本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年02月15日、申請(qǐng)?zhí)枮?01210033393.7、發(fā)明名稱為“固態(tài)成像器件及其制造方法以及電子裝置”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本公開涉及固態(tài)成像器件及其制造方法。此外，本公開涉及包括所述固態(tài)成像器件的例如相機(jī)等電子裝置。

背景技術(shù)：

例如數(shù)碼攝像機(jī)或者數(shù)碼相機(jī)等電子裝置包括固態(tài)成像器件。例如，電子裝置包括作為固態(tài)成像器件的cmos(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器芯片或者ccd(電荷耦合器件)圖像傳感器芯片。

在固態(tài)成像器件中，多個(gè)像素在成像面上配置成陣列形狀。在各像素中，設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換部。光電轉(zhuǎn)換部是例如光電二極管。光電轉(zhuǎn)換部在受光面上接收經(jīng)由包括外部成像透鏡的光學(xué)系統(tǒng)入射的光，并光電地轉(zhuǎn)換所述光以生成信號(hào)電荷。

固態(tài)成像器件是以例如芯片級(jí)封裝的形式制成的。具體說，粘貼玻璃基板，使之與硅晶片的設(shè)置有多個(gè)固態(tài)成像部件(傳感器部件)的一個(gè)表面相對(duì)。設(shè)置分隔壁，來以粘結(jié)材料分割彼此鄰接的固態(tài)成像部件，以粘貼玻璃基板。在硅晶片中形成通硅孔，以在硅晶片的一個(gè)表面與另一表面之間配線。當(dāng)在另一表面上形成隆起后，實(shí)施切制加工來將硅晶片減小至芯片尺寸。因此，固態(tài)成像器件以芯片級(jí)封裝的形式被制成。

在固態(tài)成像器件中，為了改善所拾取圖像的像質(zhì)，在外部成像透鏡與成像面之間設(shè)置光學(xué)濾光器。例如，作為光學(xué)濾光器配置用于截止可見光以外的紅外線的紅外線截止濾光器。這使得能夠改善色彩再現(xiàn)性。

例如，在粘貼于芯片級(jí)封裝中的玻璃基板的一個(gè)表面上沉積多層膜，來提供紅外線截止濾光器層，由此使玻璃基板用作紅外線截止濾光器(見，例如jp-a-2001-203913(例如，[0014]段))。

為了滿足可見光的光譜特性，通過例如在玻璃基板的一個(gè)表面上沉積30-60個(gè)層來形成膜，從而形成包括多層膜的紅外線截止濾光器層。因此，玻璃基板可能因成膜引起的應(yīng)力而發(fā)生翹曲。

因此，可能難以將設(shè)置有包括多層膜的紅外線截止濾光器層的玻璃基板與設(shè)置有像素的硅晶片粘貼在一起。此外，在形成通硅孔時(shí)的搬運(yùn)和卡夾中可能發(fā)生問題。

特別地，當(dāng)在等于或者大于8英寸平方的大型玻璃基板上設(shè)置包括多層膜的紅外線截止濾光器層時(shí)，易于出現(xiàn)大翹曲。例如，當(dāng)使用12英寸玻璃基板時(shí)，出現(xiàn)數(shù)毫米的翹曲。這樣，當(dāng)使用大型玻璃基板時(shí)，上述缺點(diǎn)的發(fā)生變得明顯。

當(dāng)設(shè)置了包括多層膜的紅外線截止濾光器層時(shí)，紅外線截止濾光器層可能由于制造工藝中的沖擊而剝離。

特別地，當(dāng)包括多層膜的紅外線截止濾光器層被設(shè)置在玻璃基板的粘貼至硅晶片的表面的相反側(cè)的表面上時(shí)，在搬運(yùn)和卡夾時(shí)可能在紅外線截止濾光器層上發(fā)生劃傷。當(dāng)透鏡被粘結(jié)至芯片級(jí)封裝時(shí)，包括多層膜的紅外線截止濾光器層可能從與玻璃基板的界面剝離。當(dāng)玻璃基板在設(shè)置有紅外線截止濾光器層的表面上得到支承的同時(shí)進(jìn)行搬運(yùn)和卡夾時(shí)，空氣可能從紅外線截止濾光器層的圖案發(fā)生泄漏。因此，可能難以改善制造效率。

此外，當(dāng)紅外線截止濾光器包括其它部件時(shí)，由于使用了不同的部件，成本可能增加。整個(gè)紅外線截止濾光器的厚度可能增大。

如上所述，當(dāng)使用設(shè)置有包括多層膜的紅外線截止濾光器層的玻璃基板時(shí)，不容易制造器件?？赡茈y以改善制造效率。此外，器件的可靠性可能惡化。此外，可能難以降低器件的成本，以及減小器件的尺寸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，希望提供一種固態(tài)成像器件、固態(tài)成像器件的制造方法和電子裝置，其使得能夠?qū)崿F(xiàn)制造效率的改善、成本的降低、可靠性的改善以及尺寸的減小。

本公開的一個(gè)實(shí)施例涉及一種固態(tài)成像器件，其包括：在透明基板上形成有濾光器層的光學(xué)濾光器；固態(tài)成像部件，配置成與所述光學(xué)濾光器相對(duì)，并且其中在半導(dǎo)體基板的像素區(qū)域中排列有接收經(jīng)由所述濾光器層入射的光的多個(gè)像素；和粘結(jié)層，設(shè)置在所述光學(xué)濾光器與所述固態(tài)成像部件之間，并將所述光學(xué)濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起。所述濾光器層是在其中交替地層疊有具有高折射率的多個(gè)介電層和具有低折射率的多個(gè)介電層的介電多層膜。所述濾光器層形成為在透明基板的與固態(tài)成像部件相對(duì)一側(cè)的表面上覆蓋與像素區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分以及定位成圍繞像素區(qū)域的區(qū)域的一部分。所述粘結(jié)層設(shè)置成在所述固態(tài)成像部件和所述光學(xué)濾光器的彼此相對(duì)的表面的周緣部分中，至少與所述透明基板上未被所述濾光器層覆蓋的部分以及所述濾光器層的周緣部分發(fā)生接觸。

另一實(shí)施例涉及固態(tài)成像器件的制造方法，其包括以下步驟：通過在透明基板上形成濾光器層來形成光學(xué)濾光器；通過在半導(dǎo)體基板的像素區(qū)域中設(shè)置接收光的多個(gè)像素來形成固態(tài)成像部件；通過在彼此相對(duì)的所述光學(xué)濾光器與所述固態(tài)成像部件之間設(shè)置粘結(jié)層來將所述光學(xué)濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起，以使所述像素接收經(jīng)由所述濾光器層入射的光。在形成光學(xué)濾光器的步驟中，通過將由具有高折射率的多個(gè)介電層和具有低折射率的多個(gè)介電層交替地層疊而成的介電多層膜設(shè)置成在所述透明基板的與所述固態(tài)成像部件相對(duì)的一側(cè)的表面上覆蓋與所述像素區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分以及定位成圍繞所述像素區(qū)域的區(qū)域的一部分，來形成所述濾光器層。在將所述光學(xué)濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起的步驟中，通過將所述粘結(jié)層設(shè)置成在所述透明基板的與所述半導(dǎo)體基板相對(duì)的表面的周緣部分中，至少與未被所述濾光器層覆蓋的部分以及所述濾光器層的周緣部分發(fā)生接觸，來將所述光學(xué)濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起。

在本公開的實(shí)施例中，濾光器層是通過在透明基板的與固態(tài)成像部件相對(duì)一側(cè)的表面上以介電多層膜覆蓋與像素區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分以及定位成圍繞像素區(qū)域的區(qū)域的一部分而形成的。通過將所述粘結(jié)層設(shè)置成在所述透明基板上的與所述半導(dǎo)體基板相對(duì)的表面的周緣部分中，至少與未被所述濾光器層覆蓋的部分以及所述濾光器層的周緣部分發(fā)生接觸，來將所述光學(xué)濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，能夠提供這樣一種固態(tài)成像器件、固態(tài)成像器件的制造方法和電子裝置，其使得能夠?qū)崿F(xiàn)制造效率的改善、成本的降低、可靠性的改善以及尺寸的減小。

