專利名稱：固體攝像裝置及其制造方法和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及背面照射型固體攝像裝置及其制造方法，以及采用上述固體攝像裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
過(guò)去，對(duì)于在數(shù)碼相機(jī)或者攝像機(jī)中使用的固體攝像裝置，已知的有CXD型固體攝像裝置或者CMOS型固體攝像裝置。在這些固體攝像裝置中，形成為二維矩陣形式的多個(gè)像素中的每個(gè)像素中形成有感光部，感光部根據(jù)接收光的量來(lái)產(chǎn)生信號(hào)電荷。然后，傳輸并放大感光部中所產(chǎn)生的信號(hào)電荷，從而得到圖像信號(hào)。另外，近年來(lái)提出了背面照射型固體攝像裝置，來(lái)自基板的一側(cè)(即，基板的其上形成有布線層的一側(cè)的相反側(cè))的光照射該背面照射型固體攝像裝置。在背面照射型固體攝像裝置中，由于在光照射側(cè)上沒(méi)有布置布線層、電路元件等，所以能夠增大形成在基板中的感光部的開(kāi)口率(aperture ratio)，此外，由于入射光入射到感光部上而未受到布線層等的反射，所以能夠提高靈敏度。順便說(shuō)明，在背面照射型固體攝像裝置中，為了將形成在基板的表面?zhèn)壬系牟季€層的電極焊盤(pán)引出到背面?zhèn)?即基板的光照射側(cè))，形成從基板的光照射表面起貫通基板并使電極焊盤(pán)暴露的貫通孔。在過(guò)去的固體攝像裝置的制造方法中，在基板的光入射面?zhèn)壬闲纬善贤哥R之后或者之前，形成這類貫通孔。日本未審查專利申請(qǐng)公布號(hào)2005-285814所披露的背面照射型固體攝像裝置具有如下結(jié)構(gòu)在形成貫通孔(電極焊盤(pán)暴露在該貫通孔中)之后，形成片上透鏡。以此方式， 在形成貫通孔之后形成片上透鏡的情況下，存在因貫通孔的影響而在形成片上透鏡時(shí)產(chǎn)生抗蝕劑材料的涂覆不平坦問(wèn)題，從而導(dǎo)致片上透鏡在平面內(nèi)的形狀不一致。在片上透鏡的形狀不一致的情況下，芯片的聚光特性可能發(fā)生變化。此外，在形成片上透鏡之后在基板的背面?zhèn)壬闲纬呻姌O層的情況下，因電極層的圖案化而導(dǎo)致片上透鏡的形狀變化的可能性較大，或者因電極層的刻蝕差異而導(dǎo)致飛散粒子成分粘附到片上透鏡的可能性較大。因此，在形成片上透鏡之后在基板的背面?zhèn)壬闲纬呻姌O層的情況下，可能會(huì)發(fā)生由顆粒成分引起的缺陷。此外，如在日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2005-285814中，在結(jié)合引線從基板的背面?zhèn)冗B接到形成在基板的表面?zhèn)鹊碾姌O焊盤(pán)的情況下，需要將接合引線插入貫通基板的貫通孔。因此，難以通過(guò)接合引線實(shí)現(xiàn)與外部端子的連接，從而可能降低裝配時(shí)的成品率。

發(fā)明內(nèi)容
期望提供一種能夠精確地形成有片上透鏡并能夠提高裝配時(shí)的成品率的固體攝像裝置。而且，還期望提供一種采用上述固體攝像裝置的電子設(shè)備。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種固體攝像裝置，所述固體攝像裝置包括基板，在所述基板中形成有多個(gè)像素，所述像素包括光電轉(zhuǎn)換部；布線層，其形成在所述基板的表面?zhèn)龋槐砻骐姌O焊盤(pán)部，其形成在所述布線層中；遮光膜，其形成在所述基板的背面?zhèn)?；焊盤(pán)部基層，其與所述遮光膜形成在同一層中；片上透鏡層，其形成在所述遮光膜與所述焊盤(pán)部基層的與所述基板一側(cè)相反的光入射側(cè)上；背面電極焊盤(pán)部，其形成在所述片上透鏡層的上方；貫通孔，其形成為貫通所述片上透鏡層、所述焊盤(pán)部基層和所述基板，以暴露所述表面電極焊盤(pán)部；以及貫通電極層，其形成在所述貫通孔中，并連接所述表面電極焊盤(pán)部和所述背面電極焊盤(pán)部。在本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像裝置中，通過(guò)形成在貫通電極層中的貫通孔以及形成在基板的背面?zhèn)壬系谋趁骐姌O焊盤(pán)部，將在基板的表面?zhèn)壬系牟季€層中形成的表面電極焊盤(pán)部引出至基板的背面?zhèn)?。也就是說(shuō)，由于能夠在基板的上層上形成背面電極焊盤(pán)部，隨意能夠容易地進(jìn)行接合。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種固體攝像裝置的制造方法，所述制造方法包括以下步驟在基板中形成多個(gè)像素，每個(gè)所述像素設(shè)置有根據(jù)接收光的量來(lái)產(chǎn)生信號(hào)電荷的光電轉(zhuǎn)換部；在所述基板的表面?zhèn)壬闲纬刹季€層，所述布線層具有表面電極焊盤(pán)部和多層的布線；在所述布線層上的同一層中形成焊盤(pán)部基層和遮光膜；在所述焊盤(pán)部基層和所述遮光膜的與所述基板一側(cè)相反的光入射側(cè)上形成片上透鏡層；形成貫通孔，所述貫通孔從所述片上透鏡層起貫通所述焊盤(pán)部基層并到達(dá)所述表面電極焊盤(pán)部；在所述貫通孔中形成貫通電極層，并同時(shí)在所述片上透鏡層上形成與所述表面電極焊盤(pán)部電連接的背面電極焊盤(pán)部；且處理所述像素上方的所述片上透鏡層的表面，以形成片上透鏡。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了一種固體攝像裝置的制造方法，所述制造方法包括以下步驟形成上層部和下層部，所述上層部包括基板、形成在所述基板的表面?zhèn)壬系牟季€層、形成在所述基板的背面?zhèn)壬系恼诠饽?、與所述遮光膜形成在同一層中的焊盤(pán)部基層、 以及形成在所述遮光膜和所述焊盤(pán)部基層的與所述基板一側(cè)相反的光入射側(cè)上的片上透鏡層，在所述基板中形成有多個(gè)像素，每個(gè)像素設(shè)置有根據(jù)接收光的量來(lái)產(chǎn)生信號(hào)電荷的光電轉(zhuǎn)換部，所述下層部包括另一基板和另一布線層，所述另一布線層形成在所述另一基板的表面?zhèn)壬?，并形成為具有表面電極焊盤(pán)部，并接著將所述上層部的所述布線層與所述下層部的所述另一布線層彼此粘合；形成貫通孔，所述貫通孔從所述片上透鏡層上方起貫通所述焊盤(pán)部基層，并到達(dá)所述表面電極焊盤(pán)部；在所述貫通孔中形成貫通電極層，并同時(shí)在所述片上透鏡層上形成與所述表面電極焊盤(pán)部電連接的背面電極焊盤(pán)部；且將所述像素上方的所述片上透鏡層的表面處理成凸形，以形成片上透鏡。根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法中，在形成片上透鏡層之后， 從基板的光入射側(cè)起形成貫通孔，該貫通孔使形成在布線層中的表面電極焊盤(pán)部暴露。這樣，由于片上透鏡層的形成未受到因貫通孔引起的不平坦的影響，所以減小了涂覆不平坦。 此外，在進(jìn)行貫通電極層與背面電極焊盤(pán)部之后處理片上透鏡，從而抑制了形成貫通電極層與背面電極焊盤(pán)部時(shí)所產(chǎn)生的飛散金屬的滯留、以及片上透鏡形狀崩塌的發(fā)生。
