具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行描述。
(第一实施例)
图1A是固态成像器件的截面图,图1B是固态成像器件的主截面的放大的截面图。如图1A和1B所示,由低α射线制成的密封盖玻璃200(CG-1,注册商标)通过隔离片203S在固态成像元件基片100的表面上形成,使得产生相应于光接收区的间隙C。用作密封盖玻璃的玻璃厚度为0.5mm,折射率为1.5。具体而言,充当光传输件的玻璃基片201(其构成密封盖玻璃200)通过隔离片203S粘合到由硅基片101形成的固态成像元件基片100的表面上,使得产生相应于硅基片101的光接收区的间隙C,其中硅基片充当半导体基片,且固态成像元件102在其上形成。间隙C的高度,即从光接收区的外表面102a到密封盖玻璃下表面(即密封盖玻璃朝向光接收区的表面201b(第二表面))的距离,设定为0.1mm左右。从光接收区的外表面102a到密封盖玻璃的上表面(即及封盖玻璃的外表面201a(第三表面))的距离设定为0.6mm左右。固态成像器件如下述构造:即,玻璃基片接合(连接)到晶圆,以便以集合的方式安装多个元件。随后,通过切割以逐件的方式分离硅基片101的外缘。通过接合在从玻璃基片201暴露出来的硅基片101的外缘表面上形成的结合区BP获得与外部电路(未示出)的电连接。此处,隔离片203S的高度(或厚度)被设定为10至500μm,优选为80至120μm。隔离片的宽度α被设定为100至150μm或其左右。
可从图1B所示的主截面的放大截面图看到,固态成像元件设置在固态成像元件基片的表面上,且固态成成像元件基片由其上形成有RGB滤色器(过滤层)46和微透镜50的硅基片101构成。
固态成像元件如此形成,使得沟道截断环28形成在在n型硅基片101a的表面上形成的p阱101b中,使得光电二极管14和电荷转移元件(垂直电荷转移器件(VCCD))33之间夹有各个沟道截断环。此处,n型杂质区14b在p阱101b内形成,从而形成光电二极管14。而且,由深度为约0.3μm的n型杂质区制成的垂直电荷转移通道20在p+通道区14a内形成。垂直电荷转移电极32通过由二氧化硅薄膜制成的门绝缘膜30由垂直电荷转移通道20上的多晶硅层形成,从而构成电荷转移元件33。读出门通道26由位于电荷转移元件33和光电二极管14之间的p型杂质区形成,将信号电荷读到垂直电荷转移通道20。
n型杂质区14b沿读出门通道26暴露在硅基片101的表面101C(第一表面)上。在被临时储存在n型杂质区14b中后,在光电二极管14中形成的信号电荷通过读出门通道26被读取。
由p+型杂质区制成的沟道截断环28位于垂直电荷转移电极32和光电二极管14之间。通过此沟道截断环,光电二极管14与垂直电荷转移通道20电绝缘,也与其余的垂直电荷转移通道20电绝缘,从而垂直电荷转移通道20彼此不接触。
而且,形成垂直电荷转移电极32,以便使其覆盖读出门通道26,使得n型杂质区14b被暴露,使得沟道截断环28的部分暴露。信号电荷从读出门通道26转移到垂直电荷转移电极32,其中将读数信号施加给读出门通道26,并且读出门通道26设置在垂直电荷转移电极32之下。
垂直电荷转移电极32与垂直电荷转移通道20一起构成用于垂直传递在光电二极管14的p-n结中形成的信号电荷的垂直电荷转移装置(VCCD)33。其中形成有垂直电荷传递电极32的基片表面用表面保护膜36覆盖,且由钨制成的光屏蔽膜38在表面保护膜36上形成。仅敞开光电二极管的光接收区40,且另一区域与光隔绝。
设置在垂直电荷转移电极32上的层由用于使表面平坦的平坦化绝缘膜和其上待形成的光传输薄膜覆盖。过滤层46在光传输树脂薄膜44上形成。在过滤层46中,红色过滤层46R、绿色过滤层46G和蓝色过滤层46B与各个光电二极管14相应依次设置,以便构成预定图案。
通过平坦化绝缘膜48,还用微透镜阵列覆盖该过滤层46。这种微透镜阵列由通过以下方式形成的微透镜50构成:通过使用光刻法的蚀刻法,使包括折射率为1.3到2.0的感光树脂在内的光传输树脂图案化;熔化如此图案化的光传输树脂,并通过表面张力使树脂变圆;以及使如此变圆的树脂冷却。
现在将描述制造所述固态成像器件的工艺。图2A至2D和图3A至3C是工艺的制造工艺图。从图中可见,该工艺基于所谓的晶圆规模CSP方法,其中在晶圆规模上执行定位;以集合的方式封装元件,从而集成该元件;以及将晶圆分成固态成像元件。所述方法的特征在于使用具有隔离片的密封玻璃盖200,其中隔离片203S已经预先形成。此处,附图示出单个单元,但是事实上形成多个固态成像元件。
首先描述带有隔离片的玻璃基片的形成。
如图2A所示,通过由UV辐射固化粘合剂(阳离子聚合能量固化粘合剂)形成的粘合剂层202使将成为隔离片的硅基片203粘到玻璃基片201的表面上。此处,玻璃基片201由所谓的α射线玻璃(CG1:注册商标)制成,其将α射线防止在很小水平,α射线为图像噪声的原因。包含少量将成为α射线核的物质的材料理想地用作玻璃基片201。此外,优选将极限值设定为0.002(DPH/cm2)或更少。如果气泡混合到粘合剂层202中,则往往会引起图像噪声。此处,粘合剂202理想地具有5μm或更小的厚度。当厚度为5μm或更小时,不可能出现厚度为5μm或更大的气泡。为此,如上所述,如果将光接收表面到玻璃的下表面的距离设定为0.08mm或更大,则可防止图像噪声出现。
如图2B所示,通过使用光刻的蚀刻技术蚀刻硅基片203,同时将抗蚀图留在将成为隔离片的区域中,从而形成隔离片203S。
随后,如图2C所示,将抗蚀剂装入隔离片203S之间的区域中(除了在元件之间限定的区域外),同时留下待用作隔离片203S的抗蚀图,然后将玻璃基片蚀刻到预定深度。结果,如图2D所示,形成元件之间的沟截面204。
此处,优选将隔离片的宽度设定为100至500μm或其左右。如果宽度小于100μm,则密封将变得不充分,或隔离片容易产生强度故障。而且,如果宽度大于500μm或更多,则将减少在单个晶圆中制造的元件数,这将造成使固态成像元件小型化失败的问题。此外,考虑到粘合剂的渗漏,优选将光接收表面与隔离片之间的距离设定为50μm或更大。
此处,隔离片由硅基片形成。因此,如果在二氧化硅(玻璃基片的主要成分)的蚀刻速度比硅的蚀刻速度大很多时实现蚀刻,则可在隔离片的侧壁暴露于元件之间的区域中时执行蚀刻。在形成元件之间的沟截面204时可使用切割刀片(磨石)。
在蚀刻隔离片时的唯一要求是选择使得粘附杂质的尺寸成为5μm或更小的蚀刻条件。如果粘附杂质的尺寸测量为5μm或更小,只要将从光接收表面到玻璃基片的下表面的距离设定为0.08μm或更大,则可防止图像噪声出现。
室温固化型粘合剂层207在隔离片表面上形成。
可再次执行光刻,从而形成覆盖隔离片的整个侧壁的抗蚀图。基片通过抗蚀图经受蚀刻,从而形成沟截面204。获得其中沟截面204和隔离片203S以上述方式形成的密封盖玻璃200。
为了防止出现图像噪声,理想地将隔离片的高度设定为0.08mm或更大。此外,为了提高隔离片的生产率,理想地将高度设定为0.12mm或更小。当隔离片203S通过蚀刻形成时,通过使用C4F8等离子体进行蚀刻,同时保护隔离片的侧壁。此外,可通过使用SF6+O2等离子体的各向异性蚀刻蚀刻底面。
接着,形成固态成像元件基片。如图3A所示,在形成元件基片时,预先制备硅基片101(在这里采用6英寸晶圆),切片槽在相应于分隔线的区域中形成,其中分隔线将用于通过诸如蚀刻等方法在硅基片101的表面上分离固态成像元件。使用普通的硅工艺执行沟道截断环层的形成、沟道区的形成、诸如电荷传递电极等元件区的形成。布线层也在表面中形成,且将用于建立外部连接的接合区BP由金层形成。
随后,如图3B所示,使用在每个基片的外缘中形成的定位标记进行定位,并以上述方式将密封盖玻璃200放置在其中形成有元件区的固态成像元件基片100上。借助于室温固化型粘合剂层207,固态成像元件基片100和密封盖玻璃200通过加压结合在一起。理想地,涉及所述工艺的加工在真空或诸如氮气等惰性气体中执行。在结合时,可以使用热固温度为80℃或更小的热固粘合剂、稍后描述的光固化粘合剂或室温固化粘合剂。当固态成像元件的表面为Si或金属时,通过不使用粘合剂的表面活化室温结合获得结合(连接)。
随后,玻璃基片背面经受CMP(化学机械抛光),从而将玻璃基片背面201背面移动到沟截面204。
通过这种工艺,将晶圆分成固态成像元件,同时使玻璃基片减小。而且,如图3C所示,硅基片101的背面以相同方式经受CMP,借此将基片背面抛光为切片槽104。从而,将基片分成单独的固态成像器件。如上所述,在以集合的方式安装后,无需对单独的元件和诸如引线接合等电连接进行定位,就可将元件彼此分开。因此,元件制造容易,且元件容易操作。
沟道部分204预先在玻璃基片201中形成。在安装元件后,通过诸如CMP等方法将基片从表面去除抵达沟道部分204的深度。因此,可非常容易地执行元件的分离。
而且,将玻璃基片201的边缘关于其中形成有固态成像元件的硅基片101的边缘置于内侧,且硅基片101的表面变得暴露。通过非常简单的工艺,能够以高精度形成这种结构;即,在结合操作后通过诸如深蚀刻或CMP等方法预先在玻璃基片中形成凹槽的工艺和将基片去除到所述深度的工艺。而且,可易于使此结构具有优良的操作性。可通过仅执行分离或磨蚀操作同时通过结合将元件形成表面密封在间隙C内,可形成单独的固态成像元件。因此,可提供可靠性很高的固态成像元件,而不会对元件造成很大损害,并且也不会有混入尘埃的可能性。
此外,通过CMP将硅基片厚度减少到约为硅基片一半厚度,因此可尝试使固态成像元件变得紧凑而薄。而且,在已经结合到玻璃基片后,使硅基片变薄,从而可防止基片的机械强度降低。
