特許 7592824 半導体装置、モジュール、カメラおよび機器

(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】

(24)【登録日】2024-11-22

(45)【発行日】2024-12-02

(54)【発明の名称】半導体装置、モジュール、カメラおよび機器

(51)【国際特許分類】

   H01L 27/146 20060101AFI20241125BHJP

   H04N 25/70 20230101ALI20241125BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20241125BHJP

   H10K 65/00 20230101ALI20241125BHJP

   H10K 59/38 20230101ALI20241125BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20241125BHJP

【ＦＩ】

H01L27/146 D

H04N25/70

G09F9/30 365

G09F9/30 349B

H10K65/00

H10K59/38

G02B5/20 101

【請求項の数】 27

(21)【出願番号】P 2023187535

(22)【出願日】2023-11-01

(62)【分割の表示】P 2018205557の分割

【原出願日】2018-10-31

(65)【公開番号】P2024008997

(43)【公開日】2024-01-19

【審査請求日】2023-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】大重 秀将

【審査官】黒田 久美子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２３４９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１６８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６３７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７０４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７２７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７８３２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２７／１４６

Ｈ０４Ｎ ２５／７０

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｈ１０Ｋ ６５／００

Ｈ１０Ｋ ５９／３８

Ｇ０２Ｂ ５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の主面に、有機ＥＬ素子を有する有効画素が設けられた有効画素領域および前記有効画素領域の周辺に位置する周辺領域を有する半導体デバイスと、
前記基板に対する平面視において、前記有効画素領域および前記周辺領域に重なるように配置された透光板とカラーフィルタ層と、を備え、
前記基板、前記有機ＥＬ素子、前記カラーフィルタ層、前記透光板をこの順に備え、
前記平面視において、前記有効画素領域から前記カラーフィルタ層の外縁の少なくとも一部までの第１距離が１００μｍ以上であり、
前記カラーフィルタ層から前記透光板の前記カラーフィルタ層側の面までの前記主面に垂直な方向における第２距離が０μｍよりも大きく、
前記第１距離は、前記第２距離の２倍以上であることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

基板の主面に、有機ＥＬ素子を有する有効画素が設けられた有効画素領域および前記有効画素領域の周辺に位置する周辺領域を有する半導体デバイスと、
前記基板に対する平面視において、前記有効画素領域および前記周辺領域に重なるように配置された透光板とカラーフィルタ層と、を備え、
前記基板、前記有機ＥＬ素子、前記カラーフィルタ層、前記透光板をこの順に備え、
前記平面視において、前記有効画素領域から前記カラーフィルタ層の外縁の少なくとも一部までの第１距離が１００μｍ以上であり、前記カラーフィルタ層から前記透光板の前記カラーフィルタ層側の面までの前記主面に垂直な方向における第２距離が０μｍよりも大きく、
前記第１距離は、前記第２距離の２倍以上であり、
前記平面視において前記半導体デバイスは、前記有効画素領域に重なるようにレンズを有することを特徴とする半導体装置。

【請求項3】

前記第１距離は、前記第２距離の１０倍以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記第１距離は、前記第２距離の１００倍以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記カラーフィルタ層の外縁の少なくとも一部が、青色の光を透過するカラーフィルタであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記カラーフィルタ層の外縁の全周が、青色の光を透過するカラーフィルタであることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記平面視において、前記周辺領域に重なるように配された前記カラーフィルタ層は、第１部分と、第２部分と、を有し、
前記第１部分は、第１の色の光を透過するカラーフィルタと第２の色の光を透過するカラーフィルタとを有し、前記第２部分は、第３の色の光を透過するカラーフィルタのみからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記第１部分の幅と前記第２部分の幅は互いに異なることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。

【請求項9】

前記第１部分の幅が、前記第２部分の幅以上であることを特徴とする請求項７または８に記載の半導体装置。

【請求項10】

前記第３の色の光を透過するカラーフィルタが、青色のカラーフィルタであることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項11】

前記第３の色の光を透過するカラーフィルタの幅は前記第１の色の光を透過するカラーフィルタの幅よりも大きく、かつ、前記第２の色の光を透過するカラーフィルタの幅よりも大きいことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項12】

前記第３の色の光を透過するカラーフィルタは前記第１の色の光を透過するカラーフィルタと同じ色の光を透過する、または、前記第３の色の光を透過するカラーフィルタは前記第２の色の光を透過するカラーフィルタと同じ色の光を透過することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項13】

前記カラーフィルタ層と前記透光板との間に設けられ、前記透光板に接触する透光部材を備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項14】

前記透光部材は前記カラーフィルタ層と前記透光板との間に充填されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。

【請求項15】

前記半導体デバイスが、レンズをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

【請求項16】

前記周辺領域は周辺回路が配された周辺回路領域を含み、前記カラーフィルタ層は前記周辺回路領域の上に配されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項17】

前記周辺領域は、前記周辺回路領域と前記有効画素領域との間に位置し、非有効画素が設けられた領域を含み、前記カラーフィルタ層は前記非有効画素が設けられた前記領域の上に配されていることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置。

【請求項18】

前記透光板と前記周辺領域との間に配置され、前記透光板と前記半導体デバイスとを接合する接合部材をさらに有することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項19】

前記平面視において、前記カラーフィルタ層の外縁の少なくとも一部が、前記有効画素領域と前記接合部材との間に位置することを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置。

【請求項20】

前記平面視において、前記カラーフィルタ層の外縁の全周が、前記有効画素領域と前記接合部材との間に位置することを特徴とする請求項１９に記載の半導体装置。

【請求項21】

前記接合部材は、樹脂からなるマトリックスと、前記マトリックスに分散した、樹脂からなるフィラーと、を含むことを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項22】

前記有機ＥＬ素子は、複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向する対向電極と、前記複数の画素電極と前記対向電極との間に設けられた発光層と、を有し、前記平面視において、前記カラーフィルタ層の外縁が前記対向電極に重なることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項23】

前記複数の画素電極と前記基板との間に配線構造が設けられており、前記対向電極は前記対向電極と前記配線構造との接触部を有し、前記平面視において、前記カラーフィルタ層の前記外縁は前記接触部と前記有効画素領域との間に位置することを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置。

【請求項24】

前記基板を貫通する電極をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項25】

請求項１８乃至２１のいずれか一項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置に接続されたフレキシブル配線板と、を備えるモジュールであって、
前記平面視において、前記半導体装置と前記フレキシブル配線板との電気的な接続部と、前記カラーフィルタ層の外縁の少なくとも一部と、の間に前記接合部材が位置することを特徴とするモジュール。

【請求項26】

イメージセンサーと、
電子ビューファインダーと、を備えるカメラであって、
前記電子ビューファインダーの表示装置は請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の半導体装置を備えることを特徴とするカメラ。

