(57)【要約】【課題】小型化、薄型化の可能な固体撮像装置を提供する。製造が容易でかつ信頼性の高い固体撮像装置の製造方法を提供する。【解決手段】光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具えた固体撮像素子を形成してなる半導体基板と、前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に装着された透光性部材とを具備し、前記半導体基板の前記固体撮像素子形成面と対向する表面に外部接続端子が配設されており、前記外部接続端子は前記半導体基板を貫通する貫通電極を介して前記固体撮像素子に電気的に接続される。【選択図】図２
2007194498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具えた固体撮像素子を形成してなる半導体基板と、
前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に装着された透光性部材とを具備し、
前記半導体基板の前記固体撮像素子形成面と対向する表面に外部接続端子が配設されており、
前記外部接続端子は前記半導体基板を貫通する貫通電極を介して前記固体撮像素子に電気的に接続された固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置であって、
前記貫通電極は、前記固体撮像素子形成面に相対向する面側から、前記半導体基板表面に形成されたパッドの裏面に接続された固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の固体撮像装置であって、
前記パッドは、前記光電変換部に開口を有し、その周りの電荷転送部を覆う遮光膜と同一工程で形成された導体層を含む固体撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の固体撮像装置であって、
前記パッドは、多結晶シリコン膜で形成されたパッド基体と、前記パッド基体表面を覆う遮光膜と、さらに前記遮光膜を覆う金属膜とで構成された固体撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の固体撮像装置であって、
前記遮光膜は、タングステンまたはタングステン合金膜である固体撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の固体撮像装置であって、
前記遮光膜は、前記パッド基体表面を覆う密着層を介して形成された固体撮像装置。
【請求項７】
請求項６記載の固体撮像装置であって、
前記密着層は、ＴｉＮである固体撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の固体撮像装置であって、
前記パッド基体は、貫通開口部を有する多結晶シリコン膜で形成され、
前記貫通開口部に絶縁膜を介して形成された貫通電極が、前記密着層に裏面側から当接した固体撮像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記貫通電極は前記半導体基板の裏面と同一平面をもつように形成され、外部接続端子を構成する固体撮像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記貫通電極は前記半導体基板の裏面から突出する突出部を備えた外部接続端子を構成する固体撮像装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記貫通電極は銅（Ｃｕ）で構成された固体撮像装置。
【請求項１２】
請求項４に記載の固体撮像装置であって、
前記金属膜はアルミニウム膜で構成され、その上層は開口を有するパッシベーション膜で被覆された固体撮像装置。
【請求項１３】
半導体基板に固体撮像素子を形成し、固体撮像素子基板を形成する工程と、
前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に透光性部材を装着して固体撮像装置を形成する方法であって、
前記固体撮像素子基板を形成する工程が、
半導体基板に、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とからなる素子領域を形成する工程と、
前記半導体基板の前記素子領域の周縁部に、配線層を含む配線部を形成する工程と、
前記半導体基板の表面に保護膜を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の周縁部に、コンタクト形成用の開口を形成し、前記絶縁膜をマスクとして、裏面側から前記配線層に到達するまで前記半導体基板をエッチングすることにより、貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔の内壁に絶縁膜を形成する工程と、