附圖說明

圖1是本公開第一實(shí)施例中的相機(jī)的構(gòu)造的構(gòu)造圖；

圖2是本公開第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分構(gòu)造的圖；

圖3是本公開第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分構(gòu)造的圖；

圖4是本公開第一實(shí)施例中的傳感器部件的整體構(gòu)造的圖；

圖5是本公開第一實(shí)施例中的傳感器部件的主要部分構(gòu)造的圖；

圖6是本公開第一實(shí)施例中像素p的圖；

圖7是本公開第一實(shí)施例中像素p的圖；

圖8是本公開第一實(shí)施例中的彩色濾光器cf的圖；

圖9a-9c是在本公開第一實(shí)施例中當(dāng)從像素p讀取信號(hào)時(shí)向各單元供給的脈沖信號(hào)的時(shí)序圖；

圖10是用于說明本公開第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的制造方法的圖；

圖11是用于說明本公開第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的制造方法的圖；

圖12是用于說明本公開第一實(shí)施例中的紅外線截止濾光器的制造方法的圖；

圖13是本公開第一實(shí)施例中進(jìn)行切制前的紅外線截止濾光器的上表面的圖；

圖14是本公開第一實(shí)施例的比較示例中的固態(tài)成像器件的圖；

圖15是本公開第二實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分的圖；

圖16是用于說明本公開第三實(shí)施例中的紅外線截止濾光器的制造方法的圖；

圖17是本公開第四實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分的圖；

圖18是用于說明本公開第四實(shí)施例中的紅外線截止濾光器的制造方法的圖；

圖19是本公開第五實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分的圖；

圖20是本公開第五實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分的圖；而

圖21是本公開第五實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分的圖。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖說明本公開的實(shí)施例。

對(duì)實(shí)施例的說明按下述順序進(jìn)行。

1.第一實(shí)施例(空腔結(jié)構(gòu))

2.第二實(shí)施例(無腔結(jié)構(gòu))

3.第三實(shí)施例(層疊多個(gè)對(duì)準(zhǔn)圖案以形成濾光器層)

4.第四實(shí)施例(濾光器層呈錐形)

5.第五實(shí)施例(三維安裝結(jié)構(gòu))

6.其它

<1.第一實(shí)施例>

[1]裝置構(gòu)造

(1-1)相機(jī)的主要部分構(gòu)造

圖1是本公開第一實(shí)施例中的相機(jī)40的構(gòu)造的構(gòu)造圖。

如圖1所示，相機(jī)40包括固態(tài)成像器件1、光學(xué)系統(tǒng)42、控制單元43和信號(hào)處理單元44。各單元在以下按順序說明。

固態(tài)成像器件1在成像面ps上接收經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)42作為目標(biāo)圖像入射的入射光h，并光電地轉(zhuǎn)換入射光h，從而生成信號(hào)電荷。固態(tài)成像器件1基于從控制單元43輸出的控制信號(hào)得到驅(qū)動(dòng)。固態(tài)成像器件1讀取信號(hào)電荷，并將信號(hào)電荷作為電信號(hào)輸出。

光學(xué)系統(tǒng)42包括例如調(diào)焦透鏡和光闌等光學(xué)構(gòu)件，并將入射光h會(huì)聚在固態(tài)成像器件1的成像面ps上。

控制單元43向固態(tài)成像器件1和信號(hào)處理單元44輸出各種控制信號(hào)，并進(jìn)行控制以驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像器件1和信號(hào)處理單元44。

信號(hào)處理單元44對(duì)從固態(tài)成像器件1輸出的電信號(hào)實(shí)施信號(hào)處理，從而生成例如彩色數(shù)字圖像。

(1-2)固態(tài)成像器件的主要部分構(gòu)造

下面說明固態(tài)成像器件1的主要部分構(gòu)造。

圖2和3是根據(jù)本公開的第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件1的主要部分構(gòu)造的圖。

圖2是透視圖。圖3是截面圖。圖2和3示意性地示出了固態(tài)成像器件1的構(gòu)造。

如圖2和3所示，固態(tài)成像器件1在本實(shí)施例中包括傳感器部件100、紅外線截止濾光器300和粘結(jié)層501。

如圖2和3所示，傳感器部件100和紅外線截止濾光器300配置成彼此相對(duì)。

如圖3所示，在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的中心部分設(shè)置有中空空腔部600。粘結(jié)層501設(shè)置在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的周緣部分。傳感器部件100和紅外線截止濾光器300通過粘結(jié)層501粘貼在一起。

下面對(duì)包括在固態(tài)成像器件1中的各單元依次進(jìn)行說明。

(a)傳感器部件100

對(duì)包括在固態(tài)成像器件1中的傳感器部件100進(jìn)行說明。

如圖2和3所示，在固態(tài)成像器件1中，傳感器部件100包括半導(dǎo)體基板101。例如，半導(dǎo)體基板101由單晶硅形成。在半導(dǎo)體基板101的與紅外線截止濾光器300相對(duì)的表面上設(shè)置有像素區(qū)域pa和周邊區(qū)域sa。在傳感器部件100中，像素區(qū)域pa中的像素接收經(jīng)由紅外線截止濾光器300和空腔部600從上方入射的可見光范圍中的入射光h，并將入射光h作為電信號(hào)輸出。

如后面詳細(xì)描述的，在像素區(qū)域pa的像素中，如圖3所示，設(shè)置有微型透鏡ml。傳感器部件100通過粘結(jié)層501與紅外線截止濾光器300貼合。

(a-1)傳感器部件100的整體構(gòu)造

圖4是本公開第一實(shí)施例中的傳感器部件100的整體構(gòu)造的圖。在圖4中，示出了傳感器部件100的上表面。

在傳感器部件100中，如圖4所示，像素區(qū)域pa設(shè)置在半導(dǎo)體基板101的中心部分。像素區(qū)域pa形成為矩形形狀。沿水平方向x和垂直方向y各自配置有多個(gè)像素p。

在傳感器部件100中，如圖4所示，周邊區(qū)域sa定位成圍繞像素區(qū)域pa。在周邊區(qū)域sa中，設(shè)置有外圍電路。

具體說，如圖4所示，垂直驅(qū)動(dòng)電路13、列電路14、水平驅(qū)動(dòng)電路15、外部輸出電路17、定時(shí)發(fā)生器(tg)18和快門驅(qū)動(dòng)電路19設(shè)置成外圍電路。各單元基于從控制單元43(見圖1)輸入的控制信號(hào)得到驅(qū)動(dòng)，并且成像操作得到執(zhí)行。

如圖4所示，垂直驅(qū)動(dòng)電路13在周邊區(qū)域sa中設(shè)置于像素區(qū)域pa的側(cè)部。垂直驅(qū)動(dòng)電路13以行單位選擇像素區(qū)域pa中的像素p并驅(qū)動(dòng)像素p。

如圖4所示，列電路14在周邊區(qū)域sa中設(shè)置于像素區(qū)域pa的下端。列電路14以列單位對(duì)從像素p輸出的信號(hào)實(shí)施信號(hào)處理。列電路14包括cds(相關(guān)雙重取樣)電路(未示出)，并實(shí)施用于去除固定模式噪音的信號(hào)處理。

如圖4所示，水平驅(qū)動(dòng)電路15電氣地連接至列電路14。水平驅(qū)動(dòng)電路15包括例如移位寄存器，并向外部輸出電路17順次地輸出在列電路14中為像素p的每個(gè)列存儲(chǔ)的信號(hào)。

如圖4所示，外部輸出電路17電氣地連接至列電路14。外部輸出電路17對(duì)從列電路14輸出的信號(hào)實(shí)施信號(hào)處理，然后向外輸出信號(hào)。外部輸出電路17包括agc(自動(dòng)增益控制)電路17a和adc電路17b。在外部輸出電路17中，在agc電路17a向信號(hào)施加增益后，adc電路17b將信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并向外輸出信號(hào)。

如圖4所示，定時(shí)發(fā)生器18電氣地連接至垂直驅(qū)動(dòng)電路13、列電路14、水平驅(qū)動(dòng)電路15、外部輸出電路17和快門驅(qū)動(dòng)電路19。定時(shí)發(fā)生器18生成各種定時(shí)信號(hào)，并向垂直驅(qū)動(dòng)電路13、列電路14、水平驅(qū)動(dòng)電路15、外部輸出電路17和快門驅(qū)動(dòng)電路19輸出定時(shí)信號(hào)，以對(duì)各單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。

快門驅(qū)動(dòng)電路19以行單位選擇像素p，并調(diào)節(jié)像素p中的曝光時(shí)間。

(a-2)傳感器部件100的主要部分構(gòu)造

圖5是本公開第一實(shí)施例中的傳感器部件100的主要部分構(gòu)造的圖。圖5示出了傳感器部件100的截面的一部分。

在傳感器部件100中，如圖5所示，在半導(dǎo)體基板101的前表面(上表面)上設(shè)置有配線層111。配線層111是多層配線層，包括多條導(dǎo)線111h和絕緣層111z。配線層111通過交替層疊導(dǎo)線111h和絕緣膜而形成。各導(dǎo)線111h設(shè)置成被絕緣層111z覆蓋。在配線層111中，在周邊區(qū)域sa中設(shè)置有襯墊電極pad。

