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JP2012084609A - 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 - Google Patents

固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】安定したボンディングが可能な電極パッドが形成された固体撮像装置、及びその製造方法を提供する。また、その固体撮像装置を用いた、電子機器を提供する。
【解決手段】基板１２の表面側に形成された配線層１３に下地電極パッド部２４を形成し、基板１２の裏面側から表面側にかけて、下地電極パッド部２４に達する開口部２３を形成する。そしてこの開口部２３に、埋め込み電極パッド層２１を形成する。そして、埋め込み電極パッド層２１表面を外部端子との接続に用いる。開口部２３内が埋め込み電極パッド層２１に埋め込まれるので、基板１２の裏面側で、開口部２３による段差が低減される。また、埋め込み電極パッド層２１表面が外部端子との接続に用いられるため、外部端子とのボンディングが容易となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、裏面照射型の固体撮像装置とその製造方法、及びその固体撮像装置を用いた電子機器に関する。
従来、固体撮像装置において、入射光に対する光電変換効率や感度の向上を図るため、裏面照射型の固体撮像装置が提案されている(特許文献１、２)。裏面照射型の固体撮像装置では、半導体基板に光電変換部となるフォトダイオードを形成し、半導体基体の表面側に画素トランジスタ、さらには、信号回路を構成する配線層等を形成して、裏面側から光を入射させる。
裏面照射型固体撮像装置では、半導体基板の表面側に形成された多層配線の一部がパッド電極として構成されており、そのパッド電極に外部端子が接続されることにより、多層配線に所要の電位を供給される。この場合、多層配線の一部で構成されたパッド電極には、半導体基板の裏面側からワイヤボンディングが接続される構成とされている。
図６に従来の裏面照射型固体撮像装置１００の要部における概略断面構成を示す。図６に示す断面図は、特に、裏面照射型固体撮像装置裏面側の周辺領域に形成したパッド領域１２７を含む領域に位置するものである。
裏面照射型固体撮像装置１００は、シリコン基板１１２に光電変換部となるフォトダイオードＰＤと複数の画素トランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）からなる複数の画素が形成された撮像領域１０３と、周辺回路部とを有し、周辺領域にはパッド領域１２７が形成される。画素を構成する画素トランジスタは図示しないが、シリコン基板１１２の表面側に形成される。さらにシリコン基板１１２の表面側には、層間絶縁膜１１４を介して多層（図６では３層）の配線１Ｍ〜３Ｍからなる配線層１１３が形成されている。配線１Ｍ〜３Ｍは、例えば、Ｃｕ、Ａｌ等の金属材料によって構成されている。また、３層目の配線３Ｍは、Ａｌ配線とされ、パッド領域１２７においては、パッド電極１２４が形成されている。この配線層１１３の表面側には、接着剤層１１５を介して例えばシリコン基板による支持基板１１６が接合される。
一方、シリコン基板１１２の裏面側には撮像領域１０３に対応して反射防止膜１１８、カラーフィルタ層１１９、オンチップレンズ１２０が形成される。
パッド領域１２７では、配線層１１３の配線３Ｍに接続されたパッド電極１２４を露出させる開口部１２３が形成される。この開口部１２３は、オンチップレンズ１２０となる有機材料を形成したのち、オンチップレンズ１２０の形状形成の工程と同時に形成され、基板１１２の裏面から、パッド電極１２４が露出されるように形成される。そして、外部端子との接続する際には、パッド領域１２７においてワイヤボンディング１２６、例えばＡｕ細線（いわゆるボンディングワイヤ）が開口部１２３内に露出されたパッド電極１２４に接続される。これにより、外部端子からの所望の電位が供給される。
特開２００５−３４７７０７号公報 特開２００５−３５３６３１号公報
ところで、裏面照射型の固体撮像装置は、上述したように、製造時において配線層上部に接着層を介して支持基板を貼り合わされた構成とされている。配線層を構成する層間絶縁層や、接着剤層は脆弱な層であるため、電極パッドにボンディング時にかかる力によって亀裂などのダメージが発生しやすい。