前記貫通孔内に導体を充填し、貫通電極を形成する工程とを含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記配線部を形成する工程は、多結晶シリコン層からなるパッド基体を形成する工程と、前記パッド基体上を覆うように、導体層を形成する工程とを含み、
前記パッド基体を形成する工程は、電荷転送電極を形成する工程と同一工程であり、
前記導体層を形成する工程は、前記電荷転送電極を覆う遮光膜と同一工程である固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記遮光膜は、タングステンまたはタングステン合金膜である固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記遮光膜は、前記パッド基体表面を覆う密着層を介して形成されており、
前記貫通孔を形成する工程は前記密着層をエッチングストッパとして前記半導体基板および前記パッド基体を貫通するようにエッチングする工程である固体撮像装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記密着層は、ＴｉＮである固体撮像装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記貫通電極を形成する工程は、前記貫通孔に、めっき法により、銅（Ｃｕ）を充填する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記貫通電極を形成する工程は、前記銅（Ｃｕ）表面をＣＭＰにより平坦化する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記貫通電極を形成する工程は、前記銅（Ｃｕ）上に、突出部となるバンプを形成する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項２１】
請求項１３乃至２０のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に透光性部材を装着する工程と、
前記透光性部材を装着する工程後、
個々の固体撮像装置に分離する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に係り、特に固体撮像装置の実装に関する。
【背景技術】
【０００２】
エリアセンサ等の撮像デバイスであるCCD（Charge  Coupled  Device）を含む固体撮像装置は、携帯電話やデジタルカメラなどへの適用の必要性から小型化、薄型化への要求が高まっている。
このような固体撮像装置は、基本構造として、フォトダイオードなどの光電変換部と、この光電変換部からの電荷読み出し部と、読み出し電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部とを有する。この電荷転送電極は、半導体基板表面に形成された電荷転送チャネル上に複数個隣接して配置され、クロック信号で順次に駆動される。
【０００３】
そのひとつとして、固体撮像装置の受光エリアにマイクロレンズを設け、外部接続端子を有するパッケージに形成した固体撮像装置が提案されている。この一例として、固体撮像装置の受光エリアとマイクロレンズとの間に気密封止部をもつように一体的に実装することにより、小型化をはかるようにした固体撮像装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
かかる構成によれば、実装面積の低減をはかることができ、また、気密封止部の表面に、フィルタ、レンズ、プリズムなどの光学部品を接着することが可能となり、マイクロレンズの集光能力の低下を招くことなく、実装サイズの小型化を図ることが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０２１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような固体撮像装置の実装に際しては、信号の外部への取り出しに際して、固体撮像装置を回路基板上に搭載し、ワイヤボンディングなどの方法により電気的接続を図るとともに封止を行う必要がある。また、固体撮像装置基板上に外部接続端子を形成しようとすると、光学的接続、機械的接続および電気的接続上での制約が多く、小型化、薄型化が困難であった。
たとえば、従来の固体撮像装置においては、電気的接続のための領域が固体撮像装置形成面側であることから、外部接続用のパッド形成領域を特別に設けなければならず、実装面積の低減には限界があり、小型化をはばむ原因となっていた。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、小型化、薄型化の可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。