在傳感器部件100中，如圖5所示，在半導(dǎo)體基板101的后表面(下表面)上依次設(shè)置有絕緣層400和導(dǎo)電層401。在導(dǎo)電層401的下表面上設(shè)置有隆起(bump)402。

在傳感器部件100中，在像素區(qū)域pa中，如圖5所示，在半導(dǎo)體基板101的內(nèi)部設(shè)置有光電二極管21。在像素區(qū)域pa中，在配線層111的上表面上依次設(shè)置有彩色濾光器cf和微型透鏡ml。光電二極管21、彩色濾光器cf和微型透鏡ml設(shè)置在設(shè)置于像素區(qū)域pa中的多個(gè)像素p的每一個(gè)中。光電二極管21接收經(jīng)由微型透鏡ml、彩色濾光器cf和配線層111從半導(dǎo)體基板101的前表面?zhèn)热肷涞娜肷涔鈎。換言之，本實(shí)施例中的固態(tài)成像器件是“前側(cè)照射型”的圖像傳感器芯片。像素p的詳情將在后面說明。

在傳感器部件100中，在周邊區(qū)域sa中，如圖5所示，設(shè)置有貫穿半導(dǎo)體基板101的通路孔vh。換言之，設(shè)置有通硅孔(throughsiliconvia)。通路孔vh形成為暴露出設(shè)置于配線層111中的襯墊電極pad的下表面。導(dǎo)電層401經(jīng)由絕緣層400涂覆在通路孔vh的內(nèi)部。在絕緣層400中形成有開口，以暴露襯墊電極pad的下表面的一部分。導(dǎo)電層401形成為掩埋絕緣層400的開口，并電氣地連接至襯墊電極pad。在周邊區(qū)域sa中，包括在圖4所示外圍電路中的各半導(dǎo)體部件形成在半導(dǎo)體基板101上。然而，各半導(dǎo)體部件未在圖5中示出。

(a-3)像素p的構(gòu)造

圖6和7是本公開第一實(shí)施例中的像素p的圖。

圖6是像素p的俯視圖。圖7是像素p的電路構(gòu)造的圖。

如圖6和7所示，像素p除圖5所示光電二極管21之外還包括像素晶體管tr。像素晶體管tr傳送晶體管22、放大晶體管23、選擇晶體管24和復(fù)位晶體管25。像素晶體管tr實(shí)施從光電二極管21讀取信號(hào)電荷的操作。

在像素p中，配置多個(gè)光電二極管21以對(duì)應(yīng)于圖4所示的多個(gè)像素p。換言之，在成像面(xy平面)上，光電二極管21沿水平方向x和垂直于水平方向x的垂直方向y中的每一者并排設(shè)置。例如，光電二極管21包括電荷蓄積區(qū)域(未示出)，在其中n型雜質(zhì)擴(kuò)散到半導(dǎo)體基板101的內(nèi)部。擴(kuò)散有p型雜質(zhì)的孔蓄積區(qū)域(未示出)被形成，以抑制在n型電荷蓄積區(qū)域的上表面?zhèn)扰c下表面?zhèn)鹊慕缑嫔习l(fā)生暗電流。

如圖6所示，圍繞像素p配置有電氣地分離多個(gè)像素p的像素分離部pb。光電二極管21設(shè)置在由像素分離部pb分隔開的區(qū)域中。例如，像素分離部pb的通過在半導(dǎo)體基板101(見圖4和5等)中擴(kuò)散p型雜質(zhì)而形成的。

如圖7所示，光電二極管21的陽極是接地的。蓄積在光電二極管21中的信號(hào)電荷(電子)被像素晶體管tr讀取，并作為電信號(hào)向垂直信號(hào)線27輸出。具體說，如圖6所示，光電二極管21經(jīng)由傳送晶體管22連接至放大晶體管23的柵極。在光電二極管21中，蓄積的信號(hào)電荷作為傳送晶體管22的輸出信號(hào)傳送至與放大晶體管23的柵極連接的浮動(dòng)擴(kuò)散部(floatingdiffusion)fd。

在像素p中，配置有多個(gè)像素晶體管tr以對(duì)應(yīng)于圖4所示的多個(gè)像素p。例如，如圖6所示，像素晶體管tr形成在分離半導(dǎo)體基板101上的像素p的像素分離部pb中。

雖然圖4中未示出，像素晶體管tr設(shè)置在半導(dǎo)體基板101上被配線層111覆蓋的表面上。包括在像素晶體管tr中的晶體管22-25是n溝道(n-channel)mos晶體管。晶體管22-25的柵極是使用例如多晶硅形成的。晶體管22-25被配線層111覆蓋。

在像素晶體管tr中，傳送晶體管22將光電二極管21生成的信號(hào)電荷傳送至浮動(dòng)擴(kuò)散部fd。具體說，如圖7所示，傳送晶體管22設(shè)置成介于光電二極管21與浮動(dòng)擴(kuò)散部fd之間。當(dāng)傳送信號(hào)tg從傳送線26傳至傳送晶體管22的柵極并且傳送晶體管22接通時(shí)，傳送晶體管22將光電二極管21蓄積的信號(hào)電荷傳送至浮動(dòng)擴(kuò)散部fd。

在像素晶體管tr中，放大晶體管23放大由傳送晶體管22傳送的信號(hào)電荷生成的信號(hào)，并輸出信號(hào)。具體說，如圖7所示，放大晶體管23的柵極連接至浮動(dòng)擴(kuò)散部fd。放大晶體管23的漏極(drain)連接至電源電位供給線vdd，而放大晶體管23的源極(source)連接至選擇晶體管24。當(dāng)選擇晶體管24被選擇成接通時(shí)，從恒定電流源i向放大晶體管23供給恒定電流，并且放大晶體管23作為源極跟隨器操作。因此，一選擇信號(hào)sel被供給至選擇晶體管24，由此由傳送的信號(hào)電荷生成的信號(hào)在放大晶體管23中得到放大。

在像素晶體管tr中，選擇晶體管24基于選擇信號(hào)sel從像素p向垂直信號(hào)線27輸出電信號(hào)。具體說，如圖7所示，選擇晶體管24的柵極連接至選擇信號(hào)sel被供給至的地址線28。當(dāng)選擇晶體管24被供給選擇信號(hào)sel并且接通時(shí)，如上所述地被放大晶體管23放大的輸出信號(hào)得以輸出至垂直信號(hào)線27。

在像素晶體管tr中，復(fù)位晶體管25使放大晶體管23的柵極電位復(fù)位。具體說，如圖7所示，復(fù)位晶體管25的柵極連接至復(fù)位信號(hào)rst被供給至的復(fù)位線29。復(fù)位晶體管25的漏極連接至電源電位供給線vdd，而復(fù)位晶體管25的源極連接至浮動(dòng)擴(kuò)散部fd。當(dāng)復(fù)位信號(hào)從復(fù)位線29供給至復(fù)位晶體管25的柵極并且復(fù)位晶體管25接通時(shí)，復(fù)位晶體管25經(jīng)由浮動(dòng)擴(kuò)散部fd使放大晶體管23的柵極電位復(fù)位至電源電位。

在圖7中示出的例如傳送線26、地址線28、垂直信號(hào)線27和復(fù)位線29等線相當(dāng)于包括在圖5所示配線層111中的導(dǎo)線111h。

如上所述，在像素p中，設(shè)置有彩色濾光器cf和微型透鏡ml。

在像素p中，彩色濾光器cf使入射光h著色，并將入射光h透射至半導(dǎo)體基板101的受光面js。例如，彩色濾光器cf是通過以下方法形成的：通過例如旋轉(zhuǎn)涂覆方法等涂覆方法涂布包含有著色顏料和光致抗蝕樹脂的涂布液體以形成涂覆膜，然后以光刻技術(shù)對(duì)涂覆膜進(jìn)行圖案加工。

圖8是本公開第一實(shí)施例中的彩色濾光器cf的圖。在圖8中，示出了彩色濾光器cf的上表面。

如圖8所示，彩色濾光器cf包括紅色濾光器層cfr、綠色濾光器層cfg和藍(lán)色濾光器層cfb。紅色濾光器層cfr、綠色濾光器層cfg和藍(lán)色濾光器層cfb是彼此鄰接的。紅色濾光器層cfr、綠色濾光器層cfg和藍(lán)色濾光器層cfb中的任一個(gè)設(shè)置成對(duì)應(yīng)于多個(gè)像素p中的每一個(gè)。

如圖8所示，紅色濾光器層cfr、綠色濾光器層cfg和藍(lán)色濾光器層cfb并排配置成拜耳陣列bh。換言之，多個(gè)綠色濾光器層沿對(duì)角方向并排配置以形成棋盤模式。紅色濾光器層cfr和藍(lán)色濾光器層cfb相對(duì)于多個(gè)綠色濾光器層cfg沿對(duì)角方向并排配置。