而且,由于设置在构成固态成像元件基片100的硅基片上的结合区BP借助于隔离片203S和玻璃基片201形成的密封部分而暴露,所以可容易地实现与外部的连接。
如上所述,根据本发明的构造,在晶圆规模上执行定位,且以集合的方式安装元件,由此将基片与盖玻璃结合在一起。然后,以每个固态成像元件为基础分离基片。因此,可形成容易制造的可靠性很高的固态成像器件。
在第一实施例中,包含结合区的布线层由金层形成。然而,布线层的材料不限于金。不用说,可使用诸如铝等另一金属或诸如硅化物等另一导体。
通过在基片表面上形成透明树脂薄膜和形成在预定深度处具有梯度折射率的透镜层,这种梯度是由于离子从树脂薄膜表面移动而造成的,也可形成微透镜阵列。
根据需要,制成隔离片的材料可选自下组:42合金、金属、玻璃、光敏聚酰亚胺、聚碳酸酯树脂以及硅基片。当使用树脂时,要求装置确保充分的厚度。
当固态成像元件基片、隔离片和玻璃基片的线性膨胀系数彼此不同时,在粘合后可在基片中产生翘曲。为了防止翘曲出现和即使出现翘曲时使得翘曲处于允许范围,将结合所采用的结合(连接)温度设定为室温左右;具体而言,在20℃到80℃的范围内。在本实施例中采用的粘合剂包括环氧基粘合剂、氧杂环丁烷基粘合剂、硅基粘合剂和丙烯酸粘合剂;UV固化型粘合剂;以及可见光固化型粘合剂。可以薄粘合剂层的形式使用的粘合剂是理想的,从而可获得理想的结合强度,防止湿气侵入,并且获得高可靠性。
在第一实施例中,确定由于结合温度改变而产生翘曲的方式。通过观察当使用室温固化型粘合剂和热固化型粘合剂执行结合时翘曲产生的方式进行试验,在这两种情况下,结合温度在20℃、25℃、50℃、80℃和100℃之中变化。结合在玻璃基片与隔离片之间进行结合和在隔离片与固态成像元件基片之间进行结合进行试验。
试验结果表明,使用室温固化型粘合剂执行结合时产生翘曲的方式与使用热固化型粘合剂执行结合时产生翘曲的方式相似。当结合温度为20℃和25℃时几乎不产生翘曲。当结合温度为50℃时,有时发生翘曲,但是翘曲落在允许范围之内。当结合温度超过80℃时,翘曲常常落在允许范围内。当结合温度为100℃时,翘曲变大,并且有时超出允许范围。
试验结果表明结合温度优选不高于80℃。
当使用光固化型粘合剂时,结合温度不超过50℃。因此,可获得不发生翘曲的优良的结合状态。
而且,对于确定传感器和玻璃之间的最佳距离进行模拟。模拟条件包括3.5mm的出射光瞳、3.5的F值以及1.5的玻璃折射率。
当在玻璃基片的下表面中存在测量为5μm的疵点时,固态成像元件的光电二极管部分的光接收表面和基片下表面之间的距离改变,由此测量投映在固态成像元件上的疵点阴影的距离和密度之间的关系。模拟结果如表1所示。
从表1明显可见,当光接收表面和玻璃基片之间的距离为0.07mm时,阴影密度为4.7%,大于4%。因此,理想的是将光接收表面和玻璃基片之间的距离设定为0.08mm或更大。
表1
表2示出当光接收区与玻璃基片的上表面之间的距离改变且在玻璃基片的上表面中存在测量为20μm的疵点时投映在固态成像元件上的阴影距离和密度之间的关系的测量结果。
表2
| 光接收表面与玻璃基片上表面之间的距离(mm) | 投映在CCD上的上表面中的疵点阴影密度(%) |
| 0.30.4 | 8.35.1 |
| 0.50.60.70.80.91.01.1 | 3.52.51.91.51.21.00.8 |
从表中明显可见,当光接收表面和玻璃基片上表面之间的距离为0.4mm或更小时,阴影密度为4%或更大。
当背景均匀时,例如当天空充当背景时,投映在固态成像元件的光接收表面上的阴影密度为4%。可以在打印的图像上看到背景。因此,当将阴影密度的值设定为4%或更小时,打印的图像不受这种疵点的影响。
试验结果表明,玻璃基片表面和CCD之间的距离必须为0.08mm或更大。优选地,玻璃基片和CCD彼此分开约0.12mm。
即使当测量为20μm的碎片位于玻璃基片表面上时,从光接收表面到玻璃基片上表面所要求的距离或厚度仅为0.05mm或更大。
此外,类似的模拟产生这样的结果,在F值为11时所要求的从光接收表面到玻璃基片的上表面的距离应仅为1.5mm或更大。根据上述结果,如果将从光接收表面到玻璃基片的上表面的距离设定为0.5mm到1.5mm,则即使存在小得不能看到的碎片时也可防止图像噪声出现。此外,考虑到有关装置尺寸和由于玻璃厚度较大而造成的切割生产率变差(deteriortation)的问题,从光接收表面到玻璃基片表面的距离应理想地为1.5mm或更小。
(第二实施例)
现在将描述本发明的第二实施例。
在第一实施例中,已经预先在构成固态成像元件基片100的硅基片101中形成切片槽104。通过使用由与制成固态成像元件基片相同的厚度为0.1mm的硅制成的隔离片,将固态成像元件基片结合到由低α射线玻璃制成的密封盖玻璃。使硅基片101的背面经受CMP,直到接触切片槽104,由此分离硅基片101同时使其变薄。本实施例的特征在于无需形成切片槽就可分离硅基片101。在其它方面,第二实施例以与第一实施例相同的方式形成。
图4A至4D示出第二实施例的结合和分离工艺。如图4A所示,将硅基片101作为原材料。沟道截断环、沟道区、以及例如电荷传递电极等元件区102使用普通硅工艺形成。而且,布线层也在表面中形成,且将用于建立外部连接的结合区BP由金层形成。
随后,如图4B所示,使用在每个基片的外缘中形成的定位标记执行定位,且以前述方式将密封盖玻璃200放置在其中形成有元件区的固态成像元件基片100上。固态成像元件基片100和密封盖玻璃200借助于室温固化型粘合剂207通过加压结合在一起。此时,在硅基片101中没有形成切片槽,因而获得高的机械强度。
如图4C所示,以与第一实施例相同的方式使玻璃基片201的背面经受CMP(化学机械抛光),由此将玻璃基片201的背面移动到沟道部分204。从而,将基片分成单独的固态成像器件。
通过这些工艺,可同时获得玻璃基片301的厚度减少和将玻璃基片分成片。
如图4D所示,使用金刚石刀片(磨石)从玻璃基片201的部分切掉(slice)硅基片101和玻璃基片201,由此使固态成像器件彼此分开。
根据此方法,在本实施例中产生的固态成像器件厚度比在第一实施例中产生的固态成像器件厚度大。从而,可形成可靠性较高的固态成像器件。
(第三实施例)
现在将描述本发明的第三实施例。
在第一实施例中,已经预先在构成固态成像元件基片100的硅基片101中形成切片槽104。在结合操作后,使硅基片101的背面经受CMP,直到接触切片槽104,由此分离硅基片101同时使其变薄。然而,在本实施例中,使得由硅基片制成的厚度为50到700μm的隔板301通过粘合剂层302粘附到硅基片101的背面上。在粘附隔板后,在隔板301中形成深度抵达隔板301的切片槽304。
因此,在分离工艺中可使粘合剂层302变软,以剥去具有粘性的粘合剂层,从而去除隔板301。
在其它方面,第三实施例以与第一实施例相同的方式形成。
图5A至5E示出第三实施例的结合和分离工艺。将硅基片101作为原材料。沟道截断环、沟道区、以及例如电荷传递电极等元件区使用普通硅工艺形成。而且,布线层也在表面中形成,且将用于建立外部连接的结合区BP由金层形成。随后,如图5A所示,使得由硅基片101制成的隔板301通过粘合基层302粘附到硅基片101背面。
如图5B所示,使用金刚石刀片(磨石)从硅基片101的元件形成表面侧形成切片槽304。
随后,如图5C所示,使用在固态成像元件基片100和密封盖玻璃200的外缘中形成的定位标记(未示出)执行定位,且将由低α射线玻璃制成的密封盖玻璃200放置在已经以前述方式形成的固态成像元件基片100上。固态成像元件基片100和密封盖玻璃200借助于室温固化型粘合剂207通过加压结合在一起。此处,将具有隔离片203S的玻璃基片和室温固化型粘合剂层207用作玻璃基片,其中隔离片203S通过图2A至2C所示工艺形成并具有0.1mm的厚度。虽然此时将切片槽304形成为穿透硅基片,但是硅基片通过隔板301固定,因此获得较高的机械强度。
如图5D所示,以与第一实施例相同的方式使玻璃基片201的背面经受CMP(化学机械抛光),由此将玻璃基片201的背面移动到沟道部分204。
通过这些工艺,可同时获得玻璃基片的厚度减少和将玻璃基片分成片。
如图5E所示,使设置在硅基片101背面上的粘合剂层302变软,以去除隔板301,由此使固态成像器件彼此分开。此处,优选将软化点低于将用于将隔离片结合到玻璃基片201的粘合剂层202的材料选作粘合剂层302。
根据所述方法,在结合前预先使固态成像元件基片100在隔板301上经受切割。因此,本实施例的固态成像器件在结合后比在第一实施例中获得的固态成像器件经受更小的应力,因而提高制造产量。此外,尝试提高固态成像元件的可靠性。
在本实施例中,使用粘合剂层将玻璃基片和隔离片结合在一起。然而,利用阳极结合或表面活化室温结合也可实现结合。阳极结合能够容易地获得牢固的结合。
已经将CMP用于减少第一至第三实施例中的玻璃基片的厚度。然而,也可应用研磨法、抛光法和蚀刻法。
(第四实施例)
现在将描述本发明的第四实施例。
在第一实施例中,已经预先在与构成由低α射线玻璃制成的密封盖玻璃200的玻璃基片201的元件之间的区域相应的区域中形成沟道部分204。在已经将固态成像元件基片结合到玻璃基片后,使玻璃基片201的背面经受CMP,从而将元件彼此分开。本实施例的特征在于:其中没有形成凹槽部分的玻璃基片结合到固态成像元件基片;在分离元件时,通过切割或激光使分隔线的邻近蒸发,从而调整各个固态成像元件的玻璃基片201的边缘,以便进入关于构成固态成像元件基片100的硅基片101的边缘的内部位置。在其它方面,第四实施例以与第一实施例相同的方式形成。
根据所述方法,如图2B所示,当形成厚度为0.1mm的隔离片时终止玻璃基片的加工。通过将隔离片203S结合到平坦的玻璃基片201而形成的玻璃基片用作原材料。
