(57)【要約】【課題】光学特性を劣化させずに耐湿性を向上させた撮像装置を提供する。【解決手段】画素が配置される画素領域、および、パッド電極部がその上に配置されるパッド電極領域を含む半導体基板と、半導体基板の上に形成され、前記パッド電極部を含む配線層と、配線層の上に形成され、パッド電極領域においてはパッド電極部よりも上に形成される、有機材料を含む平坦化層と、平坦化層の上に形成される無機膜を備え、パッド電極部の上面が露出するように、平坦化層および無機膜には、前記平坦化層の側壁部を有する開口が設けられており、開口には、幣ｔな仮想の側壁部をなす面を少なくとも覆う金属膜が配置される撮像装置を用いる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が配置される画素領域、および、パッド電極部がその上に配置されるパッド電極領域を含む半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成され、前記パッド電極部を含む配線層と、
前記配線層の上に形成され、前記パッド電極領域においては前記パッド電極部よりも上に形成される、有機材料を含む平坦化層と、
前記平坦化層の上に形成される無機膜と、
を備え、
前記パッド電極部の上面が露出するように、前記平坦化層および前記無機膜には、側壁部を有する開口が設けられており、
前記開口には、前記平坦化層の前記側壁部をなす面を少なくとも覆う金属膜が配置される
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記側壁部の最上部から前記半導体基板の表面に沿った方向に、前記側壁部から延伸した前記金属膜が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記パッド電極領域の上には複数の前記パッド電極部が配置されており、
前記開口は、前記複数のパッド電極部ごとに設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記金属膜は、複数の前記パッド電極部の１つに対応した前記開口の前記側壁部に配された第１部分と、複数の前記パッド電極部の他の１つに対応した前記開口の前記側壁部に配された第２部分と、を含み、
前記第１部分と前記第２部分とは電気的に絶縁されている
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記金属膜は、複数の前記パッド電極部の１つに対応した前記開口の前記側壁部に配された第１部分と、複数の前記パッド電極部の他の１つに対応した前記開口の前記側壁部に配された第２部分と、を含み、
前記金属膜は、さらに、前記第１部分と前記第２部分とを導通させる部分を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１部分と前記パッド電極部との間、および、前記第２部分と前記パッド電極部との間に、前記金属膜と前記パッド電極部とを絶縁する絶縁膜が配される
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記金属膜と前記側壁部の間に無機絶縁膜が設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記無機絶縁膜は、前記無機膜の一部である
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記半導体基板が前記開口の前記側壁部の一部をなす
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記金属膜を覆う第２の無機膜をさらに備える
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像装置は、前記半導体基板をダイシングするためのスクライブ領域をさらに含み、
前記金属膜は、前記スクライブ領域に設けられた開口にも配置される
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記画素領域において、染料を含むカラーフィルタ層の上層および下層に前記平坦化層が配置される
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記金属膜は、金属からなる膜または金属を含有する膜である
ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
画素が配置される画素領域、および、パッド電極部がその上に配置されるパッド電極領域を含む半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成され、有機層を含む光電変換膜と、
を備え、
前記パッド電極部の上面が露出するように、前記有機層には、側壁部を有する開口が設けられており、
前記開口には、前記有機層の前記側壁部をなす面を少なくとも覆う金属膜が配置されることを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
画素が配置される画素領域、および、パッド電極部がその上に配置されるパッド電極領域を含む半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成される、発光層となる有機層と、を備え、
前記パッド電極部の上面が露出するように、前記有機層には、側壁部を有する開口が設けられており、
前記側壁部には、前記有機層の前記側壁部をなす面を少なくとも覆う金属膜が配置される
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１６】
前記側壁部の最上部から前記半導体基板の表面に沿った方向に、前記側壁部から延伸した前記金属膜が配置され、
前記パッド電極領域の上には複数の前記パッド電極部が配置されており、
前記開口は、前記複数のパッド電極部ごとに設けられている
ことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記金属膜は、複数の前記パッド電極部の１つに対応した前記開口の前記側壁部に配された第１部分と、複数の前記パッド電極部の他の１つに対応した前記開口の前記側壁部に配された第２部分と、を含み、
前記第１部分と前記第２部分とは電気的に絶縁されている
ことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記金属膜は、複数の前記パッド電極部の１つに対応した前記開口の前記側壁部に配された第１部分と、複数の前記パッド電極部の他の１つに対応した前記開口の前記側壁部に配された第２部分と、を含み、
前記金属膜は、さらに、前記第１部分と前記第２部分とを導通させる部分を含む
ことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理部と、
を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項２０】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置の画素から出力される信号から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて移動体を制御する制御手段と
を有することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置など、複数の層により形成される装置において、耐湿性の向上が求められている。特許文献１は、耐湿性を向上させた固体撮像装置の構成を開示する。特許文献１の固体撮像装置は、電極用の開口部が形成され、複数のフォトダイオードが表面に形成されている基板を備える。そして、開口部の側壁部に露出した層間境界における耐湿性を向上させるために、複数のフォトダイオードが形成される領域と、開口部の側壁部と、開口部周辺の天井部を共通の保護膜で覆っている。保護膜として透明で耐湿性を有する素材を用いることで、固体撮像装置の耐湿性の向上を図っている。
特許文献２に記載された有機発光素子を用いた表示装置や、特許文献３に記載された有機光電変換膜を用いた固体撮像装置においても、耐湿性の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０６０２０３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１６４９５号公報
【特許文献３】特開２０１６−０３３９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えばシリコン酸化膜を、基板表面に対して垂直な側壁部を覆う保護膜として利用した場合、側壁部からの水分侵入を完全に遮断することはできない。これは、シリコン酸化膜のアモルファス構造中に水分子またはイオンが侵入し得るからである。特に、固体撮像装置に用いられるカラーフィルタ層として、水分に対して敏感な材料成分（例えば染料系材料）を用いる際は、これらの素材による耐湿性能では不十分な場合がある。
【０００５】
また特許文献１では、保護膜としてシリコン窒化膜を開示する。しかし、シリコン窒化膜は、側壁部からの水分の侵入を防止する観点からはシリコン酸化膜よりも効果的であるものの、画素部内に形成されたマイクロレンズ層上に積層した場合、固体撮像装置の光学特性を劣化させる可能性がある。かかる光学特性の劣化は、マイクロレンズ層とシリコン窒化膜の屈折率差によって発生する光の反射や屈性が原因であるため、構造上不可避である可能性がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、光学特性を劣化させずに耐湿性を向上させた撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
画素が配置される画素領域、および、パッド電極部がその上に配置されるパッド電極領域を含む半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成され、前記パッド電極部を含む配線層と、
前記配線層の上に形成され、前記パッド電極領域においては前記パッド電極部よりも上に形成される、有機材料を含む平坦化層と、
前記平坦化層の上に形成される無機膜と、
を備え、
前記パッド電極部の上面が露出するように、前記平坦化層および前記無機膜には、側壁部を有する開口が設けられており、
前記開口には、前記平坦化層の前記側壁部をなす面を少なくとも覆う金属膜が配置される
ことを特徴とする撮像装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
画素が配置される画素領域、および、パッド電極部がその上に配置されるパッド電極領域を含む半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成され、有機層を含む光電変換膜と、
を備え、
前記パッド電極部の上面が露出するように、前記有機層には、側壁部を有する開口が設けられており、
前記開口には、前記有機層の前記側壁部をなす面を少なくとも覆う金属膜が配置されることを特徴とする撮像装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
画素が配置される画素領域、および、パッド電極部がその上に配置されるパッド電極領域を含む半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成される、発光層となる有機層と、を備え、
前記パッド電極部の上面が露出するように、前記有機層には、側壁部を有する開口が設けられており、
前記側壁部には、前記有機層の前記側壁部をなす面を少なくとも覆う金属膜が配置される
ことを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学特性を劣化させずに耐湿性を向上させた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第１の工程図
【図２】実施例１の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第２の工程図
【図３】実施例１の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第３の工程図
【図４】実施例１の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第４の工程図
【図５】実施例１の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第５の工程図