【請求項27】

請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の半導体装置を備える機器であって、
前記半導体装置を制御する制御装置を更に備えることを特徴とする機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カラーフィルタ層を備えた半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像または表示を行う半導体装置では、カラー画像を撮像または表示を行うために、カラーフィルタ層が設けられる。半導体装置を保護するために、半導体デバイスに対向する透光板が設けられる。透光板は接合部材によって半導体デバイスに接合される。カラーフィルタ層は透光板と半導体デバイスとの間に位置することになる。

【0003】

特許文献１には、基板間隔設定部を介して配された基板と半導体基板との間に。カラーフィルタが設けられた表示装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１５７５６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

カラーフィルタ層の配置の仕方によっては、透光板の接合信頼性が低下したり、画質（撮影品質または表示品質）が低下したりする可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための手段は、
基板の主面に、有機ＥＬ素子を有する有効画素が設けられた有効画素領域および前記有効画素領域の周辺に位置する周辺領域を有する半導体デバイスと、
前記基板に対する平面視において、前記有効画素領域および前記周辺領域に重なるように配置された透光板とカラーフィルタ層と、を備え、
前記基板、前記有機ＥＬ素子、前記カラーフィルタ層、前記透光板をこの順に備え、
前記平面視において、前記有効画素領域から前記カラーフィルタ層の外縁の少なくとも一部までの第１距離が１００μｍ以上であり、
前記カラーフィルタ層から前記透光板の前記カラーフィルタ層側の面までの前記主面に垂直な方向における第２距離が０μｍよりも大きく、
前記第１距離は、前記第２距離の２倍以上であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、透光板の接合信頼性と、画質を向上した半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】モジュールおよび半導体装置を説明する模式図。

【図2】半導体装置を説明する模式図。

【図3】半導体装置を説明する模式図。

【図4】半導体装置を説明する模式図。

【図5】半導体装置を説明する模式図。

【図6】カメラおよび機器を説明する模式図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の説明および図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。

【0010】

図１（ａ）は、半導体装置２００を備えたモジュール４００の断面図である。半導体装置２００は、半導体デバイス１００と、カラーフィルタ層７０と、カラーフィルタ層７０に対向して配置された透光板９０と、透光板９０と半導体デバイス１００とを接合する接合部材８０と、を備える。図１（ａ）に示すように、半導体装置２００は、カラーフィルタ層７０と透光板９０との間に設けられ、透光板９０に接触する透光部材８３をさらに備えることができる。なお、透光部材８３を省略することもでき、代わりに、カラーフィルタ層７０と透光板９０との間に空隙を設けることもできる。モジュール４００は、半導体装置２００の外部接続端子４１に接続されたフレキシブル配線板３００を備える。外部接続端子４１とフレキシブル配線板３００との電気的な接続部は、半田やＡＣＦ（異方性導電性フィルム）などの導電部材３１０によって構成される。モジュール４００は、半導体装置２００に固定された枠部材３２０と、枠部材３２０に固定され、透光板９０を覆うカバー３４０と、をさらに備えることができる。カバー３４０と透光板９０との間には、枠部材３２０で囲まれた空間３３０が位置する。本実施形態の半導体装置２００は表示装置あるいは撮像装置であり、半導体デバイス１００は表示デバイスあるいは撮像デバイスであり、モジュール４００は表示モジュールあるいは撮像モジュールである。

【0011】

図１（ｂ）は半導体装置２００を半導体デバイス１００の主面に対して平面視した際の平面図を示している。平面視における配置とは、半導体デバイス１００の主面に対して垂直な方向（主面の法線方向）から半導体装置２００を視た際の配置であり、重なっている部材については、透視可能であるものとする。半導体デバイス１００の主面に対する平面視において、透光板９０が半導体デバイス１００およびカラーフィルタ層７０に重なる。透光板９０が半導体デバイス１００およびカラーフィルタ層７０に対向する方向（対向方向）は、半導体デバイス１００の主面に対して垂直な方向（主面の法線方向）である。半導体デバイス１００は、有効画素が設けられた有効画素領域１１および有効画素領域１１の周辺に位置する周辺領域１４を有する。有効画素領域１１は四辺形であり、有効画素領域１１の対角長は例えば５～５０ｍｍである。周辺領域１４は、周辺回路が配された周辺回路領域１３を含みうる。表示装置における周辺回路は、有効画素を駆動するための駆動回路や、有効画素に入力する信号を処理する、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換回路）等の処理回路を含む。撮像装置における周辺回路は、有効画素を駆動するための駆動回路や、有効画素から出力された信号を処理する、ＡＤＣ（アナログデジタル変換回路）等の処理回路を含む。周辺領域１４は、周辺回路領域１３と有効画素領域１１との間に位置し、非有効画素が設けられた非有効画素領域１２を含みうる。非有効画素とは、有効画素としては機能しない、ダミー画素や基準画素、テスト画素、モニタ画素などである。

【0012】

図１（ａ）に示した透光板９０は、有効画素領域１１および周辺領域１４に対向して配置されている。接合部材８０は、透光板９０と半導体デバイス１００の周辺領域１４との間に配置されており、透光板９０は接合部材８０と半導体デバイス１００とを接合している。図１（ａ）に示したカラーフィルタ層７０は、透光板９０と有効画素領域１１との間および透光板９０と周辺領域１４との間に配置されている。図１（ｂ）には、カラーフィルタ層７０のうちの、透光板９０と有効画素領域１１との間に配された部分である有効画素部７１を示している。図１（ｂ）には、カラーフィルタ層７０のうちの、透光板９０と非有効画素領域１２との間に配された部分である非有効画素部７２を示している。図１（ｂ）には、カラーフィルタ層７０のうちの、透光板９０と周辺回路領域１３との間に配された部分である周辺回路部７３を示している。非有効画素部７２が有効画素部７１と周辺回路部７３との間に位置する。

【0013】

図１（ｂ）にはカラーフィルタ層７０の外縁７５を示している。外縁７５は四辺形であり、外縁７５はその一部として、下辺部７６と右辺部７７とを含む。外縁７５はその一部として、上辺部と左辺部とを含むが、図１（ｂ）において、これらの符号を省略している。周辺領域１４は、その上にカラーフィルタ層７０が配置されていない、非配置領域７４を含んでいる。カラーフィルタ層７０の外縁７５は、非配置領域７４の内縁に一致する。

【0014】

図１（ｂ）から理解されるように、半導体デバイス１００の主面に対する平面視において、カラーフィルタ層７０の外縁７５の少なくとも一部（本例では全周）が、有効画素領域１１と接合部材８０との間に位置している。この点について、図１（ｂ）に示したＡ－Ａ線における断面を、図２（ａ）に示した断面図で説明し、図１（ｂ）に示したＢ－Ｂ線における断面を、図２（ｂ）に示した断面図で説明する。半導体デバイス１００は半導体基板１０を含み、半導体基板１０の表面と裏面のうち、トランジスタが設けられた面を主面１とする。

