WO2015125443A1 - 受光デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

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茂史 土肥
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Definitions

  • the present invention relates to a light receiving device that converts incident light into an electric signal, and more particularly to a light receiving device in which a semiconductor scanning circuit that reads signal charges converted from incident light by a photodiode having a photoelectric conversion function is stacked, and a method for manufacturing the same.
  • a light receiving device having a structure in which a photodiode of a photoelectric conversion unit and a scanning element for transferring a photocharge generated there are integrated on a semiconductor substrate has been developed and commercialized.
  • the photodiode and the scanning element are arranged on the same plane, so that the aperture ratio (the ratio of the amount of light incident on the photoelectric conversion unit to the amount of light incident on the light receiving surface) is small, and the light utilization rate is Low loss of incident light.
  • the aperture ratio can be close to 100%, and the sensitivity can be improved.
  • a structure using an electrode having a contact that prevents charge injection with respect to the photodiode is usually employed in order to realize good photoresponse characteristics.
  • an element that does not use charge multiplication inside the element cannot extract signal charges greater than the number of carriers generated by incident light, and the gain of photoelectric conversion is 1 or less.
  • the gain which is the ratio of the number of photocharges generated in the photodiode to the number of incident photons, is several tens to several hundreds.
  • the above-described stacked type light receiving device is formed by forming a scanning circuit on a silicon substrate by a semiconductor process used in an ordinary integrated circuit, and sequentially depositing a photodiode and a transparent conductive film thereon.
  • a photoelectric conversion unit including a transparent conductive film and a photodiode formed on a light-transmitting substrate as in Patent Document 1 is provided on a substrate different from the light-transmitting substrate.
  • a signal readout electrode of a formed scanning circuit is connected by a conductive micro bump.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a photoelectric conversion unit of a conventional light receiving device.
  • a transparent conductive film 103 and a photodiode 104 are formed on a translucent substrate 115, the surface has a predetermined size and interval.
  • the first pixel electrodes 105 are formed so as to be arranged in a row.
  • second pixel electrodes 107 are provided at the same pitch as the first pixel electrode 105. Further, on the second pixel electrode 107, the photoelectric conversion unit 101 and the scanning circuit are provided. Micro bumps 106 for electrically connecting the portions 102 are formed.
  • the light receiving device has a structure in which the photoelectric conversion unit 101 and the scanning circuit unit 102 separately formed as described above are electrically connected by the micro bumps 106 as shown in FIG.
  • a photodiode 104 is formed on a very flat base by using a sufficiently polished substrate.
  • the scanning circuit portion 102 and the photoelectric conversion portion 101 are separately manufactured, the second pixel electrode 107 and the photodiode 104 on the scanning circuit 108 are selected without considering the electrical junction characteristics of each other. can do.
  • an SOI (Silicon On Insulator) substrate is used as a substrate on which a photodiode is formed. Then, after laminating the scanning circuit and the microbump, the characteristics of the photodiode can be further improved by removing the silicon and silicon oxide film and forming a transparent conductive film.
  • the SOI substrate is a substrate having a structure in which a silicon oxide film is inserted between a silicon substrate and a surface silicon layer which are effective in reducing the parasitic capacitance of the transistor and improving the operation speed and power consumption (see Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Document 2 As a method of supplying voltage, for example, there is a method of connecting a wire to a transparent conductive film on a photodiode as shown in FIG. 10 (Patent Document 2).
  • the light receiving device of the present disclosure has a stacked device structure in which the photoelectric conversion unit 101 and the scanning circuit unit 102 are connected by the micro bumps 106, and is formed on the photodiode 104 of the photoelectric conversion unit 101.
  • a transparent conductive film 103 is formed.
  • a rewiring 109 that also serves as an OB region and an electrode for supplying a voltage to the scanning circuit 108 and the photodiode 104 is formed on the transparent conductive film 103.
  • the rewiring is electrically connected to the external electrode by the wire 110. It is connected.
  • the OB region formation and the wire bond electrode can be simultaneously formed in the rewiring forming step after the completion of the lamination process, it is not necessary to provide a process specifically for forming the OB region. , The single formation process of the OB region can be omitted.
