2개 이상의 재료를 나누어 사용하여 형성되어도 좋은 점도 상술한 배선층(221) 및 층간 절연막(222)과 마찬가지이다.
도 9에서 상측이 되는 반도체 기판(411)의 이면측의 윗면에는 제1 실시의 형태와 마찬가지로, 차광막(131)이 형성되어 있다. 차광막(131)은, 유효 화소 영역(101)에서는 화소 사이 차광막으로서 형성되어 있고, OPB 화소 영역(102)에서는 OPB 차광막으로서 형성되어 있다. 그리고, 리브 구조물(69)이 형성되는 영역보다도 유효 화소 영역(101)측의 주변 회로 영역(103)에는 차광막(131)이 형성되어 있지만 리브 구조물(69)이 형성되는 영역에는 차광막(131)이 형성되어 있지 않다.
차광막(131)의 상측에는 평탄화막(132)이 형성되어 있고, 평탄화막(132)의 윗면에 컬러 필터층(134)과 OCL층(135)이 형성되어 있다. OCL층(135)의 윗면에는 반사 방지막(136)이 형성되어 있다.
도 10은, 반도체 기판(411)의 평면도이고, 반도체 기판(411)에 형성되는 각 영역을 도시하고 있다.
반도체 기판(411)에서는 화소 어레이부(11)의 유효 화소 영역(101)이 중앙부에 배치되고, 유효 화소 영역(101)의 외측에 OPB 화소 영역(102)이 배치된다. 그리고, OPB 화소 영역(102)보다 외측부터 반도체 기판(411)의 단부까지가 주변 회로 영역(103)(도 10에서는 부도시)이 된다.
OPB 화소 영역(102)과, 그것에 인접하는 주변 회로 영역(103)의 일부의 그레이로 착색된 영역이 차광막(131)이 형성되어 있는 영역을 나타낸다. 또한, 유효 화소 영역(101) 내의 화소 사이 차광막으로서의 부분은 그레이로 착색되어 있지 않다. 그레이로 착색된 차광막(131) 형성 영역의 외측부터, 반도체 기판(411)의 최외주의 단부까지의 영역은, 리브 구조물(69)이 형성되어 있는 영역이고, 리브 구조물(69)이 형성되어 있는 영역에는 차광막(131)은 형성되어 있지 않다.
화소 어레이부(11)의 외주의 4변 중의 소정의 2변의 근방에 행 구동부 영역(321)과 열 신호 처리 영역(322)이 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 화소 어레이부(11)의 행방향으로 인접하는 위치에 행 구동부(14)의 회로가 형성되어 있는행 구동부 영역(321)이 배치되어 있고, 화소 어레이부(11)의 열방향으로 인접하는 위치에 열 신호 처리부(12) 및 수평 주사 회로부(15)를 포함하는 회로가 형성되어 있는 열 신호 처리 영역(322)이 배치되어 있다. 행 구동부 영역(321) 및 열 신호 처리 영역(322)은, 리브 구조물(69)이 형성되어 있는 영역의 아래에 상당한다.
이상과 같이 고체 촬상 소자(1)가 1장의 반도체 기판(411)을 이용한 구성인 경우에도 고체 촬상 소자 패키지(51)는, 커버 글라스(70)를 지지하는 리브 구조물(69)의 하면(광입사면과 반대측)이 되는 영역에 차광막(131)을 형성하지 않는 구조로 되어 있다. 이에 의해, 플레어의 발생을 억제할 수 있다.
<10. 전자 기기에의 적용례>
본 기술은, 고체 촬상 소자에의 적용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 기술은, 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 촬상 장치나 촬상 기능을 갖는 휴대 단말 장치나 화상 판독부에 고체 촬상 소자를 이용하는 복사기 등 화상 취입부(광전변환부)에 고체 촬상 소자를 이용하는 전자 기기 전반에 대해 적용 가능하다. 고체 촬상 소자는, 원칩으로서 형성된 형태라도 좋고, 촬상부와 신호 처리부 또는 광학계가 통합하여 패키징된 촬상 기능을 갖는 모듈형상의 형태라도 좋다.
도 11은, 본 기술을 적용한 전자 기기로서의 촬상 장치의 구성례를 도시하는 블록도이다.