本發(fā)明再一實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括光學(xué)透鏡、上述實(shí)施例中的固體攝像裝置、以及信號(hào)處理電路，由光學(xué)透鏡聚集的光入射到所述固體攝像裝置上，信號(hào)處理電路對(duì)輸出自所述固體攝像裝置的輸出信號(hào)進(jìn)行處理。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可獲得能夠改善片上透鏡的聚光特性并能夠提高裝配時(shí)的成品率的固體攝像裝置。此外，通過(guò)使用該固體攝像裝置，可獲得能夠改善圖像質(zhì)量的電子設(shè)備。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置的整體的示意性結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法圖(第1部分)。圖4A和圖4B分別是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法的剖面結(jié)構(gòu)圖(第2部分)和表示固體攝像裝置的焊盤(pán)部基層、無(wú)效像素遮光膜以及像素間遮光膜的示意性平面結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法圖(第3部分)。圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法圖(第4部分)。圖7A和7B分別是本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法圖(第5部分) 和形成有第一開(kāi)口部和第二開(kāi)口部的貫通孔部的平面結(jié)構(gòu)圖。圖8是本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法圖(第6部分)。圖9A和圖9B分別是本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法圖和僅表示固體攝像裝置的背側(cè)電極焊盤(pán)部和貫通電極層的平面圖。圖IOA和圖IOB分別表示本發(fā)明第二實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)圖和表示固體攝像裝置的焊盤(pán)部基層、無(wú)效像素遮光膜以及像素間遮光膜的平面結(jié)構(gòu)圖。圖11是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖12是本發(fā)明第三實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖13是本發(fā)明第四實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖14A和14B是本發(fā)明第四實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法圖(第1部分和第 2部分)。圖15是本發(fā)明第五實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖16是本發(fā)明第六實(shí)施例的電子設(shè)備的示意性剖面結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面，將參照?qǐng)D1至圖16說(shuō)明與本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像裝置和一個(gè)電子設(shè)備示例。將以如下順序描述本發(fā)明的實(shí)施例。此外，本發(fā)明不限于下列示例。1.第一實(shí)施例背面照射型CMOS固體攝像裝置的示例1-1總體結(jié)構(gòu)1-2主要部分的結(jié)構(gòu)1-3制造方法
7
2.第二實(shí)施例背面照射型CMOS固體攝像裝置的示例3.第三實(shí)施例背面照射型CMOS固體攝像裝置的示例
4.第四實(shí)施例背面照射型CMOS固體攝像裝置的示例5.第五實(shí)施例背面照射型CMOS固體攝像裝置的示例6.第六實(shí)施例電子設(shè)備1.第一實(shí)施例背面照射型CMOS固體攝像裝置的示例下面將說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像裝置。該實(shí)施例是背面照射型CMOS固體攝像裝置的示例。1-1總體結(jié)構(gòu)在說(shuō)明該實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)之前，首先說(shuō)明該實(shí)施例的固體攝像裝置的總體結(jié)構(gòu)。圖1是表示本實(shí)施例的固體攝像裝置的整體的示意性結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，固體攝像裝置1在由硅制成的基板11上包括攝像區(qū)域3、垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6、輸出電路7、控制電路8等等，攝像區(qū)域3包括多個(gè)像素2。像素2是由感光部和多個(gè)MOS晶體管構(gòu)成，所述感光部包括根據(jù)接收光的量來(lái)產(chǎn)生信號(hào)電荷的光電二極管，所述多個(gè)MOS晶體管用于讀出和傳輸信號(hào)電荷，多個(gè)像素2在基板11上規(guī)則地布置成二維陣列形式。攝像區(qū)域3是由規(guī)則地布置成二維陣列形式的多個(gè)像素2構(gòu)成。攝像區(qū)域3包括有效像素區(qū)域和無(wú)效像素區(qū)域(下文稱為光學(xué)黑區(qū))，有效像素區(qū)域能夠?qū)嶋H接收光，并累積由光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的信號(hào)電荷，無(wú)效像素區(qū)域形成在有效像素區(qū)域周?chē)?，并用于輸出成為黑電平基?zhǔn)的光學(xué)黑體(optical black)。控制電路8根據(jù)垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和主時(shí)鐘來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)、控制信號(hào)等，所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)、控制信號(hào)等成為垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6等中每個(gè)電路的操作基準(zhǔn)。而且，控制電路8中產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)、控制信號(hào)等輸入至垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6等。垂直驅(qū)動(dòng)電路4例如是由移位寄存器構(gòu)成，其在垂直方向以行為單位順序選擇和掃描攝像區(qū)域3中的每個(gè)像素2。然后，通過(guò)垂直信號(hào)線9將像素信號(hào)(其對(duì)應(yīng)于每個(gè)像素 2的光電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的信號(hào)電荷)提供至列信號(hào)處理電路5。例如，像素2的每一行設(shè)置有列信號(hào)處理電路5，列信號(hào)處理電路5利用來(lái)自光學(xué)黑區(qū)(雖然在附圖中未示出光學(xué)黑區(qū)，但光學(xué)黑區(qū)形成在有效像素區(qū)域的周?chē)?的信號(hào)，對(duì)輸出自每行的像素2的信號(hào)進(jìn)行每個(gè)像素列的信號(hào)處理，例如，去噪聲或者信號(hào)放大等。在列信號(hào)處理電路5的輸出級(jí)處，水平選擇開(kāi)關(guān)(圖中未示出)設(shè)置在輸出級(jí)與水平信號(hào)線 10之間。水平驅(qū)動(dòng)電路6例如是由移位寄存器構(gòu)成，其通過(guò)順序輸出水平掃描脈沖來(lái)依次選擇每個(gè)列信號(hào)處理電路5，從而使像素信號(hào)從每個(gè)列信號(hào)處理電路5輸出到水平信號(hào)線 10。輸出電路7對(duì)通過(guò)水平信號(hào)線10從每個(gè)列信號(hào)處理電路5提供的像素信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，并接著輸出處理后的信號(hào)。1-2主要部分的結(jié)構(gòu)
