KR20120001208A

KR20120001208A - Image sensor module, imaging device and image sensor module manufacturing method including the same

Info

Publication number: KR20120001208A
Application number: KR1020100061891A
Authority: KR
Inventors: 이병수
Original assignee: (주)윙스솔루션; 이병수
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2030-06-29
Also published as: KR101148847B1

Abstract

본 발명은 제조가 용이하면서도 효율적이고 고성능이면서도 콤팩트한 이미지센서 모듈, 이를 포함하는 영상장치 및 이미지센서 모듈 제조방법을 위하여, 상호 대향하는 제1면 및 제2면과 센서어레이를 포함한 센서칩과, 상기 센서어레이로의 광경로 상에 배치되며 상기 센서칩과 컨택하는 필터를 구비하는, 이미지센서 모듈, 이를 포함하는 영상장치 및 이미지센서 모듈 제조방법을 제공한다.The present invention provides an easy to manufacture, efficient, high-performance and compact image sensor module, a sensor chip including a first surface and a second surface and a sensor array facing each other for the imaging device and method of manufacturing the image sensor module including the same; An image sensor module, an image device including the same, and a method of manufacturing the image sensor module are disposed on an optical path to the sensor array and include a filter contacting the sensor chip.

Description

Image sensor module, an imaging apparatus including the same, and a method for manufacturing the image sensor module

본 발명은 이미지센서 모듈, 이를 포함하는 영상장치 및 이미지센서 모듈 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 제조가 용이하면서도 효율적이고 고성능이면서도 콤팩트한 이미지센서 모듈, 이를 포함하는 영상장치 및 이미지센서 모듈 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image sensor module, an image device including the same, and a method of manufacturing the image sensor module, and more particularly, to an easy, efficient, high-performance, compact image sensor module, and an image device and an image sensor module including the same. It is about a method.

일반적으로 이미지센서 모듈은 센서어레이에 입사한 광으로부터 데이터를 생성하여 사용자가 이미지에 대한 데이터를 획득할 수 있도록 한다. 그러나 종래의 이미지센서 모듈은 제조공정이 복잡하고 효율적이지 못하며, 제조된 이미지센서 모듈의 성능 역시 우수하지 못하고 그 디자인이 벌키(bulky)하다는 문제점이 있었다.In general, the image sensor module generates data from light incident on the sensor array so that a user can acquire data about an image. However, the conventional image sensor module has a problem that the manufacturing process is complicated and inefficient, and the performance of the manufactured image sensor module is also not excellent and its design is bulky.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 제조가 용이하면서도 효율적이고 고성능이면서도 콤팩트한 이미지센서 모듈, 이를 포함하는 영상장치 및 이미지센서 모듈 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve various problems including the above problems, and an object of the present invention is to provide an easy, efficient, high performance and compact image sensor module, an image device including the same, and a method of manufacturing the image sensor module. .

본 발명은, 상호 대향하는 제1면 및 제2면과 센서어레이를 포함한 센서칩과, 상기 센서어레이로의 광경로 상에 배치되며 상기 센서칩과 컨택하는 필터를 구비하는, 이미지센서 모듈을 제공한다.The present invention provides an image sensor module comprising a sensor chip including a first surface and a second surface facing each other and a sensor array, and a filter disposed on an optical path to the sensor array and in contact with the sensor chip. do.