도 11의 촬상 장치(600)는, 렌즈군 등으로 이루어지는 광학부(601), 고체 촬상 소자(촬상 디바이스)(602) 및 카메라 신호 처리 회로인 DSP(Digital Signal Processor) 회로(603)를 구비한다. 또한, 촬상 장치(600)는, 프레임 메모리(604), 표시부(605), 기록부(606), 조작부(607) 및 전원부(608)도 구비한다. DSP 회로(603), 프레임 메모리(604), 표시부(605), 기록부(606), 조작부(607) 및 전원부(608)는, 버스 라인(609)을 통하여 상호 접속되어 있다.
광학부(601)는, 피사체로부터의 입사광(상광)을 취입하여 고체 촬상 소자(602)의 촬상면상에 결상한다. 고체 촬상 소자(602)는, 광학부(601)에 의해 촬상면상에 결상된 입사광의 광량을 화소 단위로 전기 신호로 변환하여 화소 신호로서 출력한다. 이 고체 촬상 소자(602)로서, 고체 촬상 소자(1)를 패키지화한 고체 촬상 소자 패키지(51)를 이용할 수 있다.
표시부(605)는, 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display)나 유기 EL(Electro Luminescence) 디스플레이 등의 박형 디스플레이로 구성되고, 고체 촬상 소자(602)에서 촬상된 동화 또는 정지화를 표시한다. 기록부(606)는, 고체 촬상 소자(602)에서 촬상된 동화 또는 정지화를 하드 디스크나 반도체 메모리 등의 기록 매체에 기록한다.
조작부(607)는, 유저에 의한 조작하에 촬상 장치(600)가 갖는 다양한 기능에 관해 조작 지령을 발한다. 전원부(608)는, DSP 회로(603), 프레임 메모리(604), 표시부(605), 기록부(606) 및 조작부(607)의 동작 전원이 되는 각종의 전원을 이들 공급 대상에 대해 적절히 공급한다.
상술한 바와 같이 고체 촬상 소자(602)로서, 고체 촬상 소자(1)를 패키지화하고, 리브 구조물(69)의 하면이 되는 영역에는 차광막(131)을 형성하지 않는 구조를 채용한 고체 촬상 소자 패키지(51)를 이용함으로써, 플레어의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라, 나아가서는 휴대 전화기 등의 모바일 기기용 카메라 모듈 등의 촬상 장치(600)에서도 촬상 화상의 고화질화를 도모할 수 있다.
<이미지 센서의 사용례>
도 12는, 상술한 고체 촬상 소자 패키지(51)를 이용한 이미지 센서의 사용례를 도시하는 도면이다.
상술한 고체 촬상 소자 패키지(51)를 이용한 이미지 센서는 예를 들면, 이하와 같이 가시광이나 적외광, 자외광, X선 등의 광을 센싱하는 다양한 케이스에 사용할 수 있다.
·디지탈 카메라나 카메라 기능 부착의 휴대 기기 등의 감상용으로 제공되는 화상을 촬영하는 장치
·자동 정지 등의 안전운전이나 운전자의 상태의 인식 등을 위해 자동차의 전방이나 후방, 주위, 차내 등을 촬영하는 차량탑재용 센서, 주행 차량이나 도로를 감시하는 감시 카메라, 차량 사이 등의 거리측정을 행하는 거리측정 센서 등의 교통용으로 제공되는 장치
·유저의 제스처를 촬영하여 그 제스처에 응한 기기 조작을 행하기 위해 TV나 냉장고, 에어 컨디셔너 등의 가전에 제공되는 장치
·내시경이나 적외광의 수광에 의한 혈관 촬영을 행하는 장치 등의 의료나 헬스케어용으로 제공되는 장치
·방범 용도의 감시 카메라나 인물 인증 용도의 카메라 등의 시큐리티용으로 제공되는 장치
·피부를 촬영하는 피부측정기나 두피를 촬영하는 마이크로스코프 등의 미용용으로 제공되는 장치.
·스포츠 용도 등 용의 액션 카메라나 웨어러블 카메라 등의 스포츠용으로 제공되는 장치
·밭이나 작물의 상태를 감시하기 위한 카메라 등의 농업용으로 제공되는 장치
<11. 이동체에의 응용례>
본 개시에 관한 기술(본 기술)은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 관한 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어느 하나의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 좋다.
도 13은, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 한 예인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통하여 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 13에 도시한 예에서는 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 바디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040) 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로 컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052) 및 차량탑재 네트워크 I/F(interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은, 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련되는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절한 스티어링 기구 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
바디계 제어 유닛(12020)은, 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 바디계 제어 유닛(12020)은, 키레스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는, 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 윙커 또는 포그램프 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 바디계 제어 유닛(12020)에는 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 바디계 제어 유닛(12020)은, 이들의 전파 또는 신호의 입력을 접수하여 차량의 도어 로크 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차외의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 의거하여 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 좋다.