圖2表示本實(shí)施例的固體攝像裝置1的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的固體攝像裝置1是背面照射型CMOS固體攝像裝置的示例，圖2以剖面形式示出了有效像素區(qū)域 50、光學(xué)黑區(qū)51以及焊盤(pán)區(qū)域52。而且，在本實(shí)施例中，特別地，焊盤(pán)區(qū)域52是代表接地線或者與負(fù)電勢(shì)相連的部分的示例。如圖2所示，本實(shí)施例的固體攝像裝置1包括基板12以及形成在基板12的表面?zhèn)鹊牟季€層13。此外，固體攝像裝置1還包括絕緣膜18、焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜 19b、像素間遮光膜19c、濾色層27和片上透鏡層21，其中，絕緣膜18、焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜1%和像素間遮光膜19c形成在基板12的背面?zhèn)?，濾色層27和片上透鏡層21 形成在上述膜和層的上方。此外，在焊盤(pán)區(qū)域52中，設(shè)置有表面電極焊盤(pán)部15、貫通孔22、 背側(cè)電極焊盤(pán)部M以及貫通電極層23。此外，支撐基板17貼合到布線層13的與基板12 一側(cè)相反的一側(cè)的表面上?；?2是由硅半導(dǎo)體構(gòu)成，并且形成為具有例如2000nm至6000nm范圍的厚度。 如圖1所示，在基板12的攝像區(qū)域3中，形成有多個(gè)像素2，其中每個(gè)像素2包括光電轉(zhuǎn)換部和多個(gè)像素晶體管(圖中未示出)。光電轉(zhuǎn)換部是由光電二極管PD構(gòu)成，且根據(jù)從基板 12的背面?zhèn)热肷涞墓獾牧縼?lái)產(chǎn)生信號(hào)電荷。然后，通過(guò)像素晶體管讀出光電二極管PD中所產(chǎn)生的信號(hào)電荷，并作為像素信號(hào)輸出。此外，雖然圖2中未示出，但在基板12中形成包括垂直驅(qū)動(dòng)電路4或者水平驅(qū)動(dòng)電路6的外圍電路。布線層13形成在基板12的與光入射側(cè)相反的表面?zhèn)壬?，布線層13是由隔著層間絕緣膜14層疊成多個(gè)層的布線IM 4M(圖2中為4層)構(gòu)成。所期望的布線或者布線 IM 4M以及像素晶體管(圖中未示出)通過(guò)接觸部16彼此相連。這樣，通過(guò)布線層13驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素2的像素晶體管。此外，在焊盤(pán)區(qū)域52中，表面電極焊盤(pán)部15是由作為最頂層 (圖2中為下層)的第四布線4M形成。例如，能夠使用諸如鋁(Al)或者銅(Cu)等金屬材料，來(lái)作為構(gòu)成布線層13的布線IM 4M中的每一個(gè)布線的組成材料。在本實(shí)施例中，第一布線IM 第三布線3M是由銅形成，形成表面電極焊盤(pán)部15的第四布線4M是由鋁形成。 此外，例如，能夠使用諸如鎢或者銅等金屬材料作為接觸部16的組成材料。此外，雖然在圖 2中示出了僅作為表面電極焊盤(pán)部15的第四布線4M，但第四布線4M也能夠用作其它區(qū)域中的一般布線。絕緣膜18形成在基板12的成為光入射側(cè)的背面?zhèn)?，且絕緣膜18形成為單層或者多層。在形成為多層的情況下，能夠例如形成為三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)包括依次形成在基板12的背面?zhèn)壬系难趸枘?、氧氮化硅膜以及氮化硅膜。這種情況下，獲得了減反射效果 (antireflection effect)0而且，也能夠?qū)⒕哂胸?fù)的固定電荷的膜用作絕緣膜18。在這種情況下，絕緣膜18 形成為三層結(jié)構(gòu)，該三層結(jié)構(gòu)從基板12起依次包括氧化硅、具有負(fù)電荷的高折射率絕緣膜、以及氧化硅膜或者氮化硅膜。由于通過(guò)具有負(fù)電荷的高折射率絕緣膜加強(qiáng)了基板12與絕緣薄膜18之間的界面的空穴累積狀態(tài)，所以這有利于抑制暗電流的產(chǎn)生。這里，期望高折射率絕緣膜的折射率小于或近似等于硅的折射率，并大于氧化硅膜的折射率。例如，具有負(fù)的固定電荷的材料膜是由氧化鋁(Al2O3)膜、氧化鋯(ZrO2)膜、二氧化鉿(HfO2)膜、氧化鉭(Ta2O5)膜、或者氧化鈦(TiO2)膜形成。作為示例，可使用化學(xué)氣相淀積法、濺射法、原子層蒸發(fā)法等作為膜形成方法。如果使用原子層蒸發(fā)法，優(yōu)選地，同時(shí)形成大約Inm厚的SW2膜，該SW2膜在膜形成期間降低了界面狀態(tài)(interface level)。 此外，除了上述材料之外，還能夠使用氧化鑭(La2O3)、氧化鐠(Pr2O3)、氧化鈰(CeO2)、氧化釹(Nd2O3)、氧化钷(Pm2O3)等。此外，對(duì)于上述材料，還能夠使用氧化釤(Sm2O3)、氧化銪 (Eu2O3)、氧化釓(Gd2O3)、氧化鋱(TId2O3)、氧化鏑(Dy2O3)等等。此外，對(duì)于上述材料，還能夠使用氧化鈥(Ho2O3)、氧化銩(Tm2O3)、氧化鐿(YId2O3)、氧化镥(Lu2O3)、氧化釔(Y2O3)等。此外，也能夠通過(guò)氮化鉿膜、氮化鋁膜、氮氧化鉿膜、或者氮氧化鋁膜形成具有負(fù)的固定電荷的膜。在具有負(fù)的固定電荷的膜中，也可以在不損害絕緣性的范圍內(nèi)加入硅(Si)或者氮(N)。在膜的絕緣性未受到損害的范圍內(nèi)適當(dāng)確定加入濃度。如此，通過(guò)加入硅(Si)或者氮(N)，能夠增強(qiáng)膜的耐熱性或者增強(qiáng)過(guò)程期間的阻止離子注入的能力。盡管這取決于材料而變化，但絕緣膜18的厚度優(yōu)選在IOnm至500nm的范圍內(nèi)。焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜19b以及像素間遮光膜19c在絕緣膜18上方形成為位于絕緣膜18的與面向基板12的一側(cè)相反的一側(cè)，并且形成在同一層中。像素間遮光膜19c形成在相鄰的像素2與像素2之間。此外，無(wú)效像素遮光膜19b 形成在光學(xué)黑區(qū)51中。此外，焊盤(pán)部基層19a形成在焊盤(pán)區(qū)域52中。此外，盡管后面將予以說(shuō)明，但在本實(shí)施例中舉例說(shuō)明了像素間遮光膜19c、無(wú)效像素遮光膜19b以及焊盤(pán)部基層19a彼此電連接。對(duì)于焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜19b以及像素間遮光膜19c的組成材料，能夠使用鎢(W)、鋁(Al)、鈦(Ti)、或者氮化鈦(TiN)。此外，還能夠采用在層疊方向依次形成的TiN和Al的層疊結(jié)構(gòu)或者Ti和W的層疊結(jié)構(gòu)。對(duì)于基金屬層的膜厚度，允許將其確定為使得該層具有遮光性。此外，由于焊盤(pán)部基層19a形成在焊盤(pán)區(qū)域52 (其中，在裝配過(guò)程中，在焊盤(pán)區(qū)域52中進(jìn)行引線接合)中，所以在考慮到接合壓力的情況下，最好選用具有高硬度的材料。W、Ti或者TiN是典型的高硬度材料。濾色層27形成在由有機(jī)材料或者無(wú)機(jī)材料制成的平坦化絕緣膜20上方，并形成為覆蓋焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜19b、以及像素間遮光膜19c，并且，濾色層27與有效像素區(qū)域50的每個(gè)像素2對(duì)應(yīng)地形成。