特許 5771898 撮像素子及びカメラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5771898

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】撮像素子及びカメラ

(51)【国際特許分類】

   H01L 27/14 20060101AFI20150813BHJP

   H04N 5/369 20110101ALI20150813BHJP

【ＦＩ】

   H01L27/14 D

   H04N5/335 690

【請求項の数】20

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2010-61714(P2010-61714)

(22)【出願日】2010年3月17日

(65)【公開番号】特開2011-198862(P2011-198862A)

(43)【公開日】2011年10月6日

【審査請求日】2013年2月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100096770

【弁理士】

【氏名又は名称】四宮 通

(72)【発明者】

【氏名】石田 知久

【審査官】 樫本 剛

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２４２４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実用新案登録第３１３３６４１（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開２００９−２０６４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０５８８４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２９９９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４７４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４５９６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２７／１４

Ｈ０４Ｎ ５／３６９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画素を有する画素部と前記画素部の周囲に形成され、前記画素と接続される回路素子と前記回路素子と接続される第２の配線と前記第２の配線に接続される導電部とを有する周辺回路部とを含む撮像素子と、
前記撮像素子の入射側において前記周辺回路部に対向して配置される基板であって、前記導電部と電気的に接続され、前記撮像素子で生成した信号を出力する第１の配線が設けられた第１面と前記第１面とは反対側の面であって前記導電部と熱的に接続され、前記撮像素子で発生した熱を伝達する熱伝導パターンが前記周辺回路部を覆うように設けられた第２面とを有する基板と、
を備えることを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像装置において、
前記熱伝導パターンは、絶縁性材料で形成されていることを特徴とする撮像装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の撮像装置において、
前記基板は、前記第１の配線と前記熱伝導パターンとを熱的に接続する貫通孔を有することを特徴とする撮像装置。

【請求項4】

請求項１に記載の撮像装置において、
前記熱伝導パターンは、導電性材料で形成され、
前記基板は、絶縁性材料が埋設された貫通孔を有し、
前記第１の配線と前記熱伝導パターンとは、前記貫通孔を介して熱的に接続することを特徴とする撮像装置。

【請求項5】

請求項３又は請求項４に記載の撮像装置において、
前記貫通孔は、前記基板において前記導電部に対応する位置に形成されていることを特徴とする撮像装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第２の配線は、前記回路素子へ入射する光を遮光する遮光膜であることを特徴とする撮像装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記周辺回路部及び前記基板を封止する絶縁性封止材を備えることを特徴とする撮像装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第２の配線は、前記周辺回路部に形成された絶縁膜に設けられていることを特徴とする撮像装置。

【請求項9】

請求項８に記載の撮像装置において、
前記導電部は、前記絶縁膜に形成された接続孔に設けられていることを特徴とする撮像装置。

【請求項10】

請求項９に記載の撮像装置において、
前記導電部は、前記絶縁膜の表層に電極を有し、
前記電極と前記第１の配線とを電気的に接続する接続部を備えることを特徴とする撮像装置。

【請求項11】

請求項９又は請求項１０に記載の撮像装置において、
前記接続孔は、前記第２の配線の長さ方向に沿って形成されることを特徴とする撮像装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の撮像装置において、
前記接続孔は、複数形成されることを特徴とする撮像装置。

【請求項13】

請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第２の配線の面積と前記接続孔の面積とは、ほぼ同じであることを特徴とする撮像装置。

【請求項14】

請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記熱伝導パターンに接触する熱伝導部材と、
前記撮像装置及び前記熱伝導部材を収容するとともに前記熱伝導部材と熱的に接続される筐体と、
を備えることを特徴とするカメラ。