如图6A所示,预先制备硅基片101(其中使用6英寸晶圆),在相应于分隔线的区域中形成切片槽104,其中分隔线将用于通过诸如蚀刻等方法在硅基片101的表面上分离固态成像元件。通过使用普通的硅工艺执行沟道截断环层的形成、沟道区的形成、以及例如电荷传递电极等元件区的形成。布线层也在表面中形成,且用于建立外部连接的结合区BP由金层形成。
随后,如图6B所示,使用在每个基片的外缘中形成的定位标记执行定位,且将密封盖玻璃200放置在以前述方式形成的固态成像元件基片100上。固态成像元件基片100和密封盖玻璃200借助于室温固化型粘合剂207通过加压结合在一起。
随后,如图6C所示,通过切割或激光使分隔线的邻近从玻璃基片的背面蒸发,通过调整各个固态成像元件的玻璃基片201的边缘进行分离,以便进入关于构成固态成像元件基片100的硅基片101的边缘的内部位置。
如图6D所示,硅基片101的背面以相同方式经受CMP,且将硅基片的背面抛光到切片槽104,由此使固态成像器件彼此分开。所述工艺不限于CMP,也可采用研磨、抛光、或蚀刻。
如上所述,固态成像器件在以集合的方式安装后彼此分开。因此,该固态成像器件易于制造和操作。
沟道部分204没有预先形成在玻璃基片201中,且通过使用切割或激光进行蒸发将玻璃基片201的边缘去除。因此可非常容易地实现分离。
如上所述,可通过简单工艺,例如由于切割或激光等而产生的蒸发作用,使得其中玻璃基片201的边缘放置在关于其上安装有CCD的硅基片101的边缘的内部,从而暴露硅基片101的表面的结构具有较高的精度。
由于玻璃基片一直保持相同厚度,直到分离工艺,所以可减少翘曲或变形。
(第五实施例)
现在将描述本发明的第五实施例。
在第四实施例中,沟道部分104已经预先在构成固态成像元件基片100的硅基片101中形成。在结合操作后,硅基片101的背面经受CMP,直到达到切片槽104,从而在使硅基片101变薄时分离硅基片101。然而,本实施例的特征在于不形成切片槽就可分离硅基片101,且硅基片厚度不变。在第一实施例的情形下,不在玻璃基片201中形成沟道部分204就可将玻璃基片201结合到硅基片101,且在分离操作进行时使边缘蒸发。在其它方面,第五实施例以与第一实施例相同的方式形成。
图7A至7D示出第无实施例的结合和分离过程。如图7A所示,将硅基片101用作原材料。沟道截断环、沟道区和例如电荷传递电极等元件区102通过使用普通的硅工艺形成。而且,布线层也在表面中形成,且用于建立外部连接的结合区BP由金层形成。
随后,如图7B所示,使用在每个基片的外缘中形成的定位标记进行定位,并将密封盖玻璃200放置在其中以上述方式形成有元件区的固态成像元件基片100上。固态成像元件基片100和密封盖玻璃200借助于室温固化型粘合剂层207通过加压结合在一起。理想地,涉及所述工艺的加工在真空或诸如氮气等惰性气体中执行。此时,在硅基片101和玻璃基片21中没有形成切片槽和凹槽部分,从而获得较高的机械强度。
随后,如图7C所示,与第四实施例相同,通过切割或激光使分隔线的邻近从玻璃基片的背面蒸发。通过调整各个固态成像元件的玻璃基片201的边缘进行分离,以便进入关于构成固态成像元件基片100的硅基片101的边缘的内部位置。
最终,如图7D所示,使用金刚石刀片(磨石)从玻璃基片201的部分切割固态成像元件基片,从而使固态成像器件彼此分开。
根据所述方法,在本实施例中产生的固态成像器件的厚度比第一实施例中产生的固态成像器件的厚度要大。从而,可形成可靠性较高的固态成像器件。
(第六实施例)
现在将描述本发明的第六实施例。
在第四实施例中,沟道部分104已经预先在构成固态成像元件基片100的硅基片101中形成,且硅基片101的背面经受CMP,从而分离硅基片101。然而,在第五实施例中,分离切片104没有事先在构成固态成像元件基片100的硅基片101中形成。在结合操作后,使用金刚石刀片(磨石)分离硅基片101,从而分离硅基片101。然而,在本实施例中,使得由硅基片制成的厚度为50到700μm的隔板301通过粘合剂层302粘附到硅基片101的背面,从而避免在将密封盖玻璃200结合到固态成像元件基片101后分离硅基片101的必要。在粘附隔板后,在隔板301中形成深度达到隔板301的切片槽304。
因此,在分离工艺中可使粘合剂层302变软,以剥去具有粘性的粘合剂层,从而去除隔板301。
在其它方面,第六实施例以与第四和第五实施例相同的方式形成。
图8A至图8E示出第六实施例的结合和分离工艺。将硅基片101用作原材料。沟道截断环、沟道区以及例如电荷传递电极等元件区使用普通硅工艺形成。而且,布线层也在表面中形成,且将用于建立外部连接的结合区BP由金层形成。随后,如图8A所示,使得由硅基片制成的厚度为50到700μm的隔板301通过粘合剂层302粘附到硅基片101的背面。
如图8B所示,使用金刚石刀片(磨石)从玻璃基片101的元件形成表面侧形成切片槽304。
随后,如图8C所示,使用在固态成像元件基片100和密封盖玻璃200的外缘中形成的定位标记(未示出)执行定位,且将由低α射线玻璃制成的密封盖玻璃200放置在已经以前述方式形成的固态成像元件基片100上。固态成像元件基片100和密封盖玻璃200借助于室温固化型粘合剂207通过加压结合在一起。此处,将玻璃基片(其中以与图2A至2C中所示工艺相同的方式,通过图案化在玻璃基片201上形成的硅基片形成厚度为0.1mm的隔离片203S)用作充当密封盖玻璃200的玻璃基片201。在隔离片203S的端面上形成室温固化型粘合剂层207。虽然此时形成切片槽304以穿透硅基片101,但是也可通过隔板301固定硅基片,从而获得较高的机械强度。
如图8D所示,以与第四实施例相同的方式,使用切割或激光使分隔线的邻近从玻璃基片的背面蒸发,且通过调整各个固态成像元件的玻璃基片201的边缘进行分离,以便进入关于构成固态成像元件基片100的硅基片101的边缘的内部位置。
如图8E所示,使设置在硅基片101背面上的粘合剂层302变软,以去除隔板301,由此使固态成像器件彼此分开。此处,优选将软化点低于将用于将隔离片结合到玻璃基片201的粘合剂层202的材料选作粘合剂层302。
根据所述方法,在结合前预先使固态成像元件基片100在隔板301上经受切割。因此,本实施例的固态成像器件在结合后比在第一实施例中获得的固态成像器件经受更小的应力,因而提高制造产量。此外,尝试提高固态成像元件的可靠性。
在第四至第六实施例中,可通过划痕或蚀刻执行对玻璃基片的切割。
(第七实施例)
现在将描述本发明的第七实施例。
在第六实施例中,使由硅基片制成的厚度为50到700μm的隔板301通过粘合剂层302粘附到硅基片101背面。在粘附隔板后,在隔板301中形成深度达到隔板301的切片槽304。在已经将硅基片101结合到玻璃基片201后,在将固态成像元件基片分成单独的固态成像元件的工艺中使粘合剂层302变软,且通过去除隔板301分离固态成像元件。在本实施例中,使由硅基片制成的厚度为50到700μm的隔板401通过粘合剂层402粘附到硅基片201背面。在粘附隔板后,形成深度达到隔板401的凹槽部分404。在已经将硅基片101结合到玻璃基片201后,在将固态成像元件基片分成单独的固态成像元件的工艺中使粘合剂层402变软,且通过去除隔板401分离固态成像元件。在其它方面,以与第六实施例相同的方式形成固态成像元件。
与第二和第四实施例相同,既无分离槽也无隔板形成的硅基片用作构成固态成像元件基片100的硅基片101。最终,利用金刚石刀片(磨石)切割和分离硅基片。
结合和分离工艺在图9A至9E中示出。
如图9A所示,使由硅基片制成的厚度为50到700μm的隔板401通过粘合剂层402粘附到玻璃基片201背面。在粘附隔板后,使得硅基片203通过粘合剂层202粘附到粘合剂层402。与参看图2A至2C描述的第一实施例的情形相同,硅基片203经受采用光刻技术的蚀刻,从而形成厚度为0.1mm的隔离片203S。
如图9B所示,与第一实施例中的情形相同,再次有选择地蚀刻与固态成像元件之间的区域相应的区域,从而形成深度达到隔板401的凹槽部分404。此外,凹槽部分可通过半切割形成。
将硅基片101用作原材料。沟道截断环、沟道区以及例如电荷传递电极等元件区使用普通硅工艺形成。而且,布线层也在表面中形成,且将用于建立外部连接的结合区BP由金层形成。随后,如图9C所示,使用在固态成像元件基片100和由低α射线玻璃制成的密封盖玻璃200的外缘中形成的定位标记(未示出)执行定位。且将具有隔板401的密封盖玻璃200放置在已经以前述方式形成的固态成像元件基片100上。固态成像元件基片100和密封盖玻璃200借助于室温固化型粘合剂层207通过加压结合在一起。
如图9D所示,通过加热使粘合剂层402变软,从而去除隔板401。结果,分离玻璃基片201。
如图9E所示,使用金刚石刀片(磨石)切割由硅基片101制成的固态成像元件基片,从而使固态成像器件彼此分开。
根据所述方法,在结合前预先使用切割或蚀刻在隔板401上切割构成密封盖玻璃200的玻璃基片201。因此,本实施例的固态成像器件在结合后比在第一实施例中获得的固态成像器件经受更小的应力,因而提高制造产量。此外,尝试提高固态成像元件的可靠性。
(第八实施例)
现在将描述本发明的第八实施例。
在第七实施例中,使构成固态成像元件基片100的硅基片101以其现在的形式经受结合,而不事先在硅基片中形成切片槽104。最终,利用金刚石(磨石)切割固态成像元件基片。然而,本实施例的特征在于,已经事先在构成固态成像元件基片100的硅基片101中形成切片槽104,以及在结合后利用CMP从硅基片背面对其进行抛光,抛光将基片直至切片槽104,由此分离硅基片101同时减少硅基片厚度。在其它方面,第八实施例以与第七实施例相同的方式形成。
