專利名稱：固態(tài)成像器件及其制造方法以及電子裝置的制作方法
技術領域：
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等電子裝置。
背景技術：
例如數(shù)碼攝像機或者數(shù)碼相機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 (互補金屬氧化物半導體)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，多個像素在成像面上配置成陣列形狀。在各像素中，設置有光電轉換部。光電轉換部是例如光電ニ極管。光電轉換部在受光面上接收經(jīng)由包括外部成像透鏡的光學系統(tǒng)入射的光，井光電地轉換所述光以生成信號電荷。固態(tài)成像器件是以例如芯片級封裝的形式制成的。具體說，粘貼玻璃基板，使之與硅晶片的設置有多個固態(tài)成像部件(傳感器部件)的ー個表面相対。設置分隔壁，來以粘結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，以在硅晶片的ー個表面與另ー表面之間配線。當在另ー表面上形成隆起后，實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，在外部成像透鏡與成像面之間設置光學濾光器。例如，作為光學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，在粘貼于芯片級封裝中的玻璃基板的ー個表面上沉積多層膜，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，
段))。為了滿足可見光的光譜特性，通過例如在玻璃基板的ー個表面上沉積30-60個層來形成膜，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カ而發(fā)生翹曲。因此，可能難以將設置有包括多層膜的紅外線截止濾光器層的玻璃基板與設置有像素的硅晶片粘貼在一起。此外，在形成通硅孔時的搬運和卡夾中可能發(fā)生問題。特別地，當在等于或者大于8英寸平方的大型玻璃基板上設置包括多層膜的紅外線截止濾光器層時，易于出現(xiàn)大翹曲。例如，當使用12英寸玻璃基板時，出現(xiàn)數(shù)毫米的翹曲。這樣，當使用大型玻璃基板時，上述缺點的發(fā)生變得明顯。當設置了包括多層膜的紅外線截止濾光器層時，紅外線截止濾光器層可能由于制造エ藝中的沖擊而剝離。特別地，當包括多層膜的紅外線截止濾光器層被設置在玻璃基板的粘貼至硅晶片的表面的相反側的表面上時，在搬運和卡夾時可能在紅外線截止濾光器層上發(fā)生劃傷。當透鏡被粘結至芯片級封裝時，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。當玻璃基板在設置有紅外線截止濾光器層的表面上得到支承的同時進行搬運和卡夾時，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，當紅外線截止濾光器包括其它部件吋，由于使用了不同的部件，成本可能增カロ。整個紅外線截止濾光器的厚度可能増大。如上所述，當使用設置有包括多層膜的紅外線截止濾光器層的玻璃基板時，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。

發(fā)明內(nèi)容
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，其使得能夠實現(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。本公開的ー個實施例涉及ー種固態(tài)成像器件，其包括在透明基板上形成有濾光器層的光學濾光器；固態(tài)成像部件，配置成與所述光學濾光器相対，并且其中在半導體基板的像素區(qū)域中排列有接收經(jīng)由所述濾光器層入射的光的多個像素；和粘結層，設置在所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件之間，并將所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在ー起。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介電層和具有低折射率的多個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)成像部件相對ー側的表面上覆蓋與像素區(qū)域相對應的部分以及定位成圍繞像素區(qū)域的區(qū)域的一部分。所述粘結層設置成在所述固態(tài)成像部件和所述光學濾光器的彼此相対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。另ー實施例涉及固態(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濾光器；通過在半導體基板的像素區(qū)域中設置接收光的多個像素來形成固態(tài)成像部件；通過在彼此相対的所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件之間設置粘結層來將所述光學濾光器與所述固態(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。在形成光學濾光器的步驟中，通過將由具有高折射率的多個介電層和具有低折射率的多個介電層交替地層疊而成的介電多層膜設置成在所述透明基板的與所述固態(tài)成像部件相対的ー側的表面上覆蓋與所述像素區(qū)域相對應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，通過將所述粘結層設置成在所述透明基板的與所述半導體基板相対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，來將所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起。在本公開的實施例中，濾光器層是通過在透明基板的與固態(tài)成像部件相對ー側的表面上以介電多層膜覆蓋與像素區(qū)域相對應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。通過將所述粘結層設置成在所述透明基板上的與所述半導體基板相対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)本公開的實施例，能夠提供這樣ー種固態(tài)成像器件、固態(tài)成像器件的制造方法和電子裝置，其使得能夠實現(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。


圖I是本公開第一實施例中的相機的構造的構造圖；圖2是本公開第一實施例中的固態(tài)成像器件的主要部分構造的圖；圖3是本公開第一實施例中的固態(tài)成像器件的主要部分構造的圖；圖4是本公開第一實施例中的傳感器部件的整體構造的圖；圖5是本公開第一實施例中的傳感器部件的主要部分構造的圖；圖6是本公開第一實施例中像素P的圖； 圖7是本公開第一實施例中像素P的圖；圖8是本公開第一實施例中的彩色濾光器CF的圖；圖9A-9C是在本公開第一實施例中當從像素P讀取信號時向各單元供給的脈沖信號的時序圖；圖10是用于說明本公開第一實施例中的固態(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是本公開第一實施例中進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是本公開第五實施例中的固態(tài)成像器件的主要部分的圖。