また本発明は、製造が容易でかつ信頼性の高い固体撮像装置の製造方法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】
【０００７】
そこで本発明では、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具えた固体撮像素子を形成してなる半導体基板と、前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に装着された透光性部材とを具備し、前記半導体基板の前記固体撮像素子形成面と対向する表面に外部接続端子が配設されており、前記外部接続端子は前記半導体基板を貫通する貫通電極を介して前記固体撮像素子に電気的に接続されたことを特徴とする。
この構成により、特別に外部接続端子形成領域を設けることなく、固体撮像素子基板のサイズでパッケージングが可能となり、小型化、薄型化の容易なチップサイズパッケージタイプの固体撮像装置を提供することが可能となる。
【０００８】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記貫通電極が、前記固体撮像素子形成面に相対向する面側から、前記半導体基板表面に形成されたパッドの裏面に接続されたものを含む。
この構成により、表面側で、パッドに対してプローブ検査を行うことができ、通常の固体撮像素子の製造工程を変更することなく形成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記パッドが、前記光電変換部に開口を有し、その周りの電荷転送部を覆う遮光膜と同一工程で形成された導体層を含む。
この構成により、パッドの形成が遮光膜と同一工程で形成されるため、通常の固体撮像素子の製造工程になんら付加工程を必要とすることなく形成でき、工数の増大を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記パッドは、多結晶シリコン膜で形成されたパッド基体と、前記パッド基体表面を覆う遮光膜と、さらに前記遮光膜を覆う金属膜とで構成されたものを含む。
この構成により、素子部の形成と同一工程でパッドを形成することができる。またこの遮光膜を覆う金属膜にはアルミニウム配線層を用いるようにすれば、パターニング用のマスクの変更のみで工程を追加することなくパッドの形成がそのまま実現可能となる。
【００１１】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記遮光膜は、タングステンまたはタングステン合金膜であるものを含む。
この構成により、パターニング用のマスクの変更のみで工程を追加することなくパッドの形成がそのまま実現可能となる。このように、遮光膜としてはタングステン膜またはタングステン合金膜を用いるのが望ましく、この構成により周辺回路部の局所配線パターンを兼ねることもでき、遮光性が高く低抵抗の配線パターンを同一工程で形成することができる。
【００１２】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記遮光膜は、前記パッド基体表面を覆う密着層を介して形成されたものを含む。
この構成により、この密着層の存在が密着性の向上のみならず、貫通電極形成用の貫通孔形成のためのエッチングストッパとして作用するため、製造作業性が良好となる。
【００１３】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記密着層は、ＴｉＮであるものを含む。
この構成により、密着性の向上にも、貫通電極形成のための貫通孔形成のためのエッチングストッパとしても、より有効となる。
【００１４】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記パッド基体は、貫通開口部を有するリング状の多結晶シリコン膜で形成され、前記貫通開口部に絶縁膜を介して形成された貫通電極が、前記密着層に裏面側から当接したものを含む。
この構成により、密着性および電気的接続性の向上をはかることができる。
【００１５】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記貫通電極は前記半導体基板の裏面と同一平面をもつように形成され、外部接続端子を構成するものを含む。
この構成により、固体撮像素子を形成した半導体基板の裏面からの外部接続端子の形成に極めて有効となる。
【００１６】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記貫通電極は前記半導体基板の裏面から突出する突出部を備えた外部接続端子を構成するものを含む。
この構成により、携帯端末などの器具への電気的接続を含む装着が容易となる。