  • the wire is not directly bonded to the transparent conductive film 103 on the photodiode 104, the risk of deterioration of the characteristics of the photodiode 104 and damage to the photodiode 104 due to stress during wire bonding can be reduced.
  • the voltage is supplied to the transparent conductive film 103 by the thick-film rewiring 109 having a low resistance, the supply of voltage can be stabilized.
  • 1 is a cross-sectional view of a light receiving device according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a plan view of a light receiving device according to a first embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on the manufacturing method of the light receiving device which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on the manufacturing method of the light receiving device which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on the manufacturing method of the light receiving device which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on the manufacturing method of the light receiving device which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on the manufacturing method of the light receiving device which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a sectional view of a light receiving device according to a first embodiment of the present invention.
  • the light receiving device has a stacked device structure in which a first pixel electrode 105 formed in the photoelectric conversion unit 101 and a second pixel electrode 107 formed in the scanning circuit unit 102 are connected by a micro bump 106.
  • a transparent conductive film 103 is formed on the photodiode 104 of the photoelectric conversion unit 101.
  • a rewiring 109 for supplying a voltage to the scanning circuit portion 102 and the photodiode is formed on the transparent conductive film 103, and the rewiring 109 is electrically connected to an external electrode by a wire 110.
  • the periphery of the microbump 106 is covered with a protective film 111, and the rewiring 109 is formed immediately above at least one first pixel electrode 105.
  • FIG. 2 is a top view of the light receiving device according to the present invention.
  • the transparent conductive film 103 is partially covered by the rewiring 109, and the rewiring 109 is connected by the wire 110.
  • the rewiring 109 is formed immediately above a part of the pixel electrodes so as to block light from the upper surface, thereby forming an OB region.
  • the material of the rewiring 109 can be Cu that can be processed in a batch by plating and can form a thick film of 5 ⁇ m or more in a short time.
  • This structure can reduce the voltage drop due to wiring resistance when supplying voltage to the photodiode, which stabilizes the voltage supply.
  • the wire bondability can be improved by making the material of the rewiring 109 Au having a good wire bonding property or an Au / Ni or Au / Ni / Cu structure from the upper surface.
  • the protective film 111 may be an epoxy or acrylic underfill resin, or may be an organic passivation such as PBO (polybenzoxazole) or PI (polyimide).
  • PBO polybenzoxazole
  • PI polyimide
  • inorganic passivation such as SiN (silicon nitride) may be used.
  • the micro bump 106 has several methods known for its manufacturing method and material, such as a plating method and a photolithography method. In either method, it is important to form bumps (projection electrodes) having a height of several ⁇ m to several tens of ⁇ m corresponding to the electrodes.
  • the metal material that constitutes the conductive material include Sn, Cu, Au, Ni, Co, Pd, Ag, In, and those made of a plurality of layers or alloys.
  • a conductive paste in which conductive particles are mixed with an adhesive, that is, a conductive paste.
  • the conductive paste include Ag or Ag—Pd paste.
  • the micro bumps 106 may be formed by printing the Ag or Ag-Pd paste on the readout electrodes. Alternatively, the micro bump 106 may be formed by forming a metal having good malleability and adhesion such as Au, In alone or In alloy in a columnar shape or a conical shape on the readout electrode. Alternatively, the microbump 106 may be formed using a metal having good malleability and adhesion and a conductive paste.
  • 3A to 3G are sectional views of the light receiving device according to the method for manufacturing the light receiving device according to the first embodiment of the present invention.
  • the micro bumps 106 are brought into contact with each other and connected.
  • the silicon substrate 112 and the silicon oxide film 113 are removed by a wet method or a dry method, and the photodiode 104 is exposed from the upper surface.
  • a transparent conductive film 103 is formed on the photodiode 104 by vapor deposition.
  • the rewiring 109 is formed by photolithography and plating.
  • a wire 110 is formed on the rewiring.
  • FIG. 4 is a sectional view of a light receiving device according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a plan view thereof.
  • the periphery of the photodiode 104 is covered with the resin 114.