濾色層27配置成選擇性地傳輸每個(gè)像素2中的例如綠色、紅色、藍(lán)色、青色、黃色、黑色等顏色的光。或者，它還能夠配置成傳輸諸如白色等所有的光，但不傳輸紅外線范圍的光。能夠使用傳輸每個(gè)像素2的不同顏色的光的濾色層 27，也能夠使用在所有像素2中傳輸同一顏色的光的濾色層27。至于濾色層27中的顏色的組合，可根據(jù)其規(guī)格進(jìn)行各種選擇。 片上透鏡層21形成在濾色層27上方，并且在有效像素區(qū)域50中，每個(gè)像素2的片上透鏡層21的表面形成為凸形，從而形成片上透鏡21a。通過(guò)片上透鏡21a聚集入射光，從而入射光有效地入射到每個(gè)像素2的光電二極管PD上。對(duì)于片上透鏡層21的組成材料， 例如能夠使用具有1. 0至1. 3范圍內(nèi)的折射率的有機(jī)材料。 貫通孔22是由第一開(kāi)口部2 和第二開(kāi)口部2 構(gòu)成，第一開(kāi)口部2 形成為使得表面電極焊盤(pán)部15暴露于光入射側(cè)，第二開(kāi)口部22b形成為比第一開(kāi)口部2 具有更大的直徑，并使得焊盤(pán)部基層19a暴露于光入射側(cè)。也就是說(shuō)，貫通孔22形成為在焊盤(pán)區(qū)域 52中貫通片上透鏡層21，焊盤(pán)部基層19a以及基板12。
10
背面電極焊盤(pán)部M形成在焊盤(pán)區(qū)域52的片上透鏡層21上方，并且形成為能夠與外部端子相連接的形狀，在本實(shí)施例中，背面電極焊盤(pán)部M形成為延伸至光學(xué)黑區(qū)51。也就是說(shuō)，背面電極焊盤(pán)部M形成為延伸至無(wú)效像素遮光膜1%的正上方。貫通電極層23沿著貫通孔22的內(nèi)壁形成，并電連接表面電極焊盤(pán)部15和背面電極焊盤(pán)部對(duì)。背面電極焊盤(pán)部M和貫通電極層23是在同一過(guò)程中形成，并是由同一材料形成。對(duì)于背面電極焊盤(pán)部以及貫通電極層的組成材料，例如優(yōu)選使用Al-Si-Cu類合金， 此外，還能夠使用Al-Si類合金、A1、A1-Si-W類合金等。至于膜厚度，考慮到后續(xù)接合時(shí)的合金率(rate of alloy)，300nm以上的膜厚度是必要的。順便說(shuō)明，由于第二開(kāi)口部22b形成為使得焊盤(pán)部基層19a暴露，所以貫通電極層 23與焊盤(pán)部基層19a彼此電連接。從而，表面電極焊盤(pán)部15、焊盤(pán)部基層19a以及背面電極焊盤(pán)部M彼此電連接。此外，在本實(shí)施例中，如圖2所示，由雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域形成的絕緣層25形成在基板12 的形成有貫通孔22的區(qū)域的周?chē)?。例如，在基?2設(shè)定為η型并且將電子用作信號(hào)電荷的情況下，能夠通過(guò)P型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域形成絕緣層25。從而，形成如下結(jié)構(gòu)形成在基板12 中的攝像區(qū)域3或者外圍電路區(qū)域沒(méi)有電連接至貫通電極層23。1-3制造方法下面，將說(shuō)明本實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法。圖3至圖9b表示圖2的固體攝像裝置1的制造方法。這里，從如下步驟后的過(guò)程開(kāi)始進(jìn)行說(shuō)明在基板12的表面上形成布線層13，然后將支撐基板17結(jié)合至布線層13的上部，并倒置，并且將基板12研磨至預(yù)定厚度。因此， 在圖3的剖面結(jié)構(gòu)中，光電二極管PD或者像素晶體管已形成在基板12中。此外，在基板12 的與焊盤(pán)區(qū)域52相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中，通過(guò)進(jìn)行預(yù)定導(dǎo)電類型(本實(shí)施例中為ρ型)的雜質(zhì)的離子注入，來(lái)形成絕緣層25。由于能夠使用與過(guò)去的背面照射型固體攝像裝置相同的制造方法進(jìn)行目前為止的制造方法，所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。如圖3所示，在將基板12研磨至預(yù)定厚度之后，在基板12的背面?zhèn)刃纬捎蓡螌踊蛘邔盈B層構(gòu)成的絕緣膜18。在絕緣膜18形成為層疊膜的情況下，絕緣膜18能夠形成為由高折射材料和另一絕緣材料構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)于高折射材料，優(yōu)選使用具有負(fù)電勢(shì)的材料，以便增大暗電流的抑制效果。此外，對(duì)于構(gòu)成絕緣膜18的絕緣材料，能夠使用氧化硅膜、氮化硅膜，以及氮氧化硅膜，并且通過(guò)等離子CVD (化學(xué)氣相淀積)法形成這些膜。而且，在絕緣膜18是由具有負(fù)的固定電荷的膜形成的情況下，如上所述，能夠使用CVD法、濺射法、原子層蒸發(fā)法等。之后，基金屬層19形成在絕緣膜18上。能夠采用濺射法或者CVD 法形成基金屬層19。然后，如圖4A所示，抗蝕劑層沈形成在基金屬層19上，并且通過(guò)曝光和顯影將它們形成為預(yù)定的掩模圖案。之后，通過(guò)在將抗蝕劑層沈用作掩模的情況下進(jìn)行刻蝕，來(lái)形成焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜19b、以及像素間遮光膜19c。圖4B是表示圖4A中的焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜19b、以及像素間遮光膜19c的示意性平面結(jié)構(gòu)圖。如圖4B 所示，像素間遮光膜19c形成為格子形狀，使得基板12的光電二極管PD上方的部分開(kāi)口， 無(wú)效像素遮光膜19b形成為對(duì)光學(xué)黑區(qū)51的整個(gè)表面遮光。而且，焊盤(pán)部基層19a形成為具有比后續(xù)過(guò)程形成的第二開(kāi)口部22b更大的直徑。然后，在本實(shí)施例中，焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜1%、以及像素間遮光膜19c形成為彼此電連接。然后，如圖5所示，平坦化絕緣膜20形成為覆蓋焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜 19b以及像素間遮光膜19c。當(dāng)平坦化絕緣膜20是由有機(jī)材料形成的情況下，能夠通過(guò)涂覆來(lái)形成平坦化絕緣膜20，而當(dāng)平坦化絕緣膜20是由無(wú)機(jī)材料形成的情況下，能夠通過(guò)CVD 法形成平坦化絕緣膜20。之后，依次形成濾色層27以及片上透鏡層21。通過(guò)形成透光特性與期望波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的有機(jī)材料的膜，并且進(jìn)行圖案化，從而為每個(gè)像素形成濾色層27。而且，通過(guò)將有機(jī)材料涂覆至整個(gè)層以覆蓋濾色層27，來(lái)形成片上透鏡層21。在本實(shí)施例中，由于在形成濾色層27及形成片上透鏡層21的步驟中尚未形成貫通孔22，所以能夠避免在形成濾色層27或者片上透鏡層21時(shí)的有機(jī)材料的涂覆不平坦。 這樣，能夠在像素內(nèi)平坦地形成濾色層27或者片上透鏡層21。此外，在本步驟中，使片上透鏡層21的表面變得平坦，且沒(méi)有處理透鏡形狀。然后，如圖6所示，通過(guò)各向異性刻蝕形成第一開(kāi)口部22a (其在焊盤(pán)區(qū)域52中貫通片上透鏡層21、焊盤(pán)部基層19a以及基板12，并使形成在布線層13中的表面電極焊盤(pán)部 15露出)。