【００１７】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記貫通電極は銅（Ｃｕ）で構成されたものを含む。
【００１８】
また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記金属膜はアルミニウム膜で構成され、その上層は開口を有するパッシベーション膜で被覆されたものを含む。
この構成により、表面側はプローブ検査に使用することができる。
【００１９】
また、本発明では、半導体基板に固体撮像素子を形成し、固体撮像素子基板を形成する工程と、前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に透光性部材を装着して固体撮像装置を形成する方法であって、前記固体撮像素子基板を形成する工程が、半導体基板に、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とからなる素子領域を形成する工程と、前記半導体基板の前記素子領域の周縁部に、配線層を含む配線部を形成する工程と、前記半導体基板の表面に保護膜を形成する工程と、前記半導体基板の裏面に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の周縁部に、コンタクト形成用の開口を形成し、前記絶縁膜をマスクとして、裏面側から前記配線層に到達するまで前記半導体基板をエッチングすることにより、貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔の内壁に絶縁膜を形成する工程と、前記貫通孔内に導体を充填し、貫通電極を形成する工程とを含む。
この構成により、固体撮像素子基板の裏面側に外部接続端子を形成した固体撮像装置が容易にかつ効率よく形成可能となる。
【００２０】
また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記配線部を形成する工程は、多結晶シリコン層からなるパッド基体を形成する工程と、前記パッド基体上を覆うように、導体層を形成する工程とを含み、前記パッド基体を形成する工程は、電荷転送電極を形成する工程と同一工程であり、前記導体層を形成する工程は、前記電荷転送電極を覆う遮光膜と同一工程であるものを含む。
この構成により、工数を増大することなく、マスクパターンの変更のみで形成可能である。
【００２１】
また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記遮光膜は、タングステンまたはタングステン合金膜であるものを含む。
この構成により、タングステンまたはタングステン合金膜は電極としても低抵抗できわめて良好な膜であり、工数を増大することなく、マスクパターンの変更のみで形成可能である。
【００２２】
また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記遮光膜は、前記パッド基体表面を覆う密着層を介して形成されており、前記貫通孔を形成する工程は前記密着層をエッチングストッパとして前記半導体基板および前記パッド基体を貫通するようにエッチングする工程であるものを含む。
この構成により、密着層がエッチングストッパとなるため、制御性よく貫通孔を形成することができる。
【００２３】
また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記密着層は、ＴｉＮであるものを含む。
この構成により、良好なエッチングストッパとして作用する一方、電荷転送電極の遮光膜と下地との密着層としても用いられるため、工数の増大なしに形成可能である。
【００２４】
また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記貫通電極を形成する工程は、前記貫通孔に、めっき法により、銅を充填する工程を含むものを含む。
【００２５】
また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記貫通電極を形成する工程は、前記銅表面をＣＭＰにより平坦化する工程を含むものを含む。
この構成により、効率よく平坦な表面を得ることができる。
【００２６】
また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記貫通電極を形成する工程は、前記銅に対し、突出部となるバンプを形成する工程を含むものを含む。
この構成により、携帯端末などの機器への実装が極めて容易となる。
【００２７】
また、本発明では、上記固体撮像装置の製造方法において、前記固体撮像素子の受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面に透光性部材を装着する工程と、前記透光性部材を装着する工程後、個々の固体撮像装置に分離する工程を含む。
