(57)【要約】【課題】半導体層を貫通して配置される導電体の絶縁を簡単な方法で確実に行うために有利な技術を提供する。【解決手段】半導体層および多層配線層を有する固体撮像装置は、前記半導体層を貫通し、かつ前記多層配線層の中の導電層に至る開口と、前記導電層に接続されるように前記開口の中に配置された導電体と、前記開口を取り囲み、かつ前記半導体層を貫通した溝とを備える。前記半導体層は、前記導電体を取り囲むように前記開口の側面と前記溝の内側側面との間に配置された壁部を含む。【選択図】図１
2020129688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面とその反対側の第２面とを有し、複数の光電変換部が配列された画素部を有する半導体層と、
前記半導体層の前記第２面側に、前記画素部に光を入射させるように配されたレンズと、
前記半導体層の前記第１面側に配された多層配線層と、を有するチップを備える撮像装置であって、
前記多層配線層は、
第１導電層と、
前記第１導電層と前記半導体層とを電気的に接続するコンタクトプラグと、
を有し、
前記半導体層には、
前記第１導電層に達する開口と、
前記画素部と前記開口との間に位置する第１溝と、
前記開口に対して前記第１溝とは反対側に位置する第２溝と、
前記チップの外縁と前記第２溝との間に位置する第３溝と、
が設けられており、
前記コンタクトプラグは、平面視において前記第２溝と前記第３溝との間に位置し、
前記撮像装置は、
前記第２面と前記レンズとの間に配され、前記半導体層における少なくとも前記第１溝と前記開口との間および前記第２溝と前記開口との間の部分と、前記画素部とを覆う第１膜と、
前記第２面と前記第１膜との間に前記部分および前記画素部を覆うように配され、少なくとも前記第１及び前記第２溝内を被覆する第２膜と、
を更に備える
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、受光部を構成する部材とそれを駆動する周辺回路を構成する部材とを結合して形成されたイメージセンサが開示されている。受光部を構成する部材は、マイクロレンズ、カラーフィルタ、フォトダイオード、トランスファートランジスタおよびメタルラインを有する。周辺回路を構成する部材は、受光部側のメタルラインと接続するためのメタルライン、ソース／ドレイン領域が形成された基板、絶縁膜、パッド、および、該絶縁膜および該基板を貫通して該パッドとメタルラインとを接続する接続部を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９１０８１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された構成では、基板を貫通した接続部が該基板と接触しているので、複数のパッドを設けた場合において、該複数のパッドの絶縁が不完全になりうる。基板に形成された貫通口の側面を絶縁体で覆った後に接続部を形成する方法も考えられるが、この場合、深い貫通口の側面に安定的に絶縁膜を形成することが要求される。
【０００５】
本発明は、半導体層を貫通して配置される導電体の絶縁を簡単な方法で確実に行うために有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの側面は撮像装置に係り、前記撮像装置は、第１面とその反対側の第２面とを有し、複数の光電変換部が配列された画素部を有する半導体層と、前記半導体層の前記第２面側に、前記画素部に光を入射させるように配されたレンズと、前記半導体層の前記第１面側に配された多層配線層と、を有するチップを備える撮像装置であって、前記多層配線層は、第１導電層と、前記第１導電層と前記半導体層とを電気的に接続するコンタクトプラグと、を有し、前記半導体層には、前記第１導電層に達する開口と、前記画素部と前記開口との間に位置する第１溝と、前記開口に対して前記第１溝とは反対側に位置する第２溝と、前記チップの外縁と前記第２溝との間に位置する第３溝と、が設けられており、前記コンタクトプラグは、平面視において前記第２溝と前記第３溝との間に位置し、前記撮像装置は、前記第２面と前記レンズとの間に配され、前記半導体層における少なくとも前記第１溝と前記開口との間および前記第２溝と前記開口との間の部分と、前記画素部とを覆う第１膜と、前記第２面と前記第１膜との間に前記部分および前記画素部を覆うように配され、少なくとも前記第１及び前記第２溝内を被覆する第２膜と、を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、半導体層を貫通して配置される導電体の絶縁を簡単な方法で確実に行うために有利な技術を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の固体撮像装置の断面構造を模式的に示す断面図。
【図２】第１実施形態の固体撮像装置の平面レイアウトを模式的に示す図。
【図３】第１実施形態の固体撮像装置の回路構成を示す図。
【図４Ａ】第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明する模式的断面図。
【図４Ｂ】第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明する模式的断面図。
【図４Ｃ】第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明する模式的断面図。
【図４Ｄ】第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明する模式的断面図。
【図５】第１実施形態の固体撮像装置の部分的な構成を模式的に示す図。
【図６】第２実施形態の固体撮像装置の断面構造を模式的に示す断面図。
【図７】第３実施形態の固体撮像装置の断面構造を模式的に示す断面図。
【図８】第４実施形態の固体撮像装置の断面構造を模式的に示す断面図。
【図９】第５実施形態の固体撮像装置の平面レイアウトを模式的に示す図。
【図１０】第６実施形態の固体撮像装置の断面構造を模式的に示す断面図。
【図１１】第７実施形態の固体撮像装置の断面構造を模式的に示す断面図。
【図１２】第８実施形態の固体撮像装置の断面構造を模式的に示す断面図。
【図１３】第９実施形態の固体撮像装置が配列されたウエハを模式的に示す図。
【図１４】第９実施形態の固体撮像装置の平面レイアウトを模式的に示す図。
【図１５】第９実施形態の固体撮像装置の断面構造を模式的に示す断面図。
【図１６】第１０実施形態の固体撮像装置の断面構造を模式的に示す断面図。
【図１７】第１０実施形態の固体撮像装置の平面レイアウトを模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の固体撮像装置は、例えば、ＭＯＳイメージセンサおよびＣＣＤイメージセンサなどの種々のイメージセンサに適用されうる。また、本発明の固体撮像装置は、光電変換部が形成された半導体層の２つの面のうち光入射面と反対側の面に多層配線層が配置された固体撮像装置、および、多層配線層に設けられた開口を通して光電変換部に光が入射する固体撮像装置の双方に適用されうる。前者は、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置であり、ボンディング用の電極は、光入射面およびその反対側の面のいずれにも設けられうる。後者は、従来から主流の固体撮像装置であり、これを便宜的に表面照射型と呼ぶことにする。
【００１０】