また、電極パッドをアルミニウムで構成する場合には、ボンディングワイヤとの合金化が難しく、接合強度が得られないという問題がある。
また、アルミニウムで電極パッドを構成する場合、開口形成時に用いられるフッ素系の溶液により電極パッドにフッ素コロージョーンが発生し、黒変色するという問題や、ダイシング時の水により電池効果が起こり黒変色するという問題がある。
さらに、パッド領域における開口と、オンチップレンズの形状を形成するエッチングは、同工程のドライエッチングで形成されるため、オンチップレンズ形状の最適化も難しい。また、電極パッドをシリコン基板の裏面側に露出するための開口は、シリコン基板を貫通させて形成するため、開口が深く、パッドサイズが大きくなるという問題があった。
上述の点に鑑み、本発明の目的は、裏面照射型の固体撮像装置において、安定したボンディングが可能な電極パッドが形成された固体撮像装置、及びその製造方法を提供することにある。また、その固体撮像装置を用いた、電子機器を提供することにある。
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、基板と、配線層と、下地電極パッド部と、開口部と、埋め込み電極パッド層とを備える。基板は、光電変換部からなる複数の画素が形成されている。配線層は、基板の表面側に、層間絶縁膜を介して形成された複数層の配線を有して構成されている。下地電極パッド部は、配線層に形成された配線の一部で構成されている。開口部は、基板の裏面側から基板を貫通し、下地電極パッド部に達するまで形成されている。埋め込み電極パッド層は、開口部内に無電解メッキにより埋め込まれて形成されている。
本実施形態例では、下地電極パッド部に達する開口部内に、埋め込み電極パッド層が形成されている。このため、基板の裏面側のパッド領域において、開口部による段差が低減される。また、外部端子との接続は、基板の裏面側に埋め込み電極パッド層の上面で行われる。
本発明の固体撮像装置の製造方法は、以下の工程で形成される。まず、基板に、光電変換部からなる複数の画素を形成する。次に、基板の表面側に、層間絶縁膜を介して複数の配線を形成することにより、配線層を形成する。次に、基板の裏面側に、基板保護膜を形成する。次に、基板の裏面側から、基板を貫通して、配線層の配線の一部で構成された下地電極パッド部に達する開口部を形成する。次に、無電解メッキにより、開口部内を埋め込む電極パッド層を形成する。
本発明の固体撮像装置の製造方法では、無電解メッキにより開口部内を金属材料で埋め込むため、容易に埋め込み電極パッド層を形成することができる。また、埋め込み電極パッド層を開口部に埋め込んで形成するため、基板の裏面側のパッド領域において、開口部による段差が低減される。
本発明の電子機器は、上述した固体撮像装置と、光を集光して固体撮像装置に入射させる光学レンズと、固体撮像装置から出力される出力信号を処理する信号処理回路を備える。
本発明によれば、安定なボンディングが可能な電極パッド部を有する固体撮像装置を得ることができ、さらには、オンチップレンズ形状が最適化された固体撮像装置を得ることができる。また、その固体撮像装置を用いることにより、画質の向上が図られた電子機器を得ることができる。
本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の全体を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の要部の概略断面構成図である。 Ａ〜Ｃ 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示す概略工程図である。 Ｄ〜Ｆ 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示す概略工程図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子機器の概略構成図である。 従来の固体撮像装置の要部の概略構成図である。
以下に、本発明の実施形態に係る固体撮像装置及び、電子機器の一例を、図１〜図５を参照しながら説明する。本発明の実施形態は以下の順で説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。
１．第１の実施形態：ＣＭＯＳ型の裏面照射型固体撮像装置
１−１ 全体構成
１−２ 要部の構成
１−３ 製造方法
２．第２の実施形態：電子機器
〈１．第１の実施形態：ＣＭＯＳ型の裏面照射型固体撮像装置〉