  • the rewiring 109 is formed on the resin 114 and the photodiode 104, and is electrically connected to the external electrode by the wire 110.
  • the planar size of the photoelectric conversion unit 101 itself can be reduced, so that the number of devices that can be taken around the wafer is increased and the device cost is reduced. Can do.
  • 6A to 6I are cross-sectional views according to a method for manufacturing a light receiving device according to the second embodiment of the present invention.
  • the micro bumps 106 are brought into contact with each other and connected.
  • a resin 114 is formed on the side surface and the upper surface of the photoelectric conversion unit.
  • the resin 114 and the silicon substrate 112 are polished by back grinding.
  • the silicon substrate 112 and the silicon oxide film 113 are removed by etching.
  • a transparent conductive film 103 is formed on the photodiode 104 and the resin 114 by vapor deposition.
  • the transparent conductive film 103 on the resin 114 is removed, the resin on the electrodes of the scanning circuit portion is removed, and the electrodes are opened.
  • the rewiring 109 is formed by photolithography and plating.
  • a wire 110 is formed on the rewiring.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a light receiving device according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a plan view thereof.
  • the rewiring 109 is formed on the upper surface of the transparent conductive film 103 on the photodiode 104 in a lattice pattern between the pixel electrodes so as not to block the incident light to the pixel electrodes except for the OB region. can do.
  • the rewiring 109 is routed in a lattice pattern on the transparent conductive film 103 between the pixel electrodes excluding the OB region, thereby reducing voltage application variation due to the positional relationship between the rewiring 109 and the photodiode 104. It is.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be adopted in which the above-described embodiment and the like are modified within the range conceived by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention.
  • the wire 110 is shown as being formed in the rewiring 109 immediately above the photodiode opening, but may be formed by removing the opening just above the opening.