以下、本発明の固体撮像装置およびその製造方法を裏面照射型の固体撮像装置およびその製造方法に適用した例を説明する。しかしながら、本発明は、表面照射型の固体撮像装置およびその製造方法にも適用可能である。本発明を表面照射型の固体撮像装置およびその製造方法に適用する場合、後者は、ボンディング用の電極は、典型的には、光電変換部が形成された半導体層の２つの面のうち光入射面とは反対側の面に配置されうる。
【００１１】
［第１実施形態］
図３を参照しながら以下の各実施形態に共通に適用されうる固体撮像装置の回路構成を例示的に説明する。ここでは、一例として、信号電荷が電子である場合について説明する。固体撮像装置は、複数の光電変換部３０３が配列された画素部３０１と、画素部３０１から信号を読み出すための制御回路および読み出された信号を処理する信号処理回路を含む周辺回路部３０２とを有する。
【００１２】
画素部３０１は、複数の光電変換部３０３と、複数の転送トランジスタ３０４と、複数の増幅トランジスタ３０６と、複数のリセットトランジスタ３０７とを含む。画素部３０１は、別の観点において、複数の画素を含み、各画素は、１つの光電変換部３０３を含む。図３に示された例では、各画素は、光電変換部３０３と、転送トランジスタ３０４と、増幅トランジスタ３０６と、リセットトランジスタ３０７とを含む。他の例においては、増幅トランジスタ３０６およびリセットトランジスタ３０７が複数の画素（複数の光電変換部３０３）によって共有されうる。
【００１３】
転送トランジスタ３０４のソースは光電変換部３０３と接続され、転送トランジスタ３０４のドレインは増幅トランジスタ３０６のゲート電極と接続されている。増幅トランジスタ３０６のゲート電極と同一のノードをノード３０５とする。リセットトランジスタ３０７はノード３０５に接続され、ノード３０５の電位を任意の電位（例えばリセット電位）に設定する。増幅トランジスタ３０６は、ソースフォロア回路の一部であり、ノード３０５の電位に応じた信号を信号線ＲＬに出力する。ノード３０５はフローティングディフュージョンと呼ばれうる。
【００１４】
周辺回路部３０２は、画素部３０１以外の部分として考えることができる。周辺回路部３０２は、画素部３０１のトランジスタのゲート電極へ制御信号を供給するための制御回路である垂直走査回路ＶＳＲを有しうる。また、周辺回路部３０２は、画素部３０１から出力された信号を保持し、増幅や加算やＡＤ変換などの信号処理を行う読み出し回路ＲＣを有しうる。また、周辺回路部３０２は、読み出し回路ＲＣから信号を順次出力するタイミングを制御する制御回路である水平走査回路ＨＳＲを有しうる。
【００１５】
次に、図２を参照しながら固体撮像装置の平面レイアウトを例示的に説明する。固体撮像装置として構成されたチップ１１１は、画素部３０１、周辺回路部３０２およびパッド部Ｐを備えている。画素部３０１には光電変換部３０３が配置され、周辺回路部３０２には水平走査回路ＨＳＲ、垂直走査回路ＶＳＲおよび読み出し回路ＲＣが配置されている。パッド部Ｐは、開口１０８と、開口１０８の中に配置された金属電極（導電体）１１０と、開口１０８を取り囲む溝１０９とを有する。ここで、開口１０８の側面と溝１０９の内側側面との間には、半導体からなる壁部ＷＰが形成されている。壁部ＷＰは、以下で説明される半導体層の一部である。
【００１６】
図１は、図２のＸ−Ｘ’線の断面構造を模式的に示す断面図である。第１実施形態の固体撮像装置は、半導体層１０４および多層配線層１０２を有する。第１実施形態の固体撮像装置はまた、半導体層１０４を貫通し、かつ多層配線層１０２の中の導電層１０３に至る開口１０８と、開口１０８を取り囲み、かつ半導体層１０４を貫通した溝１０９とを備えている。第１実施形態の固体撮像装置はまた、導電層１０３に接続されるように開口１０８の中に配置された金属電極１１０を備えている。半導体層１０４は、金属電極１１０を取り囲むように開口１０８の側面と溝１０９の内側側面との間に配置された壁部ＷＰを含む。
【００１７】
半導体層１０４は、例えば、シリコンなどの半導体で構成される。半導体層１０４には、光電変換部１０５（前述の光電変換部３０３に対応）が形成されている。ここで、一例において、半導体層１０４はｐ型半導体領域を含み、光電変換部１０５は電荷蓄積領域としてのｎ型半導体領域を含みうる。多層配線層１０２は、複数の金属配線と複数の層間絶縁膜（コンタクトプラグが形成された絶縁膜、ビアプラグが形成された絶縁膜）とが積層されて構成されている。複数の金属配線層には、金属電極１１０が接続される導電層１０３が含まれる。
【００１８】
多層配線層１０２の２つの面のうち半導体層１０４が配置された面と反対側の面には、支持基板１０１が結合されうる。支持基板１０１は、例えば、シリコン基板でありうる。接着剤を用いずに多層配線層１０２に支持基板１０１を結合させる場合、支持基板１０１としては、シリコン基板が適している。半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側には、カラーフィルタ１０６、オンチップレンズ１０７、平坦化膜ＰＬが配置されうる。第１実施形態の固体撮像装置は、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側に配置されたオンチップレンズ１０７を通して光電変換部１０５に光が入射する裏面照射型の固体撮像装置である。
【００１９】
開口１０８は、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側から半導体層１０４を貫通し、多層配線層１０２の中の導電層１０３に達するように形成されている。開口１０８を取り囲む溝１０９は、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側から半導体層１０４を貫通するように形成されている。溝１０９は、図２に例示されように、複数の開口１０８を相互に分離するように配置されている。
【００２０】
開口１０８の中には、金属電極１１０が配置されている。金属電極１１０は、チップ１１１を封止したパッケージのピンに対してボンディングワイヤによって接続されうる。金属電極１１０は、多層配線層１０２の導電層１０３に接続されている。金属電極１１０は、例えば、ボンディング、バンプまたはめっき等の方法によって形成されうる。金属電極１１０は、例えば、金、銀またはアルミニウム等の材料で形成されうる。溝１０９の中には、固体が存在しない空間が存在する。
【００２１】
図４Ａ〜図４Ｄを参照しながら第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、図１と同様の部分（図２のＸ−Ｘ’線の断面）を示す断面図である。図４Ａを参照して説明する。半導体層１０４を準備する。半導体層１０４は、例えばシリコン基板である。まず、半導体層１０４の第１面（表面）Ｓ１に素子分離（不図示）を形成する。素子分離は、シリコン酸化膜などの絶縁層を含み、例えばＳＴＩ構造を有する。次いで、半導体層１０４にウエル（不図示）を形成する。その後、光電変換部１０５、並びに、トランジスタ（不図示）を構成するｎ型半導体領域（不図示）およびｐ型半導体領域（不図示）を形成する。また、半導体層１０４の上に、ゲート酸化膜を介してゲート電極層を形成する。ゲート電極層は、例えば、ポリシリコン層の堆積及びパターニングによって形成され、ゲート電極のほか、それに接続された配線も含みうる。
【００２２】
