專利名稱：固態(tài)成像裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)成像裝置及其制造方法，尤其是具有集成在芯片上的顯微透鏡的芯片尺寸封裝的固態(tài)成像裝置。
背景技術(shù)：
由于在可移動(dòng)便攜式電話和數(shù)字照相機(jī)中應(yīng)用固態(tài)成像元件的必要性，對包括CCD(電荷耦合裝置)的更緊湊的固態(tài)成像裝置的需求在增長。
固態(tài)成像裝置已被作為一種類型的固態(tài)成像元件提出，在這種固態(tài)成像裝置中，顯微透鏡被設(shè)置在半導(dǎo)體芯片的各個(gè)光接收區(qū)域中。在固態(tài)成像裝置中，已提出了一種固態(tài)成像裝置，其中，固態(tài)成像裝置被整體封裝，使得氣密部分形成在每個(gè)光接收區(qū)域和相應(yīng)的顯微透鏡之間，從而試圖使固態(tài)成像裝置小型化(JP-A-7-202152)。
這種配置使得在氣密部分表面上的光學(xué)元件，如濾色片、透鏡和棱鏡的印跡和結(jié)合減少。結(jié)果，可嘗試減少封裝尺寸，而不減少顯微透鏡的聚光能力。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在安裝這種固態(tài)成像裝置的時(shí)候，固態(tài)成像裝置被安裝在支承基片上，并且必須嘗試通過諸如焊接方法建立電連接，以便使信號引出至外部，并密封固態(tài)成像裝置。如上所述，這涉及大量工時(shí)，產(chǎn)生了需要消耗大量時(shí)間來安裝的問題。
為此，本發(fā)明人提出的方法包括如下步驟在半導(dǎo)體基片表面上制作多個(gè)固態(tài)成像元件；在半導(dǎo)體基片表面上粘結(jié)光傳輸部件，從而形成與固態(tài)成像元件的各個(gè)光接收區(qū)域相對的間隙；對應(yīng)固態(tài)成像元件形成外部連接終端；以及對每個(gè)固態(tài)成像元件，分離在外部連接終端上形成的被結(jié)合元件。
結(jié)果，形成了緊湊的固態(tài)成像元件，其中使光傳輸部件被粘合，從而形成與固態(tài)成像元件的光接收區(qū)域相對的間隙。
然而，對于這種固態(tài)成像元件，作為小型化處置，粘合至光傳輸部件表面的灰塵引起的圖像噪聲的問題變得更嚴(yán)重。
即使在組裝固態(tài)成像元件的過程中，灰塵很可能粘合至元件上。此外，光傳輸部件的光接收區(qū)域的表面上的瑕疵或外來物，經(jīng)常導(dǎo)致圖像質(zhì)量的變差。
本發(fā)明考慮了所述情況，旨在提供高可靠性的固態(tài)成像裝置，它有高的圖像質(zhì)量，并降低了光傳輸部件表面(也就是，外表面)或光接收區(qū)域表面上的瑕疵或外來物引起的圖像噪聲。
本發(fā)明的目的還在于容易地提供高可靠性的固態(tài)成像裝置。
因此，本發(fā)明提供了一種固態(tài)成像裝置，具有第一表面的半導(dǎo)體基片；在所述半導(dǎo)體基片的第一表面中的固態(tài)成像元件，所述固態(tài)成像元件包括光接收區(qū)域；具有第二表面和第三表面的光傳輸部件，所述第二表面與第三表面相對，其中光傳輸部件和半導(dǎo)體基片的第一表面界定了光傳輸部件第二表面和光接收區(qū)域外表面之間的間隙(也就是，光傳輸部件和半導(dǎo)體基片的第一表面被分開，以在光傳輸部件第二表面和光接收區(qū)域外表面之間界定間隙)；和連接至固態(tài)成像元件的外部連接終端，其中，光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第三表面之間的距離是0.5mm或更多。
借助于這種配置，即使當(dāng)瑕疵，如一片20μm左右的碎片，存在于光傳輸部件的表面時(shí)，投影在固態(tài)成像元件上的陰影密度，可被降低到對成像特性沒有特別的不利影響的程度。
本發(fā)明提出的固態(tài)成像元件，其特征在于，光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第三表面之間的距離不超過1.5mm。
借助于這種配置，即使當(dāng)一片太小以至于不能被視覺觀察到的碎片存在時(shí)，也能防止出現(xiàn)圖像噪聲。進(jìn)一步說，考慮涉及裝置的尺寸和裝置的強(qiáng)度的問題，所述距離優(yōu)選不超過1.5mm。通過設(shè)定從光接收表面至光傳輸部件表面的距離為1.5mm或更少，即使當(dāng)元件被安裝在晶片規(guī)模(waferscale)上時(shí)，也可在不涉及切割處理的生產(chǎn)率惡化的條件下安裝固態(tài)成像元件。
本發(fā)明提出的固態(tài)成像裝置，還包括光傳輸部件的第二表面和半導(dǎo)體基片的第一表面之間的隔離片，使得光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第三表面之間的距離被設(shè)為預(yù)定值。
借助于這種配置，可通過在固態(tài)成像元件基片和光傳輸部件之間插入隔離片來容易地進(jìn)行高精度的定位。
本發(fā)明提出的固態(tài)成像裝置，其特征在于，光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第二表面之間的距離是0.08mm或更多。
借助于這種配置，在形成隔離片的蝕刻過程中，形成5μm左右的粘性外來物。即使在這種情況下，通過設(shè)定光接收區(qū)域和光傳輸部件的光接收區(qū)域的表面之間的距離為0.08mm或更多，圖像噪聲的出現(xiàn)可被防止。
此外，光傳輸部件的光接收區(qū)域的表面上的瑕疵和當(dāng)隔離片被粘合時(shí)產(chǎn)生的氣泡可被抑制到5μm左右的尺寸。因此，通過設(shè)定光接收區(qū)域和光傳輸部件的光接收區(qū)域的表面之間的距離為0.08mm或更多，圖像噪聲的出現(xiàn)可被防止。
由于隔離片的高度(厚度)被制得足夠大，可嘗試減少圖像噪聲。因此，高可靠性的固態(tài)成像元件可被提供，而不涉及成本的增加。因此，圖像噪聲的出現(xiàn)可通過去除在制造過程中產(chǎn)生的粘性外來物而用簡單的方法來防止，而不必使用先進(jìn)的技術(shù)。為了防止固態(tài)成像裝置的尺寸增加，從裝置結(jié)構(gòu)的角度看，光接收區(qū)域表面和光傳輸部件表面之間的距離設(shè)定為0.12mm或更少是比較理想的。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種固態(tài)成像裝置，其特征在于，隔離片包括硅。
借助于這種配置，隔離片在熱膨脹系數(shù)方面與固態(tài)成像元件相似，并且在加工性能方面更優(yōu)越。硅通過蝕刻可被加工成高精度的幾何形狀。相反，如果樹脂被用作隔離片部件，那么在獲得足夠厚度方面將遇到困難。當(dāng)嘗試使用金屬時(shí)，在熱膨脹系數(shù)方面的過大差別存在于隔離片部件和光傳輸部件或固態(tài)成像元件基片之間，這會(huì)使可靠性變差。由于這些原因，當(dāng)金屬被用作隔離片時(shí)，必須在隔離片部件和光傳輸部件或固態(tài)成像元件基片之間插入應(yīng)力消除層。相反，當(dāng)硅被使用時(shí)，硅在熱膨脹系數(shù)方面接近固態(tài)成像元件，并且硅更加可靠。如果42合金或柯伐合金被用作隔離片，那么會(huì)產(chǎn)生在單個(gè)晶片上制作的元件數(shù)量的減少。但是產(chǎn)生了能夠通過濕蝕刻方法加工隔離片的幾何形狀的優(yōu)勢。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種固態(tài)成像裝置，其特征在于，隔離片通過室溫固化型粘結(jié)劑被連接到半導(dǎo)體基片的第一表面和光傳輸部件的第二表面中的至少一個(gè)表面上。
本發(fā)明提出的固態(tài)成像裝置，其特征在于，隔離片通過光固化型粘結(jié)劑被連接到半導(dǎo)體基片的第一表面和光傳輸部件的第二表面中的至少一個(gè)表面上。
例如，當(dāng)光傳輸部件是由在熱膨脹系數(shù)方面與用于形成固態(tài)成像元件基片的硅不同的材料如低α射線玻璃制成時(shí)，則在粘合晶片所需要的熱處理過程中，會(huì)在晶片中產(chǎn)生熱變形。熱應(yīng)力施加在固態(tài)成像元件上，因此，產(chǎn)生可靠性的下降，或者在后續(xù)處理過程中可能產(chǎn)生固定晶片的失敗。然而，固態(tài)成像元件可不經(jīng)受高溫處理，而通過利用室溫固化型粘結(jié)劑或光固化型粘結(jié)劑來制造，由此減少變形的發(fā)生。
本發(fā)明提出的固態(tài)成像裝置，其特征在于，隔離片的寬度是100至500μm。
借助于這種配置，可獲得優(yōu)良的密封特性，形成具有良好布局(也就是，被制作在單個(gè)晶片上的元件數(shù)目)的小的固態(tài)成像裝置。如果隔離片的寬度小于100μm，則出現(xiàn)密封不足，或產(chǎn)生強(qiáng)度失效。此外，如果隔離片的寬度大于500μm，則形成在單個(gè)晶片上的元件數(shù)目減少，這反過來產(chǎn)生了不能使固態(tài)成像元件小型化的問題。
本發(fā)明還提供了一種制造固態(tài)成像裝置的方法，包括如下步驟在半導(dǎo)體基片的第一表面上形成多個(gè)固態(tài)成像元件，每個(gè)固態(tài)成像元件包含光接收區(qū)域；將具有第二和第三表面的光傳輸部件連接至半導(dǎo)體基片的第一表面，所述第二表面與第三表面相對，以便界定光傳輸部件第二表面和光接收區(qū)域外表面之間的間隙，以形成集成的部件(被連接的部件)；形成與固態(tài)成像元件對應(yīng)的外部連接終端(也就是，形成多個(gè)外部連接終端，各個(gè)外部連接終端連接至各個(gè)固態(tài)成像元件)，以形成具有外部連接終端的集成部件；和分開集成部件與對應(yīng)各個(gè)固態(tài)成像元件的外部連接終端，其中，所述間隙可調(diào)整，使得光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第三表面之間的距離為0.5至1.5mm。
借助于這種配置，在晶片規(guī)模上進(jìn)行定位，使得從光接收區(qū)域至光傳輸部件的表面的距離變?yōu)?.5至1.5mm或左右。固態(tài)成像元件通過經(jīng)受集中安裝被集成，然后晶片在每個(gè)固態(tài)成像元件的基礎(chǔ)上被分離。因此，制成了容易制造的、減少了圖像噪聲的并具有高可靠性的固態(tài)成像元件。
本發(fā)明提供的制造固態(tài)成像裝置的方法，其特征在于在連接步驟中，光傳輸部件通過隔離片被連接至半導(dǎo)體基片的第一表面，使得光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第二表面之間的距離為0.08mm或更多。
借助于這種配置，即使當(dāng)瑕疵存在于光傳輸部件的表面中時(shí)，投射在固態(tài)成像元件上的投影的密度，也可被降低到對成像特性沒有特別的不利影響的程度。
更優(yōu)選的是，在連接光傳輸部件的步驟中，準(zhǔn)備光傳輸基片，該光傳輸基片具有與形成固態(tài)成像元件的區(qū)域相對應(yīng)的凹入部分，并且所述光傳輸基片被連接至半導(dǎo)體基片的表面。
借助于這種配置，形成所述凹入部分，通過在光傳輸基片中形成所述凹入部分，使得間隙可被容易地設(shè)置為與各光接收區(qū)域相對。因此，組件的數(shù)量小，制造過程簡單。
理想的是，在連接步驟前，提供通過選擇性地去除半導(dǎo)體基片的表面，從而形成突出部分(隔離片)以包圍光接收區(qū)域的步驟，通過所述突出部分在光接收區(qū)域和光傳輸部件之間形成間隙。
借助于這種配置，通過在預(yù)先形成在半導(dǎo)體基片表面上的各對突出部分之間安裝元件，可容易地高可靠性地提供高可靠性的固態(tài)成像裝置。
連接步驟的特征在于通過設(shè)置在光接收區(qū)域周圍的隔離片，在半導(dǎo)體基片和光傳輸部件之間界定間隙。
本發(fā)明提供的制造固態(tài)成像裝置的方法，其特征在于連接步驟在不超過80℃的溫度下進(jìn)行。
本發(fā)明提供的制造固態(tài)成像裝置的方法，其特征在于連接步驟是使用室溫固化型粘結(jié)劑的步驟。
本發(fā)明提供的制造固態(tài)成像裝置的方法，其特征在于連接步驟是使用光固化型粘結(jié)劑的步驟。
借助于這種配置，即使當(dāng)部件在熱膨脹系數(shù)方面互不相同時(shí)，也能減小粘合后在部件中出現(xiàn)熱變形的可能性。
理想的是，連接步驟具有使用室溫固化型粘結(jié)劑的特征。
借助于這種配置，可在不提高連接溫度的條件下進(jìn)行連接，由此防止熱變形的出現(xiàn)。
連接步驟的特征在于使用光固化型粘結(jié)劑。
這種配置也能在不提高連接溫度的條件下進(jìn)行連接，由此防止熱變形的出現(xiàn)。
此外，作為半固化型粘結(jié)劑被用作粘結(jié)劑的結(jié)果，定位變得容易，更高精度的定位成為可能。
理想的是，所述方法包括用樹脂密封光傳輸部件和半導(dǎo)體基片表面之間的結(jié)合點(diǎn)附近區(qū)域的步驟，使得外部連接部分被暴露。
借助于這種配置，濕氣的入侵被抑制了，高可靠性的固態(tài)成像元件被形成。
與樹脂密封處理相關(guān)的步驟在不超過80℃的溫度下執(zhí)行。
借助于這種配置，可在不提高連接溫度的條件下進(jìn)行連接，由此減少熱變形的出現(xiàn)。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例所述方法制造的固態(tài)成像裝置的橫截面剖視圖；圖1B是固態(tài)成像裝置的主要部件的放大的橫截面剖視圖；圖2A至2D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖3A至3C是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖4A至4D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖5A至5E是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖6A至6D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖7A至7D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖8A至8E是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖9A至9E是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第七個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖10A至10D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第八個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖11A至11D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第九個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖12A至12B是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖13是制造根據(jù)本發(fā)明第十個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖14A至14B是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十一個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖15A至15C是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十二個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖16A至16D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十三個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖17A至17C是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十四個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖18是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十五個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖19A至19D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十六個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖20A至20C是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十七個