【請求項15】

請求項１４に記載のカメラにおいて、
前記熱伝導部材は、前記撮像装置を前記筐体に取り付けるための取付部材であることを特徴とするカメラ。

【請求項16】

複数の画素を有する画素部が形成された第１半導体基板と、
前記第１半導体基板と接続される半導体基板であってアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路を含む回路部と前記回路部と接続される第２の配線と前記第２の配線に接続される導電部とが形成された第２半導体基板と、
前記第２半導体基板の入射側において対向して配置される基板であって、前記導電部と電気的に接続され、前記撮像素子で生成した信号を出力する第１の配線が設けられた第１面と前記第１面とは反対側の面であって前記導電部と熱的に接続され、前記第２半導体基板で発生した熱を伝達する熱伝導パターンが前記第２半導体基板を覆うように設けられた第２面とを有する基板と、
を備えることを特徴とする撮像装置。

【請求項17】

請求項１６に記載の撮像装置において、
前記熱伝導パターンは、絶縁性材料で形成されていることを特徴とする撮像装置。

【請求項18】

請求項１６に記載の撮像装置において、
前記基板は、前記第１の配線と前記熱伝導パターンとを熱的に接続する貫通孔を有することを特徴とする撮像装置。

【請求項19】

請求項１６に記載の撮像装置において、
前記熱伝導パターンは、導電性材料で形成され、
前記基板は、絶縁性材料が埋設された貫通孔を有し、
前記第１の配線と前記熱伝導パターンとは、前記貫通孔を介して熱的に接続することを特徴とする撮像装置。

【請求項20】

請求項１６から請求項１９のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記熱伝導パターンに接触する熱伝導部材と、
前記撮像装置及び前記熱伝導部材を収容するとともに前記熱伝導部材と熱的に接続される筐体と、
を備えることを特徴とするカメラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固体撮像装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、いわゆるＣＯＧ（チップオングラス）による固体撮像装置が開示されている。この従来の固体撮像装置は、半導体基板に受光領域（画素部）と周辺回路領域と電極領域とを有する固体撮像素子と、一方の面が前記固体撮像素子の前記受光領域、前記周辺回路領域及び前記電極領域に対向するように配置されたガラス基板と、を備えている。

【0003】

前記固体撮像素子において、前記周辺回路領域と前記電極領域とは区分されており、前記周辺回路領域の各部と前記電極領域の各電極パッドとの間が前記固体撮像素子に設けられた配線層によって電気的に接続されている。

【0004】

前記ガラス基板には、外部接続用電極及び突起電極、並びにこれらの間を電気的に接続する導体配線（導体パターン）が形成されている。前記ガラス基板の前記突起電極は、前記固体撮像素子の前記電極領域の前記電極パッドと対応する位置に配置され、前記固体撮像素子の前記電極領域の前記電極パッドと電気的に接続されている。

【0005】

このような従来の固体撮像装置では、固体撮像素子のコンパクト化及び低コスト化が図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−２９９９２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、前記従来の固体撮像装置では、前述したように、前記固体撮像素子において、前記周辺回路領域と前記電極領域とが区分されており、前記周辺回路領域の各部と前記電極領域の各電極パッドとの間が前記固体撮像素子に設けられた配線層によって電気的に接続されている。

【0008】

したがって、前記従来の固体撮像装置では、前記固体撮像素子において、前記配線層が構成する前記固体撮像素子の電源線、グランド線、駆動信号線あるいは画像信号出力線は、前記電極領域の前記電極パッドから、前記電極領域とは区分された別領域である前記周辺回路領域の各部へ到達するようにパターニングされている。このため、配線長を短くして配線抵抗を低減することでノイズを十分に抑え得るような配線レイアウトを実現することは困難であった。また、それらの配線はチップ面積が制限された条件でレイアウトされているため、共通インピーダンスや配線間クロストークの点からノイズを十分に抑え得るような配線レイアウトを実現することは困難であった。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノイズを低減し得る配線レイアウトを容易に実現することができる固体撮像素子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による撮像装置は、複数の画素を有する画素部と前記画素部の周囲に形成され、前記画素と接続される回路素子と前記回路素子と接続される第２の配線と前記第２の配線に接続される導電部とを有する周辺回路部とを含む撮像素子と、前記撮像素子の入射側において前記周辺回路部に対向して配置される基板であって、前記導電部と電気的に接続され、前記撮像素子で生成した信号を出力する第１の配線が設けられた第１面と前記第１面とは反対側の面であって前記導電部と熱的に接続され、前記撮像素子で発生した熱を伝達する熱伝導パターンが前記周辺回路部を覆うように設けられた第２面とを有する基板と、を備えるものである。