  • the wire bond connectivity is improved by removing the portion directly above the opening having a low rewiring flatness due to the influence of the opening shape.
  • the rewiring 109 shows an example in which the electrode connected to the scanning circuit unit 102 and the electrode connected to the transparent conductive film 103 are completely separated, it is not always necessary to completely separate them.
  • the rewiring 109 is not covered with a protective film.
  • a protective film is formed to reduce the physical protection of the wiring and the risk of electrical short-circuiting. And may be protected.
  • the micro bumps 106 formed in the photoelectric conversion unit and the scanning circuit unit are exposed as protrusions on the upper surface of the protective film 111.
  • the present invention is not limited thereto. It may not be the same surface as the protective film or may be depressed.
  • the resin 114 is formed on the upper surface from the photoelectric conversion unit.
  • the resin 114 may be formed on the upper surface from the photoelectric conversion unit or may be formed on the same plane. It may be.
  • the present invention can be suitably used for, for example, a light receiving device that is required to be small, highly functional, highly sensitive, and low in cost.
  • Photoelectric conversion unit 102 Scanning circuit unit 103 Transparent conductive film 104 Photodiode 105 First pixel electrode 106 Micro bump 107 Second pixel electrode 108 Scanning circuit 109 Rewiring 110 Wire 111 Protective film 112 Silicon substrate 113 Silicon oxide film 114 Resin 115 Translucent substrate

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Abstract

　信頼性の高い高感度な受光デバイスを低コストで提供する。光電変換部（１０１）と走査回路部（１０２）がマイクロバンプ（１０６）で接続された積層型のデバイス構造であって、光電変換部（１０１）のフォトダイオード（１０４）上に透明導電膜（１０３）が形成された構造である。前記透明導電膜（１０３）上に走査回路（１０８）とフォトダイオード（１０４）へ電圧供給するための電極およびＯＢ領域の機能を有する再配線（１０９）が形成されており、上記再配線はワイヤ（１１０）により外部電極と電気的に接続されていることを特徴とする。

Description

受光デバイスおよびその製造方法
　本発明は、入射光を電気信号に変換する受光デバイス、特に、光電変換機能を有するフォトダイオードによって入射光から変換された信号電荷を読み出す半導体走査回路を積層した受光デバイスおよびその製造方法に関する。
　従来の受光デバイスとしては、光電変換部のフォトダイオードと、そこで生成した光電荷を転送する走査素子とを半導体基板上に集積化した構造の受光デバイスが開発され製品化されている。
　この構造の受光デバイスは、フォトダイオードと走査素子が同一平面上に配置されているため、開口率（受光面に入射する光量に対する光電変換部に入射する光量の割合）が小さく、光利用率が低く入射光の損失が大きかった。