本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置について説明する。本実施形態例は、ＣＭＯＳ型の裏面照射型固体撮像装置を例にしたものである。
［１−１ 全体構成］
まず、要部の構成の説明に先立ち、本実施形態例の固体撮像装置１の全体構成について説明する。図１は、本実施形態例に係る固体撮像装置１の全体を示す概略構成図である。
固体撮像装置１は、図１に示すように、シリコンからなる基板１１に、複数の画素２からなる撮像領域３と、垂直駆動回路４と、カラム信号処理回路５と、水平駆動回路６と、出力回路７と、制御回路８等を備えて構成される。
画素２は、受光した光の光量に応じて信号電荷を生成するフォトダイオードからなる受光部と、その信号電荷を読み出し転送するための複数のＭＯＳトランジスタとから構成され、基板１１上に、２次元アレイ状に規則的に複数配列される。
撮像領域３は、２次元アレイ状に規則的に複数配列された画素２から構成される。そして、撮像領域３は、実際に光を受光し、光電変換によって生成された信号電荷を蓄積することのできる有効画素領域と、有効画素領域の周囲に形成され、黒レベルの基準になる光学的黒を出力するための黒基準画素領域とから構成される。
制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６等の動作の基準となるクロック信号や制御信号などを生成する。そして、制御回路８で生成されたクロック信号や制御信号などは、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等に入力される。
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成され、撮像領域３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査する。そして、各画素２の光電変換素子において生成した信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線９を通してカラム信号処理回路５に供給する。
カラム信号処理回路５は、例えば、画素２の列毎に配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列毎に黒基準画素領域（図示しないが、有効画素領域の周囲に形成される）からの信号によって、ノイズ除去や信号増幅等の信号処理を行う。カラム信号処理回路５の出力段には、水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１０とのあいだに設けられている。
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から画素信号を水平信号線１０に出力させる。
出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１０を通して、順次に供給される画素信号に対し、信号処理を行って出力する。
［１−２ 要部の構成］
図２に、本発明実施形態の固体撮像装置１の要部の概略断面構成を示す。図２は、撮像領域３と、撮像領域３の周辺に形成されるパッド領域２７における断面を図示したものである。
図２に示すように、本実施形態例の固体撮像装置１は、基板１２と、基板１２の表面側に形成された配線層１３とを備え、配線層１３の基板側とは反対側の面には、接着剤層１５を介して張り合わされた支持基板１６を備える。また、基板１２の光入射側となる裏面側には、基板保護膜１７、反射防止膜１８、カラーフィルタ層１９、オンチップレンズ２０を備え、パッド領域２７においては、基板１２を貫通する開口部２３に埋め込まれて形成された埋め込み電極パッド層２１を備える。
基板１２は、シリコン半導体により構成され、例えば、２０００ｎｍ〜６０００ｎｍの厚みに形成されている。前述したように、基板１２の撮像領域３には、光電変換部と、複数の画素トランジスタ（図示せず）とからなる複数の画素２が形成されている。光電変換部は、フォトダイオードＰＤで構成され、基板１２の裏面側から入射した光の光量に応じた信号電荷を生成する。そして、フォトダイオードＰＤで生成された信号電荷は、画素トランジスタにより読み出され、画素信号として出力される。また、図２では図示されないが、基板１２には、垂直駆動回路４や水平駆動回路６を含む周辺回路が形成されている。