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖21A至21F是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十八個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖22A至22C是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第十九個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖23A至23D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖24是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十一個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖25A至25E是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十一個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖26是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十二個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖27A至27C是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十三個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖28A至28D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十三個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖29A至29E是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十四個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖30A至30B是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十五個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖31是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十六個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖32是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十七個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖33是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十八個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖34A至34E是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十八個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖35A至35E是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十八個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖36A至36C是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第二十九個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖37A至37C是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖38A至38E是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十一個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖39A至38F是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十二個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖40A至40D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十三個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖41是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十四個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖42A至42D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十四個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖43A至43C是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十四個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖44A至44B是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十五個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖45A至45B是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十六個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖46A至46D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十七個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖47A至47D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十八個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖48A至48D是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第三十九個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖49是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第四十個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖50是顯示了制造根據(jù)本發(fā)明第四十一個(gè)實(shí)施例所述的固態(tài)成像裝置的過程的示意圖；圖51A-51F是顯示本發(fā)明實(shí)施例中利用的貯槽(sump)的幾何形狀的示意圖；和圖52是顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述固態(tài)成像裝置的改進(jìn)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，本發(fā)明實(shí)施例將參考附圖被描述。
(第一個(gè)實(shí)施例)圖1A是固態(tài)成像裝置的橫截面剖視圖，圖1B是固態(tài)成像裝置的主要部件的放大的橫截面剖視圖。如圖1A和1B所示，低α射線玻璃(CG-1，注冊商標(biāo))制造的密封玻璃蓋片200通過隔離片203S被設(shè)置在固態(tài)成像元件基片100的表面上，使得對應(yīng)光接收區(qū)域的間隙C被形成。用作密封玻璃蓋片的玻璃厚度為0.5mm，折射率為1.5。具體而言，作為光傳輸部件并構(gòu)成密封玻璃蓋片200的玻璃基片201，通過隔離片203S，被接合在由硅基片101形成的固態(tài)成像元件基片100的表面，所述硅基片作為半導(dǎo)體基片，其上設(shè)有固態(tài)成像元件102，這樣間隙C被形成了，以對應(yīng)硅基片101的光接收區(qū)域。間隙C的高度——也就是，光接收區(qū)域外表面102a至密封玻璃蓋片的下表面，也就是面對光接收區(qū)域的密封玻璃蓋片的表面201b(第二表面)之間的距離——被設(shè)為0.1mm或左右。光接收區(qū)域外表面102a至密封玻璃蓋片的上表面——也就是密封玻璃蓋片的外表面201a(第三表面)之間的距離——被設(shè)為0.6mm或左右。固態(tài)成像裝置被組成如下也就是，玻璃基片被結(jié)合(連接)在晶片上，以便用集中的方式安裝多個(gè)元件。隨后，硅基片101的外邊緣通過切割被分成碎片形狀。與外部電路(未顯示)的電氣連接通過形成在暴露在玻璃基片201外的硅基片101的外邊緣表面上的焊盤(bonding pad)BP獲得。這里，隔離片203S的高度被設(shè)定為10至500μm，優(yōu)選80至120μm。隔離片的寬度α被設(shè)定為100至150μm或左右。
從圖1B顯示的主要部分的放大橫截面剖視圖中看出，固態(tài)成像元件被排列在固態(tài)成像元件基片上，固態(tài)成像元件基片包括具有RGB濾色片(過濾層)46的硅基片101和設(shè)在其上的顯微透鏡50。
形成所述固態(tài)成像元件，使得溝道截?cái)喹h(huán)28形成于在n型硅基片101a表面上形成的p勢阱101b中，并使得光電二極管14和電荷傳輸元件(垂直電荷傳輸器件(VCCD))33形成夾在其間的各個(gè)溝道截?cái)喹h(huán)。這里，n型摻雜區(qū)域14b形成在p勢阱101b中，從而形成光電二極管14。此外，由深度約為0.3μm的n型摻雜區(qū)域形成的垂直電荷傳輸溝道20形成在p+溝道區(qū)域14a中。垂直電荷傳輸電極32是通過由二氧化硅薄膜形成的柵極絕緣薄膜30，由垂直電荷傳輸溝道20上的多晶硅層形成的，由此構(gòu)成了電荷傳輸元件33。讀柵極溝道(read gate channel)26是由電荷傳輸元件33和讀取信號電荷至垂直電荷傳輸溝道20的光電二極管14之間的p型摻雜區(qū)域形成的。
n型摻雜區(qū)域14b保持暴露在沿著讀柵極溝道26的硅基片101的表面101C(第一表面)上。臨時(shí)被存儲在n型摻雜區(qū)域14b中后，光電二極管14形成的信號電荷通過讀柵極溝道26被讀取。
溝道截?cái)喹h(huán)28是由p+-型摻雜區(qū)域形成的，它存在于垂直電荷傳輸電極32和光電二極管14之間。利用這個(gè)溝道截?cái)喹h(huán)，光電二極管14與垂直電荷傳輸溝道20電氣隔離，同時(shí)與其余的垂直電荷傳輸溝道20電氣隔離，從而垂直電荷傳輸溝道20相互之間不接觸。
此外，垂直電荷傳輸電極32被形成以覆蓋讀柵極溝道26，這樣n型摻雜區(qū)域14b被暴露，并且溝道截?cái)喹h(huán)28的部分被暴露。信號電荷從讀柵極溝道26被傳輸至垂直電荷傳輸電極32，讀信號被應(yīng)用于讀柵極溝道26，并且讀柵極溝道26位于垂直電荷傳輸電極32之下。
垂直電荷傳輸電極32包括，垂直電荷傳輸溝道20以及用來垂直地傳輸光電二極管14的p-n結(jié)形成的信號電荷的垂直電荷傳輸器件(VCCD)33。其中形成有垂直電荷傳輸電極32的基片的表面涂敷有表面保護(hù)薄膜36，由鎢形成的光屏蔽薄膜38被形成在表面保護(hù)薄膜36上。只有光電二極管的光接收區(qū)域40是敞開的，而其它區(qū)域是避光的。
設(shè)置在垂直電荷傳輸電極32上的層覆蓋有用來使表面變平的平化絕緣薄膜43和設(shè)置在其上的光傳輸樹脂薄膜44。過濾層46被形成在光傳輸樹脂薄膜44上。在過濾層46中，紅光過濾層46R、綠光過濾層46G和藍(lán)光過濾層46B與各個(gè)光電二極管14對應(yīng)被連續(xù)地排列，以構(gòu)成預(yù)定的圖案。
過濾層46經(jīng)由平化絕緣薄膜48進(jìn)一步覆蓋有顯微透鏡陣列。該顯微透鏡陣列包括顯微透鏡50，其通過如下方法形成通過利用光刻法的蝕刻方法，在包括折射率為1.3至2.0的感光樹脂的光傳輸樹脂上形成圖案；溶化這樣形成圖案的光傳輸樹脂并通過表面張力使樹脂變圓；冷卻所述圓形化的樹脂。
制造這種固態(tài)成像裝置的過程現(xiàn)在將被描述。圖2A至2D和圖3A至3C是所述方法的制造過程圖。如圖所示，所述方法是基于所謂的晶片規(guī)模CSP方法，其中，在晶片規(guī)模上進(jìn)行定位，元件以集中方式被封裝，從而集成元件；然后晶片被分離成固態(tài)成像元件。這種方法特點(diǎn)在于利用具有隔離片的密封玻璃蓋200，隔離片203被預(yù)先形成。這里，附圖顯示了單個(gè)單元，但實(shí)際上形成了多個(gè)固態(tài)成像元件。
具有隔離片的玻璃基片的形成將首先被描述。
如圖2A所示，通過由UV輻射固化粘結(jié)劑(陽離子劑聚合能量固化粘結(jié)劑)形成的粘結(jié)層202，將成為隔離片的硅基片203粘附在玻璃基片201表面。這里，玻璃基片201是由所謂的α射線玻璃(CG-1注冊商標(biāo))制造的，它在小級別上阻擋α射線，α射線是造成圖像噪音的原因。含有少量的將成為α射線輻射核心的物質(zhì)的材料，優(yōu)選被用作玻璃基片201。此外，α射線的極限值優(yōu)選設(shè)為0.002(DPH/cm2)。如果氣泡被混入粘結(jié)層202，那么氣泡有時(shí)可導(dǎo)致圖像噪聲。這里，粘結(jié)層202優(yōu)選具有5μm或更小的厚度。當(dāng)厚度為5μm或更小時(shí)，具有5μm或更大的厚度的氣泡不能存在。因此，如果光接收表面至玻璃基片下表面的距離被設(shè)為0.08mm或更大，如前所述，圖像噪聲的發(fā)生可被避免。
如圖2B所示，硅基片203通過利用光刻法的蝕刻技術(shù)被蝕刻，同時(shí)抗蝕圖案被留在將成為隔離片的區(qū)域中，從而形成隔離片203S。
接著，如圖2C所示，抗蝕劑被充入隔離片203S之間的區(qū)域，但排除元件之間界定的區(qū)域，同時(shí)用于隔離片203的抗蝕圖案仍然被留下，并且玻璃基片被蝕刻至預(yù)定的深度。結(jié)果，如圖2D所示，內(nèi)部元件的溝槽部分204被形成了。
這里，隔離片的寬度優(yōu)選設(shè)為100至500μm或其左右。如果寬度小于100μm，則密封變得不夠，或隔離片易于發(fā)生強(qiáng)度不足。此外，如果寬度超過500μm或更多，被制作在單個(gè)晶片上的元件數(shù)目將被減少，并將產(chǎn)生不能使固態(tài)成像裝置小型化的問題。此外，考慮粘結(jié)劑的滲出，光接收表面和隔離片之間的距離優(yōu)選設(shè)為50μm或更多。
這里，隔離片是由硅基片制造的。因此，如果在作為玻璃基片基本成分的二氧化硅的蝕刻速度變得充分地快于硅的蝕刻速度的條件下進(jìn)行蝕刻，那么在隔離片的側(cè)壁被暴露于元件之間的區(qū)域時(shí)，蝕刻可被執(zhí)行。在形成內(nèi)部元件溝槽部分204的時(shí)候，切割刀片(砂輪)可被使用。
在蝕刻隔離片時(shí)，唯一的要求是選擇蝕刻條件，使得粘附的外來物的尺寸為5μm或更小。如果粘附的外來物尺寸為5μm或更小，則圖像噪聲的發(fā)生可被防止，只要從光接收表面至玻璃基片下表面之間的距離被設(shè)為0.08mm或更多。
室溫固化型的粘結(jié)層207被形成在隔離片的表面。
光刻法可被再次執(zhí)行，從而形成覆蓋整個(gè)隔離片的側(cè)壁的抗蝕圖案。基片經(jīng)由抗蝕圖案受到蝕刻，從而形成溝槽部分204。密封玻璃蓋片200被獲得，其中溝槽部分204和隔離片203S以前述方式被形成。
為防止圖像噪聲的發(fā)生，隔離片的高度優(yōu)選被設(shè)為0.08mm或更多。此外，為了提高隔離片的生產(chǎn)率，所述高度最好被設(shè)為0.12mm或更少。當(dāng)隔離片203S通過蝕刻被形成時(shí)，蝕刻是在隔離片的側(cè)壁被保護(hù)時(shí)，通過利用C4F8等離子體實(shí)現(xiàn)的。此外，底面利用SF6+O2等離子體，通過各向異性蝕刻被蝕刻。
然后，固態(tài)成像元件基片被制造。如圖3A所示，在制造元件基片的時(shí)候，硅基片101(在這里，6英寸晶片被利用)被事先準(zhǔn)備，切槽104依靠例如蝕刻方法，在硅基片101表面上對應(yīng)分離線的區(qū)域被形成，所述分離線被用來分離固態(tài)成像元件。溝道截?cái)喹h(huán)層的形成、溝道區(qū)域的形成和元件區(qū)域如電荷傳輸電極的形成，通過利用普通硅處理方法來實(shí)現(xiàn)。布線層也在所述表面上形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。