具體實施例方式以下將參考

本公開的實施例。對實施例的說明按下述順序進行。I.第一實施例(空腔結構)2.第二實施例(無腔結構)3.第三實施例(層疊多個對準圖案以形成濾光器層)4.第四實施例(濾光器層呈錐形)5.第五實施例(三維安裝結構)6.其它〈I.第一實施例>[I]裝置構造(1-1)相機的主要部分構造圖I是本公開第一實施例中的相機40的構造的構造圖。如圖I所示，相機40包括固態(tài)成像器件I、光學系統(tǒng)42、控制單元43和信號處理単元44。各単元在以下按順序說明。
固態(tài)成像器件I在成像面PS上接收經(jīng)由光學系統(tǒng)42作為目標圖像入射的入射光H,并光電地轉換入射光H,從而生成信號電荷。固態(tài)成像器件I基于從控制單兀43輸出的控制信號得到驅動。固態(tài)成像器件I讀取信號電荷，并將信號電荷作為電信號輸出。光學系統(tǒng)42包括例如調(diào)焦透鏡和光闌等光學構件，并將入射光H會聚在固態(tài)成像器件I的成像面PS上?？刂茊卧?3向固態(tài)成像器件I和信號處理單元44輸出各種控制信號，并進行控制以驅動固態(tài)成像器件I和信號處理單元44。信號處理單兀44對從固態(tài)成像器件I輸出的電信號實施信號處理,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造下面說明固態(tài)成像器件I的主要部分構造。圖2和3是根據(jù)本公開的第一實施例中的固態(tài)成像器件I的主要部分構造的圖。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I的構造。如圖2和3所示，固態(tài)成像器件I在本實施例中包括傳感器部件100、紅外線截止濾光器300和粘結層501。如圖2和3所示，傳感器部件100和紅外線截止濾光器300配置成彼此相対。如圖3所示，在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相対的表面的中心部分設置有中空空腔部600。粘結層501設置在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相対的表面的周緣部分。傳感器部件100和紅外線截止濾光器300通過粘結層501粘貼在一起。下面對包括在固態(tài)成像器件I中的各單元依次進行說明。(a)傳感器部件100對包括在固態(tài)成像器件I中的傳感器部件100進行說明。如圖2和3所示，在固態(tài)成像器件I中，傳感器部件100包括半導體基板101。例如，半導體基板101由單晶硅形成。在半導體基板101的與紅外線截止濾光器300相対的表面上設置有像素區(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作為電信號輸出。如后面詳細描述的，在像素區(qū)域PA的像素中，如圖3所示，設置有微型透鏡ML。傳感器部件100通過粘結層501與紅外線截止濾光器300貼合。(a-1)傳感器部件100的整體構造圖4是本公開第一實施例中的傳感器部件100的整體構造的圖。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設置在半導體基板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，設置有外圍電路。具體說，如圖4所示，垂直驅動電路13、列電路14、水平驅動電路15、外部輸出電路17、定時發(fā)生器(TG) 18和快門驅動電路19設置成外圍電路。各単元基于從控制単元43 (見圖I)輸入的控制信號得到驅動，并且成像操作得到執(zhí)行。如圖4所示，垂直驅動電路13在周邊區(qū)域SA中設置于像素區(qū)域PA的側部。垂直驅動電路13以行單位選擇像素區(qū)域PA中的像素P并驅動像素P。如圖4所示，列電路14在周邊區(qū)域SA中設置于像素區(qū)域PA的下端。列電路14以列單位對從像素P輸出的信號實施信號處理。列電路14包括CDS (相關雙重取樣)電路(未示出)，并實施用于去除固定模式噪音的信號處理。
如圖4所示，水平驅動電路15電氣地連接至列電路14。水平驅動電路15包括例如移位寄存器，井向外部輸出電路17順次地輸出在列電路14中為像素P的每個列存儲的信號。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對從列電路14輸出的信號實施信號處理,然后向外輸出信號。外部輸出電路17包括AGC(自動增益控制)電路17a和ADC電路17b。在外部輸出電路17中，在AGC電路17a向信號施加增益后，ADC電路17b將信號從模擬信號轉換成數(shù)字信號，井向外輸出信號。如圖4所示，定時發(fā)生器18電氣地連接至垂直驅動電路13、列電路14、水平驅動電路15、外部輸出電路17和快門驅動電路19。定時發(fā)生器18生成各種定時信號，并向垂直驅動電路13、列電路14、水平驅動電路15、外部輸出電路17和快門驅動電路19輸出定時信號，以對各單元進行驅動控制?？扉T驅動電路19以行単位選擇像素P，并調(diào)節(jié)像素P中的曝光時間。(a-2)傳感器部件100的主要部分構造圖5是本公開第一實施例中的傳感器部件100的主要部分構造的圖。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，在半導體基板101的前表面(上表面)上設置有配線層111。配線層111是多層配線層，包括多條導線Illh和絕緣層lllz。配線層111通過交替層疊導線Illh和絕緣膜而形成。各導線Illh設置成被絕緣層Illz覆蓋。在配線層111中，在周邊區(qū)域SA中設置有襯墊電極PAD。在傳感器部件100中，如圖5所示，在半導體基板101的后表面(下表面)上依次設置有絕緣層400和導電層401。在導電層401的下表面上設置有隆起(bump)402。在傳感器部件100中，在像素區(qū)域PA中，如圖5所示，在半導體基板101的內(nèi)部設置有光電ニ極管21。在像素區(qū)域PA中，在配線層111的上表面上依次設置有彩色濾光器CF和微型透鏡ML。光電ニ極管21、彩色濾光器CF和微型透鏡ML設置在設置于像素區(qū)域PA中的多個像素P的每ー個中。光電ニ極管21接收經(jīng)由微型透鏡ML、彩色濾光器CF和配線層111從半導體基板101的前表面?zhèn)热肷涞娜肷涔釮。換言之，本實施例中的固態(tài)成像器件是“前側照射型”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，設置有貫穿半導體基板101的通路孔VH。換言之,設置有通娃孔(through silicon via)。通路孔VH形成為暴露出設置于配線層111中的襯墊電極PAD的下表面。導電層401經(jīng)由絕緣層400涂覆在通路孔VH的內(nèi)部。在絕緣層400中形成有開ロ，以暴露襯墊電極PAD的下表面的一部分。導電層401形成為掩埋絕緣層400的開ロ，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體部件形成在半導體基板101上。然而，各半導體部件未在圖5中示出。