【図６】実施例１の固体撮像装置の製造方法により形成される構造を示す図
【図７】実施例２の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第１の工程図
【図８】実施例２の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第２の工程図
【図９】実施例２の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第３の工程図
【図１０】実施例２の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第４の工程図
【図１１】実施例２の固体撮像装置の製造方法により形成される構造を示す図
【図１２】実施例１の固体撮像装置を上方から見た平面図
【図１３】実施例２の固体撮像装置を上方から見た平面図
【図１４】実施例３の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第１の工程図
【図１５】実施例３の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第２の工程図
【図１６】実施例３の固体撮像装置の製造方法及び構造を示す第３の工程図
【図１７】実施例４の固体撮像装置の説明図
【図１８】実施例５の表示装置の説明図
【図１９】実施例６の固体撮像装置の説明図
【図２０】実施例７による撮像システムの概略構成を示すブロック図
【図２１】実施例８によるシステム及び移動体を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状およびそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。よって、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【００１１】
＜実施例１＞
図１〜６に本実施例の表面照射型固体撮像装置の断面の模式図を工程順に示す。図１において、半導体基板１００は第１の半導体領域１０１と第２の半導体領域１０２を含む。第１の半導体領域１０１は、複数の光電変換部に対して共通の領域となっている。第２の半導体領域１０２は、第１の半導体領域と反対導電型の半導体領域から構成されており、第１の半導体領域１０１とＰＮ接合を構成している。第２の半導体領域１０２は信号電荷と同一極性のキャリアが多数キャリアとなる領域である。
なお、不図示であるが、隣接する第２の半導体１０２領域間に配され、第２の半導体領域１０２どうしを電気的に分離する素子分離領域がある。素子分離領域には、ＬＯＣＯＳ分離、ＳＴＩ分離等の絶縁膜分離や、第２の半導体領域１０２と反対導電型の半導体領域によるＰＮ接合分離（拡散分離）を用いることができる。また、不図示であるが、第２の半導体領域の電荷を転送するための転送トランジスタも配置されている。また、以後、固体撮像装置を、画素領域Ａ１、パッド電極領域Ａ２、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３と三つの領域に分けて図示する。
【００１２】
１０３は、金属材料などで形成される配線層である。１０４は、異なる配線層１０３どうしを電気的に分離するための層間絶縁膜である。配線層の配線を構成する材料の主成分としてＡｌ，Ｃｕなどを利用できる。また配線層を接続するプラグにＷを利用できる。半導体基板から最も離れた位置に配された配線層を最上配線層１０５と呼ぶ。最上配線層１０５を被覆するようにパッシベーション膜１０６を成膜する。パッシベーション膜１０６の材質として、プラズマ窒化膜やプラズマ酸窒化膜もしくはその積層膜を利用できる。また、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３と、有効チップ領域の境界部に、耐湿リング１０３ｂと呼ばれる配線層１０３と同質の構造を配置する。これによりスクライブ内をダイシングしてパッケージ組立を実施する際に、水分が有効チップ内に侵入することを防ぐ。なお、便宜上、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３のことを単にスクライブ領域と呼ぶ場合もある。
【００１３】
図２の説明に移る。まず、パッシベーション膜１０６を平坦化するための第１の平坦化層１０７を形成する。このとき塗布装置を用いて、有機材料を全面に均一になるように塗り広げる。
続いて、第１の平坦化層１０７に積層するように、フォトリソグラフィを用いてカラーフィルタ層１０８をパターンニングする。カラーフィルタ層１０８には例えば、緑、青、赤の三色をベイヤー配列したパターンを用いる。カラーフィルタの色材料は、顔料や染料、またはそれらをハイブリッドしたものを用いてもよい。
続いて、カラーフィルタ層１０８上部を平坦化するための第２の平坦化層１０９を、第１の平坦化層１０７と同様の塗布プロセスで形成する。
【００１４】
図３の説明に移る。まず、オンチップマイクロレンズ１１０を、例えばグレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィによりパターンニングする。
続いて、プラズマＣＶＤにより無機膜１１１を成膜する。無機膜１１１は例えばプラズマ酸化膜、プラズマ窒化膜、プラズマ酸窒化膜等から選択できる。
【００１５】
図４の説明に移る。本図では、パッド電極部１１３を開口する。まず、パッド電極領域
Ａ２と、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３において、有機材料からなる平坦化膜（１０７，１０９）を除去すべき領域以外の領域を、第１のフォトレジスト１１２で被覆する。被膜処理にはフォトリソグラフィによるパターンニングを用いる。なお、パッド電極部１１３は、典型的には配線層と同様の金属材料で形成される。そのため、配線層がパッド電極部を含むと考えることもできる。
続いて、ドライエッチング処理を実施して有機材料を除去する。このときドライエッチングの使用ガスとしては例えばＯ２、Ｎ２の混合ガスが用いられる。ドライエッチング処理後、第１のフォトレジスト１１２を剥離する。
【００１６】
