(57)【要約】【課題】接着剤あるいは封止樹脂の有効受光エリアへのしみ出しを防止して、撮像特性の劣化を防ぐと共に、小型、薄型で封止作業性の良い高歩留まり及び高信頼性の固体撮像素子を得る。【解決手段】本発明の固体撮像素子は、受光素子表面にマイクロレンズが形成された固体撮像素子であって、マイクロレンズの形成されている範囲の少なくとも１辺は、固体撮像素子の有効受光エリアの縁部に略一致している。【選択図】図１
2005347556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子表面にマイクロレンズが形成された固体撮像素子であって、
該マイクロレンズの形成されている範囲の少なくとも１辺は、前記固体撮像素子の有効受光エリアの縁部に略一致していることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記少なくとも１辺は、前記有効受光エリアの前記縁部より外側に画素１０列分の距離の範囲内で、前記固体撮像素子の有効受光エリアの縁部に略一致していることを特徴とする固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子に関し、特に、受光素子表面にマイクロレンズが形成されている固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子は、デジタルカメラの他、パソコン、携帯電話等にまで搭載されるようになっており、ますます小型化、薄型化の実装形態の要求が強まっている。
【０００３】
これらの要求を満たすために、従来よりマイクロレンズ付きの固体撮像素子が提案されている。基板に搭載されたマイクロレンズ付きの固体撮像素子を図５及び図６に示す。図５は、固体撮像素子の平面図であり、図６は、基板とその基板に搭載された固体撮像素子を含む固体撮像装置の断面図である。これらの図において、マイクロレンズ１０３付きの固体撮像素子１０１は、固体撮像素子１０１の受光エリア１０２に対向した開口部１０６ａを有する可撓性基板等からなる基板１０６上に搭載される。固体撮像素子１０１の電極パッド１０５は、異方導電性接着剤等の接着剤１０４により、バンプ１０４ａを介して基板１０６の一方の面に形成された配線パターンに電気的に接続される。基板１０６の他方の面には、透光性部材１０７が接着される。
【０００４】
これにより、固体撮像素子１０１の表面に形成されているマイクロレンズ１０３と透光性部材１０７との間に空間が形成されるが、この空間内に水分、粉塵などが入り込まないように、例えば特開平０８−１４８６６６号公報に開示された固体撮像装置は、開口部１０６ａの空間が気密封止された状態となるように構成されている。このような固体撮像装置は、装置全体が小型化及び薄型化が可能になるとともに、撮像領域上における結露や撮像劣化を防止して信頼性を確保できるなど多くの利点を有するものである。
【０００５】
ところが、上記特開平０８−１４８６６６号公報に開示された固体撮像装置の構造の場合、受光エリア１０２を取り囲むように固体撮像素子１０１表面の全周囲を異方導電性接着剤等の接着剤１０４で接着するため、その異方導電性接着剤等の接着剤１０４が受光エリア１０２側にしみ出してしまうことがある。具体的には図７に示すように、接着材１０４がマイクロレンズ１０３の表面の複数の凸レンズ１１０の間の溝１１０ａに、毛管現象により接着剤１０４が流れ込んで行ってしまう。特に、図５に示すように、固体撮像素子１０１の電極パッド１０８が２方向のみである場合、電極パッド１０８のない２方向にも異方導電性接着剤等の接着剤１０４を塗布せねばならず、この場合、この方向には配線パターンが無いため接着剤１０４が流れ出しやすく、歩留まりの確保が難しかった。
【０００６】
従って、上記の構造では異方導電性接着剤等の接着剤１０４の受光エリア１０２へのしみ出しによる歩留りの低下という問題があった。さらに、しみ出した接着剤１０４の影響により、固体撮像素子１０１の撮像特性が劣化してしまうという問題もあった。
【０００７】
また、従来の固体撮像素子１０１のマイクロレンズ１０３の形成範囲は、膜厚の均一化のために受光エリア１０２よりも大きめに形成されたカラーフィルタの形成範囲と慣例的にほぼ合わされており、有効受光エリア１０２の端部１０２ａより４周とも外側に距離Ｌ１だけ、通常は２００μｍ以上の距離だけ、ボンディング部とマイクロレンズ領域との距離が近い。よって、ボンディング部の接着剤１０４がしみ出した場合、図７に示すように、接着剤１０４がマイクロレンズ１０３の領域にまで到達しやすかった。一旦、接着剤１０４がマイクロレンズ１０３の表面にまで到達してしまうと、毛管現象により接着剤１０４が有効受光エリア１０２にまで広がってしまい、このことが接着剤１０４の受光エリア１０２へのしみ出しの大きな原因となっていた。
【０００８】