(a-3)像素P的構造圖6和7是本公開第一實施例中的像素P的圖。圖6是像素P的俯視圖。圖7是像素P的電路構造的圖。如圖6和7所示，像素P除圖5所示光電ニ極管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和復位晶體管25。像素晶體管Tr實施從光電ニ極管21讀取信號電荷的操作。在像素P中，配置多個光電ニ極管21以對應于圖4所示的多個像素P。換言之，在成像面(xy平面)上，光電ニ極管21沿水平方向X和垂直于水平方向X的垂直方向y中的每ー者并排設置。例如，光電ニ極管21包括電荷蓄積區(qū)域(未示出)，在其中n型雜質擴散到半導體基板101的內(nèi)部。擴散有P型雜質的孔蓄積區(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像素P的像素分離部PB。光電ニ極管21設置在由像素分離部PB分隔開的區(qū)域中。例如，像素分離部PB的通過在半導體基板101 (見圖4和5等)中擴散p型雜質而形成的。如圖7所示，光電ニ極管21的陽極是接地的。蓄積在光電ニ極管21中的信號電荷(電子)被像素晶體管Tr讀取，并作為電信號向垂直信號線27輸出。具體說，如圖6所示，光電ニ極管21經(jīng)由傳送晶體管22連接至放大晶體管23的柵極。在光電ニ極管21中，蓄積的信號電荷作為傳送晶體管22的輸出信號傳送至與放大晶體管23的柵極連接的浮動擴散部(floating diffusion)FD0在像素P中，配置有多個像素晶體管Tr以對應于圖4所示的多個像素P。例如，如圖6所示，像素晶體管Tr形成在分離半導體基板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設置在半導體基板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將光電ニ極管21生成的信號電荷傳送至浮動擴散部FD。具體說，如圖7所示，傳送晶體管22設置成介于光電ニ極管21與浮動擴散部ro之間。當傳送信號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接通吋，傳送晶體管22將光電ニ極管21蓄積的信號電荷傳送至浮動擴散部FD。在像素晶體管Tr中，放大晶體管23放大由傳送晶體管22傳送的信號電荷生成的信號，并輸出信號。具體說，如圖7所示，放大晶體管23的柵極連接至浮動擴散部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。當選擇晶體管24被選擇成接通時，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，ー選擇信號SEL被供給至選擇晶體管24，由此由傳送的信號電荷生成的信號在放大晶體管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SEL從像素P向垂直信號線27輸出電信號。具體說，如圖7所示，選擇晶體管24的柵極連接至選擇信號SEL被供給至的地址線28。當選擇晶體管24被供給選擇信號SEL并且接通吋，如上所述地被放大晶體管23放大的輸出信號得以輸出至垂直信號線27。
在像素晶體管Tr中，復位晶體管25使放大晶體管23的柵極電位復位。具體說，如圖7所示，復位晶體管25的柵極連接至復位信號RST被供給至的復位線29。復位晶體管25的漏極連接至電源電位供給線Vdd，而復位晶體管25的源極連接至浮動擴散部FD。當復位信號從復位線29供給至復位晶體管25的柵極并且復位晶體管25接通吋，復位晶體管25經(jīng)由浮動擴散部FD使放大晶體管23的柵極電位復位至電源電位。在圖7中示出的例如傳送線26、地址線28、垂直信號線27和復位線29等線相當于包括在圖5所示配線層111中的導線lllh。如上所述，在像素P中，設置有彩色濾光器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涂覆方法等涂覆 方法涂布包含有著色顔料和光致抗蝕樹脂的涂布液體以形成涂覆膜，然后以光刻技術對涂覆膜進行圖案加工。圖8是本公開第一實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和藍色濾光器層CFB。紅色濾光器層CFR、綠色濾光器層CFG和藍色濾光器層CFB是彼此鄰接的。紅色濾光器層CFR、綠色濾光器層CFG和藍色濾光器層CFB中的任一個設置成對應于多個像素P中的每ー個。如圖8所示，紅色濾光器層CFR、綠色濾光器層CFG和藍色濾光器層CFB并排配置成拜耳陣列BH。換言之，多個綠色濾光器層沿對角方向并排配置以形成棋盤模式。紅色濾光器層CFR和藍色濾光器層CFB相對于多個綠色濾光器層CFG沿對角方向并排配置。在像素P中，如圖5所示，微型透鏡ML設置在彩色濾光器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會聚到光電ニ極管21的受光面JS上。例如，微型透鏡ML是使用折射率約為1.6的有機樹脂材料形成的。微型透鏡ML是通過以光刻技術對感光樹脂膜進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施回蝕(etch-back)處理而形成。圖9A-9C是在本公開第一實施例中當從像素P讀取信號時向各單元供給的脈沖信號的時序圖。圖9A表不選擇信號SEL,圖9B表不復位信號RST,而圖9C表不傳送信號TG(見圖7)。首先，如圖9A-9C所示，在第一時刻tl，選擇信號被改變成高電平，以將選擇晶體管24設定成導通狀態(tài)。在第二時刻t2，復位信號被改變成高電平，以將復位晶體管25設定成導通狀態(tài)。因此，放大晶體管23的柵極電位被復原。接下來，在第三時刻t3，復位信號被改變成低電平，以將復位晶體管25設定成非導通狀態(tài)。然后，對應于復原電平的電壓被讀出至列電路14。在第四時刻t4，傳送信號被改變成高電平，以將傳送晶體管22設定成導通狀態(tài)。蓄積在光電ニ極管21中的信號電荷被傳送至浮動擴散部FD。在第五時刻t5，傳送信號被改變成低電平，以將傳送晶體管22設定成非導通狀態(tài)。然后，與蓄積的信號電荷的量相對應的信號電平的電壓被讀出至列電路14。
列電路14使在先讀出的復原電平和在后讀出的信號電平受到差分處理，并蓄積信號。因此，例如由為每ー個像素P設置的晶體管的Vth的波動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并排配置的多個像素P的行單位連接的，所以如上所述的用于驅動像素的操作是對以行単位并排配置的多個像素P同時進行的。具體說，像素是根據(jù)垂直驅動電路13所供給的選擇信號，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發(fā)生器18輸出的各種定時信號。因此，各像素P中的輸出信號經(jīng)由垂直信號線27對于每個像素列被讀出至列電路14。列電路14所蓄積的信號被水平驅動電路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對包括在固態(tài)成像器件I中的紅外線截止濾光器300進行說明。 