(57)【要約】【課題】直貼り構造を採用しつつ、浮遊拡散部の寄生容量を減少させる。【解決手段】半導体基板２０に受光部２１と浮遊拡散部２２とを離間して形成し（Ｓ１１）、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域に透光性接着剤３１を塗布し（Ｓ２２）、透光性接着剤３１が塗布された半導体基板２０に透光性板材３０を貼着する（Ｓ２３）。ここで、透光性接着剤３１の塗布前に、半導体基板２０上に、受光部２１に対応する領域に塗布された透光性接着剤３１が半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域に流れ込むのを防止するように堰部２４を形成する（Ｓ１８）。【選択図】図６
2007150266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に受光部と浮遊拡散部とを離間して形成する形成工程と、
前記半導体基板上の前記受光部に対応する領域に透光性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程において塗布された透光性接着剤によって前記半導体基板に透光性板材を貼着する貼着工程とを含み、
前記形成工程は、さらに、前記半導体基板上に、受光部に対応する領域に塗布される透光性接着剤が半導体基板上の浮遊拡散部に対応する領域に流れ込むのを防止するための堰部を形成すること
を特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
前記形成工程は、前記半導体基板の第１の縁部から第２の縁部まで横断させ、前記受光部に対応する領域と前記浮遊拡散部に対応する領域とを区画するように、前記堰部を形成すること
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記形成工程は、前記受光部に対応する領域を囲繞せず前記浮遊拡散部に対応する領域を囲繞するように、前記堰部を形成すること
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記形成工程は、所定の高さとなるように前記堰部を形成し、
前記貼着工程は、前記受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤上に透光性板材を載置し、当該透光性接着剤が流動性を有する期間内に前記載置された透光性板材を前記堰部の上面に当接するまで押圧し、当該透光性接着剤を硬化させること
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記形成工程において形成される堰部の横断面は、矩形又はテーパ形状であること
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記形成工程は、感光性を有する材料を前記半導体基板上に塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて前記塗布された材料のうち堰部となる部分を硬化させるとともにこれ以外の部分を剥離させることにより、前記堰部を形成すること
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記形成工程は、エッチング可能な材料を前記半導体基板上に堆積させ、エッチング技術を用いて前記堆積された材料のうち堰部となる部分を残留させるとともにこれ以外の部分を除去することにより、前記堰部を形成すること
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
半導体基板に受光部を形成するとともに前記半導体基板上の前記受光部に対応する領域から離間して前記半導体基板上に複数の電極部を形成する形成工程と、
前記半導体基板上の前記受光部に対応する領域に透光性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程において塗布された透光性接着剤によって前記半導体基板に透光性板材を貼着する貼着工程とを含み、
前記形成工程は、さらに、前記半導体基板上に、受光部に対応する領域に塗布される透光性接着剤が前記複数の電極部に流れ込むのを防止するための堰部を形成すること
を特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記形成工程は、前記受光部に対応する領域の外周領域であって前記複数の電極部が形成された領域の内周領域に、前記堰部を形成すること
を特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記形成工程において形成される堰部は、前記受光部に対応する領域と前記複数の電極部とに挟まれない領域に通気孔を有すること
を特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記形成工程は、所定の高さとなるように前記堰部を形成し、
前記貼着工程は、前記受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤上に透光性板材を載置し、当該透光性接着剤が流動性を有する期間内に前記載置された透光性板材を前記堰部の上面に当接するまで押圧し、当該透光性接着剤を硬化させること
を特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記形成工程において形成される堰部の横断面は、矩形又はテーパ形状であること
を特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記形成工程は、感光性を有する材料を前記半導体基板上に塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて前記塗布された材料のうち堰部となる部分を硬化させるとともにこれ以外の部分を剥離させることにより、前記堰部を形成すること
を特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記形成工程は、エッチング可能な材料を前記半導体基板上に硬化させ、エッチング技術を用いて前記堆積された材料のうち堰部となる部分を残留させるとともにこれ以外の部分を除去することにより、前記堰部を形成すること
を特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
受光部と当該受光部から離間して配された浮遊拡散部とを有する半導体基板と、
前記半導体基板上の受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤によって前記半導体基板に貼着された透光性板材と、