配線層１３は、基板１２の光入射側とは反対側である表面側に形成されており、層間絶縁膜１４を介して複数層（図２では、３層）に積層された配線１Ｍ〜３Ｍによって構成されている。所望の配線間、又は配線１Ｍ〜３Ｍと図示しない画素トランジスタの間は、コンタクト部（図示せず）により接続されている。これにより、配線層１３から各画素の画素トランジスタが駆動される。また、パッド領域２７では、最上層（図２では下層）である３層目の配線３Ｍにより、下地電極パッド部２４が形成されている。配線層１３を構成する配線１Ｍ〜３Ｍの構成材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の金属材料を用いることができる。本実施形態例では、２層目までの配線１Ｍ及び２Ｍを銅で形成し、下地電極パッド部２４が形成される３層目の配線３Ｍは、アルミニウムで形成する。また、配線間又は、配線と画素トランジスタとを接続するコンタクト部の構成材料としては、例えば、タングステンや銅等の金属材料を用いることができる。なお、図２では、３層目の配線３Ｍは、下地電極パッド部２４としてのみ図示するが、他の領域において、通常の配線として用いることができる。
基板保護膜１７は、ＳｉＯ２からなり、基板１２の裏面に形成されている。この基板保護膜１７は、後述する埋め込み電極パッド層２１を無電解メッキによって形成する際に、基板１２の裏面側に金属材料が堆積しないように基板１２の裏面を保護するために形成される層である。このため、基板保護膜１７は、埋め込み電極パッド層２１が形成される領域を除く全ての領域を被覆するように形成されている。
反射防止膜１８は、撮像領域３において、基板保護膜１７上に形成されており、１層、又は複数層の絶縁膜によって形成されている。複数層で形成する場合には、例えば、基板１２の裏面側に順に形成された酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜の３層構造で形成することができる。この場合、一層目に形成される酸化シリコン膜を、基板保護膜１７として用いた酸化シリコン膜で兼用する構成としてもよい。
カラーフィルタ層１９は、撮像領域３における各画素２の上部に形成されており、各画素２において、例えば、緑、赤、青、シアン、黄色、黒色、又は白色などの光を選択的に透過するように構成されている。画素２毎に、異なる色を透過するカラーフィルタ層１９を用いてもよく、また、全ての画素２において同じ色を透過するカラーフィルタ層１９を用いてもよい。カラーフィルタ層１９における色の組み合わせは、その仕様により種々の選択が可能である。
オンチップレンズ２０は、カラーフィルタ層１９上部に形成されており、表面が画素２毎に凸形状とされている。入射する光は、オンチップレンズ２２０により集光され、各画素２のフォトダイオードＰＤに効率良く入射される。オンチップレンズ２０の構成材料としては、例えば屈折率が１．０〜１．３の有機材料を用いることができる。
埋め込み電極パッド層２１は、基板１２の裏面側から、配線層１３に形成された下地電極パッド部２４に達するまで形成された開口部２３内に無電解メッキにより埋め込まれて形成された金属材料層で構成されている。本実施形態例では、下地電極パッド部２４側から順に埋め込まれた、無電解メッキによる第１金属材料層２１ａ、第２金属材料層２１ｂ、第３金属材料層２１ｃの３層構造で構成されている。本実施形態例では、第１金属材料層２１ａはＮｉで構成され、第２金属材料層２１ｂは、Ｐｄで構成され、第３金属材料層２１ｃは、Ａｕで構成される。また、この埋め込み電極パッド層２１は、下地電極パッド部２４上部に、密着層２５を介して形成されている。
最上層（基板１２の光入射面側）に形成された第３金属材料層２１ｃは、その上面が、基板保護膜１７の表面とほぼ面一となるように形成され、表面が電極パッド部として構成される。すなわち、外部端子との接続においては、第３金属材料層２１ｃの表面に、ワイヤボンディング２６が接続される。また、埋め込み電極パッド層２１を囲む基板領域には、埋め込み電極パッド層２１を囲むように、ＳｉＯ２からなる絶縁層２２が形成されている。この絶縁層２２により、基板１２に形成された撮像領域３や周辺回路領域は、埋め込み電極パッド層２１とは電気的に接続されない構成とされている。
［１−３ 製造方法］
次に、本実施形態例の固体撮像装置１の製造方法について説明する。図３及び図４は、図２に示す固体撮像装置１の製造工程を示した図である。