図５の説明に移る。まず、スパッタリングを用いて、最表面に金属を含有する膜（１１４）を成膜するプロセスを示す。金属を含有する膜は、金属からなる金属膜または、金属と他の材料が含まれる金属含有膜である。その材料として例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗなどの金属や、ＴｉＮ、ＡＬ２Ｏ３、ＴａＯ等金属含有物質などが好適であるが、これらには限定されず、金属のみからなる材料、母材に金属が分散された材料、金属の酸化物を含む材料など、様々なものを使用できる。便宜上、本明細書において「金属膜１１４」のように表記することがあるが、そのような場合でも、金属以外の材料を含む膜を除く意図は無い。
続いて、パッド電極領域Ａ２、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３において、第２のフォトレジスト１１５をフォトリソグラフィによりパターンニングする。
続いて、金属膜１１４を、基板と垂直な側壁部及び一部の天井部だけに残存させるため、ドライエッチングを行う。
【００１７】
図６の説明に移る。パターンニングされた最表面の金属膜または金属含有膜（最表面金属膜１１６）を示す。なお、パターンニング前と同様に、「最表面金属膜１１６」という用語は、金属膜および金属含有膜のどちらも含むものとする。また、便宜上「最表面」という用語を用いるが、後述する実施例のように、当該金属膜の上に無機膜等を形成しても構わない。パターンニング金属膜１１６は、側壁部１１８及び天井部１１９を被覆している。ここで、側壁部１１８は、基板の上に積層構造の最上部から、パッド電極の上面まで到達し、該上面を露出させるような開口が形成されたことによって生じた、崖状の部分である。側壁部１１８からは、平坦化膜である有機材料（１０７，１０９）が崖状に露出している。また、無機膜１１１も崖状に露出しており、側壁部１１８の一部を形成する。
【００１８】
また、天井部１１９は、側壁部１１８の最上部から基板に平行な方向に延びる領域を指す。図６において、天井部１１９に延伸する金属膜の外縁は特に限定されないが、基板の主面に正対する方向から見たときに、パッド電極部またはスクライブ領域部における開口部のエッジよりもある程度広い範囲とすることが好ましい。このように、側壁部の最上部から連続して金属膜を配置することにより、側壁部のみに金属膜を配置する場合に比べて工程上の困難性が低減する。また耐湿性の向上も期待される。
【００１９】
パッド電極領域Ａ２だけでなく、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３についても想定できる。本発明の各実施例において、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３における金属膜形成は、パッド電極領域Ａ２と同様に実施できる。
【００２０】
図６のように、画素領域Ａ１においては金属膜を完全に除去する。これは、金属膜が光の入射を妨げるからである。また、パッド電極領域Ａ２のワイヤボンディング部１２０においても、金属膜を完全に除去する、これは、金配線等のワイヤと、ワイヤボンディング部１２０とのボンディング強度を維持するためである。
【００２１】
図６においては、とりわけ、側壁部１１８において崖状に露出している第１の平坦化層１０７と第２の平坦化層１０９の境界部１１７を最表面金属膜１１６で被覆することが重
要である。仮に、この境界部１１７が金属膜で覆われていなかったとすると、境界部１１７から水分が侵入してしまう。その結果、水分が画素領域Ａ１まで到達して、第１の平坦化層１０７の上層、かつ第２の平坦化層１０９の下層にあるカラーフィルタ層１０８まで到達するおそれがある。その場合、カラーフィルタ層１０８が変質し分光透過率が変化してしまう。一方、図６では、少なくとも、各平坦化層の、側壁部をなす面は、金属膜によって覆われている。その結果、耐湿性や防水性を向上させ、水分によるカラーフィルタ層１０８の変質を防止できる。
【００２２】
さらに図６においては、最表面金属膜１１６が、側壁部１１８を構成する崖状部分において、無機膜１１１の上下や、パッシベーション膜１０６の上下をも覆っている。これにより、耐湿性や防湿性をさらに向上させることができる。また、最表面金属膜１１６は、側壁部１１８の最上部から延伸する基板に平行な領域である天井部１１９のうち、側壁部１１８の頂上から所定の範囲の領域も覆っている。このように、半導体基板の表面に沿った方向にも側壁部から延伸した金属膜が配置されることで、金属膜と側壁部の密着が高まり、水分が侵入する可能性が低減する。
【００２３】
＜変形例＞
なお、最表面金属膜１１６を画素領域Ａ１、パッド電極領域Ａ２の間に存在する図示しない周辺回路部上まで延在させても良い。これにより、迷光の侵入を防止できるという更なる効果が得られる。迷光が周辺回路部（特にトランジスタ）に侵入すると、ラッチアップなど回路動作不良を引き起こす可能性がある。また、迷光が画素領域Ａ１にまで侵入すると光学混色が発生する可能性もある。しかし、周辺回路上に金属膜を配置することで、迷光を反射して種々の不良発生を抑制できる。
【００２４】
本実施例によれば、有機材料を含んだ側壁部、特にパッド電極開口部の側壁部およびチップ端部のスクライブ開口部の側壁部と、それらの側壁部の周辺の天井部を、金属膜で被覆できる。その結果、外部からの水分侵入を低減し、耐湿性の高い固体撮像装置を提供できる。カラーフィルタ材料が染料を含む材料である場合、耐湿性向上の効果がより一層高まる。さらに変形例の構成によれば、迷光の侵入が少ない固体撮像装置を提供できる。
【００２５】
図１２は本実施例にかかる撮像装置を主面に正対する方向から見た上面図である。画素領域部２２４の周囲に、複数のパッド電極部２２０が配置される。パッド電極部の上面を露出させる開口は、複数のパッド電極部ごとに設けられている。なお、図には、スクライブ内ＴＥＧ用パッド電極部２２１も示されている。
【００２６】
最表面金属膜は、少なくとも各開口の側壁部で有機材料を覆うように配置されている。さらに本図では天井部の一部にも金属膜が配置されているが、天井部の金属膜は必須ではなく、かつ、各開口の間で金属膜が分離している。言い換えると、最表面金属膜２２５は、パッド電極部２２０に含まれる各電極や、スクライブ内ＴＥＧ用パッド電極部２２１に含まれる各電極を個別に覆う。ここで、第１のパッド電極部２２０ａ、第２のパッド電極部２２０ｂ…、とし、第１のパッド電極部２２０ａに対応する開口の側壁部に配置された金属膜を第１部分、第２のパッド電極部２２０ｂに対応する開口の側壁部に配置された金属膜を第２部分…、とする。このとき、第１部分と第２部分は、電気的に絶縁された状態となる。