如圖2和3所示，在固態(tài)成像器件I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相対的表面上設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相對應的整個區(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相對應的區(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相對應的區(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相対的整個區(qū)域的情況下，覆蓋比相對區(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通過各層的干渉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)粘結層 501對包括在固態(tài)成像器件I中的粘結層501進行說明。如圖3所示，粘結層501設置在傳感器部件100與紅外線截止濾光器300彼此相對的表面的周緣部分。換言之，粘結層501設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。在本實施例中，粘結層501在紅外線截止濾光器300的玻璃基板301上設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，粘結層501在紅外線截止濾光器300上設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，粘結層501設置成與紅外線截止濾光器層311的側端面以及紅外線截止濾光器層311的與傳感器部件100相対的表面的側端發(fā)生接觸。(2)制造方法以下說明用于制造固態(tài)成像器件I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。在本實施例中，如圖10和11所示，經(jīng)由步驟(a)到(f)，分割在其上設置有多個固態(tài)成像器件I的大圓盤狀的晶片，以制造一個固態(tài)成像器件I。
對各步驟的詳情進行說明。
(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，在大半導體晶片IOlW(硅晶片)上設置多個傳感器部件 100。具體說，在半導體晶片IOlW上的設置有多個固態(tài)成像器件的區(qū)域CA的每ー個中，適當?shù)卦O置例如像素P等各単元，以提供多個傳感器部件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相対的表面上，在設置有多個固態(tài)成像器件的區(qū)域CA的每ー個中設置紅外線截止濾光器層311，以形成多個紅外線截止濾光器 300。例如，將與半導體晶片IOlW具有相同線膨脹系數(shù)的玻璃晶片用作玻璃晶片301W。例如，將與半導體晶片IOiw具有相同線膨脹系數(shù)值(CTE = 3. 2ppm)并且厚度為500 y m的玻璃晶片用作玻璃晶片301W。此外，與半導體晶片IOlW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?shù)厥褂?。紅外線截止濾光器層311是在以下狀態(tài)下設置的玻璃晶片301W在玻璃晶片301W的與傳感器部件100相対的表面的相反側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的設置有紅外線截止濾光器層311的表面的相反側的表面上得到支承的。例如，玻璃晶片301W被真空卡盤、靜電卡盤或者機械卡盤支承。玻璃晶片301W在該表面上得到支承并被搬運。圖12是用于說明在本公開的第一實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。在本實施例中，如圖12所示，紅外線截止濾光器層311經(jīng)由步驟(al)-(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(al)所示，設置光致抗蝕圖案(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，通過光刻技術對感光樹脂膜(未示出)進行圖案加工，以形成光致抗蝕圖案PR。在本實施例中，光致抗蝕圖案PR形成為在靠近玻璃晶片301W的ー側具有小寬度井隨著遠離玻璃晶片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. 5 y m到11 y m(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個層而形成的介電多層膜的厚度。介電多層膜的各層需要具有1/4入的厚度。當平均吋，每個層的厚度為150nm(600nm/4)。因此，介電多層膜的厚度為4. 5 y m到9 y m。光致抗蝕圖案PR適當?shù)匦纬蔀楸冉殡姸鄬幽さ暮穸群窦s2 y m。)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50iim到800iim(因為切制后的殘留寬度是粘結強度必需的。切制前，切制街寬(street width) 30 y m 至Ij 100um+(min 50 到 300X2)) 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Ti02、Ta205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，在與玻璃基板301相対的表面上覆蓋與像素區(qū)域PA相對應的部分以及周邊區(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的部分由黒色示出，而未形成有紅外線截止濾光器層311的部分由白色不出。如圖13所示，紅外線截止濾光器層311設置在玻璃晶片301W的上表面上設置有多個固態(tài)成像器件的區(qū)域CA的每ー個中。多個紅外線截止濾光器層311中的每ー個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的周緣形成用于對齊的切ロ圖案NC。例如，切ロ圖案NC適當?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，在硅晶片與切ロ圖案NC對齊吋，不需要特殊的記號檢測。換言之，能夠通過裝置的對齊機構經(jīng)由通過外形的定位和旋轉的檢測來對齊硅晶片與切ロ圖案NC。能夠以廉價的裝置構造來進行對齊，不用對每個模型改變對齊方法。(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。將設置有紅外線截止濾光器300的玻璃晶片301W的頂?shù)追D。然后，將被支承著的半導體晶片IOiw的上表面與玻璃晶片301W的設置有紅外線截止濾光器層311的下表面設定成彼此相対。然后，將半導體晶片IOlW與玻璃晶片301W對齊并粘貼在一起。換言之，將玻璃基板301與半導體基板101對齊并粘貼在一起，以使多個紅外線截止濾光器300中的每ー個與多個傳感器部件100中的每ー個彼此對應。具體說，在設置有多個固態(tài)成像器件的區(qū)域CA的每ー個中，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被設置在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相対的表面的中心部分。