【0015】

下辺部７６、右辺部７７が有効画素領域１１と接合部材８０との間に位置しているため、下辺部７６、右辺部７７の近傍において、カラーフィルタ層７０が接合部材８０と半導体デバイス１００との間に位置していない。当然、カラーフィルタ層７０は接合部材８０と透光板９０との間にも位置していない。これによりカラーフィルタ層７０が接合部材８０と半導体デバイス１００との間あるいは接合部材８０と透光板９０との間に位置する場合に比べて有利な効果が生じる。その効果は、接合部材８０と透光板９０との間の接合強度を向上でき、接合信頼性を向上できることである。

【0016】

仮に、周辺領域１４にカラーフィルタ層７０を全く配置しない場合、周辺領域１４で光が反射したり、周辺領域１４に光が入射したりするため、画質が低下しうる。そこで、有効画素領域１１からある程度の範囲にはカラーフィルタ層７０が設けられる。その結果、外縁７５は有効画素領域１１よりも外側に位置することになる。具体的には、有効画素領域１１から下辺部７６までの距離Ｄａは、有効画素領域１１におけるカラーフィルタ層７０（有効画素部７１）から透光板９０までの距離Ｄｂよりも大きい。同様に、有効画素領域１１から右辺部７７までの距離Ｄｈは、有効画素領域１１におけるカラーフィルタ層７０（有効画素部７１）から透光板９０までの距離Ｄｂよりも大きい。

【0017】

典型的なモデルとして、有効画素領域１１の端から主面１に対して４５度の角度をもって出射した光が、透光板９０で反射し、周辺領域１４に入射すると考える。周辺領域１４への入射位置は、有効画素領域１１の端から距離Ｄｂの２倍の位置となる。そのため、距離Ｄａ、Ｄｈは距離Ｄｂの２倍以上であることが好ましい。距離Ｄａ、Ｄｈは距離Ｄｂの１０倍以上であってもよく、１００倍以上であってもよい。距離Ｄａ、Ｄｈは、例えば１００μｍ以上であり、例えば１０００μｍ以下であり、例えば７００μｍである。距離Ｄｂは、接合部材８０の厚さＴによって制御される。厚さＴは、カラーフィルタ層７０の厚さよりも大きくなるように設定することが好ましい。距離Ｄｂは、接合部材８０と透光板９０との間の距離（本例ではゼロ）よりも大きくすることができ、距離Ｄｂは、カラーフィルタ層７０自体の厚さよりも大きくてもよい。本実施形態のように、カラーフィルタ層７０を透光板９０から離間させて（Ｄｂ＞０）、透光板９０を有効画素領域１１に近づけることにより、光の広がりに起因する、解像感やクロストークを低減できる。カラーフィルタ層７０の厚さは例えば０．５～１．５μｍである。距離Ｄｂは、例えば１μｍ以上であり、例えば５０μｍ以下であり、例えば１０μｍ以下であり、例えば３μｍである。距離Ｄａ、Ｄｈを極端に大きくすると、半導体装置２００自体の面積が大きくなってしまう。そこで、距離Ｄａは下辺部７６から半導体デバイス１００の端までの距離Ｄｃよりも小さくてもよい。同様に、距離Ｄｈは右辺部７７から半導体デバイス１００の端までの距離Ｄｉよりも小さくてもよい。距離Ｄｃ、Ｄｉは例えば５００μｍ以上であり、例えば１ｍｍ以上であってもよいが、例えば５ｍｍ以下であることが好ましい。図２（ａ）の例では、距離Ｄａが下辺部７６から接合部材８０までの距離Ｄｇよりも大きいが、距離Ｄａが下辺部７６から接合部材８０までの距離Ｄｇよりも小さくすることもできる。距離Ｄｇは、例えば５００μｍ以上であり、例えば２０００μｍ以下であり、例えば１０００μｍである。図２（ｂ）の例では、距離Ｄｈが右辺部７７から接合部材８０までの距離Ｄｋよりも小さいが、距離Ｄａが右辺部７７から接合部材８０までの距離Ｄｋよりも大きくすることもできる。距離Ｄｋは、例えば５００μｍ以上であり、例えば２０００μｍ以下であり、例えば１０００μｍである。接合部材８０の幅Ｄｍ，Ｄｎについては、Ｄｍ＜Ｄｃ－Ｄｇであり、Ｄｎ≦Ｄｉ－Ｄｋである。幅Ｄｍ，Ｄｎは例えば５００μｍ以上であり、例えば２０００μｍ以下であり、例えば１０００μｍである。距離Ｄｃ－Ｄｇ－Ｄｍは接合部材８０の外側における半導体デバイス１００の幅に相当するが、下辺部７６には外部接続端子４１が配置されるため、距離Ｄｃ－Ｄｇ－Ｄｍは例えば５００μｍ以上であり、例えば５０００μｍ以下であり、例えば１５００μｍである。Ｄｎ＝Ｄｉ－Ｄｋのとき、接合部材８０の外側面が半導体デバイス１００の端と一致する。換言すれば、Ｄｉ－Ｄｋ－Ｄｎ＝０である。下辺部７６以外の右辺部、左辺部、城辺部の近傍では、外部接続端子４１が配置されないため、接合部材８０の外側面、透光板９０の外側面が半導体デバイス１００の端と一致していてもよい。

【0018】

以上説明したように、本実施形態では、外縁７５の少なくとも一部において、Ｄｇ＞０とＤａ＞Ｄｂの両方を満たせば、この外縁７５の一部分の近傍において、接合強度の向上と、画質の向上の両方が実現できる。上記では四辺形の接合部材８０の下辺部７６と右辺部７７のそれぞれを、外縁７５の一部分に当てはめたが、これに限らない。例えば、四辺形の接合部材８０の１辺の中の一部（例えば中央部）で上記条件を満たし、四辺形の接合部材８０の１辺の中の他の一部（例えば周辺部）で上記条件を満さない形態でも、中央部において、接合強度の向上と、画質の向上が達成できる。設計上あるいは製造上の理由で、外縁７５の一部分において、上述した関係を満たさない部分があっても、本実施形態の範疇である。とはいえ、外縁７５の大部分（５０％以上）において、Ｄｇ＞０とＤａ＞Ｄｂの関係を満たすことが好ましいであろう。上述した各種寸法の関係の一例をまとめると、下辺部７６近傍では、Ｄｂ≦Ｔ＜１００μｍ＜Ｄｆ≦Ｄｅ＜Ｄａ＜Ｄｍ≦Ｄｇ≦１０００μｍ＜Ｄｃ－Ｄｇ－Ｄｍ＜Ｄｃの関係を満たしうる。右辺部７７近傍では、Ｄｉ－Ｄｋ－Ｄｎ＜Ｄｂ≦Ｔ＜１００μｍ＜Ｄｈ＜Ｄｎ≦Ｄｋ≦１０００μｍ＜Ｄｉの関係を満たしうる。