在像素p中，如圖5所示，微型透鏡ml設(shè)置在彩色濾光器cf的上表面上。微型透鏡ml是位于受光面js上方的凸透鏡，其中心形成為比邊緣厚。微型透鏡ml將入射光h會(huì)聚到光電二極管21的受光面js上。例如，微型透鏡ml是使用折射率約為1.6的有機(jī)樹脂材料形成的。微型透鏡ml是通過以光刻技術(shù)對(duì)感光樹脂膜進(jìn)行圖案加工然后以回流處理將感光樹脂膜變形成透鏡形狀而形成的。此外，微型透鏡ml還可以通過在透鏡材料膜上形成具有透鏡形狀的抗蝕膜然后實(shí)施回蝕(etch-back)處理而形成。

圖9a-9c是在本公開第一實(shí)施例中當(dāng)從像素p讀取信號(hào)時(shí)向各單元供給的脈沖信號(hào)的時(shí)序圖。圖9a表示選擇信號(hào)sel，圖9b表示復(fù)位信號(hào)rst，而圖9c表示傳送信號(hào)tg(見圖7)。

首先，如圖9a-9c所示，在第一時(shí)刻t1，選擇信號(hào)被改變成高電平，以將選擇晶體管24設(shè)定成導(dǎo)通狀態(tài)。在第二時(shí)刻t2，復(fù)位信號(hào)被改變成高電平，以將復(fù)位晶體管25設(shè)定成導(dǎo)通狀態(tài)。因此，放大晶體管23的柵極電位被復(fù)原。

接下來，在第三時(shí)刻t3，復(fù)位信號(hào)被改變成低電平，以將復(fù)位晶體管25設(shè)定成非導(dǎo)通狀態(tài)。然后，對(duì)應(yīng)于復(fù)原電平的電壓被讀出至列電路14。

在第四時(shí)刻t4，傳送信號(hào)被改變成高電平，以將傳送晶體管22設(shè)定成導(dǎo)通狀態(tài)。蓄積在光電二極管21中的信號(hào)電荷被傳送至浮動(dòng)擴(kuò)散部fd。

在第五時(shí)刻t5，傳送信號(hào)被改變成低電平，以將傳送晶體管22設(shè)定成非導(dǎo)通狀態(tài)。然后，與蓄積的信號(hào)電荷的量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平的電壓被讀出至列電路14。

列電路14使在先讀出的復(fù)原電平和在后讀出的信號(hào)電平受到差分處理，并蓄積信號(hào)。因此，例如由為每一個(gè)像素p設(shè)置的晶體管的vth的波動(dòng)所引起的固定模式噪音得到抵銷。

由于晶體管22、24和25的柵極是以包括沿水平方向x并排配置的多個(gè)像素p的行單位連接的，所以如上所述的用于驅(qū)動(dòng)像素的操作是對(duì)以行單位并排配置的多個(gè)像素p同時(shí)進(jìn)行的。具體說，像素是根據(jù)垂直驅(qū)動(dòng)電路13所供給的選擇信號(hào)，以水平線(像素行)單位沿垂直方向順次地選出的。各像素的晶體管受控于從定時(shí)發(fā)生器18輸出的各種定時(shí)信號(hào)。因此，各像素p中的輸出信號(hào)經(jīng)由垂直信號(hào)線27對(duì)于每個(gè)像素列被讀出至列電路14。

列電路14所蓄積的信號(hào)被水平驅(qū)動(dòng)電路15選擇并順次地輸出至外部輸出電路17。

(b)紅外線截止濾光器300

對(duì)包括在固態(tài)成像器件1中的紅外線截止濾光器300進(jìn)行說明。

如圖2和3所示，在固態(tài)成像器件1中，紅外線截止濾光器300包括玻璃基板301。在玻璃基板301中，在與傳感器部件100相對(duì)的表面上設(shè)置有紅外線截止濾光器層311。

如圖2和3所示，紅外線截止濾光器層311設(shè)置在玻璃基板301的中心部分。紅外線截止濾光器層311在平面形狀上呈矩形。紅外線截止濾光器層311形成為在玻璃基板301上覆蓋與傳感器部件100的像素區(qū)域pa相對(duì)應(yīng)的整個(gè)區(qū)域。紅外線截止濾光器層311還形成為在玻璃基板301上覆蓋與傳感器部件100的周邊區(qū)域sa相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的一部分。

換言之，紅外線截止濾光器層311形成為在玻璃基板301上覆蓋比與傳感器部件100的像素區(qū)域pa相對(duì)應(yīng)的區(qū)域大的區(qū)域。紅外線截止濾光器層311還形成為在玻璃基板301上，在不覆蓋與傳感器部件100相對(duì)的整個(gè)區(qū)域的情況下，覆蓋比相對(duì)區(qū)域小的區(qū)域。

紅外線截止濾光器層311是介電多層膜。具體說，在紅外線截止濾光器層311中，具有高折射率的介電層和具有低折射率的介電層交替地層疊。紅外線截止濾光器層311通過各層的干涉作用來反射和截止紅外區(qū)域中的光，從而選擇性地透射可見區(qū)域中的光。

(c)粘結(jié)層501

對(duì)包括在固態(tài)成像器件1中的粘結(jié)層501進(jìn)行說明。

如圖3所示，粘結(jié)層501設(shè)置在傳感器部件100與紅外線截止濾光器300彼此相對(duì)的表面的周緣部分。換言之，粘結(jié)層501設(shè)置成圍繞傳感器部件100與紅外線截止濾光器300之間的空腔部600，并將傳感器部件100和紅外線截止濾光器300粘貼在一起。

在本實(shí)施例中，粘結(jié)層501在紅外線截止濾光器300的玻璃基板301上設(shè)置成與未覆蓋有紅外線截止濾光器層311的周緣部分發(fā)生接觸。同時(shí)，粘結(jié)層501在紅外線截止濾光器300上設(shè)置成與紅外線截止濾光器層311的周緣部分發(fā)生接觸。具體說，粘結(jié)層501設(shè)置成與紅外線截止濾光器層311的側(cè)端面以及紅外線截止濾光器層311的與傳感器部件100相對(duì)的表面的側(cè)端發(fā)生接觸。

(2)制造方法

以下說明用于制造固態(tài)成像器件1的制造方法的主要部分。

圖10和11是用于說明本公開第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的制造方法的圖。

圖10和11依次示出了固態(tài)成像器件的制造步驟。

在本實(shí)施例中，如圖10和11所示，經(jīng)由步驟(a)到(f)，分割在其上設(shè)置有多個(gè)固態(tài)成像器件1的大圓盤狀的晶片，以制造一個(gè)固態(tài)成像器件1。

對(duì)各步驟的詳情進(jìn)行說明。

(a)傳感器部件100的形成

首先，如圖10中的步驟(a)所示地形成傳感器部件100。

如圖10中的步驟(a)所示，在大半導(dǎo)體晶片101w(硅晶片)上設(shè)置多個(gè)傳感器部件100。

具體說，在半導(dǎo)體晶片101w上的設(shè)置有多個(gè)固態(tài)成像器件的區(qū)域ca的每一個(gè)中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置例如像素p等各單元，以提供多個(gè)傳感器部件100。

(b)紅外線截止濾光器300的形成

接下來，如圖10中的步驟(b)所示地形成紅外線截止濾光器300。

如圖10中的步驟(b)所示，在大玻璃晶片301w上形成多個(gè)紅外線截止濾光器300。

具體說，在玻璃晶片301w的與傳感器部件100相對(duì)的表面上，在設(shè)置有多個(gè)固態(tài)成像器件的區(qū)域ca的每一個(gè)中設(shè)置紅外線截止濾光器層311，以形成多個(gè)紅外線截止濾光器300。

例如，將與半導(dǎo)體晶片101w具有相同線膨脹系數(shù)的玻璃晶片用作玻璃晶片301w。例如，將與半導(dǎo)體晶片101w具有相同線膨脹系數(shù)值(cte＝3.2ppm)并且厚度為500μm的玻璃晶片用作玻璃晶片301w。此外，與半導(dǎo)體晶片101w具有相近的線膨脹系數(shù)值(cte＝2.9-3.5ppm)的玻璃晶片也被適當(dāng)?shù)厥褂谩?/p>

紅外線截止濾光器層311是在以下狀態(tài)下設(shè)置的：玻璃晶片301w在玻璃晶片301w的與傳感器部件100相對(duì)的表面的相反側(cè)的表面上被制造裝置支承。換言之，玻璃晶片301w是在玻璃晶片301w的設(shè)置有紅外線截止濾光器層311的表面的相反側(cè)的表面上得到支承的。例如，玻璃晶片301w被真空卡盤、靜電卡盤或者機(jī)械卡盤支承。玻璃晶片301w在該表面上得到支承并被搬運(yùn)。