【0011】

第２の態様による撮像装置は、前記第１の態様において、前記熱伝導パターンは、絶縁性材料で形成されているものである。

【0012】

第３の態様による撮像装置は、前記第１又は第２の態様において、前記基板は、前記第１の配線と前記熱伝導パターンとを熱的に接続する貫通孔を有するものである。

【0013】

第４の態様による撮像装置は、前記第１の態様において、前記熱伝導パターンは、導電性材料で形成され、前記基板は、絶縁性材料が埋設された貫通孔を有し、前記第１の配線と前記熱伝導パターンとは、前記貫通孔を介して熱的に接続するものである。

【0014】

第５の態様による撮像装置は、前記第３又は第４の態様において、前記貫通孔は、前記基板において前記導電部に対応する位置に形成されているものである。

【0015】

第６の態様による撮像装置は、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記第２の配線は、前記回路素子へ入射する光を遮光する遮光膜であるものである。

【0016】

第７の態様による撮像装置は、前記第１乃至第６のいずれかの態様において、前記周辺回路部及び前記基板を封止する絶縁性封止材を備えるものである。

【0017】

第８の態様による撮像装置は、前記第１乃至第７のいずれかの態様において、前記第２の配線は、前記周辺回路部に形成された絶縁膜に設けられているものである。

【0018】

第９の態様による撮像装置は、前記第８の態様において、前記導電部は、前記絶縁膜に形成された接続孔に設けられているものである。

【0019】

第１０の態様による撮像装置は、前記第９の態様において、前記導電部は、前記絶縁膜の表層に電極を有し、前記電極と前記第１の配線とを電気的に接続する接続部を備えるものである。
第１１の態様による撮像装置は、前記第９又は第１０の態様において、前記接続孔は、前記第２の配線の長さ方向に沿って形成されるものである。
第１２の態様による撮像装置は、前記第１１の態様において、前記接続孔は、複数形成されるものである。
第１３の態様による撮像装置は、前記第９乃至第１２のいずれかの態様において、前記第２の配線の面積と前記接続孔の面積とは、ほぼ同じであるものである。
第１４の態様によるカメラは、前記第１乃至第１３のいずれかの態様による撮像装置と、前記熱伝導パターンに接触する熱伝導部材と、前記撮像装置及び前記熱伝導部材を収容するとともに前記熱伝導部材と熱的に接続される筐体と、を備えるものである。
第１５の態様によるカメラは、前記第１４の態様において、前記熱伝導部材は、前記撮像装置を前記筐体に取り付けるための取付部材であるものである。
第１６の態様による撮像装置は、複数の画素を有する画素部が形成された第１半導体基板と、前記第１半導体基板と接続される半導体基板であってアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路を含む回路部と前記回路部と接続される第２の配線と前記第２の配線に接続される導電部とが形成された第２半導体基板と、前記第２半導体基板の入射側において対向して配置される基板であって、前記導電部と電気的に接続され、前記撮像素子で生成した信号を出力する第１の配線が設けられた第１面と前記第１面とは反対側の面であって前記導電部と熱的に接続され、前記第２半導体基板で発生した熱を伝達する熱伝導パターンが前記第２半導体基板を覆うように設けられた第２面とを有する基板と、を備えるものである。
第１７の態様による撮像装置は、前記第１６の態様において、前記熱伝導パターンは、絶縁性材料で形成されているものである。
第１８の態様による撮像装置は、前記第１６の態様において、前記基板は、前記第１の配線と前記熱伝導パターンとを熱的に接続する貫通孔を有するものである。
第１９の態様による撮像装置は、前記第１６の態様において、前記熱伝導パターンは、導電性材料で形成され、前記基板は、絶縁性材料が埋設された貫通孔を有し、前記第１の配線と前記熱伝導パターンとは、前記貫通孔を介して熱的に接続するものである。
第２０の態様によるカメラは、前記第１６乃至第１９のいずれかの態様による撮像装置と、前記熱伝導パターンに接触する熱伝導部材と、前記撮像装置及び前記熱伝導部材を収容するとともに前記熱伝導部材と熱的に接続される筐体と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、ノイズを低減し得る配線レイアウトを容易に実現することができる固体撮像素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の実施の形態による固体撮像装置を模式的に示す概略断面図、及び、その一部を拡大した拡大図である。