具体而言,图10A至10D示出第八实施例的结合和分离工艺。如图10A所示,将其中形成有切片槽104的硅基片101用作原材料。沟道截断环、沟道区以及例如电荷传递电极等元件区102使用普通硅工艺形成。而且,布线层也在表面中形成,且将用于建立外部连接的结合区BP由金层形成。
随后,如图10B所示,使用在各个基片的外缘中形成的定位标记(未示出)执行定位,且将以第七实施例中描述的方式由低α射线制成的密封盖玻璃200(具有隔板401)放置在固态成像元件基片100上。固态成像元件基片100和密封盖玻璃200借助于室温固化型粘合剂层207通过加压结合在一起。
如图10C所示,固态成像元件基片100的背面经受CMP(化学机械抛光),由此将硅基片101的背面移动到切片槽104。
通过这些工艺,可将玻璃基片分成片同时获得固态成像元件基片的厚度减少。即使在这种情形下,也可将研磨、抛光或蚀刻用于代替CMP。
如图10D所示,可将粘合剂层402加热和软化,从而去除隔板401。
(第九实施例)
现在将描述本发明的第九实施例。
在第七实施例中,使构成固态成像元件基片100的硅基片101以其现在的形式经受结合,而不事先在硅基片中形成切片槽104。最终,利用金刚石(磨石)切割固态成像元件基片。然而,在本实施例中,已经事先在构成固态成像元件基片100的硅基片101中和在构成密封盖玻璃200的玻璃基片201中形成隔板。在结合操作前,已经形成切片槽104和沟道部分204。在结合操作后,通过去除隔板301和401使粘合剂层402和302彼此分开。在其它方面,第九实施例以与第七实施例相同的方式形成。
具体而言,图11A至11D示出第九实施例的结合和分离工艺。上面结合有隔板301的硅基片101用作原材料。沟道截断环、沟道区以及例如电荷传递电极等元件区使用普通硅工艺形成。而且,布线层也在表面中形成,且将用于建立外部连接的结合区BP由金层形成。
如图11B所示,切片槽304在隔板301中形成,直达隔板301。
与第七和第八实施例相同,使得隔板401粘附到密封盖玻璃200,且凹槽部分404通过蚀刻或切割形成。
随后,如图11C所示,使用在各个基片的外缘中形成的定位标记(未示出)执行定位,且将具有隔板401且以与第七实施例中相同的方式形成的密封盖玻璃200放置在具有隔板301的固态成像元件基片100上。固态成像元件基片100和密封盖玻璃200借助于室温固化型粘合剂207通过加压结合在一起。
如图11D所示,使粘合剂层402和203软化以去除隔板301、401,从而将固态成像元件分成片。
将具有大致相同的软化温度的粘合剂用作粘合剂层302、402,且可同时软化。
在两个粘合剂层的其中之一已经软化或去除后,已经去除粘合剂层的基片可通过缠绕固定,且其余的粘合剂层可通过软化而去除。
通过所述构造,固态成像元件不易在结合后承受过多的压力,从而对固态成像元件造成的损坏。
(第十实施例)
现在将描述本发明的第十实施例。
如图2A和2B所示,在第一至第九实施例中,在形成其中形成厚度为0.1mm的隔离片203S的密封盖玻璃200时,使硅基片203(将成为隔离片)通过粘合剂粘附到玻璃基片201上。硅基片203通过使用光刻技术的蚀刻法图案化,并形成切片槽104。然而,在本实施例中,如图12A和12B所示,在隔板501上蚀刻隔离片203S。随后,使隔离片203S通过粘合剂层202粘附到玻璃基片201。在其它方面,第十实施例以与前述实施例相同的方式形成。
如图12A所示,使待成为隔离片的硅基片203通过软化温度为约50℃到约150℃的粘合剂层502粘附到由硅基片制成的隔板501上。硅基片203通过使用光刻技术的蚀刻法图案化,从而形成隔离片203S。
如图12B所示,使玻璃基片201通过软化温度为约100℃到约200℃的粘合剂层202粘附到隔离片203S上。
在粘附玻璃基片201后,将基片加热到粘合剂层202没有软化但粘合剂层502变软的温度(即约50℃到约150℃),由此软化粘合剂层502,以去除隔板501。从而,形成具有隔离片的密封盖玻璃200。
这种方法不需要在玻璃基片上加工隔离片,从而防止玻璃基片201中出现裂纹(flaw),否则该裂纹将造成雾化。
将用作隔板的粘合剂层502应当能经得住光刻中使用的烘烤温度。由于必须去除隔板501,所以将用于使隔离片203S粘附到玻璃基片201的粘合剂层202的软化温度必须比粘合剂层502的软化温度高很多。
当必须在玻璃基片中形成凹槽部分时,如图13所示,应当在粘附粘合剂层之前利用切割或蚀刻形成沟道部分204。在去除隔板501后,应当通过切割或蚀刻形成凸起或凹槽。
切片和切割工艺与已经结合第一至第三实施例描述的图3至图5所示相同。
(第十一实施例)
现在将描述本发明的第十一实施例。
在第一至第十实施例中,分别形成隔离片203S,并使其通过粘合剂层进行粘附。然而,在本实施例中,利用使用光刻技术的蚀刻法,通过在由低α射线玻璃制成的玻璃基片201中形成凹槽部分205形成隔离片206。在其它方面,第十一实施例以与前述实施例相同的方式形成。
具体而言,如图14A所示,制备玻璃基片201。
如图14B所示,凹槽部分205利用使用光刻技术的蚀刻法形成,从而形成设置有隔离片206的玻璃基片。
通过该构造,隔离片206整体形成,从而容易制造,且不会产生位置移动。另外,在结合部分也不会产生扭曲。
(第十二实施例)
现在将描述本发明的第十二实施例。
第十一实施例已经描述了形成密封盖玻璃200的方法,其中该密封盖玻璃200具有整体形成的厚度为0.1mm的隔离片206。然而,如图15A至15C所示,也可事先利用蚀刻形成沟道部分204。
在本实施例中,通过使用光刻技术的蚀刻法在玻璃基片201中形成凹槽部分205,从而整体形成隔离片206。作为形成沟道部分204的结果,用于使密封盖玻璃200的边缘进入关于固态成像元件基片100的边缘的内部的玻璃基片的沟道部分204通过蚀刻形成。因此,可减少扭曲的出现,从而方便了分离工艺。
具体而言,如图15A所示,制备玻璃基片201。
如图15B所示,通过使用光刻技术的蚀刻法在玻璃基片201中形成凹槽部分205。
随后,如图15C所示,玻璃基片201通过使用光刻技术的蚀刻法被蚀刻地更深,从而形成沟道部分204和整体形成隔离片206。
这些工艺步骤在蚀刻深度上彼此不同,因此,需要两个蚀刻操作。抗蚀图(将成为掩模)可形成双层结构。根据一种可能的方法,在蚀刻将用于形成隔离片的沟道部分204后,仅有选择地去除上部抗蚀图,从而执行蚀刻,同时仅将下部抗蚀图作为掩模。
结合和分离工艺与已经接合第一至第三实施例进行了描述的图3至图5示出的工艺相同。
(第十三实施例)
现在将描述本发明的第十三实施例。
第十一和第十二实施例已经描述了用于形成密封盖玻璃200的方法,厚度为0.1mm的隔离片206集成在密封盖玻璃中。然而,如图16A至16D所示,用于隔离片的硅基片203被粘附至其中形成有沟道区204的玻璃基片201。然后,基片可通过采用光刻技术的蚀刻法选择性地去除,从而形成隔离片203S。其它方面,以同第十一和第十二实施例相同的方式形成第十三实施例。
在本发明中,通过采用光刻技术的蚀刻法在玻璃基片201中形成沟道区204,从而整体形成隔离片206。通过蚀刻形成玻璃基片的沟道区204,用于使密封盖玻璃200的边缘相对于固态成像元件基片100的边缘达到里侧。因此,扭曲的发生得以减少,从而有助于分离工艺。
[62]特别地,如图16A所示,制备玻璃基片201。
如图16B所示,通过采用光刻技术的蚀刻法在玻璃基片201中形成沟道区204,从而形成沟道区204。
随后,如图16C所示,起到用于隔离片的基片的硅基片203通过粘合层202来粘合至玻璃基片201。
进而,如图16D所示,通过采用光刻技术的蚀刻法整体形成隔离片203S。
通过该方法,能够高精确度地形成具有高可靠性的隔离片的密封玻璃盖200。
切片和切割工艺和图3至图5中示出的一样,已经结合第一至第三实施例进行了说明。
(第十四实施例)
现在将说明本发明的第十四实施例。
如图16A至16D所示,在第十三实施例,硅基片203的厚度为0.1mm,将变成隔离片,通过粘合剂粘合至玻璃基片201。通过采用光刻技术的蚀刻法对硅基片203制作图案,从而形成由低α射线玻璃制成的密封盖玻璃200。然而,在本实施例中,如图17A和17B所示,在隔板501上蚀刻隔离片203S。接着,隔离片203S通过粘合层202粘合至具有形成在其上的沟道区204的玻璃基片201。其它方面,第十四实施例以与第十三实施例相同的方式形成。
特别地,将变成隔离板的硅基片203通过具有50℃至150℃或该温度左右的软化温度的粘合层502粘合至由硅基片制成的隔板501。如图17A所示,通过采用光刻技术的蚀刻法对硅基片203制作图案,从而形成隔片203S。
如图17B所示,具有沟道区204的玻璃基片201通过具有100℃至200℃或该温度左右的软化温度的粘合层202粘合至隔离片203S。
在粘合玻璃基片201之后,粘合层502被加热至50℃至150℃,在该温度范围内粘合层202不被软化,粘合层502被软化从而移除隔板501,从而形成具有隔离片的密封盖玻璃200,如图17C所示。
该方法不需要处理处理玻璃基片上的隔离片,从而防止了玻璃基片201缺陷的发生,这些缺陷通常由于雾化而产生。
这种粘合及分离工艺与图3至图5示出的相同,这已经结合第一至第三实施例进行了描述。
(第十五实施例)
下面将描述本发明的第十五实施例。
第十二至第十四实施例已经描述了制造密封盖玻璃200的工艺,该密封盖玻璃200具有便于分离工艺的沟道区204,具有厚度为0.1mm的隔离片,由低α射线玻璃制成。第十五至第十七实施例的特征在于:通过使隔板401粘合至玻璃基片并形成沟道区204,从而提前分离基片;通过粘合后软化粘合层402将固态成像元件分割成片。其它方面,第十实施例以与第十四实施例相同的方式形成。