【００２７】
このような構成により、パッド電極部２２０やスクライブ内ＴＥＧ用パッド電極部２２１において電気的ショートが発生しにくい。なお本実施例において、後の実施例と同様に、電極部と金属膜の間に絶縁性の無機膜を配置して絶縁性をさらに高めても良い。
【００２８】
＜実施例２＞
以下、実施例２について、実施例１とは異なる部分を中心に説明する。図７〜１１は、本実施例にかかる固体撮像装置の製造方法を示す。本実施例の固体撮像装置は、図１１に示すように、最表面金属膜２１２が連続的にパッド電極領域Ａ２やスクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３を覆っている点が、実施例１と異なる。また、最表面金属膜２１２と、側壁部や天井部の間に、無機膜側壁部２０８が配置されている。これにより、無機絶縁膜と金属膜の二層構造が形成される。
【００２９】
図７について説明する。実施例２の製造方法は、オンチップマイクロレンズ１１０を形成する工程までは実施例１と同じである。
このあと、実施例１では図３のように無機膜１１１を成膜していた。一方、本実施例では、図８に示すように、フォトレジスト２０１を形成する。でパッド電極領域Ａ２内の開口部２０２及び、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３内の開口部２０３上の有機膜をエッチングするために、第３のフォトレジスト２０１をパターンニングする。パターンニング後にドライエッチング処理をする。その後、第３のフォトレジスト２０１は除去する。なお、「第３のフォトレジスト」という名称は、実施例１と共通する他のフォトレジストと区別するために用いたものであり、フォトレジスト使用の順番とは関係ない。
【００３０】
図９の説明に移る。ここでは、基板と垂直な側壁部と、天井部の一部に無機膜を形成する。図８の状態から第３のフォトレジスト２０１を除去したのち、プラズマＣＶＤにより無機膜２０４を成膜する。これにより、オンチップマイクロレンズ１１０上に無機膜が形成される。また、パッド電極領域Ａ２においては、第２の平坦化膜１０９の上面、開口部２０２の側壁部および底部に無機膜が形成される。側壁部に形成された無機膜を、以下では無機膜側壁部２０８と呼ぶ。また、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３においても、第２の平坦化膜の上面、開口部の側壁部および底部に、無機膜が形成される。
【００３１】
続いて、図９に示すように第１のフォトレジスト２０５をパターンニングする。これは、実施例１の第１のフォトレジスト１１２に相当する。そして、フォトリソグラフィによりパッド電極領域Ａ２内のパッド電極部２０６と、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３内の開口部２０７と、を開口し、無機膜をエッチングする。このとき無機膜はプラズマ酸化膜、酸窒化膜、窒化膜等から選択できる。各開口部において、第１のフォトレジスト２０５の端部は、有機膜側壁部に成膜した無機膜側壁部２０８より少なくとも張り出した位置２０９にあることが望ましい。例えば、後工程で成膜される金属膜が１００ｎｍの膜厚を有する場合、図９のオフセットＸ１は、１００ｎｍ以上あることが望ましい。こうすることにより、金属膜が無機膜２０４により絶縁され、パッド電極との電気的ショートを防止できる。
【００３２】
図１０の説明に移る。まず、金属膜２１０がスパッタリングにより成膜される。この金属膜がパターニングされることで、最終的に最表面金属膜２１２となる。金属膜の材質も、実施例１と同様に多様な金属または金属含有物質から選択できる。
続いて、パッド電極領域Ａ２と、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３において、開口部の側壁部及び一部の天井部を残して金属膜をエッチングするために、第２のフォトレジスト２１１をフォトリソグラフィによりパターンニングする。
【００３３】
図１１の説明に移る。図１０のようなパターンニングを行った後にドライエッチングを実施し、さらに第２のフォトレジスト２１１を除去することによって、図１１に示す通りパターンニングされた最表面の金属膜または金属含有膜（最表面金属膜２１２）が形成される。
【００３４】
図１１では、最表面金属部２１２が、開口部の側壁部２１３において層間境界（特に、崖状に露出した有機材料）を覆っている。最表面金属部２１２はまた、有機材料を含む層
構造の天井部２１４を皮膜している。これにより、水分の侵入を防ぎ、耐湿性や防水性の高い固体撮像装置が提供される。なお、図１１においては、最表面金属膜２１２とパッド電極部２０６の間に、無機膜側壁部２０８の一部が配置されている。そのため絶縁が保たれる。また、側壁部において金属膜と無機膜の二重の膜が形成されるため、金属膜のみの場合と比べて外部からの水分侵入を防ぐ効果が増し、耐湿性が向上する。
【００３５】
図１３は、実施例２にかかる基板を主面に正対する方向から見た上面図である。画素領域部２２４の周囲に、複数のパッド電極部２２０が配置される。パッド電極部の上面を露出させる開口は、図１２と同様に、複数のパッド電極部ごとに設けられている。なお、図には、スクライブ内ＴＥＧ用パッド電極部２２１も示されている。
【００３６】
パッド電極部２２０と、スクライブ内ＴＥＧ用パッド電極部２２１のそれぞれを覆うような最表面金属膜２２２が設けられている。本図における最表面金属膜２２２は、各開口の側壁部で有機材料を覆っており、さらに、各開口の側壁部を覆う金属膜同士を導通させる部分を含む。ここで、第１のパッド電極部２２０ａ、第２のパッド電極部２２０ｂ…、とし、第１のパッド電極部２２０ａに対応する開口の側壁部に配置された金属膜を第１部分、第２のパッド電極部２２０ｂに対応する開口の側壁部に配置された金属膜を第２部分…、とする。このとき、最表面金属膜は、第１部分と第２部分を導通させる部分を含む。しかし、第１部分（最表面金属膜）とパッド電極部との間、および、第２部分とパッド電極部との間には絶縁膜が配されているため、各パッド電極同士では電気の導通は起こらない。なお、便宜的に最表面金属膜２２２が複数の部分を含むと説明しているが、実際には、最表面金属膜２２２を構成する金属材料が、第１のパッド電極部２２０ａに対応する開口の側壁部から第２のパッド電極部２２０ｂに対応する開口の側壁部まで連続して配されることで、上述の各部分が形成される。