在各向異性刻蝕中，能夠使用CF4/02、CF4、或者SF6/02氣體，改變氣體，并將氣體用于每個(gè)被刻蝕的材料。例如，CF4類氣體用于刻蝕諸如布線層13、絕緣膜18以及片上透鏡層21等有機(jī)材料層，而SF6類氣體用于刻蝕由硅制成的基板12。這里，由于第一開(kāi)口部 22a形成為使得表面電極焊盤(pán)部15在底部處暴露，所以考慮到即使在形成開(kāi)口時(shí)未匹配對(duì)準(zhǔn)等，表面電極焊盤(pán)部15優(yōu)選地形成為比第一開(kāi)口部22a的直徑約大10 μ m。順便說(shuō)明，在過(guò)去的固體攝像裝置中，在表面電極焊盤(pán)部上直接進(jìn)行引線接合的情況下，需要形成使表面電極焊盤(pán)部暴露的開(kāi)口部，該開(kāi)口部具有能夠進(jìn)行引線接合的直徑，并且表面電極焊盤(pán)部需要形成大約IOOnm的直徑。另一方面，在本實(shí)施例中，由于第一開(kāi)口部2 形成為實(shí)現(xiàn)下文所述的表面電極焊盤(pán)部15與背面電極焊盤(pán)部M的電連接，所以允許在開(kāi)口內(nèi)部(貫通孔22的內(nèi)部)形成貫通電極層，并允許第一開(kāi)口部2 具有至少 3 μ m以上的直徑。因此，即使通過(guò)采用相對(duì)于第一開(kāi)口部2 的直徑而言大約+10 μ m的余量來(lái)形成表面電極焊盤(pán)部15，仍允許表面電極焊盤(pán)部15的直徑形成為處于15 μ m至20 μ m 的范圍內(nèi)。這樣，在本實(shí)施例中，與在表面電極焊盤(pán)部上進(jìn)行引線接合的情況相比，能夠極大地降低表面電極焊盤(pán)部15的直徑。也就是說(shuō)，能夠減小布線層13中的表面電極焊盤(pán)部15 的面積。然后，如圖7A所示，通過(guò)各向異性刻蝕除去第一開(kāi)口部22a周?chē)鷧^(qū)域中的片上透鏡層21和平坦化絕緣薄膜20，以形成第二開(kāi)口部22b，從而露出焊盤(pán)部基層19a的一部分的表面(以下稱為臺(tái)階部29)。在該刻蝕過(guò)程中，為了通過(guò)刻蝕除去平坦化絕緣薄膜20以及片上透鏡層21，使用例如CF4類氣體。圖7B中示出了貫通孔22部的平面結(jié)構(gòu)圖，其中，在貫通孔22部中形成第一開(kāi)口部22a以及第二開(kāi)口部22b。如圖7B所示，第二開(kāi)口部2 形成為大于第一開(kāi)口部22a的直徑，且小于焊盤(pán)部基層19a的直徑。然后，通過(guò)第二開(kāi)口部22b與第一開(kāi)口部22a的直徑之間的差值，來(lái)確定由于第二開(kāi)口部22b的形成而在第二開(kāi)口部22b的底部處暴露的臺(tái)階部四的寬度W1。臺(tái)階部四是在后續(xù)處理中成為背面電極焊盤(pán)部M與焊盤(pán)部基層19a之間連接部的部分。再者，由于背面電極焊盤(pán)部M與焊盤(pán)部基層19a的電連接精確地形成在
12臺(tái)階部四中，所以臺(tái)階部四的寬度Wl優(yōu)選地形成為不小于Ιμπι并且不大于10 μ m。然后，如圖8所示，通過(guò)采用濺射法或CVD法，在整個(gè)表面(包括貫通孔22的內(nèi)表面以及片上透鏡層21的上表面)上形成電極材料層28。在后續(xù)處理中，形成在片上透鏡層 21上的電極材料層觀用于構(gòu)成背面電極焊盤(pán)部M和貫通電極層23。因此，電極材料層洲的厚度設(shè)定成引線接合的必要且足夠的膜厚度。引線接合的必要膜厚度是接合布線與背面電極焊盤(pán)部M的共晶反應(yīng)(eutectic reaction)所需的膜厚度，并且在電極材料層觀是由諸如Al-Si-Cu類合金形成的情況下，膜厚度優(yōu)選為500nm或以上。在本實(shí)施例中，由于通過(guò)濺射法或者CVD法形成電極材料層觀，與使用Cu鑲嵌技術(shù)(damascene technique)形成的情況相比，污染風(fēng)險(xiǎn)小，并且能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低或者成品率提高。然后，如圖9A所示，進(jìn)行圖案化，使得僅在焊盤(pán)區(qū)域52中保留電極材料層觀。這樣，貫通電極層23形成在貫通孔22中，同時(shí)背面電極焊盤(pán)部M形成在焊盤(pán)區(qū)域52的片上透鏡層21的上方。圖9B是僅表示背面電極焊盤(pán)部M以及貫通電極層23的平面圖。背面電極焊盤(pán)部M形成為具有引線接合所必需的面積。然后，在本實(shí)施例中，由于背面電極焊盤(pán)部M形成在成為光入射側(cè)的最頂層處，所以能夠自由布置背面電極焊盤(pán)部M而不受布線層13的影響。因此，能夠使芯片面積縮小。而且，本實(shí)施例中，背面電極焊盤(pán)部對(duì)布置成延伸至光學(xué)黑區(qū)51。因此，能夠進(jìn)一步提高光學(xué)黑區(qū)51中的遮光效果。另外，在背面電極焊盤(pán)部M的圖案化處理時(shí)產(chǎn)生飛散材料。然而，本實(shí)施例中，與已經(jīng)處理成透鏡形狀的情況相比，在有效像素區(qū)域50中，由于片上透鏡層21尚未處理成透鏡形狀，所以易于除去飛散材料。因此，能夠減小因在背面電極焊盤(pán)部M的圖案化處理時(shí)產(chǎn)生的飛散材料所引起的缺陷。而且，在本實(shí)施例中，由于臺(tái)階部四形成為使焊盤(pán)部基層19a在貫通孔22內(nèi)暴露，所以在臺(tái)階部四處極好地實(shí)現(xiàn)了貫通電極層23與焊盤(pán)部基層19a的電連接。然后，在形成背面電極焊盤(pán)部對(duì)之后，通過(guò)在有效像素區(qū)域50中的片上透鏡層 21的表面中形成凹凸形狀，來(lái)形成片上透鏡21a。此時(shí)，在焊盤(pán)區(qū)域52中，由于電極材料層 28 (背面電極焊盤(pán)部24)形成在片上透鏡層21上并且背面電極焊盤(pán)部M充當(dāng)掩模，所以沒(méi)有對(duì)片上透鏡層21進(jìn)行處理。通過(guò)進(jìn)行上述步驟，完成了圖2所示的固體攝像裝置。在本實(shí)施例中，由于在形成背面電極焊盤(pán)部M或者形成貫通電極層23之后進(jìn)行片上透鏡21a形狀的處理，所以能夠在不依賴于背面電極焊盤(pán)部M等處理?xiàng)l件的情況下， 將片上透鏡21a處理成預(yù)定形狀。而且，由于在形成貫通孔22之前形成片上透鏡層21，所以減小了因臺(tái)階等影響而引起的涂覆不平坦，從而能夠減小片上透鏡21a在平面內(nèi)的不平坦。而且，由于在形成背面電極焊盤(pán)部M之后進(jìn)行片上透鏡21a的處理，所以并未出現(xiàn)在形成背面電極焊盤(pán)部M時(shí)可能出現(xiàn)的飛散金屬的滯留、片上透鏡21a形狀的崩塌等。本實(shí)施例中，能夠通過(guò)將接合布線連接到背面電極焊盤(pán)部M上來(lái)實(shí)現(xiàn)與外部端子的連接。在本實(shí)施例中，由于背面電極焊盤(pán)部M能夠布置在最頂層處，所以能夠容易地進(jìn)行接合，從而能夠提高裝配成品率。而且，在本實(shí)施例中，焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜19b、以及像素間遮光膜 19c彼此電連接，同時(shí)焊盤(pán)部基層19a電連接至背面電極焊盤(pán)部24。從而，在例如接地布線連接至背面電極焊盤(pán)部M的情況下，將地電位提供給表面電極焊盤(pán)部15，并且也將地電位提供給無(wú)效像素遮光膜1%以及像素間遮光膜19c，從而穩(wěn)定地保持電位。而且，由于形成臺(tái)階部四，所以極好地實(shí)現(xiàn)了貫通電極層23與焊盤(pán)部基層19a的電連接。如上所述，在本實(shí)施例的固體攝像裝置1的制造方法中，在形成貫通孔22之前形成片上透鏡層21，在形成貫通孔22、貫通電極層23以及背面電極焊盤(pán)部M之后進(jìn)行片上透鏡21a的形狀處理。