【0019】

カラーフィルタ層７０の詳細について説明する。カラーフィルタ層７０の有効画素部７１は、複数色のカラーフィルタがアレイ状に配されて構成される。カラーフィルタ層の色は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）であるが、シアン、マゼンタ、イエローなどでもよい。各色のカラーフィルタの配列は、ストライプ配列、デルタ配列、ベイヤー配列などであり、本例ではベイヤー配列である。また、周辺領域１４の上においてカラーフィルタ層７０は、複数色のカラーフィルタがアレイ状に配された部分である、複色部を有する。周辺領域１４の上においてカラーフィルタ層７０は、単色のカラーフィルタが延在する部分である、単色部を有する。ここで単色部における単色のカラーフィルタの幅は、有効画素部７１における単色のカラーフィルタの幅（すなわち１画素分の幅）よりも大きい。また、複色部における単色のカラーフィルタの幅よりも大きい。単色部における単色のカラーフィルタの幅は、距離Ｄａよりも大きいことが好ましい。単色部の幅は、例えば１０μｍ以上であり、例えば１００μｍ以上であり、例えば、１０００μｍ以下である。そして、複色部が単色部と有効画素部７１との間に位置している。本例では、非有効画素部７２が複色部であり、周辺回路部７３が単色部であるが、複色部と単色部の区別は周辺領域１４の構成とは無関係に配置することもできる。単色部の色は、カラーフィルタ層７０に含まれる複数色のカラーフィルタのうち、可視光の吸収波長が最短のものを用いることが好ましい。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、シアン、マゼンタ、イエローの中では青色フィルタを単色部に用いることが好ましい。外縁７５を複色部で構成することもできるが、周辺領域１４で発生する迷光の色を制御する上では、外縁７５を単色部で構成することが好ましい。外縁７５の少なくとも一部を青色のカラーフィルタが構成することが好ましく、本例では、外縁７５の全周を青色のカラーフィルタからなる単色部で構成している。

【0020】

図２（ａ）、（ｂ）を用いて、半導体装置２００のより詳細な構成について説明する。図２（ａ）に示すように、半導体デバイス１００は、半導体基板１０と、配線構造４０と、絶縁部材３０と、を含む。半導体基板１０は単結晶シリコンなどの半導体からなる。半導体素子２０はトランジスタやダイオードであり、その少なくとも一部は半導体基板１０の中に設けられている。配線構造４０はアルミニウム層や銅層などの多層配線層と、ビアプラグやコンタクトプラグを含む。図２（ａ）に示す絶縁部材３０は、図２（ｂ）に示す複数の層間絶縁層からなる絶縁膜３１やパッシベーション膜３２を含む。絶縁膜３１は酸化シリコン層や窒化シリコン層、炭化シリコン層などからなり、パッシベーション膜３２は窒化シリコン層や酸化シリコン層などからなる。なお、酸窒化シリコンや炭窒化シリコンは、窒素とシリコンを主たる元素とすることから、窒化シリコンの一種とみなす。

【0021】

図２（ａ）に示すように、半導体デバイス１００の有効画素領域１１には機能素子５０が設けられている。機能素子５０は、半導体装置２００が表示装置であれば表示素子である。表示素子は、ＥＬＤ（エレクトロルミネッセンスディスプレイ）におけるＥＬ素子、ＬＣＤ（リキッドクリスタルディスプレイ）における液晶素子、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）における反射素子である。機能素子５０は、半導体装置２００が撮像装置であれば光電変換素子である。図２（ｂ）には機能素子５０について、より詳細に示している。有効画素領域１１には、複数の画素電極５１と、複数の画素電極５１に対向する対向電極５２と、複数の画素電極５１と対向電極５２との間に設けられた機能層５５と、が設けられている。絶縁部材３０は、複数の画素電極５１の間に配された分離部３３（バンクとも称する）を含みうる。図２（ａ）に示した機能素子５０は、図２（ｂ）に示すように、画素電極５１と、機能層５５と、対向電極５２と、を含んで構成される。有機ＥＬ素子における機能層５５は有機発光層であり、ＥＬ素子において、画素電極５１がアノード（陽極）、対向電極５２がカソード（陰極）として機能する。光電変換素子における機能層５５は光電変換層である。機能素子５０の少なくとも一部が半導体基板１０の中に配されてもよく、例えば機能素子５０は半導体基板１０の中に配されたフォトダイオードであってもよい。

【0022】

図２（ｂ）に示すように、カラーフィルタ層７０の外縁７５（右辺部７７）が対向電極５２に重なっている。換言すると、対向電極５２はカラーフィルタ層７０の外縁７５よりも外側（半導体基板１０の端側）まで延在している。
配線構造４０は、複数の画素電極５１と半導体基板１０の間に設けられている。配線構造４０の適当な配線が、画素電極５１と対向電極５２にそれぞれ接続されている。対向電極５２は配線構造４０との接触部を有し、配線構造４０は対向電極５２との接触部を有し、これらをカソードコンタクト５３と総称する。図１（ｂ）に示すように、平面視において、カラーフィルタ層７０の外縁７５（右辺部７７）はカソードコンタクト５３と有効画素領域１１との間に位置する。

【0023】

図２（ｂ）に示すように、パッシベーション膜３２は機能素子５０（対向電極５２、機能層５５、画素電極５１）や、配線構造４０、絶縁部材３０、半導体基板１０を覆っている。便宜的に、パッシベーション膜３２と、半導体基板１０と、パッシベーション膜３２と半導体基板１０との間に配された構造物と、を半導体デバイス１００と呼ぶことにする。

【0024】

半導体デバイス１００の上に樹脂層８１を介してカラーフィルタ層７０が設けられている。カラーフィルタ層７０の上に設けられた樹脂層８２を備える。換言すると、樹脂層８１と樹脂層８２との間にカラーフィルタ層７０が位置する。樹脂層８１は接着層として、樹脂層８２は平坦化層として機能する。樹脂層８２は、有効画素領域１１および周辺領域１４の上に配されている。カラーフィルタ層７０は、樹脂層８２と半導体デバイス１００との間に位置する。接合部材８０は樹脂層８１、８２と透光板９０との間に配されている。つまり、接合部材８０と半導体デバイス１００との間には樹脂層８１および樹脂層８２が延在している。接合部材８０は、樹脂からなるマトリックスと、マトリックに分散した、樹脂からなるフィラーと、を含みうる。フィラーの粒子径の中央値は２～５０μｍである。接合部材８０のマトリックス樹脂が半導体デバイス１００と透光板９０の双方に接触する。接合部材８０の他の例として、接合部材８０の厚さの大半を占める基部と、基部と半導体デバイス１００とを接着する接着層と、基部と透光板９０とを接着する接着層と、で接合部材８０を構成することもできる。透光部材８３は、カラーフィルタ層７０と透光板９０との間に設けられており、透光板９０に接触する。透光部材８３は透光板９０とカラーフィルタ層７０との間を充填している。透光部材８３は例えば樹脂からなる。透光部材８３は透光板９０よりも屈折率の低い材料で構成されていてもよい。

