JP7792911B2 - 半導体素子、半導体装置及び半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子、半導体装置及び半導体素子の製造方法Info
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Description
1.第1の実施形態
2.第2の実施形態
3.第3の実施形態
4.第4の実施形態
5.撮像装置の構成
[撮像素子の構成]
図1は、本開示の実施形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図は、撮像素子1の構成例を表すブロック図である。この撮像素子1を例に挙げて本開示の実施形態に係る半導体素子を説明する。撮像素子1は、被写体の画像データを生成する半導体素子である。撮像素子1は、画素アレイ部10と、垂直駆動部20と、カラム信号処理部30とを備える。
図2は、本開示の実施形態に係る撮像素子の構成例を示す平面図である。同図は、撮像素子1の構成例を表す平面図であり、撮像素子1の裏面側の構成例を表す図である。撮像素子1は、半導体基板110及び配線領域120を備える。配線領域120は、半導体基板110の表面側に配置される。なお、同図の撮像素子1の裏面側は、半導体基板110の裏面側に対応する。図1において説明した画素アレイ部10は、半導体基板110の裏面側の中央部に形成される。同図に於ける左右の端部近傍の半導体基板110は除去され、配線領域120が露出した領域が形成される。この領域を半導体基板除去領域190と称する。同図の半導体基板除去領域190は、撮像素子1の左右の側面に沿って形成される例を表したものである。
図3は、本開示の第1の実施形態に係る撮像素子の構成例を示す断面図である。同図は、撮像素子1の構成例を表す断面図である。同図の撮像素子1は、半導体基板110と、配線領域120と、絶縁膜141および153と、カラーフィルタ142と、オンチップレンズ151と、支持基板160とを備える。なお、同図には、ボンディングワイヤ90を記載した。
図4は、本開示の実施形態に係るシェア強度試験の一例を示す図である。同図は、シェア強度試験によりボンディングワイヤ90の接着強度を測定する例を表したものである。便宜上、同図の撮像素子1は、簡略化して記載した。シェア強度試験は、次の手順により行うことができる。まず、試験器具500を接着部91の横、すなわち領域191に配置する。次に、試験器具500を矢印の方向に移動させて接着部91に当接させるとともに接着部91を押動して剪断する。この剪断の際の加重を測定することにより、接着強度を測定することができる。同図の点線は、破断された接着部91を表す。このように、領域191は接着強度の測定のためにボンディングワイヤ90を押動して剪断する試験器具500を配置する領域であり、領域192は押動された接着部91が移動する領域である。本開示の撮像素子1は、領域191及び192を含む半導体基板除去領域190を有することにより、ボンディングワイヤ90の接着強度を精密に測定することができる。
図5A乃至5Fは、本開示の第1の実施形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。図5A乃至5Fは、撮像素子1の製造工程の一例を表す図である。まず、半導体基板110にウェル領域およびn型の半導体領域111等を形成し、半導体基板110の表面側に配線領域120を形成する。次に、配線領域120に支持基板160を接着し、半導体基板110の裏面側を研削して薄肉化する。次に研削した半導体基板110の裏面側に絶縁膜141、カラーフィルタ142、オンチップレンズ151および保護膜152並びに絶縁膜153を順に配置し、画素アレイ部10を形成する(図5A)。
図6A乃至6Cは、本開示の実施形態に係る撮像素子の他の構成例を示す図である。図6A乃至6Cは、図2と同様に撮像素子1の構成例を表す平面図である。図6A乃至6Cの撮像素子1は、半導体基板除去領域190の形状が図2の撮像素子1と異なる。
上述の第1の実施形態の撮像素子1は、貫通絶縁部119により半導体基板除去領域190に隣接する半導体基板110の側面を絶縁していた。これに対し、本開示の第2の実施形態の撮像素子1は、絶縁膜153により絶縁を行う点で、上述の第1の実施形態と異なる。
図7は、本開示の第2の実施形態に係る撮像素子の構成例を示す断面図である。同図は、図3と同様に、撮像素子1の構成例を表す断面図である。同図の撮像素子1は、半導体基板110の貫通絶縁部119が省略され、半導体基板除去領域190に隣接する半導体基板110及び配線領域120の面に絶縁膜153が配置される点で、図3の撮像素子1と異なる。