從而，減少了飛散材料附著至片上透鏡21a的上部、或者片上透鏡21a 形狀的崩塌，能夠減小聚光特性的變化。而且，根據(jù)本實(shí)施例的固體攝像裝置的制造方法， 能夠在平面內(nèi)不產(chǎn)生變化的情況下形成片上透鏡21a的形狀，同時(shí)能夠?qū)⒈砻骐姌O焊盤(pán)部 15電連接至背面電極焊盤(pán)部24。在本實(shí)施例的固體攝像裝置1中，舉例說(shuō)明了焊盤(pán)部基層19a、無(wú)效像素遮光膜 19b以及像素間遮光膜19c形成為彼此電連接。然而，它們也可形成為彼此分離，并且可不同地選擇它們的結(jié)構(gòu)。下面，將說(shuō)明如下示例，即，在該示例中，焊盤(pán)部基層19a形成為與無(wú)效像素遮光膜1%以及像素間遮光膜19c電分離。2.第二實(shí)施例圖IOA表示本發(fā)明第二實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)。由于本實(shí)施例的固體攝像裝置的總體結(jié)構(gòu)與圖1相同，所以省略了重復(fù)說(shuō)明。此外，在圖IOA中，與圖2中對(duì)應(yīng)的部分采用相同的附圖標(biāo)記，并且省略重復(fù)說(shuō)明。如圖IOA所示，本實(shí)施例的固體攝像裝置60是如下示例，其中在構(gòu)成光學(xué)黑區(qū)51 的無(wú)效像素遮光膜49b上設(shè)置與背面電極焊盤(pán)部M分離的遮光膜焊盤(pán)部32。圖IOB是表示在本實(shí)施例的固體攝像裝置中的焊盤(pán)部基層49a、無(wú)效像素遮光膜 49b以及像素間遮光膜49c的平面結(jié)構(gòu)圖。在完成時(shí)，第一開(kāi)口部2 形成在焊盤(pán)部基層 49a中。然而，圖IOB示出了與第一實(shí)施例中的圖4B對(duì)應(yīng)的第一焊盤(pán)部基層49a。在本實(shí)施例中，無(wú)效像素遮光膜49b與像素間遮光膜49c彼此電連接。然而，焊盤(pán)部基層49a沒(méi)有電連接至無(wú)效像素遮光膜49b以及像素間遮光膜49c。這樣，在焊盤(pán)部基層49a沒(méi)有電連接至無(wú)效像素遮光膜49b以及像素間遮光膜49c的情況下，需要單獨(dú)向無(wú)效像素遮光膜49b 提供電壓。如圖IOA所示，在本實(shí)施例固體攝像裝置60中，使無(wú)效像素遮光膜49b露出的開(kāi)口部30形成在無(wú)效像素遮光膜49b的上方。然后，電極層31形成在開(kāi)口部30的底部以及側(cè)壁上，與電極層31連續(xù)形成的遮光膜焊盤(pán)部32形成在片上透鏡層21上。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，無(wú)效像素遮光膜49b通過(guò)電極層31電連接至遮光膜焊盤(pán)部32。此外，遮光膜焊盤(pán)部32形成為與背面電極焊盤(pán)部M分離，并用作與外部端子結(jié)合的接合焊盤(pán)。如圖IOB所示，如在本實(shí)施例中，在焊盤(pán)部基層49a沒(méi)有電連接至無(wú)效像素遮光膜 49b以及像素間遮光膜49c的情況下，形成與無(wú)效像素遮光膜49b連接的遮光膜焊盤(pán)部32。 這樣，能夠向無(wú)效像素遮光膜49b以及像素間遮光膜49c提供給定的電壓，能夠穩(wěn)定地保持無(wú)效像素遮光膜49b以及像素間遮光膜49c的電位。圖11是本實(shí)施例的固體攝像裝置60的制造方法圖。這里，僅對(duì)與第一實(shí)施例層的制造方法不同的過(guò)程予以說(shuō)明。在本實(shí)施例中，如圖11所示，在第一實(shí)施例的圖6的過(guò)程之后，在形成第二開(kāi)口部22b的同時(shí)，形成使無(wú)效像素遮光膜49b露出的開(kāi)口部30。之后，在形成貫通電極層23以及背面電極焊盤(pán)部M的同時(shí)，形成電極層31以及遮光膜焊盤(pán)部32。由于其它過(guò)程與第一實(shí)施例中的過(guò)程相同，省略了重復(fù)說(shuō)明。
例如，本實(shí)施例能夠應(yīng)用于焊盤(pán)部基層49a用作接地布線且無(wú)效像素遮光膜49b 固定至負(fù)電位的情況。在這種情況下，由于焊盤(pán)部基層49a起保護(hù)環(huán)(guard ring)的作用， 所以焊盤(pán)部基層49a在臺(tái)階部四中電連接至表面電極焊盤(pán)部15。如在本實(shí)施例中，在遮光膜焊盤(pán)部32與背面電極焊盤(pán)部M分離設(shè)置的情況下，也能夠在形成遮光膜焊盤(pán)部32之后處理片上透鏡21a的形狀。因此，能夠減少片上透鏡21a 的聚光特性的變化。除此之外，能夠達(dá)到與第一實(shí)施例相同的效果。3.第三實(shí)施例圖12表示本發(fā)明第三實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)。由于本實(shí)施例的固體攝像裝置的總體結(jié)構(gòu)與圖1相同，省略重復(fù)說(shuō)明。此外，在圖12中，與圖2中對(duì)應(yīng)的部分采用相同的附圖標(biāo)記，并且省略重復(fù)說(shuō)明。本實(shí)施例的固體攝像裝置61是如下示例，其中通過(guò)絕緣層33實(shí)現(xiàn)貫通電極層23 與基板12之間的絕緣，通過(guò)在基板12中嵌入絕緣材料形成絕緣層33。如圖12所示，在本實(shí)施例的固體攝像裝置61中，絕緣層33在基板12中形成為圍繞第一開(kāi)口部22a。在形成絕緣膜18之前，通過(guò)形成貫通基板12的開(kāi)口并在開(kāi)口中嵌入諸如二氧化硅膜等絕緣材料，來(lái)形成絕緣層33。此外，在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，絕緣層33形成在臺(tái)階部四正下方的位置處，并形成落入臺(tái)階部四的區(qū)域內(nèi)的形狀。這樣，能夠使絕緣層33所需的面積最小化。在本實(shí)施例中，通過(guò)形成為圍繞貫通孔22的絕緣層來(lái)保持貫通電極層23與基板 12之間的絕緣。而且，本實(shí)施例也獲得了與第一實(shí)施例相同的效果。4.第四實(shí)施例圖13表示本發(fā)明第四實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)。由于本實(shí)施例的固體攝像裝置62的總體結(jié)構(gòu)與圖1相同，省略重復(fù)說(shuō)明。此外，在圖13中，與圖2 中對(duì)應(yīng)的部分采用相同的附圖標(biāo)記，并且省略重復(fù)說(shuō)明。本實(shí)施例的固體攝像裝置62是如下示例，其中通過(guò)絕緣膜34實(shí)現(xiàn)貫通電極層23 與基板12之間的絕緣，絕緣膜34形成在貫通孔22的側(cè)壁上。如圖13所示，在本實(shí)施例的固體攝像裝置62中，由氧化硅膜制成的絕緣膜34形成在第一開(kāi)口部22a的側(cè)壁與第二開(kāi)口部22b的側(cè)壁上。然后，在包括絕緣膜34的第一開(kāi)口部22a與第二開(kāi)口部22b中形成貫通電極層23。圖14A和圖14B是表示本實(shí)施例的固體攝像裝置62的制造方法圖。這里，僅就與第一實(shí)施例制造方法不同的過(guò)程予以說(shuō)明。在本實(shí)施例中，如圖14A所示，如在第一實(shí)施例圖7A中形成貫通孔22之后，通過(guò)P-CVD法或者CVD法，在整個(gè)表面(包括貫通孔22內(nèi)表面以及片上透鏡層21的上表面)上形成由SiO2制成的絕緣膜34。通過(guò)采用P-CVD法或者 CVD法，能夠在貫通孔22中以良好的覆蓋率形成絕緣膜34。如圖14B所示，通過(guò)在絕緣膜34的膜形成之后進(jìn)行回蝕，除去了諸如第一開(kāi)口部 22a的底部的絕緣膜34或者第二開(kāi)口部22b的底部(臺(tái)階部四)的絕緣膜34等非必要部分。之后，以與第一實(shí)施例同樣的方式，能夠形成本實(shí)施例的固體攝像裝置62。在本實(shí)施例中，由于由第一開(kāi)口部2 暴露的基板12是由絕緣膜34覆蓋，所以能夠避免第一開(kāi)口部22a內(nèi)形成的貫通電極層23與基板12彼此電連接。