圖12是用于說明在本公開的第一實(shí)施例中用于形成紅外線截止濾光器300的制造方法的圖。

圖12依次示出了用于形成紅外線截止濾光器300的步驟。

在本實(shí)施例中，如圖12所示，紅外線截止濾光器層311經(jīng)由步驟(a1)-(a3)形成在玻璃晶片301w上。換言之，紅外線截止濾光器層311是通過升離(lift-off)方法形成的。

具體說，首先，如圖12中的步驟(a1)所示，設(shè)置光致抗蝕圖案(photoresistpattern)pr。

光致抗蝕圖案pr形成為定位在玻璃晶片301w的上表面上的形成有紅外線截止濾光器層311的區(qū)域以外的區(qū)域的上方。

例如，在玻璃晶片301w的上表面上形成感光樹脂膜(未示出)后，通過光刻技術(shù)對(duì)感光樹脂膜(未示出)進(jìn)行圖案加工，以形成光致抗蝕圖案pr。

在本實(shí)施例中，光致抗蝕圖案pr形成為在靠近玻璃晶片301w的一側(cè)具有小寬度并隨著遠(yuǎn)離玻璃晶片301w而逐漸具有較大寬度的截面形狀。換言之，光致抗蝕圖案pr形成為使得其截面形成為逆向錐形。

例如，光致抗蝕圖案pr形成為滿足下述條件。

光致抗蝕圖案pr的條件

厚度：6.5μm到11μm(厚度有必要大于作為紅外線截止濾光器層311通過層疊30-60個(gè)層而形成的3的厚度。介電多層膜的各層需要具有1/4λ的厚度。當(dāng)平均時(shí)，每個(gè)層的厚度為150nm(600nm/4)。因此，介電多層膜的厚度為4.5μm到9μm。光致抗蝕圖案pr適當(dāng)?shù)匦纬蔀楸冉殡姸鄬幽さ暮穸群窦s2μm。)

傾斜角度：87°到89°

材料：升離用抗蝕劑

光致抗蝕圖案pr間的距離：50μm到800μm(因?yàn)榍兄坪蟮臍埩魧挾仁钦辰Y(jié)強(qiáng)度必需的。切制前，切制街寬(streetwidth)30μm到100μm+(min50到300×2))

如圖12中的步驟(a2)所示，形成紅外線截止濾光器層311。

紅外線截止濾光器層311形成為覆蓋玻璃晶片301w的形成有光致抗蝕圖案pr的上表面。因此，紅外線截止濾光器層311形成在光致抗蝕圖案pr的上表面上以及玻璃晶片301w的上表面上。

具體說，形成由高折射率層和低折射率層交替地層疊的介電多層膜，以形成紅外線截止濾光器層311。

例如，高折射率層是使用例如tio2、ta2o5或nb2o5等材料形成的。低折射率層是使用例如sio2或mgf2等材料形成的。例如，層疊30-60層的高折射率層和低折射率層，以形成紅外線截止濾光器層311。例如，高折射率層和低折射率層是通過例如真空氣相沉積方法、離子輔助沉積、離子鍍覆方法或者濺射方法等物理成膜方法形成的。

接下來，如圖12中的步驟(a3)所示，去除光致抗蝕圖案pr。

去除在上表面上如上所述地形成有紅外線截止濾光器層311的光致抗蝕圖案pr。因此，紅外線截止濾光器層311在玻璃晶片301w的上表面上形成為期望的圖案。具體說，如圖3所示，紅外線截止濾光器層311形成為在玻璃基板301粘貼至傳感器部件100時(shí)，在與玻璃基板301相對(duì)的表面上覆蓋與像素區(qū)域pa相對(duì)應(yīng)的部分以及周邊區(qū)域sa的一部分。

圖13是本公開的第一實(shí)施例中在其上形成有紅外線截止濾光器層311的玻璃晶片的上表面的圖。圖13示出了切制前的紅外線截止濾光器300的上表面。在圖13中，形成有紅外線截止濾光器層311的部分由黑色示出，而未形成有紅外線截止濾光器層311的部分由白色示出。

如圖13所示，紅外線截止濾光器層311設(shè)置在玻璃晶片301w的上表面上設(shè)置有多個(gè)固態(tài)成像器件的區(qū)域ca的每一個(gè)中。多個(gè)紅外線截止濾光器層311中的每一個(gè)形成為在紅外線截止濾光器層311之間存在有間隙。

如圖13所示，可以在玻璃晶片301w的周緣形成用于對(duì)齊的切口圖案nc。例如，切口圖案nc適當(dāng)?shù)匦纬蔀榕c用于形成傳感器部件100的硅晶片的形狀相同的形狀。因此，在硅晶片與切口圖案nc對(duì)齊時(shí)，不需要特殊的記號(hào)檢測(cè)。換言之，能夠通過裝置的對(duì)齊機(jī)構(gòu)經(jīng)由通過外形的定位和旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)來對(duì)齊硅晶片與切口圖案nc。能夠以廉價(jià)的裝置構(gòu)造來進(jìn)行對(duì)齊，不用對(duì)每個(gè)模型改變對(duì)齊方法。

(c)傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的貼合

接下來，如圖10中的步驟(c)所示，將傳感器部件100與紅外線截止濾光器300粘貼在一起。

將設(shè)置有紅外線截止濾光器300的玻璃晶片301w的頂?shù)追D(zhuǎn)。然后，將被支承著的半導(dǎo)體晶片101w的上表面與玻璃晶片301w的設(shè)置有紅外線截止濾光器層311的下表面設(shè)定成彼此相對(duì)。然后，將半導(dǎo)體晶片101w與玻璃晶片301w對(duì)齊并粘貼在一起。換言之，將玻璃基板301與半導(dǎo)體基板101對(duì)齊并粘貼在一起，以使多個(gè)紅外線截止濾光器300中的每一個(gè)與多個(gè)傳感器部件100中的每一個(gè)彼此對(duì)應(yīng)。

具體說，在設(shè)置有多個(gè)固態(tài)成像器件的區(qū)域ca的每一個(gè)中，將傳感器部件100與紅外線截止濾光器300粘貼在一起，使得中空空腔部600被設(shè)置在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的中心部分。

在設(shè)置有多個(gè)固態(tài)成像器件的區(qū)域ca的每一個(gè)中，通過在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的周緣部分設(shè)置粘結(jié)層501，來將傳感器部件100與紅外線截止濾光器300粘貼在一起。

例如，在將粘結(jié)層501形成為網(wǎng)格形狀以在半導(dǎo)體晶片101w的表面上分割設(shè)置有多個(gè)固態(tài)成像器件的區(qū)域ca后，使玻璃晶片301w對(duì)齊并與半導(dǎo)體晶片101w貼合。

例如，粘結(jié)層501形成為滿足下述條件。

粘結(jié)層501的條件

厚度：10μm到70μm(實(shí)際上為50μm。因?yàn)槿绻辰Y(jié)層501薄則會(huì)出現(xiàn)因衍射引起的干涉條紋)

寬度：至少約200μm

材料：感光性丙烯酸環(huán)氧粘結(jié)劑

因此，如圖3所示，粘結(jié)層501設(shè)置在彼此相對(duì)的傳感器部件100與紅外線截止濾光器300之間，以使像素在傳感器部件100與紅外線截止濾光器300被粘貼在一起的狀態(tài)下，接收經(jīng)由紅外線截止濾光器層311和空腔部600入射的光。換言之，在該步驟中，通過使粘結(jié)層501與作為玻璃基板301的與半導(dǎo)體基板101相對(duì)的表面的周緣部分的、未被紅外線截止濾光器層311覆蓋的部分以及紅外線截止濾光器層311的周緣部分發(fā)生接觸，來將傳感器部件100與紅外線截止濾光器300粘貼在一起。

(d)翻轉(zhuǎn)

接下來，如圖11中的步驟(d)所示，將被粘貼在一起的傳感器部件100與紅外線截止濾光器300的頂?shù)追D(zhuǎn)。

進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以使傳感器部件100的與紅外線截止濾光器300相對(duì)的表面的相反側(cè)的表面面向上方。在紅外線截止濾光器300的設(shè)置有紅外線截止濾光器層311的表面的相反側(cè)的表面上，通過制造裝置支承被粘貼在一起的傳感器部件100和紅外線截止濾光器300。換言之，被粘貼在一起的傳感器部件100和紅外線截止濾光器300在玻璃晶片301w的下表面得到支承。

(e)隆起402的形成

接下來，如圖11中的步驟(e)所示，形成隆起402。

隆起402形成在傳感器部件100的與紅外線截止濾光器300相對(duì)的表面的相反側(cè)的表面上。換言之，隆起402形成在半導(dǎo)體晶片101w的與玻璃晶片301w相對(duì)的表面的相反側(cè)的表面上。