この構成により、チップサイズパッケージが極めて容易に生産性よく形成可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように本発明では、極めて容易に、小型、かつ薄型の固体撮像装置を形成することが可能となる。また、固体撮像素子基板の裏面側から外部接続端子を形成することができ、携帯端末などの機器への実装が極めて容易でかつ実装面積も極めて小さいものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
この固体撮像装置は、図１に全体概要図を示すように、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具えた固体撮像素子を形成してなるシリコン基板１からなる固体撮像素子基板１００の、受光領域に対向して空隙をもつようにこのシリコン基板１表面に装着された透光性部材２００とを具備し、シリコン基板１の前記固体撮像素子形成面と対向する表面に外部接続端子Ｔが配設されており、前記外部接続端子がシリコン基板１を貫通する貫通電極１３を介して前記固体撮像素子に電気的に接続され、チップサイズパッケージを構成している。また、図２および図３に、固体撮像素子基板の断面図および平面図（図２は図３のＡ−Ａ断面図である）を示す。固体撮像素子基板は、図２（ａ）に示すように、表面にｐウェル（図示せず）、およびｎ型半導体層（図示せず）が形成されたシリコン基板１表面に、ゲート酸化膜２を介して配列形成される複数の電荷転送電極３（３ａ、３ｂ）が、ゲート酸化膜２上に所定の間隔で形成された電極間絶縁膜４によって複数の電荷転送電極に分離形成されるとともに、光電変換部としてのフォトダイオード３０の受光領域に開口を有する遮光膜８で被覆され、この上層が、ＢＰＳＧ膜からなる絶縁膜９が形成されており、さらにこの上層が窒化シリコン膜１０で被覆されており、さらにこの上層にカラーフィルタ層５０、樹脂膜からなる平坦化膜７１を介してレンズ層６０が形成されている。
【００３１】
そして固体撮像素子基板１００の周縁部には図２（ｂ）に示すように、シリコン基板の固体撮像素子形成面と対向する表面に外部接続端子Ｔが配設されており、この外部接続端子Ｔはシリコン基板１を貫通する貫通電極１３を介して固体撮像素子に電気的に接続されている。
【００３２】
またこの貫通電極１３が当接する表面側では、この貫通電極１３を囲むように多結晶シリコン膜で形成されたリング状のパッド基体３Ｓと、パッド基体３Ｓ表面を覆う密着層８ＳとしてのＴｉＮ層を介して形成されたタングステン層からなる遮光膜８と、さらにこの遮光膜８を覆うアルミニウム層からなる金属膜１２とで構成される。そしてこの上層はプローブ検査用の開口を有して形成されるパッシベーション膜１５で被覆されている。
なおこの密着層８Ｓが貫通電極形成用の貫通孔形成のためのエッチングストッパとして作用するため、製造作業性がきわめて良好となる。
【００３３】
なお、図３に平面図を示すように、シリコン基板１には、複数のフォトダイオード３０が形成され、フォトダイオードで検出した信号電荷を転送するための電荷転送部４０が、フォトダイオード３０の間に蛇行形状を呈するように形成される。電荷転送部４０によって転送される信号電荷が移動する電荷転送チャネルは、図示していないが、電荷転送部４０が延在する方向と交差する方向に、やはり蛇行形状を呈するように形成される。
【００３４】
また、ｐウェルの形成されたシリコン基板１内には、ｐｎ接合を備えたフォトダイオード３０、電荷転送チャネル、チャネルストップ領域、電荷読み出し領域が形成され、シリコン基板１表面には、ゲート酸化膜２を介して、酸化シリコン膜からなる電極間絶縁膜５と電荷転送電極３（電荷転送部４０）が形成される。ここでゲート酸化膜２は熱酸化によって形成された酸化シリコン膜と減圧ＣＶＤ法によって形成された窒化シリコン膜と、熱酸化法によって形成された酸化シリコン膜との３層膜で構成される。（上層の酸化膜はＣＶＤ法によって形成しても良い。）
【００３５】
また、電荷転送部４０は、シリコン基板１表面に、ゲート酸化膜２を介して形成された、第１層ドープト多結晶シリコン膜３ａからなる第１の電極と、第２層ドープト多結晶シリコン膜３ｂからなる第２の電極とが酸化シリコン膜からなる電極間絶縁膜４を介して並置され、単層電極構造を構成している。パッド基体３Ｓは、この第１層ドープト多結晶シリコン膜３ａまたは第２層ドープト多結晶シリコン膜３ｂと同一工程で形成される。
【００３６】
そしてこの第１および第２の電極の上層は、酸化シリコン膜５で被覆されており、フォトダイオード３０の表面から、電荷転送部４０の酸化シリコン膜５の一部にのりあげるように膜厚３０ｎｍの窒化シリコン膜からなる反射防止膜６が形成されている。そしてフォトダイオード３０上は、ＢＰＳＧ膜からなる層間絶縁膜９、窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜１０が形成される。