隨后，如圖3B所示，依靠每個(gè)基片外邊緣形成的對齊標(biāo)記進(jìn)行定位，并且密封玻璃蓋片200以前述方式被放置在內(nèi)設(shè)元件區(qū)域的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200依靠室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。與這種方法相關(guān)的處理最好在真空或惰性氣氛如氮?dú)庀聢?zhí)行。在集成時(shí)，可使用具有80℃或更低熱固溫度的熱固性粘結(jié)劑，后文將描述的光固化粘結(jié)劑，或室溫固化粘結(jié)劑。當(dāng)固態(tài)成像元件的表面是Si或金屬時(shí)，結(jié)合(連接)可依靠表面活化室溫結(jié)合(bonding)實(shí)現(xiàn)，而不使用粘結(jié)劑。
然后，玻璃基片的背面經(jīng)過CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)，從而除去玻璃基片201的背面至溝槽部分204。
如圖3C所示，硅基片101的背面以相同方式經(jīng)過CMP，由此基片背面被拋光至切槽104。因此，基片被分離成單個(gè)的固態(tài)成像裝置。
如上所述，元件以集合方式被安裝，接著元件被相互分離，而不涉及各元件的定位和電氣連接，例如引線結(jié)合。因此，元件的制造很容易，并且元件容易處理。
溝槽部分204被預(yù)先在玻璃基片201上形成。在安裝元件后，利用例如CMP方法除去基片的從表面至達(dá)到溝槽部分204的深度的部分。因此，元件的分離被容易地進(jìn)行。
玻璃基片201的邊緣位于上面設(shè)有固態(tài)成像元件的硅基片101的邊緣的內(nèi)側(cè)，并且硅基片101的表面被暴露。這種結(jié)構(gòu)可通過非常簡單的方法高精度地形成；也就是，預(yù)先在玻璃基片上形成凹槽的步驟和在結(jié)合操作后通過例如蝕刻或CMP方法去除基片至此深度的步驟。此外，可容易地形成具有出眾操作性能的結(jié)構(gòu)。在形成元件的表面通過結(jié)合被密封在間隙C中時(shí)，單獨(dú)的固態(tài)成像元件可僅僅通過分離或磨蝕(abrading)操作被形成。因此，高可靠性固態(tài)成像元件可被提供，而不會(huì)對元件造成大量損害且沒有機(jī)會(huì)混入灰塵。
硅基片在厚度上通過CMP被減至大約硅基片厚度的一半，因此可以嘗試使固態(tài)成像元件緊湊和變薄。此外，被結(jié)合至玻璃基片上后，使硅基片變薄，因此基片機(jī)械強(qiáng)度的下降可被防止。
由于設(shè)置在構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片上的焊盤BP通過由隔離片203S和玻璃基片201形成的密封部分被暴露，因此，與外部的電連接可容易地實(shí)現(xiàn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的配置，定位在晶片規(guī)模上被執(zhí)行，元件以集合方式被安裝，由此基片和玻璃蓋片被集成在一起。接著，基片在每個(gè)固態(tài)成像元件的基礎(chǔ)上被分離。因此，可形成容易制造的高可靠性的固態(tài)成像裝置。
在第一個(gè)實(shí)施例中，含有焊盤的布線層是由金層形成的。然而，布線層的材料不限于金。無需說明，另一種金屬如鋁，或另一導(dǎo)體層如硅可被使用。
顯微透鏡陣列還可通過在基片表面上形成透明樹脂薄膜并在預(yù)定深度形成由離子從樹脂薄膜表面的遷移引起的具有梯度折射率的透鏡層而形成。
隔離片材料根據(jù)需要可從42合金、金屬、玻璃、感光的聚酰亞胺和聚碳酸酯樹脂以及硅基片中選取。當(dāng)樹脂被利用時(shí)，要求裝置保證足夠的厚度。
當(dāng)固態(tài)成像元件基片、隔離片和玻璃基片在線性膨脹系數(shù)方面互不相同時(shí)，在粘合后，在基片中會(huì)產(chǎn)生熱變形。為了防止變形的發(fā)生和在變形發(fā)生時(shí)將變形限制在允許范圍內(nèi)，用于結(jié)合的結(jié)合(連接)溫度被設(shè)為室溫左右；尤其在20℃至80℃的范圍內(nèi)。本實(shí)施例中利用的粘結(jié)劑包括環(huán)氧基粘結(jié)劑、氧雜環(huán)丁烷基粘結(jié)劑、硅基粘結(jié)劑和丙烯酸粘結(jié)劑；UV固化型粘結(jié)劑和可見光固化型粘結(jié)劑?？梢砸员≌辰Y(jié)層形式被利用的粘結(jié)劑是理想的，這樣可實(shí)現(xiàn)希望的結(jié)合強(qiáng)度、防止?jié)駳馊肭趾瞳@得高可靠性。
在第一個(gè)實(shí)施例中，作為結(jié)合溫度被改變的結(jié)果產(chǎn)生熱變形的方式被確定。通過觀察使用室溫固化型粘結(jié)劑和熱固性粘結(jié)劑，相對于結(jié)合溫度在20℃、25℃、50℃、80℃和100℃之間變化的各種情況，進(jìn)行結(jié)合時(shí)熱變形如何產(chǎn)生，以此進(jìn)行測試。對于玻璃基片和隔離片之間的結(jié)合以及隔離片和固態(tài)成像元件基片之間的結(jié)合，進(jìn)行有關(guān)的測試。
測試結(jié)果顯示，利用室溫固化型粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)結(jié)合時(shí)熱變形發(fā)生的方式與利用熱固性粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)結(jié)合時(shí)相類似。當(dāng)結(jié)合溫度為20℃和25℃時(shí)，熱變形幾乎不發(fā)生。當(dāng)結(jié)合溫度為50℃時(shí)，熱變形有時(shí)發(fā)生，但熱變形的發(fā)生在允許的范圍內(nèi)。當(dāng)結(jié)合溫度超過80℃時(shí)，在允許范圍內(nèi)的熱變形經(jīng)常發(fā)生。當(dāng)結(jié)合溫度超過100℃時(shí)，熱變形變大，有時(shí)超過允許范圍。
測試結(jié)果顯示結(jié)合溫度優(yōu)選不超過80℃。
當(dāng)光固化型粘結(jié)劑被使用時(shí)，結(jié)合溫度不超過50℃。因此，出眾的結(jié)合狀態(tài)可被獲得，而無熱變形的發(fā)生。
此外，模擬被實(shí)施以確定敏感元件與玻璃之間的最佳距離。模擬的條件包括出瞳值3.5mm，F(xiàn)值3.5，玻璃折射率1.5。
當(dāng)5μm的瑕疵存在于玻璃基片的下表面時(shí)，固態(tài)成像元件的光電二極管部分的光接收表面與基片下表面之間的距離被改變，由此所述距離與投影在固態(tài)成像元件上的瑕疵的陰影的密度之間的關(guān)系被測量。模擬結(jié)果在表1中提供。
表1明顯顯示，當(dāng)光接收表面與玻璃基片之間的距離是0.07mm時(shí)，投影的密度為4.7％，超過4％。因此，光接收表面與玻璃基片之間的距離最好設(shè)在0.08mm或更多。
表1

在光接收表面和玻璃基片上表面之間的距離被改變，并且20μm的瑕疵存在于玻璃基片的上表面的情況下，表2顯示了所述距離與投射在固態(tài)成像元件上的陰影的密度之間的關(guān)系的測量結(jié)果。
表2

如表中明示，當(dāng)光接收表面和玻璃基片的上表面之間的距離是0.4mm或更少時(shí)，陰影的密度變?yōu)?％或以上。
當(dāng)背景是均勻的時(shí)候，如當(dāng)天空作為背景時(shí)，投影在固態(tài)成像元件的光接收表面上的陰影的密度為4％。所述背景在印刷的圖像中是明顯的。因此，當(dāng)陰影密度被設(shè)定為4％或更少的值時(shí)，印刷的圖像不受這種瑕疵的影響。
測試結(jié)果顯示玻璃基片的表面與CCD之間的間隔必須為0.08mm或更多。優(yōu)選，玻璃基片和CCD以0.12mm左右距離相互分離。
即使當(dāng)20μm的一塊碎片位于玻璃基片的表面上時(shí)，光接收表面至玻璃基片上表面的所需距離僅為0.5mm或更多。
此外，相似的模擬產(chǎn)生了光接收表面至玻璃基片上表面的所需距離在F值為11時(shí)，應(yīng)當(dāng)僅為1.5mm或更多的結(jié)果。從上述結(jié)果，如果光接收表面至玻璃基片上表面的距離被設(shè)為0.5mm至1.5mm，即使當(dāng)存在非常小的多塊碎片以至不能在表面上察覺時(shí)，圖像噪聲的發(fā)生仍可被防止。此外，考慮與大厚度玻璃的切割生產(chǎn)率變差和裝置尺寸相關(guān)的問題，光接收表面至玻璃基片上表面的距離最好是1.5mm或更少。
(第二個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第一個(gè)實(shí)施例中，切槽104在構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101上被預(yù)先形成。通過使用由與固態(tài)成像元件基片相同的硅制成的具有0.1mm厚度的隔離片，固態(tài)成像元件基片被結(jié)合在由低α射線玻璃制成的密封玻璃蓋片上。硅基片101的背面經(jīng)受CMP，直到到達(dá)切槽104，從而在變?yōu)橄嗤《葧r(shí)，分離硅基片101。本實(shí)施例的特點(diǎn)在于硅基片101被分離而不需要形成切槽。在其它方面，第二個(gè)實(shí)施例以與第一個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
圖4A至4D顯示了第二個(gè)實(shí)施例所述的結(jié)合和分離方法。如圖4A所示，硅基片101被作為起始材料。溝道截?cái)喹h(huán)、溝道區(qū)域和元件區(qū)域102例如電荷傳輸電極通過普通硅處理方法被形成。此外，布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。
隨后，如圖4B，依靠每個(gè)基片外邊緣形成的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)，并且密封玻璃蓋片200以前述方式被放置在其中設(shè)有元件區(qū)域的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200依靠室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。此時(shí)，沒有切槽被形成在硅基片101上，因此可獲得高機(jī)械強(qiáng)度。
如圖4C所示，硅基片101的背面以與第一個(gè)實(shí)施例的情況相同的方式經(jīng)受CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)，由此玻璃基片201的背面被除去至溝槽部分204。因此，基片被分離成單個(gè)的固態(tài)成像裝置。
通過上述步驟，玻璃基片301厚度的減少和玻璃基片被分離成多塊可同時(shí)被完成。
如圖4D所示，硅基片101和玻璃基片201是利用金剛石刀片(砂輪)從玻璃基片201的一部分切割，從而使固態(tài)成像裝置相互分離。
根據(jù)這種方法，本實(shí)施例制造的固態(tài)成像裝置在厚度上大于第一個(gè)實(shí)施例制造的固態(tài)成像裝置。然而，可形成高可靠性的固態(tài)成像裝置。
(第三個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第一個(gè)實(shí)施例中，切槽104在構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101上被預(yù)先形成。結(jié)合操作后，硅基片101的背面經(jīng)受CMP直到到達(dá)切槽104，從而在變?yōu)橄嗤《葧r(shí)，分離硅基片101。然而，在本實(shí)施例中，具有50至700μm厚度的硅基片制成的隔板(dummy plate)301通過粘結(jié)層302被粘合在硅基片101的背面。隔板被粘合后，切槽304以達(dá)到隔板301的深度在隔板301上形成。
于是，粘結(jié)層302在分離步驟被軟化，以使粘結(jié)層的粘性喪失，從而去除隔板301。
在其它方面，第三個(gè)實(shí)施例以與第一個(gè)實(shí)施例相同的方式被制造。
圖5A至5E顯示了第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)合和分離步驟。硅基片101被作為起始材料。溝道截?cái)喹h(huán)、溝道區(qū)域和元件區(qū)域如電荷傳輸電極通過使用普通硅處理方法形成。此外，布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。隨后，如圖5A所示，硅基片制成的隔板301通過粘結(jié)層302被粘合在硅基片101的背面。
如圖5B所示，切槽304從硅基片101的形成元件的表面一側(cè)利用金剛石刀片(砂輪)形成。
隨后，如圖5C所示，依靠設(shè)置在固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200的外邊緣的對齊標(biāo)記(未顯示)，定位被實(shí)現(xiàn)，并且低α射線玻璃制成的密封玻璃蓋片200被放置在以前述方式形成的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200通過室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。這里，具有通過圖2A至2C所示步驟形成的且厚度為0.1mm的隔離片203S和室溫固化型的粘結(jié)層207的玻璃基片，被用作玻璃基片。雖然此時(shí)切槽304被形成以穿透硅基片101，但是硅基片被隔板301固定，從而獲得高的機(jī)械強(qiáng)度。
如圖5D所示，玻璃基片的背面以與第一個(gè)實(shí)施例情況的相同方式經(jīng)受CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)，從而玻璃基片201的背面被去除至溝槽部分204。
通過上述步驟，在玻璃基片厚度上的減少和玻璃基片被分離成多塊可同時(shí)被完成。
如圖5E所示，設(shè)置在硅基片101背面的粘結(jié)劑302被軟化，以去除隔板301，從而固態(tài)成像裝置被相互分離。這里，軟化點(diǎn)低于用來結(jié)合隔離片至玻璃基片201的粘結(jié)層202的軟化點(diǎn)的材料優(yōu)選被作為粘結(jié)層302。
根據(jù)這種方法，固態(tài)成像元件基片100在被結(jié)合之前預(yù)先在隔板201上經(jīng)受切割。因此，本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置在結(jié)合后承受比第一個(gè)實(shí)施例的固態(tài)成像裝置所承受的應(yīng)力更小的應(yīng)力，從而制造產(chǎn)量被提高了。此外，可嘗試提高固態(tài)成像元件的可靠性。
在該實(shí)施例中，玻璃基片和隔離片可利用粘結(jié)層被結(jié)合在一起。然而，結(jié)合也可以通過陽極結(jié)合(anodic bonding)或表面活化室溫結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。陽極結(jié)合使得容易獲得耐用的結(jié)合。
在第一至第三個(gè)實(shí)施例中，CMP被用來減少玻璃基片的厚度。然而，也可應(yīng)用研磨方法、拋光方法和蝕刻方法。
(第四個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第一個(gè)實(shí)施例中，溝槽部分204在構(gòu)成由低α射線玻璃制成的密封玻璃蓋片200的玻璃基片201的對應(yīng)內(nèi)部元件區(qū)域的區(qū)域上被預(yù)先形成。固態(tài)成像元件基片被結(jié)合在玻璃基片上后，玻璃基片201的背面經(jīng)受CMP，從而相互分離元件。本實(shí)施例的特點(diǎn)在于其中沒有形成凹入部分的玻璃基片被結(jié)合在固態(tài)成像元件基片上；還在于分離元件的時(shí)候，分離線附近通過切割或激光被蒸發(fā)，從而調(diào)整各固態(tài)成像元件的玻璃基片201的邊緣，以便相對于構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101的邊緣到達(dá)內(nèi)部位置。在其它方面，第四個(gè)實(shí)施例以與第一個(gè)實(shí)施例相同的方式構(gòu)造。
根據(jù)這種方法，如圖2B所示，玻璃基片的處理在形成0.1mm厚的隔離片的時(shí)間點(diǎn)上被停止。通過結(jié)合隔離片203S與平玻璃基片201形成的玻璃基片被用作起始材料。
如圖6A所示，硅基片101(在這里，6英寸晶片被利用)被事先準(zhǔn)備，切槽104依靠例如蝕刻方法，在硅基片101表面上與分離線對應(yīng)的區(qū)域上形成，所述分離線被用來分離固態(tài)成像元件。溝道截?cái)喹h(huán)的形成、溝道區(qū)域的形成和元件區(qū)域如電荷傳輸電極的形成，通過普通硅處理方法來實(shí)現(xiàn)。布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。