前記半導体基板上に配され、受光部に対応する領域に塗布される透光性接着剤が前記半導体基板上の浮遊拡散部に対応する領域に流れ込むのを防止する堰部と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１６】
前記堰部は、充填材を含有する樹脂からなること
を特徴とする請求項１５に記載の固体撮像装置。
【請求項１７】
受光部を有する半導体基板と、
前記半導体基板上の受光部に対応する領域から離間して前記半導体基板上に配された複数の電極部と、
前記半導体基板上の受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤によって前記半導体基板に貼着された透光性板材と、
前記半導体基板上に配され、受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤が前記複数の電極部に流れ込むのを防止する堰部と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１８】
前記堰部は、前記半導体基板上の受光部に対応する領域の外周領域であって前記複数の電極部が形成された領域の内周領域に配されていること
を特徴とする請求項１７に記載の固体撮像装置。
【請求項１９】
前記透光性板材の側端面には前記透光性接着剤からなるフィレットが形成されていること
を特徴とする請求項１７に記載の固体撮像装置。
【請求項２０】
前記堰部の横断面は、矩形又はテーパ形状であること
を特徴とする請求項１７に記載の固体撮像装置。
【請求項２１】
前記堰部の上面は、上向きに凸の曲面を有すること
を特徴とする請求項１７に記載の固体撮像装置。
【請求項２２】
前記堰部は、有機樹脂からなること
を特徴とする請求項１７に記載の固体撮像装置。
【請求項２３】
前記堰部は、感光性材料からなること
を特徴とする請求項２２に記載の固体撮像装置。
【請求項２４】
受光部を有する半導体基板と、
前記半導体基板上の受光部に対応する領域から離間して当該半導体基板上に配された複数の電極部と、
前記半導体基板上の受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤を介して前記半導体基板に貼着された透光性板材とを備え、
前記透光性板材は、前記半導体基板に貼着される面内の前記受光部に対向する領域以外の領域に溝部を有し、前記半導体基板上の受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤の一部が当該溝部に収容されていること
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項２５】
前記複数の電極部は、列状に配されており、
前記透光性板材が有する溝部は、前記複数の電極部が配列されている方向に沿って形成されていること
を特徴とする請求項２４に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等に用いられる固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置の分野では高感度化を図る技術に関して広く研究開発が行われている。特許文献１は、浮遊拡散部（フローティングディフュージョン部）の寄生容量を低減させることにより高感度化を図る技術を開示している。一般的な固体撮像装置は、半導体基板に受光部及び浮遊拡散部が離間して形成されている。また、半導体基板は、表面保護のための有機膜で覆われている。特許文献１では、この有機膜のうち浮遊拡散部を覆う部分を除去するようにしている。こうすれば、浮遊拡散部の寄生容量が減少するので浮遊拡散部の電圧変換効率が向上し、その結果、固体撮像装置の高感度化を図ることができる。
【０００３】
一方、固体撮像装置のパッケージ構造については、従来から多用されている中空パッケージ構造に代えて、直張り構造が提案されている（例えば、特許文献２）。直張り構造とは、受光部及び浮遊拡散部を有する半導体基板に透光性板材を透光性接着剤で貼着する構造をいう。直貼り構造の利点は、透光性接着剤を適切に選択することで、透光性板材、透光性接着剤及び半導体基板の間で屈折率の差を小さくすることができることにある。屈折率の差を小さくすることで、それぞれの境界での光の反射成分を低減させることができ、その結果、固体撮像装置の高感度化を図ることができる。
【特許文献１】特開平２−２６７５号公報
【特許文献２】特開２０００−３２３６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、固体撮像装置は、１画素当たりの受光面積の減少に伴って信号電荷が益々減少する傾向にある。そこで、上述した特許文献１と特許文献２とに記載された構造を組み合わせて、固体撮像装置の高感度化をさらに推し進めることが考えられる。
しかしながら、特許文献１と特許文献２に記載された構造を単に組み合わせただけでは、透光性板材を半導体基板に貼着するときに、透光性接着剤（エポキシ樹脂等の有機材料）が流れ出し浮遊拡散部を覆ってしまうという問題が生じる。つまり透光性板材の貼着前に半導体基板上の有機膜のうち浮遊拡散部を覆う部分を除去していたとしても、透光性板材の貼着後には有機材料（透光性接着剤）が浮遊拡散部を覆うこととなる。そのため、浮遊拡散部の寄生容量を減少させることができず、固体撮像装置の高感度化を図ることができない。
【０００５】
また、通常、半導体基板はパッケージ基板にダイボンディングされ、半導体基板上に配された電極部とパッケージ基板上に配されたリード端子とがワイヤボンディングされる。直張り構造を採用すれば、透光性板材を貼着してからワイヤボンディングを施す手順とワイヤボンディングを施してから透光性板材を貼着する手順の２通りの製造工程が考えられるが、湿気や塵から半導体基板を保護する観点から前者の手順を採用するのが好ましい。しかしながら、前者の手順では、透光性接着剤を貼着するときに透光性接着剤が流れ出して電極部に付着し、電極部とワイヤとの間で接触不良を引き起こしてしまうおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、透光性板材と半導体基板とを透光性接着剤により直接貼着する直貼り構造を採用しつつ、浮遊拡散部の寄生容量を減少させることができる固体撮像装置の製造方法及びそのような固体撮像装置を提供することを第１の目的とする。