在图15A至15C中示出的实施例中,在具有集成的隔离片的密封盖玻璃的玻璃基片中形成有沟道区204,从而便于玻璃基片的分离。然而,在本实施例中,如图18所示,借助粘合层402,通过去除由玻璃基片制成的隔板可以轻易地影响分离。
玻璃板用作原材料。在粘合隔板后,通过采用光刻技术的蚀刻法形成沟道区204和隔离片206。
通过这种配置,通过加热,在分离时,仅需要软化粘合层402。因此可以非常容易地进行分离。
接合和分离工艺与结合第七至第九实施例中所述的相同。
(第十六实施例)
下面将描述本发明的第十六实施例。
本实施例的特征在于:玻璃基片201粘合至隔板401,其中玻璃基片201是结合第十三实施例已描述的类型的玻璃基片,通过使得厚度为0.1mm的隔离片203S粘合至凹槽区的玻璃板来形成玻璃基片;沟道区204已经提前形成在玻璃基片201中,从而使得在粘合之前分离玻璃基片本身;以及,在粘合操作后,软化粘合层402,从而除去隔板以分开单个的固态成像元件。
在本实施例中,如图19A和19B所示,通过粘合层402将隔板401粘合至整合有图16A和16B中所示的玻璃基片,从而形成沟道区204。
玻璃基片用作原材料。在粘合隔板后,以与第十三实施例相同的方式,形成深度抵达隔板的沟道区204和隔离片203S。
如图19A所示,隔板401通过粘合层402粘合至玻璃基片201。
如图19B所示,通过光刻法蚀刻玻璃基片201,从而在玻璃基片201的表面上形成沟道区,以抵达隔板401。
如图19C所示,用于隔离片的硅基片203通过粘合层202粘合至玻璃基片201。
如图19D所示,通过采用光刻技术的蚀刻法选择性地去除硅基片203,从而形成隔离片203S。
通过这种配置,在玻璃基片201已经结合至固态成像元件基片100后,通过在切割操作时进行加热,仅需要软化粘合层402,就可以轻易地分离固态成像元件。
结合和分离工艺与结合第七至第九实施例中所述的相同。
(第十七实施例)
下面将描述本发明的第十七实施例。
本实施例的特征在于:隔离片203S(已经在隔板501上图案化并具有0.1mm的厚度)和玻璃基片201粘合至隔板401,其中,玻璃基片201是结合第十四实施例已描述的类型的玻璃基片,通过使得隔离片203S粘合至玻璃基片(由低α射线玻璃制成并具有凹槽区)形成该玻璃基片,从而使得在结合之前分离玻璃基片本身;在结合操作后,软化粘合层402,从而除去隔板,分开单个的固态成像元件。其它方面,第十七实施例以与第十四实施例相同的方式形成。
在本实施例中,如图20A至20C所示,隔板401通过粘合层402粘合至根据图17A和17B的隔离片粘合型的玻璃基片。
玻璃基片用作原材料。在粘合隔板后,以与第十五实施例相同的方式,形成深度抵达隔板的沟道区204和隔离片203S。
特别地,变成隔离片的硅基片203通过粘合层502粘合至隔板501(将变成硅基片)。如图20A所示,通过采用光刻技术的蚀刻法对硅基片制作图案,从而形成隔离片203S。
如图20B所示,玻璃基片201通过粘合层202粘合至隔离片203S,该玻璃基片201具有形成以抵达隔板401的沟道区204。
在以这种方式粘合玻璃基片201后,软化粘合层502以除去隔板501。如图20C所示,形成具有隔离片的密封盖玻璃200。
通过这种配置,通过加热,仅需要在分离时软化粘合层402。因此,可以轻易地实现分离。
结合和分离工艺与结合第七至第九实施例中所述的相同。
(第十八实施例)
下面将描述本发明的第十八实施例。
第一至第十七实施例已经描述了其中厚度为0.1mm的隔离片形成在光传输基片上的实例。然而,第十八至第二十二实施例将描述其中隔离片设置在固态成像元件基片上的实例。
在本实施例中,隔离片106S整体形成在构成固态成像元件基片的硅基片101上。其它方面,本实施例以与其他实施例一样的方式形成。
如图21A所示,通过光刻技术在硅基片101的表面上形成抗蚀图案。如图21B所示,通过选择性地蚀刻同时将抗蚀图案当作掩模形成凹槽区105,从而形成隔离片106S。
如图21C所示,沟道截断环层、沟道区以及元件区域102,诸如电荷传递电极,通过使用普通的硅工艺形成在隔离片106S包围的元件形成区中。进而,布线层也形成在表面中,由金层形成用来建立外部连接的结合区BP。
接着,如图21D所示,其中有沟道区204的玻璃基片201由低α射线玻璃制成。如图21E所示,玻璃基片201被定位以对着形成有元件的固态成像元件基片100的表面,从而将玻璃基片201和固态成像元件基片100整合在一起。整合时,借助加压通过使用涂敷在隔离片的表面上室温固化型粘合层107能够整体集成玻璃基片201和固态成像元件基片100。
最后,如图21F所示,通过CMP较薄地制造玻璃基片和固态成像元件基片,从而使得能够分离固态成像元件基片。此处,用于减少厚度的工艺并不局限于CMP,可以通过研磨、抛光或蚀刻来进行。
当不在玻璃基片上形成沟道区204时,通过使用切片或激光进行分离能够高操纵性地分开固态成像元件。而且,当不在硅基片上形成薄片凹槽104时,通过使用金钢石刀片进行分离能够高操纵性地分开固态成像元件。
根据这种方法,隔离片与固态成像元件基片整体形成,从而能够形成高可靠性的固态成像器件,而不会发生结合区扭曲。
(第十九实施例)
下面将描述本发明的第十九实施例。
第十八实施例已经描述了厚度为0.1mm的隔离片整体形成在固态成像元件基片上。然而,在本实施例中,硅基片108通过粘合层107粘合至固态成像元件基片,硅基片108可形成为固态成像元件基片的图案。其它方面,本实施例以和第十八实施例相同的方式形成。
如图22A至22C所示,在本实施例中,沟道截断环层、沟道区以及元件区域,诸如电荷传递电极,通过使用普通的硅工艺形成。进而,布线层也形成在表面中,由金层形成用来建立外部连接的结合区BP。
如图22A所示,硅基片103通过粘合层107粘合至固态成像元件基片。
接着,如图22B所示,通过采用光刻技术的蚀刻法选择性地除去硅基片103,从而形成隔离片103S。
如图22C所示,粘合层109涂敷到隔离片103S上,从而形成薄片凹槽104。
根据该方法,在已经在硅基片上形成元件区后形成隔离片。因此,隔离片将不妨碍元件区的形成,从而便于制造操作。因为隔离片没有整体形成,轻微扭曲的问题将不可避免的发生。
结合和分离工艺与结合前述实施例中所述的相同。
(第二十实施例)
下面将描述本发明的第二十实施例。
第十九实施例已经描述了通过使硅基片108借助粘合层107粘合至固态成像元件基片并在固态成像元件基片蚀刻硅基片来形成厚度为0.1mm的隔离片103。在本实施例中,通过使用隔板601可以在隔板上形成隔离片103,隔离片可粘合至其上形成有固态成像元件的硅基片101;即,基片将被用于形成固态成像元件。在其它方面,本实施例以与第十九实施例一样的方式形成。
特别地,如图23A所示,将要变成隔离片的硅基片103通过粘合层602粘合至硅基片制成的隔板601,粘合层602的软化温度为50℃至150℃或其左右。通过采用光刻技术的蚀刻法选择性地去除硅基片103,从而形成隔离片103S。
如图23B所示,具有形成在其上的固态成像元件的硅基片101通过粘合层202隔离片103S,粘合层202的软化温度为100℃至200℃或其左右。
在粘合具有其上形成有固态成像元件的硅基片101后,粘合层602加热至50℃至150℃或其左右并软化,从而去除隔板601。如图23D所示,接着形成薄片凹槽104。以如图22B所示的相同方式形成具有隔离片的固态成像元件基片100。
将玻璃基片和固态成像元件基片结合在一起和分离基片的工艺与结合第十八实施例描述的工艺相同。
该方法消除了在固态成像元件基片上加工隔离片的必要性。因此,这样防止了由于固态成像元件基片的缺陷而造成的生产率下降。
在本实施例中,在制备隔离片后形成了薄片凹槽104。然而,不用说,薄片凹槽104可以在隔离片制备前形成。
在该实施例中,通过使用粘合层来执行将玻璃基片结合至隔离片和将构成固态成像元件的结合至隔离片的过程。然而,如果它们在室温下通过表面活化直接结合,能够实现坚固的结合。
在第一至第二十实施例中(排除第十一、第十二、和第十五实施例),硅基片用作隔离片。然而,隔离片并不限于硅基片,热膨胀系数与固态成像元件接近的42合金也适用。作为选择,热膨胀系数与光传输基片接近的材料也可被采用。另外,聚酰亚胺树脂也可以使用。在这种情况下,隔离片为柔性的,影响由于温度变化而发生的反向扭曲的扭曲吸收效果。
而且,隔离片通过使用粘合带形成。在这种情况下,在整个基片上粘合粘合带后,通过激光加工等切割该带,因此高精确度切割变得可能。
在第一至第二十实施例中,当采用隔板时,使用硅基片或玻璃基片。然而,本发明并不限于这些实施例,也可以使用金属板。而且,还可以采用柔韧性薄膜。
还可以将半固化树脂、UV固化树脂、UV/热固组合型树脂或热固化树脂涂敷到粘合层上。
另外,根据需要,可以选择移植法、丝网印刷法或分配法作为用于形成粘合层的方法。
在第十八至第二十实施例中,在形成隔离片之前形成薄片凹槽。然而,不用说,也可以在隔离片形成后形成薄片凹槽。
(第二十一实施例)
下面将描述作为本发明的第二十一实施例的装配有加强板的固态成像器件。
如图24所示,固态成像器件的特征在于:由硅基片制成的加强板701通过硅氧化膜(未示出)粘合至构成第一实施例的固态成像器件的固态成像元件基片101的硅基片的背面。此处,加强板701(其表面覆盖有硅氧化膜且由硅基片制成)通过表面活性室温结合直接结合至固态成像元件基片。即使在这种情况下,从固态成像元件基片的表面到密封盖玻璃的距离是0.6mm左右。
该实施例的固态成像器件在元件配置上与结合第一实施例所描述的相同,但是其特征在于:通过CMP法等将硅基片的背面减少至一半;以及为了补偿硅基片的强度降低,加强板701结合至硅基片的背面。