隨后，如圖6B所示，依靠每個(gè)基片外邊緣形成的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)，并且密封玻璃蓋片200被放置在以前述方式形成的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200通過室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。
隨后，如圖6C所示，分離線附近利用切割或激光從玻璃基片的背部被蒸發(fā)，分離是通過調(diào)整各固態(tài)成像元件的玻璃基片201的邊緣來實(shí)現(xiàn)的，以便相對于構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101邊緣到達(dá)內(nèi)部位置。
如圖6D所示，硅基片101的背面以相同方式經(jīng)受CMP，硅基片的背面被拋光至切槽104，從而相互分離固態(tài)成像裝置。這種方法不限于CMP，而研磨、拋光或蝕刻也可被使用。
如上所述，固態(tài)成像裝置在以集合方式安裝后被相互分離。因此，固態(tài)成像裝置容易制造和處理。
溝槽部分204沒有預(yù)先形成在玻璃基片201上，玻璃基片201的邊緣利用切割或激光通過蒸發(fā)(evaporation)被去除。因此，分離可非常容易地實(shí)現(xiàn)。
如上所述，可通過簡單的處理，例如由切割或激光產(chǎn)生的蒸發(fā)，來高精度地形成如下的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中玻璃基片201的邊緣被放置在其上安裝有CCD的硅基片的邊緣的內(nèi)側(cè)，從而暴露硅基片101的表面。
由于玻璃基片直到分離步驟保持相同的厚度，所以熱變形或變形可被減少。
(第五個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第四個(gè)實(shí)施例中，切槽104在構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101上被預(yù)先形成。結(jié)合操作后，硅基片101的背面經(jīng)受CMP直到到達(dá)切槽104，從而在變?yōu)橄嗤《葧r(shí)，分離硅基片101。然而，本實(shí)施例的特點(diǎn)在于硅基片101在沒有形成切槽的情況下被分離，并且硅基片的厚度完全按原樣被保留。與第四個(gè)實(shí)施例的情況相同，玻璃基片201被結(jié)合在硅基片101上，而沒有在玻璃基片201上形成溝槽部分204，而分離操作時(shí)，邊緣被蒸發(fā)。在其它方面，第五個(gè)實(shí)施例以與第一個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
圖7A至7D顯示了第五個(gè)實(shí)施例的結(jié)合和分離步驟。如圖7A所示，硅基片101被作為起始材料。溝道截?cái)喹h(huán)、溝道區(qū)域和元件區(qū)域如電荷傳輸電極通過使用普通硅處理方法形成。此外，布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。
隨后，如圖7B所示，依靠每個(gè)基片的外邊緣的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)，并且密封玻璃蓋片200以前述方式被放置在其中設(shè)有元件區(qū)域的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200通過室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。此時(shí)，沒有切槽和凹入部分在硅基片101和玻璃基片201中形成，從而高的機(jī)械強(qiáng)度被獲得了。
接著，如圖7C所示，分離線的附近利用切割或激光從玻璃基片的背面被蒸發(fā)，與第四個(gè)實(shí)施例的情況相同。分離是通過調(diào)整各固態(tài)成像元件的玻璃基片201的邊緣來實(shí)現(xiàn)的，以便相對于構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101的邊緣到達(dá)內(nèi)部位置。
最后，如圖7D所示，固態(tài)成像元件基片利用金剛石刀片(砂輪)從玻璃基片201的0一部分處切開，從而相互分離固態(tài)成像裝置。
根據(jù)這種方法，本實(shí)施例制造的固態(tài)成像裝置在厚度上大于第一個(gè)實(shí)施例制造的固態(tài)成像裝置。然而，可形成高可靠性的固態(tài)成像裝置。
(第六個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第四個(gè)實(shí)施例中，切槽104在構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101上被預(yù)先形成，并且硅基片101的背面經(jīng)受CMP，從而分離硅基片101。此外，在第五個(gè)實(shí)施例中，切槽104沒有在構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101上被預(yù)先形成。結(jié)合操作后，硅基片101利用金剛石刀片(砂輪)被相互分離，從而分離硅基片101。然而，在本實(shí)施例中，具有50至700μm厚度的硅基片制成的隔板301通過粘結(jié)層302被粘合在硅基片101的背面，從而避免了在密封玻璃蓋片200被結(jié)合至固態(tài)成像元件基片101后，分離硅基片101的必要。在隔板被粘合后，切槽304以達(dá)到隔板301的深度在隔板301上被形成。
于是，粘結(jié)層302在分離步驟被軟化，以使粘結(jié)層的粘性喪失，從而去除隔板301。
在其它方面，第六個(gè)實(shí)施例以與第四和第五實(shí)施例相同的方式被制造。
圖8A至8E顯示了第六個(gè)實(shí)施例的結(jié)合和分離步驟。硅基片101被作為起始材料。溝道截?cái)喹h(huán)、溝道區(qū)域和元件區(qū)域如電荷傳輸電極通過普通硅處理方法形成。此外，布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。隨后，如圖8A所示，具有50至700μm厚度的硅基片制成的隔板301通過粘結(jié)層302被粘合在硅基片101的背面。
如圖8B所示，切槽304通過金剛石刀片(砂輪)從硅基片101的元件形成表面一側(cè)被形成。
隨后，如圖8C所示，依靠設(shè)置在固態(tài)成像元件基片和密封玻璃蓋片200的外邊緣處的對齊標(biāo)記(未顯示)，定位被實(shí)現(xiàn)，并且低α射線玻璃制成的密封玻璃蓋片200被放置在以前述方式形成的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200依靠室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。這里，用于作為密封玻璃蓋片200的玻璃基片201的玻璃基片是這樣的玻璃基片，在該玻璃基片中的厚度為0.1mm的隔離片203S是通過在玻璃基片201上形成的硅基片上以與圖2A至2C所示步驟相同的方式形成圖案來形成的。室溫固化型粘結(jié)層207形成在隔離片203S的端面上。雖然此處切槽304被形成以穿透硅基片101，但是硅基片被隔板301固定，從而獲得了高的機(jī)械強(qiáng)度。
如圖8D所示，分離線的附近利用切割和激光從玻璃基片的背面被蒸發(fā)，與第四個(gè)實(shí)施例的情況相同。分離是通過調(diào)整各固態(tài)成像元件的玻璃基片201的邊緣來實(shí)現(xiàn)的，以便相對于構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101的邊緣到達(dá)內(nèi)部位置。
如圖8E所示，設(shè)置在硅基片101背面的粘結(jié)劑302被軟化，以去除隔板301，從而固態(tài)成像裝置被相互分離。這里，軟化點(diǎn)低于用來結(jié)合隔離片至玻璃基片201的粘結(jié)層202的軟化點(diǎn)的材料優(yōu)選被作為粘結(jié)層302。
根據(jù)這種方法，固態(tài)成像元件基片100在被結(jié)合之前預(yù)先在隔板201上經(jīng)受切割。因此，本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置在結(jié)合后承受比第一個(gè)實(shí)施例的固態(tài)成像裝置承受的應(yīng)力更小的應(yīng)力，從而生產(chǎn)產(chǎn)量被提高了。此外，也進(jìn)行了嘗試以提高固態(tài)成像元件的可靠性。
在第四至第六個(gè)實(shí)施例中，玻璃基片的切割可利用劃線或蝕刻來實(shí)現(xiàn)。
(第七個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第七個(gè)實(shí)施例將被描述。在第六個(gè)實(shí)施例中，具有50至700μm厚度的硅基片制成的隔板301通過粘結(jié)層302被粘合在硅基片101的背面。在隔板被粘合后，切槽304以達(dá)到隔板301的深度在隔板301上被形成。硅基片101被結(jié)合在玻璃基片201上后，粘結(jié)層302在將固態(tài)成像元件基片分離成單個(gè)的固態(tài)成像元件的過程中被軟化，固態(tài)成像元件是依靠去除隔板301而分離的。在本實(shí)施例中，具有50至700μm厚度的硅基片制成的隔板401通過粘結(jié)層402被粘合在玻璃基片201的背面。在隔板被粘合后，凹入部分404以達(dá)到隔板401的深度被形成。硅基片101被結(jié)合在玻璃基片201上后，粘結(jié)層402在將固態(tài)成像元件基片分離成單個(gè)的固態(tài)成像元件的過程中被軟化，固態(tài)成像元件是依靠去除隔板401而分離的。
與第二個(gè)和第四個(gè)實(shí)施例的情況相同，沒有形成分離槽或隔板的硅基片被用作構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101。最后，硅基片依靠金剛石刀片(砂輪)被切割和分開。
結(jié)合和分離步驟被顯示在圖9A至9E中。
如圖9A所示，具有50至700μm厚度的硅基片制成的隔板401通過粘結(jié)層402被粘合在玻璃基片201的背面。在隔板被粘合后，硅基片203通過粘結(jié)層202被粘合在粘結(jié)層402上。如圖2A至2C描述的第一個(gè)實(shí)施例的情況，硅基片203利用光刻法經(jīng)受蝕刻，從而形成具有0.1mm厚度的隔離片203S。
如圖9B所示，與第一個(gè)實(shí)施例的情況相同，與固態(tài)成像元件之間的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域再一次被有選擇地蝕刻，從而形成具有達(dá)到隔板401深度的凹入部分404。此外，凹入部分可通過半切割形成。
硅基片101被作為起始材料。溝道截?cái)喹h(huán)、溝道區(qū)域和元件區(qū)域如電荷傳輸電極通過普通硅處理方法形成。此外，布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。隨后，如圖9C所示，依靠設(shè)置在固態(tài)成像元件基片100和低α射線玻璃制成的密封玻璃蓋片200的外邊緣的對齊標(biāo)記(未顯示)，定位被實(shí)現(xiàn)。具有隔板401的密封玻璃蓋片200被放置在以前述方式形成的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200通過室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。
如圖9D所示，粘結(jié)層402依靠加熱被軟化，從而去除隔板401。結(jié)果，玻璃基片201被分離了。
如圖9E所示，硅基片101制成的固態(tài)成像元件基片利用金剛石刀片(砂輪)被切割，從而相互分離固態(tài)成像裝置。
根據(jù)這種方法，構(gòu)成密封玻璃蓋片200的玻璃基片201在被結(jié)合之前被預(yù)先利用切割或蝕刻在隔板401上被切割。因此，本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置在結(jié)合后承受比第一個(gè)實(shí)施例的固態(tài)成像裝置承受的應(yīng)力更小的應(yīng)力，從而生產(chǎn)量被提高了。此外，也進(jìn)行了嘗試以提高固態(tài)成像元件的可靠性。
(第八個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第八個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第七個(gè)實(shí)施例中，構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101以其現(xiàn)有的形式經(jīng)受結(jié)合，而沒有預(yù)先在硅基片上形成切槽104。最后，固態(tài)成像元件基片依靠金剛石刀片(砂輪)被切割。然而，本實(shí)施例特點(diǎn)在于切槽104被預(yù)先形成在構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101上，還在于硅基片在結(jié)合后通過CMP從其背面被拋光，直到基片被拋光至切槽104，從而分離硅基片101，同時(shí)減小硅基片101的厚度。在其它方面，第八個(gè)實(shí)施例以與第七個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
特別是，圖10A至10D顯示了第八個(gè)實(shí)施例的結(jié)合和分離步驟。如圖10A所示，具有切槽104的硅基片101在這里被作為起始材料。溝道截?cái)喹h(huán)、溝道區(qū)域和元件區(qū)域102如電荷傳輸電極通過使用普通硅處理方法形成。此外，布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。
隨后，如圖10B所示，依靠設(shè)置在各基片外邊緣的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)。以與第七個(gè)實(shí)施例相同的方式由低α射線玻璃制成的密封玻璃蓋片200(具有隔板401)被放置在固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200依靠室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。
如圖10C所示，固態(tài)成像元件基片100的背面經(jīng)受CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)，從而硅基片101的背面被去除至切槽104。
通過這種方法，固態(tài)成像元件基片在厚度上的減小和玻璃基片被分離成多塊可同時(shí)獲得。甚至在這種情況下，研磨、拋光或蝕刻可被利用來替代CMP方法。
如圖10D所示，粘結(jié)層402可被加熱和軟化，從而去除隔板401。
(第九個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第九個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第七個(gè)實(shí)施例中，構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101以其現(xiàn)有的形式經(jīng)受結(jié)合，而沒有預(yù)先在硅基片上形成切槽104。最后，固態(tài)成像元件基片依靠金剛石刀片(砂輪)被切割。然而，在本實(shí)施例中，隔板被預(yù)先形成在構(gòu)成固態(tài)成像元件基片100的硅基片101和構(gòu)成密封玻璃蓋片200的玻璃基片201上。在結(jié)合操作前，切槽104和溝槽部分204已被形成。在結(jié)合操作后，粘結(jié)層402和302依靠去除隔板301和401相互分離。在其它方面，第九個(gè)實(shí)施例以與第七個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
特別是，圖11A至11D顯示了第九個(gè)實(shí)施例的結(jié)合和分離步驟。具有結(jié)合在其上的隔板301的硅基片101被作為起始材料。溝道截?cái)喹h(huán)、溝道區(qū)域和元件區(qū)域102，如電荷傳輸電極通過普通硅處理方法形成。此外，布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。
隨后，如圖11B所示，切槽304以達(dá)到隔板301的方式被形成在隔板301上。
與第七個(gè)和第八個(gè)實(shí)施例的情況相同，隔板401被粘合在密封玻璃蓋片200上，凹入部分404依靠蝕刻或切割被形成。