さらに、本発明は、直張り構造を採用しつつ、透光性接着剤が電極部に付着することを防止することができる固体撮像装置の製造方法及びそのような固体撮像装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に受光部と浮遊拡散部とを離間して形成する形成工程と、前記半導体基板上の前記受光部に対応する領域に透光性接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布工程において塗布された透光性接着剤によって前記半導体基板に透光性板材を貼着する貼着工程とを含み、前記形成工程は、さらに、前記半導体基板上に、受光部に対応する領域に塗布される透光性接着剤が半導体基板上の浮遊拡散部に対応する領域に流れ込むのを防止するための堰部を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成によれば、透光性接着剤の塗布及び透光性板材の貼着の事前に堰部が形成される。堰部が形成されることで、透光性接着剤が流動して浮遊拡散部を覆うことを防止することができる。したがって、透光性板材と半導体基板とを透光性接着剤により直接貼着する直貼り構造を採用しつつ、浮遊拡散部の寄生容量を減少させることができる。
また、前記形成工程は、前記半導体基板の第１の縁部から第２の縁部まで横断させ、前記受光部に対応する領域と前記浮遊拡散部に対応する領域とを区画するように、前記堰部を形成することとしてもよい。
【０００９】
上記構成によれば、堰部が第１の縁部から第２の縁部まで延在しているので、透光性接着剤が堰部を回り込んで浮遊拡散部に対応する領域まで達することを防止することができる。さらに、堰部の長さを比較的長くすることができるので、機械的強度を向上させることができる。
また、前記形成工程は、前記受光部に対応する領域を囲繞せず前記浮遊拡散部に対応する領域を囲繞するように、前記堰部を形成することとしてもよい。
【００１０】
上記構成によれば、浮遊拡散部に対応する領域が堰部により囲繞されているので、透光性接着剤が堰部を回り込んで浮遊拡散部に対応する領域まで達することを確実に防止することができる。
また、前記形成工程は、所定の高さとなるように前記堰部を形成し、前記貼着工程は、前記受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤上に透光性板材を載置し、当該透光性接着剤が流動性を有する期間内に前記載置された透光性板材を前記堰部の上面に当接するまで押圧し、当該透光性接着剤を硬化させることとしてもよい。
【００１１】
透光性接着剤の厚みは光の透過特性に影響するので、この厚みを設計通りにあわせることは非常に重要である。上記構成によれば、半導体基板と透光性板材との間隔、すなわち透光性接着剤の厚みは、堰部の高さで規定される。したがって、透光性接着剤の厚みを設計通りにあわせることができる。
また、前記形成工程において形成される堰部の横断面は、矩形又はテーパ形状であることとしてもよい。
【００１２】
上記構成によれば、透光性接着剤と堰部との間に隙間ができてしまうことを極力防止することができる。
また、前記形成工程は、感光性を有する材料を前記半導体基板上に塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて前記塗布された材料のうち堰部となる部分を硬化させるとともにこれ以外の部分を剥離させることにより、前記堰部を形成することとしてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、エッチング技術を用いずに堰部を形成することができるので、エッチングマスクを形成する必要がなく、製造工程を簡易化することができる。
また、前記形成工程は、エッチング可能な材料を前記半導体基板上に堆積させ、エッチング技術を用いて前記堆積された材料のうち堰部となる部分を残留させるとともにこれ以外の部分を除去することにより、前記堰部を形成することとしてもよい。
【００１４】
上記構成によれば、感光性を有する材料を用いる場合に比べて、材料の選択の余地を広げることができる。なお、エッチング可能な材料とは、これに対応するエッチャントが存在するような材料を意味する。
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に受光部を形成するとともに前記半導体基板上の前記受光部に対応する領域から離間して前記半導体基板上に複数の電極部を形成する形成工程と、前記半導体基板上の前記受光部に対応する領域に透光性接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布工程において塗布された透光性接着剤によって前記半導体基板に透光性板材を貼着する貼着工程とを含み、前記形成工程は、さらに、前記半導体基板上に、受光部に対応する領域に塗布される透光性接着剤が前記複数の電極部に流れ込むのを防止するための堰部を形成する。
【００１５】
上記構成によれば、透光性接着剤の塗布及び透光性板材の貼着の事前に堰部が形成される。堰部が形成されることで透光性接着剤が流動して電極部に付着することを防止することができる。
また、前記形成工程は、前記半導体基板上の受光部に対応する領域の外周領域であって前記複数の電極部が形成された領域の内周領域に、前記堰部を形成することとしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、透光性接着剤が堰部を回り込んで電極部まで達することを防止することができる。さらに、堰部の長さを比較的長くすることができるので、機械的強度を向上させることができる。
また、前記形成工程において形成される堰部は、前記受光部に対応する領域と前記複数の電極部とに挟まれない領域に通気孔を有することとしてもよい。
【００１７】
上記構成によれば、透光性板材を貼着したときに通気孔を通じてガスが抜けるため、透光性接着剤と透光性板材との間に隙間が生じることを防止することができる。さらに、通気孔が前記受光部に対応する領域と前記電極部とに挟まれない領域に存在するので、通気孔を通じて透光性接着剤が流れ出したとしても、これが電極部にまで達することを防止することができる。
【００１８】
本発明に係る固体撮像装置は、受光部と当該受光部から離間して配された浮遊拡散部とを有する半導体基板と、前記半導体基板上の受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤によって前記半導体基板に貼着された透光性板材と、前記半導体基板上に配され、受光部に対応する領域に塗布される透光性接着剤が前記半導体基板上の浮遊拡散部に対応する領域に流れ込むのを防止する堰部とを備える。
【００１９】
上記構成によれば、透光性接着剤の塗布及び透光性板材の貼着の事前に堰部が形成された場合、透光性板材と半導体基板とを透光性接着剤により直接貼着する直貼り構造を採用しつつ、浮遊拡散部の寄生容量を減少させることができる。
また、前記堰部は、充填材を含有する樹脂からなることとしてもよい。