【図2】図１に示す固体撮像装置の固体撮像素子の接続孔を模式的に示す概略平面図である。

【図3】本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置を模式的に示す概略断面図である。

【図4】図３に示す固体撮像装置を模式的に示す概略平面図である。

【図5】図３に示す固体撮像装置の固体撮像素子の接続孔を模式的に示す概略平面図である。

【図6】図３に示す固体撮像装置のガラス基板を模式的に示す概略平面図である。

【図7】本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置の要部を模式的に示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明による固体撮像装置について、図面を参照して説明する。

【0023】

［第１の実施の形態］
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態による固体撮像装置１を模式的に示す概略断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中の一部を拡大した拡大図である。図２は、図１中の固体撮像素子１１の接続孔２８を模式的に示す概略平面図である。

【0024】

本実施の形態による固体撮像装置１は、図１に示すように、チップとして構成された固体撮像素子１１と、透明基板としてのガラス基板１２とを備えている。ガラス基板１２に代えて他の透明基板を用いてもよい。

【0025】

固体撮像素子１１は、シリコン基板等の半導体基板２１と、半導体基板２１に形成され２次元状に配置された複数の画素（図示せず）を有する画素部Ｘと、画素部Ｘと電気的に接続され、前記複数の画素を駆動する回路を有する周辺回路部Ｙと、を備えている。本実施の形態においては、周辺回路部Ｙは、半導体基板２１の画素部Ｘの周辺の領域に形成されている。固体撮像素子１１の図１中の上面側が光入射側となっており、固体撮像素子１１は、ガラス基板１２を介して画素部Ｘに入射した光を光電変換する。

【0026】

図２において、外側の矩形のラインＬ１は固体撮像素子１１の外形を示し、内側の矩形のラインＬ２は画素部Ｘの外形を示している。ラインＬ２の内側の領域が画素部Ｘであり、ラインＬ１，Ｌ２間の額縁状の領域が周辺回路部Ｙである。

【0027】

固体撮像素子１１は、例えばＣＭＯＳ型やＣＣＤ型などの固体撮像素子として構成される。固体撮像素子１１がＣＭＯＳ型として構成される場合、画素部Ｘの各画素は、周知のように、例えば、光電変換部としてのフォトダイオード、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、行選択トランジスタ及びリセットトランジスタを用いて構成される。図１では、これらの図示は省略している。

【0028】

図１に示すように、半導体基板２１上には、層間絶縁膜２２が形成されている。そして、画素部Ｘから周辺回路部Ｙの一部（周辺回路部Ｙにおける画素部Ｘ寄りの部分）にかけて、層間絶縁膜２２上に、カラーフィルタ２３、平坦化膜２４及びマイクロレンズ２５が順次形成されている。画素部Ｘのマイクロレンズ２５は、画素毎に設けられている。画素部Ｘのカラーフィルタ２３は、ベイヤー配列等に従って画素ごとに所定色のカラーフィルタが配置されるが、図面表記の便宜上、図２ではカラーフィルタの色は区別していない。周辺回路部Ｙのマイクロレンズ２５及びカラーフィルタ２３は、いわゆるダミーパターンであるが、必ずしも設ける必要はない。カラーフィルタ２３、平坦化膜２４及びマイクロレンズ２５は、例えば、有機樹脂などの樹脂を材料として構成される。