【0025】

図２（ａ）に示すように、半導体デバイス１００は、図１（ａ）に示したように半導体デバイス１００に接続されたフレキシブル配線板３００との電気的な接続を行うための外部接続端子４１（パッドとも称する）を有している。外部接続端子４１は配線構造４０に含まれる配線層で構成されうる。半導体デバイス１００の主面１に対する平面視において、外部接続端子４１と、外縁７５の一部である下辺部７６と、の間に接合部材８０が位置している。

【0026】

実施形態の一例である有機ＥＬ表示装置の製造方法について、図２を用いて説明する。図２に示すように、本実施形態による有機ＥＬ表示装置は半導体基板１０を含む。半導体基板１０は例えばシリコンを用いることができる。半導体基板１０の表面である主面１には、トランジスタ等の半導体素子２０が設けられている。半導体素子２０及び半導体基板１０の主面１の上には、絶縁部材３０が設けられている。絶縁部材３０は酸化シリコン、窒化シリコン等が用いられる。絶縁部材３０には、半導体素子２０に電気的に接続されたコンタクトプラグ（不図示）が配されている。コンタクトプラグにはタングステン等の導電部材が埋め込まれている。絶縁部材３０の内部には、コンタクトプラグを介して半導体素子２０に電気的に接続された配線構造４０が設けられている。配線構造４０はアルミニウム、銅などの金属部材が用いられ、絶縁層への金属拡散を抑制するために絶縁層と配線構造４０との界面にＴｉ、Ｔａ、ＴｉＮ、ＴａＮ等のバリアメタルを設けてもよい。半導体基板１０の周辺回路領域１３には配線構造４０と同じ層で外部接続端子４１や接地配線（不図示）が設けられるが、外部接続端子４１上は絶縁部材３０が取り除かれ、絶縁部材３０の開口３８から外部接続端子４１が露出した状態とする。また接地配線も後述するように有機ＥＬ素子を構成する対向電極５２と接続するために絶縁部材３０の接地配線上が開口した状態とする。

【0027】

有効画素領域１１における絶縁部材３０の上には有機ＥＬ素子としての機能素子５０が設けられる。機能素子５０は少なくとも配線構造４０とスルーホールを介して電気的に接続された画素電極５１、有機発光層としての機能層５５、対向電極５２からなる。画素電極５１は分離部３３により画素毎に分離して配置され画素電極５１としても機能する。画素電極５１間には画素電極５１と対向電極５２の短絡を抑制するために絶縁層による分離部３３（バンク）により画素電極５１の端部を被覆する構造を採用するのが好ましい。画素電極５１から正孔を注入、輸送しやすくするために正孔注入層、正孔輸送層を有機発光層と画素電極５１の間に形成するのが好ましい。また対向電極５２から電子を注入、輸送しやすくするために電子輸送層、電子注入層を有機発光層と対向電極５２の間に形成するのが好ましい。ここでは画素電極５１／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／対向電極５２の積層構造とした。正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層が機能層５５である。対向電極５２は全画素共通の電極であり、周辺回路領域１３まで延伸配置され前述の接地配線に接続される。配線構造４０の接地配線と対向電極５２の各々は、互いの接続を行うための、カソードコンタクト５３と呼ばれる接触部を含む。有機発光層や対向電極５２はメタルマスクを用いた蒸着やスパッタリングにより有効画素領域１１の全面に形成されるが、メタルマスクと半導体基板１０との間にギャップが生じるためメタルマスク開口よりも外側に回り込みが発生する。有機発光層の回り込みは０．２ｍｍ以上であるため、カソードコンタクト５３の位置は少なくとも有効画素領域１１の端部から０．２ｍｍ以上外側に設けることが好ましい。カソードコンタクト５３の幅は例えば５０μｍ以上であり、例えば５００μｍ以下であり、例えば１００～２００μｍである。

【0028】

この後、後述のカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３を形成する前に、有機ＥＬ素子の画素間段差を緩和するために平坦化用の樹脂層８１を形成することができる。また、有機ＥＬ素子上に水分の浸透を抑制するための封止用のパッシベーション膜３２を形成することもできる。パッシベーション膜３２の上に光取り出し効率を高めるためのレンズ構造を別途設けてもよい。次いで有効画素領域１１における機能素子５０（有機ＥＬ素子）上にカラーフィルタ層７０の有効画素部７１が設けられる。カラーフィルタ層７０の有効画素部７１は赤、緑、青色の３色のカラーフィルタからなり、例えばベイヤー配列で配置される。有効画素領域１１の外側には主に周辺回路が配置される周辺回路領域１３となっており、周辺回路領域１３における絶縁部材３０の上にはカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３が設けられる。カラーフィルタ層７０の周辺回路部７３は、カラーフィルタ層７０の有効画素部７１と同様に赤、緑、青色の３色並列配置でもよいし、遮光性を高めるために３色積層構造でもよいし、いずれかの色の単色配置でも構わない。単色配置の場合、有機ＥＬ表示装置のように表示領域（有効画素領域１１）外側の背景が黒となる用途においては、カラーフィルタ層７０の周辺回路部７３を青色にすると最も視認しづらいため好ましい。カラーフィルタ層７０の周辺回路部７３は、カラーフィルタ層のようなべイヤー配置である必要はなく、任意のパターンで配置することができるが、この先の工程で形成される接合部材８０の形成領域には配置しない。また前述のカソードコンタクト５３の近傍は凹凸が大きいため、カラーフィルタ層７０はカソードコンタクト５３の内側に配置し、カソードコンタクト５３上には設けないのが好ましい。カソードコンタクト５３と外縁７５（右辺部７７）との距離は、カラーフィルタ層７０の厚さよりも大きいことが好ましく、距離Ｄｂよりも大きいことが好ましいが、カソードコンタクト５３の幅よりも小さくてよい。カソードコンタクト５３と外縁７５（右辺部７７）との距離は例えば１０μｍ以上であり、例えば１００μｍ以下であり、例えば５０μｍである。カソードコンタクト５３と外縁７５との間の距離は、カソードコンタクト５３と接合部材８０との間の距離よりも小さくてもよい。カソードコンタクト５３と接合部材８０との間の距離は例えば２００μｍ以上であり、例えば２０００μｍ以下であり、例えば５００～１０００μｍである。よって対向電極５２の外端部はカラーフィルタ層７０の外縁７５よりも外側に配置するのが好ましい。その結果、カラーフィルタ層７０の外縁７５は対向電極５２に重なることになる。本例では、対向電極５２が接合部材８０に重なっている。接合部材８０は透光板９０を貼り合わせた際に横方向に拡がるが、その際に拡がった接合部材８０がカラーフィルタ層７０に接することがないようにカラーフィルタ層７０を配置しない非配置領域７４を設けておく必要がある。なお本実施例では接合部材８０の内側にのみカラーフィルタ層７０を配置しているが、カラーフィルタ層７０を接合部材８０直下に配置しなければよいので、接合部材８０の内側と外側それぞれにカラーフィルタ層７０を配置しても構わない。図１（ｂ）に示すようにカラーフィルタ層７０の周辺領域１４に配置される幅は距離Ｄａ、Ｄｈであらわされる。カラーフィルタ層の表面保護や平坦化の目的のため、カラーフィルタ層７０の有効画素部７１及びカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３の上に透明な樹脂層８２を形成してもよい。