ここでは、一般的な固体撮像装置の製造方法と同様にして、基板１２表面に配線層１３を形成した後、配線層１３上部に接着剤層１５を介して支持基板１６を貼り合わせて反転させ、基板１２を所定の厚さに研磨した後の工程から説明する。したがって、図２の断面構成では、基板１２に、フォトダイオードＰＤや図示しない画素トランジスタが既に形成されている。また、基板１２のパッド領域２７に形成された絶縁層２２は、配線層１３の形成前において、埋め込み電極パッド層２１が形成される領域を囲む領域に、基板１２の表面側から基板１２の深さ方向に開口溝を形成し、その開口溝をＳｉＯ２、ＳｉＮ等の絶縁材料で埋め込むことにより形成する。
基板１２の裏面側を所定の厚みにまで研磨した後、図３Ａに示すように、基板１２の裏面側にＳｉＯ２からなる基板保護膜１７を形成する。その後、基板保護膜１７上部に、埋め込み電極パッド層２１が形成される領域が開口されたレジストマスク（図示せず）を形成し、基板保護膜１７、基板１２、層間絶縁膜１４を、配線層に形成された下地電極パッド部２４に達するまでエッチング除去することによりことにより、配線層１３の下地電極パッド部２４が露出する開口部２３を形成する。このエッチングでは、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＦ４、ＳＦ６／Ｏ２のガスを用いることができ、エッチングする材料毎にガスを変えて使用する。例えば、ＣＦ４系のガスは、配線層１３、基板保護膜１７のエッチングに使用し、ＳＦ６系のガスは、シリコンからなる基板１２のエッチングに使用する。また、これらのエッチング処理は、例えば、４０℃のチャンバー内で行う。
また、開口部２３が形成された段階において、アルミニウムからなる下地電極パッド部２４が露出することにより、下地電極パッド部２４表面に自然酸化膜（図示せず）が形成される。このため、開口部２３を形成した後に、リン酸処理することで、下地電極パッド部２４表面にできた自然酸化膜を除去する。このリン酸処理は、例えば、ＮａＯＨとＮａ２ＳＯ４からなる混合溶液を用い、処理温度５０℃、処理時間１８０ｓｅｃで行う。
次に、図３Ｂに示すように、露出した下地電極パッド部２４表面にジンケート処理を施すことにより、下地電極パッド部２４表面がＺｎ化されることによって形成された密着層２５を形成する。この密着層２５を形成するジンケート処理は、２回行うことが好ましい。１回のジンケート処理ではＡｌからなる下地電極パッド部２４表面に形成されるＺｎ粒子が粗くなり、後の工程で形成される埋め込み電極パッド層２１も粗く形成されてしまうため、密着性や接続性が悪くなる。２回のジンケート処理を施すことで、下地電極パッド部２４表面に形成されるＺｎ粒子を細かくすることができるので、密着層２５をより精度良く形成することができる。
ジンケード処理は、１回目、２回目ともに、例えば、７ｇ／Ｌのジンクオキサイド溶液を用い、処理時間６０ｓｅｃで行う。
次に、図３Ｃに示すように、密着層２５が形成された下地電極パッド部２４上部に、無電解メッキによりＮｉを堆積させ、Ｎｉからなる第１金属材料層２１ａを形成する。このＮｉからなる第１金属材料層２１aは、例えば、開口部２３底部から、７〜８μｍの膜厚となるように開口部２３内に堆積させる。
このＮｉの無電解メッキは、例えば、ＮｉＳＯ４とＮａＨ２ＰＯ２の混合溶液を用い、処理温度８５℃、処理時間８４０ｓｅｃで行う。
次に、図４Ｄ示すように、Ｎｉからなる第１金属材料層２１ａ上に、無電解メッキによりＰｄを堆積させ、Ｐｄからなる第２金属材料層２１ｂを形成する。このＰｄからなる第２金属材料層２１ｂは、例えば、０．０３〜０．１μｍの膜厚となるように開口部２３内に堆積させる。このＰｄからなる第２金属材料層２１ｂを形成することにより、Ｎｉからなる第１金属材料層２１ａと第２金属材料層２１ｂ上部に形成するＡｕからなる第３金属材料層２１ｃとの間で起こる相互拡散を防止される。このＰｄの無電解メッキは、例えば、金属Ｐｄの濃度が０．８〜１．２（ｇ／Ｌ）、ｐＨが７．３〜７．９のＰｄ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２のアンモニア溶液を用い、処理温度２０〜５０℃、処理時間５〜１０ｍｉｎで行う。この場合、析出速度は０．４〜０．８（μｍ／ｈｒ）である。なお、本実施形態例では、金属Ｐｄの濃度を１（ｇ／Ｌ）とし、ｐＨが７．６のアンモニア溶液を用いた。