次いで、半導体層１０４の第１面（表面）Ｓ１の上に多層配線層１０２を形成する。具体的には、まず、ゲート電極層を覆うように層間絶縁膜となる膜を形成する。具体的には、層間絶縁膜となる膜にコンタクトホールを形成し、バリアメタル及びタングステンの膜を形成し、バリアメタル及びタングステンの膜の余分な部分を除去することで層間絶縁膜とコンタクトプラグを形成する。そして、層間絶縁膜の上にバリアメタル及びアルミニウムの膜を成膜し、これらをパターニングすることで配線層を形成する。更に、層間絶縁膜となる膜の形成、ビアホールおよびビアプラグの形成、配線層の形成を繰り返すことで、多層配線層１０２を形成する。配線層及びその形成には、銅配線及びダマシンプロセスを用いることができる。以上によって、図４Ａに示す構成が得られる。導電層１０３は、図４Ａに示す例では、多層配線層１０２の最上層に配置されているが、導電層１０３は、この例に限定されず、多層配線層１０２中のどの層に配されても構わない。
【００２３】
図４Ｂを参照して説明を続ける。多層配線層１０２の上面に支持基板１０１の下面を結合させる。多層配線層１０２の上面は、絶縁膜で構成され、ＣＭＰやエッチングなどで平坦化されている。支持基板１０１の下面も平坦な状態である。支持基板１０１は、例えばシリコン基板またはガラス基板などでありうる。多層配線層１０２に対する支持基板１０１の結合は、真空中または不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。また、結合の前に、多層配線層１０２の上面および支持基板１０１の下面に対してプラズマ照射を行うことが望ましい。このプラズマ照射を行うことで、プラズマ照射を行わない場合に比べて、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜同士の接合がより強固なものとなる。また、プラズマ照射の他に薬液処理によって結合面を活性化する方法も適用可能である。また、結合に接着剤を用いることも可能である。接着剤としては、例えばベンゾシクロブテン等が使用可能で、ベンゾシクロブテンの場合、摂氏２５０℃程度で結合を行うことができる。また、接着剤による結合において要求される多層配線層１０２の上面および支持基板１０１の下面の平坦性は、接着材を用いない場合に比べて低い。
【００２４】
図４Ｃを参照して説明を続ける。半導体層１０４を第２面（裏面）Ｓ２の側からを薄膜化する。薄膜化は、研削、ＣＭＰまたはエッチング等の方法によって行うことができる。半導体層１０４を薄膜化することで、入射光が光電変換部１０５に効率良く到達する。これは感度の向上に寄与する。半導体層１０４は、薄膜化を通して支持基板１０１よりも薄くされうる。
【００２５】
図４Ｄを参照して説明を続ける。半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２に、樹脂からなる平坦化層ＰＬ１、カラーフィルタ１０６、樹脂からなる平坦化層ＰＬ２、オンチップレンズ１０７をこの順で形成する。以下では、平坦化層ＰＬ１、ＰＬ２を合わせて平坦化層ＰＬをして説明する。更に、半導体層１０４および多層配線層１０２に開口１０８および溝１０９を形成する。開口１０８は、半導体層１０４を貫通し、かつ導電層１０３に達するように形成される。溝１０９は、半導体層１０４を貫通し、かつ複数の開口１０８を相互に分離するように形成される。
【００２６】
開口１０８および溝１０９は、開口１０８および溝１０９を形成すべき領域に開口を有するレジストパターンを形成し、これをエッチングマスクとして平坦化層ＰＬ、半導体層１０４および多層配線層１０２をエッチングすることによって形成することができる。具体的には、レジストを平坦化膜ＰＬおよびオンチップレンズ１０７を覆うように塗布し、これを露光および現像することによってレジストパターンを形成する。次いで、例えばＣ４Ｆ８を含むガスを用いて平坦化層ＰＬをドライエッチングすることによって半導体層１０４を露出させる。更に、例えば、ＳＦ６を含むガスを用い半導体層１０４をエッチングするステップと、Ｃ４Ｆ８を含むガスを使ってレジストパターンを保護するステップとを繰り返しながら半導体層１０４を貫通させる。更に、例えば、Ｃ４Ｆ８を含むガスを使って開口１０８が導電層１０３に達するまで多層配線層１０２をエッチングする。この際に、開口１０８および溝１０９が同時に形成される。
【００２７】
ここで、開口１０８を形成するためのエッチングは、導電層１０３に到達した時点で停止するが、溝１０９が導電層１０３と同一の層に突き当たらない場合には、エッチングが停止しない。よって、溝１０９が導電層１０３と同一の層に突き当たる部分では、開口１０８の深さと溝１０９の深さとが同じになるが、溝１０９が導電層１０３と同一の層に突き当たらない部分では、溝１０９の深さが開口１０８の深さよりも深くなりうる。開口１０８および溝１０９の形成の後、レジストパターンの表面の硬化層を、ＣＦ４を含むガスを使ってドライエッチングによって除去する。その後、Ｏ２を含むガスを用いてレジストパターンを除去する。
【００２８】
以下、図５を参照しながら開口１０８、溝１０９および導電層１０３の関係を説明する。図５は、開口１０８、溝１０９および導電層１０３の各領域を模式的に示す透視図である。開口１０８は、導電層１０３の領域内に形成されうる。溝１０９は、その全体が導電層１０３の領域内に形成されてもよいが、図５に例示されるように、溝１０９は、その一部が導電層１０３の領域の外側に配置されてもよい。図５に示す例では、領域２０１においては、溝１０９は、導電層１０３に接続された配線１０３ａの領域上に形成される。ここで、導電層１０３と配線１０３ａとは、同一の層に形成されたパターンである。領域２０２においては、溝１０９の底には、導電層１０３および配線１０３ａが存在しない。
【００２９】
導電層１０３および配線１０３ａは、コンタクトプラグ１２４を介して、導電層１０３および配線１０３ａとは別の層の配線１２５に接続されている。導電層１０３は、例えば、一辺が５０〜１００μｍ程度でありうる。開口１０８は、導電層１０３よりもやや小さく形成され、例えば、導電層１０３の一辺が１００μｍである場合は、開口１０８の一辺は９０μｍ程度でありうる。図５において、導電層１０３と開口１０８は、正方形であるが、他の形状でもよい。溝１０９は、例えば、その幅が数μｍ程度でありうる。半導体層１０４及び多層配線層１０２の厚さは、例えば、数μｍ程度でありうる。
【００３０】
開口１０８および溝１０９の形成の後に、図１に例示されるように、開口１０８の中に金属電極１１０を形成する。金属電極１１０は、導電層１０３と接続されるように形成される。金属電極１１０は、例えば、ボンディング、バンプ、めっき等の方法によって形成されうる。金属電極１１０は、例えば、金、銀、アルミニウム等の材料で形成されうる。溝１０９の中には、固体が存在しない空間が形成されている。溝１０９は、それによって囲まれた金属電極１１０を絶縁する機能を有する。
【００３１】
ここで、金属電極１１０は、半導体層１０４に接触して配置される可能性がある。また、固体撮像装置１００の使用中の変形によって金属電極１１０が半導体層１０４に接触する可能性がある。金属電極１１０が半導体層１０４に接触すると、その金属電極１１０は、半導体層１０４を介して他の金属電極１１０に電気的に接続されうる。このようにして、金属電極１１０が他の金属電極１１０と電気的に接続されると、固体撮像装置が正常に動作しなくなる。例えば、金属電極１１０と他の金属電極１１０との間に微小な電流が流れる場合であっても、それによって特性が低下したり、誤動作が起こったりしうる。
【００３２】