図8A乃至8Hは、本開示の第2の実施形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。図8A乃至8Hは、図5A乃至5Fと同様に、撮像素子1の製造工程の一例を表す図である。
上述の第1の実施形態の撮像素子1は、ワイヤボンディングを行う領域の半導体基板110が除去され、配線領域120の端部が露出していた。これに対し、本開示の第3の実施形態の撮像素子1は、端部の配線領域120にガードリングを配置する点で、上述の第1の実施形態と異なる。
図9は、本開示の第3の実施形態に係る撮像素子の構成例を示す断面図である。同図は、図3と同様に、撮像素子1の構成例を表す断面図である。同図の撮像素子1は、配線領域120の端部にガードリング126を備える点で、図3の撮像素子1と異なる。
上述の第1の実施形態の撮像素子1は、半導体基板110を使用していた。これに対し、本開示の第4の実施形態の撮像素子1は、複数の半導体基板が積層されて構成される点で、上述の第1の実施形態と異なる。
図10は、本開示の第4の実施形態に係る撮像素子の構成例を示す断面図である。同図は、図3と同様に、撮像素子1の構成例を表す断面図である。同図の撮像素子1は、半導体基板210をさらに備え、ワイヤボンディングのための接着パッドが半導体基板210の配線領域に配置される点で、図3の撮像素子1と異なる。
図11は、本開示の第4の実施形態に係る撮像素子の他の構成例を示す断面図である。同図は、図10と同様に、撮像素子1の構成例を表す断面図である。同図の撮像素子1は、支持基板160の代わりに半導体基板310を備える点で、図10の撮像素子1と異なる。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、カメラ等の撮像装置に適用することができる。
半導体素子(撮像素子1)は、半導体基板110と、接着パッド125とを有する。半導体基板110は、素子が形成されるとともに上記素子の信号を伝達する配線122を有する配線領域120が隣接して配置される。接着パッド125は、上記半導体基板110が除去された領域である半導体基板除去領域190に隣接する上記配線領域120に配置されて上記配線122に接続されるとともに外部との接続のための接続部(ボンディングワイヤ90)が接着される。上記半導体基板除去領域190は、上記接着パッド125及び上記接続部(ボンディングワイヤ90)の接着強度の測定のための領域を含む。これにより、接着パッド125及び接続部(ボンディングワイヤ90)の接着強度を測定することができる。
という作用をもたらす。
(1)
素子が形成されるとともに前記素子の信号を伝達する配線を有する配線領域が隣接して配置される半導体基板と、
前記半導体基板が除去された領域である半導体基板除去領域に隣接する前記配線領域に配置されて前記配線に接続されるとともに外部との接続のための接続部が接着される接着パッドと
を有し、
前記半導体基板除去領域は、前記接着パッド及び前記接続部の接着強度の測定のための領域を含む
半導体素子。
(2)
前記半導体基板除去領域は、前記接着強度の測定のために前記接続部を押動して剪断する器具を配置する領域を含む前記(1)に記載の半導体素子。
(3)
前記半導体基板除去領域は、前記接着強度の測定のために押動された前記接続部が移動する領域を含む前記(1)に記載の半導体素子。
(4)
前記半導体基板除去領域の近傍に配置されて前記半導体基板を貫通する形状の絶縁物により構成される貫通絶縁部をさらに有する前記(1)から(3)の何れかに記載の半導体素子。
(5)
前記半導体基板の前記半導体基板除去領域に隣接する面に配置される絶縁膜をさらに有する前記(1)から(4)の何れかに記載の半導体素子。
(6)
前記半導体基板除去領域は、前記半導体基板の端部が除去された領域である前記(1)から(5)の何れかに記載の半導体素子。
(7)
前記配線領域の端部に沿って配置される配線領域保護部をさらに有する前記(6)に記載の半導体素子。
(8)
前記配線領域保護部は、前記配線領域の前記半導体基板除去領域に隣接する面に対して埋設された金属部材により構成される前記(7)に記載の半導体素子。
(9)
前記配線領域は、前記接着パッドが複数配置され、
前記半導体基板除去領域は、隣接する前記接着パッドの間の領域である
前記(1)から(5)の何れかに記載の半導体素子。
(10)
前記接着パッドは、前記半導体基板に積層される第2の半導体基板の配線領域に配置される前記(1)から(9)の何れかに記載の半導体素子。
(11)
前記第2の半導体基板に形成されて前記接続部を前記接着パッドに接着するための開口部をさらに有する前記(10)に記載の半導体素子。
(12)
前記第2の半導体基板の前記開口部の近傍に配置されて前記第2の半導体基板を貫通する形状の絶縁物により構成される貫通絶縁部をさらに有する前記(11)に記載の半導体素子。