上記構成によれば、充填材が含有されていない場合に比べて堰部の機械的強度を高めることができる。
【００２０】
本発明に係る固体撮像装置は、受光部を有する半導体基板と、前記半導体基板上の受光部に対応する領域から離間して前記半導体基板上に配された複数の電極部と、前記半導体基板上の受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤によって前記半導体基板に貼着された透光性板材と、前記半導体基板上に配され、受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤が前記複数の電極部に流れ込むのを防止する堰部とを備える。
【００２１】
上記構成によれば、透光性接着剤の塗布及び透光性板材の貼着の事前に堰部が形成された場合、透光性接着剤が流動して複数の電極部に付着することを防止することができる。
また、前記堰部は、前記半導体基板上の受光部に対応する領域の外周領域であって前記複数の電極部が形成された領域の内周領域に配されていることとしてもよい。
上記構成によれば、透光性接着剤が堰部を回り込んで電極部まで達することを防止することができる。
【００２２】
また、前記透光性板材の側端面には前記透光性接着剤からなるフィレットが形成されていることとしてもよい。
上記構成によれば、透光性板材の接着性を向上させることができる。
また、前記堰部の横断面は、矩形又はテーパ形状であることとしてもよい。
上記構成によれば、透光性接着剤と堰部との間に隙間ができてしまうことを極力防止することができる。
【００２３】
また、前記堰部の上面は、上向きに凸の曲面を有することとしてもよい。
上記構成によれば、堰部を形成するときに熱収縮による変形を許容することができるので、堰部の形成を容易にすることができるとともに、堰部を構成する材料の選択の余地を広げることができる。
また、前記堰部は、有機樹脂からなることとしてもよい。
【００２４】
上記構成によれば、カラーフィルタやマイクロレンズなどを形成するために積層した耐熱性が低い有機膜上に、堰部を容易に形成することができる。
また、前記堰部は、感光性材料からなることとしてもよい。
上記構成によれば、エッチング技術を用いずに堰部を形成することができる。したがって、製造工程を簡易にすることができる。
【００２５】
本発明に係る固体撮像装置は、受光部を有する半導体基板と、前記半導体基板上の受光部に対応する領域から離間して当該半導体基板上に配された複数の電極部と、前記半導体基板上の受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤を介して前記半導体基板に貼着された透光性板材とを備え、前記透光性板材は、前記半導体基板に貼着される面内の前記受光部に対向する領域以外の領域に溝部を有し、前記半導体基板上の受光部に対応する領域に塗布された透光性接着剤の一部が当該溝部に収容されている。
【００２６】
上記構成によれば、透光性板材を貼着するときに、余分な透光性接着剤が溝部に収容される。したがって、透光性板材と半導体基板とを透光性接着剤により直接貼着する直張り構造を採用しつつ、透光性接着剤が流動して電極部に付着することを極力防止することができる。
また、前記複数の電極部は、列状に配されており、前記透光性板材が有する溝部は、前記複数の電極部が配列されている方向に沿って形成されていることとしてもよい。
【００２７】
上記構成によれば、より効果的に透光性接着剤が電極部に付着することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る固体撮像装置の分解斜視図であり、図２は、実施の形態１に係る固体撮像装置の平面図である。
【００２９】
図１及び図２に示すように、固体撮像装置１は、パッケージ基板１０、半導体基板２０、透光性板材３０を備える。パッケージ基板１０は、セラミックやプラスチック等からなり、リード端子１１を有する。半導体基板２０は、受光部２１と、当該受光部２１に離間して配された浮遊拡散部２２とを有し、パッケージ基板１０にダイボンディングされる。透光性板材３０は、無機材料（ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等）、有機材料（アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等）、あるいはこれらのハイブリッドからなり、透光性接着剤により半導体基板２０に貼着されている。
【００３０】
半導体基板２０上には、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域に塗布された透光性接着剤が半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域に流れ込むのを防止するように堰部２４が配されている。実施の形態１では、堰部２４は、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域と半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域とに挟まれ、半導体基板２０の第１の縁部から第２の縁部まで延在している。
【００３１】
半導体基板２０上には、さらに、受光部２１に対応する領域から離間して複数の電極部２５が配されている。電極部２５は、リード端子１１にワイヤ１２で電気的に接続される。
半導体基板２０上には、さらに、表面保護のための有機膜２３が成膜されているが、有機膜２３のうち浮遊拡散部２２に対応する部分は除去されている。
【００３２】
図３は、実施の形態１に係る固体撮像装置の断面図である。
図３（ａ）は、図２の平面図におけるＡ−Ａ’断面を示し、図３（ｂ）は、図２の平面図におけるＢ−Ｂ’断面を示す。
透光性板材３０は、半導体基板２０及びパッケージ基板１０に透光性接着剤３１を介して貼着されている。透光性接着剤３１は、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域には塗布されているが、半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域には塗布されていない。すなわち浮遊拡散部２２は、透光性接着剤３１に覆われず、半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域と透光性板材３０との間は空隙３２が形成されている。このように、浮遊拡散部２２が有機膜２３にも覆われず、透光性接着剤３１にも覆われていないので、浮遊拡散部２２の寄生容量が小さくなる。
【００３３】
なお、透光性板材３０は、堰部２４の上面に当接した状態で配されている。堰部２４の上面の高さは、透光性板材３０がワイヤ１２のループに接触しないように設定されている。