【００３７】
次にこの固体撮像装置の製造工程について説明する。
図４乃至図６はこの固体撮像装置の製造工程における貫通電極の形成工程を示す断面図である。各図において図２の左側（ａ）のフォトダイオード領域３０からなる光電変換部と、電荷転送部４０とを備えた素子部は省略し、図２における右側（ｂ）の周辺回路部のみを示す。
まず、通常の方法で単層電極構造の電荷転送電極を形成する。すなわち不純物濃度１．０×１０１６ｃｍ−３程度のｎ型のシリコン基板１表面に、膜厚２５ｎｍの酸化シリコン膜と、膜厚５０ｎｍの窒化シリコン膜と、膜厚１０ｎｍの酸化シリコン膜を形成し、３層構造のゲート酸化膜２を形成する。
【００３８】
続いて、このゲート酸化膜２上に、ＰＨ３とＮ２とＳｉＨ４を用いた減圧ＣＶＤ法により、膜厚０．２５μｍの第１層多結晶シリコン膜を形成し、リンドープを行うことにより、第１層ドープト多結晶シリコン膜３ａを形成する。このときの基板温度は５００〜６００℃とする。
【００３９】
この後、フォトリソグラフィにより第１層ドープト多結晶シリコン膜３ａをパターニングし、第１の電極を形成し、この第１の電極表面を熱酸化することにより膜厚８０〜９０ｎｍの酸化シリコン膜４を形成する。このパターニングに際してはＨＢｒとＯ２との混合ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、第１の電極および周辺回路の配線を形成する。ここではＥＣＲ (電子サイクロトロン共鳴：Electron Cycrotoron Resonance)方式あるいはＩＣＰ（誘導結合Inductively Coupled Plasma）方式などのエッチング装置を用いるのが望ましい。
【００４０】
そしてこの上層に同様にしてＰＨ３とＮ２とＳｉＨ４を用いた減圧ＣＶＤ法により、膜厚０．６μｍの第２層多結晶シリコン膜を堆積しリンドープを行うことにより、第２層ドープト多結晶シリコン膜３ｂを形成し、ＣＭＰ（化学的機械研磨）法を用いて平坦化を行い、ゲート酸化膜２上に第１および第２の電極が並置された第２の電極を形成する。そして、更にこの上層に熱酸化後膜厚８０〜９０ｎｍの酸化シリコン膜５を形成する。このとき、第１層ドープト多結晶シリコン膜３ａ上が過度に酸化されないように窒化シリコン膜で被覆しておくようにするのが望ましい。なお、第１層ドープト多結晶シリコン膜または後述する第２層ドープト多結晶シリコン膜と同一工程で周辺回路を構成する配線と共にパッド基体３Ｓを形成しておく。
【００４１】
そして、フォトダイオード上の窒化シリコン膜を除去した後、この上層にＨＴＯ薄膜１０ｎｍを減圧ＣＶＤ法により成膜し、さらにＣＶＤ法により膜厚３０ｎｍの窒化シリコン膜からなる反射防止膜６を形成する。
【００４２】
この後、スパッタリング法により密着層８Ｓとしてのチタンナイトライド層を形成した後、ＣＶＤ法により遮光膜８としてのタングステン膜を形成する。そして、フォトリソグラフィにより、フォトダイオード部および周辺回路部の遮光膜８をエッチング除去することにより、パターニングする。そして膜厚３００ｎｍのＢＰＳＧ膜を形成し、炉アニールにより８００〜８５０℃に加熱して、平坦化し、層間絶縁膜９を形成する。
【００４３】
そして、周辺回路部のコンタクト形成用の開口を形成する。この状態を図４（ａ）に示す。１５はパッシベーション膜である。なおこの周辺回路部のコンタクト形成用の開口は、この時点では形成することなく、マイクロレンズのエッチバック時などパッド表面露出するなどの方法も有効である。
【００４４】
この後、図４（ｂ）に示すように、固体撮像素子を形成したシリコン基板（固体撮像素子基板１００）の表面をレジストＲ１で被覆保護した後、裏面に酸化シリコン膜からなる絶縁膜を形成する。
【００４５】
そして、図５（ａ）に示すように、裏面側にパッド基体３Ｓよりも小さな開口を有する、貫通孔形成のためのレジストパターンＲ２を形成する。
【００４６】
そして、図５（ｂ）に示すように、このレジストパターンＲ２をマスクとして、シリコン基板１を裏面側からエッチングし、貫通孔を形成する。このとき、密着層８ＳとしてのＴｉＮ層をエッチングストッパとして用いる。
【００４７】
この後、図６（ａ）に示すように、貫通孔内にＣＶＤ法により酸化シリコン膜１４を形成した後、異方性エッチングにより貫通孔側壁にのみ酸化シリコン膜１４を残留させる。
【００４８】
そして、図６（ｂ）に示すように、貫通孔内にＰＶＤ法によりＴｉＮ層を形成し、めっき法によりＣｕを形成した後、ＣＭＰにより平坦化を行う。
このようにして、外部接続端子の形成された固体撮像素子基板を形成する。
【００４９】
続いて、この固体撮像素子基板１００を用いた実装方法について説明する。