【0029】

また、固体撮像素子１１がＣＭＯＳ型として構成される場合、周辺回路部Ｙは、例えば、垂直走査回路及び水平走査回路からなる駆動回路（図示せず）や、画素から出力される信号を処理するＣＤＳ回路、ＡＤ変換回路等の処理回路（図示せず）を含む。そして、周辺回路部Ｙは、このような回路を構成するトランジスタ等の複数の回路素子（図示せず）及び配線層２６（第２の配線）を有している。図面には示していないが、これらの回路素子は周辺回路部Ｙの領域（図２中のラインＬ１，Ｌ２間の領域）に分布しており、周辺回路部Ｙの領域はこれらの回路素子の分布領域となっている。

【0030】

配線層２６は、半導体基板２１上の層間絶縁膜２２中に形成されている。配線層２６は、例えば、半導体基板２１側から１層目の配線層、２層目の配線層及び３層目の配線層を含むが、図３にはそのうちの最上層の配線層のみを図示している。また、配線層２６は、半導体基板に形成された回路素子への入射光を防止する遮光膜としても機能する。なお、画素部Ｘにおいても、層間絶縁膜２２中に配線層が形成されるが、その図示は省略している。

【0031】

周辺回路部Ｙにおけるマイクロレンズ２５が形成されていない領域には、層間絶縁膜２２上に絶縁層（絶縁膜）２７が形成されている。絶縁層２７の材料は特に限定されるものではないが、絶縁層２７における少なくとも最上部分を有機樹脂などの樹脂層としてもよい。この場合、後述する電極３０同士の間の絶縁性を高めることができるので、好ましい。また、絶縁層２７は、カラーフィルタ２３、平坦化膜２４及びマイクロレンズ２５とは全く別に構成してもよい。あるいは、絶縁層２７は、いずれかの色のカラーフィルタ２３、平坦化膜２４、及びマイクロレンズ２５と同じ材料（有機樹脂などの樹脂）の層を、層間絶縁膜２２側から順次積層した構成としてもよい。この場合、カラーフィルタ２３、平坦化膜２４及びマイクロレンズ２５の形成工程によって、同時に絶縁層２７も形成することができ、絶縁層２７を特別な工程によって形成する必要がなくなるので、好ましい。この場合には、絶縁層２７の上面の高さ位置（すなわち、後述する電極３０の下面の高さ位置）が、マイクロレンズ２５の上側の面（半導体基板２１とは反対側の面）の高さ位置と同じになる。また、この場合には、絶縁層２７における最上部分も樹脂層となるので、電極３０同士の間の絶縁性を高めることができる。

【0032】

周辺回路部Ｙにおける配線層２６上において、絶縁層（層間絶縁膜２２における配線層２６の上側部分と絶縁層２７の全体）に、接続孔２８が形成されている。接続孔２８内には、金属等の導電材料からなる導電部２９が埋設されている。周辺回路部Ｙ上において、導電部２９及びその付近の絶縁層２７の上に、電極３０が形成されている。電極３０は、導電部２９を介して配線層２６と電気的に接続されている。

【0033】

ガラス基板１２は、その一方の面（下面）に固体撮像素子１１の画素部Ｘ及び周辺回路部Ｙが対向するように配置されている。本実施の形態では、ガラス基板１２の周辺部の全てが固体撮像素子１１の周囲からはみ出しているが、これに限らない。ガラス基板１２の下面には、固体撮像素子１１の周辺回路部Ｙ上の電極３０に対応する位置から、固体撮像素子１１からはみ出したガラス基板１２の周辺部にかけて、導体パターンとしての金属等からなる配線パターン３１（第１の配線）が形成されている。