図４は、実施の形態１に係る半導体基板２０の拡大平面図である。
半導体基板２０は、スクライブ部２６を有しており、半導体基板２０のスクライブ部２６以外の領域は無機材料からなる平坦化層５８に覆われている。有機膜２３は、平坦化層５８を覆っているが、浮遊拡散部２２に対応する部分及び電極部２５に対応する部分は除去されている。
【００３４】
図５は、実施の形態１に係る半導体基板２０の部分断面図である。
図５は、図４の平面図におけるＣ−Ｃ’断面及びＤ−Ｄ’断面を示す。
Ｃ−Ｃ’断面を見れば、半導体基板２０は、水平転送チャネル部４２、浮遊拡散部２２、リセットゲート下部４４及びリセットドレイン部４５を有している。半導体基板２０上には、第１の水平転送電極５１、第２の水平転送電極５２、出力ゲート電極５３及びリセットゲート電極５４が形成され、これらの電極間は、層間絶縁層５７により絶縁されている。層間絶縁層５７上には、ＢＰＳＧ、ＢＳＧ、ＰＳＧ等の無機材料からなる平坦化層５８が積層されている。平坦化層５８上には、有機材料からなる平坦化層６２、６４が積層されている。なお、平坦化層６２、６４の浮遊拡散部２２に対応する部分は除去されている。堰部２４は、平坦化層６４上に形成されている。
【００３５】
一方、Ｄ−Ｄ’断面を見れば、半導体基板２０は、受光部２１を有している。半導体基板２０上には、垂直転送電極５５が形成され、各電極間は、層間絶縁層５７により絶縁されている。層間絶縁層５７上には、遮光膜５６と平坦化層５８とが積層されている。平坦化層５８上には、層内レンズ層６１、平坦化層６２、カラーフィルタ層６３、平坦化層６４、マイクロレンズ６５が順に積層されている。平坦化層５８上にある各層は有機材料からなり、有機膜２３を構成する。
＜製造方法＞
図６は、実施の形態１に係る固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【００３６】
図７乃至図１０は、それぞれ実施の形態１に係る固体撮像装置の工程断面図である。
半導体基板２０に、受光部２１及び浮遊拡散部２２を含む無機層を形成する（図６：Ｓ１１）。具体的には、半導体基板２０にｎ型不純物を添加することにより、受光部２１、浮遊拡散部２２、水平転送チャネル部４２、浮遊拡散部２２、リセットゲート下部４４及びリセットドレイン部４５を形成する。半導体基板２０上には、層間絶縁層５７を積層するとともに、第１の水平転送電極５１、第２の水平転送電極５２、出力ゲート電極５３、リセットゲート電極５４、垂直転送電極５５、遮光膜５６を形成する。その後、半導体基板２０全体を覆うようにＢＰＳＧ、ＢＳＧ、ＰＳＧ等の無機材料を半導体基板２０上に被着し、これをリフローさせることにより平坦化層５８を形成する。
【００３７】
次に、平坦化層５８上に有機材料からなる層内レンズ層６１を形成する（図６：Ｓ１２）。
層内レンズ層６１の形成後、有機材料を回転塗布することにより平坦化層６２を形成し（図６：Ｓ１３）、この平坦化層６２上に有機材料からなるカラーフィルタ層６３を形成する（図６：Ｓ１４、図７（ａ））。
【００３８】
カラーフィルタ層６３の形成後、有機材料を回転塗布することにより平坦化層６４を形成し（図６：Ｓ１５、図７（ｂ））、この平坦化層６４上に有機材料からなるマイクロレンズ６５を形成する（図６：Ｓ１６、図８（ａ））。
次に、エッチング等により有機膜の浮遊拡散部２２に対応する部分を除去する（図６：Ｓ１７、図８（ｂ））。
【００３９】
有機膜の浮遊拡散部２２に対応する部分の除去後、堰部２４を形成する（図６：Ｓ１８）。
堰部２４を形成するには、まず、堰部２４を構成する樹脂材を回転塗布して半導体基板２０を覆う樹脂層６６を形成する（図９（ａ））。
堰部２４を構成する樹脂材としては、例えば、アクリル系、スチレン系あるいはフェノールノボラック系の一般的なポジ型又はネガ型の感光性樹脂や、ウレタン系、エポキシ系、スチレン系などの有機樹脂を用いることができる。なお、これらの樹脂のなかでも、無機層、有機膜２３を形成するときに用いた感光性樹脂と同じものや、有機膜２３を構成する有機樹脂と同じものを用いることで、材料点数を削減することができ、材料管理が容易となる。また、堰部２４の材料として、樹脂製、ガラス製又は石英製などの球状、ファイバ状又は不定形状の充填材をバインダ樹脂に対して０％乃至８０％程度含有させてなるものを用いてもよい。充填材を含有する樹脂材料を用いることで、堰部２４の機械的強度を高めることができる。
【００４０】
樹脂層６６の厚みは、半導体基板２０上面から樹脂層６６上面までの高さｈが半導体基板２０上面から透光性板材３０下面までの間隔として予定された間隔に等しくなるように形成される。樹脂層６６の厚みが１乃至５０μｍ程度であれば、１回の回転塗布で樹脂層６６を形成することができる。これ以上の厚みにする場合には、回転塗布を複数回実施する。また、回転塗布を用いることで、半導体基板２０の上面と樹脂層６６の上面とをほぼ平行にすることができる。
【００４１】
樹脂層６６の形成後、樹脂層６６のうち堰部２４となる部分を残留させ、これ以外の不要部分を除去する（図９（ｂ））。
堰部２４を感光性樹脂で構成する場合には、当該感光性樹脂で樹脂層６６を形成し、フォトリソグラフィにより堰部２４となる部分を硬化させるとともに不要部分を剥離する。例えば、回転塗布の際の回転数を１０００ｒｐｍ乃至３０００ｒｐｍ程度、プリベーク温度を８０℃乃至１００℃程度、露光時間数を１００ｍｓｅｃ乃至１０００ｍｓｅｃ程度、現像液をアルカリ系現像液とする。
【００４２】
堰部２４をエッチング可能な樹脂で構成する場合には、当該樹脂で樹脂層６６を形成し、その上に堰部となる部分を覆いそれ以外の部分が開口したマスクを形成し、エッチングにより堰部２４となる部分を残留させるとともに不要部分を除去する。
図６のＳ１１からＳ１８までの工程は、いわゆるウェハ工程であり、半導体基板２０はウェハの状態で取り扱われる。
【００４３】
次に、ウェハをダイシングし（図６：Ｓ１９）、ダイシングされた半導体基板２０をパッケージ基板１０にダイボンディングする（図６：Ｓ２０、図１０（ａ））。
ダイボンディング後に、半導体基板２０上に配された電極部２５と、パッケージ基板１０に配されたリード端子１１とをワイヤボンディングする（図６：Ｓ２１）。
ワイヤボンディング後に、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域に透光性接着剤３１を塗布する（図６：Ｓ２２、図１０（ｂ））。透光性接着剤３１としては、例えば、１００℃乃至１５０℃程度で硬化するエポキシ系接着剤、あるいは室温乃至１５０℃程度で硬化するシリコーン系接着剤等を用いる。透光性接着剤の塗布方法は、例えば、ディスペンス法を用いる。なお、透光性接着剤とは、硬化後において透光性を有する接着剤をいうものとする。