然后，如圖11C所示，依靠設(shè)置在各基片外邊緣的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)。具有測試基片(dummy substrate)401且以第七個(gè)實(shí)施例描述的方式形成的密封玻璃蓋片200被放置在具有測試基片301的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200通過室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。
如圖11D所示，粘結(jié)層402和203被軟化以去除測試基片301、401，從而將固態(tài)成像元件分成多塊。
具有基本上相同的軟化溫度的粘結(jié)劑被用于粘結(jié)層302、402，并可同時(shí)被軟化。
兩個(gè)粘結(jié)層中的一個(gè)被軟化和去除后，粘結(jié)層已經(jīng)被去除的基片通過帶的方式被固定，剩下的粘結(jié)層可通過軟化方式被去除。
依靠這種配置，固態(tài)成像元件不易受結(jié)合后的過多的應(yīng)力的影響，從而減少在固態(tài)成像元件上造成的損害。
(第十個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十個(gè)實(shí)施例將被描述。
如圖2A和2B所示，在第一至第九個(gè)實(shí)施例中，在密封玻璃蓋片200(其中形成有0.1mm厚的隔離片203S)形成的時(shí)候，將成為隔離片的硅基片203通過粘結(jié)層被粘合在玻璃基片201上。硅基片203依靠光刻法的蝕刻方法被形成圖案，切槽104被形成。然而，在本實(shí)施例中，如圖12A至12B所示，隔離片203S被蝕刻在隔板501上。隨后，隔離片203S通過粘結(jié)層202被粘合在玻璃基片201上。在其它方面，第十個(gè)實(shí)施例以與前述的實(shí)施例相同的方式制造。
如圖12A所示，將成為隔離片的硅基片203通過軟化溫度為50℃至150℃左右的粘結(jié)層502被粘合在硅基片制成的隔板501上。硅基片203依靠光刻法的蝕刻方法被圖案化，從而形成隔離片203S。
如圖12B所示，玻璃基片201通過軟化溫度為100℃至200℃或左右的粘結(jié)層202被粘合在隔離片203S上。
粘合至玻璃基片201上后，基片被加熱至粘結(jié)層202不軟化而粘結(jié)層502變軟的溫度(也就是，大約50℃至150℃或左右)，從而軟化粘結(jié)層502以去除隔板501。因此，具有隔離片的密封玻璃蓋片200被形成了。
這種方法不需要在玻璃基片上處理隔離片，因此防止了在玻璃基片上發(fā)生瑕疵，否則它將是形成模糊不清的原因。
用于隔板的粘結(jié)層502應(yīng)經(jīng)得住在光刻法中應(yīng)用的烘烤溫度。由于必須去除隔板501，用來使隔離片203S粘合在玻璃基片201的粘結(jié)層202必須在軟化溫度上比粘合層502高足夠多。
當(dāng)凹入部分必須被形成在玻璃片上時(shí)，溝槽部分204應(yīng)在粘結(jié)層被粘合前依靠切割或蝕刻形成，如圖13所示。去除隔板501后，突出和凹入必須依靠切割或蝕刻形成。
切割和截?cái)嗖襟E與圖3至5所示的相同，它們已在第一至第三個(gè)實(shí)施例中被描述。
(第十一個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十一個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第一至第十個(gè)實(shí)施例中，隔離片203S被單獨(dú)形成，并利用粘結(jié)層粘合。然而，在本實(shí)施例中，隔離片206通過在由低α射線玻璃制成的玻璃基片201上利用光刻法的刻蝕方法形成凹入部分205而形成。在其它方面，第十一個(gè)實(shí)施例以與前述的實(shí)施例相同的方式制造。
具體而言，如圖14A所示，玻璃基片201被準(zhǔn)備。
如圖14B所示，凹入部分205是利用光刻法的刻蝕方法形成的，從而形成設(shè)有隔離片206的玻璃基片。
利用這種配置，隔離片206被整體地形成，從而制造很容易，并且沒有位置移動(dòng)產(chǎn)生。此外，在被結(jié)合的部分，沒有變形的可能性。
(第十二個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十二個(gè)實(shí)施例將被描述。
第十一個(gè)實(shí)施例描述了形成密封玻璃蓋片200的方法，所述密封玻璃蓋片具有整體形成的厚度為0.1mm的隔離片206。然而，如圖15A至15C所示，也可預(yù)先通過蝕刻形成溝槽部分204。
在本實(shí)施例中，凹入部分205利用光刻法的蝕刻方法在玻璃基片201上被形成，從而整體地形成隔離片206。作為形成溝槽部分204的結(jié)果，用于制成密封玻璃蓋片200邊緣的玻璃基片的溝槽部分204相對于利用蝕刻形成的固態(tài)成像元件基片100的邊緣進(jìn)入內(nèi)側(cè)。因此，變形發(fā)生的機(jī)會(huì)被減小，從而方便了分離步驟。
具體而言，如圖15A所示，玻璃基片201被準(zhǔn)備。
如圖15B所示，凹入部分205利用光刻法的刻蝕方法在玻璃基片201上被形成。
隨后，如圖15C所示，玻璃基片201利用光刻法的蝕刻方法被進(jìn)一步更深地蝕刻，從而整體地形成溝槽部分204和隔離片206。
這些處理步驟在蝕刻深度上互相不同，因此需要兩個(gè)蝕刻操作。將會(huì)成為掩膜的抗蝕圖案可被形成雙層結(jié)構(gòu)。按照一種可能的方法，蝕刻用來形成隔離片的溝槽部分204后，只有上面的抗蝕圖案被有選擇地去除，從而在只有下面的抗蝕圖案被作為掩膜的時(shí)候執(zhí)行蝕刻。
結(jié)合和分離步驟與圖3至圖5所示的相同，它們已在與第一至第三個(gè)實(shí)施例中被描述。
(第十三個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十三個(gè)實(shí)施例將被描述。
第十一個(gè)和第十二個(gè)實(shí)施例描述了形成密封玻璃蓋片200的方法，所述密封玻璃蓋片具有整體形成的厚度為0.1mm的隔離片206。然而，如圖16A至16D所示，用作隔離片的硅基片203被粘合在形成有溝槽部分204的玻璃基片201上。接著，基片可通過利用光刻法的蝕刻方法被有選擇地去除，從而形成隔離片203S。在其它方面，第十三個(gè)實(shí)施例以與第十一個(gè)和第十二個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
在本實(shí)施例中，溝槽部分204利用光刻法的蝕刻方法在玻璃基片201上被形成，從而整體地形成隔離片206。用于制成密封玻璃蓋片200邊緣的玻璃基片的溝槽部分204，相對于利用蝕刻形成的固態(tài)成像元件基片100的邊緣進(jìn)入內(nèi)側(cè)。因此，變形發(fā)生的機(jī)會(huì)被減小，從而方便了分離步驟。
具體而言，如圖16A所示，玻璃基片201被準(zhǔn)備。
如圖16B所示，溝槽部分204利用光刻法的刻蝕方法在玻璃基片201上被形成，從而形成溝槽部分204。
隨后，如圖16C所示，硅基片203，作為隔離片的基片，通過粘結(jié)層202被粘合在玻璃基片201上。
此外，如圖16D所示，隔離片203S利用光刻法的蝕刻方法被整體地形成。
利用這種方法，具有高可靠性隔離片的密封玻璃蓋片200可被高精度地形成。
切割和截?cái)嗖襟E與圖3至圖5所示的相同，它們已在第一至第三個(gè)實(shí)施例中被描述。
(第十四個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十四個(gè)實(shí)施例將被描述。
如圖16A至16D所示，在第十三個(gè)實(shí)施例中，厚度為0.1mm的將作為隔離片的硅基片203通過粘結(jié)劑粘合在玻璃基片201上。硅基片203利用光刻法的蝕刻方法被形成圖案，從而形成低α射線玻璃制成的密封玻璃蓋片200。然而，在本實(shí)施例中，如圖17A和17B所示，隔離片203S被蝕刻在隔板501上。隨后，隔離片203通過粘結(jié)層202粘合在其上設(shè)有溝槽部分204的玻璃基片201上。在其它方面，第十四個(gè)實(shí)施例以與第十三個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
具體而言，將成為隔離片的硅基片203通過軟化溫度為50℃至150℃左右的粘結(jié)層502被粘合在由硅基片制成的隔板501上。如圖17A所示，硅基片203依靠光刻法的蝕刻方法被形成圖案，從而形成隔離片203S。
如圖17B所示，具有溝槽部分204的玻璃基片201通過軟化溫度為100℃至200℃或左右的粘結(jié)層202被粘合在隔離片203S上。
粘合至玻璃基片201上后，粘結(jié)層502被加熱50℃至150℃左右，該溫度范圍為粘結(jié)層202不發(fā)生軟化的溫度范圍，從而粘結(jié)層502被軟化以去除隔板501，因此形成具有隔離片的密封玻璃蓋片200，如圖17C所示。
這種方法不需要在玻璃基片上處理隔離片，因此防止在玻璃基片上發(fā)生瑕疵，否則這將是形成模糊不清的原因。
結(jié)合和分離步驟與圖3至5所示的相同，它們已在第一至第三個(gè)實(shí)施例中被描述。
(第十五個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十五個(gè)實(shí)施例將被描述。
第十二至第十四個(gè)實(shí)施例描述了制造密封玻璃蓋片200的方法，所述密封玻璃蓋片設(shè)有用來方便分離步驟的溝槽部分204，設(shè)有厚度為0.1mm的隔離片，并由低α射線玻璃制成。第十五至第十七個(gè)實(shí)施例的特點(diǎn)在于玻璃基片依靠將隔板401粘合在玻璃基片上和形成溝槽部分204預(yù)先進(jìn)行分離，還在于固態(tài)成像元件在結(jié)合后依靠軟化粘結(jié)層402被分離成多塊。在其它方面，第十五個(gè)實(shí)施例以與第十四個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
圖15A至15C顯示的實(shí)施例中，溝槽部分204被形成在具有整體隔離片的密封玻璃蓋片的玻璃基片上，從而方便玻璃基片的分離。然而，在本實(shí)施例中，如圖18所示，通過粘結(jié)層402去除玻璃基片制成的隔板401，分離可容易地被實(shí)現(xiàn)。
玻璃片被用作起始材料。粘合隔板后，溝槽部分204的形成和隔離片206的形成依靠光刻法的蝕刻方法被實(shí)現(xiàn)。
利用這種配置，唯一的要求是在分離的時(shí)候通過加熱軟化粘結(jié)層402。因此，分離可非常容易地實(shí)現(xiàn)。
結(jié)合和分離步驟與第七至第九個(gè)實(shí)施例中的描述相同。
(第十六個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十六個(gè)實(shí)施例將被描述。
本實(shí)施例的特點(diǎn)在于玻璃基片201被粘合至隔板401，其中玻璃基片201是第十三個(gè)實(shí)施例描述的類型，并通過將厚度0.1mm的隔離片203S粘合在具有凹入部分的玻璃片上而形成；還在于溝槽部分204被預(yù)先形成在玻璃基片201上，由此玻璃基片本身在粘合前被分離；還在于結(jié)合操作后，粘結(jié)層402被軟化，由此去除隔板以分離單個(gè)的固態(tài)成像元件。
在本實(shí)施例中，如圖19A和19B所示，隔板401被粘合在玻璃基片上，玻璃基片通過粘結(jié)層402集成了圖16A和16B顯示的實(shí)施例的隔離片，由此形成溝槽部分204。
玻璃片被用作起始材料。粘合隔板后，深度達(dá)到隔板的溝槽部分204的形成和隔離片203S的形成以與第十三個(gè)實(shí)施例相同的方式實(shí)現(xiàn)。
如圖19A所示，測試基片401通過粘結(jié)層402被粘合在玻璃基片201上。
如圖19B所示，玻璃基片201利用光刻法被蝕刻，由此在玻璃基片201的表面形成達(dá)到測試基片401的溝槽部分。
如圖19C所示，用作隔離片的硅基片203通過粘結(jié)層202被粘合在玻璃基片201上。
如圖19D所示，硅基片203依靠光刻法的蝕刻方法被選擇地去除，由此形成隔離片203S。
依靠這種配置，玻璃基片201被結(jié)合在固態(tài)成像元件基片100上后，僅粘結(jié)層402通過在切割操作時(shí)通過加熱被軟化，由此容易地分離固態(tài)成像元件。
結(jié)合和分離步驟與第七至第九個(gè)實(shí)施例中的描述相同。
(第十七個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十七個(gè)實(shí)施例將被描述。
本實(shí)施例的特點(diǎn)在于已經(jīng)在隔板501上被圖案化且厚度為0.1mm的隔離片203S和玻璃基片201被粘合至隔板401，其中玻璃基片201是第十四個(gè)實(shí)施例(圖17)描述的類型，并通過將隔離片203S粘合在低α射線玻璃制成的具有凹入部分的玻璃片上而形成，由此玻璃基片本身在結(jié)合前是分離的；還在于粘合操作后，粘結(jié)層402被軟化，由此去除隔板以分離單個(gè)的固態(tài)成像元件。在其它方面，第十七個(gè)實(shí)施例以與第十四個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
在本實(shí)施例中，如圖20A至20C所示，隔板401通過粘結(jié)層402被粘合在依照圖17A和17B顯示的實(shí)施例的隔離片粘合型玻璃基片上。
玻璃片被用作起始材料。粘合隔板后，深度達(dá)到隔板的溝槽部分204的形成和隔離片203S的形成以與第十五個(gè)實(shí)施例相同的方式實(shí)現(xiàn)。
具體而言，將成為隔離片的硅基片203通過粘結(jié)層502被粘合至將成為硅基片的隔板501上。如圖20A所示，硅基片203依靠光刻法的蝕刻方法被圖案化，從而形成隔離片203S。
如圖20B所示，形成有達(dá)到隔板401的溝槽部分204的玻璃基片201通過粘結(jié)層202被粘合至隔離片203S。
以這種方式粘合玻璃基片201后，粘結(jié)層502被軟化以去除隔板501。如圖20C所示，具有隔離片的密封玻璃蓋片200被形成了。
依靠這種配置，唯一要求是在分離時(shí)通過加熱軟化粘結(jié)層402。由此分離可非常容易地實(shí)現(xiàn)。
結(jié)合和分離步驟與第七至第九個(gè)實(shí)施例中的描述相同。
(第十八個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十八個(gè)實(shí)施例將被描述。
第一至第十七個(gè)實(shí)施例描述了厚度為0.1mm的隔離片被形成在光傳輸基片上的例子。然而，第十八至第二十二個(gè)實(shí)施例將描述隔離片被設(shè)置在固態(tài)成像元件基片上的例子。
在本實(shí)施例中，隔離片106S被整體地形成在構(gòu)成固態(tài)成像元件基片的硅基片101上。在其它方面，第十八個(gè)實(shí)施例以與其它實(shí)施例相同的方式制造。
如圖21A所示，抗蝕圖案通過光刻法被形成在硅基片101的表面上。如圖21B所示，當(dāng)抗蝕圖案被作為掩模的時(shí)候，凹入部分105通過有選擇的蝕刻形成，從而形成隔離片106S。
如圖21C所示，溝道截?cái)喹h(huán)、溝道區(qū)域和元件區(qū)域102(如電荷傳輸電極)通過普通硅處理方法形成在被隔離片106S圍住的元件形成區(qū)域中。此外，布線層也在該表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。
隨后，如圖21D所示，其上形成有溝槽部分204的玻璃基片201是低α射線玻璃形成的。如圖21E所示，玻璃基片201被定位以與固態(tài)成像元件基片100表面上元件被形成的地方相對，從而將玻璃基片201和固態(tài)成像元件基片100集成在一起。在集成時(shí)，玻璃基片201和固態(tài)成像元件基片100，依靠應(yīng)用在隔離片表面上的室溫固化型粘結(jié)層107通過高壓密封被牢固地集成在一起。
最后，如圖21F所示，玻璃基片和固態(tài)成像元件通過CMP被制薄，從而使固態(tài)成像元件分離。這里，減小厚度的方法不限于CMP，而是可通過研磨、拋光和蝕刻實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)溝槽部分204沒有形成在玻璃基片上時(shí)，固態(tài)成像元件具有高可操作性地被分離，通過切割或激光實(shí)現(xiàn)所述分離。此外，當(dāng)切槽104沒有形成在硅基片上時(shí)，固態(tài)成像元件具有良好可操作性地被分離，通過使用金剛石刀片實(shí)現(xiàn)所述分離。
按照這種方法，隔離片被整體地形成在固態(tài)成像元件基片上，從而高可靠性的固態(tài)成像元件可被制造，而沒有涉及在結(jié)合部分產(chǎn)生變形。
(第十九個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第十九個(gè)實(shí)施例將被描述。
第十八個(gè)實(shí)施例描述了厚度為0.1mm的隔離片被整體形成在固態(tài)成像元件基片上。然而，在本實(shí)施例中，硅基片108通過粘結(jié)層107被粘合在固態(tài)成像元件基片上，硅基片108可作為圖案被形成在固態(tài)成像元件基片上。在其它方面，本實(shí)施例以與第十八個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