第１実施形態によれば、多層配線層１０２の導電層１０３に接続された金属電極１１０が形成された開口１０８の周囲に、半導体層１０４を貫通するように溝１０９が形成されている。したがって、金属電極１１０が半導体層１０４に接触することがあっても、異なる金属電極１１０の間での導通が起こることはない。開口１０８と溝１０９とは、同時に形成することができるので、工程数の増加を抑えることができ、これにより製造コストの上昇を抑えることができる。
【００３３】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記の製造方法に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、平坦化層ＰＬ、カラーフィルタ１０６およびオンチップレンズ１０７の形成の前に開口１０８および溝１０９を形成してもよい。その場合は、開口１０８および溝１０９を形成した後にそれらに樹脂を充填して平坦化することが好ましい。何故なら、カラーフィルタ１０６およびオンチップレンズ１０７を高い精度で形成するためには、それらの下地に段差がない方が好ましいからである。そのようにすると、カラーフィルタ１０６およびオンチップレンズ１０７を形成した後に、開口１０８および溝１０９に充填された樹脂を取り除く工程が必要になる。これは、開口１０８および溝１０９に対応する部分に開口を有するレジストパターンを形成し、これをマスクとして樹脂をエッチングまたはアッシングすることによってなされうる。あるいは、樹脂が絶縁体である場合、開口１０８および溝１０９のうち開口１０８の中の樹脂のみを除去してもよい。
【００３４】
半導体層１０４は、例えば、バルクの半導体基板またはＳＯＩ（Silicon OnInsulator又はSemiconductor On Insulator）基板を利用して形成されうる。
【００３５】
［第２実施形態］
図６を参照しながら本発明の第２実施形態の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。図６は、第２実施形態において援用される図２のＸ−Ｘ’線の断面構造を模式的に示す断面図である。ここで言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、開口１０８、溝１０９および金属電極１１０は、光電変換部１０５が形成された半導体層（第２半導体層）１０４の第１面Ｓ１および第２面Ｓ２のうち第１面の側に配置された支持基板１０１としての半導体層に形成される。つまり、第２実施形態では、開口１０８、溝１０９および金属電極１１０は、光入射面とは反対側の面に形成される。第２実施形態の固体撮像装置もまた、半導体層１０４の第１面Ｓ１および第２面（裏面）Ｓ２のうち第２面の側に配置されたオンチップレンズ１０７を通して光電変換部１０５に光が入射する裏面照射型の固体撮像装置である。
【００３６】
半導体層１０４、光電変換部１０５、多層配線層１０２、導電層１０３、カラーフィルタ１０６およびオンチップレンズ１０７については、第１実施形態と同様である。支持基板１０１は、多層配線層１０２に結合されて、多層配線層１０２および半導体層１０４を支持する。第２実施形態の固体撮像装置は、支持基板１０１と半導体層１０４との間に多層配線層１０２が配置された構造を有する。
【００３７】
支持基板１０１としての半導体層は、シリコン基板等の半導体基板で構成されうる。多層配線層１０２に対する支持基板１０１の結合のために接着剤を使用しない場合、支持基板１０１は、シリコン基板であることが好ましい。
【００３８】
開口１０８は、支持基板１０１としての半導体層を貫通し、多層配線層１０２の中の導電層１０３に達するように形成されている。開口１０８を取り囲む溝１０９は、支持基板１０１としての半導体層を貫通するように形成されている。溝１０９は、図２に例示されるように、複数の開口１０８を相互に分離するように配置されている。導電層１０３は、図６に示す例では、多層配線層１０２の最上層に配置されているが、導電層１０３は、この例に限定されず、多層配線層１０２中のどの層に配されても構わない。
【００３９】
開口１０８の中には、金属電極１１０が配置されている。金属電極１１０は、チップ１１１を封止したパッケージのピンに対してボンディングワイヤによって接続されうる。金属電極１１０は、多層配線層１０２の導電層１０３に接続されている。金属電極１１０は、例えば、ボンディング、バンプまたはめっき等の方法によって形成されうる。金属電極１１０がバンプなどで構成される場合、第２実施形態の固体撮像装置は、第１実施形態の固体撮像装置よりもパッケージ面積を小さくするために有利である。
【００４０】
［第３実施形態］
図７を参照しながら本発明の第３実施形態の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。図７は、第３実施形態において援用される図２のＸ−Ｘ’線の断面構造を模式的に示す断面図である。ここで言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第３実施形態の固体撮像装置は、第１部材３０８と第２部材３０９とを結合して構成される。第１部材３０８は、光電変換部１０５が形成された半導体層１０４と、多層配線層１０２とを有する。第２部材３０９は、支持基板１０１としての半導体層と、多層配線層１２２とを有する。第１部材３０８の多層配線層１０２と第２部材３０９の多層配線層１２２とで１つの多層配線層が形成される。支持基板１０１としての半導体層には、周辺回路部３０２のトランジスタを構成する半導体領域１２０が配置され、該半導体層の上には、該トランジスタのゲート電極１２１が形成されている。半導体層１０４および支持基板１０１としては、ＳＯＩ基板を利用してもよい。
【００４１】
第１部材３０８と第２部材３０９とをそれぞれ別々に形成した後、第１部材３０８の多層配線層１０２と第２部材３０９の多層配線層１２２とが結合面１２３で結合される。半導体層１０４、および支持基板１０１としての半導体層は、シリコン基板等の半導体基板で構成されうる。第１部材３０８と第２部材３０９との結合方法は、第１実施形態における多層配線層１０２と支持基板１０１との結合方法にしたがいうる。第１部材３０８の多層配線層１０２および第２部材３０９の多層配線層１２２は、金属で形成された配線層がむき出しになっており、第１部材３０８と第２部材３０９との結合によって、これらの配線層が相互に金属接合されうる。あるいは、多層配線層１０２と多層配線層１２２とをマイクロバンプを用いて金属接合させ、隙間に有機充填材を挿入してもよい。
【００４２】
半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側には、カラーフィルタ１０６、オンチップレンズ１０７および平坦化膜ＰＬが配置されうる。第３実施形態の固体撮像装置もまた、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側に配置されたオンチップレンズ１０７を通して光電変換部１０５に光が入射する裏面照射型の固体撮像装置である。
【００４３】