【００４４】
接着剤塗布後に、半導体基板２０に透光性板材３０を貼着する（図６：Ｓ２３、図１０（ｃ））。貼着は、まず、透光性接着剤３１が塗布された半導体基板２０に透光性板材３０を載置し、透光性接着剤３１が流動性を有する期間内に透光性板材３０を堰部２４の上面に当接するまで押圧する。透光性板材３０を押圧しながら、あるいは押圧した後に、透光性板材３０を水平方向にずらして、透光性板材３０の水平方向の位置やあおりを調整する。なお、耐湿性、耐塵性の観点から、半導体基板２０は、パッケージ基板１０、透光性板材３０及び透光性接着剤３１で封止されていることが望ましい。そのため、透光性接着剤３１の塗布工程では、透光性板材３０を貼着したときに透光性接着剤３１が堰部２４を回り込んで半導体基板２０を封止するように、透光性接着剤３１の塗布量や塗布箇所を調整しておく。なお、回り込んだ透光性接着剤３１が半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域にまで達しないように注意する必要がある。
【００４５】
その後、透光性板材３０が堰部２４の上面に当接した状態で透光性接着剤３１を硬化させる。
上述のように、実施の形態１では、堰部２４が形成されているので、透光性板材３０を半導体基板２０に貼着するときに、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域に塗布された透光性接着剤３１が浮遊拡散部２２に対応する領域に流れ込むのを防止することができる。このようにすることで、固体撮像装置１の感度を数％乃至１０％程度高くすることができる。
【００４６】
また、透光性板材３０は、堰部２４の上面に当接するまで押圧された状態で貼着されるので、半導体基板２０と透光性板材３０との間隔、すなわち透光性接着剤３１の厚みは、堰部２４の高さで規定されることとなる。したがって、透光性接着剤３１の厚みを設計通りにあわせることができる。なお、半導体基板２０上面を基準としたとき、堰部２４上面の高さは、マイクロレンズ６５の頂部の高さよりも高い。したがって、透光性板材３０の高さ方向の位置決めをするときに透光性板材３０がマイクロレンズ６５を押し潰してしまう事態を防止することができる。
【００４７】
また、堰部２４の上面が半導体基板２０の上面にほぼ平行なので、堰部２４の上面に透光性板材３０を当接させた状態で貼着することにより透光性板材３０を半導体基板２０にほぼ平行に配設することができる。特に、実施の形態１では、堰部２４が第１の縁部から第２の縁部まで延在するので、堰部２４上面と透光性板材３０との当接面の長さが比較的長い。したがって、比較的高い精度で透光性板材３０と半導体基板２０とをほぼ平行に配設することができる。その結果、透光性板材３０が半導体基板２０に対して傾斜して配設された場合に生じる輝度ムラ（輝度シェーディング）を防止することができる。
【００４８】
また、堰部２４をウェハ工程で形成するので、堰部２４の高さの製品毎のばらつきを抑えることができる。
また、堰部２４は、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域と半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域とに挟まれるように形成されれば、多少位置がずれていても本発明の目的を達成することができる。したがって、堰部２４を形成するためのマスクとして比較的ランクが低いものを採用できるとともに、ステッパで位置決めに要する時間を短縮することができる。
【００４９】
また、透光性板材３０と半導体基板２０とを透光性接着剤３１を介して直接貼着する直貼り構造を採用することで、固体撮像装置１全体の大きさを小型化することができる。さらに、周囲環境（特に、湿度）の変化によるマイクロレンズ６５（特に、有機材料で形成した場合）の形状、透明性、屈折率の劣化を防ぐことができる。
なお、実施の形態１は、半導体基板２０の端からパッケージ基板１０の端までの距離が２５０μｍより大きい場合に用いることが好ましい。
（実施の形態２）
図１１は、実施の形態２に係る固体撮像装置の平面図である。
【００５０】
実施の形態２では、堰部２４は、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域及び電極部２５を囲繞せず半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域を囲繞している。また、実施の形態２のパッケージ基板１０の大きさは、実施の形態１のパッケージ基板１０の大きさに比べて小さい。
図１２は、実施の形態２に係る固体撮像装置の断面図である。
【００５１】
図１２（ａ）は、図１１の平面図におけるＥ−Ｅ’断面を示し、図１２（ｂ）は、図１１の平面図におけるＦ−Ｆ’断面を示す。
図１３は、実施の形態２に係る半導体基板２０の拡大平面図である。
実施の形態２では、堰部２４は、半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域を囲繞している。透光性板材３０は堰部２４の上面に当接した状態で貼着されている。堰部２４に囲繞された領域には空隙３２が形成されている。
【００５２】
このように、実施の形態２では、堰部２４が浮遊拡散部２２に対応する領域を囲繞するように形成されているので、透光性板材３０を半導体基板２０に貼着するときに、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域に塗布された透光性接着剤３１が浮遊拡散部２２に対応する領域に流れ込むのを確実に防止することができる。したがって、固体撮像装置１の感度を向上させることができる。
【００５３】
なお、実施の形態２は、半導体基板２０とパッケージ基板１０との大きさがほぼ同じ場合、又は半導体基板２０の端からパッケージ基板１０の端までの距離が２００μｍ以内の場合に用いることが好ましい。
（実施の形態３）
図１４は、実施の形態３に係る固体撮像装置の平面図である。
【００５４】
実施の形態３では、堰部２４は、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域及び電極部２５を囲繞せず半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域を囲繞している。また、実施の形態３のパッケージ基板１０の大きさは、実施の形態１のパッケージ基板１０の大きさに比べて小さく、実施の形態２のパッケージ基板１０の大きさに比べて大きい。
【００５５】
図１５は、実施の形態３に係る固体撮像装置の断面図である。
図１５（ａ）は、図１４の平面図におけるＧ−Ｇ’断面を示し、図１５（ｂ）は、図１４の平面図におけるＨ−Ｈ’断面を示す。
