JP2007005485A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 素子領域の形成された半導体基板表面に、層間絶縁膜と配線層とを備えた半導体装置であって、前記層間絶縁膜のうち、前記半導体基板端縁部で、少なくとも前記配線層と当接する、不純物を含む層間絶縁膜が、除去されている。
【選択図】図1
Description
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、固体撮像装置を実装する支持基板上に搭載し、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り、工数が多いことから、実装に多大な時間を要するという問題があった。
特に側面から外部取出しを行うに際し、半導体装置の信頼性の向上を目的とする。
また本発明の方法によれば、なんら付加工程を必要とすることなく、パターンを変更するのみで信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。
(実施の形態1)
まず本発明の半導体装置の外部取り出し構造を固体撮像素子に用いた例について説明する。この固体撮像素子は、図1(a)および(b)に断面図を示すように、光電変換部(フォトダイオード)及び電荷転送部の形成されたシリコン基板1表面に形成される配線構造の端面に特徴を有するもので、アルミニウム配線層11下に形成される平坦化のためのリフロー膜としてのBPSG膜10(層間絶縁膜)が、ダイシングラインよりも十分に内側から端縁にかけて除去されている。配線のない辺(部分)はそのままでもよいが、本実施の形態ではシリコン基板(各チップ)1の周縁に全周にわたり層間絶縁膜を除去している。そしてこの上層をプラズマCVD法で形成した窒化シリコン膜からなる保護膜8で被覆している。図1(a)は配線のある部分の断面図、図1(b)は配線のない部分の断面図を示す。ここでは図2に各チップに分断する前の半導体ウェハの説明図を示すように、ダイシングラインDLからラインL0の間の領域では層間絶縁膜としてのBPSG膜10は除去されているものとする。
なおこの固体撮像素子は、ダイシングラインDLで切断され、側面すなわち切断面にアルミニウム配線層が露呈するように形成されており、側面から外部取り出しがなされるように構成される。
まず、n型のシリコン基板1を用意し、フィールド酸化膜9を形成するとともに、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た、n型のシリコン基板1表面に、ゲート酸化膜2を形成する。
ここで光導波路構造を形成する際には、光導波路となる柱状の高屈折材料層を形成するためのエッチング工程で同時に開口Oを形成するとよい。
このようにして極めて容易に作業性よく固体撮像装置を形成することが可能となる。このように、本発明によれば、ウェハレベルで位置決めし、一括して実装することにより一体化してから、固体撮像素子ごとに分離するようにしているため、製造が容易でかつ信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。また接合により素子形成面を間隙内に封止込めた状態で、分離あるいは研磨するのみで個々の固体撮像装置を形成することができるため、素子へのダメージも少なく、塵埃の混入のおそれもなく信頼性の高い固体撮像装置を提供することが可能となる。
なお、前記実施の形態では、基板の周縁全体にわたり、BPSG膜を除去したが、必ずしも周縁全体にわたって除去する必要はなく、短絡などの恐れのない部分のみ周縁部で層間絶縁膜を除去するようにしてもよい。
次に本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態では図8に示すように、BPSG膜10のパターニングに際してエッチングストッパをゲート酸化膜であるONO膜2を用いたことを特徴とするものである。他部については実施の形態1と同様である。
この構成によってもなんら付加工程を必要とすることなく、パターンを変更するのみで信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。
次に本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態では図9に示すように、BPSG膜10のパターニングに際してエッチングストッパをゲート酸化膜であるONO膜2と反射防止膜と同一工程で形成された窒化シリコン膜9Nとの積層構造体を用いたことを特徴とするものである。他部については実施の形態1と同様である。
この構成によってもなんら付加工程を必要とすることなく、パターンを変更するのみで信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。
またこの配線リードの形成に際しては、インクジェット法、ディスペンサでの供給、スクリーン印刷、スタンプ転写など適宜選択可能である。
さらにまた、前記実施の形態では、固体撮像素子について説明したが、固体撮像素子に限定されることなく、ロジック回路などを構成するLSIなど通常の半導体装置にも適用可能であることはいうまでもない。
2 ゲート酸化膜
3 電荷転送電極(ドープトアモルファスシリコン層)
4 酸化シリコン膜
5 窒化シリコン膜
6 絶縁膜
7 酸化シリコン膜
8 保護膜
9 フィールド酸化膜
10 層間絶縁膜(BPSG膜)
11 アルミニウム配線層
50 カラーフィルタ
60 マイクロレンズ
70 中間層
71 遮光膜
74 フィルタ下平坦化膜
Claims (16)
- 素子領域の形成された半導体基板表面に、層間絶縁膜と外部取り出し用の配線層とを備えた半導体装置であって、
前記層間絶縁膜のうち、前記半導体基板端縁部で、少なくとも前記配線層と当接する、不純物を含む層間絶縁膜が、除去されている半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置であって、
前記不純物を含む層間絶縁膜はBPSG膜またはPSG膜である半導体装置。 - 請求項1または2に記載の半導体装置であって、
前記層間絶縁膜の下層に前記層間絶縁膜に対してエッチング選択性を持つストッパ絶縁膜を具備した半導体装置。 - 請求項3に記載の半導体装置であって、
前記ストッパ絶縁膜は窒化シリコンである半導体装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記半導体基板周縁部全体にわたり、前記不純物を含む層間絶縁膜が除去されている半導体装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記配線層は、前記半導体基板周縁部に露呈しており、前記半導体基板の側面に形成された配線リードを介して外部接続された半導体装置。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記配線層は、金属層で構成された半導体装置。 - 請求項7に記載の半導体装置であって、
前記金属層はアルミニウムまたはアルミニウム合金である半導体装置。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記半導体装置は固体撮像素子であり、チップサイズパッケージを構成する半導体装置。 - 素子領域の形成された半導体基板表面に、層間絶縁膜および外部取り出し用の配線層を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記層間絶縁膜のうち、少なくとも前記配線層と当接する、不純物を含む層間絶縁膜を、前記半導体基板端部で、選択的に除去する工程を含む半導体装置の製造方法。 - 請求項10に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記層間絶縁膜の形成に先立ち、前記層間絶縁膜とはエッチング速度の異なるストッパ絶縁膜を形成する工程を含み、
前記除去する工程は、前記ストッパ絶縁膜をストッパとして前記層間絶縁膜を選択的に除去する工程を含む半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ストッパ絶縁膜は、ONO構造のゲート酸化膜と同一工程で形成される半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ストッパ絶縁膜は、反射防止膜と同一工程で形成される半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ストッパ絶縁膜は、ONO構造のゲート酸化膜と同一工程で形成された窒化シリコン膜および反射防止膜と同一工程で形成される窒化シリコンとの積層膜である半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板表面に複数の固体撮像素子を形成する工程と、
前記固体撮像素子の各受光領域に対向するように、前記半導体基板表面に透光性部材を接合する工程と、
前記半導体基板の前記配線層の一部が側面で露呈するように前記半導体基板をダイシングする工程と、
前記固体撮像素子に対応して前記半導体基板の側面に外部接続端子を形成する工程と、
前記接合工程で接合され、外部接続端子の形成された接合体を、固体撮像素子ごとに分離する工程とを含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記外部接続端子を形成する工程は、
インクジェット法により、前記半導体基板の側面で前記配線層の側面に当接するように端子パターンを形成する工程を含む半導体装置の製造方法。
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