次に、図４Ｅに示すように、Ｐｄからなる第２金属材料層２１ｂ上に、無電解メッキによりＡｕを堆積させ、Ａｕからなる第３金属材料層２１ｃを形成する。このＡｕからなる第３金属材料層２１ｃは、例えば０．１〜０．５μｍの膜厚となるように、開口部２３内に堆積させる。このＡｕの無電解メッキは、金属金の濃度が１．５〜２．５（ｇ／Ｌ）、ｐＨが４．５〜５．０のシアン化金塩を含む溶液を用い、処理温度２０〜５０℃、処理時間５〜１０ｍｉｎで行う。この倍、析出速度は０．０３〜０．０６（μｍ／１０ｍｉｎ）である。なお、本実施形態例では、金属金の濃度を２（ｇ／Ｌ）とし、ｐＨが４．８の溶液を用いた。
そして、図３Ｃ〜図４Ｅの工程で形成された第１〜第３金属材料層２１ａ〜２１ｃにより開口部２３内を埋め込むようにして、埋め込み電極パッド層２１が形成される。そして、最表面に形成された第３金属材料層２１ｃが、基板保護膜１７の表面とほぼ面一となるように形成されることが好ましい。そして、際表面に形成され第３金属材料層は、外部端子が接続される電極パッド部２８となる。
また、基板１２の裏面側には、基板保護膜１７が形成されているため、無電解メッキによる第１〜第３金属材料層２１ａ〜２１ｃの形成工程においては、基板１２の裏面側には基板保護膜１７が形成されているので、基板１２の裏面側には、金属材料層が成膜されず、開口部２３内にのみ堆積される。
その後、図４Ｆに示すように、撮像領域３においては、基板保護膜１７上部に、通常の製造方法と同様にして、反射防止膜１８、カラーフィルタ層１９、及びオンチップレンズ２０を形成することにより、本実施形態例の固体撮像装置１が完成する。本実施形態例では、パッド領域２７において、開口部２３が埋め込み電極パッド層２１で埋め込まれているため、基板１２の裏面側において、段差がない。このため、カラーフィルタ層１９の形成や、オンチップレンズ２０の形成時における有機材料を塗布する工程において、塗布ムラが抑制される。これにより、カラーフィルタ層１９及びオンチップレンズ２０を撮像領域３内で精度良く形成することができる。
また、図６に示す従来の固体撮像装置１００では、オンチップレンズ１２０の形状形成におけるエッチング工程と同工程に、パッド領域１２７の開口部１２３を形成する構成とされていたため、オンチップレンズ１２０の形状の最適化が困難であった。しかしながら、本実施形態例では、オンチップレンズ２０の形状を形成するためのエッチング工程時には、すでに電極パッド部２８が形成されており、パッド領域２７における開口部１２３の形成と、オンチップレンズ２０の形状形成の工程は別工程とされる。このため、オンチップレンズ２０の形状の最適化が可能となる。また、埋め込み電極パッド層２１の最表面は、Ａｕで構成されているため、カラーフィルタ層１９や、オンチップレンズ２０の形成時におけるウェットプロセス等によって腐食されることがない。これにより、従来のＡｌからなる電極パッド部で問題となっていた黒変色の問題や、フッ素吸着の問題を回避することができる。
また、本実施形態例の固体撮像装置１は、埋め込み電極パッド層２１を無電解メッキで形成することができるので、電解メッキのように、シード層を形成する必要がなく、容易に金属材料を堆積させることができる。
また、本実施形態例の固体撮像装置１では、外部端子が接続される電極パッド部２８は、埋め込み電極パッド層２１の最表面のＡｕからなる第３金属材料層２１ｃで構成されるため、Ａｕ細線などによるワイヤボンディングをする場合、同材料によりボンディングとすることができる。このため、低パワーでのボンディングが可能となり、ボンディング接合を容易にすることができる。
また、本実施形態例の固体撮像装置１では、開口部１２３が埋め込み電極パッド層２１で埋め込まれることにより、基板１２の裏面側に電極パッド部２８が形成される。このため、従来のように、開口部２３内にワイヤボンディングを入れ込む必要がなく、外部端子との接続が容易になる他、電極パッド部２８の面積を縮小することが可能となる。さらに、ワイヤボンディング２６の位置が、基板１２の表面側に形成された配線層１３や、接着剤層１５などの脆弱な層から離れた位置とすることができるため、ワイヤボンディング時におけるクラックの発生を低減することができる。
本実施形態例では、埋め込み電極パッド層２１と、基板１２との絶縁を、基板１２に開口溝を形成し、その開口溝を絶縁材料で埋め込むことによって形成された絶縁層２２で構成する例としたが、これに限られるものではない。例えば、下地電極パッド部２４が露出される開口部２３を形成した後、開口部２３の側壁を被覆する絶縁膜を形成することによって、埋め込み電極パッド層２１と基板１２との絶縁を保持する例としてもよい。この場合には、図３Ａの工程の後、開口部２３の側壁及び底部を含む基板１２表面に絶縁膜を成膜し、エッチバックを行うことにより、開口部２３の側壁のみに絶縁膜を残すように形成する。