在設置有多個固態(tài)成像器件的區(qū)域CA的每ー個中，通過在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相対的表面的周緣部分設置粘結層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，在將粘結層501形成為網(wǎng)格形狀以在半導體晶片IOlW的表面上分割設置有多個固態(tài)成像器件的區(qū)域CA后，使玻璃晶片301W對齊并與半導體晶片IOlW貼合。例如，粘結層501形成為滿足下述條件。粘結層501的條件厚度IOiim到70iim(實際上為50iim。因為如果粘結層501薄則會出現(xiàn)因衍射引起的干涉條紋)寬度至少約200 iim材料感光性丙烯酸環(huán)氧粘結劑因此，如圖3所示，粘結層501設置在彼此相対的傳感器部件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，通過使粘結層501與作為玻璃基板301的與半導體基板101相対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。進行翻轉，以使傳感器部件100的與紅外線截止濾光器300相対的表面的相反側的表面面向上方。在紅外線截止濾光器300的設置有紅外線截止濾光器層311的表面的相反側的表面上，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相対的表面的相反側的表面上。換言之，隆起402形成在半導體晶片IOlW的與玻璃晶片301W相対的表面的相反側的表面上。
具體說，在形成隆起402前，在被包括于傳感器部件100中的半導體基板101中形成通路孔VH，以暴露襯墊電極PAD的表面。在設置了絕緣層400和導電層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，對傳感器部件100和紅外線截止濾光器300實施切制，以將傳感器部件100和紅外線截止濾光器300分割成多個固態(tài)成像器件I。切制是在多個固態(tài)成像器件I間的劃線(scribe)區(qū)域中實施的，以將設置有多個固態(tài)成像器件I的晶片狀物體分割成各個固態(tài)成像器件I。切制是對于被粘貼在一起的玻璃晶片301W和半導體晶片IOlW實施的，以分割成多個固態(tài)成像器件I。這樣，通過進行切制，將半導體晶片IOlW分割成多個半導體基板101并將玻璃晶片301W分割成多個玻璃基板301，從而完成固態(tài)成像器件I。 (3)結論如上所述，在本實施例的固態(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相対。接收經(jīng)由紅外線截止濾光器層311入射的光的多個像素排列在半導體基板101的像素區(qū)域PA中。粘結層501設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介電層和具有低折射率的多個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相対的ー側的表面上，覆蓋與像素區(qū)域PA相對應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。粘結層501在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對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)成像器件的構造。如圖14所示，在該比較示例中，如第一實施例中那樣，紅外線截止濾光器300的紅外線截止濾光器層311設置在玻璃基板301的中心部分。粘結層501設置成與玻璃基板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，與第一實施例中的粘結層501不同，該粘結層501不設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，粘結層501不設置與紅外線截止濾光器層311的側端面以及紅外線截止濾光器層311的與傳感器部件100相対的表面的側端發(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。拾取的圖像的像質可能因剝離的紅外線截止濾光器層311而惡化。特別地，當像素尺寸微小化(例如，1.4 平方)時，像質惡化的影響嚴重，上述缺點易于出現(xiàn)。另ー方面，在本實施例中，如圖3所示，粘結層501設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，在本實施例中，能夠適當?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?shù)胤乐箘冸x。在本實施例中，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的整個表面。因此，能夠抑制在玻璃基板301中發(fā)生翹曲。在本實施例中，紅外線截止濾光器層311形成在玻璃基板301的與半導體基板101相對的ー側。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，能夠防止由于制造エ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，與形成在半導體基板101上的切ロ形狀(未示出)相同的切ロ圖案，在形成紅外線截止濾光器層311的同時形成在玻璃基板301上。在粘貼步驟中，半導體基板101與玻璃基板301是使用半導體基板101的切ロ形狀和玻璃基板301的切ロ圖案進行對齊的。因此，在本實施例中，能夠輕松地實現(xiàn)改善制造效率，降低成本，改善可靠性，以及減小尺寸?！?.第二實施例〉(I)裝置構造等圖15是本公開第二實施例中的固態(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，本實施例與第一實施例的不同之處在于粘結層501b的構造。除該差異以及與該差異有關的點外，本實施例與第一實施例相同。因此，適當?shù)厥÷悦枋?，以?br> 免重復。如圖15所示，如第一實施例中那樣，粘結層501b設置在傳感器部件100與紅外線截止濾光器300之間。然而，在本實施例中，與第一實施例中的粘結層501不同，在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相対的表面的中心部分未形成空腔部600 (見圖3)。在本實施例中，設置低折射率層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. 3 ii m到5 ii m。傳感器部件100在低折射率層110的上表面上通過粘結層501b與紅外線截止濾光器300粘貼。粘結層501b設置在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相対的整個表面上。傳感器部件100和紅外線截止濾光器300通過粘結層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的彼此相対的表面的周緣部分之外，粘結層501b還設置在所述表面的中心部分。