【００３７】
図示されたように、また、画素領域部２２４にはオンチップマイクロレンズ２２３がアレイ状に配置されているが、この部分には金属膜は配置されない。なお、電極パッド間で電気的ショートを起こさないために、図９で示したオフセットＸ１を適切な値に設定する必要がある。また、パッド電極部２０６の上にはみ出す絶縁性の無機膜の長さを確保することが好ましい。
【００３８】
＜実施例３＞
本実施例では、固体撮像装置としていわゆる裏面照射型固体撮像装置を提示する。図１４の固体撮像装置は、第１トランジスタおよび光電変換素子が配された第１半導体基板Ｂ１と、第２トランジスタが配された第２半導体基板Ｂ２とを有する。第１半導体基板Ｂ１の第１トランジスタが配された面と、第２半導体基板Ｂ２の第２トランジスタが配された面とは、対向するように配置される。図１４の固体撮像装置を画素領域Ｃ１、駆動回路領域Ｃ２、電極パッド領域Ｃ３に区分する。
【００３９】
上記の半導体基板に、有機材料で構成される第１の平坦化層３０１、カラーフィルタ層３０２、第２の平坦化層３０３、およびオンチップマイクロレンズ層３０４が積層される。カラーフィルタ層およびオンチップマイクロレンズ層は、画素領域Ｃ１に形成される。
続いて、電極パッド領域Ｃ３の電極パッド３０５を開口するために、図示しないフォトリソグラフィによるレジストパターンニング及びドライエッチング処理を実施する。
【００４０】
図１５の説明に移る。画素領域Ｃ１においてはオンチップマイクロレンズ層３０４上に、その他の領域においては第２の平坦化層３０３の上に、無機膜３０６をプラズマＣＶＤで成膜する。
続いて、電極パッド領域Ｃ３の電極パッド３０５上の無機膜のみを除去するためのフォトレジスト３０７を形成する。そして、フォトリソグラフィとドライエッチングにより電
極パッド領域Ｃ３の電極パッド３０５上のみ開口する。このときドライエッチングはＣＦ４／Ｏ２／Ａｒ系のガスを用いることが好ましい。また、無機膜３０６の材質はシリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜等から選択できる。
【００４１】
図１６の説明に移る。無機膜３０６上にさらに金属膜３０８をスパッタリング等により成膜する。そして、フォトレジスト３０９によりパターンニングを行い、ドライエッチングにより電極パッド領域Ｃ３の電極パッド３０５表面を開口する。これにより、基板と垂直な側壁部及び一部の天井部にのみ、金属膜３０８が形成される。
【００４２】
このとき、実施例２と同様に、無機膜３０６による絶縁性能を確保するために、無機膜３０６が延在する距離を調整するためのオフセットＸ２を調整することが好ましい。例えば金属膜３０８が１００ｎｍの膜厚を有する場合、オフセットＸ２は１００ｎｍ以上あることが望ましい。これにより、パッド電極と金属膜の電気的ショートを防止できる。また、第１半導体基板Ｂ１の電極パッド領域Ｃ３の側壁に位置する基板露出部３１０には、寄生ダイオード構造を形成しない方が好ましいため、上述の電気的ショートを防止する構成と無機膜形成は必要である。
【００４３】
本実施例によれば、裏面照射型の固体撮像装置においても水分の侵入を防ぎ、耐湿性や防水性を向上させた固体撮像装置を提供できる。図１４に示したように、本実施例の開口の垂直部分は深さ方向において、有機材料による平坦化層にとどまらずシリコン等で構成される第１半導体基板Ｂ１にまで達している。しかし図１６のように金属膜３０８で壁面部や開口周辺の天井部を覆うことにより、耐湿性を確保できる。このとき、シリコン等と金属膜の間に無機層を配置していることにより絶縁性も確保している。
【００４４】
＜実施例４＞
本実施例は、実施例１の固体撮像装置にさらに工程を追加している。図１７は、実施例１で示した図６の後工程として、第２の無機膜４０１をプラズマＣＶＤにて成膜している。続いて、パッド電極領域Ａ２のパッド電極部４０２と、スクライブ領域および有効チップ境界部Ａ３の開口部４０３を、フォトリソグラフィとドライエッチングにて開口する。
【００４５】
本実施例によれば、最表面金属膜１１６が第２の無機膜４０１によって被膜されるため、金属の腐食や酸化を防止できる。さらに、画素領域Ａ１のオンチップマイクロレンズ上に、無機膜１１１と第２の無機膜４０１による無機膜二層構造が形成される。ここで、反射防止効果を最大化する最適屈性率を選択することで、光利用効率向上にも寄与する。なお、このとき二種類の無機膜は異なる屈折率でも同じ屈折率でも、耐湿性向上効果は変わらない。
【００４６】
本実施例によれば、実施例１の金属膜の露出部に、第２の無機膜として無機絶縁膜を形成することにより、固体撮像装置の耐湿性が向上する。さらに、光利用効率向上、金属表面腐食または酸化防止の効果を得られる。
【００４７】
＜実施例５＞
本実施例は、有機発光素子を用いた表示装置における耐湿性向上を目的としている。図１８は表示装置の断面構造であり、画素領域Ｄ１、パッド電極領域Ｄ２に区分されている。
【００４８】
かかる有機発光素子の製造方法等は特許文献２に記載されている。簡易的に説明すると、基板５０１上に駆動回路層５０２を形成し、第一の接続孔５０３、第一電極５０４、第一平坦化層５０５、第二の接続孔５０６、第二電極５０７と続けて形成していく。絶縁層５０８成膜後、第二電極５０７と有機層５０９が接触するように、絶縁層５０８をパター
ンニングする。これにより有機層５０９に対するアノード電極が形成される。また、第三電極５１０は有機層５０９の上層に位置しカソード電極として働く。有機層５０９が発光層として働く。
続いて、第一保護層５１１、第二平坦化層５１２、緑５１３ａ、赤５１３ｂ、青５１３ｃの三色を含むカラーフィルタ層５１３、第二保護層５１４と連続して積層していく。第一保護層５１１はプラズマ窒化膜を主に用い、その上層である第二平坦化層５１２、カラーフィルタ層５１３、第二保護層５１４はそれぞれ有機材料を用いる。
【００４９】
続いて、パッド電極を開口するためのパターンニングをフォトリソグラフ及びドライエッチングを用いて実施する。なお、有機層５０９の劣化防止のために、有機層５０９形成後の処理は全て１１０℃以下で実施する。