촬상부(12031)는, 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 응한 전기 신호를 출력하는 광센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 거리측정의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이라도 좋고, 적외선 등의 비가시광이라도 좋다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들면 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력된 검출 정보에 의거하여 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 좋고, 운전자가 앉아서 졸고 있지 않는지를 판별해도 좋다.
마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득된 차내외의 정보에 의거하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표치를 연산하고, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간 거리에 의거한 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차량 주위의 정보에 의거하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함에 의해, 운전자의 조작에 근거하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득된 차외의 정보에 의거하여 바디계 제어 유닛(12020)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 응하여 헤드 램프를 제어하여 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 방현(防眩)을 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치에 음성 및 화상중의 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 13의 예에서는 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이의 적어도 하나를 포함하고 있어도 좋다.
도 14는, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 도시하는 도면이다.
도 14에서는 차량(12100)은, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노우즈, 사이드 미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차실내의 프런트글라스의 상부 등의 위치에 마련된다. 프런트 노우즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프런트글라스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 촬상부(12101 및 12105)에서 취득된 전방의 화상은, 주로 선행 차량 또는, 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 이용된다.
또한, 도 14에는 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 한 예가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노우즈에 마련된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 마련된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어 범퍼 또는 백 도어에 마련된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)에서 촬상된 화상 데이터가 중합 되어짐으로써 차량(12100)을 상방에서 본 부감 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 거리 정보를 취득하는 기능을 갖고 있어도 좋다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라라도 좋고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자라도 좋다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지(12114)) 내에서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함에 의해, 특히 차량(12100)의 진행로상에 있는 가장 가까운 입체물로, 차량(12100)과 개략 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0㎞/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 선행차와 내차와의 사이에 미리 확보해야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함한다)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함한다) 등을 행할 수가 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 근거하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 입체물에 관한 입체물 데이터를 이륜차, 보통 차량, 대형 차량, 보행자, 전신주 등 그 밖의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량(12100)의 주변의 장애물을 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하고, 충돌 리스크가 설정치 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황인 때에는 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통하여 드라이버에게 경보를 출력하는 것이나 구동계 제어 유닛(12010)을 통하여 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수가 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라라도 좋다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지의 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들면 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에서의 특징점을 추출하는 순서와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지의 여부를 판별하는 순서에 의해 행해진다. 마이크로 컴퓨터(12051)가 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 소망하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 한 예에 관해 설명했다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 촬상부(12031)로서, 상술한 고체 촬상 소자 패키지(51)의 각 실시의 형태를 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 플레어의 발생을 억제할 수 있기 때문에 보다 보기 쉬운 촬영 화상을 얻을 수 있거나 거리 정보를 취득할 수 있다. 또한, 얻어진 촬영 화상이나 거리 정보를 이용하여 드라이버의 피로를 경감하거나 드라이버나 차량의 안전도를 높이는 것이 가능해진다.
또한, 본 기술은, 가시광의 입사광량의 분포를 검지하여 화상으로서 촬상하는 고체 촬상 소자에의 적용으로 한하지 않고, 적외선이나 X선, 또는 입자 등의 입사량의 분포를 화상으로서 촬상하는 고체 촬상 소자나 광의의 의미로서, 압력이나 정전용량 등 다른 물리량의 분포를 검지하여 화상으로서 촬상하는 지문 검출 센서 등의 고체 촬상 소자(물리량 분포 검지 장치) 전반에 대해 적용 가능하다.
본 기술의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다.
예를 들면, 상술한 복수의 실시의 형태의 전부 또는 일부를 적절히 조합시킨 형태를 채용할 수 있다.
상술한 실시의 형태에서는 고체 촬상 소자(1)의 기판 구조로서, 2장의 반도체 기판을 맞붙인 적층 구조와, 1장의 반도체 기판을 이용한 구조에 관해 설명했지만 3장 이상의 반도체 기판의 적층 구조에서 형성해도 좋다.