具體說，粘結層501b設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相対的表面均發(fā)生接觸。例如，將硅氧烷、環(huán)氧或者丙烯酸粘結劑適當?shù)赜糜谡辰Y層501b。特別地，硅氧烷粘結劑是適當?shù)?，因為硅氧烷粘結劑在制造エ藝中在耐熱性和耐化學品行上表現(xiàn)優(yōu)異，并、且在用于固態(tài)成像器件中時在透明性和耐光性上表現(xiàn)優(yōu)異。在本實施例中，未形成空腔部600 (見圖3)。在第一實施例中的設置有空腔部600的部分中，設置了折射率高于空氣的折射率的粘結層501b (例如，n = I. 4-1. 6)。因此，對于微型透鏡ML，適合的是使用折射率高于粘結層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. I)等高折射率材料來形成微型透鏡ML。當形成有空腔部600時，聚光是根據(jù)因微型透鏡ML的折射率(例如，約I. 6)與空氣的折射率(I)之間的差異引起的透鏡效果而發(fā)生的。然而，當整個空腔部600填充有粘結劑時，由于粘結劑的折射率(約I. 5)與微型透鏡ML的折射率(例如，約I. 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，I. 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，I. 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。⑵結論如上所述，如第一實施例中那樣，本實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相對一側的表面上，覆蓋與像素區(qū)域PA相對應的部分以及周邊區(qū)域SA的一部分。粘結層501b在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對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。在本實施例中，與第一實施例中的粘結層501不同，粘結層501b設置在紅外線截止濾光器300和傳感器部件100的彼此相對的整個表面上。換言之，固態(tài)成像器件具有無腔結構。因此，在本實施例中，能夠更適當?shù)胤乐箘冸x的發(fā)生。特別地，能夠適當?shù)胤乐挂驘嵫h(huán)引起的剝離?！?.第三實施例〉(I)制造方法等圖16是用于說明在本公開的第三實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，本實施例與第一實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的點外，本實施例與第一實施例相同。因此，適當?shù)厥÷悦枋?，以避免重復。在本實施例中，如圖16所示，紅外線截止濾光器層311經(jīng)由步驟(al)-(a3)形成在玻璃晶片301W上。在本實施例中，如第一和第二實施例中那樣，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(al)所示，設置光致抗蝕圖案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PRl和寬于第一光致抗蝕圖案PRl的第二光致抗蝕圖案PR2而形成的。例如，第一光致抗蝕圖案PRl適當?shù)匦纬蔀榫哂斜鹊诙庵驴刮g圖案PR2的寬度小約0. 5 i! m到5 i! m的寬度。第一光致抗蝕圖案PRl適當?shù)乇茸鳛榧t外線截止濾光器層311形成的包括30到60個層的介電多層膜厚。介電多層膜的各層需要具有1/4 X的厚度。因此，當平均時，每個層的厚度為150nm(600nm/4)。因此，介電多層膜的厚度為4. 5 y m到9um0因此，第一光致抗蝕圖案PRl與第二光致抗蝕圖案PR2的組合厚度適當?shù)乇仍摵穸却筮_約2 u m。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。在本實施例中，如第一實施例中那樣，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。⑵結論如上所述，在本實施例中，固態(tài)成像器件構造成與第一實施例中的固態(tài)成像器件相同。因此，在本實施例中，如第一實施例中那樣，能夠輕松地實現(xiàn)改善制造效率，降低成本，改善可靠性，以及減小尺寸。〈4.第四實施例〉(I)裝置構造等圖17是本公開第四實施例中的固態(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，本實施例與第一實施例的不同之處在于紅外線截止濾光器層311d的構造。除該差異以及與該差異有關的點外，本實施例與第一實施例相同。因此，適當?shù)厥÷悦枋?，以避免重復。如圖17所示，如第一實施例中那樣，紅外線截止濾光器層311d設置在玻璃基板301的與傳感器部件100相對的表面上。如圖17所示，與第一實施例(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的側端面發(fā)生傾斜，以使寬度從玻璃基板301側朝傳感器部件100側減小。粘結層501設置成覆蓋紅外線截止濾光器層311d的傾斜的側端面。圖18是用于說明在本公開的第四實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。在本實施例中，如圖18所示，紅外線截止濾光器層311d經(jīng)由步驟(al)-(a3)形成在玻璃晶片30IW上。首先，如圖18中的步驟(al)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的整個上表面。接下來，如圖18中的步驟(a2)所示，對紅外線截止濾光器層311d進行圖案加工。
在形成于玻璃晶片301W的整個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，對紅外線截止濾光器層311d實施各向同性蝕刻。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，當通過干式蝕刻進行圖案加工時，紅外線截止濾光器層311d形成為使得其側面是垂直的。接下來，如圖18中的步驟(a3)所示，去除光致抗蝕圖案PRcL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。⑵結論如上所述，如第一實施例中那樣，本實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相對一側的表面上，覆蓋與像素區(qū)域PA相對應的部分以及周邊區(qū)域SA的一部分。粘結層501在傳感器部件100和紅外線截止濾光器300的彼此相對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31 Id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。在本實施例中，與第一實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的側端面發(fā)生傾斜，以使寬度從玻璃基板301側朝傳感器部件100側減小。粘結層501設置成覆蓋紅外線截止濾光器層311d的傾斜的側端面。