【0029】

次いで半導体基板１０の周辺回路領域１３におけるカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３や外部接続端子４１を除く領域に接合部材８０となる樹脂材料をディスペンスやスクリーン印刷等の手法で形成する。そして、透光板９０を半導体基板１０に貼り合わせた後に樹脂材料を硬化させ、接合部材８０を形成する。図１（ｂ）に示すように半導体基板１０と透光板９０との間隔は硬化後の接合部材８０の厚さＴとなる。接合部材８０はＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂、２液混合型樹脂等のエポキシ、アクリル、ウレタン、ポリイミド等の任意の樹脂を用いることができ、樹脂の中に適宜フィラーを含有するのが好ましい。フィラーを含有することで、フィラーのサイズによって半導体基板１０と透光板９０を貼り合わせた際の接合部材８０の厚さにより、半導体基板１０と透光板９０の間隔（ギャップ）を制御することができるので好適である。またフィラーはガラスビーズや樹脂ビーズ等任意のフィラーを用いることができるが、半導体基板１０上の絶縁層や（封止層を形成する場合）封止層が損傷しにくい樹脂ビーズを用いるのが好ましい。接合部材８０はカラーフィルタ層７０の無い非配置領域７４に配置されるため、カラーフィルタ層７０の厚さよりも接合部材８０の厚さが大きくなるように設定するのが望ましい。カラーフィルタ層７０の厚さは例えば０．５～１．５μｍ程度なので、接合部材８０の厚さは２μｍ以上が望ましく、最大５０μｍもあれば十分である。

【0030】

周辺領域１４の遮光性を高めるために、カラーフィルタ層７０を半導体基板１０の端まで形成し、カラーフィルタ層７０上に接合部材８０を形成して透光板９０を貼り合わせることが考えられる。しかしながら、カラーフィルタ層７０は顔料を含有しておりカラーフィルタ層７０と下地層との密着性が低い。そのため、カラーフィルタ層７０と接合部材８０との界面やカラーフィルタ層７０と下地層との界面で層間剥離するという問題がある。このような層間剥離は、接合部材８０を形成する際の樹脂の硬化収縮や、半導体装置が高温高湿環境等に曝された際の膨張収縮によって生じうる。前述のように本実施形態では接合部材８０の配置される領域にはカラーフィルタ層７０を配置しておらず、半導体基板１０の主面１において接合部材８０は絶縁部材３０と接着される。接合部材８０の下にカラーフィルタ層７０を設けないことで、接合部材８０が硬化する際の体積収縮による接合部材８０とカラーフィルタ層７０との間の層間剥離を抑制することができる。また、接合部材８０の下にカラーフィルタ層７０を設けないことで、高温高湿環境下等に曝された場合における材料の膨張収縮による接合部材８０とカラーフィルタ層７０との間の層間剥離を抑制することができる。また、カラーフィルタ層７０とカラーフィルタ層７０の下地層との界面での層間剥離も抑制することができる。とりわけ、カラーフィルタ層７０が顔料を含有している場合には、カラーフィルタ層７０が染料を含有している場合に比べて、被着体との密着性が低い。そのため、カラーフィルタ層７０が顔料を含有している場合には、接合部材８０が硬化する際の体積収縮や、半導体装置が高温高湿環境等に曝された際に膨張収縮による層間剥離は生じやすい。よって、カラーフィルタ層７０が顔料を含有している場合には、本実施形態が好適である。透光板９０は透明性の高い材料であれば特に限定されないがガラス等を用いることができる。

【0031】

なお、ウエハレベルでのパッケージングを行うこともできる。例えば、半導体基板１０をシリコンウエハとして用意し、シリコンウエハ上に複数のデバイスを形成し、デバイス毎にカラーフィルタ層７０を形成する。そして、シリコンウエハの上に各デバイスを囲むように接合部材８０を形成する。透光板９０となるガラスウエハを用意し、接合部材８０を介してシリコンウエハにガラスウエハを貼り合わせる。そして、シリコンウエハとガラスウエハの接合体を、デバイス毎にダイシングする。ガラスウエハのうち、外部接続端子４１の上方の部分は、ダイシング後に除去すればよい。

【0032】

この後、ボンディングワイヤ、バンプ、異方性導電樹脂等の実装手段（不図示）を用いて外部接続端子４１と外部電源（不図示）が接続され、本発明の有機ＥＬ表示装置が完成する。また本実施例では、半導体基板１０と透光板９０の間の接合部材８０で区画された領域に樹脂を充填して透光部材８３を配置した構造である。その場合、接合部材８０をまず半導体基板１０上に塗布しておき、接合部材８０の内側に充填樹脂を滴下した後に透光板９０を貼り合わせればよい。あるいは、真空注入法のように、接合部材８０で透光板９０を貼り合わせた後に、接合部材８０に設けた開口部から充填樹脂を注入してもよい。半導体基板１０と透光板９０の間の接合部材８０で区画された領域に透光部材８３を設ける代わりに、気体を封入して中空にしてもよい。