또한, 상술한 고체 촬상 소자의 각 실시의 형태에서는 반도체 기판의 다층 배선층이 형성된 표면측과 반대의 이면측부터 입사광이 입사되는 이면 조사형의 구조에 관해서만 설명했지만 본 기술은, 표면 조사형의 구조에서도 마찬가지로 실현 가능하다. 그 경우도 리브 구조물(69)이 형성되는 영역에는 화소 사이 차광막이나 OPB 차광막과 동시 또한 동층의 차광막(131)이 형성되지 않는다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이고 한정되는 것이 아니고, 본 명세서에 기재된 것 이외의 효과가 있어도 좋다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 복수의 화소가 행렬형상으로 2차원 배치된 유효 화소 영역과,
상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역을 가지고,
상기 유효 화소 영역에는 상기 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성되어 있고,
상기 주변 회로 영역 내의 기판상의 리브 구조물이 형성되는 영역에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성된 고체 촬상 소자.
(2) 상기 리브 구조물은, 투명 기판을 지지하는 구조물인 상기 (1)에 기재된 고체 촬상 소자.
(3) 상기 리브 구조물은, 감쇠 계수를 갖는 수지 재료로 형성되는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 소자.
(4) 상기 유효 화소 영역과, 상기 주변 회로 영역의 사이에 OPB 화소 영역을 더 가지고,
상기 OPB 화소 영역에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되어 있는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(5) 적어도 2장의 반도체 기판을 맞붙여서 구성되어 있는 상기 (1) 내지 (4)중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(6) 상기 리브 구조물이 형성된 제1의 반도체 기판과,
전하의 축적 기간 중에 플로팅 노드가 되는 회로가 형성된 제2의 반도체 기판이 맞붙여져 구성되고,
상기 회로는 상기 제1의 반도체 기판의 상기 리브 구조물이 형성되어 있는 영역보다도 내측의 영역에 형성되어 있는 상기 (5)에 기재된 고체 촬상 소자.
(7) 이면 조사형인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(8) 1장의 반도체 기판을 이용한 구조인 상기 (1) 내지 (4) 또는 (7) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(9) 복수의 배선층과, 층간 절연막으로 이루어지는 다층 배선층을 더 구비하고,
상기 층간 절연막의 적어도 일부는, 다공성의 Low-k 재료를 이용하여 형성되어 있는 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(10) 고체 촬상 소자와,
상기 고체 촬상 소자를 보호하는 투명 기판과,
상기 고체 촬상 소자의 기판상에 형성되고, 상기 투명 기판을 지지하는 리브 구조물을 구비하고,
상기 고체 촬상 소자는,
복수 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성된 유효 화소 영역과,
상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역을 가지고,
상기 주변 회로 영역 내의 상기 리브 구조물이 형성된 영역의 상기 기판상에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성된 고체 촬상 소자 패키지.
(11) 상기 고체 촬상 소자의 패드에 접속되어 있는 본딩 와이어는, 상기 리브 구조물의 속을 관통하여 배치되는 상기 (10)에 기재된 고체 촬상 소자 패키지.
(12) 상기 고체 촬상 소자에 형성된 패드와 상기 리브 구조물이 평면 방향으로 나란히 배치되고,
상기 패드는, 상기 리브 구조물보다도 외주부측에 배치되어 있는 상기 (10) 또는 (11)에 기재된 고체 촬상 소자 패키지.
(13) WL-CSP로서 형성되어 있는 상기 (10) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자 패키지.
(14) 상기 고체 촬상 소자는, 적어도 2장의 반도체 기판을 맞붙인 적층 구조로 구성되어 있는 상기 (10) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자 패키지.
(15) 상기 리브 구조물이 형성된 제1의 반도체 기판과,
전하의 축적 기간 중에 플로팅 노드가 되는 회로가 형성된 제2의 반도체 기판이 맞붙여져 구성되고,
상기 회로는 상기 제1의 반도체 기판의 상기 리브 구조물이 형성되어 있는 영역보다도 내측의 영역에 형성되어 있는 상기 (14)에 기재된 고체 촬상 소자 패키지.
(16) 상기 고체 촬상 소자는, 이면 조사형인 상기 (10) 내지 (15) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자 패키지.
(17) 상기 고체 촬상 소자는, 1장의 반도체 기판을 이용한 구조인 상기 (10) 내지 (13) 또는 (16) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자 패키지.
(18) 복수의 배선층과, 층간 절연막으로 이루어지는 다층 배선층을 더 구비하고,
상기 층간 절연막의 적어도 일부는, 다공성의 Low-k 재료를 이용하여 형성되어 있는 상기 (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자 패키지.