　オンチップマイクロレンズの開発等により実質開口率は向上するにいたっているが、フォトダイオードと走査素子が同一平面上に配置される限り実質開口率の向上には限界がある。
　そこで、光電荷転送用の回路基板の上部に、当該光電荷を発生するフォトダイオードを積み重ねた構造の受光デバイスが提案されている。
　この構造では、受光面全体がフォトダイオードになるので開口率を１００％近くにでき、感度の向上が可能となる。
　これらの受光デバイスにおいては、通常良好な光応答特性を実現するため、フォトダイオードに対して、電荷の注入を阻止するような接触を有する電極を用いる構造が採用されている。
　そのため、素子内部での電荷増倍を利用しない素子では入射光によって生成されたキャリア数以上の信号電荷を取り出すことができず、光電変換の利得は１以下である。
　これに対して、光電変換の利得が１を超えるような受光デバイスとして、フォトダイオードに強い電界を印加してアバランシェ増倍現象を発生させて光電変換の利得を１以上にするアバランシェ増倍型の受光デバイスが開発されている。
　このようなアバランジェ増倍型受光デバイスでは、入射光子数に対する、フォトダイオード内で生成される光電荷の数の比である利得が、数１０から数１００にもなる。
　上記の積層型の受光デバイスは、シリコン基板上に通常の集積回路で用いられる半導体プロセスによって走査回路を形成し、その上にフォトダイオード及び透明導電膜を順次堆積して形成される。
　この場合、透明導電膜が形成される前の走査回路は、シリコン基板に複雑なプロセスを経て形成されているため、表面を平滑にすることが極めて難しく、画素電極自身や画素電極の境界部に凹凸が存在する。
　そのため、例えば光導電型撮像管のように平滑なガラス基板上に光導電膜を形成する場合と異なり、下地の凹凸に起因する局所的な電界集中によって暗電流が増大し、画面に白点状の欠陥が発生し易いという課題がある。
　特に、フォトダイオードでのアバランシェ増倍現象を用いて高い感度を得ようとする場合は、フォトダイオードに強い電界を印加する必要があるため、電界の非一様性による局所的暗電流注入やアバランシェブレークダウンが発生し易い。
　上記課題を解決するための従来技術として、特許文献１のように透光性基板上に形成した透明導電膜とフォトダイオードから成る光電変換部を、上記透光性基板とは別の基板上に形成した走査回路の信号読み出し電極に、導電性のマイクロバンプによって接続した構造とする技術がある。
　図９は、従来技術の受光デバイスの光電変換部の断面図であり、透光性基板１１５上に、透明導電膜１０３とフォトダイオード１０４を形成した後、表面に所定の大きさと間隔を有して配列するように第１の画素電極１０５が形成されている。走査回路１０８の表面には、前記第１の画素電極１０５と同じピッチで第２の画素電極１０７が設けられており、さらに前記第２の画素電極１０７上には、光電変換部１０１と走査回路部１０２を電気的に接続するためのマイクロバンプ１０６が形成されている。
　従来技術による受光デバイスは、以上のように別々に形成された光電変換部１０１と走査回路部１０２を、図９に示すように前記マイクロバンプ１０６によって電気的に接続した構造を有している。
　従来技術では例えば十分平坦に研磨された基板を用いることによって、非常に平坦な下地の上にフォトダイオード１０４が形成される。
　従って、例えばフォトダイオードでアバランシェ現象による電荷増倍が起こるような高電界を印加して動作させても局所的電界集中による暗電流の増大やアバランシェブレークダウンが起こりにくい。
　また、走査回路部１０２と光電変換部１０１は別に作製されているため、走査回路１０８上の第２の画素電極１０７およびフォトダイオード１０４は互いの電気的接合特性を考慮することなく、材料を選択することができる。
　即ち、積層型撮像装置であるための制約はなく、最適の材料や構造及び作製法を採用することができる。
　したがって、このようなマイクロバンプを用いた積層構造の利点としては、たとえば、フォトダイオードを形成する基板として、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いる。そして走査回路とマイクロバンプとを積層後、シリコンおよびシリコン酸化膜を除去し透明導電膜を形成することによりフォトダイオードの特性をさらに向上させることが出来る。ＳＯＩ基板はトランジスタの寄生容量を減らし、動作速度向上と消費電力削減に効果があるシリコン基板と表面シリコン層の間にシリコン酸化膜を挿入した構造の基板である（特許文献１、２参照）。
特開平７－１９２６６３号公報 特開平９－８２９３２号公報
　しかしながら、従来技術の構造では通常の受光デバイス同様に、画素値の「黒」のレベルを規定するオプティカルブラック（ＯＢ）領域を形成する場合、遮光膜をフォトダイオードの上面に形成する必要がある。
　したがって、遮光膜はフォトダイオード形成前に形成しておくか、もしくはフォトダイオードと走査回路のマイクロバンプによる積層後にフォトダイオード上面に特別に形成する必要がある。
　しかしながら、フォトダイオードの特性を向上させるため基板としてＳＯＩ基板を用いる際には、構造上フォトダイオード形成前に遮光膜を形成することは出来ない。
　また、フォトダイオードと走査回路をマイクロバンプで積層したあとに、フォトダイオード上面に遮光膜を形成すると、遮光膜形成のために特別に工程が増加することになり、生産性や生産コストが増加する課題がある。