(13)
前記素子は、入射光の光電変換を行う光電変換部である前記(1)から(12)の何れかに記載の半導体素子。
(14)
素子が形成されるとともに前記素子の信号を伝達する配線を有する配線領域が隣接して配置される半導体基板と、
前記半導体基板が除去された領域である半導体基板除去領域に隣接する前記配線領域に配置されて前記配線に接続されるとともに外部との接続のための接続部が接着される接着パッドと、
前記伝達される信号を処理する処理回路と
を有し、
前記半導体基板除去領域は、前記接着パッド及び前記接続部の接着強度の測定のための領域を含む
半導体装置。
(15)
素子が形成された半導体基板に前記素子の信号を伝達する配線及び前記配線に接続されるとともに外部との接続のための接続部が接着される接着パッドを備える配線領域を配置する工程と、
前記接着パッドの近傍の領域の前記半導体基板を除去する工程と、
を含み、
前記半導体基板を除去する工程は、前記接着パッド及び前記接続部の接着強度の測定のための領域を含む前記領域を除去する
半導体素子の製造方法。
10 画素アレイ部
30 カラム信号処理部
90 ボンディングワイヤ
91 接着部
100 画素
110、210、310 半導体基板
119、218、219 貫通絶縁部
120、220a、220b、320 配線領域
121、221、221a、221b、321 絶縁層
122、222a、222b、322 配線
123 ビアプラグ
124 コンタクトプラグ
125、225 接着パッド
126 ガードリング
152 保護膜
153 絶縁膜
160 支持基板
171、271、272 開口部
190 半導体基板除去領域
191、192 領域
500 試験器具
1000 撮像装置
Claims (11)
- 素子が形成される半導体基板と、
前記半導体基板に隣接して配置されて前記素子の信号を伝達する配線及び絶縁層を有する配線領域と、
前記配線領域に配置されて前記配線に接続されるとともに外部との接続のための接続部が接着される複数の接着パッドと、
複数の前記接着パッド毎に配置されて前記半導体基板を貫通するとともに底部が前記接着パッドに隣接する領域を含み、前記半導体基板の端部に接する形状の開口部により構成される半導体基板除去領域と
を有し、
前記半導体基板除去領域は、前記接着パッド及び前記接続部の接着強度の測定のための領域を含む
半導体素子。 - 前記半導体基板除去領域は、前記接着強度の測定のために前記接続部を押動して剪断する器具を配置する領域を含む請求項1に記載の半導体素子。
- 前記半導体基板除去領域は、前記接着強度の測定のために押動された前記接続部が移動する領域を含む請求項1に記載の半導体素子。
- 前記半導体基板除去領域の近傍に配置されて前記半導体基板を貫通する形状の絶縁物により構成される貫通絶縁部をさらに有する請求項1に記載の半導体素子。
- 前記半導体基板の前記半導体基板除去領域に隣接する面に配置される絶縁膜をさらに有する請求項1に記載の半導体素子。
- 前記配線領域の端部に沿って配置される前記配線領域に埋設された金属部材により構成される配線領域保護部をさらに有する請求項1に記載の半導体素子。
- 複数の前記半導体基板除去領域は、3つの側壁を有する形状に構成される請求項1に記載の半導体素子。
- 前記半導体基板に積層される第2の半導体基板をさらに有する請求項1に記載の半導体素子。
- 前記素子は、入射光の光電変換を行う光電変換部である請求項1に記載の半導体素子。
- 素子が形成される半導体基板と、
前記半導体基板に隣接して配置されて前記素子の信号を伝達する配線及び絶縁層を有する配線領域と、
前記配線領域に配置されて前記配線に接続されるとともに外部との接続のための接続部が接着される複数の接着パッドと、
複数の前記接着パッド毎に配置されて前記半導体基板を貫通するとともに底部が前記接着パッドに隣接する領域を含み、前記半導体基板の端部に接する形状の開口部により構成される半導体基板除去領域と、
前記伝達される信号を処理する処理回路と
を有し、
前記半導体基板除去領域は、前記接着パッド及び前記接続部の接着強度の測定のための領域を含む
半導体装置。 - 素子が形成された半導体基板に前記素子の信号を伝達する配線、絶縁層及び前記配線に接続されるとともに外部との接続のための接続部が接着される複数の接着パッドを備える配線領域を隣接して配置する工程と、
複数の前記接着パッド毎に配置されて前記半導体基板を貫通するとともに底部が前記接着パッドに隣接する領域と前記接着パッド及び前記接続部の接着強度の測定のための領域とを含み、前記半導体基板の端部に接する形状の開口部を前記半導体基板に形成する工程と
を含む半導体素子の製造方法。
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