そして本実施例においては、図１８のパッド電極開口部５１６の側壁部及び天井部に、パターンニングされた金属膜を成膜する。
【００５０】
以上のように、本実施例で形成されたパターンニングされた金属膜５１５は、層間境界からの水分の侵入を遮断し、有機膜（特にカラーフィルタ層）の劣化を防止することが出来る。その結果、有機発光素子を含んだ表示装置において耐湿性や防水性向上の効果を得られる。
【００５１】
＜実施例６＞
本実施例は、光電変換膜となる有機層を備えた有機光電変換膜を用いた固体撮像装置における耐湿性向上を目的としている。図１９は固体撮像装置の断面構造であり、画素領域Ｅ１、パッド電極領域Ｅ２に区分されている。
【００５２】
かかる固体撮像装置の詳細な製造方法等は特許文献３に記載されている。簡易的に説明すると、基板６０１上に画素回路層６０２を形成し、第一の接続孔６０３、第一電極６０４、第一平坦化層６０５、第二の接続孔６０６、画素電極６０７と続けて形成していく。絶縁層６０８成膜後、画素電極６０７と有機光電変換膜６０９が接触するように絶縁層６０８はパターンニングする。また、対向電極６１０は有機光電変換膜６０９の上層に位置し、有機光電変換膜中のキャリアをリセット動作する際の接地電極としても利用する。
続いて、誘電体膜６１１、第二平坦化層６１２、緑６１３ａ、赤６１３ｂ、青６１３ｃの三色を含むカラーフィルタ層６１３、第三平坦化層６１４と連続して積層していく。誘電体膜６１１は窒化膜、酸窒化膜、酸化膜などから選択できる。その上層である第二平坦化層６１２、カラーフィルタ層６１３、第三平坦化層６１４はそれぞれ有機材料を用いる。
【００５３】
続いて、オンチップマイクロレンズ６１５をパターンニングした後、パッド電極部開口部６１８をフォトリソグラフィとドライエッチングにより開口する。このパッド電極部開口部６１８を含めた最表面に、無機膜６１６をプラズマＣＶＤにて成膜する。無機膜６１６は酸化膜や窒化膜などから選択できる。
続いて、パッド電極部開口部６１８の底部無機膜の一部をフォトリソグラフィとドライエッチングにより除去した後、金属膜を成膜する。そして、パッド電極部開口部６１８の側壁部及び一部の天井部のみに金属膜を残すために、フォトリソグラフィとドライエッチング処理を実施する。
【００５４】
以上の工程により、パターンニングされた金属膜６１７が形成される。金属膜６１７は、層間境界部からの水分の侵入を抑制する。さらに、無機膜６１６の存在により、絶縁効果の向上や耐湿性のさらなる向上が期待できる。その結果、有機光電変換膜を含んだ固体撮像装置において耐湿性、防水性が向上する。
【００５５】
以上述べたように、本発明の各実施例によれば、有機材料の端部が崖における地層状に露出した部分が金属膜で被覆される。その結果、外部からの水分侵入を遮断されるため、特に有機材料の劣化を防止できる。一般に、金属結合により成る金属結晶は最密充填構造を取ることが知られている。例えば常温においてＡＬは最隣接原子間距離が約２．８６Åであるのに対して水分子は約３．０Åであり結晶格子の隙間を通過することが出来ない。このため、本発明を用いることで耐湿性を向上させた電子デバイスを製造することが可能になる。
【００５６】
＜実施例７＞
本発明の実施例７による撮像システムについて、図２０を用いて説明する。図２０は、本実施例による撮像システムの概略構成を示すブロック図である。
【００５７】
上記各実施例で述べた固体撮像装置（以下、まとめて撮像装置１０００と呼ぶ）は、種々の撮像システムに適用可能である。適用可能な撮像システムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、監視カメラ、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などが挙げられる。また、レンズなどの光学系と撮像装置とを備えるカメラモジュールも、撮像システムに含まれる。図にはこれらのうちの一例として、デジタルスチルカメラのブロック図を例示している。
【００５８】
撮像システム３０００は、撮像光学系３０２０、ＣＰＵ３１００、レンズ制御部３１２０、撮像装置制御部３１４０、画像処理部３１６０、絞りシャッタ制御部３１８０、表示部３２００、操作スイッチ３２２０、記録媒体３２４０を備える。
撮像光学系３０２０は、被写体の光学像を形成するための光学系であり、レンズ群、絞り３０４０等を含む。絞り３０４０は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行なう機能を備えるほか、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとしての機能も備える。レンズ群及び絞り３０４０は、光軸方向に沿って進退可能に保持されており、これらの連動した動作によって変倍機能（ズーム機能）や焦点調節機能を実現する。撮像光学系３０２０は、撮像システムに一体化されていてもよいし、撮像システムへの装着が可能な撮像レンズでもよい。
【００５９】
撮像光学系３０２０の像空間には、その撮像面が位置するように撮像装置１０００が配置されている。撮像装置１０００は、上記実施例で説明した固体撮像装置であり、ＣＭＯＳセンサ（画素領域）とその周辺回路（周辺回路領域）とを含んで構成される。撮像装置１０００は、複数の光電変換部を有する画素が２次元配置され、これらの画素に対してカラーフィルタが配置されることで、２次元単板カラーセンサを構成している。撮像装置１０００は、撮像光学系３０２０により結像された被写体像を光電変換し、画像信号や焦点検出信号として出力する。
【００６０】
レンズ制御部３１２０は、撮像光学系３０２０のレンズ群の進退駆動を制御して変倍操作や焦点調節を行うためのものであり、その機能を実現するように構成された回路や処理装置により構成されている。絞りシャッタ制御部３１８０は、絞り３０４０の開口径を変化して（絞り値を可変として）撮影光量を調節するためのものであり、その機能を実現するように構成された回路や処理装置により構成される。
【００６１】
ＣＰＵ３１００は、カメラ本体の種々の制御を司るカメラ内の制御装置であり、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェイス回路等を含む。ＣＰＵ３１００は、ＲＯＭ等に記憶されたコンピュータプログラムに従ってカメラ内の各部の動作を制御し、撮像光学系３０２０の焦点状態の検出（焦点検出）を含むＡＦ、撮像、画像処理、記録等の一連の撮影動作を実行する。ＣＰＵ３１００は、信号処理部でもある。