　また、例えばフォトダイオードでアバランシェ現象による電荷増倍が起こるような高電界を印加して動作させる場合、フォトダイオード上の透明導電膜に電圧を供給する必要がある。
　電圧を供給する方法としては、例えば、図１０に示すようにワイヤをフォトダイオード上の透明導電膜と接続する方法がある（特許文献２）。
　しかしながら、上記方法ではワイヤと透明導電膜との接続時の応力によるフォトダイオードの破壊もしくは特性悪化のリスクが非常に高い。
　さらに、ワイヤから薄膜の透明導電膜を介してフォトダイオードへ電圧供給するため、電圧供給が不安定となり、所望の電荷増倍効果および高い感度を得ることが難しい。
　上記課題を解決するために、本開示の受光デバイスは、光電変換部１０１と走査回路部１０２がマイクロバンプ１０６で接続された積層型のデバイス構造であり、光電変換部１０１のフォトダイオード１０４上に透明導電膜１０３が形成された構造である。そして、透明導電膜１０３上に走査回路１０８とフォトダイオード１０４へ電圧供給するための電極およびＯＢ領域を兼ねた再配線１０９が形成されており、上記再配線はワイヤ１１０により外部電極と電気的に接続されている。
　本発明の受光デバイスによれば、積層プロセス完了後の再配線形成工程でＯＢ領域形成とワイヤボンド電極を同時形成することができるため、特別にＯＢ領域形成を目的としたプロセスを設ける必要が無く、ＯＢ領域の単独の形成プロセスを省略することができる。
　また、フォトダイオード１０４上の透明導電膜１０３に直接ワイヤボンドしないため、ワイヤボンド時の応力によるフォトダイオード１０４の特性悪化リスクやフォトダイオード１０４へのダメージを軽減することができる。
　また、透明導電膜１０３に抵抗の低い厚膜の再配線１０９で電圧供給するため、電圧の供給を安定化することができる。
本願発明の第１の実施形態に係る受光デバイスの断面図である。 本願発明の第１の実施形態に係る受光デバイスの平面図である。 本願発明の第１の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第１の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第１の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第１の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第１の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第１の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第１の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの平面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係る受光デバイスの製造方法に係る半導体装置の断面図である。 本願発明の第３の実施形態に係る受光デバイスの断面図である。 本願発明の第３の実施形態に係る受光デバイスの平面図である。 従来技術に係る撮像素子の断面図である。 従来技術に係る固体撮像素子の断面図である。
　以下、本開示にかかる発明（本発明という）を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。
　（第１の実施形態）
　図１は本発明の第１の実施形態による受光デバイスの断面図である。当該受光デバイスは、光電変換部１０１に形成された第１の画素電極１０５と走査回路部１０２に形成された第２の画素電極１０７がマイクロバンプ１０６によって接続された積層型のデバイス構造である。そして光電変換部１０１のフォトダイオード１０４上に透明導電膜１０３が形成されている。透明導電膜１０３上に走査回路部１０２とフォトダイオードへ電圧供給するための再配線１０９が形成されており、再配線１０９はワイヤ１１０により外部電極と電気的に接続されている。
　マイクロバンプ１０６の周囲は保護膜１１１により覆われており、再配線１０９は、少なくとも１つの第１の画素電極１０５の直上に形成される。
　図２は本発明による受光デバイスの上面図であり、透明導電膜１０３は、再配線１０９により上面の一部が覆われており、再配線１０９はワイヤ１１０により接続されている。
　このように再配線１０９は上面からの光を遮断するように、一部の画素電極に対して直上に形成されることにより、ＯＢ領域を形成することができる。
　また、フォトダイオード１０４上の透明導電膜１０３に直接ワイヤボンドしないため、ワイヤボンド時の応力による特性変動やダメージを回避することができる。
　また、再配線１０９の材料は、めっきによってウエハ一括処理が可能で、短時間で５μｍ以上の厚膜形成可能なＣｕとすることができる。
　この構造によりフォトダイオードへ電圧供給する際の、配線抵抗による電圧降下を低減することができるため、電圧の供給が安定化する。
　また、再配線１０９の材料をワイヤボンディング性の良好なＡｕや上面からＡｕ／ＮｉもしくはＡｕ／Ｎｉ／Ｃｕの構造とすることによりワイヤボンド性を向上させることができる。