まず、図７（ａ）に示す固体撮像素子基板１００に、図７（ｂ）に示すようにスペーサ３００を形成した透光性基板２００を位置あわせしてウェハレベルで固着する（図７（ｃ））。
【００５０】
この固着後の状態を図８に示す。
そして、ダイシングラインＤＬに沿ってダイシングし、個々の固体撮像装置に分割する。このようにして図１に示した固体撮像装置が形成される。
【００５１】
このようにして外部接続端子が固体撮像素子基板の裏面側に形成されたチップサイズパッケージを構成する小型でかつ薄型の固体撮像装置を提供することが可能となる。
また裏面側からの電気的接続が可能であるため、携帯端末のような電子機器への装着が極めて容易でかつ占有面積の低減を図ることが可能となる。また、配線の形成も容易であり、製造が容易で信頼性の高いものとなっている。
また、ウェハレベルパッケージであるため、一連の製造工程が効率化され製造コストの低減が容易になる。
なお、貫通電極の形成工程として、ＢＰＳＧ膜の形成および平坦化後に、一連の工程を行うようにしてもよく、Ｃｕは拡散防止のために、保護層で被覆しておき、最後に露出させるようにしても良い。これにより、シンターによるダメージの回復を得ることが可能となる、また保護層として耐熱性材料を選ぶことにより、高温プロセスも導入可能である。
【００５２】
また前記実施の形態では、電極を形成する導体層としてノンドープの多結晶シリコン層を成膜し、成膜後ドーピングを行なうようにしたが、ドープトアモルファスシリコン膜を堆積するようにしてもよい。
【００５３】
なお、前記実施の形態では貫通電極は多結晶シリコン膜で構成したが、これに限定されることなく、貫通孔内に、露呈するＴｉＮに対して選択的にめっき層を成長させるいわゆる選択めっきによって貫通電極を形成するようにしてもよい。
また貫通電極は、シリコン基板の裏面と同一表面をなすように形成したが、金バンプなどの突出部を形成してもよい。
【００５４】
また、貫通電極が接続される基板表面側のパッドは、上記構成に限定されることなく形成可能であり、検査用プローブを裏面側から当てるようにする場合は、表面側のパッドは省略してもよい。
【００５５】
さらにまた、前記実施の形態では、ウェハレベルで実装し、最後にダイシングすることによって形成するウェハレベルチップサイズパッケージについて説明したが、これに限定されることなく、通常のフィルムキャリアなどの実装基板を用いた実装、あるいは、再配列配線を介してＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）に接続する実装など適宜変更可能であることはいうまでもない。
【００５６】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されることなく、本発明の技術思想の範囲内において、適宜可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上、説明したように本発明の固体撮像装置は、携帯端末などの電子機器への装着が容易でかつ、極めて小型化、薄型化が可能となることから、デジタルカメラ、携帯電話などに用いられる小型の撮像装置として極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態の固体撮像装置の概要斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の断面概要図である。
【図３】本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板の製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１の固体撮像装置の製造工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    シリコン基板
２    ゲート酸化膜
３    電荷転送電極
３ａ  第１層多結晶シリコン膜
３ｂ  第２層多結晶シリコン膜
３Ｓ  パッド基体
４    電極間絶縁膜
５    絶縁膜
６    反射防止膜
８Ｓ  密着層
８    遮光膜
９    層間絶縁膜
１０    パッシベーション膜
１２    金属膜（アルミニウム膜）
１３    貫通電極
１４    酸化シリコン膜
１５    パッシベーション膜
１００  固体撮像素子基板
２００  透光性基板
３００  スペーサ
ＤＬ    ダイシングライン
Ｔ      端子
【図１】
2007194498.tif 000003
【図２】
2007194498.tif 000004
【図３】
2007194498.tif 000005
【図４】
2007194498.tif 000006
【図５】
2007194498.tif 000007
【図６】
2007194498.tif 000008
【図７】
2007194498.tif 000009
【図８】
2007194498.tif 000010