具體說，在形成隆起402前，在被包括于傳感器部件100中的半導(dǎo)體基板101中形成通路孔vh，以暴露襯墊電極pad的表面。在設(shè)置了絕緣層400和導(dǎo)電層401后，使用金屬材料形成隆起402(見圖5)。

(f)切制

接下來，如圖11中的步驟(f)所示，對(duì)傳感器部件100和紅外線截止濾光器300實(shí)施切制，以將傳感器部件100和紅外線截止濾光器300分割成多個(gè)固態(tài)成像器件1。

切制是在多個(gè)固態(tài)成像器件1間的劃線(scribe)區(qū)域中實(shí)施的，以將設(shè)置有多個(gè)固態(tài)成像器件1的晶片狀物體分割成各個(gè)固態(tài)成像器件1。切制是對(duì)于被粘貼在一起的玻璃晶片301w和半導(dǎo)體晶片101w實(shí)施的，以分割成多個(gè)固態(tài)成像器件1。

這樣，通過進(jìn)行切制，將半導(dǎo)體晶片101w分割成多個(gè)半導(dǎo)體基板101并將玻璃晶片301w分割成多個(gè)玻璃基板301，從而完成固態(tài)成像器件1。

(3)結(jié)論

如上所述，在本實(shí)施例的固態(tài)成像器件中，在紅外線截止濾光器300中，紅外線截止濾光器層311形成在玻璃基板301上。傳感器部件100配置成與紅外線截止濾光器300相對(duì)。接收經(jīng)由紅外線截止濾光器層311入射的光的多個(gè)像素排列在半導(dǎo)體基板101的像素區(qū)域pa中。粘結(jié)層501設(shè)置在紅外線截止濾光器300與傳感器部件100之間，以將紅外線截止濾光器300與傳感器部件100粘貼在一起。

紅外線截止濾光器層311是在其中交替地層疊有具有高折射率的多個(gè)介電層和具有低折射率的多個(gè)介電層的介電多層膜。紅外線截止濾光器層311形成為在玻璃基板301的與傳感器部件100相對(duì)的一側(cè)的表面上，覆蓋與像素區(qū)域pa相對(duì)應(yīng)的部分以及定位成圍繞像素區(qū)域pa的周邊區(qū)域sa的一部分。粘結(jié)層501在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的周緣部分中，與玻璃基板301上未被紅外線截止濾光器層311覆蓋的部分以及紅外線截止濾光器層311的周緣部分發(fā)生接觸。

圖14是本公開第一實(shí)施例的比較示例中的固態(tài)成像器件的圖。與圖3相似，圖14是截面圖，并示意性地示出了固態(tài)成像器件的構(gòu)造。

如圖14所示，在該比較示例中，如第一實(shí)施例中那樣，紅外線截止濾光器300的紅外線截止濾光器層311設(shè)置在玻璃基板301的中心部分。粘結(jié)層501設(shè)置成與玻璃基板301上未被紅外線截止濾光器層311覆蓋的周緣部分發(fā)生接觸。然而，與第一實(shí)施例中的粘結(jié)層501不同，該粘結(jié)層501不設(shè)置成與紅外線截止濾光器層311的周緣部分發(fā)生接觸。換言之，粘結(jié)層501不設(shè)置與紅外線截止濾光器層311的側(cè)端面以及紅外線截止濾光器層311的與傳感器部件100相對(duì)的表面的側(cè)端發(fā)生接觸。

因此，在比較示例中，紅外線截止濾光器層311未通過粘結(jié)層501固定至玻璃基板301。因此，紅外線截止濾光器層311可能從玻璃基板301剝離。拾取的圖像的像質(zhì)可能因剝離的紅外線截止濾光器層311而惡化。特別地，當(dāng)像素尺寸微小化(例如，1.4μm平方)時(shí)，像質(zhì)惡化的影響嚴(yán)重，上述缺點(diǎn)易于出現(xiàn)。

另一方面，在本實(shí)施例中，如圖3所示，粘結(jié)層501設(shè)置成與紅外線截止濾光器層311的周緣部分發(fā)生接觸，并將紅外線截止濾光器層311固定至玻璃基板301。

因此，在本實(shí)施例中，能夠適當(dāng)?shù)胤乐辜t外線截止濾光器層311從玻璃基板301剝離。

此外，由于紅外線截止濾光器層311的側(cè)端不處于暴露狀態(tài)，所以紅外線截止濾光器層311不易受到包括在室外空氣中的水分的影響。因此，能夠適當(dāng)?shù)胤乐箘冸x。

在本實(shí)施例中，在形成紅外線截止濾光器300的步驟中，紅外線截止濾光器層311是通過升離方法形成在玻璃基板301上的。因此，在本實(shí)施例中，如圖12中的步驟(a2)所示，紅外線截止濾光器層311不連續(xù)地形成在玻璃晶片301w的表面上，不是連續(xù)地覆蓋玻璃晶片301w的整個(gè)表面。因此，能夠抑制在玻璃基板301中發(fā)生翹曲。

在本實(shí)施例中，紅外線截止濾光器層311形成在玻璃基板301的與半導(dǎo)體基板101相對(duì)的一側(cè)。因此，玻璃基板301的未形成有紅外線截止濾光器層311的表面發(fā)生暴露，而玻璃基板301的形成有紅外線截止濾光器層311的表面不暴露。因此，能夠防止由于制造工藝中的處理而在紅外線截止濾光器層311上發(fā)生劃傷。

此外，在本實(shí)施例中，在形成紅外線截止濾光器300的步驟中，與形成在半導(dǎo)體基板101上的切口形狀(未示出)相同的切口圖案，在形成紅外線截止濾光器層311的同時(shí)形成在玻璃基板301上。在粘貼步驟中，半導(dǎo)體基板101與玻璃基板301是使用半導(dǎo)體基板101的切口形狀和玻璃基板301的切口圖案進(jìn)行對(duì)齊的。

因此，在本實(shí)施例中，能夠輕松地實(shí)現(xiàn)改善制造效率，降低成本，改善可靠性，以及減小尺寸。

<2.第二實(shí)施例>

(1)裝置構(gòu)造等

圖15是本公開第二實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分的圖。與圖3相似，圖15示出了固態(tài)成像器件的截面圖。

如圖15所示，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于粘結(jié)層501b的構(gòu)造。除該差異以及與該差異有關(guān)的點(diǎn)外，本實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。因此，適當(dāng)?shù)厥÷悦枋?，以避免重?fù)。

如圖15所示，如第一實(shí)施例中那樣，粘結(jié)層501b設(shè)置在傳感器部件100與紅外線截止濾光器300之間。

然而，在本實(shí)施例中，與第一實(shí)施例中的粘結(jié)層501不同，在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的中心部分未形成空腔部600(見圖3)。在本實(shí)施例中，設(shè)置低折射率層110來覆蓋微型透鏡ml。低折射率層110形成為使得覆蓋微型透鏡ml的平坦部分的厚度例如約為0.3μm到5μm。

傳感器部件100在低折射率層110的上表面上通過粘結(jié)層501b與紅外線截止濾光器300粘貼。粘結(jié)層501b設(shè)置在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的整個(gè)表面上。傳感器部件100和紅外線截止濾光器300通過粘結(jié)層501b粘貼在一起。換言之，除傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的周緣部分之外，粘結(jié)層501b還設(shè)置在所述表面的中心部分。

具體說，粘結(jié)層501b設(shè)置成與紅外線截止濾光器300的玻璃基板301的未被紅外線截止濾光器層311覆蓋的表面以及紅外線截止濾光器層311的與傳感器部件100相對(duì)的表面均發(fā)生接觸。

例如，將硅氧烷、環(huán)氧或者丙烯酸粘結(jié)劑適當(dāng)?shù)赜糜谡辰Y(jié)層501b。特別地，硅氧烷粘結(jié)劑是適當(dāng)?shù)?，因?yàn)楣柩跬檎辰Y(jié)劑在制造工藝中在耐熱性和耐化學(xué)品行上表現(xiàn)優(yōu)異，并且在用于固態(tài)成像器件中時(shí)在透明性和耐光性上表現(xiàn)優(yōu)異。

在本實(shí)施例中，未形成空腔部600(見圖3)。在第一實(shí)施例中的設(shè)置有空腔部600的部分中，設(shè)置了折射率高于空氣的折射率的粘結(jié)層501b(例如，n＝1.4-1.6)。因此，對(duì)于微型透鏡ml，適合的是使用折射率高于粘結(jié)層501b的折射率的材料來改善聚光性能。例如，適合的是使用例如sin(n＝2.1)等高折射率材料來形成微型透鏡ml。