　保護膜１１１はエポキシ系やアクリル系のアンダーフィル樹脂であってもよいし、ＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）やＰＩ（ポリイミド）のような有機系のパッシベーションであってもよい。
　もしくは、ＳｉＮ（シリコンナイトライド）のような無機系のパッシベーションであってもよい。
　また、マイクロバンプ１０６は、製作方法および材質に既知のいくつかの方法があり、めっき法によるもの、フォトリソグラフィー法によるもの等がある。何れの方法においても、電極上に、それに対応した高さ数μｍから数１０μｍのバンプ（突起電極）を形成することが重要である。
　導電材としては、バンプへの要求特性から見てなるべく低抵抗であることが必要である。導電材を構成する金属材料としては、Ｓｎ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎやそれらを複数の層としたものや合金としたものがある。
　また、導電材として、導電性粒子を接着剤に混ぜてペースト状にしたもの、すなわち導電性ペーストがある。導電性ペーストとして、例えばＡｇ又はＡｇ‐Ｐｄペーストがある。このＡｇ又はＡｇ‐Ｐｄペーストを読み出し電極上に印刷し、マイクロバンプ１０６を形成してもよい。また、Ａｕ、Ｉｎ単体あるいはＩｎ合金など展性、密着性のよい金属を読み出し電極上に柱状、あるいは円錐状に形成させてマイクロバンプ１０６を形成してもよい。また、展性、密着性のよい金属と導電性ペーストと併用してマイクロバンプ１０６を形成してもよい。
　図３Ａ～図３Ｇは本発明の第１の実施形態による受光デバイスの製造方法に係る受光デバイスの断面図である。
　図３Ａに示すように、まずシリコン基板１１２とシリコン酸化膜１１３およびそれらの上に形成したフォトダイオード１０４からなる光電変換部１０１と走査回路部１０２の、それぞれの画素電極上に形成したマイクロバンプ１０６を、所望の位置に来るように位置合わせを実施する。
　次に、図３Ｂに示すように、互いのマイクロバンプ１０６を接触させて接続させる。
　次に、図３Ｃに示すように、シリコン基板１１２およびシリコン酸化膜１１３をウエット方式もしくはドライ方式で除去し、フォトダイオード１０４を上面から露出させる。
　次に、図３Ｄに示すように、蒸着法により透明導電膜１０３をフォトダイオード１０４上に形成する。
　次に、図３Ｅに示すように、エッチングにより不要な透明導電膜１０３を除去し、走査回路１０８へ電圧供給する電極を開口し露出させる。
　次に、図３Ｆに示すように、フォトリソグラフィーおよびめっき法により再配線１０９を形成する。
　次に、図３Ｇに示すように、再配線上にワイヤ１１０を形成する。
　ここでワイヤ形成前には、ワイヤボンド前のデバイス状態と最終組立品の構造を考慮した組立工程、例えば、ウエハーのバックグラインド、ダイシング、ダイボンド、ワイヤボンドなどの工程を任意に選択することが可能である。
　（第２の実施形態）
　図４は本発明の第２の実施形態による受光デバイスに係る断面図であり、図５はその平面図である。
　図４および図５より、フォトダイオード１０４の周囲が樹脂１１４により覆われている。
　再配線１０９は樹脂１１４上とフォトダイオード１０４上に形成されており、ワイヤ１１０により外部電極と電気的に接続されている。
　このように樹脂１１４で光電変換部１０１の周囲を覆うことで、光電変換部１０１自体の平面サイズを小さくすることができるため、ウエハー辺りのデバイスの取れ数が増加し、デバイスコストを低減することができる。
　さらに、光電変換部１０１と走査回路部１０２を同じ平面サイズにする制約を解除することが可能となり、デバイスの設計自由度が大幅に向上する。
　図６Ａ～図６Ｉは本発明の第２の実施形態による受光デバイスの製造方法に係る断面図である。
　図６Ａに示すように、まずシリコン基板１１２とシリコン酸化膜１１３およびそれらの上に形成したフォトダイオード１０４からなる光電変換部１０１と走査回路部１０２の、それぞれの画素電極上に形成したマイクロバンプ１０６を所望の位置に来るように、位置合わせを実施する。
　次に、図６Ｂに示すように、互いのマイクロバンプ１０６を接触させて接続させる。
　次に、図６Ｃに示すように、光電変換部の側面および上面に樹脂１１４を形成する。
　次に、図６Ｄに示すように、バックグラインドにより樹脂１１４およびシリコン基板１１２を研磨する。
　次に、図６Ｅに示すように、エッチングによりシリコン基板１１２およびシリコン酸化膜１１３を除去する。
　次に、図６Ｆに示すように、蒸着法により透明導電膜１０３をフォトダイオード１０４上および樹脂１１４上に形成する。
　次に、図６Ｇに示すように、樹脂１１４上の透明導電膜１０３を除去し、走査回路部の電極上の樹脂を除去し、電極を開口する。
　次に、図６Ｈに示すようにフォトリソグラフィーおよびめっき法により再配線１０９を形成する。
　次に、図６Ｉに示すように、再配線上にワイヤ１１０を形成する。
　ここでワイヤ形成工程前後には、ワイヤボンド前のデバイス状態と最終組立品の構造を考慮した組立工程、例えば、ウエハーのバックグラインド、ダイシング、ダイボンド、ワイヤボンドなどの工程を任意に選択することが可能である。
　（第３の実施形態）
　図７は本発明の第３の実施形態による受光デバイスに係る断面図であり、図８はその平面図である。