また、本実施形態例では、下地電極パッド部２４としてアルミニウムからなる配線３Ｍを用いる例としたが、銅からなる配線を用いてもよい。下地電極パッド部２４として、銅からなる配線を用いた場合にも、本実施形態例と同様、無電解メッキによる埋め込み電極パッド層２１の形成が可能である。
また、本実施形態例では、埋め込み電極パッド層２１のうち、ワイヤボンディング２６が接続される電極パッド部２８を構成する層をＡｕで形成する例としたが、その他、Ａｇ等、安定な特性を有する金属材料を用いることも可能である。
本発明は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する固体撮像装置への適用に限らず、赤外線やＸ線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として撮像する固体撮像装置にも適用可能である。また、広義の意味として、圧力や静電容量など、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等の固体撮像装置（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能である。
さらに、本発明は、画素部の各単位画素を行単位で順に走査して各単位画素から画素信号を読み出す固体撮像装置に限られるものではない。画素単位で任意の画素を選択して、当該選択画素から画素単位で信号を読み出すＸ−Ｙアドレス型の固体撮像装置に対しても適用可能である。
なお、固体撮像装置はワンチップとして形成された形態であってもよいし、画素部と、信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
また、本発明は、固体撮像装置への適用に限られるものではなく、撮像装置にも適用可能である。ここで、撮像装置とは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、携帯電話機などの撮像機能を有する電子機器のことを言う。なお、電子機器に搭載される上記モジュール状の形態、即ちカメラモジュールを撮像装置とする場合もある。
〈２．第２の実施形態：電子機器〉
次に、本発明の第２の実施形態に係る電子機器について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器２００の概略構成図である。
本実施形態例の電子機器２００は、上述した本発明の第１の実施形態における固体撮像装置１を電子機器（カメラ）に用いた場合の実施形態を示す。
本実施形態に係る電子機器２００は、固体撮像装置１と、光学レンズ２１０と、シャッタ装置２１１と、駆動回路２１２と、信号処理回路２１３とを有する。
光学レンズ２１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の撮像面上に結像させる。これにより固体撮像装置１内に一定期間当該信号電荷が蓄積される。
シャッタ装置２１１は、固体撮像装置１への光照射期間および遮光期間を制御する。
駆動回路２１２は、固体撮像装置１の転送動作およびシャッタ装置２１１のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路２１２から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置１の信号転送を行なう。信号処理回路２１３は、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶され、あるいはモニタに出力される。
本実施形態例の電子機器２００では、固体撮像装置１において安定したボンディングが可能となり、また、オンチップレンズの形状の最適化が図られるので、画質の向上が図られる。
固体撮像装置１を適用できる電子機器２００としては、カメラに限られるものではなく、デジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置に適用可能である。