そこで、特開２００２−１２４６５４号公報には、上記課題を解決するために、基板１０６の開口部１０６ａの端面からマイクロレンズ領域までの距離を固体撮像素子１０１表面と基板１０６との間隔（接着剤１０４の厚さ）の２．５倍以上とする、固体撮像素子１０１表面や基板１０６の開口端部に堤防や溝を設ける、等の提案が開示されている。
【特許文献１】特開平０８−１４８６６６号公報
【特許文献２】特開２００２−１２４６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特開２００２−１２４６５４号公報に記載の固体撮像素子の場合、基板１０６の開口部１０６ａを必要以上に大きく取るように構成すること、固体撮像素子１０１の表面の端部に堤防、溝等を設けること、等は、コストアップとなってしまう等の問題がある。さらに、特開２００２−１２４６５４号公報に記載の提案によれば、チップサイズを小型化するという要求に反する。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、チップサイズの小型化を可能とし、さらに接着剤あるいは封止樹脂などが固体撮像素子の受光エリアへしみ出すのを防止して歩留まりの向上を図るともに、撮像特性の劣化を防止して高い信頼性と歩留まりを有する固体撮像素子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】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に係わる発明は、受光素子面にマイクロレンズが形成された固体撮像素子において、該マイクロレンズの形成されている範囲が、少なくとも１辺において有効受光エリアの端面に略一致していることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に係わる発明は、受光素子表面にマイクロレンズが形成された固体撮像素子において、該マイクロレンズの形成されている範囲が、少なくとも１辺において有効受光エリアの端面より外側に画素１０列分以下とされていることを特徴とするものである。
【００１３】
以上のような構成により、チップサイズを小型化するとともに、接着剤あるいは封止部材の受光エリアへのしみ出しによる撮像特性への悪影響を防止して、高歩留まりで高信頼性の固体撮像装置が実現可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、接着剤あるいは封止樹脂の有効受光エリアへのしみ出しを防止して、撮像特性の劣化を防ぐと共に、小型、薄型で封止作業性の良い高歩留まり及び高信頼性の固体撮像素子を得ることできる。また、固体撮像素子のチップサイズ小型化することが可能となり、より小型の固体撮像素子が実現し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１は、本発明の実施の形態に係わる固体撮像素子の平面図である。図２は、図１の固体撮像素子と基板を含む固体撮像装置の断面図である。
【００１６】
図２において、半導体チップである、マイクロレンズ３付きの固体撮像素子１は、固体撮像素子１の有効受光エリア２に対向した開口部６ａを有する可撓性基板等からなる基板６上に搭載される。固体撮像素子１の突起電極である電極パッド５は、異方導電性接着剤等の接着剤４により、バンプ４ａを介して基板６の一方の面に形成された配線パターンに電気的に接続されている。基板６の他方の面には、透光性部材７が接着剤にて接着される。
【００１７】
固体撮像素子１の表面に形成されているマイクロレンズ３と透光性部材７との間に空間が設けられているが、この空間内に水分、粉塵などが入り込まないように、固体撮像装置は、開口部６ａの空間が気密封止された状態となるように、上述した接着剤４が有効受光エリア２の周囲に設けられている。なお、接着剤４の代わりに封止樹脂を用いてもよい。
【００１８】
また、基板６は可撓性基板に限らず、セラミック、ガラエポ、金属等の硬質基板でも良い。透光性部材７としては、ガラスは勿論のこと、塩化ビニールやアクリル等の透明樹脂や、ローパスフィルター、ＩＲカットフィルター、レンズ、プリズム等の光学部材でも良い。
【００１９】
さらにまた、電極パッド５は、ワイヤボンド方式で形成されたＡｕ、Ｃｕ等のスタットバンプやメッキ方式で形成されたＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、ハンダ等のバンプの他、金属ボールや表面に金属メッキされた樹脂ボール、印刷等でパターン形成された導電性接着剤等でも良い。
【００２０】