開口１０８は、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側から半導体層１０４を貫通し、第１部材３０８の多層配線層１０２および第２部材３０９の多層配線層１２２のいずれかの中に配置された導電層１０３に達するように形成されている。開口１０８を取り囲む溝１０９は、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側から半導体層１０４を貫通するように形成されている。溝１０９は、図２に例示されように、複数の開口１０８を相互に分離するように配置されている。開口１０８の中には、金属電極１１０が配置されている。金属電極１１０は、チップ１１１を封止したパッケージのピンに対してボンディングワイヤによって接続されうる。金属電極１１０は、多層配線層１０２の導電層１０３に接続されている。
【００４４】
第１部材３０８と第２部材３０９とを結合して固体撮像装置を形成することにより、光電変換部１０５の感度を向上させたり、画素密度を高めたりすることが容易になる。ここで、図３を参照しながら第１部材３０８および第２部材３０９への回路素子の割り振りの例を説明する。第１部材３０８には、光電変換部３０３および転送トランジスタ３０４が配置されうる。第２部材３０９には、増幅トランジスタ３０６、リセットトランジスタ３０７、および、部３０２の回路の少なくとも一部が配置されうる。第２部材３０９に配置された周辺回路部３０２から第１部材３０８に配置された転送トランジスタ３０４のゲート電極には、接合部であるノード３１０を介して制御信号が供給される。第１部材３０８の光電変換部３０３で発生した信号は、転送トランジスタ３０４のドレイン領域、即ちノード３０５に転送される。ノード３０５は、第１部材３０８に配置された部分と第２部材３０９に配置された部分とを含む。
【００４５】
このような構成によれば、１つの部材（即ち１つの基板）に画素部の構成要素の全てを配置する場合に比べて、光電変換部３０３の面積を大きくすることができ、これにより感度を向上させることができる。また、１つの部材（即ち１つの基板）に画素部の構成要素の全てを配置する場合に比べて、光電変換部の面積を同一とするならば、光電変換部３０３の数を増加させることができ、多画素化が可能となる。また、１つの部材（即ち１つの基板）に画素部の構成要素の全てを配置する場合に比べて、画素部と周辺回路部との作り分けが容易となる。
【００４６】
［第４実施形態］
図８を参照しながら本発明の第４実施形態の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。図８は、第４実施形態において援用される図２のＸ−Ｘ’線の断面構造を模式的に示す断面図である。ここで言及しない事項は、第１〜第３実施形態に従いうる。第４実施形態では、開口１０８、溝１０９および金属電極１１０は、光電変換部１０５が形成された半導体層（第２半導体層）１０４の第１面Ｓ１の側に配置された支持基板１０１としての半導体層に形成される。つまり、第４実施形態では、開口１０８、溝１０９および金属電極１１０は、光入射面とは反対側の面に形成される。第４実施形態の固体撮像装置もまた、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側に配置されたオンチップレンズ１０７を通して光電変換部１０５に光が入射する裏面照射型の固体撮像装置である。
【００４７】
第４実施形態の固体撮像装置は、第３実施形態と同様に、第１部材３０８と第２部材３０９とを結合して構成される。第１部材３０８は、光電変換部１０５が形成された半導体層１０４と、多層配線層１０２とを有する。第２部材３０９は、支持基板１０１としての半導体層と、多層配線層１２２とを有する。第１部材３０８の多層配線層１０２と第２部材３０９の多層配線層１２２とで１つの多層配線層が形成される。支持基板１０１としての半導体層には、周辺回路部３０２のトランジスタを構成する半導体領域１２０が配置され、該半導体層の上には、該トランジスタのゲート電極１２１が形成されている。半導体層１０４および支持基板１０１としては、ＳＯＩ基板を利用してもよい。
【００４８】
開口１０８は、支持基板１０１としての半導体層を貫通し、第１部材３０８の多層配線層１０２および第２部材３０９の多層配線層１２２のいずれかの中に配置された導電層１０３に達するように形成されている。開口１０８を取り囲む溝１０９は、支持基板１０１としての半導体層を貫通するように形成されている。溝１０９は、図２に例示されるように、複数の開口１０８を相互に分離するように配置されている。開口１０８および溝１０９の形成前に支持基板１０１としての半導体層を薄膜化してもよい。開口１０８の中には、金属電極１１０が配置されている。金属電極１１０は、チップ１１１を封止したパッケージのピンに対してボンディングワイヤによって接続されうる。金属電極１１０は、多層配線層１０２の導電層１０３に接続されている。金属電極１１０は、例えば、ボンディング、バンプまたはめっき等の方法によって形成されうる。
【００４９】
［第５実施形態］
図９を参照しながら本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態は、開口１０８と溝１０９との関係の変形例であり、第５実施形態は、他の全ての実施形態に適用可能である。図９は、固体撮像装置の平面レイアウトを例示する図である。第５実施形態では、符号２００で示されるように、複数の開口１０８ａ、１０８ｂを取り囲んだ溝１０９を有する。つまり、開口１０８ａと開口１０８ｂとの間には溝１０９が設けられていない。
このような構成は、開口１０８ａ、１０８ｂに配置された金属電極１１０に共通の電圧（例えば、電源電圧、接地電圧）が印加される場合や、開口１０８ａ、１０８ｂに配置された金属電極１１０から同一信号が出力される場合に有用である。ここで、電源電圧は、例えば、３．３Ｖでありうる。
【００５０】
［第６実施形態］
図１０を参照しながら本発明の第６実施形態の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。図１０は、第６実施形態において援用される図２のＹ−Ｙ’線の断面構造を模式的に示す断面図である。ここで言及しない事項は、第１〜第５実施形態に従いうる。第６実施形態は、２つの部材を結合して形成される固体撮像装置に適用されうる。
【００５１】
第６実施形態の固体撮像装置では、第１部材３０８の多層配線層１０２と第２部材３０９の多層配線層１２２とで１つの多層配線層ＭＬが形成されている。第６実施形態の固体撮像装置は、シール部２０３ａ、２０３ｂおよび２０４の少なくとも１つを有する。シール部２０３ａは、多層配線層ＭＬの外縁に沿って多層配線層ＭＬに配置されている。シール部２０３ｂは、溝２０９を取り囲むように多層配線層ＭＬに配置されている。シール部２０４は、多層配線層ＭＬにおける開口１０８と溝１０９との間に配置されている。
【００５２】
以下、第６実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する。まず、第１部材３０８の半導体層１０４に素子分離１２６を形成する。素子分離１２６は、シリコン酸化膜などの絶縁層を含み、例えばＳＴＩ構造を有する。次いで、半導体層１０４にトランジスタを形成るためのウエル領域になりうるｐ型の半導体領域１２７を形成する。次いで、ｐ型の半導体領域１２７にトランジスタを構成するソース・ドレイン領域になりうるｎ型導電型の半導体領域１２８を形成する。一方、第２部材３０９においても、素子分離１２９、ｐ型の半導体領域１３０、ｎ型の半導体領域１２０を形成する。第１部材３０８と第２部材３０９とで、素子分離の形状や製法、半導体領域の濃度や深さなどは同じにする必要はない。
【００５３】