因此，在本實施例中，能夠更適當?shù)胤乐箘冸x的發(fā)生。<5.第五實施例>(I)裝置構造等圖19、20和21是本公開第五實施例中的固態(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，與第一實施例中的固態(tài)成像器件不同，本實施例中的固態(tài)成像器件包括邏輯電路部件200。如圖21所示，本實施例與第一實施例的不同之處在于傳感器部件IOOe的形式。本實施例與第一實施例的不同之處還在于粘結層501e的構造。除該差異以及與該差異有關的點外，本實施例與第一實施例相同。因此，適當?shù)厥÷悦枋觯员苊庵貜?。如圖19和20所示，如第一實施例中那樣，傳感器部件IOOe和紅外線截止濾光器300配置成彼此相對。如圖20所示，與第一實施例中的固態(tài)成像器件不同，在傳感器部件IOOe和紅外線截止濾光器300的彼此相對的表面的中心部分未形成中空空腔部600 (見圖3)。如第二實施例中那樣，設置低折射率層110來覆蓋微型透鏡ML。粘結層501e設置在傳感器部件IOOe和紅外線截止濾光器300的彼此相對的整個表面上。傳感器部件IOOe和紅外線截止濾光器300通過粘結層501e粘貼在一起。與第一實施例中的粘結層501不同，粘結層501e設置在紅外線截止濾光器300和傳感器部件IOOe的彼此相對的整個表面上。換言之，如第二實施例中那樣，固態(tài)成像器件具有無腔結構。在傳感器部件IOOe中，如圖19和20所示，如第一實施例中那樣，設置有像素區(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各自配置有多個像素(未示出)。然而，在周邊區(qū)域SA中，與第一實施例中的固態(tài)成像器件不同，外圍電路的一部分或全部并未被設置。在本實施例中，未設置在傳感器部件IOOe的周邊區(qū)域SA中的外圍電路的一部分或全部被設置在邏輯電路部件200中。在傳感器部件IOOe的周邊區(qū)域SA中，設置了圖4所示的垂直驅動電路13和定時發(fā)生器18。在邏輯電路部件200中，例如，設置了圖4所示的列電路14、水平驅動電路15和外部輸出電路17。如圖21所示，在傳感器部件IOOe中，在半導體基板101的前表面(下表面)上設置有配線層111。在傳感器部件IOOe中，在像素區(qū)域PA中，在半導體基板101的內(nèi)部設置有光電二極管21。與第一實施例中的固態(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依次設置在半導體基板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從半導體基板101的后表面?zhèn)热肷涞娜肷涔釮。換言之，本實施例中的固態(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IOOe的與配置有紅外線截止濾光器300的表面相反的表面那側。邏輯電路部件200電氣地連接至傳感器部件IOOe。如圖21所示，邏輯電路部件200包括半導體基板201。例如，半導體基板201由單晶硅形成，并且配置成與傳感器部件IOOe相對。在邏輯電路部件200中，在半導體基板201的位于傳感器部件IOOe側的表面上設置有半導體部件220。半導體部件220是例如MOS晶體管。雖然圖中未示出，設置有多個半導體部件220以形成圖4所示的外圍電路。配線層211設置成覆蓋半導體基板201的前表面(上表面)。配線層211是多層配線層，包括多條導線211h和絕緣層211z。配線層211通過交替層疊導線211h和絕緣膜而形成。各導線211h設置成被絕緣層211z覆蓋。襯墊電極PAD設置在配線層211中。在邏輯電路部件200中，如圖21所示，在半導體基板101的后表面(下表面)上依次設置有絕緣層400和導電層401。在導電層401的下表面上設置有隆起402。在邏輯電路部件200中，如圖21所示，設置有貫穿半導體基板201的通路孔VH。換言之，設置有通硅孔。通路孔VH形成為暴露出設置于配線層211中的襯墊電極PAD的下表面。導電層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IOOe和邏輯電路部件200被接合。如圖21所示，傳感器部件IOOe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通過導線電氣地連接。⑵結論如上所述，如第一實施例中那樣，本實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IOOe相對一側的表面上，覆蓋與像素區(qū)域PA相對應的部分以及周邊區(qū)域SA的一部分。粘結層501e在傳感器部件IOOe和紅外線截止濾光器300的彼此相對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，在本實施例中， 如第一實施例中那樣，能夠輕松地實現(xiàn)改善制造效率，降低成本，改善可靠性，以及減小尺寸。在本實施例中，外圍電路的一部分設置在傳感器部件IOOe的周邊區(qū)域SA中。然而，固態(tài)成像器件的構造并不局限于此。固態(tài)成像器件可以構造成將圖4所示的所有外圍電路均設置在邏輯電路部件200中，而不在傳感器部件IOOe的周邊區(qū)域SA中設置外圍電路。此外，可以代替邏輯電路部件200設置配線板。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半導體芯片而構成。<6.其它 >在實施本公開時，本公開并不局限于上述實施例，可以采用各種變型。在實施例中，當半導體器件是固態(tài)成像器件時，固態(tài)成像器件被應用于相機。然而，固態(tài)成像器件并不局限于此。固態(tài)成像器件可以應用于例如掃描儀和復印機等包括固態(tài)成像器件的其它電子裝置。在實施例中，層疊的是兩個或者三個半導體芯片。然而，本公開并不局限于此。本公開可以適用于層疊四個或更多個半導體芯片時的情況。此外，可以視情況組合上述實施例。在實施例中，固態(tài)成像器件I相當于根據(jù)本公開的固態(tài)成像器件。在實施例中，相機40相當于根據(jù)本公開的電子裝置。在實施例中，傳感器部件IOOUOOe相當于根據(jù)本公開的固態(tài)成像部件。在實施例中，半導體基板101和半導體晶片IOlW相當于根據(jù)本公開的半導體基板。在實施例中，紅外線截止濾光器300相當于根據(jù)本公開的光學濾光器。在實施例中，玻璃基板301和玻璃晶片301W相當于根據(jù)本公開的透明基板。在實施例中，紅外線截止濾光器層311、311d相當于根據(jù)本公開的濾光器層。在實施例中，粘結層501、501b和501e相當于根據(jù)本公開的粘結層。在實施例中，空腔部600相當于根據(jù)本公開的空腔部。在實施例中，像素P相當于根據(jù)本公開的像素。在實施例中，像素區(qū)域PA相當于根據(jù)本公開的像素區(qū)域。本公開包含與均于2011年2月15日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請JP 2011-029963和JP 2011-029966所公開的主題有關的主題，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。本領域的技術人員應該了解的是，在所附權利要求書或其等同方案的范圍內(nèi)，可根據(jù)設計要求和其它因素做出各種修改、組合、子組合和變更。