ここで、マイクロレンズ３が形成されている範囲（以下、マイクロレンズ形成範囲という）Ｒ１が、少なくとも１辺において有効受光エリア２の範囲（以下、有効受光範囲という）Ｒ２に略一致している。言い換えると、有効受光エリア２の面に直交する方向から固体撮像素子１を見たときに、有効受光エリア２の縁部２ａである有効受光範囲Ｒ２の縁部の少なくとも１辺は、マイクロレンズ形成範囲Ｒ１の縁部に略一致している。
【００２１】
なお、より詳細には、図１に示すように、マイクロレンズ形成範囲Ｒ１は、各辺において、有効受光範囲Ｒ２の縁部よりも、外側に画素１０列分、あるいは画素９列分以下の寸法だけ大きい範囲を有する。当然に、画素１０列分以下であれば少ないほどよく、可能であれば有効受光エリア２の端面に一致しているのがベストである。しかし、マイクロレンズ形成範囲Ｒ１の最外周端部ではマイクロレンズ３の形状不良が発生し易いため、画素５〜１０列分程度までマイクロレンズ３を有効受光エリア２の外側まで形成しておく方が好ましい。
【００２２】
図３は、マイクロレンズ形成範囲Ｒ１の縁部と有効受光範囲Ｒ２の縁部を説明するための図である。図４は、図２のＢで示す部分の拡大断面図である。マイクロレンズ形成範囲Ｒ１が、有効受光範囲Ｒ２の４辺の各辺である各縁部と略一致する範囲を有しているが、図３及び図４に示すように、マイクロレンズ形成範囲Ｒ１は、有効受光範囲Ｒ２の４辺の各辺よりも外側にＬ１の距離だけ、有効受光範囲Ｒ２よりも大きい。このＬ１は、上述した画素１０列分以下の長さである。
【００２３】
例えば、１画素の大きさが５μｍの場合、距離Ｌ１は、１０画素分すなわち５０μｍである。よって、このような固体撮像装置によれば、電極パッド８とマイクロレンズ形成領域Ｒ１との距離が、上述した従来品に比べ、約１５０μｍほど遠くなるため、電極パッド部の接着剤４がはみ出しても接着剤４がマイクロレンズ領域にまで到達し難くなる。したがって、接着剤４の有効受光エリア２へのしみ出しを防止することができ、固体撮像素子１の撮像特性の劣化を防止するとともに、高歩留まりで高信頼性のある固体撮像装置が実現できる。
【００２４】
なお、図３に示すように、本実施の形態では、マイクロレンズ形成範囲Ｒ１の４辺が、有効受光範囲Ｒ２の縁部と略一致している例を説明したが、固体撮像素子１の電極パッド５が２方向のみ、あるいは１方向のみに設けられる場合であって、どうしても電極パッド５のある方向からは接着剤４がマイクロレンズ３まで到達し易くなってしまう。そのような場合は、電極パッド５のある２方向、あるいは１方向からの接着剤４のマイクロレンズ３への流れ込みを防止すればよいので、マイクロレンズ形成範囲Ｒ１の少なくとも２辺、あるいは１辺が、有効受光範囲Ｒ２の縁部と略一致していれば良い。さらに、１方向のみからの接着剤４の流れ込みを防止すればよい場合は、電極パッド５のある方向に対応するマイクロレンズ形成範囲Ｒ１の少なくとも１辺が、有効受光範囲Ｒ２の縁部と略一致していれば良い。
【００２５】
以上のように、本実施の形態によれば、接着剤あるいは封止樹脂の有効受光エリアへのしみ出しを防止して、撮像特性の劣化を防ぐと共に、小型、薄型で封止作業性の良い高歩留まり及び高信頼性の固体撮像素子を得ることできる。また、固体撮像素子のチップサイズ小型化することが可能となり、より小型の固体撮像素子が実現し得る。
【００２６】
また、マイクロレンズ３の領域が狭くなるため、同じ有効受光エリアのサイズの固体撮像素子でも電極パッド部を有効受光エリア側により近づけられるので、チップサイズを小型化することが可能となり、より小型の固体撮像装置が実現できる。
【００２７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係わる固体撮像素子の平面図である。
【図２】図１の固体撮像素子と基板を含む固体撮像装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わるマイクロレンズ形成範囲Ｒ１の縁部と有効受光範囲Ｒ２の縁部を説明するための図である。
【図４】図２のＢで示す部分の拡大断面図である。
【図５】従来技術に係わる固体撮像素子の平面図である。
【図６】従来技術に係わる基板とその基板に搭載された固体撮像素子を含む固体撮像装置の断面図である。
【図７】図５のＡで示す部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  固体撮像素子、２  有効受光エリア、３  マイクロレンズ、４  接着剤、５  電極パッド、６  基板、６ａ  開口部、７  透光性部材
代理人    弁理士    伊  藤    進
【図１】
2005347556.tif 000003
【図２】
2005347556.tif 000004
【図３】
2005347556.tif 000005
【図４】
2005347556.tif 000006
【図５】
2005347556.tif 000007
【図６】
2005347556.tif 000008
【図７】
2005347556.tif 000009