更に、第１部材３０８に光電変換部１０５および多層配線層１０２を形成し、第２部材３０９に多層配線層１２２を形成し、第１部材３０８の多層配線層１０２側と第２部材３０９の多層配線層１２２側とを結合面１２３で結合する。第６実施形態では、開口１０８、溝１０９および金属電極１１０は、光入射面とは反対側の面に形成される。第６実施形態の固体撮像装置もまた、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側に配置されたオンチップレンズ１０７を通して光電変換部１０５に光が入射する裏面照射型の固体撮像装置である。半導体層１０４および支持基板１０１としては、ＳＯＩ基板を利用してもよい。
【００５４】
開口１０８は、半導体層１０４を貫通し、更に第１部材３０８の多層配線層１０２を貫通し、第2部材３０９の多層配線層１２２の中に配置された導電層１０３に達するように形成されている。開口１０８を取り囲む溝１０９もまた、半導体層１０４を貫通し、更に第１部材３０８の多層配線層１０２を貫通し、第2部材３０９の多層配線層１２２の中に配置された導電層１０３に達するように形成されている。溝１０９は、図２に例示されるように、複数の開口１０８を相互に分離するように配置されている。開口１０８の中には、金属電極１１０が配置されている。金属電極１１０は、チップ１１１を封止したパッケージのピンに対してボンディングワイヤによって接続されうる。金属電極１１０は、導電層１０３に接続されている。金属電極１１０は、例えば、ボンディング、バンプまたはめっき等の方法によって形成されうる。
【００５５】
シール部２０３ａ、２０３ｂ、２０４は、多層配線層１０２、１２２における配線のための金属膜、コンタクトプラグ、ビアプラグと同一材料で、これらと同時に形成されうる。つまり、シール部２０３、２０４は、多層配線層１０２、１２２における配線のための金属膜と、コンタクトプラグおよびビアプラグを構成する金属との金属接合によって構成されうる。
【００５６】
第６実施形態において、導電層１０３は、第２部材３０９の多層配線層１２２に配置されている。この場合、開口１０８および溝１０９は、前述のように、第２部材３０９の多層配線層１２２の導電層１０３に達する。そのため、開口１０８および溝１０９は、結合面１２３、多層配線層１０２の積層構造、多層配線層１２２の積層構造を剥き出しにしている。しかし、第６実施形態によれば、シール部２０３ａ、２０３ｂおよび２０４によって、外部からの水分やイオンの浸入を防ぎ、回路素子を保護することができる。
【００５７】
また、第６実施形態では、シール部２０３ａ、２０３ｂ、２０４は、半導体領域１２８、１２０と接合されている。そして、半導体領域１２８、１２０と半導体領域１２７、１３０により保護ダイオードが形成されている。このため、シール部２０３ａ、２０３ｂ、２０４の構成は、外部からのノイズによる影響を低減する機能を有する。
【００５８】
シール部２０３ａ、２０３ｂ、２０４の構成は、上記の構成に限定されるものではない。例えば、シール部２０４は、シール部２０３ａ、２０３ｂのような構成を有してもよい。例えば、溝１０９が結合面１２３に達しておらず、多層配線層１０２の途中までしか達していない場合、溝１０９の外側を取り囲むようにシール部２０３ｂは、多層配線層１０２にのみ配置されてもよい。
【００５９】
上記の例では、トランジスタを構成するウエル領域になりうる半導体領域がｐ型であり、トランジスタを構成するソース・ドレイン領域になりうる半導体領域がｎ型である。しかしながら、これは一例に過ぎず、パッドの電位や基板の極性により、トランジスタを構成するウエル領域になりうる半導体領域をｎ型にし、トランジスタを構成するソース・ドレイン領域になりうる半導体領域をｐ型としてもよい。
【００６０】
［第７実施形態］
図１１を参照しながら本発明の第７実施形態の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。図１１は、第７実施形態において援用される図２のＹ−Ｙ’線の断面構造を模式的に示す断面図である。ここで言及しない事項は、第１〜第６実施形態に従いうる。第７実施形態は、２つの部材を結合して形成される固体撮像装置に適用されうる。
【００６１】
第７実施形態の固体撮像装置では、第１部材３０８の多層配線層１０２と第２部材３０９の多層配線層１２２とで１つの多層配線層ＭＬが形成されている。第７実施形態の固体撮像装置は、シール部２０３ａ、２０３ｂ、２０４の少なくとも１つを有する。シール部２０３ａは、多層配線層ＭＬの外縁に沿って多層配線層ＭＬに配置されている。シール部２０３ｂは、溝２０９を取り囲むように多層配線層ＭＬに配置されている。シール部２０４は、多層配線層ＭＬにおける開口１０８と溝１０９との間に配置されている。
【００６２】
以下、第７実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する。まず、第１の部材３０８の半導体層１０４に素子分離１２６を形成する。素子分離１２６は、シリコン酸化膜などの絶縁層を含み、例えばＳＴＩ構造を有する。次いで、半導体層１０４にゲート酸化膜（不図示）とゲート電極１１４を形成する。一方、第２部材３０９においても、素子分離１２９、ゲート酸化膜（不図示）、ゲート電極１２１を形成する。第１部材３０８と第２部材３０９とで、素子分離の形状や製法、ゲート酸化膜及びゲート電極の厚さや種類などは同じにする必要はない。
【００６３】
更に、第１部材３０８に光電変換部１０５および多層配線層１０２を形成し、第２部材３０９に多層配線層１２２を形成し、第１部材３０８の多層配線層１０２側と第２部材３０９の多層配線層１２２側を結合面１２３で結合する。第７実施形態では、開口１０８、溝１０９および金属電極１１０は、光入射面とは反対側の面に形成される。第７実施形態の固体撮像装置もまた、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側に配置されたオンチップレンズ１０７を通して光電変換部１０５に光が入射する裏面照射型の固体撮像装置である。半導体層１０４および支持基板１０１としては、ＳＯＩ基板を利用してもよい。
【００６４】
開口１０８は、半導体層１０４を貫通し、更に第１部材３０８の多層配線層１０２を貫通し、第2部材３０９の多層配線層１２２の中に配置された導電層１０３に達するように形成されている。開口１０８を取り囲む溝１０９もまた、半導体層１０４を貫通し、更に第１部材３０８の多層配線層１０２を貫通し、第2部材３０９の多層配線層１２２の中に配置された導電層１０３に達するように形成されている。溝１０９は、図２に例示されるように、複数の開口１０８を相互に分離するように配置されている。開口１０８の中には、金属電極１１０が配置されている。金属電極１１０は、チップ１１１を封止したパッケージのピンに対してボンディングワイヤによって接続されうる。金属電極１１０は、多層配線層１０２の導電層１０３に接続されている。金属電極１１０は、導電層１０３に接続されている。金属電極１１０は、例えば、ボンディング、バンプまたはめっき等の方法によって形成されうる。
【００６５】
シール部２０３ａ、２０３ｂ、２０４は、多層配線層１０２、１２２における配線のための金属膜、コンタクトプラグ、ビアプラグと同一材料で、これらと同時に形成されうる。つまり、シール部２０３、２０４は、多層配線層１０２、１２２における配線のための金属膜と、コンタクトプラグおよびビアプラグを構成する金属との金属接合によって構成されうる。第７実施形態においても、第６実施形態と同様の効果が得られる。
【００６６】
［第８実施形態］