１・・・固体撮像装置、１Ｍ〜３Ｍ・・・配線、２・・・画素、３・・・撮像領域、４・・・垂直駆動回路、５・・・カラム信号処理回路、６・・・水平駆動回路、７・・・出力回路、８・・・制御回路、９・・・垂直信号線、１０・・・水平信号線、１１・・・基板、１２・・・基板、１３・・・配線層、１４・・・層間絶縁膜、１５・・・接着剤層、１６・・・支持基板、１７・・・基板保護膜、１８・・・反射防止膜、１９・・・カラーフィルタ層、２０・・・オンチップレンズ、２１・・・埋め込み電極パッド層、２１a・・・第１金属材料層、２１ａ・・・第１金属材料層、２１ｂ・・・第２金属材料層、２１ｃ・・・第３金属材料層、２２・・・絶縁層、２３・・・開口部、２４・・・下地電極パッド部、２５・・・密着層、２６・・・ワイヤボンディング、２７・・・パッド領域、２８・・・電極パッド部

Claims (12)

  1. 光電変換部からなる複数の画素が形成された基板と、
    前記基板の表面側に、層間絶縁膜を介して形成された複数層の配線を有する配線層と、
    前記配線層に形成された配線の一部で構成された下地電極パッド部と、
    前記基板の裏面側から前記基板を貫通し、前記下地電極パッド部に達するまで形成された開口部と、
    前記開口部内に無電解メッキにより埋め込まれて形成された埋め込み電極パッド層と、
    を備える固体撮像装置。
  2. 前記埋め込み電極パッド層の少なくとも表面は、無電解メッキで形成されたＡｕ又はＡｇからなる金属材料層で構成されている
    請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 前記下地電極パッド部上に接して形成される埋め込み電極パッド層は、無電解メッキで形成されたＮｉからなる金属材料層で構成されている
    請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 前記埋め込み電極パッド層は、下地電極パッド部側から順に形成された、Ｎｉ層、Ｐｄ層、Ａｕ層で構成されている
    請求項３に記載の固体撮像装置。
  5. 基板に、光電変換部からなる複数の画素を形成する工程と、
    前記基板の表面側に、層間絶縁膜を介して複数の配線を形成することにより、配線層を形成する工程と、
    前記基板の裏面側に、基板保護膜を形成する工程と、
    前記基板の裏面側から、前記基板を貫通して、前記配線層の配線の一部で構成された下地電極パッド部に達する開口部を形成する工程と、
    前記開口部内に無電解メッキにより埋め込み電極パッド層を形成する工程と、
    を含む固体撮像装置の製造方法。
  6. 前記埋め込み電極パッド層の少なくとも表面は、Ａｕ又はＡｇからなる金属材料層を無電解メッキで形成する
    請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
  7. 前記埋め込み電極パッド層を形成する工程の後、前記基板の裏面側にオンチップレンズを形成する工程を有する
    請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
  8. 前記埋め込み電極パッド層は、下地電極パッド部側から順に、Ｎｉ層、Ｐｄ層、Ａｕ層を堆積させて形成する
    請求項５〜７のいずれか一項に記載の固体撮像装置の製造方法。
  9. 光学レンズと、
    光電変換部からなる複数の画素が形成された基板と、前記基板の表面側に、層間絶縁膜を介して形成された複数層の配線を有する配線層と、前記配線層に形成された配線の一部で構成された下地電極パッド部と、前記基板の裏面側から前記基板を貫通し、前記下地電極パッド部に達するまで形成された開口部と、前記開口部内に無電解メッキにより埋め込まれて形成された埋め込み電極パッド層と、を備える固体撮像装置であって、前記光学レンズに集光された光が入射される固体撮像装置と、
    前記固体撮像装置から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、
    を備える電子機器。
  10. 前記埋め込み電極パッド層の少なくとも表面は、無電解メッキで形成されたＡｕ又はＡｇからなる金属材料層で構成されている
    請求項９に記載の電子機器。
  11. 前記下地電極パッド部上に接して形成される埋め込み電極パッド層は、無電解メッキで形成されたＮｉからなる金属材料層で構成されている
    請求項１０に記載の電子機器。
  12. 前記埋め込み電極パッド層は、下地電極パッド部側から順に形成された、Ｎｉ層、Ｐｄ層、Ａｕ層で構成されている
    請求項１１に記載の電子機器。
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