【0034】

配線パターン３１のガラス基板１２の周辺部上の部分には、金属等からなる外部接続用端子３２が形成されている。もっとも、配線パターン３１と別に外部接続用端子３２を形成せずに、配線パターン３１におけるガラス基板１２の周辺部上の部分自体を、外部接続用端子として用いてもよい。配線パターン３１における固体撮像素子１１の電極３０に対応する位置には、接続部としてのバンプ３３が設けられている。配線パターン３１は、バンプ３３を介して電極３０と電気的に接続されている。なお、配線パターン３１は、半導体基板に形成された回路素子への入射光を防止する遮光膜としても機能する。

【0035】

固体撮像素子１１の絶縁層２７とガラス基板１２との間が、絶縁性接着剤等の封止材３４により封止されている。

【0036】

本実施の形態では、固体撮像素子１１を収容するパッケージが不要となり、コンパクト化及び低コスト化が図ることができる。

【0037】

そして、本実施の形態では、電源若しくはグランド、あるいは駆動信号が、ガラス基板１２の外部接続用端子３２、配線パターン３１及びバンプ３３を介して周辺回路部Ｙの直上に設けた電極３０から周辺回路部Ｙに供給されたり、周辺回路部Ｙから出力される画像信号が電極３０、ガラス基板１２のバンプ３３及び配線パターン３１を介して外部接続用端子３２から出力されたりする。

【0038】

したがって、本実施の形態によれば、従来の固体撮像装置のように、ガラス基板１２と接続するための電極３０を、固体撮像素子１１の周辺回路部Ｙの領域の更に外側の領域に配置し、配線層２６をその領域（周辺回路部Ｙの領域とは区分された領域）に配置した電極３０まで引き回す場合に比べて、配線長を短くして配線抵抗を低減することでノイズを抑え得るような配線レイアウトを実現することが容易になるとともに、共通インピーダンスや配線間クロストークの点からノイズを抑え得るような配線レイアウトを実現することが容易となる。なお、本実施の形態のように、ガラス基板１２に、トランジスタ等の回路素子が搭載されない場合には、そのような回路素子を避けて配線パターン３１を引き回したりする必要がなくなり、配線パターン３１を短くしたり太くしたりし易い。

【0039】

このため、本実施の形態によれば、固体撮像素子１１上の周辺回路部Ｙの回路レイアウトに制約されることなく、ガラス基板１２上の配線パターン３１を固体撮像素子１１の周辺回路部Ｙの直上までレイアウトして、配線パターン３１を周辺回路部Ｙの配線層２６に接続することにより、電源あるいはグランド線の共通インピーダンスを低減することができる。また、駆動信号線や画像信号出力線については、ガラス基板１２上の配線パターン３１を配線間のクロストークを低減するようにレイアウトして、配線パターン３１を固体撮像素子１１の周辺回路部Ｙの直上で周辺回路部Ｙの配線層２６に接続することにより、画像信号へのノイズの混入を防止することができる。つまり、本実施の形態によれば、固体撮像装置１をＣＯＧタイプにモジュール化してコンパクト化及び低コスト化が図れるだけでなく、ノイズが抑制された高画質な画像が得ることが可能となる。

【0040】

なお、接続孔２８に設けられた導電部２９を介して電極３０と電気的に接続される周辺回路部Ｙの配線層２６は、最上層の配線層に限られるものではなく、他の階層の配線層でもよい。

【0041】

［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置５１を模式的に示す概略断面図であり、図１に対応している。図４は、図１に示す固体撮像装置５１の概略平面図である。図５は、図３中の固体撮像素子１１の接続孔２８を模式的に示す概略平面図であり、図２に対応している。図６は、図３中のガラス基板１２を模式的に示す概略平面図である。ただし、図６は、ガラス基板１２における固体撮像素子１１と重なる部分付近のみを示している。図３乃至図６において、図１及び図２中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態による固体撮像装置５１が前記第１の実施の形態による固体撮像装置１と異なる所は、以下に説明する点のみである。

【0042】

前記第１の実施の形態による固体撮像装置１では、固体撮像素子１１の周辺回路部Ｙにおいて互いに電気的に接続された配線層２６、導電部２９及びバンプ３３に関して、配線層２６の面積に比べて、導電部２９の面積及びバンプ３３の面積がかなり小さく設定されている。また、前記第１の実施の形態では、これに合わせて、ガラス基板１２の配線パターン３１の面積も小さく設定されている。なお、導電部２９の面積は接続孔２８の面積と同じである。