図１２を参照しながら本発明の第８実施形態の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。図１２は、第８実施形態において援用される図２のＸ−Ｘ’線の断面構造を模式的に示す断面図である。ここで言及しない事項は、第１〜第７実施形態に従いうる。第８実施形態の固体撮像装置は、開口１０８および溝１０９の形成によって露出した半導体層１０４の面を保護する保護層１３１を有する。
【００６７】
第８実施形態の固体撮像装置は、半導体層１０４の形成および薄膜化までは、第１実施形態の製造方法に従って製造されうる。半導体層１０４を薄膜化した後、半導体層１０４および多層配線層１０２に開口１０８および溝１０９を形成する。開口１０８は、半導体層１０４を貫通し、かつ導電層１０３に達するように形成される。溝１０９は、半導体層１０４を貫通し、かつ複数の開口１０８を相互に分離するように形成される。
【００６８】
開口１０８および溝１０９の形成の後、保護層となりうるシリコン窒化膜などの膜をプラズマＣＶＤ法などの方法によって、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２、および、開口１０８および溝１０９に露出した側面を覆うように形成する。次に、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側に、カラーフィルタ１０６、オンチップレンズ１０７、平坦化膜ＰＬを形成する。
【００６９】
次いで、開口１０８および溝１０９を覆っている部分の平坦化膜ＰＬおよび開口１０８の底部のシリコン窒化膜をエッチングなどで除去し、導電層１０３を露出させ、シリコン窒化膜からなる保護層１３１を形成する。更に、開口１０８の中に金属電極１１０を形成する。金属電極１１０は、導電層１０３と接続されるように形成される。金属電極１１０は、例えば、ボンディング、バンプ、めっき等の方法によって形成されうる。金属電極１１０は、例えば、金、銀、アルミニウム等の材料で形成されうる。平坦化層ＰＬ、カラーフィルタ１０６、オンチップレンズ１０７の形成と保護層１３１の形成とは、順番が変更されてもよい。第８実施形態と第６又は第７実施形態との組み合わせによりシール効果を更に高めることができる。
【００７０】
第８実施形態によれば、保護層１３１によって半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２が保護されるとともに、開口１０８および溝１０９の側面も保護される。
【００７１】
［第９実施形態］
図１３〜図１５を参照しながら第９実施形態の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。ここで言及しない事項は、第１〜第８実施形態に従いうる。図１３（ａ）は、固体撮像装置が形成されるウエハを示す平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のウエハにおける１つのチップ１１１およびその周辺を模式的に示す図、図１４は、チップ１１１の平面レイアウトを模式的に示す図である。図１５は、図１４（ｃ）のＺ−Ｚ’線の断面構造を模式的に示す断面図である。
【００７２】
第９実施形態の固体撮像装置は、チップ１１１（他の観点では、半導体層１０４）の外縁に沿って該外縁の内側に配置された第２の溝１３２を有する。第２の溝１３２によってチップ１１１の外縁とチップ１１１の内部とを分離することができる。また、第２の溝１３２は、ウエハをダイシングライン１３３でダイシングする際にチップ１１１の内部にクラックが形成されることを防止する機能も有する。第９実施形態の特徴は、第１〜第８実施形態のそれぞれの特徴と組み合わせて実施することができる。
【００７３】
第９実施形態の固体撮像装置は、半導体層１０４の形成および薄膜化までは、第１実施形態の製造方法に従って製造されうる。半導体層１０４を薄膜化した後、半導体層１０４および多層配線層１０２に開口１０８、溝１０９および第２の溝１３２を形成する。開口１０８は、半導体層１０４を貫通し、かつ導電層１０３に達するように形成される。溝１０９は、半導体層１０４を貫通し、かつ複数の開口１０８を相互に分離するように形成される。第２の溝１３２は、半導体層１０４の外縁（他の観点では、ダイシングライン１３３）に沿って該外縁の内側に、半導体層１０４を貫通するように形成される。
【００７４】
開口１０８、溝１０９および第２の溝１３２の形成の後、保護層となりうるシリコン窒化膜等の膜をプラズマＣＶＤ法等の方法によって半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２、及び、開口１０８、溝１０９及び第２の溝１３２に露出した側面を覆うように形成する。次に、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側に、カラーフィルタ１０６、オンチップレンズ１０７、平坦化膜ＰＬを形成する。
【００７５】
次いで、開口１０８、溝１０９および第２の溝１３２を覆っている部分の平坦化膜ＰＬおよび開口１０８の底部のシリコン窒化膜をエッチングなどで除去し、導電層１０３を露出させ、シリコン窒化膜からなる保護層１３１を形成する。更に、開口１０８の中に金属電極１１０を形成する。金属電極１１０は、導電層１０３と接続されるように形成される。金属電極１１０は、例えば、ボンディング、バンプ、めっき等の方法によって形成されうる。金属電極１１０は、例えば、金、銀、アルミニウム等の材料で形成されうる。平坦化層ＰＬ、カラーフィルタ１０６、オンチップレンズ１０７の形成と保護層１３２の形成とは、順番が変更されてもよい。更に、複数の固体撮像装置（チップ１１１）が形成されたウエハをダイシングライン１３３で切断することによってダイシングし、図１５に模式的に示す構成が得られる。
【００７６】
第９実施形態によれば、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２および側面を保護するとともに、ダイシングによってチップ１１１の内部にクラックが生じることを防止することができる。また、金属電極１１０の形成用の開口１０８の形成、複数の金属電極１１０の相互間の電気的な分離用の溝１０９の形成、および、ダイシングによってチップ１１１の内部にクラックが生じることの防止用の第２の溝１３２の形成を同時に行うことができる。
【００７７】
［第１０実施形態］
図１６および図１７を参照しながら第１０実施形態の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。ここで言及しない事項は、第１〜第９実施形態に従いうる。図１７は、固体撮像装置（チップ）の平面レイアウトを模式的に示す図である。図１６は、図１７のＶ−Ｖ’線の断面構造を模式的に示す断面図である。
【００７８】
第１０実施形態では、第１部材３０８の多層配線層１０２の配線と第２部材３０９の多層配線層１２２の配線との接続を導電体１６１、１６２および接続部１６３で行う。第１０実施形態の特徴は、第１〜第９実施形態のそれぞれの特徴と組み合わせて実施することができる。
【００７９】