这种配置使得固态成像元件基片100的厚度减少,驱动速度降低,且通过使用加强板补偿由于厚度减少而造成的强度属性下降。进而,还改善了耐湿特性。
下面将描述制造固态成像器件的工艺。
直到用于将由低α射线玻璃制成的玻璃基片粘合至固态成像元件基片的工艺的所有工艺都与结合第一实施例描述的相同。特别地,如图25A所示,元件区(通过使用普通的硅工艺形成固态成像元件的区域)形成在其中已经提前形成有薄片凹槽104的硅基片101中。在表面中还形成布线层,由金层形成用于建立外部连接的结合区BP。
接着,如图25B所示,通过形成在各个基片的外边缘中的定位标记可以进行定位操作,在其中已经以上述方式形成的元件区的固态成像元件基片100上放置密封盖玻璃200。通过采用室温固化型粘合剂的加压法整体形成固态成像元件基片100和密封盖玻璃200。可以通过使用表面活化室温结合执行属于这种工艺的工艺。
如图25C所示,通过相同的方式以CMP法等从硅基片101的背面对其进行抛光,直到基片被抛光至薄片凹槽104,而精确地留下玻璃基片,从而使得固态成像器件彼此分开。
如图25D所示,加强板701(其表面覆盖有硅氧化膜(未示出)并由硅基片制成)通过表面活化室温结合直接结合至厚度已经减少的硅基片101的背面。
最后,玻璃基片201的背面去除至沟道部分204,从而减少了玻璃基片201的厚度并彼此分开固态成像元件。最终,通过使用金钢石板(磨石)切割加强板,从而形成固态成像器件,每个都具有加强板,如图25E所示。
如上所述,很容易地形成了固态成像器件。
根据本发明的方法,在固态成像元件已经以集成方式装配后,元件彼此分开而不涉及诸如引线接合等电连接。因此,固态成像器件的制造较容易,且固态成像器件容易操纵。此外,首先减少了硅基片的厚度,从而分离固态成像元件。在加强元件已经粘合至硅基片后,切割加强板。因此,实现了高可靠性。
尽管在本实施例中使用了形成在玻璃基片上的隔离片上,形成在固态成像元件基片上的隔离片或分开的隔离片也可被使用。在本实施例中,加强板由从固态成像元件基片分离的硅基片形成,从而使得加强板具有热隔绝性。然而,通过使用超导热性的基片,可以将加强板用作散热器。在本发明中,防潮属性得到增强。然而,即使没有提供薄片凹槽104时,本发明也可以适用。
(第二十二实施例)
在本发明的第二十二实施例中,如图26所示,诸如钨或铬的金属基片用于代替加强板进行粘合,从而实现护板801。其它方面,本实施例以与其他实施例完全相同的方式形成。
根据这种结构,可以屏蔽电磁波,从而使得能够试图降低不想要的发射噪声。
(第二十三实施例)
下面将描述本发明的第二十三实施例。
在第一至第二十二实施例中,结合区形成在固态成像元件基片的表面上,从而暴露。光传输基片(也就是由低α射线玻璃制成的玻璃基片)201的边缘相对于固态成像元件基片的边缘进入里侧,使得电连接在固态成像元件基片的表面变得可能。然而,本发明的特征在于形成固态成像元件基片和玻璃基片,使得具有相同的边缘。如图27C所示,本实施例的特征还在于:通过形成以穿透固态成像元件基片100和附着在其背面的加强板的通孔H从背面提取信号。附图标记108指示导体层;109指示起到绝缘层作用的硅氧化层。起到光传输件作用的玻璃基片201通过厚度为0.1mm的隔离片203S结合至其上具有固态成像元件基片100的表面,并由硅基片101形成,硅基片起到半导体基片的作用,从而提供间隙C使得对应于硅基片101的光接收区。通过形成在硅基片101中的通孔H从固态成像元件基片100提取信号。通孔构成垫片113和凸块114,它们用作形成在固态成像元件基片100背面上的外部提取端子。外边缘通过切割分成片,并且外部连接通过凸块114建立。此处,如图28D所示,通孔通过各向异性导电膜115连接至外围电路基片901。除此之外,使用超声波的扩散结合、焊接以及基于热压结合的共晶结合也是有效的。另外,间隙可以用树脂进行填充。此处,隔离片203S的高度为30μm至150μm,优选为80μm至120μm。其它方面,本实施例以与第一实施例相同的模式形成。
图27A至27C和图28A至28D示出了制造固态成像器件的工艺。
特别地,根据该方法,加强基片701(设置有硅氧化膜(未示出)且由硅基片形成)通过表面活性室温结合法结合至固态成像元件基片100的背面,其中通过使用与图6A和6B示出的工艺相同方式的常规硅工艺(图27A)形成用于形成固态成像元件的元件区以及用于建立外部连接的结合区BP。
然后,如图27B所示,通过形成在各个基片的外边缘的定位标记进行定位,在以上述方式形成的固态成像元件基片100上设置密封盖玻璃200(其中,隔离片203S结合至平板状玻璃基片201)。通过使用室温固化型粘合层207的加压处理整体形成固态成像元件基片100和密封盖玻璃200。
通过采用光刻技术的蚀刻法从加强板701的背面形成通孔。硅氧化膜109通过CVD法形成在通孔内。然后,加强板经受诸如RIE或ICP干蚀刻的各向异性蚀刻,从而仅在通孔的侧壁上留下硅氧化膜109。如图27C所示,暴露出结合区BP。
如图28A所示,通过采用WF6的CVD法,将钨膜作为与结合区接触的半导体层108形成在通孔中。
如图28B所示,在加强板701的表面上形成结合区113和凸块114。
以这种方式,在加强板701上形成信号电极端子和加强电极端子。
如图28C所示,在该加强板701的表面上涂敷各向异性导电膜115(ACP)。
最终,如图28D所示,其中形成有驱动电路的电路板901通过各向同性膜115连接至加强板。在电路板901上形成接触层117和结合区118,接触层117由承载在通孔中的导电层形成,通孔用于穿透电路板。
因此,电路板901能够通过结合区118容易地与电路板(诸如印刷电路板)连接。接触层117形成,同时与形成在固态成像元件基片中的导电层108对准。
然后,沿着切割线DC切割整个晶圆,从而使固态成像器件彼此分开。(图中仅示出了一个固态成像器件,但是在一个晶圆上连续形成多个固态成像元件。)
从而可以易于高可加工性地形成固态成像器件。
加强板701由其上形成有硅氧化膜的硅基片形成,从而固态成像元件基片100能够绝热或电绝缘。
在该实施例中,通过CVD法在通孔中形成导电层。然而,导电层易于冲向(charged into)具有高可加工性的高长宽比的接触孔,即使采用电镀法、真空丝网印刷法或真空吸引法。
进而,在本实施例中,通过使用通孔,在具有固态成像元件基片外围电路的电路板的前面和背面建立电连接。而且,还能采用用于形成接触的方法,使得通过使电路板的前面和后面杂质扩散将电路板的前面和后面电连接在一起。
能够在加强板701上形成信号提取电极端子和激励电极端子。
(第二十四实施例)
下面将描述本发明的第二十四实施例。
在第二十三实施例中,形成通孔使得穿过加强板701,形成导体层111。然而,在本实施例中,通过使用硅基片(其中已经提前形成有孔(垂直孔))形成固态成像元件基片。结果,仅需要形成垂直孔至较浅的深度,从而增强了生产率。进而,可以增加产品生产率。在其它方面,本实施例以与第二十三实施例相同的方式形成。
特别地,如图29A所示,在形成固态成像元件之前,通过光刻技术在硅基片的背面形成光刻图案。硅基片还经受RIE(活性离子蚀刻),光刻图案被当作掩模,从而形成垂直孔118。由铝或类似物制成的垫片110已经在该工艺中提前形成在硅基片的表面上,接着形成垂直孔118以到达垫片。
如图29B所示,硅氧化膜119通过CVD法形成在垂直孔的内壁上。
如图29C所示,用来制造固态成像元件的元件区通过使用与其他实施例相同的方式的常规硅工艺形成。
如图29D所示,通过形成在每个基片外边缘的定位标记执行定位操作,在以上述方法形成的固态成像元件基片100上设置密封盖玻璃200,其中厚度为0.1mm的隔离片203S结合至盘状玻璃基片201。通过室温固化型粘合层207加压,整体形成固态成像元件基片100和密封盖玻璃200。即使在这种情况下,通过使用表面活化室温结合可以执行属于这种工艺的工艺。
如图29E所示,加强板701通过表面活化室温结合法结合至这种固态成像元件基片100的背面。通过采用光刻技术的蚀刻法将通孔108形成在固态成像元件基片的背面使得抵达垂直孔119。即使在这种情况下,通孔的内壁根据需要预先绝缘。进而,也可使用其中通孔预先形成的加强板。
接着,执行属于已经结合第二十三实施例描述的在图28A至28D中示出工艺的工艺,从而轻易地形成固态成像器件,其中基片层叠在具有形成在其上的外围电路的电路板上。
如上所述,在本实施例中,仅需要形成较浅深度的垂直孔,因此增强了生产率。进而,可以设法提高生产率。
(第二十五实施例)
现在将描述本发明的第二十五实施例。
在第二十四实施例中,形成接触点,以穿透加强板701、固态成像元件基片以及电路板,从设置在电路板上的电极提取信号。然而,如图30A和30B所示,本实施例的特征在于:在侧壁上形成起到布线层作用的导体层120;从固态成像器件的侧壁上的电极提取信号。其它方面,本实施例以与第二十四实施例相同的方式形成。
将被冲向通孔的导体层120由诸如钨的光屏蔽材料形成。结果,固态成像器件屏蔽光,尽管并非优选,从而能够降低误操作的机会。
如果由聚酰亚胺树脂、陶瓷、结晶玻璃、以及前面和后面都氧化的硅基片构成加强板,根据需要,加强板可以起到绝热基片的作用。可选地,可以由具有防潮属性的密封或遮光材料制成加强板。
(第二十六实施例)
下面将描述第二十六实施例。
如图28所示,在第二十三和第二十四实施例中,固态成像元件基片100的背面通过加强板堆叠到外围电路板。然而,在本实施例中,如图31所示,固态成像元件基片100堆叠在外围电路板901上,加强板701连续堆叠在外围电路板上。其它方面,本实施例以与第二十四或第二十五实施例相同的方式形成。
这种加强板还起到散热器的作用。
还可以与第二十三或第二十四实施例相同的方式执行制造工艺。然而,固态成像元件基片100和外围电路板901彼此靠近定位,因此相应地减少了连接阻抗,从而使能够高速操作。