【0043】

これに対し、本実施の形態による固体撮像装置５１では、固体撮像素子１１の周辺回路部Ｙにおいて互いに電気的に接続された配線層２６、導電部２９及びバンプ３３に関して、これらの平面視での面積（接続孔２８の面積も含む。）が配線層２６の面積とほぼ同じに設定されて大きく設定されている。これに合わせて、ガラス基板１２の配線パターン３１の面積も大きく設定されている。具体的には、本実施の形態では、図３及び図５に示すように、接続孔２８（したがって、導電部２９も）は配線層２６の長さ方向に沿って連続的に延び、接続孔２８の幅（＝導電部２９の幅）が配線層２６の幅とほぼ同じに設定されている。電極３０及びバンプ３３についてもこれと同様である。この点、前記第１の実施の形態では、図１及び図２に示すように、接続孔２８（したがって、導電部２９も）は点状の１箇所又は配線層２６の長さ方向に沿って間隔をあけて配置された点状の複数箇所に設けられ、接続孔２８の幅（＝導電部２９の幅）が配線層２６の幅よりもかなり狭く設定されている。電極３０及びバンプ３３についてもこれと同様である。なお、前記第１の実施の形態においても、ガラス基板１２の配線パターン３１は図６と同様とされるが、図１と図３との比較からわかるように、前記第１の実施の形態では、ガラス基板１２の配線パターン３１の幅は図６の場合よりも狭く設定されている。

【0044】

また、本実施の形態では、図３及び図４に示すように、ガラス基板１２の固体撮像素子１１とは反対側の面における固体撮像素子１１の周辺回路部Ｙに対応する部分に、熱伝導率の高い材料からなる熱伝導パターン６１が形成されている。熱伝導パターン６１は、好ましくは、ガラス基板１２よりも熱伝導率の高い材料により形成される。ガラス基板１２の熱伝導率は一般的に２Ｗ／ｍＫよりも小さいので、熱伝導パターン６１は、熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上の材料を用いればよい。本実施の形態では、熱伝導パターン６１の材料は、導電性材料でもよいし絶縁性材料でもよい。熱伝導パターン６１の導電性材料の例として金属を挙げることができる。熱伝導パターン６１の絶縁性材料の例として、最近、日本科学冶金株式会社と出光興産株式会社により共同開発されたポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）「出光ＰＰＳ ＮＴ−７００シリーズ」と称する超高熱伝導率樹脂を挙げることができる。この樹脂は、５Ｗ／ｍＫ〜２５Ｗ／ｍＫの熱伝導率を示す。

【0045】

さらに、本実施の形態では、熱伝導パターン６１におけるガラス基板１２の周辺部上の部分に、高い熱伝導率を持つ材料からなる熱伝導部材６２が設けられている。熱伝導部材６２は、好ましくは、ガラス基板１２よりも高い熱伝導率を持つ材料により形成される。本実施の形態では、熱伝導部材６２は、図３に示すような断面形状を持つ金属等からなる環状部材として構成されている。熱伝導部材６２は、カメラのボディ側に熱的に接触させてもよいし、そうではなく空中に放熱するようにしてもよい。また、熱伝導部材６２は、カメラのボディ側への取付部材を兼用することも可能である。

【0046】

本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる他、以下に説明する利点も得られる。

【0047】

本実施の形態では、前記第１の実施の形態に比べて、導電部２９、バンプ３３及び配線パターン３１の面積が大きく設定されている。したがって、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態に比べて、配線抵抗が低減され、その結果、よりノイズを低減することができる。