第１部材３０８と第２部材３０９との結合までは、第３実施形態（図７）に従って実施しうる。ただし、第１部材３０８の多層配線層１０２および第２部材３０９の多層配線層１２２は、この結合によって互いに配線が接続されないように形成される。第１部材３０８と第２部材３０９とが結合された後に、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の上に絶縁膜１９０を形成する。絶縁膜１９０は、平坦化膜（前述の平坦化膜ＰＬ１）として機能しうる。次いで、絶縁膜１９０および半導体層１０４を貫通し、多層配線層ＭＬの中の相互に接続すべき導電層１９１、１９２にそれぞれ達するように開口１５２、１５３を形成する。次いで、必要に応じて開口１５１、１５３の側面に絶縁膜６７を形成した後、開口１５２、１５３に導電体１６１、１６２を形成する。次いで、開口１５２、１５３のそれぞれの中に形成された導電体１６１、１６２を相互に接続する接続部１６３を形成する。
【００８０】
次いで、半導体層１０４の第２面（裏面）Ｓ２の側にカラーフィルタ１０６、平坦化膜ＰＬおよびオンチップレンズ１０７を形成する。次いで、開口１５１、１５２および接続部１６３が配置された領域を取り囲むように溝１０９を形成する。溝１０９は、開口１５２、１５２と同時に形成されてもよい。溝１０９は、第１〜第９実施形態において説明された金属電極１１０を取り囲む溝１０９と同様のものである。
【００８１】
接続部１６３は、パッドとして利用されてもよい。図１６には示されていないが、図１７に示されているように、第１０実施形態の固体撮像装置は、ボンディング用の金属電極１１０を備えている。
【００８２】
［応用例］
以下、上記の各実施形態に係る固定撮像装置の応用例として、該固定撮像装置が組み込まれたカメラについて例示的に説明する。カメラの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末）も含まれる。カメラは、上記の実施形態として例示された本発明に係る固定撮像装置と、該固定撮像装置から出力される信号を処理する処理部とを含む。該処理部は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、および、該Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。
【符号の説明】
【００８３】
１０２：多層配線層、１０３：導電層、１０４：半導体層、１０８：開口、１０９：溝、１１０：導電体、ＷＰ：壁部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月19日(2020.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面とその反対側の第２面とを有し、複数の光電変換部が配列された画素部を有する半導体層と、
前記半導体層の前記第１面側に配され、第１金属配線と第２金属配線とを含む多層配線層と、
を有するチップを備える撮像装置であって、
前記半導体層は、平面視において、
前記第１金属配線に達する第１開口と、
前記第２金属配線に達する第２開口と、
前記第２面側において、前記第１開口と前記画素部との間から前記第２開口と前記画素部との間まで配された第１溝と、
を有する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記半導体層は、前記第２面側かつ平面視において前記第１開口と前記第２開口との間に配された第２溝を更に有し、
前記第１溝と前記第２溝とは互いに接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
平面視において、
前記第１開口と前記第２開口は、第１方向に沿って配され、
前記第１溝は、前記第１方向に沿って配され、
前記第２溝は、前記第１方向に交差する第２方向に沿って配されている
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記半導体層は、前記第２面側に配された第３溝を更に有し、
平面視において、前記第１開口と前記第２開口とが配された領域は、前記第１溝と前記第３溝との間に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記半導体層は、前記第２面側かつ平面視において前記第１開口と前記第２開口との間に配された第２溝を更に有し、
平面視において、
前記第１開口と前記第２開口とは、第１方向に沿って配され、
前記第１溝と前記第３溝とは、前記第１方向に沿って配され、
前記第２溝は、前記第１方向に交差する第２方向に沿って配され、前記第１溝と前記第３溝とを接続している
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１〜前記第３溝は、前記半導体層を貫通している
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１〜前記第３溝のうち少なくとも１つの溝の中には固体でない空間が存在する
ことを特徴とする請求項５または６に記載の撮像装置。
【請求項８】
平面視において、前記第１〜前記第２開口の幅は前記第１〜前記第３溝の幅よりも大きい
ことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
基板をさらに備え、
前記多層配線層は前記基板と前記半導体層との間に配されている
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記基板にはトランジスタが設けられている
ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第２面側に配されたレンズと、
前記レンズと前記半導体層との間に配されたカラーフィルタと、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記カラーフィルタと前記画素部との間、および、前記第１開口と前記第１溝との間に配された第１膜をさらに備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第１膜は、前記第１開口の中には配されていない
ことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第２面側において前記画素部を覆うと共に前記第１溝の側面を覆う第２膜を備える
ことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１開口の中に配され、前記第１金属配線に接続された導電体をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記多層配線層は、前記第１金属配線と前記半導体層との間に配された複数の金属配線を含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記第１金属配線および前記第２金属配線はアルミニウムからなる
ことを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力された信号を処理するプロセッサと、を備える
ことを特徴とするカメラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の１つの側面は撮像装置に係り、前記撮像装置は、第１面とその反対側の第２面とを有し、複数の光電変換部が配列された画素部を有する半導体層と、前記半導体層の前記第１面側に配され、第１金属配線と第２金属配線とを含む多層配線層と、を有するチップを備える撮像装置であって、前記半導体層は、平面視において、前記第１金属配線に達する第１開口と、前記第２金属配線に達する第２開口と、前記第２面側において、前記第１開口と前記画素部との間から前記第２開口と前記画素部との間まで配された第１溝と、を有することを特徴とする。