當(dāng)形成有空腔部600時(shí)，聚光是根據(jù)因微型透鏡ml的折射率(例如，約1.6)與空氣的折射率(1)之間的差異引起的透鏡效果而發(fā)生的。然而，當(dāng)整個(gè)空腔部600填充有粘結(jié)劑時(shí)，由于粘結(jié)劑的折射率(約1.5)與微型透鏡ml的折射率(例如，約1.6)之間的差異小，聚光效率下降。因此，微型透鏡ml是使用具有高折射率(例如，1.8-2.2)的材料形成的，而低折射率層110是使用具有低折射率(例如，1.33-1.45)的材料形成的。因此，折射率差異增大至約0.6，聚光效率能夠得到改善。

(2)結(jié)論

如上所述，如第一實(shí)施例中那樣，本實(shí)施例中的紅外線截止濾光器層311形成為在玻璃基板301的與傳感器部件100相對(duì)一側(cè)的表面上，覆蓋與像素區(qū)域pa相對(duì)應(yīng)的部分以及周邊區(qū)域sa的一部分。粘結(jié)層501b在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的周緣部分中，至少與玻璃基板301的未被紅外線截止濾光器層311覆蓋的部分以及紅外線截止濾光器層311的周緣部分發(fā)生接觸。

在本實(shí)施例中，與第一實(shí)施例中的粘結(jié)層501不同，粘結(jié)層501b設(shè)置在紅外線截止濾光器300和傳感器部件100的彼此相對(duì)的整個(gè)表面上。換言之，固態(tài)成像器件具有無腔結(jié)構(gòu)。

因此，在本實(shí)施例中，能夠更適當(dāng)?shù)胤乐箘冸x的發(fā)生。特別地，能夠適當(dāng)?shù)胤乐挂驘嵫h(huán)引起的剝離。

<3.第三實(shí)施例>

(1)制造方法等

圖16是用于說明在本公開的第三實(shí)施例中用于形成紅外線截止濾光器300的制造方法的圖。與圖12相似，圖16示出了紅外線截止濾光器300的截面。

如圖16所示，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于用于形成紅外線截止濾光器300的制造方法。除該差異以及與該差異有關(guān)的點(diǎn)外，本實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。因此，適當(dāng)?shù)厥÷悦枋?，以避免重?fù)。

在本實(shí)施例中，如圖16所示，紅外線截止濾光器層311經(jīng)由步驟(a1)-(a3)形成在玻璃晶片301w上。在本實(shí)施例中，如第一和第二實(shí)施例中那樣，紅外線截止濾光器層311是通過升離方法形成的。

在紅外線截止濾光器300的形成中，首先，如圖16中的步驟(a1)所示，設(shè)置光致抗蝕圖案pr。

光致抗蝕圖案pr形成為定位在玻璃晶片301w的上表面上的形成有紅外線截止濾光器層311的區(qū)域以外的區(qū)域的上方。

在本實(shí)施例中，光致抗蝕圖案pr是通過依次層疊第一光致抗蝕圖案pr1和寬于第一光致抗蝕圖案pr1的第二光致抗蝕圖案pr2而形成的。

例如，第一光致抗蝕圖案pr1適當(dāng)?shù)匦纬蔀榫哂斜鹊诙庵驴刮g圖案pr2的寬度小約0.5μm到5μm的寬度。第一光致抗蝕圖案pr1適當(dāng)?shù)乇茸鳛榧t外線截止濾光器層311形成的包括30到60個(gè)層的介電多層膜厚。介電多層膜的各層需要具有1/4λ的厚度。因此，當(dāng)平均時(shí)，每個(gè)層的厚度為150nm(600nm/4)。因此，介電多層膜的厚度為4.5μm到9μm。因此，第一光致抗蝕圖案pr1與第二光致抗蝕圖案pr2的組合厚度適當(dāng)?shù)乇仍摵穸却筮_(dá)約2μm。

接下來，如圖16中的步驟(a2)所示，形成紅外線截止濾光器層311。

在本實(shí)施例中，如第一實(shí)施例中那樣，紅外線截止濾光器層311形成為覆蓋玻璃晶片301w的形成有光致抗蝕圖案pr的上表面。因此，紅外線截止濾光器層311形成在光致抗蝕圖案pr的上表面上以及玻璃晶片301w的上表面上。

接下來，如圖16中的步驟(a3)所示，去除光致抗蝕圖案pr。

去除在上表面上如上所述地形成有紅外線截止濾光器層311的光致抗蝕圖案pr。因此，紅外線截止濾光器層311在玻璃晶片301w的上表面上形成為期望的圖案。

(2)結(jié)論

如上所述，在本實(shí)施例中，固態(tài)成像器件構(gòu)造成與第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件相同。

因此，在本實(shí)施例中，如第一實(shí)施例中那樣，能夠輕松地實(shí)現(xiàn)改善制造效率，降低成本，改善可靠性，以及減小尺寸。

<4.第四實(shí)施例>

(1)裝置構(gòu)造等

圖17是本公開第四實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分的圖。與圖3相似，圖17示出了固態(tài)成像器件的截面。

如圖17所示，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于紅外線截止濾光器層311d的構(gòu)造。除該差異以及與該差異有關(guān)的點(diǎn)外，本實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。因此，適當(dāng)?shù)厥÷悦枋觯员苊庵貜?fù)。

如圖17所示，如第一實(shí)施例中那樣，紅外線截止濾光器層311d設(shè)置在玻璃基板301的與傳感器部件100相對(duì)的表面上。

如圖17所示，與第一實(shí)施例(圖3)中的紅外線截止濾光器311不同，紅外線截止濾光器層311d設(shè)置成使得其截面形成為錐形。

具體說，紅外線截止濾光器層311d的側(cè)端面發(fā)生傾斜，以使寬度從玻璃基板301側(cè)朝傳感器部件100側(cè)減小。

粘結(jié)層501設(shè)置成覆蓋紅外線截止濾光器層311d的傾斜的側(cè)端面。

圖18是用于說明在本公開的第四實(shí)施例中用于形成紅外線截止濾光器300的制造方法的圖。與圖12相似，圖18示出了紅外線截止濾光器300的截面。

在本實(shí)施例中，如圖18所示，紅外線截止濾光器層311d經(jīng)由步驟(a1)-(a3)形成在玻璃晶片301w上。

首先，如圖18中的步驟(a1)所示，形成紅外線截止濾光器層311d。

紅外線截止濾光器層311d在與第一實(shí)施例中的條件相同的條件下形成，以覆蓋玻璃晶片301w的整個(gè)上表面。

接下來，如圖18中的步驟(a2)所示，對(duì)紅外線截止濾光器層311d進(jìn)行圖案加工。

在形成于玻璃晶片301w的整個(gè)上表面上的紅外線截止濾光器層311d的上表面上形成光致抗蝕圖案prd。將光致抗蝕圖案prd用作掩模，對(duì)紅外線截止濾光器層311d實(shí)施各向同性蝕刻。因此，紅外線截止濾光器層311d被圖案加工使得其截面形成為錐形。

例如，紅外線截止濾光器層311d形成為使得錐形的傾斜角度為接近45°的角度。此外，當(dāng)通過干式蝕刻進(jìn)行圖案加工時(shí)，紅外線截止濾光器層311d形成為使得其側(cè)面是垂直的。

接下來，如圖18中的步驟(a3)所示，去除光致抗蝕圖案prd。

去除如上所述地形成在紅外線截止濾光器層311d的上表面上的光致抗蝕圖案prd。因此，紅外線截止濾光器層311d在玻璃晶片301w的上表面上形成為期望的圖案。

(2)結(jié)論

如上所述，如第一實(shí)施例中那樣，本實(shí)施例中的紅外線截止濾光器層311d形成為在玻璃基板301的與傳感器部件100相對(duì)一側(cè)的表面上，覆蓋與像素區(qū)域pa相對(duì)應(yīng)的部分以及周邊區(qū)域sa的一部分。粘結(jié)層501在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的周緣部分中，與玻璃基板301的未被紅外線截止濾光器層311d覆蓋的部分以及紅外線截止濾光器層311d的周緣部分發(fā)生接觸。

在本實(shí)施例中，與第一實(shí)施例中的紅外線截止濾光器層311不同，紅外線截止濾光器層311d的側(cè)端面發(fā)生傾斜，以使寬度從玻璃基板301側(cè)朝傳感器部件100側(cè)減小。粘結(jié)層501設(shè)置成覆蓋紅外線截止濾光器層311d的傾斜的側(cè)端面。

因此，在本實(shí)施例中，能夠更適當(dāng)?shù)胤乐箘冸x的發(fā)生。

<5.第五實(shí)施例>

(1)裝置構(gòu)造等

圖19、20和21是本公開第五實(shí)施例中的固態(tài)成像器件的主要部分的圖。

與圖2相似，圖19是透視圖。與圖3相似，圖20是截面圖。圖19和20示意性地示出了固態(tài)成像器件的構(gòu)造。與圖5相似，圖21示出了固態(tài)成像器件的截面的一部分。