【0033】

ここで、図３を用いて有機ＥＬ表示装置におけるカラーフィルタ層７０と接合部材８０の厚さの関係について詳述する。図３（ａ）は周辺領域１４におけるカラーフィルタ層７０が無い場合における、最外周画素の有機ＥＬ素子から出射した光の光線図を示している。図３（ａ）に示すように有機ＥＬ素子表面から空気中に出射角θで発光した光線は空気層を通ってガラスからなる透光板９０に入射角（９０－θ）°で入射する。光の出射位置を基準とした透光板９０の光入射面の位置を高さＨとする。高さＨは上述した距離Ｄｂや厚さＴに相当する。そして、大部分は透光板９０内へと屈折し透過するが、一部（例えばθ＝４５°の場合には約４％）の光は空気／ガラス界面で反射する。反射した光は半導体基板１０の周辺回路領域へと再入射するが、発光点から再入射点までの距離Ｘ＝２Ｈｔａｎ（９０－θ）となり透光板９０の高さＨと出射角θに依存する。半導体基板１０に再入射した光は周辺回路を構成する配線部で反射し、有機ＥＬ表示装置としての画質を低下する要因となる。そこで図３（ｂ）に示すように周辺領域１４におけるカラーフィルタ層７０の幅Ｗを発光点から再入射点までの距離Ｘ以上に設定すれば周辺回路領域における反射を抑制することができる。上述のように発光点から再入射点までの距離は出射角が小さいほど大きくなるため、周辺領域１４におけるカラーフィルタ層７０の幅Ｗは大きいほど望ましいが有機ＥＬ表示装置としてのサイズが大きくなってしまう。有機ＥＬ素子の発光強度の出射角度分布としては、半導体基板１０第一主面の法線方向（図３（ａ）における出射角９０°）が最も強度が大きく、出射角が９０°よりも小さくなるにつれて発光強度は小さくなる。出射角６０°未満の発光に比べて出射角６０°以上の発光のほうの比率がかなり大きいため、出射角６０°以上の発光に限って反射による影響を抑制可能な幅Ｗを設定してもよい。出射角６０°の場合Ｘ＝１．１Ｈとなり、ほぼＷ＞Ｈの関係を満たせばよいことが分かる。このように、考慮すべき出射角を適宜設定したうえでＷ＞２Ｈｔａｎ（９０－θ）となるように周辺領域１４におけるカラーフィルタ層７０の幅Ｗを設定すればよく、有機ＥＬ素子の場合にはＷ＞Ｈの関係が導かれる。Ｈ＝Ｔとすれば、図３（ｂ）に記載したように、Ｗ＞２Ｔｔａｎ（９０－θ）となる。

【0034】

以上述べたように、周辺領域１４におけるカラーフィルタ層７０の幅を、距離Ｄｂや接合部材８０の厚さＴ以上に設定することで、周辺回路領域における反射を抑制し有機ＥＬ表示装置としての画質を向上することができる。また周辺領域１４におけるカラーフィルタ層７０を接合部材８０の下に配置しないことで、接合部材８０と周辺領域１４におけるカラーフィルタ層７０との間の層間剥離が抑制され、歩留まりや環境信頼性を向上することが可能となる。

【0035】

図４に示した実施形態は、撮像装置への適用例である。半導体基板１０は例えばシリコンを用いることができる。半導体基板１０の一方の表面である主面１には、トランジスタ等の半導体素子２０及びフォトダイオードＰＤが設けられる。半導体素子２０、フォトダイオード５４及び半導体基板１０の主面１の上には、絶縁部材３０が設けられる。絶縁部材３０は酸化シリコン、窒化シリコン等が用いられる。絶縁部材３０には、半導体素子２０に電気的に接続されたコンタクトプラグ（不図示）が配されている。コンタクトプラグにはタングステン等の導電部材が埋め込まれている。絶縁部材３０の内部には、コンタクトプラグを介して半導体素子２０に電気的に接続された配線構造４０が設けられている。図４に示すように有効画素領域１１の外側には暗電流補正用のオプティカルブラック（ＯＢ）画素である非有効画素領域１２が設けられ、非有効画素領域１２には配線構造４０と同層でＯＢ遮光膜４４が設けられる。非有効画素領域１２の更に外側の周辺回路領域１３には配線構造４０と同じ層で外部接続端子４１が設けられる。配線構造４０、ＯＢ遮光膜４４、外部接続端子４１はアルミニウム、銅などの金属部材が用いられ、絶縁層への金属拡散を抑制するために絶縁層と配線構造４０との界面にＴｉ、Ｔａ、ＴｉＮ、ＴａＮ等のバリアメタルを設けてもよい。次いで有効画素領域１１における絶縁部材３０上にはカラーフィルタ層７０の有効画素部７１が設けられ、非有効画素領域１２及び周辺回路領域１３における絶縁部材３０上にはカラーフィルタ層７０の非有効画素部７２、周辺回路部７３が設けられる。カラーフィルタ層７０の非有効画素部７２、周辺回路部７３については、図２の実施形態と同様に構成され、カラーフィルタ層７０はこの先の工程で形成される接合部材８０の形成領域には配置しない。図４に示すようにカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３の幅はＤｆとする。カラーフィルタ層７０の周辺回路部７３の幅については後ほど詳述する。図示はしないがカラーフィルタ層の表面保護や平坦化の目的のため、カラーフィルタ層７０の有効画素部７１及びカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３の上に透明樹脂層を別途形成してもよい。

【0036】

次いで図２の実施形態と同様に透光板９０を半導体基板１０に接合部材８０を介して貼り合わせる。実施形態と同様の材料、製法を用いることができる。図４に示すように半導体基板１０と透光板９０との間隔は接合部材８０の厚さＴとなる。接合部材８０の厚さについても実施形態と同様である。前述のように本発明では接合部材８０が配置される領域にはカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３を配置しておらず、半導体基板１０の主面１において接合部材８０は絶縁部材３０と接着される。接合部材８０の下にカラーフィルタ層７０を設けないことで、接合部材８０が硬化する際の体積収縮や、高温高湿環境下等に曝された場合における材料の膨張収縮による接合部材８０とカラーフィルタ層７０との間の層間剥離を抑制することができる。透光板９０は透明性の高い材料であれば特に限定されないがガラス等を用いることができる。

【0037】

この後、半導体基板１０の裏面から配線構造４０まで延伸するビアを形成し、ビアの内部に銅等の導電部材を埋設した貫通電極４７が設けられる。貫通電極４７は半導体デバイス１００に含まれる半導体基板１０を貫通する電極である。さらに貫通電極４７と外部電源とをボンディングワイヤ、バンプ、異方性導電樹脂等の実装手段で接続することで本発明の撮像装置が完成する。本実施形態のように貫通電極ＴＳＶにより半導体基板１０の裏面側から外部電源と接続することで、撮像装置を小型化することが可能となる。