如圖22A至22C所示，在本實(shí)施例中，溝道截?cái)喹h(huán)、溝道區(qū)域和元件區(qū)域如電荷傳輸電極通過普通硅處理方法形成。此外，布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。
如圖22A所示，硅基片103通過粘結(jié)層107被粘合在固態(tài)成像元件基片上。
隨后，如圖22B所示，硅基片103依靠光刻法的蝕刻方法被選擇地去除，從而形成隔離片103。
如圖22C所示，粘結(jié)層109被涂在隔離片103S上，從而形成切槽104。
按照這種方法，隔離片在元件區(qū)域被形成在硅基片上后被形成。因此，隔離片將不會(huì)干擾元件區(qū)域的形成，從而方便制造過程。由于隔離片沒有被整體地形成，出現(xiàn)輕微變形的問題不可避免地產(chǎn)生。
結(jié)合和分離步驟與前述實(shí)施例被描述的步驟相同。
(第二十個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第二十個(gè)實(shí)施例將被描述。
第十九個(gè)實(shí)施例描述了厚度為0.1mm的隔離片103依靠通過粘結(jié)層107將硅基片108粘合在固態(tài)成像元件基片上和蝕刻固態(tài)成像元件基片上的硅基片而形成。在本實(shí)施例中，隔離片103可通過利用測試基片(dummysubstrate)601形成在測試基片上，并且隔離片被粘合在其上設(shè)有固態(tài)成像元件的硅基片101上；也就是，用來形成固態(tài)成像元件的基片。在其它方面，本實(shí)施例以與第十九個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
具體而言，如圖23A所示，將成為隔離片的硅基片103通過軟化溫度為50℃至150℃左右的粘結(jié)層602被粘合在硅基片制成的隔板601上。通過利用光刻法的蝕刻有選擇地除去硅基片103，從而形成隔離片103S。
如圖23B所示，其上設(shè)有固態(tài)成像元件的硅基片101通過軟化溫度為100℃至200℃左右的粘結(jié)層202被粘合在隔離片103S上。
其上設(shè)有固態(tài)成像元件的硅基片101被粘合后，粘結(jié)層602被加熱至50℃至150℃左右并軟化，從而去除隔板601。如圖23D所示，切槽104接著被形成。具有隔離片的固態(tài)成像元件基片100以與圖22B所示的相同方式形成。
將玻璃基片和固態(tài)成像元件基片結(jié)合在一起和分離基片的步驟與第十八個(gè)實(shí)施例中描述的步驟相同。
所述方法避免了在固態(tài)成像元件基片上處理隔離片的必要性。因此，可以防止在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)液滴，否則將在固態(tài)成像元件基片引起瑕疵。
在本實(shí)施例中，切槽104在形成隔離片后被形成。然而，不必說，切槽104可在形成隔離片之前被形成。
在該實(shí)施例中，玻璃基片至隔離片的結(jié)合和構(gòu)成固態(tài)成像元件的硅基片至隔離片的結(jié)合是通過粘結(jié)層實(shí)現(xiàn)的。然而，如果它們在室溫下通過表面活化作用直接結(jié)合在一起，那么牢固的結(jié)合可被獲得。
在第一至第二十個(gè)實(shí)施例(除了第七個(gè)、第十二個(gè)和第十五個(gè)實(shí)施例外)中，硅基片被用作隔離片。然而，隔離片不限于硅基片，熱膨脹系數(shù)與固態(tài)成像元件的熱膨脹系統(tǒng)相近的42合金也是可以應(yīng)用的。作為選擇，熱膨脹系數(shù)與光傳輸基片的熱膨脹系數(shù)相近的材料也可以使用。此外，聚酰亞胺樹脂也可被使用。在這種情況下，隔離片變?yōu)槿嵝裕a(chǎn)生用于抵銷由于溫度變化而出現(xiàn)的變形的變形吸收效果。
進(jìn)一步說，隔離片可通過利用膠粘帶被形成。在這種情況下，膠粘帶在整個(gè)基片上粘合后，利用激光加工或類似方法，膠粘帶被截?cái)?，由此高精度加工變得可能?br> 在第一至第二十個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)采用隔板時(shí)，硅基片或玻璃基片被使用。然而，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，金屬片也是能使用的。此外，柔性薄膜也可以被使用。
半固化樹脂、UV固化樹脂、UV/熱固性復(fù)合型樹脂或熱固性樹脂也可應(yīng)用于粘結(jié)層。
另外，如果需要的話，轉(zhuǎn)移法(transfer method)、絲網(wǎng)印刷或分散方法(dispense method)可被選作形成粘結(jié)層的方法。
在第十八至第二十個(gè)實(shí)施例中，切槽在形成隔離片之前被形成。然而，不必說，切槽104也可在形成隔離片之后被形成。
(第二十一個(gè)實(shí)施例)設(shè)有加固片的固態(tài)成像裝置將作為本發(fā)明的第二十一個(gè)實(shí)施例被描述。
如圖24所示，固態(tài)成像裝置的特點(diǎn)在于硅基片制成的加固片701通過二氧化硅薄膜(未顯示)被粘合至構(gòu)成第一個(gè)實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的固態(tài)成像元件基片100的硅基片101的背面。這里，加固片701的表面覆蓋二氧化硅薄膜，且加固片是由硅基片制成的，它依靠表面活化室溫結(jié)合被直接結(jié)合在固態(tài)成像元件基片上。即使在這種情況下，固態(tài)成像元件基片至密封玻璃蓋片表面間的距離是0.6mm或左右。
此實(shí)施例中的固態(tài)成像元件在元件配置上與第一個(gè)實(shí)施例描述的一致，但特點(diǎn)在于硅基片的背面通過CMP方法或類似方法被減少一半；還在于，為了補(bǔ)償硅基片強(qiáng)度上的降低，加固片701被結(jié)合在硅基片的背面。
這種配置使得固態(tài)成像元件基片100厚度減少，驅(qū)動(dòng)速度提高，并通過利用加固片來補(bǔ)償由于厚度減少造成的強(qiáng)度上的降低。此外，防潮特性也被提高了。
制造固態(tài)成像裝置的方法將被描述。
一直到將低α射線玻璃制成的玻璃基片粘合至固態(tài)成像元件基片的步驟基本上和第一個(gè)實(shí)施例描述的相同。具體而言，如圖25A所示，將要通過普通硅處理方法形成固態(tài)成像元件的元件區(qū)域被形成在硅基片101上，在硅基片101上切槽104被預(yù)先形成。布線層也在表面形成，并且用來建立外部連接的焊盤BP是用金層形成的。
隨后，如圖25B所示，依靠形成在各基片外邊緣的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)，并且密封玻璃蓋片200以前述方式被放置在其中已形成元件區(qū)域的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200依靠室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。與這種方法相關(guān)的處理通過利用表面活化室溫結(jié)合被執(zhí)行。
如圖25C所示，硅基片101的背面以相同方式利用CMP或類似方法被拋光，直到基片被拋光至切槽104，而玻璃基片被完全按照原樣留下來，由此相互分離固態(tài)成像裝置。
如圖25D所示，加固片701的表面覆蓋二氧化硅薄膜(未顯示)，并且加固片是由硅基片制成的，并且依靠表面活化室溫結(jié)合被直接結(jié)合在厚度被減少的硅基片101的背面。
最后，玻璃基片201的背面被去除至溝槽部分204，由此減少玻璃基片201的厚度，并使固態(tài)成像元件相互分離。最終，加固片通過使用金剛石刀片(砂輪)被切割，由此形成固態(tài)成像裝置，每個(gè)具有加固片。
如上所述，固態(tài)成像裝置被非常容易地形成。
按照本發(fā)明的這種方法，固態(tài)成像元件被以集合方式安裝后，元件被相互分離，不涉及電氣連接，如引線結(jié)合。因此，制造固態(tài)成像裝置很容易，并且固態(tài)成像裝置容易處理。此外，硅基片的厚度起初是被減少的，從而分離固態(tài)成像元件。加固元件被粘合在硅基片上后，加固片被切割。因此，獲得高可靠性。
雖然設(shè)置在玻璃基片上的隔離片在本實(shí)施例中被使用，但是設(shè)置在固態(tài)成像元件基片上的隔離片或單獨(dú)的隔離片也可被應(yīng)用。在本實(shí)施例中，加固片由與固態(tài)成像元件基片隔離的硅基片形成，由此對加固片熱絕緣。然而，加固片通過利用具有良好熱傳導(dǎo)性的基片可被用作散熱片。在本實(shí)施例中，防潮特性被加強(qiáng)了。此外，甚至在沒有切槽104被設(shè)置時(shí)，本發(fā)明也是可適用的。
(第二十二個(gè)實(shí)施例)在本發(fā)明的第二十二實(shí)施例中，如圖26所示，金屬基片，如鎢或鉻，替代加固片被粘合，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽片801。在其它方面，本實(shí)施例以與其它實(shí)施例完全相同的方式制造。
按照這種配置，電磁波可被屏蔽，由此能夠嘗試減少不希望的發(fā)射噪聲。
(第二十三個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第二十三個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第一至第二十二實(shí)施例中，焊盤被形成在固態(tài)成像元件基片的表面，以便被暴露出來。光傳輸基片的邊緣201(也就是，低α射線玻璃制成的玻璃基片)相對于固態(tài)成像元件基片的邊緣位于內(nèi)側(cè)，這樣在固態(tài)成像元件基片表面上的電氣連接是可能的。然而，本實(shí)施例的特點(diǎn)在于固態(tài)成像元件基片和玻璃基片被形成以具有同樣的邊緣。如圖27C所示，本實(shí)施例的特點(diǎn)還在于通過穿透固態(tài)成像元件基片100和粘貼在其背面的加固片701形成的通孔H從后面引出信號。標(biāo)號108指示導(dǎo)體層，和109指示用作絕緣層的二氧化硅層。用作光傳輸部件的玻璃基片201被結(jié)合至固態(tài)成像元件基片100的表面，固態(tài)成像元件基片100具有形成在其上的固態(tài)成像元件102，并且經(jīng)由厚度為0.1mm的隔離片203S由用作半導(dǎo)體基片的硅基片101形成，從而間隙C被設(shè)置以對應(yīng)硅基片101的光接收區(qū)域。信號通過形成在硅基片101上的通孔H從固態(tài)成像元件基片100的背面引出。所述通孔構(gòu)成焊盤(pad)113和凸起(bump)114，它們作為形成在固態(tài)成像元件基片100背面上的外部引出終端。外邊緣通過切割被分成多塊，并且外部連接通過凸起114被建立。這里，如圖28D所示，通孔通過各向異性導(dǎo)電薄膜115被連接到外圍電路基片901。除此之外，利用超聲波的擴(kuò)散結(jié)合、焊接和基于熱壓縮結(jié)合的共晶結(jié)合也是有效的。此外，間隙可用樹脂部分填充。這里，隔離片203S的高度被設(shè)為30至150μm，優(yōu)選80至120μm。在其它方面，本實(shí)施例以與第一個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
圖27A至27C和圖28A至28D顯示了制造固態(tài)成像裝置的方法。
具體而言，按照這種方法，設(shè)有二氧化硅薄膜(未顯示)并由硅基片形成的加固片701依靠表面活化室溫結(jié)合被粘合至固態(tài)成像元件基片100的背面，其中用來形成固態(tài)成像元件的元件區(qū)域和用來建立外部連接的焊盤BP，通過利用與圖6A和6B(圖27A)顯示步驟相同方式的普通硅處理方法而形成。
隨后，如圖27B所示，依靠形成在各基片外邊緣的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)，并且密封玻璃蓋片200被放置在以前述方式形成的固態(tài)成像元件基片100上，在密封玻璃蓋片200中，隔離片203S被粘合至扁平片式的玻璃基片201上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200依靠室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。
通孔利用光刻法通過蝕刻被形成在加固片701的背面。二氧化硅薄膜109依靠CVD方法被形成在通孔中。隨后，加固片經(jīng)受各向異性蝕刻，如RIE或ICP干蝕刻，從而僅在通孔的側(cè)壁上留下二氧化硅薄膜。如圖27C所示，焊盤BP被暴露。
如圖28A所示，鎢薄膜作為導(dǎo)體層108通過利用WF6的CVD方法形成在通孔中，并接觸焊盤。
如圖28B所示，焊盤113和凸起114被形成在加固片701的表面。
以這種方法，信號引出電極終端和激勵(lì)電極終端被形成在加固片701的表面上。
如圖28C所示，各向異性導(dǎo)電薄膜115(ACP)被涂敷在所述加固片701的表面上。
最終，如圖28D所示，驅(qū)動(dòng)電路被制在其中的電路板901通過各向異性導(dǎo)電薄膜115被連接至加固片。由裝入穿過電路板形成的通孔中的導(dǎo)體層形成的接觸層117以及焊盤118被形成在電路板901上。
因此，電路板901可通過焊盤118容易地與電路板連接，如印刷電路板。接觸層117被形成，同時(shí)與設(shè)置在固態(tài)成像元件基片上的導(dǎo)體層108對齊。
隨后，整個(gè)晶片沿著切割線DC被切割，從而使固態(tài)成像裝置相互分離。(圖中只描繪了一個(gè)單元的固態(tài)成像裝置，但是多個(gè)固態(tài)成像元件是連續(xù)形成在一個(gè)晶片上的。)具有良好可加工性的固態(tài)成像裝置可非常容易地形成。
加固片701是由硅基片形成的，在硅基片的上面形成有二氧化硅薄膜，因此固態(tài)成像元件基片100可被熱或電絕緣。
在該實(shí)施例中，導(dǎo)體層利用CVD方法被形成在通孔中。然而，即使當(dāng)電鍍法、真空絲網(wǎng)印刷方法或負(fù)壓吸引方法被利用時(shí)，導(dǎo)體層也可容易地以良好的可加工性充入具有高的高寬比的接觸孔中。
此外，在本實(shí)施例中，利用通孔在具有固態(tài)成像元件基片的電路板的前面和后面以及外圍電路上建立電氣連接。然而，還可以利用一種形成接觸的方法，其中通過使電路板的前表面和后表面經(jīng)受雜質(zhì)擴(kuò)散使電路板的前面和后面被電氣連接在一起。
信號引出電極終端和激勵(lì)電極終端可被形成在加固片701上。
(第二十四個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第二十四個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第二十三實(shí)施例中，通孔被形成以穿過加固片701，并且導(dǎo)體層111被形成。然而，在本實(shí)施例中，固態(tài)成像元件基片利用已預(yù)先形成孔(垂直孔)的硅基片來形成。結(jié)果，唯一要求是形成較淺深度的垂直孔，因此生產(chǎn)率被提高。此外，可嘗試提高制造成品率。在其它方面，本實(shí)施例以與第二十三個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
具體而言，如圖29A所示，先于形成固態(tài)成像元件，抗蝕圖案依靠光刻法被形成在硅基片的背面。在抗蝕圖案被作為掩模時(shí)，硅基片還經(jīng)受RIE(反應(yīng)離子蝕刻)，從而形成垂直孔118。在這步中，鋁或類似物制成的焊盤110被預(yù)先形成在硅基片的表面，接著形成垂直孔118以到達(dá)焊盤。
如圖29B所示，二氧化硅薄膜119依靠CVD方法被形成在垂直孔的內(nèi)壁上。
如圖29C所示，用來制作固態(tài)成像元件的元件區(qū)域以與各實(shí)施例相同的方式通過普通硅處理而形成。
如圖29D所示，依靠形成在每個(gè)基片外邊緣的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)，并且密封玻璃蓋片200被放置在以前述方式形成的固態(tài)成像元件基片100上，在密封玻璃蓋片200中，厚度為0.1mm的隔離片203S被粘合至扁平式的玻璃基片201上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200依靠室溫固化型粘結(jié)層207的高壓密封被集成在一起。即使在這種情況下，與這種方法相關(guān)的處理可利用表面活化室溫結(jié)合被執(zhí)行。
如圖29E所示，加固片701依靠表面活化室溫結(jié)合方法被結(jié)合在固態(tài)成像元件基片100的背面。通孔108利用光刻法通過蝕刻被形成在固態(tài)成像元件基片的背面，以達(dá)到垂直孔119。即使在這種情況下，通孔的內(nèi)壁最好預(yù)先絕緣。此外，也可使用預(yù)先形成有通孔的加固片。