(19) 복수의 화소가 행렬형상으로 2차원 배치된 유효 화소 영역과,
상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역을 가지고,
상기 유효 화소 영역에는 상기 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성되어 있고,
상기 주변 회로 영역 내의 기판상의 리브 구조물이 형성되는 영역에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성된 고체 촬상 소자를 구비하는 전자 기기.
1: 고체 촬상 소자 11: 화소 어레이부
12: 열 신호 처리부 14: 행 구동부
16: 참조 신호 생성부 16a: DAC
21: 화소 24: 정전류원 회로
25: ADC 41, 42: 용량 소자
51: 고체 촬상 소자 패키지 65, 66: 패드
67: 본딩 와이어 68: 몰드 수지
69: 리브 구조물 70: 커버 글라스
101: 유효 화소 영역 102: OPB 화소 영역
103: 주변 회로 영역 111: 제1의 기판
112: 다층 배선층 122: 층간 절연막
131: 차광막 211: 제2의 기판
212: 다층 배선층 222: 층간 절연막
411: 반도체 기판 412: 다층 배선층
422: 층간 절연막 600: 촬상 장치
602: 고체 촬상 소자

Claims (19)

  1. 복수의 화소가 행렬형상으로 2차원 배치된 유효 화소 영역과,
    상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역을 가지고,
    상기 유효 화소 영역에는 상기 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성되어 있고,
    상기 주변 회로 영역 내의 기판상의 리브 구조물이 형성되는 영역에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리브 구조물은 투명 기판을 지지하는 구조물인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리브 구조물은 감쇠 계수를 갖는 수지 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유효 화소 영역과, 상기 주변 회로 영역의 사이에 OPB 화소 영역을 더 가지고,
    상기 OPB 화소 영역에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 2장의 반도체 기판을 접합하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리브 구조물이 형성된 제1의 반도체 기판과,
    전하의 축적 기간 중에 플로팅 노드가 되는 회로가 형성된 제2의 반도체 기판이 맞붙여져 구성되고,
    상기 회로는 상기 제1의 반도체 기판의 상기 리브 구조물이 형성되어 있는 영역보다도 내측의 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    이면 조사형인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    1장의 반도체 기판을 이용한 구조인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    복수의 배선층과, 층간 절연막으로 이루어지는 다층 배선층을 더 구비하고,
    상기 층간 절연막의 적어도 일부는, 다공성의 Low-k 재료를 이용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  10. 고체 촬상 소자와,
    상기 고체 촬상 소자를 보호하는 투명 기판과,
    상기 고체 촬상 소자의 기판상에 형성되고, 상기 투명 기판을 지지하는 리브 구조물을 구비하고,
    상기 고체 촬상 소자는,
    복수 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성된 유효 화소 영역과,
    상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역을 가지고,
    상기 주변 회로 영역 내의 상기 리브 구조물이 형성된 영역의 상기 기판상에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성한 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 패키지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자의 패드에 접속되어 있는 본딩 와이어는, 상기 리브 구조물의 속을 관통하여 배치되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 패키지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자에 형성된 패드와 상기 리브 구조물이 평면 방향으로 나란히 배치되고,
    상기 패드는 상기 리브 구조물보다도 외주부측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 패키지.
  13. 제10항에 있어서,
    WL-CSP로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 패키지.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자는 적어도 2장의 반도체 기판을 맞붙인 적층 구조로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 패키지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 리브 구조물이 형성된 제1의 반도체 기판과,
    전하의 축적 기간 중에 플로팅 노드가 되는 회로가 형성된 제2의 반도체 기판이 맞붙여져 구성되고,
    상기 회로는 상기 제1의 반도체 기판의 상기 리브 구조물이 형성되어 있는 영역보다도 내측의 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 패키지.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자는 이면 조사형인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 패키지.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자는 1장의 반도체 기판을 이용한 구조인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 패키지.
  18. 제10항에 있어서,
    복수의 배선층과, 층간 절연막으로 이루어지는 다층 배선층을 더 구비하고,
    상기 층간 절연막의 적어도 일부는, 다공성의 Low-k 재료를 이용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 패키지.
  19. 복수의 화소가 행렬형상으로 2차원 배치된 유효 화소 영역과,
    상기 유효 화소 영역 주변의 주변 회로 영역을 가지고,
    상기 유효 화소 영역에는 상기 화소의 경계부에 화소 사이 차광막이 형성되어 있고,
    상기 주변 회로 영역 내의 기판상의 리브 구조물이 형성되는 영역에는 상기 화소 사이 차광막과 동층의 차광막이 형성되지 않도록 구성된 고체 촬상 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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