權利要求
1.一種固態(tài)成像器件，包括 在透明基板上形成有濾光器層的光學濾光器； 固態(tài)成像部件，配置成與所述光學濾光器相対，并且其中在半導體基板的像素區(qū)域中排列有接收經(jīng)由所述濾光器層入射的光的多個像素；和 粘結層，設置在所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件之間，并將所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起，其中 所述濾光器層是由具有高折射率的多個介電層和具有低折射率的多個介電層交替地層疊而成的介電多層膜，并且形成為在所述透明基板的與所述固態(tài)成像部件相対的ー側的表面上，覆蓋與所述像素區(qū)域相對應的部分以及覆蓋圍繞所述像素區(qū)域定位的區(qū)域的一部分，并且 所述粘結層設置成在所述固態(tài)成像部件和所述光學濾光器的彼此相対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。
2.如權利要求I所述的固態(tài)成像器件，其中， 在彼此相対的所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件之間設置有空腔部， 在所述固態(tài)成像部件中，所述像素區(qū)域設置成使得所述像素接收經(jīng)由所述空腔部入射的光，并且 所述粘結層設置成在彼此相対的所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件之間圍繞所述空腔部的周緣。
3.如權利要求I所述的固態(tài)成像器件，其中，所述粘結層設置在所述光學濾光器和所述固態(tài)成像部件的彼此相対的整個表面上。
4.如權利要求2所述的固態(tài)成像器件，其中， 所述濾光器層的側端面發(fā)生傾斜，以使寬度從透明基板側朝固態(tài)成像部件側減小，并且 所述粘結層設置成覆蓋所述濾光器層的傾斜的側端面。
5.一種固態(tài)成像器件的制造方法，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濾光器； 通過在半導體基板的像素區(qū)域中設置接收光的多個像素來形成固態(tài)成像部件； 通過在彼此相対的所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件之間設置粘結層來將所述光學濾光器與所述固態(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，其中 在形成光學濾光器的步驟中，通過將由具有高折射率的多個介電層和具有低折射率的多個介電層交替地層疊而成的介電多層膜設置成在所述透明基板的與所述固態(tài)成像部件相対的ー側的表面上覆蓋與所述像素區(qū)域相對應的部分以及覆蓋圍繞所述像素區(qū)域定位的區(qū)域的一部分，來形成所述濾光器層，并且 在將所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起的步驟中，通過將所述粘結層設置成在所述透明基板上的與所述半導體基板相対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，來將所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起。
6.如權利要求5所述的固態(tài)成像器件的制造方法，其中， 在形成光學濾光器的步驟中，在所述透明基板上形成多個光學濾光器， 在形成固態(tài)成像部件的步驟中，在所述半導體基板上形成多個固態(tài)成像部件， 在將所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起的步驟中，將所述透明基板與所述半導體基板對齊并粘貼在一起，以使所述多個光學濾光器中的每ー個與所述多個固態(tài)成像部件中的每ー個彼此對應，并且 對粘貼在一起的所述透明基板和所述半導體基板實施切制加工，以將所述透明基板和所述半導體基板分割成多個固態(tài)成像器件。
7.如權利要求6所述的固態(tài)成像器件的制造方法，其中，在形成光學濾光器的步驟中，通過升離方法在所述透明基板上形成所述濾光器層。
8.如權利要求7所述的固態(tài)成像器件的制造方法，其中， 形成光學濾光器的步驟包括以下步驟 形成光致抗蝕圖案，使之定位在所述透明基板的表面上形成有所述濾光器層的區(qū)域以外的區(qū)域的上方； 在所述透明基板的形成有所述光致抗蝕圖案的表面上形成濾光器層，以覆蓋所述透明基板的上表面和所述光致抗蝕圖案的上表面；以及 去除在上表面上覆蓋有濾光器層的所述光致抗蝕圖案，并且 在形成光致抗蝕圖案的步驟中，將所述光致抗蝕圖案形成為具有這樣ー種截面形狀，該截面形狀在接近所述透明基板的ー側具有小寬度，并且隨著遠離所述透明基板而逐漸具有較大的寬度。
9.如權利要求7所述的固態(tài)成像器件的制造方法，其中， 在形成光學濾光器的步驟中，在形成所述濾光器層的同時，在所述透明基板上形成與形成于所述半導體基板上的切ロ形狀相同的切ロ圖案，并且 在將所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起的步驟中，使用所述半導體基板的切ロ形狀和所述透明基板的切ロ圖案，來對齊所述半導體基板與所述透明基板。
10.一種電子裝置，包括 在透明基板上形成有濾光器層的光學濾光器； 固態(tài)成像部件，配置成與所述光學濾光器相対，并且其中在半導體基板的像素區(qū)域中排列有接收經(jīng)由所述濾光器層入射的光的多個像素；和 粘結層，設置在所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件之間，并將所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起，其中 所述濾光器層是由具有高折射率的多個介電層和具有低折射率的多個介電層交替地層疊而成的介電多層膜，并且形成為在所述透明基板的與所述固態(tài)成像部件相対的ー側的表面上，覆蓋與所述像素區(qū)域相對應的部分以及覆蓋圍繞所述像素區(qū)域定位的區(qū)域的一部分，并且 所述粘結層設置成在所述固態(tài)成像部件和所述光學濾光器的彼此相対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。
全文摘要
本公開涉及固態(tài)成像器件及其制造方法，以及電子裝置。所述固態(tài)成像器件包括在透明基板上形成有濾光器層的光學濾光器；固態(tài)成像部件，配置成與所述光學濾光器相對，并且其中在半導體基板的像素區(qū)域中排列有接收經(jīng)由所述濾光器層入射的光的多個像素；和粘結層，設置在所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件之間，并將所述光學濾光器與所述固態(tài)成像部件粘貼在一起。
文檔編號G02B5/20GK102647564SQ20121003339
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權日2011年2月15日
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