隨后，與圖28A至28D顯示的步驟相關(guān)的處理被執(zhí)行，它們在第二十三個(gè)實(shí)施例中已被描述，由此固態(tài)成像元件被容易地形成，其中基片被層壓在其上具有外圍電路的電路板上。
如前所述，在本實(shí)施例中，唯一要求是形成較淺深度的垂直孔，因此生產(chǎn)率被提高了。此外，能夠嘗試提高制造成品率。
(第二十五個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第二十五個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第二十四實(shí)施例中，形成接觸部分以穿過加固片701、固態(tài)成像元件基片和電路板，并且信號從設(shè)置在電路板上的電極引出。然而，如圖30A和30B所示，本實(shí)施例的特點(diǎn)在于用作布線層的導(dǎo)體層120被形成在側(cè)壁上，還在于信號從固態(tài)成像裝置的側(cè)壁上的電極引出。在其它方面，本實(shí)施例以與第二十四個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
制造步驟也以與第二十四個(gè)實(shí)施例相同的方式執(zhí)行。然而，形成通孔，使得通孔的位置對應(yīng)于各固態(tài)成像裝置的端部。晶片沿著包括通孔的切割線DC被切割，從而容易地形成布線層被設(shè)置在側(cè)壁上的固態(tài)成像裝置。
被充入通孔的導(dǎo)體層120是由光屏蔽材料，如鎢形成的。結(jié)果，固態(tài)成像裝置被屏蔽了光線，盡管不十分完全，因此，可嘗試減少過失操作的機(jī)會(huì)。
如果加固片根據(jù)需要由聚酰亞胺樹脂、陶瓷制品、結(jié)晶玻璃以及前面和背面被氧化的硅基片構(gòu)成，則加固片可根據(jù)需要起到熱絕緣基片的作用。作為選擇，加固片可由具有防潮特性的密封或光屏蔽材料形成。
(第二十六個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第二十六個(gè)實(shí)施例將被描述。
如圖28所示，在第二十三個(gè)和第二十四個(gè)實(shí)施例中，固態(tài)成像元件基片100的背面通過加固片被迭加在外圍電路板上。然而，在本實(shí)施例中，如圖31所示，固態(tài)成像元件基片100被迭加在外圍電路板901上，加固片701被順序地迭加在外圍電路板901的背面。在其它方面，本實(shí)施例以與第二十四個(gè)或第二十五個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
這種加固片兼做散熱片。
制造步驟也以與第二十四個(gè)或第二十五個(gè)實(shí)施例相同的方式被執(zhí)行。然而，固態(tài)成像元件基片100和外圍電路板901位置相互靠近，因此連接電阻也相應(yīng)地減少，從而能夠高速操作。
(第二十七個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第二十七個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第二十六個(gè)實(shí)施例中，通孔被形成在基片上，信號從設(shè)置在外圍電路板背面的電極引出。然而，如圖32所示，本實(shí)施例的特點(diǎn)在于作為布線層的導(dǎo)體層120通過絕緣薄膜121被形成在側(cè)壁上。在其它方面，本實(shí)施例以與第二十六個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
制造步驟也基本上以與第二十五個(gè)實(shí)施例相同的方式被執(zhí)行。然而，線路圖案形成在其側(cè)壁上的固態(tài)成像元件基片，可以僅僅通過在包含形成在通孔中的接觸部分的位置設(shè)定切割線，而被容易地形成。
在這個(gè)固態(tài)成像裝置中，線路圖案被形成在側(cè)壁上，因此信號引出終端和電流供應(yīng)終端也可被形成在側(cè)壁上。不必說，連接可依靠外圍電路板901背面的焊盤和凸起被建立。標(biāo)號701指示加固片。
在第二十一至第二十七個(gè)實(shí)施例中，由低α射線玻璃制成的密封玻璃蓋片200被以與在第一至第二十個(gè)實(shí)施例中描述的制造方法相同的方式被形成。
(第二十八個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第二十八個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第二十三個(gè)實(shí)施例中，通孔在基片中被形成，信號從設(shè)置在外圍電路板背面上的電極引出。如圖33所示，本實(shí)施例的特點(diǎn)在于導(dǎo)體層209被形成在通孔208中，通孔208形成在由低α射線玻璃制成的玻璃基片201和厚度為0.1mm的隔離片203S中；還在于墊片217被形成在玻璃基片的上表面上；還在于信號引出終端和電流供應(yīng)終端被形成在玻璃基片的表面。在其它方面，本實(shí)施例以與圖27和28顯示的第二十三個(gè)實(shí)施例相同的方式制造。
制造固態(tài)成像裝置的步驟將在圖34A至34E和圖35A至35E中顯示。
在第二十三個(gè)實(shí)施例中，通孔通過圖27C顯示的步驟被形成在固態(tài)成像元件基片100上，信號引出終端和電流供應(yīng)終端被形成在固態(tài)成像元件基片的背面。此處的方法的特點(diǎn)在于隔離片203S粘合在構(gòu)成密封玻璃蓋片200的玻璃基片201上；還在于，在此狀態(tài)下，通孔被形成以便穿過隔離片和玻璃基片；還在于信號引出終端和電流供應(yīng)終端被形成在密封玻璃蓋片的表面。
如圖34A的(1)所示，首先準(zhǔn)備硅基片203，隔離片將從硅基片形成，硅基片的厚度為30至120μm。
然后，如圖34A的(2)所示，準(zhǔn)備將被用于構(gòu)成密封玻璃蓋片200的玻璃基片201。
如圖34B所示，粘結(jié)層202被涂在基片203表面上。
隨后，如圖34C所示，覆蓋有粘結(jié)層202的硅基片203被粘合至玻璃基片201的表面。
如圖34D所示，抗蝕圖案依靠光刻法被形成。在抗蝕圖案被用作掩模時(shí)，硅基片照樣經(jīng)受RIE(反應(yīng)離子蝕刻)。粘結(jié)劑被預(yù)先涂在與光電二極管對應(yīng)的區(qū)域上；也就是，對應(yīng)光接收區(qū)域的區(qū)域(用圖1B中40指示)，排除凹入部分205。作為選擇，在經(jīng)受RIE后，硅基片通過氧等離子體經(jīng)受去除處理。
如圖34E所示，抗蝕圖案通過光刻法被形成。在抗蝕圖案被用作掩模時(shí)，硅基片照樣經(jīng)受RIE(反應(yīng)離子蝕刻)，從而形成通孔208，以穿過隔離片203S和玻璃基片201。
二氧化硅薄膜(未顯示)根據(jù)需要至少通過CVD被形成在硅基片形成的隔離片的內(nèi)壁上。
當(dāng)隔離片由絕緣體，如玻璃或樹脂形成時(shí)，這個(gè)步驟變得不必要。光屏蔽層可形成在隔離片的內(nèi)壁或外壁上。
如圖35A所示，導(dǎo)體層209依靠真空絲網(wǎng)印刷或金屬電鍍利用導(dǎo)電膏(如銀膏或銅膏)被形成在通孔的絕緣內(nèi)壁上，從而形成穿過隔離片203S和玻璃基片201直通接觸區(qū)域。
如圖35B所示，金焊盤210、211或凸起212被形成在具有隔離片的玻璃基片的前面和后面，以連接直通的接觸區(qū)域。在形成薄膜時(shí)，薄的金膜被形成在玻璃基片的前面和后面，基片依靠光刻法通過蝕刻形成圖案。絲網(wǎng)印刷或選擇性電鍍也可被用于形成圖案。
如圖35C所示，各向異性導(dǎo)電樹脂薄膜213被應(yīng)用在凸起和焊盤上。
如圖35D所示，加固片701被形成在其上的固態(tài)成像元件基片100以與第二十三個(gè)實(shí)施例(見圖27A)相同的方法被準(zhǔn)備。
如圖35E所示，依靠形成在各基片外邊緣的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)，并且密封玻璃蓋片200被放置在以前述方式形成的固態(tài)成像元件基片100上，在密封玻璃蓋片200中，隔離片203S被粘合至扁平片式的玻璃基片201上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片200通過各向異性導(dǎo)電膜213被集成在一起。
隨后，整個(gè)晶片沿切割線DC被切割，從而使固態(tài)成像裝置相互分離。
在這種方法中，固態(tài)成像裝置以良好的操作性被非常容易地形成，其中，接觸區(qū)域，如焊盤被形成在密封玻璃蓋片上。
(第二十九個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第二十九個(gè)實(shí)施例將被描述。
第二十八個(gè)實(shí)施例描述了固態(tài)成像裝置，其中穿過低α射線玻璃制成的玻璃基片和厚度為0.1mm的隔離片的通孔208被形成，其中接觸區(qū)域如焊盤被形成在密封玻璃蓋片上。然而，第三十至三十三個(gè)實(shí)施例將描述這個(gè)實(shí)施例的改進(jìn)。
本實(shí)施例特點(diǎn)是在隔離片中形成通孔。如圖36A所示，玻璃基片201被準(zhǔn)備。
如圖36B所示，光固化樹脂依靠光成型(optical molding)方法被形成在玻璃基片201的表面，從而形成隔離片213。
隨后，如圖36C所示，通孔208利用光刻法通過蝕刻被形成。
如上所述，具有隔離片的其上設(shè)有通孔的密封玻璃蓋片可被容易地獲得。
與圖35A至35E所示的安裝步驟相關(guān)的處理以與第二十八個(gè)實(shí)施例描述的相同方式被執(zhí)行。密封玻璃蓋片被粘合至固態(tài)成像元件基片上，然后晶片被切割。結(jié)果，圖35E顯示的固態(tài)成像裝置被形成。
利用這種方法，隔離片被容易地形成。雖然光固化樹脂在實(shí)施例中被應(yīng)用，但是可使用粘結(jié)劑本身。玻璃基片和隔離片被整體形成，從而減少了熱變形或扭曲，并方便了制造作業(yè)。
(第三十個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第二十八個(gè)實(shí)施例中，用來形成隔離片的硅基片被粘合至低α射線玻璃制成的玻璃基片上，然后晶片被形成圖案。然而，在本實(shí)施例中，玻璃基片在單個(gè)蝕刻步驟中被蝕刻，并且凹入部分和通孔可同時(shí)形成。在其它方面，本實(shí)施例以與第二十八個(gè)實(shí)施例相同的方式被制造。
如圖37A所示，玻璃基片201在本實(shí)施例中被準(zhǔn)備。
如圖37B所示，抗蝕圖案被形成在玻璃基片201的前面和后面。開口被設(shè)置在玻璃基片前后兩表面上將形成通孔的區(qū)域中，根據(jù)需要，開口僅被設(shè)置在凹入部分205的背面和溝槽部分204將被形成的區(qū)域的背面。
如圖37C所示，在設(shè)置在兩側(cè)面的抗蝕圖案被作為掩模時(shí)，玻璃基片兩個(gè)表面將被蝕刻，從而同時(shí)形成凹入部分205、溝槽部分204(未顯示)和通孔208。
如上所述，厚度為0.1mm的隔離片被整體地形成，具有通孔形成在其上的密封玻璃蓋片將被獲得。
隨后，與圖35A至35E所示的安裝步驟相關(guān)的處理以與第二十八個(gè)實(shí)施例描述的相同方式被執(zhí)行。密封玻璃蓋片被粘合至固態(tài)成像元件基片上，然后晶片被切割。結(jié)果，圖35E顯示的固態(tài)成像裝置被獲得。
玻璃基片和隔離片被整體形成，由此熱變形和扭曲可被減少，制造過程也變得容易了。
(第三十一個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十一個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第二十八個(gè)實(shí)施例中，用來形成隔離片的硅基片被粘合至低α射線玻璃制成的玻璃基片上，然后晶片被形成圖案。然而，在本實(shí)施例中，圖案已被形成的厚度為0.1mm的隔離片203S被粘合至玻璃基片201，通孔在蝕刻步驟中被最后形成。在其它方面，本實(shí)施例以與第二十八個(gè)實(shí)施例相同的方式被制造。
在本實(shí)施例中，如圖38A的(1)所示，玻璃基片201被準(zhǔn)備。如圖38A的(2)所示，用來形成隔離片的硅基片203被準(zhǔn)備。
如圖38B所示，硅基片203利用光刻法通過蝕刻方法被處理，從而產(chǎn)生隔離片203S。
如圖38C所示，粘結(jié)層202被涂敷在如此形成圖案的隔離片的表面上。
如圖38D所示，隔離片203被粘合至玻璃基片201。
如圖38E所示，通孔208利用光刻法通過蝕刻方法被形成。
如上所述，隔離片被容易地粘合至玻璃基片，具有通孔形成在其上的密封玻璃蓋片可被容易地獲得。
二氧化硅薄膜(未顯示)根據(jù)需要至少通過CVD被形成在硅制成的隔離片的內(nèi)壁上。
當(dāng)隔離片由絕緣體如玻璃或樹脂形成時(shí)，不再需要這個(gè)步驟。光屏蔽膜可形成在隔離片的內(nèi)壁或外壁上。隨后，與圖35A至35E所示的安裝步驟相關(guān)的處理以與第二十八個(gè)實(shí)施例描述的方式相同的方式被執(zhí)行。密封玻璃蓋片被粘合至固態(tài)成像元件基片上，然后晶片被切割。結(jié)果，圖35E顯示的固態(tài)成像裝置被獲得。
當(dāng)隔離片被粘合至玻璃基片上時(shí)，利用UV輻射固化樹脂、熱固性樹脂、這兩者的組合或應(yīng)用半固化樹脂執(zhí)行粘接，選擇粘接劑的范圍是在晶片中不產(chǎn)生由于熱膨脹系數(shù)的不同引起的變形、源于在固態(tài)成像元件上應(yīng)用熱應(yīng)力引起的可靠性的降低或在后續(xù)步驟中晶片固定的失敗。在形成粘結(jié)劑時(shí)，根據(jù)需要，粘接劑的供應(yīng)可選擇利用分配器、絲網(wǎng)印刷或壓印轉(zhuǎn)移(stamping transfer)等。
如圖38C所示，光屏蔽薄膜215可預(yù)先利用噴涂鎢薄膜的方法被形成在隔離片的凹入部分的內(nèi)壁上。
結(jié)果，可獲得優(yōu)質(zhì)圖像捕捉特性，而不涉及附加的光屏蔽薄膜的提供。
(第三十二個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十二個(gè)實(shí)施例將被描述。
第二十八個(gè)實(shí)施例描述了用來形成隔離片的硅基片被粘合至低α射線玻璃制成的玻璃基片上的情況，玻璃基片被形成圖案的情況，以及最后利用蝕刻形成穿過玻璃基片和隔離片的通孔的情況。在本實(shí)施例中，如圖39A至39F顯示，硅基片的幾何形狀通過蝕刻被處理得到。隔離片203S被顯示在圖39E中，在其上具有通孔208a，厚度為0.1mm，并且隔離片203S利用在晶片規(guī)模上的對齊標(biāo)記與玻璃基片201對齊，玻璃基片201顯示在圖39C的(2)中，在其上具有通孔208b。隔離片203S和玻璃基片201利用粘結(jié)層202被粘合在一起。在其它方面，本實(shí)施例以與第二十八個(gè)實(shí)施例相同的方式被制造。
即使在這種情況下，光屏蔽薄膜215可被形成在玻璃基片內(nèi)壁上面對隔離片的凹入部分。
通過這種方法，通孔被單獨(dú)地形成，隔離片和玻璃基片被結(jié)合在一起。因此，對齊是需要的，但大約二分之一的高寬比是需要的，因此形成通孔變得容易。隨后，與圖35A至35E所示的安裝步驟相關(guān)的處理以與第二十八個(gè)實(shí)施例描述的方式相同的方式被執(zhí)行。密封玻璃蓋片被粘合至固態(tài)成像元件基片上，然后晶片被切割。結(jié)果，圖35E顯示的固態(tài)成像裝置被獲得。
(第三十三個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十三個(gè)實(shí)施例將被描述。在第二十八個(gè)實(shí)施例中，用來形成隔離片的硅基片被粘合至低α射線玻璃制成的玻璃基片上，導(dǎo)體層209被形成在穿過蝕刻過程留下的玻璃基片的通孔中，隔離片的厚度為0.1mm。隨后，固態(tài)成像元件基片100被粘合在硅基片上。然而，如圖40A至40D所示，本實(shí)施例的特點(diǎn)在于具有隔離片的玻璃基片200在晶片規(guī)模上對齊，并被結(jié)合至在其背面粘附有加固片701的固態(tài)成像元件基片100上，在所述隔離片中，第二十八至三十二個(gè)實(shí)施例中形成的通孔208被設(shè)置；還在于，隨后，導(dǎo)體層209被形成在通孔208中。此外，形成焊盤210以連接導(dǎo)體層209。在其它方面，本實(shí)施例以與第二十八個(gè)實(shí)施例相同的方式被制造。
這里，在導(dǎo)體層209嵌入的時(shí)候，利用導(dǎo)電膏如銅膏或金屬膏通過真空絲網(wǎng)印刷方法可容易地實(shí)現(xiàn)嵌入。
(第三十四個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十四個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第一至三十三個(gè)實(shí)施例中，片狀元件制成的密封玻璃蓋片，由低α射線玻璃形成，并被用作光傳輸部件。然而，可進(jìn)一步嘗試通過賦予構(gòu)成光學(xué)元件的密封玻璃蓋片成像功能，以進(jìn)一步使固態(tài)成像裝置小型化。