図１６は、実施の形態３に係る半導体基板２０の拡大平面図である。
実施の形態３では、堰部２４は、半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域を囲繞している。図１６に示すように、堰部２４は、高さが異なる２つの部位２４ａ、２４ｂからなる。透光性板材３０は、堰部２４の上面の一部（部位２４ａ）に当接した状態で貼着されている。堰部２４に囲繞された領域には空隙３２が形成されている。
【００５６】
このように、実施の形態３では、透光性板材３０を堰部２４の部位２４ａに当接させ、部位２４ｂには当接させないので、部位２４ｂの高さの精度を低くすることができる。したがって、製造コストを低減させることができる。
なお、実施の形態３は、半導体基板２０の端からパッケージ基板１０の端までの距離が２００〜２５０μｍ程度の場合に用いることが好ましい。
（実施の形態４）
＜構成＞
図１７は、実施の形態４に係る固体撮像装置の平面図である。
【００５７】
図１８は、実施の形態４に係る固体撮像装置の断面図である。
図１８は、図１７の平面図におけるＪ−Ｊ’断面を示している。
実施の形態４では、堰部２４は、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域の外周領域であって半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域及び電極部２５が形成された領域の内周領域に形成されている。また、堰部２４は、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域と半導体基板２０上の浮遊拡散部２２に対応する領域とに挟まれず、かつ、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域と電極部２５とに挟まれない領域に、通気孔２７を有する。
【００５８】
このような構成により、透光性板材３０を貼着したときに通気孔２７を通じてガスが抜けるため、受光部２１に対応する領域上に気泡が生じることがない。さらに、通気孔２７が受光部２１に対応する領域と浮遊拡散部２２に対応する領域とに挟まれず、かつ、受光部２１に対応する領域と電極部２５とに挟まれない領域に存在するので、通気孔２７を通じて透光性接着剤３１が流れ出したとしても、これが浮遊拡散部２２に対応する領域又は電極部２５にまで達することを防止することができる。
【００５９】
図１９は、変形例に係る固体撮像装置の平面図である。
図１９に示すように、電極部２５は、半導体基板２０の周縁部を一周するように配列されている。この例でも、堰部２４は、受光部２１に対応する領域と浮遊拡散部２２に対応する領域とに挟まれず、かつ、受光部２１に対応する領域と電極部２５とに挟まれない領域に通気孔２７を有する。したがって、上述した効果と同様の効果を奏する。
＜製造方法＞
図２０は、実施の形態４に係る固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【００６０】
実施の形態４では、接着剤塗布工程（図２０：Ｓ３９）及び透光性板材貼着工程（図２０：Ｓ４０）が、ダイシング工程（図２０：Ｓ４１）、ダイボンディング工程（図２０：Ｓ４２）及びワイヤボンディング工程（Ｓ２０：Ｓ４３）よりも前に実施される。このように、透光性板材３０の貼着を早めに実施することで、湿気や塵から半導体基板２０を保護する効果を高めることができる。なお、上記各工程の詳細については、実施の形態１と同様なので説明を省略する。
【００６１】
図２１は、実施の形態４に係る固体撮像装置の工程断面図である。
図２１（ａ）は、ダイシング工程により個片化された半導体基板を示す。図２１（ｂ）は、ダイボンディング工程において準備されるパッケージ基板１０を示す。図２１（ｃ）は、ダイボンディング工程及びワイヤボンディング工程を経て得られた固体撮像装置を示す。
（実施の形態５）
図２２は、実施の形態５に係る固体撮像装置の平面図である。
【００６２】
図２３は、実施の形態５に係る固体撮像装置の断面図である。
図２３は、図２２の平面図におけるＫ−Ｋ’断面を示している。実施の形態５では、透光性板材３０は堰部２４の上面に当接しない状態で半導体基板２０に貼着されており、透光性板材３０の側端面には透光性接着剤３１のフィレット３３が形成されている。透光性板材３０は堰部２４の上面に当接していないので、透光性板材３０を貼着するときに透光性板材３０と透光性接着剤３１との間に隙間が生じたとしても、透光性板材３０を押圧することにより隙間を消滅させることができる。さらに、フィレット３３が形成されていることにより、透光性板材３０の接着性を向上させることができる。
（実施の形態６）
図２４は、実施の形態６に係る固体撮像装置の断面図である。
【００６３】
実施の形態６では、堰部２４の上面は、上向きに凸の曲面を有する。したがって、堰部２４を形成するときに熱収縮による変形を許容することができるので、堰部の形成を容易にすることができるとともに、堰部を構成する材料の選択の余地を広げることができる。
（実施の形態７）
図２５は、実施の形態７に係る固体撮像装置の断面図である。
【００６４】
実施の形態７では、堰部２４は、内周の堰２４ｃと外周の堰２４ｄとからなる二重構造を有する。したがって、透光性板材３０を貼着するときに、仮に透光性接着剤３１が内周の堰２４ｃを越えて流れ出したとしても、外周の堰２４ｄでこれをせき止めることができる。
（実施の形態８）
図２６は、実施の形態８に係る固体撮像装置の平面図である。
【００６５】
図２７は、実施の形態８に係る固体撮像装置の断面図である。
図２７は、図２６の平面図におけるＬ−Ｌ’断面を示している。
実施の形態８では、透光性板材３０は、半導体基板２０に貼着される面内の受光部２１に対向する領域以外の領域に溝部３４を有し、半導体基板２０上の受光部２１に対応する領域に塗布された透光性接着剤３１の一部が溝部３４に収容されている。このように、透光性板材３０に溝部３４が形成されていれば、透光性板材３０を半導体基板２０に貼着するときに、余分な透光性接着剤３１が溝部３４に収容される。したがって、透光性板材３０と半導体基板２０とを透光性接着剤３１により直接貼着する直張り構造を採用しつつ、透光性接着剤３１が電極部２５に付着することを防止することができる。
【００６６】
また、溝部３４は、電極部２５が配列されている方向に沿って形成されているので、より効果的に透光性接着剤が電極部に付着することを防止することができる。
なお、この例では、溝部３４の断面形状が矩形であるが、これに限らず、図２８に示すように、溝部３４の断面形状が曲線状であってもよい。
以上、本発明に係る固体撮像装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