下面将描述本发明的第二十七实施例。
在第二十六实施例中,在基片上形成通孔,从外围电路板的背面上设置的电极提取信号。然而,如图32所示,本实施例的特征在于:导电层120起到布线层的作用,通过绝缘膜121形成在侧壁上。其它方面,本实施例以与第二十六实施例相同的方式形成。
以与第二十五实施例实质相同的方式执行制造操作。然而,通过仅仅在包含形成在通孔中的触点的位置处设置切割线就能轻易地形成固态成像器件(其中布线图案形成在侧壁上)。
在这种固态成像器件中,布线图案形成在侧壁上,从而还能够在侧壁上形成信号提取端子和电流供应端子。不用说,可以通过在外围电路板901的背面形成垫片和凸块可以建立连接。附图标记701指示加强板。
在第二十一至第二十七实施例中,由低α射线玻璃制成的密封盖玻璃200能够以结合第一至第二十实施例描述的制造方法形成。
(第二十八实施例)
下面将描述本发明的第二十八实施例。
在第二十三实施例中,通孔形成在基片中,从设置在外围电路板的背面上的电极提取信号。如图33所示,本实施例的特征在于:导体层209形成在通孔208中,通孔形成在由低α射线玻璃制成的玻璃基片201和厚度为0.1mm的隔离片203S中;信号提取端子和电流供应端子形成在玻璃基片的表面。其他方面,本实施例以与如图27和28所示的第二十三实施例相同的方式形成。
用于制造固态成像器件的工艺将在图34A至34F和图35A至35E中示出。
在第二十三实施例中,在图27C中示出的工艺过程中,通孔形成在固态成像元件基片100上,信号提取端子和电流供应端子形成在固态成像元件基片的背面上。这种方法的特征在于:将隔离片203S粘合至构成密封盖玻璃200的玻璃基片201;在这种状态下,形成通孔以使穿透隔离片和玻璃基片;导体层形成在通孔208中;以及信号提取端子和电流供应端子形成在密封盖玻璃的表面。
如图34A中的(1)所示,首先准备硅基片203,隔离片由此形成并具有30至120μm的厚度。
接着,如图34A中的(2)所示,准备将用来构成密封盖玻璃200的玻璃基片201。
如图34B所示,粘合层202涂敷在基片203的表面上。
接着,如图34C所示,覆盖有粘合层202的硅基片203粘合至玻璃基片201的表面。
如图34D所示,通过光刻技术形成抗蚀图案。硅基片还经受RIE(活性离子蚀刻),同时抗蚀图案用作掩模。事先已经将粘合剂涂敷在对应于光电二极管的区域;即对应于光接收区域(图1B中用40表示)的区域,以便排除凹槽区域205。可选地,在已经经受RIE后通过使用氧等离子体,使得硅基片经受去除工艺。
如图34E所示,通过光刻技术形成抗蚀图案。硅基片还经受RIE(活性离子蚀刻),同时抗蚀图案用作掩模,从而形成通孔208以便穿透隔离片203S和玻璃基片201。
根据需要,至少通过CVD在由硅制成的隔离片的内壁上形成硅氧化膜
(未示出)。
当由绝缘体(诸如玻璃或树脂)形成隔离片时,这一工艺变得不必要。可以在隔离片的内壁或外壁上形成遮光膜。
如图35A所示,通过真空丝网印刷或使用导电膏(诸如银膏或铜膏)的金属电镀在通孔的绝缘内壁上形成导体层209,从而形成穿通接触区,能够穿透隔离片203S和玻璃基片201。
如图35B所示,在带有隔离片的玻璃基片的前面和后面形成金结合区210、211或凸块212,以与贯通接触区接触。形成薄膜时在玻璃基片的前面和后面上形成薄金膜,通过采用光刻技术的蚀刻法对基片制作图案。还可以采用丝网印刷或选择性电镀进行图案化。
如图35C所示,在凸块和垫片上涂敷各向异性导电树脂膜213。
如图35D所示,以与第二十三实施例相同的方式(见图27A)形成固态成像元件基片100,其中形成有加强板701。
如图35E所示,通过形成在各个基片的外边缘中的定位标记进行定位操作,在以上述方式形成的固态成像元件基片100上形成密封盖玻璃200,其中隔离片203S结合至盘状玻璃基片201。通过各向异性导电膜213整体形成固态成像元件基片100和密封盖玻璃200。
然后,沿着切割线DC切割整个晶圆,从而将固态成像器件彼此分开。
以这种方式,可以高操纵性地形成固态成像器件,其中在密封盖玻璃上形成接触区(诸如结合区)。
(第二十九实施例)
下面将描述本发明的第二十九实施例。
第二十八实施例已经描述了固态成像器件,其中形成有通孔,用于穿过由低α射线玻璃制成的玻璃基片和厚度为0.1mm的隔离片,其中在密封盖玻璃上形成诸如结合区的接触区。然而,第三十至第三十三实施例将描述这一实施例的变化。
本实施例的特征在于在隔离片中形成通孔。如图36A所示,准备玻璃基片201。
如图36B所示,通过光模法在玻璃基片201的表面上形成光固化树脂,从而形成隔离片213。
接着,如图36C所示,通过采用光刻技术的蚀刻法形成通孔208。
如上所述,可以轻易地获得具有隔离片且其中形成有通孔的密封盖。
以与参照第二十八实施例所述的相同的方式执行与如图35A至35E所示的结合工艺有关的工艺。密封盖玻璃粘合至固态成像元件基片,并且切割晶圆。结果,能够形成图35E所示的固态成像器件。
通过这种方法,可以轻易地形成隔离片。在该实施例中尽管采用了光固化树脂,也可以采用粘合剂本身。玻璃基片和隔离片整体形成,从而减少了翘曲或扭曲,便于制造操作。
(第三十实施例)
下面将描述本发明的第三十实施例。
在第二十八实施例中,用于形成隔离片的硅基片粘合至由低α射线玻璃制成的玻璃基片,对晶圆制作图案。然而,在本实施例中,在单个蚀刻工艺期间蚀刻玻璃基片,同时形成凹槽区域和通孔。其它方面,本实施例以与第二十八实施例相同的方式形成。
如图37A示出,在本实施例中准备玻璃基片201。
如图37B所示,在玻璃基片201的前面和背面上形成抗蚀图案。根据需要,开口设置在玻璃基片(其中形成有通孔)的前面和背面的区域上,开口仅形成在凹槽部分205的背面和形成薄片凹槽204的区域的背面。
如图37C所示,蚀刻玻璃基片的表面,同时设置在两侧的抗蚀图案被当作掩模,从而同时形成凹槽部分205、薄片凹槽(未示出)以及通孔208。
如上所述,整体形成厚度为0.1mm的隔离片,能够获得其上形成有通孔的密封盖玻璃。
接着,以与参照第二十八实施例所述的相同的方式执行与如图35A至35E所示的结合工艺有关的工艺。密封盖玻璃粘合至固态成像元件基片,并且切割晶圆。结果,能够获得如图35E所示的固态成像器件。
整体形成玻璃基片和隔离片,从而可以避免翘曲和扭曲,便于制造操作。
(第三十一实施例)
下面将描述本发明的第三十一实施例。
在第二十八实施例中,用于形成隔离片的硅基片粘合至由低α射线玻璃制成的玻璃基片,对晶圆制作图案。然而,在本实施例中,已经形成有图案且具有0.1mm厚度的隔离片203S粘合至玻璃基片201,在蚀刻处理过程中最终形成通孔。其它方面,本实施例以与第二十八实施例相同的方式形成。
在本实施例中,如图38A中(1)所示,准备玻璃基片。
如图38A中的(2)所示,制备用于形成隔离片的硅基片203。
如图38B所示,通过采用光刻技术的蚀刻法处理硅基片203,从而生成隔离片203S。
如图38C所示,粘合剂202涂敷在由此图案化的隔离片的表面上。
如图38D所示,隔离片203S粘合至玻璃基片201。
如图38E所示,通过采用光刻技术的蚀刻法形成通孔208。
如上所述,隔离片容易地粘合至玻璃基片,可以容易地获得其中形成有通孔的密封盖玻璃。
根据需要,至少通过CVD在由硅制成的隔离片的内壁上形成硅氧化膜(未示出)。
当由绝缘体(诸如玻璃或树脂)形成隔离片时,这一工艺变得不必要。可以在隔离片的内壁或外壁上形成遮光膜。接着,以与参照第二十八实施例所述的相同的方式执行与如图35A至35E所示的结合工艺有关的工艺。密封盖玻璃粘合至固态成像元件基片,并且切割晶圆。结果,能够获得如图35E所示的固态成像器件。
当隔离片粘合至玻璃基片时,还通过使用UV射线固化树脂、热固化树脂、其结合、或者半固化树脂的应用执行粘合操作,而不会因为不同热膨胀系数而引起晶圆翘曲,也不会由于在固态成像元件上的热应力的应用而造成的可靠性降低,还不会在以后的工序扣紧晶圆时发生失败。在制备粘合层时,根据需要,可以选择通过使用分配器、丝网印刷或冲压传输的粘合剂供应。
如图38C所示,通过喷射钨膜法已经事先在隔离片的凹槽部分的内壁上形成遮光膜215。
结果,可以获得较好的图像捕获特性而不需要提供额外的遮光膜。
(第三十二实施例)
下面将描述本发明的第三十二实施例。
在第二十八实施例中已经描述了,用于形成隔离片的硅基片粘合至由低α射线玻璃制成的玻璃基片;对玻璃基片制作图案;通过蚀刻最终形成了穿透玻璃基片和隔离片的通孔。在本实施例中,如图39A至39F所示,通过蚀刻处理硅基片的几何尺寸。隔离片203(在图39E中示出,其中形成有通孔208a,其厚度为0.1mm)通过使用晶圆尺度上的定位标记与玻璃基片201(在图39C中示出,其中形成有通孔208b)对准。隔离片203S和玻璃基片201通过使用粘合层202结合在一起。在其它方面,本实施例以与第二十八实施例相同的方式形成。
即使在这种情况下,也能够在朝向隔离片的凹槽部分的玻璃基片的内壁上形成遮光膜215。
通过这种方法,单独形成通孔,隔离片与玻璃基片结合在一起。因此,需要对准,但需要大约一半的长宽比,从而可以容易地形成通孔。接着,以与参照第二十八实施例所述的相同的方式执行与如图35A至35E所示的结合工艺有关的工艺。密封盖玻璃粘合至固态成像元件基片,切割晶圆。结果,能够获得如图35E所示的固态成像器件。
(第三十三实施例)