而且，本實(shí)施例中也獲得了與第一實(shí)施例同樣的效果。5.第五實(shí)施例圖15表示了本發(fā)明第五實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的固體攝像裝置63具有如下結(jié)構(gòu)，其中攝像區(qū)域3與外圍電路區(qū)域形成在不同的基板中，并層疊各個(gè)基板。也就是說(shuō)，本實(shí)施例的固體攝像裝置63是如下示例圖1的固體攝像裝置1的攝像區(qū)域3形成在成為光入射側(cè)的上層部中，而諸如垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6以及控制電路8等外圍電路形成在下層部中。在圖15中，與圖2中的對(duì)應(yīng)部分采用相同的附圖標(biāo)記，并省略了重復(fù)說(shuō)明。在本實(shí)施例的固體攝像裝置63中，下層部36b是由基板37和形成在基板37上的布線層41構(gòu)成。在下層部36b中，形成多個(gè)用于驅(qū)動(dòng)外圍電路的晶體管。不過(guò)，在此省略這些晶體管的圖示。此外，多層(圖15中為四層)的布線IM至4M隔著層間絕緣膜38形成在下層部36b的布線層41中。而且，在焊盤(pán)區(qū)域52中，由最上層的布線4M形成表面電極焊盤(pán)部39。此外，上層部36a形成為具有與第一實(shí)施例的固體攝像裝置相同的結(jié)構(gòu)。然而，在本實(shí)施例中，表面電極焊盤(pán)部沒(méi)有形成在上層部36a的布線層13中。上層部36a與下層部 36b的布線層13與41通過(guò)粘合層44彼此接合，從而層疊上層部36a與下層部36b。然后， 從上層部36a —側(cè)起形成的貫通孔42形成為到達(dá)形成在下層部36b中的表面電極焊盤(pán)部 39，并且在貫通孔42中，形成貫通電極層43，貫通電極層43用于將表面電極焊盤(pán)部39連接至背面電極焊盤(pán)部24。在本實(shí)施例的固體攝像裝置63的制造方法中，在第一實(shí)施例的圖5的過(guò)程后形成的上層部36a與形成有構(gòu)成外圍電路的晶體管或者布線層41的下層部36b通過(guò)粘合層44 彼此粘合，使得布線層13與41層疊。之后，從上層部36a的背面?zhèn)刃纬傻谝婚_(kāi)口部42a，第一開(kāi)口部4 到達(dá)下層部36b的表面電極焊盤(pán)部39。之后，以與第一實(shí)施例相同的方式，形成第二開(kāi)口部42b，從而形成貫通孔42。然后，在形成貫通孔42之后，以與第一實(shí)施例的圖8與圖9相同的方法形成貫通電極層23、背面電極焊盤(pán)部M以及片上透鏡21a。這樣，完成本實(shí)施例的固體攝像裝置63。通過(guò)這種方式，在層疊有多層(本實(shí)施例中為兩層)的基板的結(jié)構(gòu)的情況下，同樣也能夠在形成貫通孔42之前形成片上透鏡層21，并且能夠在形成電極層23之后處理片上透鏡21a的形狀。因此，能夠減小片上透鏡21a的聚光特性的變化。此外，也能夠獲得與第一實(shí)施例同樣的效果。本發(fā)明不限于應(yīng)用于檢測(cè)可見(jiàn)光的入射光量的分布并將捕獲該分布作為圖像的固體攝像裝置，且也可應(yīng)用于捕獲紅外線、X射線、顆粒等的入射量的分布作為圖像的固體攝像裝置。而且，廣義上說(shuō)，本發(fā)明通?？蓱?yīng)用于檢測(cè)諸如壓力或者靜電容量等其它物理量的分布并且將捕捉該分布作為圖像的固體攝像裝置(物理量分布檢測(cè)裝置)，例如，指紋檢測(cè)傳感器。而且，本發(fā)明不限于通過(guò)以行為單元依次掃描像素部的每個(gè)單位像素并從每個(gè)單位像素讀出像素信號(hào)的固體攝像裝置。本發(fā)明也適用于XY地址型固體攝像裝置，該XY地址型固體攝像裝置在像素單元中選擇任意像素，并且從所選擇的像素讀出像素單元內(nèi)的信號(hào)。
16
而且，固體攝像裝置能夠是形成為單個(gè)芯片的形式，也能夠是具有攝像功能的類模塊形式(其中，像素部、以及信號(hào)處理部或者光學(xué)系統(tǒng)封裝在一起)。而且，本發(fā)明不限于應(yīng)用于固體攝像裝置，也適用于攝像裝置。這里，攝像裝置是指諸如數(shù)字靜物照相機(jī)或者視頻攝像機(jī)的攝像機(jī)系統(tǒng)、或者諸如移動(dòng)電話等具有攝像功能的電子設(shè)備。此外，還存在如下情況，即，安裝在電子設(shè)備中的上述類模塊形式(即，攝像機(jī)模塊)設(shè)置成攝像裝置。6.第六實(shí)施例電子設(shè)備下面將說(shuō)明本發(fā)明第六實(shí)施例的電子設(shè)備。圖16是本發(fā)明第六實(shí)施例的電子設(shè)備200的示意性結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的電子設(shè)備200表示如下情形的實(shí)施例在電子設(shè)備(攝像機(jī))中使用本發(fā)明的上述第一實(shí)施例的固體攝像裝置1。本實(shí)施例的電子設(shè)備200包括固體攝像裝置1、光學(xué)透鏡210、快門(mén)裝置211、驅(qū)動(dòng)電路212以及信號(hào)處理電路213。光學(xué)透鏡210將來(lái)自物體的圖像光(入射光)成像在固體攝像裝置1的成像區(qū)域上。這樣，在一定的時(shí)段內(nèi)將相關(guān)的信號(hào)電荷累積在固體攝像裝置1中?？扉T(mén)裝置211控制固體攝像裝置1的光照射時(shí)段和光屏蔽時(shí)段。驅(qū)動(dòng)電路212提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制固體攝像裝置1的傳輸操作以及快門(mén)裝置211的快門(mén)操作。通過(guò)由驅(qū)動(dòng)電路212提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(時(shí)序信號(hào))進(jìn)行固體攝像裝置1的信號(hào)傳輸。信號(hào)處理電路213執(zhí)行各種信號(hào)處理。將已進(jìn)行信號(hào)處理的視頻信號(hào)存儲(chǔ)在諸如存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)中或者輸出到監(jiān)視器。在本實(shí)施例的電子設(shè)備200中，由于在固體攝像裝置1中減小了片上透鏡的聚光特性的變化，所以能夠改善圖像質(zhì)量。對(duì)于能夠應(yīng)用固體攝像裝置1的電子設(shè)備200，其不限于攝像機(jī)，并且也適用于數(shù)碼相機(jī)以及用于移動(dòng)設(shè)備(例如，手機(jī)等)的諸如攝像機(jī)模塊的攝像裝置。在本實(shí)施例中，在電子設(shè)備中采用了使用固體攝像裝置1的結(jié)構(gòu)。然而，也能夠使用上述第二實(shí)施例 第五實(shí)施例中制造的固體攝像裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要設(shè)計(jì)要求以及其它因素在本發(fā)明所附權(quán)利要求或者其等同物的范圍內(nèi)，就可以根據(jù)這些設(shè)計(jì)要求以及其它因素進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及替換。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像裝置，其包括基板，在所述基板中形成有多個(gè)像素，所述像素包括根據(jù)接收光的量來(lái)產(chǎn)生信號(hào)電荷的光電轉(zhuǎn)換部；布線層，其形成在所述基板的表面?zhèn)壬?；表面電極焊盤(pán)部，其形成在所述布線層中；遮光膜，其形成在所述基板的背面?zhèn)壬?；焊盤(pán)部基層，其與所述遮光膜形成在同一層中；片上透鏡層，其形成在所述遮光膜和所述焊盤(pán)部基層的與所述基板一側(cè)相反的光入射側(cè)上；背面電極焊盤(pán)部，其形成在所述片上透鏡層的上方；貫通孔，其形成為貫通所述片上透鏡層、所述焊盤(pán)部基層和所述基板，以暴露所述表面電極焊盤(pán)部；以及貫通電極層，其形成在所述貫通孔中，并連接所述表面電極焊盤(pán)部和所述背面電極焊盤(pán)部。