如圖41所示，固態(tài)成像裝置的特點(diǎn)在于具有透鏡陣列的密封玻璃蓋片220被使用以替代第二十八至三十二個(gè)實(shí)施例中描述的密封玻璃蓋片200。
密封玻璃蓋片220通過模制方法或蝕刻方法被形成。
在其它方面，本實(shí)施例以與第二十八個(gè)實(shí)施例相同的方式被制造。
如圖33所示，在第二十八個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)體層被形成在通孔208中，通孔208被設(shè)置在玻璃基片201和隔離片203S中，焊盤210被形成在玻璃基片的上表面上。信號引出終端和電流供應(yīng)終端被形成在密封玻璃蓋片的表面上。然而，在本實(shí)施例中，焊盤BP在一些未示出的區(qū)域中被連接至外部連接終端。在其它方面，本實(shí)施例以與圖33和34顯示的第二十八個(gè)實(shí)施例相同的方式被制造。
制造固態(tài)成像裝置的步驟被顯示在圖42A至42D和圖43A至43C中。
具體而言，制造步驟與第二十八個(gè)實(shí)施例描述的步驟的不同在于具有透鏡陣列的密封玻璃蓋片220被使用以替代第二十八至三十二個(gè)實(shí)施例中描述的密封玻璃蓋片200。
在第三十三個(gè)實(shí)施例中，厚度為0.1mm的隔離片203S被粘附在構(gòu)成密封玻璃蓋片200的玻璃基片201上。在這種狀態(tài)下，通孔208被形成以穿過隔離片和玻璃基片。導(dǎo)體層被形成在通孔208中，信號引出終端和電流供應(yīng)終端被形成在密封玻璃蓋片的表面上。在這個(gè)實(shí)施例中，可采用相同的配置。
室溫固化型粘結(jié)層207被形成在密封玻璃蓋片220的隔離片203S的表面(見圖43A)，密封玻璃蓋片220設(shè)有在圖42A至42D顯示的步驟中被形成的透鏡陣列。
如圖43B所示，其中設(shè)置有加固片701的固態(tài)成像元件基片100以與第二十八個(gè)實(shí)施例相同的方式被準(zhǔn)備。
依靠圖43C所示的形成在各基片外邊緣的對齊標(biāo)記，定位被實(shí)現(xiàn)。其上結(jié)合有隔離片223S的具有透鏡陣列的玻璃蓋片220被放置在以前述方式形成的固態(tài)成像元件基片100上。固態(tài)成像元件基片100和密封玻璃蓋片220通過室溫固化型粘結(jié)層207被集成在一起。
制造設(shè)有透鏡陣列的密封玻璃蓋片的方法的改進(jìn)將在第三十五至第三十八個(gè)實(shí)施例中被描述。
(第三十五個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十五個(gè)實(shí)施例將被描述。如圖44A和44B所示，本實(shí)施例的特點(diǎn)在于低α射線玻璃制成的具有透鏡陣列的密封玻璃蓋片220被準(zhǔn)備，還在于凹入部分225通過蝕刻方法形成在密封玻璃蓋片的背面，從而整體地形成厚度為0.1mm的隔離片223S。在其它方面，本實(shí)施例以與前述實(shí)施例相同的方式被制造。
通過這種配置可容易地形成具有良好的可加工性的密封玻璃蓋片。由于隔離片被整體地形成，高可靠性的具有透鏡陣列的密封玻璃蓋片220可被獲得，而不出現(xiàn)變形。
(第三十六個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十六個(gè)實(shí)施例將被描述。
如圖45A所示，具有透鏡陣列的密封玻璃蓋片220被準(zhǔn)備。
如圖45B所示，光固化樹脂通過光成型方法被形成在具有透鏡陣列的密封玻璃蓋片220上，從而形成厚度為0.1mm的隔離片。因此，有通孔設(shè)置在其上的密封蓋和隔離片可被容易地獲得。
隨后，與圖35A至35E所示的安裝步驟相關(guān)的處理以與第二十八個(gè)實(shí)施例描述的相同方式被執(zhí)行。密封玻璃蓋片被粘合至固態(tài)成像元件基片上，然后晶片被切割。結(jié)果，圖35E顯示的固態(tài)成像裝置被獲得。
(第三十七個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十七個(gè)實(shí)施例將被描述。
在第三十四個(gè)實(shí)施例中，硅基片被粘合至低α射線玻璃制成的且具有透鏡陣列的玻璃基片上，然后硅基片被形成圖案。如圖46A至46D所示，通過蝕刻方法形成的厚度為0.1mm的隔離片203S可被粘合至具有透鏡陣列的密封玻璃蓋片220上。即使在這種情況下，玻璃蓋片以與第三十六個(gè)實(shí)施例相同的安裝步驟被粘合至固態(tài)成像元件，然后所述晶片經(jīng)受切割，由此固態(tài)成像裝置被獲得了。
(第三十八個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十八個(gè)實(shí)施例將被描述。
如圖47A-47D所示，帶有透鏡陣列的密封玻璃蓋片220、具有0.1mm的厚度的隔離片203S以及具有加固片701的固態(tài)成像元件基片100可被同時(shí)固定在一起。
(第三十九個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第三十八個(gè)實(shí)施例將被描述。
如圖48A至48D所示，低α射線玻璃制成的具有透鏡陣列的玻璃基片220也可被應(yīng)用在如下固態(tài)成像裝置中，在該固態(tài)成像裝置中，第二十三個(gè)實(shí)施例中圖28A至28D顯示的外圍電路板901通過各向異性導(dǎo)電膜115被迭加在基片上。在其它方面，本實(shí)施例以與前述實(shí)施例相同的方式被制造。
即使在連接外圍電路板901的時(shí)候，利用超聲波的擴(kuò)散結(jié)合、焊接結(jié)合和基于熱壓的共晶結(jié)合也可有效地替代各向異性導(dǎo)電膜。此外，外圍電路板可用樹脂部分填充。
具有透鏡陣列的玻璃基片220也可被用來替代片狀材料制成的密封玻璃蓋片200。
(第四十個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第四十個(gè)實(shí)施例將被描述。
如圖49所示，固態(tài)成像元件基片100、外圍電路板901和加固片701以與第二十六個(gè)實(shí)施例中圖31顯示的方式，按此順序迭加在一起。在其它方面，本實(shí)施例以與前述實(shí)施例相同的方式被制造。
(第四十一個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第四十一個(gè)實(shí)施例將被描述。
如圖50所示，在其側(cè)壁上設(shè)有線路圖案且厚度為0.1mm的隔離片221也是有效的。
隔離片的制造與第二十七個(gè)實(shí)施例相同。通孔被形成在隔離片上，然后導(dǎo)體層被形成在通孔中。固體成像基片和具有透鏡的密封玻璃蓋片220被粘附在一起后，晶片沿著包括通孔的切割線被切割，從而使得能夠在側(cè)壁上容易地布線。在其它方面，本實(shí)施例以與前述實(shí)施例相同的方式被制造。
實(shí)施例描述了利用粘結(jié)層，將構(gòu)成密封玻璃蓋片的玻璃基片結(jié)合至隔離片和將固態(tài)成像元件基片結(jié)合至密封玻璃蓋片的方法。當(dāng)與所有實(shí)施例都相關(guān)的隔離片和固態(tài)成像元件基片的表面是由硅、金屬或無機(jī)化合物制成時(shí)，根據(jù)需要，隔離片和固態(tài)成像元件基片也可通過表面活化室溫結(jié)合被結(jié)合在一起，而不需要粘結(jié)劑。當(dāng)密封玻璃蓋片是由耐熱玻璃(pyrexglass)制成和隔離片是由硅制成時(shí)，陽極結(jié)合也是可能的。當(dāng)粘結(jié)層被使用時(shí)，熱固性粘結(jié)劑或熱固/UV固化復(fù)合粘結(jié)劑可被用作粘結(jié)層替代UV粘結(jié)劑，其范圍是，在晶片中不產(chǎn)生由于熱膨脹系數(shù)的不同引起的變形、源于在固態(tài)成像元件上應(yīng)用熱應(yīng)力引起的可靠性的降低或在后續(xù)步驟中晶片固定的失敗。
當(dāng)半固化型粘結(jié)劑被使用時(shí)，粘結(jié)劑以液體形式應(yīng)用。粘結(jié)劑是半固化的，然后定位被實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，在定位過程中改進(jìn)被實(shí)現(xiàn)，因此，被高精度對齊的固態(tài)成像裝置可被制造。
雖然已在第一個(gè)實(shí)施例中進(jìn)行了描述，但所有實(shí)施例中描述的隔離片的材料可根據(jù)需要從42合金、金屬、玻璃、感光的聚酰亞胺和聚碳酸酯樹脂以及硅基片中選取。
當(dāng)固態(tài)成像元件基片和密封玻璃蓋片利用粘結(jié)層被結(jié)合在一起時(shí)，形成貯槽，從而防止熔化的粘結(jié)層的外流。這同樣被用在隔離片和固態(tài)成像元件基片的結(jié)合或隔離片和密封玻璃蓋片的結(jié)合上。如圖51A至51F所示，其中舉例示出了隔離片的結(jié)合端的形狀，凹入部分或突出部分可在結(jié)合處被形成，從而防止熔化的粘結(jié)層的外流。
此外，考慮在固態(tài)成像元件基片和密封玻璃蓋片之間的結(jié)合的牢固性，以及防止固態(tài)成像元件變差，包括密封玻璃蓋片201的玻璃基片200和隔離片203S之間的結(jié)合以及隔離片和固態(tài)成像元件基片100之間的結(jié)合可用圖52顯示的密封樹脂M密封，從而防止?jié)駳獾那秩耄@得高可靠性。
環(huán)氧基密封樹脂、氧雜環(huán)丁烷基密封樹脂、硅基樹脂和丙烯酸樹脂適合作密封樹脂。任何樹脂可被采用，只要它能形成所需的密封區(qū)域、防止?jié)駳馊肭趾瞳@得高可靠性。
在成形時(shí)，密封樹脂通過模具(jig)，如分配器，被供應(yīng)到除焊盤BP(電極極板)之外的區(qū)域。密封樹脂被固化后，模具被去除，由此實(shí)現(xiàn)樹脂密封，而不翻轉(zhuǎn)焊盤。在前述粘結(jié)劑的情況下，可在80℃或更低溫度下固化的密封樹脂是理想的。利用光固化樹脂或室溫固化型樹脂作為樹脂是理想的。當(dāng)光固化樹脂被使用時(shí)，模具最好由光傳輸部件構(gòu)成。
在前述實(shí)施例中，將其上具有切槽的基片分離成多塊通過執(zhí)行CMP至切槽位置而實(shí)現(xiàn)。然而，研磨、拋光或全面蝕刻也可被使用。
在實(shí)施例中，當(dāng)加固片701被使用時(shí)，加固片根據(jù)需要由聚酰亞胺樹脂、陶瓷制品、結(jié)晶玻璃或者前面和背面被氧化的硅基片組成。結(jié)果，熱絕緣基片的作用可被賦予加固片。作為選擇，加固片可由光屏蔽材料形成。
在實(shí)施例中，當(dāng)玻璃基片和隔離片被粘附在一起時(shí)，粘附操作可利用UV輻射固化樹脂、熱固性樹脂、兩者的組合或應(yīng)用半固化型粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)，粘結(jié)劑的范圍是在晶片中不產(chǎn)生由于熱膨脹系數(shù)的不同引起的變形、或隔離片和固態(tài)成像元件基片結(jié)合的失敗。
在形成粘結(jié)劑時(shí)，根據(jù)需要，粘結(jié)劑的需要可選擇利用分配器、絲網(wǎng)印刷或壓印轉(zhuǎn)移(stamping transfer)。
另外，在改進(jìn)對所有實(shí)施例適用的范圍內(nèi)，實(shí)施例中描繪的例子可互相改進(jìn)。
如所述，根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，由于灰塵出現(xiàn)的圖像噪聲，通過將從光接收區(qū)域的表面至光傳輸部件的表面的距離設(shè)定為0.5至1.5mm而被減少，因此高可靠性的固態(tài)成像裝置可被提供。
根據(jù)制造本發(fā)明的固態(tài)成像裝置的方法，定位在晶片規(guī)模執(zhí)行，從而間隙采用0.08mm或更大的尺寸(也就是，從光接收區(qū)域的表面至光傳輸部件的表面的距離被設(shè)定為0.5至1.5mm)。它們通過以集中方式安裝元件被集成在一起，包括形成外部引出電極終端。因此，可形成容易制造的高可靠性的固態(tài)成像裝置。
本發(fā)明的固態(tài)成像裝置適用于數(shù)字相機(jī)。
在本申請中已被要求優(yōu)先權(quán)的每個(gè)國外專利申請的全部公開內(nèi)容在此通過引用被合并，就如同它們被充分地闡述。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)成像裝置，包括具有第一表面的半導(dǎo)體基片；在所述半導(dǎo)體基片的第一表面中的固態(tài)成像元件，所述固態(tài)成像元件包括光接收區(qū)域；具有第二表面和第三表面的光傳輸部件，所述第二表面與第三表面相對，其中光傳輸部件和半導(dǎo)體基片的第一表面在光傳輸部件的第二表面和光接收區(qū)域的外表面之間界定間隙；和連接到固態(tài)成像元件的外部連接終端，其中，光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第三表面之間的距離是0.5mm或更多。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其特征在于，光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第三表面之間的距離不超過1.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其特征在于，還包括光傳輸部件的第二表面和半導(dǎo)體基片的第一表面之間的隔離片，從而光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第三表面之間的距離被設(shè)定為預(yù)定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其特征在于，光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第二表面之間的距離是0.08mm或更多。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)成像裝置，其特征在于，隔離片包括硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)成像裝置，其特征在于，隔離片通過室溫固化型粘結(jié)劑被連接到半導(dǎo)體基片的第一表面和光傳輸部件的第二表面至少之一上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)成像裝置，其特征在于，隔離片通過光固化型粘結(jié)劑被連接到半導(dǎo)體基片的第一表面和光傳輸部件的第二表面至少之一上。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)成像裝置，其特征在于，隔離片的寬度是100至500μm。
9.一種制造固態(tài)成像裝置的方法，包括如下步驟在半導(dǎo)體基片的第一表面上形成多個(gè)固態(tài)成像元件，每個(gè)固態(tài)成像元件包括光接收區(qū)域；將具有第二和第三表面的光傳輸部件連接至半導(dǎo)體基片的第一表面，所述第二表面與第三表面相對，從而在光傳輸部件的第二表面和光接收區(qū)域的外表面之間界定間隙，以形成集成的部件；形成與固態(tài)成像元件對應(yīng)的外部連接終端，以形成具有外部連接終端的集成部件；和對每個(gè)固態(tài)成像元件，分離具有外部連接終端的集成部件，其中，所述間隙可調(diào)整，從而使光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第三表面之間的距離為0.5至1.5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，其特征在于在連接步驟中，光傳輸部件通過隔離片被連接至半導(dǎo)體基片的第一表面，使得光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第二表面之間的距離為0.08mm或更多。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，其特征在于所述連接步驟是使用室溫固化型粘結(jié)劑的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，其特征在于所述連接步驟是使用光固化型粘結(jié)劑的步驟。
全文摘要
固態(tài)成像裝置，包括具有第一表面的半導(dǎo)體基片；在所述半導(dǎo)體基片的第一表面中的固態(tài)成像元件，所述固態(tài)成像元件包括光接收區(qū)域；具有第二表面和第三表面的光傳輸部件，所述第二表面與第三表面相對，其中光傳輸部件和半導(dǎo)體基片的第一表面界定了光傳輸部件的第二表面和光接收區(qū)域外表面之間的間隙；和連接到固態(tài)成像元件的外部連接終端，其中，光接收區(qū)域的外表面和光傳輸部件的第三表面之間的距離是0.5mm或更多。
文檔編號H04N5/369GK1581500SQ20041005496
公開日2005年2月16日 申請日期2004年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月1日
發(fā)明者西田和弘, 前田弘, 根岸能久, 保坂俊一, 渡邊英治, 安松正敏 申請人:富士膠片株式會(huì)社