【0038】

ここで、図５を用いて撮像装置におけるカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３と接合部材８０の厚さの関係について詳述する。図５（ａ）はカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３が無い場合の、透光板９０に入射する外光の光線図を示している。図５（ａ）に示すように透光板９０に入射角θで発光した光線は透光板９０から出射角θで出射する。ここでは高さＨを厚さＴで近似しているが、高さＨを距離Ｄｂで近似してもよい。出射した光は半導体デバイスのうち、出射点からＨ×ｔａｎθ＝Ｔ×ｔａｎθだけ離れた位置に到達し、例えば周辺回路領域１３に入射し配線構造４０の側面等で乱反射する。乱反射した光の一部が非有効画素領域１２のフォトダイオードＰＤに入射すると暗電流が大きくなり画質が低下する。もちろんＯＢ遮光膜４４を外側まで延伸形成することで前述の課題は解消できるが、その分、周辺回路領域１３が外側に配置する必要があり装置が大型化するという問題が生じる。本発明では外光がＯＢ画素に入射するのをカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３により抑制することができ、カラーフィルタ層７０の周辺回路部７３の幅ＷをＷ＞Ｈ×ｔａｎθ＝Ｔ×ｔａｎθに設定すればよい。空気から透光板９０への入射角が大きくなるに伴い、フレネル反射率が大きくなり、透光板９０表面における反射量が大きくなる。空気とガラスに関していうと、入射角０～４５°までは反射量が小さいが、４５°を超えると次第に反射量が大きくなり透光板９０を透過する光は少なくなってくる。つまり入射角４５°までの外光の影響が支配的である。よって入射角４５°の場合を考えると、Ｗ＞Ｈ×ｔａｎθ＝Ｔ×ｔａｎθ＝Ｔ＝Ｈとなり、Ｗ＞Ｔ、Ｗ＞Ｈの関係を満たせば十分であるといえる。

【0039】

以上述べたように、カラーフィルタ層７０の周辺回路部７３の幅を接合部材８０の厚さ以上に設定することで、透光板９０から入射した外光による周辺回路領域１３における反射を抑制し撮像装置の画質を向上することができる。またカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３を接合部材８０の下に配置しないことで、接合部材８０とカラーフィルタ層７０の周辺回路部７３との間の層間剥離が抑制され、歩留まりや環境信頼性を向上することが可能となる。ここでは撮像装置における撮像装置の外部からの入射光の影響を例示したが、前述の表示装置における表示装置の外部からの入射光でも同様のことが起こりうる。また、前述の表示装置の内部で生じる光を、撮像装置の外部からの入射光が有効画素領域１１で反射することに置き換えると、図３のモデルを撮像装置に適用することもできる。

【0040】

図６（ａ）は、半導体装置９３０を備える機器９１９１の模式図である。機器９１９１は、半導体装置９３０に加えて、光学系９４０、制御装置９５０、処理装置９６０、記憶装置９７０、表示装置９８０、および、機械装置９９０の少なくともいずれかを更に備える。光学系９４０は半導体装置９３０に対応付けられて、半導体装置９３０に結像する。制御装置９５０は半導体装置９３０を制御する。処理装置９６０は半導体装置９３０から出力された信号を処理する。記憶装置９７０は半導体装置９３０で得られた情報を記憶する。表示装置９８０は半導体装置９３０で得られた情報を表示する。機械装置９９０は半導体装置９３０で得られた情報に基づいて動作する。機械装置９９０は半導体装置９３０を機器９１９１の中で、あるいは機器９１９１ごと移動させる移動装置であってもよい。機器９１９１の中で半導体装置９３０を移動させることで防振（イメージスタビライザー）機能を実現できる。

【0041】

半導体装置９３０は、半導体デバイス９１０（半導体デバイス１００に相当）と実装部材９２０とを含みうる。半導体デバイス９１０は半導体層（半導体基板１０に相当）を有する。半導体デバイス９１０は、機能素子が配列された有効画素領域９０１（有効画素領域１１に相当）と、周辺回路（不図示）が配列された周辺回路領域９０２（周辺回路領域１３に相当）を含む。機器９１９１における半導体装置９３０に、上述した実施形態における半導体装置２００の構成を適用することができる。周辺回路には、上述の駆動回路やＡＤ（またはＤＡ）変換回路、デジタル信号処理回路や制御回路などが含まれる。有効画素領域９０１と周辺回路領域９０２は、同一の半導体層に配されてもよいが、本例では、互いに積層された別々の半導体層（半導体基板１０）に配されてもよい。

【0042】

実装部材９２０は、セラミックパッケージやプラスチックパッケージ、プリント配線板、フレキシブルケーブル、半田、ワイヤボンディングなどを含む。光学系９４０は、例えばレンズやシャッター、フィルタ、ミラーである。制御装置９５０、例えばＡＳＩＣなどの半導体デバイスである。処理装置９６０は、例えばＡＦＥ（アナログフロントエンド）あるいはＤＦＥ（デジタルフロントエンド）を構成する、例えばＣＰＵ（中央処理装置）やＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの半導体デバイスである。表示装置９８０は、例えばＥＬ表示装置や液晶表示装置である。記憶装置９７０は、ＳＲＡＭやＤＲＡＭなどの揮発性メモリ、あるいは、フラッシュメモリやハードディスクドライブなどの不揮発性メモリであり、例えば磁気デバイスや半導体デバイスである。機械装置ＭＣＨＮはモーターやエンジン等の可動部あるいは推進部を有する。

【0043】

図６（ａ）に示した機器９１９１は、撮影機能を有する情報端末（例えばスマートフォンやウエアラブル端末）やカメラ（例えばレンズ交換式カメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ）などの電子機器でありうる。カメラにおける機械装置９９０はズーミングや合焦、シャッター動作のために光学系９４０の部品を駆動することができる。また、機器９１９１は、車両や船舶、飛行体、人工衛星などの輸送機器（移動体）でありうる。輸送機器における機械装置９９０は移動装置として用いられうる。輸送機器としての機器９１９１は、半導体装置９３０を輸送するものや、撮影機能により運転（操縦）の補助および／または自動化を行うものに好適である。運転（操縦）の補助および／または自動化のための処理装置９６０は、半導体装置９３０で得られた情報に基づいて移動装置としての機械装置９９０を操作するための処理を行うことができる。また、機器９１９１は、分析機器や、医療機器でありうる。

【0044】

本実施形態による半導体装置９３０は、その設計者、製造者、販売者、購入者および／または使用者に、高い価値を提供することができる。そのため、半導体装置９３０を機器９１９１に搭載すれば、機器９１９１のも高めることができる。よって、機器９１９１の製造、販売を行う上で、本実施形態の半導体装置９３０の機器９１９１への搭載を決定することは、半導体装置９３０の価値を高める上で有利である。

【0045】

図６（ｂ）に示したカメラＣＭＲは、イメージセンサーＣＩＳと、電子ビューファインダーＥＶＦを備える。電子ビューファインダーＥＶＦが、図１（ａ）に示したモジュール４００で構成されており、電子ビューファインダーＥＶＦの表示装置が上述した実施形態で説明した半導体装置２００である。イメージセンサーＣＩＳに結像するためのレンズＬＮＳは交換可能であってもよい。カメラＣＭＲはノンレフレックスカメラでありうる。

【符号の説明】

【0046】

１１ 有効画素領域
１４ 周辺領域
１００ 半導体デバイス
９０ 透光板
７０ カラーフィルタ層
８０ 接合部材
７５ 外縁
７６ 下辺部
７７ 右辺部
Ｄａ、Ｄｂ 距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】