2.如權(quán)利要求1所述的所述固體攝像裝置，其中，所述貫通電極層電連接所述表面電極焊盤(pán)部、所述背面電極焊盤(pán)部和所述焊盤(pán)部基層。
3.如權(quán)利要求2所述的所述固體攝像裝置，其中，所述遮光膜包括像素間遮光膜和無(wú)效像素遮光膜，所述像素間遮光膜在相鄰的所述像素之間遮光，所述無(wú)效像素遮光膜用于為所述多個(gè)像素之間的無(wú)效像素區(qū)域遮光。
4.如權(quán)利要求3所述的所述固體攝像裝置，其中，所述像素間遮光膜和所述無(wú)效像素遮光膜彼此電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的固體攝像裝置，其中，所述像素間遮光膜、所述無(wú)效像素遮光膜和所述焊盤(pán)部基層彼此電連接。
6.如權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的固體攝像裝置，其中，所述貫通孔包括第一開(kāi)口部和第二開(kāi)口部，所述第一開(kāi)口部形成為使得所述表面電極焊盤(pán)部暴露于所述光入射側(cè)，所述第二開(kāi)口部形成為比所述第一開(kāi)口部具有更大的直徑，并使得所述焊盤(pán)部基層暴露于所述光入射側(cè)。
7.如權(quán)利要求3-5中任一權(quán)利要求所述的固體攝像裝置，其中，所述背面電極焊盤(pán)部形成為延伸至所述無(wú)效像素遮光膜的上方。
8.—種固體攝像裝置的制造方法，其包括以下步驟在基板中形成多個(gè)像素，每個(gè)所述像素設(shè)置有根據(jù)接收光的量來(lái)產(chǎn)生信號(hào)電荷的光電轉(zhuǎn)換部；在所述基板的表面?zhèn)壬闲纬刹季€層，所述布線層具有表面電極焊盤(pán)部和多層的布線；在所述布線層上的同一層中形成焊盤(pán)部基層和遮光膜；在所述焊盤(pán)部基層和所述遮光膜的與所述基板一側(cè)相反的光入射側(cè)上形成片上透鏡層；形成貫通孔，所述貫通孔從所述片上透鏡層起貫通所述焊盤(pán)部基層，并到達(dá)所述表面電極焊盤(pán)部；在所述貫通孔中形成貫通電極層，并同時(shí)在所述片上透鏡層上形成與所述表面電極焊盤(pán)部電連接的背面電極焊盤(pán)部；且處理所述像素上方的所述片上透鏡層的表面，以形成片上透鏡。
9.如權(quán)利要求8所述的固體攝像裝置的制造方法，其中，所述遮光膜包括像素間遮光膜和無(wú)效像素遮光膜，所述像素間遮光膜形成在用于在相鄰的所述像素之間遮光的區(qū)域處，所述無(wú)效像素遮光膜形成在用于為所述多個(gè)像素之間的無(wú)效像素區(qū)域遮光的區(qū)域處。
10.如權(quán)利要求9所述的固體攝像裝置的制造方法，其中，所述像素間遮光膜和所述無(wú)效像素遮光膜形成為彼此電連接。
11.如權(quán)利要求10所述的固體攝像裝置的制造方法，其中，所述像素間遮光膜、所述無(wú)效像素遮光膜和所述焊盤(pán)部基層形成為彼此電連接。
12.如權(quán)利要求8-11中任一權(quán)利要求所述的固體攝像裝置的制造方法，其中，形成所述貫通孔的所述步驟包括形成第一開(kāi)口部，使得所述表面電極焊盤(pán)部暴露于所述光入射側(cè)，且形成第二開(kāi)口部，使得所述第二開(kāi)口部比所述第一開(kāi)口部具有更大的直徑，且使得所述焊盤(pán)部基層暴露于所述光入射側(cè)。
13.如權(quán)利要求9-11中任一權(quán)利要求所述的固體攝像裝置的制造方法，其中，所述背面電極焊盤(pán)部形成為延伸至所述無(wú)效像素遮光膜的上方。
14.一種固體攝像裝置的制造方法，包括以下步驟形成上層部和下層部，并接著使所述上層部的布線層與所述下層部的另一布線層彼此粘合，所述上層部包括基板、形成在所述基板的表面?zhèn)壬系乃霾季€層、形成在所述基板的背面?zhèn)壬系恼诠饽?、與所述遮光膜形成在同一層中的焊盤(pán)部基層、以及形成在所述遮光膜和所述焊盤(pán)部基層的與所述基板一側(cè)相反的光入射側(cè)上的片上透鏡層，在所述基板中形成有多個(gè)像素，每個(gè)所述像素設(shè)置有根據(jù)接收光的量來(lái)產(chǎn)生信號(hào)電荷的光電轉(zhuǎn)換部，所述下層部包括另一基板和所述另一布線層，所述另一布線層形成在所述另一基板的表面?zhèn)壬希?并形成為具有表面電極焊盤(pán)部；形成貫通孔，所述貫通孔從所述片上透鏡層上方起貫通所述焊盤(pán)部基層，并到達(dá)所述表面電極焊盤(pán)部；在所述貫通孔中形成貫通電極層，并同時(shí)在所述片上透鏡層上形成與所述表面電極焊盤(pán)部電連接的背面電極焊盤(pán)部；且將所述像素上方的所述片上透鏡層的表面處理成凸形，以形成片上透鏡。
15.如權(quán)利要求14所述的固體攝像裝置的制造方法，其中，所述遮光膜包括像素間遮光膜和無(wú)效像素遮光膜，所述像素間遮光膜形成在用于在相鄰的所述像素之間遮光的區(qū)域處，所述無(wú)效像素遮光膜形成在用于為所述多個(gè)像素之間的無(wú)效像素區(qū)域遮光的區(qū)域處。
16.如權(quán)利要求15所述的固體攝像裝置的制造方法，其中，所述像素間遮光膜與所述無(wú)效像素遮光膜形成為彼此電連接。
17.如權(quán)利要求16所述的固體攝像裝置的制造方法，其中，所述像素間遮光膜、所述無(wú)效像素遮光膜和所述焊盤(pán)部基層形成為彼此電連接。
18.如權(quán)利要求14-17中任一權(quán)利要求所述的固體攝像裝置的制造方法，其中，形成所述貫通孔的所述步驟包括形成第一開(kāi)口部，使得所述表面電極焊盤(pán)部暴露于上述光入射側(cè)，且形成第二開(kāi)口部，使得所述第二開(kāi)口部比所述第一開(kāi)口部具有更大的直徑，并使得所述焊盤(pán)部基層暴露于所述光入射側(cè)。 19. 一種電子設(shè)備，其包括-光學(xué)透鏡；前述權(quán)利要求1-7所述的固體攝像裝置，由所述光學(xué)透鏡聚集的光入射到所述固體攝像裝置上；以及信號(hào)處理電路，其對(duì)輸出自所述固體攝像裝置的輸出信號(hào)進(jìn)行處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及固體攝像裝置及其制造方法和采用該固體攝像裝置的電子設(shè)備。所述固體攝像裝置包括基板；布線層，其形成在基板的表面?zhèn)壬?；表面電極焊盤(pán)部，其形成在布線層中；遮光膜和焊盤(pán)部基層，其在基板的背面?zhèn)壬闲纬稍谕粚又?；片上透鏡層，其形成在遮光膜與焊盤(pán)部基層的與基板一側(cè)相反的光入射側(cè)上；背面電極焊盤(pán)部，其形成在片上透鏡層的上方；貫通孔，其形成為貫通片上透鏡層、焊盤(pán)部基層和基板，以暴露表面電極焊盤(pán)部；以及貫通電極層，其形成在貫通孔中，并連接表面電極焊盤(pán)部和背面電極焊盤(pán)部。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可獲得能夠改善片上透鏡的聚光特性并能夠提高裝配時(shí)的成品率的固體攝像裝置。
文檔編號(hào)H04N5/335GK102446933SQ20111029978
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者渡邊一史 申請(qǐng)人:索尼公司