【0048】

また、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態に比べて、導電部２９及びバンプ３３の面積が大きいので、固体撮像素子１１で発生した熱をガラス基板１２側へより逃がし易くなる。そして、本実施の形態では、熱伝導パターン６１及び熱伝導部材６２が設けられているので、固体撮像素子１１で発生しガラス基板１２側へ導かれた熱は、熱伝導パターン６１及び熱伝導部材６２を介して放熱し易くなる。したがって、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態に比べて、固体撮像素子１１の温度上昇を低減することができるため、固体撮像素子１１の熱に起因するノイズ、例えば、暗電流や熱雑音を低減することができ、ひいてはより高画質な画像を得ることができる。

【0049】

［第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３の実施の形態による固体撮像装置７１を模式的に示す概略一部断面図であり、図３に対応している。図７において、図３中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態による固体撮像装置７１が前記第２の実施の形態による固体撮像装置５１と異なる所は、以下に説明する点のみである。

【0050】

本実施の形態では、ガラス基板１２におけるバンプ３３に対応する部分に貫通孔８１が形成されている。貫通孔８１には、高い熱伝導率を持つ材料８２が埋設されている。材料８２は、好ましくは、ガラス基板１２よりも高い熱伝導率を有する材料である。そして、貫通孔８１に埋設された材料８２は、バンプ３３及び熱伝導パターン６１とそれぞれ熱的に接触している。

【0051】

前記材料８２として、熱伝導パターン６１の材料として先に説明した材料を用いることができる。前記材料８２は熱伝導パターン６１の材料と同じでもよいし異なっていてもよい。ただし、熱伝導パターン６１の材料が絶縁性材料である場合は、前記材料８２は導電性材料でもよいし絶縁性材料でもよいが、熱伝導パターン６１の材料が導電性材料である場合は、前記材料８２として絶縁性材料が用いられる。

【0052】

本実施の形態では、前記材料８２によって、固体撮像素子１１から熱伝導パターン６１への熱伝導効率が、前記第２の実施の形態に比べて高まる。したがって、本実施の形態によれば、前記第２の実施の形態と同様の利点が得られる他、固体撮像素子１１の熱に起因するノイズをより低減することができるという利点が得られる。

【0053】

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。

【0054】

例えば、前記第１の実施の形態において、前述した熱伝導パターン６１及び熱伝導部材６２を追加してもよい。

【0055】

また、上記実施の形態において、固体撮像素子１１が、透明基板１２に電気的に接続される構成を例示した。この構成に代えて、固体撮像素子１１と透明基板１２との間に基板としてのインターポーザを設けてもよい。この場合、導電パターン３１は、インターポーザの受光部Ｘに対向する面に形成される。また、インターポーザの材料としては、絶縁性の材料が好ましく、例えば、酸化膜付きシリコン、プラスチック、ガラスなどが挙げられる。なお、インターポーザが画素部Ｘを覆わないように成形される場合には、インターポーザは、必ずしも透明である必要はない。例えば、周辺回路部Ｙに対向する部分のインターポーザの色を、例えば、黒色にすれば、インターポーザは、周辺回路部Ｙに対する遮光部としての機能も有する。

【0056】

また、上記実施の形態において、周辺回路部Ｙに形成される周辺回路部、例えば、駆動回路、ＣＤＳ回路、ＡＤ変換回路等は、画素部Ｘと同一基板上に形成される構成を例示した。この構成に代えて、ＡＤ変換回路等の一部の周辺回路は、受光部Ｘが形成された半導体基板とは別の半導体基板上に形成されてもよい。この場合、画素部Ｘと、別チップとして形成された周辺回路部とは、基板１２上に別々に実装され、導体パターンを介して電気的に接続される。

【符号の説明】

【0057】

１，５１，７１ 固体撮像装置
１１ 固体撮像素子
１２ ガラス基板（透明基板）
２１ 半導体基板
２６ 配線層
２７ 絶縁層
２８ 接続孔
２９ 導電部
３０ 電極
３１ 配線パターン（導体パターン）
３３ バンプ（接続部）
６１ 熱伝導パターン
６２ 熱伝導部材
Ｘ 画素部
Ｙ 周辺回路部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】