下面将描述本发明的第三十三实施例。在第二十八实施例中,用于形成隔离片的硅基片粘合至由低α射线玻璃制成的玻璃基片,在蚀刻工艺中,导电层209已经形成在穿透玻璃基片和隔离片的通孔中,隔离片的厚度为0.1mm。接着,固态成像元件基片100粘合至硅基片。然而,如图40A至40D所示,本实施例的特征在于:带有隔离片(其中形成有第二十八至第三十二实施例中形成的通孔)的玻璃基片200在晶圆刻度上对准,并与固态成像元件基片100结合并粘合至固态成像元件基片100,固态成像元件基片100上具有附着至其背面的加强板701,在通孔208中形成有导体层209。进而,形成结合区210使得与导体层209连接。其它方面,本实施例以与第二十八实施例相同的方式形成。
此处,在嵌入导体层209时,可以轻易地通过使用诸如铜浆的导电浆的真空丝网印刷或金属镀工艺轻易地实现嵌入。
(第三十四实施例)
下面将描述本发明的第三十四实施例。
在第一至第三十三实施例中,将由盘状组件制成的密封盖玻璃(由低α射线玻璃形成)用作光传输组件。然而,通过将成像功能给予构成光学器件的密封盖玻璃,可尝试使固态成像器件进一步小型化。
如图41所示,固态成像器件的特征在于,将具有透镜阵列的密封盖玻璃220用于代替结合第二十八实施例至第三十三实施例描述的密封盖玻璃200。
密封盖玻璃220利用模压法或蚀刻法形成。
在其它方面,本实施例以与第二十八实施例相同的方式形成。
如图33所示,在第二十八实施例中,导体层在通孔208中形成,且通孔208在玻璃基片201和隔离片203S中形成,垫片210在玻璃基片的上表面上形成。信号提取端子和供电端子在密封盖玻璃表面上形成。然而,在本实施例中,结合区BP连接到一些未示出的区域中的外部连接端子。在其它方面,本实施例以与图33和34所示的第二十八实施例相同的方式形成。
制造固态成像器件的工艺在图42A至42D和图43A至43C中示出。
具体而言,制造工艺与结合第二十八实施例描述的制造工艺的不同之处在于,将具有透镜阵列的密封盖玻璃220用于代替结合第二十八至第三十三实施例描述的密封盖玻璃200。
在第三十三实施例中,将厚度为0.1mm的隔离片203S粘附至构成密封盖玻璃200的玻璃基片201。在此状态下,将通孔208形成为穿透隔离片和玻璃基片。导体层在通孔208中形成,且信号提取端子和供电端子在密封盖玻璃的表面上形成。在此实施例中,可采用相同构造。
室温固化型粘合剂层207在密封盖玻璃220的隔离片203S的表面上形成,其中密封盖玻璃220具有在图42A至42D所示(图43A中所示)工艺期间形成的透镜阵列。
如图43B所示,其中形成加强板701的固态成像元件基片100以与第二十八实施例相同的方式制备。
如图43C所示,通过在各个基片的外缘中形成的定位标记执行定位。将具有透镜阵列的盖玻璃220(隔离片223S与其结合)放置在以上述方式形成的固态成像元件基片100上。固态成像基片100和密封盖玻璃220通过室温固化型粘合剂层207结合在一起。
将结合第三十五至第三十八实施例描述制造具有透镜阵列的密封盖玻璃220的工艺的改变。
(第三十五实施例)
现在将描述本发明的三十五实施例。
如图44A和44B所示,本实施例的特征在于:制备具有透镜阵列且由低α射线玻璃制成的密封盖玻璃220;通过蚀刻在盖玻璃背面中形成凹槽部分225,从而整体形成厚度为0.1mm的隔离片223S。在其它方面,本实施例以与前述实施例相同的方式形成。
可通过所述构造容易地使密封盖玻璃具有优良的可加工性。由于隔离片整体形成,所以可获得带有透镜阵列并具有高可靠性的密封盖玻璃220,而不会发生扭曲。
(第三十六实施例)
现在将描述本发明的三十六实施例。
如图45A所示,制备具有透镜阵列的玻璃基片220。
如图45B所示,利用光模法(optical molding method)在具有透镜阵列的玻璃基片220的表面上形成光固化树脂,从而形成厚度为0.1mm的隔离片223S。这样,可容易地获得其中形成有通孔的密封盖和隔离片。随后,以与结合第三十四实施例描述的相同的方式执行图43A至43C所示的关于安装工艺的加工(processing)。使密封盖玻璃粘附到固态成像元件基片,并切割晶圆。结果,可获得图43C所示的固态成像器件。
(第三十七实施例)
现在将描述本发明的第三十七实施例。
在第三十四实施例中,使硅基片粘附到由低α射线玻璃制成并具有透镜阵列的玻璃基片上,且使硅基片图案化。如图46A至46D所示,使通过蚀刻法形成且厚度为0.1mm的隔离片203S粘附到具有透镜阵列的密封盖玻璃220上。即使在此情形下,也使盖玻璃在安装工艺期间以与第三十六实施例相同的方式粘附到固态成像元件,使晶圆经受切割,从而可获得固态成像器件。
(第三十八实施例)
现在将描述本发明的第三十八实施例。
如图47所示,可同时将具有透镜阵列的密封盖玻璃220、厚度为0.1mm的隔离片203S、和具有加强板701的固态成像元件基片100固定在一起。
(第三十九实施例)
现在将描述本发明的第三十九实施例。
如图48A至48D所示,具有透镜阵列且由低α射线玻璃制成的密封盖玻璃220也可应用于固态成像器件,其中图28A至28D所示周围电路板901通过各有异性导电薄膜115堆叠在基片上。在其它方面,本实施例以与前述实施例相同的方式形成。
即使在连接外围电路板901时,也可将使用超声波的扩散结合、焊接结合、基于热压的共晶结合有效用于代替各有异性导电薄膜。此外,外围电路板可用树脂底部填充。
也可将带有透镜阵列的密封盖玻璃220用于代替由板状材料制成的密封盖玻璃220。
(第四十实施例)
现在将描述本发明的第四十实施例。
如图49所示,固态成像元件基片100、外围电路板901和加强板701可以结合第二十六实施例描述的图31中所示相同的方式依此顺序堆叠。在其它方面,本实施例以与前述实施例相同的方式形成。
(第四十一实施例)
现在将描述本发明的第四十一实施例。
如图50所示,具有设置在其侧壁上的布线图案221且厚度为0.1mm的隔离片也是有效的。
隔离片的制造与第二十七实施例中相同。通孔在隔离片中形成,且导体层在通孔中形成。在已经将固态成像基片和具有透镜的盖玻璃220粘在一起后,沿包括通孔的切割线切割晶圆,从而在侧壁上容易地实现布线。在其它方面,本实施例以与前述实施例相同的方式形成。
本实施例已经描述了用于通过使用粘合基层将构成密封盖玻璃的玻璃基片结合到隔离片和将固态成像元件基片结合到密封盖玻璃的方法。当关于所有实施例的隔离片和固态成像元件基片的表面由Si、金属或无机化合物制成时,隔离片和固态成像元件基片也可根据需要不使用粘合剂,而通过表面活化室温结合结合在一起。当盖玻璃由Pyrex玻璃制成和隔离片由Si制成时,可也使用阳极结合。当使用粘合剂层时,在不会发生以下情况时,即由于热膨胀系数不同而在晶圆中产生翘曲,由于将热应力应用于固态成像元件上而造成可靠性降低,或在随后的工艺中固定晶圆失败,可将热固粘合剂或热固/UV固化结合的粘合剂代替UV粘合剂用作粘合剂层。
当使用半固化型粘合剂时,以液体状态应用粘合剂。该粘合剂被半固化,并执行定位。结果,在定位操作期间可作出修改,因此可形成已经用高精度对准(align)的固态成像器件。
虽然已经结合第一实施例进行了描述,但根据需要,结合所有实施例描述制成隔离片的材料可选自下组:42合金、金属、玻璃、光敏聚酰亚胺、聚碳酸酯树脂以及硅基片。
当使用粘合剂层将固态成像元件基片和密封盖玻璃结合在一起时,形成贮槽,从而防止熔化的粘合剂层流出。这同样可应用于隔离片与固态成像元件的基片之间的结合处或隔离片与密封盖玻璃之间的结合处。从示出隔离片结合端的实例形状的图51A至图51F可知,可在结合处中形成凹槽部分或凸出部分,从而防止熔化的粘合剂层流出。
此外,根据使得固态成像元件基片和密封盖玻璃之间的结合变得牢固和防止固态成像元件变坏(deterioration)的观点,包含密封盖玻璃201的玻璃基片200与隔离片203S之间的结合处和隔离片与固态成像元件基片100之间的结合处可用密封树脂M密封,如图52所示,从而防止湿气侵入和获得高可靠性。
环氧基密封树脂、氧杂环丁烷基(oxetane-based)密封树脂、硅基密封树脂和丙烯酸密封树脂适合作为密封树脂。可采用能够形成理想的密封区、防止湿气侵入和获得高可靠性的任何树脂。
在形成时,通过使用诸如分配器等夹具(jig)将密封树脂供给除结合区BP(电极区)外的区域。在密封树脂固化后,将夹具去除,从而不翻转(overturn)结合区就可实现树脂密封。与前述粘合剂的情形相同,可在80℃或更低温度固化的密封树脂是理想的。将光固化树脂或室温固化型树脂用作树脂也是理想的。当使用光固化树脂时,夹具理想地由光传输组件构成。
在前述实施例中,通过执行CMP直到切片槽的位置,将其中形成有切片槽的基片分成片。然而,也可使用研磨、抛光或总体蚀刻。
在这些实施例中,当使用加强板(701)时,根据需要,加强板由聚酰亚胺树脂、陶瓷、结晶玻璃、或前后面都氧化的硅基片构成。结果,绝热基片的作用可给予加强板。可选地,加强板可由光屏蔽材料制成。
在这些实施例中,当必须将玻璃基片和隔离片粘在一起时,在不会发生以下情况时,即由于热膨胀系数不同而在晶圆中产生翘曲,由于将热应力应用于固态成像元件上而造成可靠性降低,或在随后的工艺中结合晶圆失败,可以通过使用UV辐射固化树脂、热固树脂、其组合,或应用半固化型粘合剂。
在形成粘合剂时,根据需要,可选择使用分配器、丝网印刷或冲压传递(stamping transfer)等供应粘合剂。
此外,结合这些实施例描述的实例可在可应用于所有实施例的修改范围内相互修改。
如已经描述的,根据本发明的固态成像器件,将低α射线玻璃用作光传输元件,因此可提供图像噪声很小的高可靠性固态成像器件。
根据制造本发明的固态成像器件的方法,将低α射线玻璃用作光传输元件,并在晶圆规模上执行定位。元件以集合的方式安装,包括形成外部提取电极端子,从而集成该元件。随后,为每个固态成像元件分离晶圆。因此,可形成容易制造的具有高可靠性的固态成像器件。
本发明的固态成像器件可应用于数码相机。
本申请所要求的外国优先权的所有外国专利申请全部结合于此作为参考。