　図７および図８より再配線１０９はフォトダイオード１０４上の透明導電膜１０３の上面に、ＯＢ領域を除いて画素電極への入射光を阻害しないように、それぞれの画素電極間に格子状に形成することができる。
　このように、ＯＢ領域を除いた画素電極間の透明導電膜１０３上に再配線１０９を格子状に引き回すことで、再配線１０９とフォトダイオード１０４の位置関係による電圧印加ばらつきを低減することが可能である。
　本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態等に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した様々な構成がとり得る。
　図１に示した上記実施形態では、ワイヤ１１０はフォトダイオード開口部直上の再配線１０９に形成された例を示しているが、開口部の直上を外して形成してもよい。
　このように、比較的開口形状の影響を受けて再配線の平坦度が低い開口部の直上を外して形成することにより、ワイヤボンドの接続性が向上する。
　また、再配線１０９は走査回路部１０２に接続する電極と透明導電膜１０３と接続する電極が完全に分離した例を示しているが、必ずしも完全に分離する必要は無い。
　また、上記実施例では再配線１０９の周囲は保護膜により覆われていない例を示しているが、配線の物理的保護や電気的に配線間が短絡するリスクを低減するために保護膜を形成し保護してもよい。
　図３Ａおよび図６Ａに示した上記実施形態では、光電変換部および走査回路部に形成されたマイクロバンプ１０６は、保護膜１１１の上面に突起として露出している例を示したが、これに限定されず保護膜と同じ面もしくは陥没していてもよい。
　図４に示した上記実施形態では、樹脂１１４は光電変換部より上面に形成された例をしめしているが、樹脂１１４は光電変換部より上面に形成されてもよいし、同平面に形成されていてもよい。
　本発明は、例えば、小型、高機能、高感度、低コストが要求される受光デバイスに好適に利用可能である。
１０１　光電変換部
１０２　走査回路部
１０３　透明導電膜
１０４　フォトダイオード
１０５　第１の画素電極
１０６　マイクロバンプ
１０７　第２の画素電極
１０８　走査回路
１０９　再配線
１１０　ワイヤ
１１１　保護膜
１１２　シリコン基板
１１３　シリコン酸化膜
１１４　樹脂
１１５　透光性基板

Claims (8)

  1. 光電変換部と、
    前記光電変換部の画素電極上に形成されたマイクロバンプによって接続された走査回路部と、
    前記光電変換部のフォトダイオードの上面に形成された透明導電膜と、
    前記透明導電膜上と前記フォトダイオード上に形成された配線と、
    前記配線と接続する外部端子を備えていることを特徴とする受光デバイス。
  2. 前記光電変換部の周囲に形成された樹脂と、
    前記樹脂上および前記透明導電膜上に形成された配線と、
    前記配線と接続する外部端子を備えていることを特徴とする、
    請求項１に記載の受光デバイス。
  3. 前記フォトダイオードは、フォトダイオード内で電荷増倍作用が生じる強さの電圧を印加する手段を有することを特徴とする、
    請求項１又は２に記載の受光デバイス。
  4. 前記配線は、前記画素電極の間に格子状に形成されていることを特徴とする、
    請求項１～３に記載の受光デバイス。
  5. 前記配線は、再配線であることを特徴とする請求項１～４に記載の受光デバイス。
  6. シリコン基板とシリコン酸化膜およびそれらの上に形成したフォトダイオードからなる光電変換部と走査回路部の、それぞれの画素電極上に形成したマイクロバンプを所望の位置に位置合わせし、互いの前記マイクロバンプを接続する工程と、
    前記シリコン基板および前記シリコン酸化膜を除去し、前記フォトダイオードを上面から露出させる工程と、
    透明導電膜を前記フォトダイオード上に形成する工程と、
    エッチングにより所望の範囲の前記透明導電膜を除去し、走査回路へ電圧供給する電極を開口し露出させる工程と、
    前記フォトダイオードおよび前記透明導電膜上に配線を形成し、外部端子と接続する工程とを備えることを
    特徴とする受光デバイスの製造方法。
  7. シリコン基板とシリコン酸化膜およびそれらの上に形成したフォトダイオードからなる光電変換部と走査回路部の、それぞれの画素電極上に形成したマイクロバンプを所望の位置に位置合わせし、互いの前記マイクロバンプを接続する工程と、
    前記光電変換部の側面および上面に樹脂を形成する工程と
    前記樹脂および前記シリコン基板を研磨する工程と、
    前記シリコン基板およびシリコン酸化膜を除去する工程と、
    透明導電膜を前記フォトダイオード上および前記樹脂上に形成する工程と、
    前記樹脂上の前記透明導電膜を除去し、前記走査回路部の電極上の樹脂を除去し、電極を開口する工程と、
    前記樹脂および前記透明導電膜上に配線を形成し、外部端子と接続する工程とを備えることを
    特徴とする受光デバイスの製造方法。
  8. 前記配線は、再配線であることを特徴とする請求項６又は７に記載の受光デバイスの製造方法。
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