如圖19、20和21所示，與第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件不同，本實(shí)施例中的固態(tài)成像器件包括邏輯電路部件200。如圖21所示，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于傳感器部件100e的形式。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處還在于粘結(jié)層501e的構(gòu)造。除該差異以及與該差異有關(guān)的點(diǎn)外，本實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。因此，適當(dāng)?shù)厥÷悦枋?，以避免重?fù)。

如圖19和20所示，如第一實(shí)施例中那樣，傳感器部件100e和紅外線截止濾光器300配置成彼此相對(duì)。

如圖20所示，與第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件不同，在傳感器部件100e和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的中心部分未形成中空空腔部600(見圖3)。如第二實(shí)施例中那樣，設(shè)置低折射率層110來覆蓋微型透鏡ml。粘結(jié)層501e設(shè)置在傳感器部件100e和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的整個(gè)表面上。傳感器部件100e和紅外線截止濾光器300通過粘結(jié)層501e粘貼在一起。與第一實(shí)施例中的粘結(jié)層501不同，粘結(jié)層501e設(shè)置在紅外線截止濾光器300和傳感器部件100e的彼此相對(duì)的整個(gè)表面上。換言之，如第二實(shí)施例中那樣，固態(tài)成像器件具有無腔結(jié)構(gòu)。

在傳感器部件100e中，如圖19和20所示，如第一實(shí)施例中那樣，設(shè)置有像素區(qū)域pa和定位成圍繞像素區(qū)域pa的周邊區(qū)域sa。如第一實(shí)施例中那樣，像素區(qū)域pa形成為矩形形狀。沿水平方向x和垂直方向y各自配置有多個(gè)像素(未示出)。然而，在周邊區(qū)域sa中，與第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件不同，外圍電路的一部分或全部并未被設(shè)置。在本實(shí)施例中，未設(shè)置在傳感器部件100e的周邊區(qū)域sa中的外圍電路的一部分或全部被設(shè)置在邏輯電路部件200中。在傳感器部件100e的周邊區(qū)域sa中，設(shè)置了圖4所示的垂直驅(qū)動(dòng)電路13和定時(shí)發(fā)生器18。在邏輯電路部件200中，例如，設(shè)置了圖4所示的列電路14、水平驅(qū)動(dòng)電路15和外部輸出電路17。

如圖21所示，在傳感器部件100e中，在半導(dǎo)體基板101的前表面(下表面)上設(shè)置有配線層111。在傳感器部件100e中，在像素區(qū)域pa中，在半導(dǎo)體基板101的內(nèi)部設(shè)置有光電二極管21。與第一實(shí)施例中的固態(tài)成像器件不同，在像素區(qū)域pa中，彩色濾光器cf和微型透鏡ml依次設(shè)置在半導(dǎo)體基板101的后表面(上表面)上。光電二極管21接收經(jīng)由微型透鏡ml、彩色濾光器cf和配線層111從半導(dǎo)體基板101的后表面?zhèn)热肷涞娜肷涔鈎。換言之，本實(shí)施例中的固態(tài)成像器件是“背面照射型”的圖像傳感器芯片。

如圖19和20所示，邏輯電路部件200配置在傳感器部件100e的與配置有紅外線截止濾光器300的表面相反的表面那側(cè)。邏輯電路部件200電氣地連接至傳感器部件100e。

如圖21所示，邏輯電路部件200包括半導(dǎo)體基板201。例如，半導(dǎo)體基板201由單晶硅形成，并且配置成與傳感器部件100e相對(duì)。

在邏輯電路部件200中，在半導(dǎo)體基板201的位于傳感器部件100e側(cè)的表面上設(shè)置有半導(dǎo)體部件220。半導(dǎo)體部件220是例如mos晶體管。雖然圖中未示出，設(shè)置有多個(gè)半導(dǎo)體部件220以形成圖4所示的外圍電路。配線層211設(shè)置成覆蓋半導(dǎo)體基板201的前表面(上表面)。配線層211是多層配線層，包括多條導(dǎo)線211h和絕緣層211z。配線層211通過交替層疊導(dǎo)線211h和絕緣膜而形成。各導(dǎo)線211h設(shè)置成被絕緣層211z覆蓋。襯墊電極pad設(shè)置在配線層211中。

在邏輯電路部件200中，如圖21所示，在半導(dǎo)體基板101的后表面(下表面)上依次設(shè)置有絕緣層400和導(dǎo)電層401。在導(dǎo)電層401的下表面上設(shè)置有隆起402。

在邏輯電路部件200中，如圖21所示，設(shè)置有貫穿半導(dǎo)體基板201的通路孔vh。換言之，設(shè)置有通硅孔。通路孔vh形成為暴露出設(shè)置于配線層211中的襯墊電極pad的下表面。導(dǎo)電層401經(jīng)由絕緣層400涂覆在通路孔vh的內(nèi)部。在絕緣層400中形成有開口，以暴露襯墊電極pad的下表面的一部分。導(dǎo)電層401形成為掩埋絕緣層400的開口，并電氣地連接至襯墊電極pad。

如圖20所示，傳感器部件100e和邏輯電路部件200被接合。如圖21所示，傳感器部件100e的配線層111與邏輯電路部件200的配線層211接合。配線層111與211通過導(dǎo)線電氣地連接。

(2)結(jié)論

如上所述，如第一實(shí)施例中那樣，本實(shí)施例中的紅外線截止濾光器層311形成為在玻璃基板301的與傳感器部件100e相對(duì)一側(cè)的表面上，覆蓋與像素區(qū)域pa相對(duì)應(yīng)的部分以及周邊區(qū)域sa的一部分。粘結(jié)層501e在傳感器部件100e和紅外線截止濾光器300的彼此相對(duì)的表面的周緣部分中，至少與玻璃基板301上未被紅外線截止濾光器層311覆蓋的部分以及紅外線截止濾光器層311的周緣部分發(fā)生接觸。

因此，在本實(shí)施例中，如第一實(shí)施例中那樣，能夠輕松地實(shí)現(xiàn)改善制造效率，降低成本，改善可靠性，以及減小尺寸。

在本實(shí)施例中，外圍電路的一部分設(shè)置在傳感器部件100e的周邊區(qū)域sa中。然而，固態(tài)成像器件的構(gòu)造并不局限于此。固態(tài)成像器件可以構(gòu)造成將圖4所示的所有外圍電路均設(shè)置在邏輯電路部件200中，而不在傳感器部件100e的周邊區(qū)域sa中設(shè)置外圍電路。此外，可以代替邏輯電路部件200設(shè)置配線板。換言之，固態(tài)成像器件可以通過層疊具有不同功能的多個(gè)半導(dǎo)體芯片而構(gòu)成。

<6.其它>

在實(shí)施本公開時(shí)，本公開并不局限于上述實(shí)施例，可以采用各種變型。

在實(shí)施例中，當(dāng)半導(dǎo)體器件是固態(tài)成像器件時(shí)，固態(tài)成像器件被應(yīng)用于相機(jī)。然而，固態(tài)成像器件并不局限于此。固態(tài)成像器件可以應(yīng)用于例如掃描儀和復(fù)印機(jī)等包括固態(tài)成像器件的其它電子裝置。

在實(shí)施例中，層疊的是兩個(gè)或者三個(gè)半導(dǎo)體芯片。然而，本公開并不局限于此。本公開可以適用于層疊四個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體芯片時(shí)的情況。

此外，可以視情況組合上述實(shí)施例。

在實(shí)施例中，固態(tài)成像器件1相當(dāng)于根據(jù)本公開的固態(tài)成像器件。在實(shí)施例中，相機(jī)40相當(dāng)于根據(jù)本公開的電子裝置。在實(shí)施例中，傳感器部件100、100e相當(dāng)于根據(jù)本公開的固態(tài)成像部件。在實(shí)施例中，半導(dǎo)體基板101和半導(dǎo)體晶片101w相當(dāng)于根據(jù)本公開的半導(dǎo)體基板。在實(shí)施例中，紅外線截止濾光器300相當(dāng)于根據(jù)本公開的光學(xué)濾光器。在實(shí)施例中，玻璃基板301和玻璃晶片301w相當(dāng)于根據(jù)本公開的透明基板。在實(shí)施例中，紅外線截止濾光器層311、311d相當(dāng)于根據(jù)本公開的濾光器層。在實(shí)施例中，粘結(jié)層501、501b和501e相當(dāng)于根據(jù)本公開的粘結(jié)層。在實(shí)施例中，空腔部600相當(dāng)于根據(jù)本公開的空腔部。在實(shí)施例中，像素p相當(dāng)于根據(jù)本公開的像素。在實(shí)施例中，像素區(qū)域pa相當(dāng)于根據(jù)本公開的像素區(qū)域。

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