【００６２】
撮像装置制御部３１４０は、撮像装置１０００の動作を制御するとともに、撮像装置１０００から出力された信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ３１００に送信するためのものであり、それら機能を実現するように構成された回路や制御装置により構成される。Ａ／Ｄ変換機能は、撮像装置１０００が備えていてもかまわない。画像処理部３１６０は、Ａ／Ｄ変換された信号に対してγ変換やカラー補間等の画像処理を行って画像信号を生成するためのものであり、その機能を実現するように構成された回路や制御装置により構成される。表示部３２００は、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示装置であり、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像、撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態等を表示する。操作スイッチ３２２０は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。記録媒体３２４０は、撮影済み画像等を記録するためのものであり、撮像システムに内蔵されたものでもよいし、メモリカード等の着脱可能なものでもよい。
【００６３】
このようにして、各実施例による撮像装置１０００を適用した撮像システム３０００を構成することにより、高精度の焦点調節が可能であり且つ被写界深度の深い画像を取得しうる高性能の撮像システムを実現することができる。
【００６４】
＜実施例８＞
本発明の実施例８による撮像システム及び移動体について、図２１を用いて説明する。図２１は、本実施形態による撮像システム及び移動体の構成を示す図である。
図１１（ａ）は、車載カメラに関する撮像システム４０００の一例を示したものである。撮像システム４０００は、撮像装置４１００を有する。撮像装置４１００は、上述の各実施例に記載の固体撮像装置のいずれかである。撮像システム４０００は、撮像装置４１００により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部４１２０と、撮像装置４１００により取得された複数の画像データから視差（視差画像の位相差）の算出を行う視差取得部４１４０を有する。また、撮像システム４０００は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離取得部４１６０と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部４１８０と、を有する。ここで、視差取得部４１４０や距離取得部４１６０は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部４１８０はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。
【００６５】
撮像システム４０００は、車両情報取得装置４２００と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、撮像システム４０００は、衝突判定部４１８０での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ＥＣＵ４３００が接続されている。すなわち、制御ＥＣＵ４３００は、距離情報に基づいて移動体を制御する移動体制御手段の一例である。また、撮像システム４０００は、衝突判定部４１８０での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置４４００とも接続されている。例えば、衝突判定部４１８０の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ＥＣＵ４３００はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置４４００は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザに警告を行う。
【００６６】
本実施例では、車両の周囲、例えば前方又は後方を撮像システム４０００で撮像する。
図２１（ｂ）に、車両前方（撮像範囲４５００）を撮像する場合の撮像システム４０００を示した。車両情報取得装置４２００は、撮像システム４０００を動作させ撮像を実行させるように指示を送る。上述の各実施例の固体撮像装置を撮像装置４１００として用いることにより、本実施例の撮像システム４０００は、測距の精度をより向上させることができる。
【００６７】
以上の説明では、他の車両と衝突しないように制御する例を述べたが、他の車両に追従して自動運転する制御、車線からはみ出さないように自動運転する制御等にも適用可能である。更に、撮像システムは、自動車等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体（移動装置）に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。
【００６８】
＜その他の実施形態＞
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した各実施形態の１以上の機能を実現するプログラムや撮影レシピを、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムや撮影レシピを読み出して実行する処理である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０７：第１の平坦化層、１０９：第２の平坦化層、１１１：無機膜、１１４：最表面の金属膜または金属含有膜、１１８：側壁部、Ａ１：画素領域、Ａ２：パッド電極領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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