（１）実施の形態１では、堰部２４は、半導体基板２０の第１の縁部から第２の縁部まで延在している。しかし、少なくとも受光部２１と浮遊拡散部２２とに挟まれた部分の半導体基板２０上に堰部２４が形成されていれば、これに限らない。例えば、半導体基板２０の縁部まで延在せずに途中で途切れていても構わない。このとき、どこまで延在させるかは、透光性接着剤３１が浮遊拡散部２２へ流動するのを防止するという目的を達成するように、透光性接着剤３１の粘性及び塗布量、堰部２４の位置及び高さ、受光部２１と浮遊拡散部２２との相対位置関係等を勘案して設計する。
（２）実施の形態１では、堰部２４は、有機膜２３を構成する各層（６１乃至６５）を形成した後に形成されている。しかし、これに限らず、堰部２４はどの段階で形成されても構わない。ただし、有機膜２３を構成する各層をそれぞれ回転塗布により形成する場合には、実施の形態１に示したように、有機膜２３を構成する各層を形成した後に堰部２４を形成するのが望ましい。
（３）実施の形態１では、堰部２４の平面形状はほぼ直角に屈曲した形状である。また、実施の形態２及び実施の形態３では、堰部２４の平面形状は四角形状である。しかし、透光性接着剤３１が浮遊拡散部２２へ流動するのを防止することさえできれば、これに限らない。例えば、堰部２４の平面形状が円形状や多角形状であっても構わない。また、実施の形態１の形状と実施の形態２の形状とを組み合わせた形状でもよい。
（４）実施の形態では、堰部２４の断面形状が矩形である。しかし、これに限らず、例えば、台形状、逆台形状などであっても構わない。
（５）いずれの実施の形態でも、堰部２４を、他の目的で形成されるダミーパターンと共用させてもよい。例えば、マイクロレンズ上の均一な薄膜を形成するためのダミーパターンと堰部２４とを共用させることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係る固体撮像装置は、例えば、デジタルカメラに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施の形態１に係る固体撮像装置の分解斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る固体撮像装置の平面図である。
【図３】実施の形態１に係る固体撮像装置の断面図である。
【図４】実施の形態１に係る半導体基板２０の拡大平面図である。
【図５】実施の形態１に係る半導体基板２０の部分断面図である。
【図６】実施の形態１に係る固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る固体撮像装置の工程断面図である。
【図８】実施の形態１に係る固体撮像装置の工程断面図である。
【図９】実施の形態１に係る固体撮像装置の工程断面図である。
【図１０】実施の形態１に係る固体撮像装置の工程断面図である。
【図１１】実施の形態２に係る固体撮像装置の平面図である。
【図１２】実施の形態２に係る固体撮像装置の断面図である。
【図１３】実施の形態２に係る半導体基板２０の拡大平面図である。
【図１４】実施の形態３に係る固体撮像装置の平面図である。
【図１５】実施の形態３に係る固体撮像装置の断面図である。
【図１６】実施の形態３に係る半導体基板２０の拡大平面図である。
【図１７】実施の形態4に係る固体撮像装置の平面図である。
【図１８】実施の形態４に係る固体撮像装置の断面図である。
【図１９】変形例に係る固体撮像装置の平面図である。
【図２０】実施の形態４に係る固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図２１】実施の形態４に係る固体撮像装置の工程断面図である。
【図２２】実施の形態５に係る固体撮像装置の平面図である。
【図２３】実施の形態５に係る固体撮像装置の断面図である。
【図２４】実施の形態６に係る固体撮像装置の断面図である。
【図２５】実施の形態７に係る固体撮像装置の断面図である。
【図２６】実施の形態８に係る固体撮像装置の平面図である。
【図２７】実施の形態８に係る固体撮像装置の断面図である。
【図２８】変形例に係る透光性板材の断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１    固体撮像装置
１０    パッケージ基板
１１    リード端子
１２    ワイヤ
２０    半導体基板
２１    受光部
２２    浮遊拡散部
２３    有機膜
２４    堰部
２５    電極部
２６    スクライブ部
２７    通気孔
３０    透光性板材
３１    透光性接着剤
３２    空隙
３３    フィレット
３４    溝部
４２    水平転送チャネル部
４４    リセットゲート下部
４５    リセットドレイン部
５１    水平転送電極
５２    水平転送電極
５３    出力ゲート電極
５４    リセットゲート電極
５５    垂直転送電極
５６    遮光膜
５７    層間絶縁層
５８    平坦化層
６１    層内レンズ層
６２    平坦化層
６３    カラーフィルタ層
６４    平坦化層
６５    マイクロレンズ
６６    樹脂層
【図１】
2007150266.tif 000003
【図２】
2007150266.tif 000004
【図３】
2007150266.tif 000005
【図４】
2007150266.tif 000006
【図５】
2007150266.tif 000007
【図６】
2007150266.tif 000008
【図７】
2007150266.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007150266.tif 000011
【図１０】
2007150266.tif 000012
【図１１】
2007150266.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2007150266.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2007150266.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2007150266.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2007150266.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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