이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 센서어레이는 상기 센서칩의 제1면에 형성되고, 상기 필터는 상기 센서칩의 제1면이 내측에 위치하도록 상기 센서칩 상부에 배치되며, 상기 센서어레이가 외부로부터 고립되도록 상기 필터의 외주부가 상기 센서칩과 컨택하는 것으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the sensor array is formed on the first surface of the sensor chip, the filter is disposed on the sensor chip so that the first surface of the sensor chip is located inside, the sensor array The outer periphery of the filter may be in contact with the sensor chip so that is isolated from the outside.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터의 상기 센서칩을 향하는 면은, 상기 필터의 외주부가 상기 센서칩과 컨택하되 상기 필터가 상기 센서어레이와 컨택하지 않도록, 인덴트(indent)를 갖는 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the surface facing the sensor chip of the filter, the outer periphery of the filter has an indent so that the contact with the sensor chip, but the filter does not contact the sensor array can do.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터와 상기 센서칩은 열적 접합으로 상호 결합된 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the filter and the sensor chip may be coupled to each other by thermal bonding.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터와 상기 센서칩에 의해 한정된 공간의 압력은 대기압보다 낮은 것으로 할 수 있다.According to still another feature of the present invention, the pressure in the space defined by the filter and the sensor chip can be lower than atmospheric pressure.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터와 상기 센서칩에 의해 한정된 공간은 진공인 것으로 할 수 있다.According to still another feature of the present invention, the space defined by the filter and the sensor chip may be a vacuum.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터와 상기 센서칩은 접착제를 통해 컨택하는 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the filter and the sensor chip may be in contact with the adhesive.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터와 상기 센서칩은 산화물층을 통해 컨택하는 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the filter and the sensor chip may be in contact through the oxide layer.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터와 상기 센서칩은 웨이퍼를 이용하여 형성된 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the filter and the sensor chip can be formed using a wafer.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 센서칩의 제2면 상에 배치된 판독집적회로칩을 더 구비하는 것으로 할 수 있다.According to still another feature of the present invention, it is possible to further include a read integrated circuit chip disposed on the second surface of the sensor chip.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 판독집적회로칩과 상기 센서칩은 산화물층을 통해 컨택하는 것으로 할 수 있다.According to still another feature of the present invention, the read integrated circuit chip and the sensor chip may be contacted through an oxide layer.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터, 상기 센서칩 및 상기 판독집적회로칩은 웨이퍼를 이용하여 형성된 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the filter, the sensor chip and the read integrated circuit chip may be formed using a wafer.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터의 상기 센서칩 반대방향의 면은 렌즈면인 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the surface of the filter opposite the sensor chip may be a lens surface.

본 발명은 또한, 상기와 같은 이미지센서 모듈을 포함하는 영상장치를 제공한다.The present invention also provides an image device including the image sensor module as described above.

본 발명은 또한, 상호 대향하는 제1면 및 제2면과 센서어레이를 포함한 센서칩과 필터를 진공챔버 내에서 접합하여, 상기 필터가, 상기 센서어레이로의 광경로 상에 배치되며 상기 센서칩과 컨택하도록 하는, 이미지센서 모듈 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of bonding a sensor chip and a filter including a first and second surfaces and sensor arrays facing each other in a vacuum chamber, such that the filter is disposed on an optical path to the sensor array and the sensor chip. Provided is a method of manufacturing an image sensor module to make contact with.

이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 필터와 상기 센서칩은 웨이퍼를 이용하여 형성된 것으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the filter and the sensor chip may be formed using a wafer.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 이미지센서 모듈, 이를 포함하는 영상장치 및 이미지센서 모듈 제조방법에 따르면, 제조가 용이하면서도 효율적이고 고성능이면서도 콤팩트한 이미지센서 모듈, 이를 포함하는 영상장치 및 이미지센서 모듈 제조방법을 구현할 수 있다.According to the image sensor module of the present invention made as described above, the image device and the image sensor module manufacturing method comprising the same, easy to manufacture, efficient, high performance and compact image sensor module, the image device and image sensor module including the same The method can be implemented.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 이미지센서 모듈 제조공정 중 일 공정을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 3은 도 1의 이미지센서 모듈 제조공정 중 다른 일 공정을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 비교예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an image sensor module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram schematically illustrating one process of the image sensor module manufacturing process of FIG. 1.
3 is a conceptual diagram schematically illustrating another process of manufacturing the image sensor module of FIG. 1.
4 is a cross-sectional view schematically showing an image sensor module according to another embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of an image sensor module according to a comparative example.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and the following embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you completely. In addition, the components may be exaggerated or reduced in size in the drawings for convenience of description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈은 센서칩(10)과 필터(20)를 구비한다. 센서칩(10)은 상호 대향하는 제1면(11) 및 제2면(12)과, 센서어레이(14)를 포함한다. 센서어레이(14)는 입사광으로부터 데이터를 생성할 수 있다. 필터(20)는 센서어레이(14)로의 광경로 상에 배치되며, 센서칩(10)과 컨택한다. 구체적으로, 센서어레이(14)가 센서칩(10)의 제1면(11)에 형성되고, 필터(20)는 센서칩(10)의 제1면(11)이 내측에 위치하도록 센서칩(10) 상부에 배치될 수 있다. 이때, 센서어레이(14)가 외부로부터 고립되도록 필터(20)의 외주부(22)가 센서칩(10)과 컨택할 수 있다. 도 1에서는 단면을 도시하고 있어 나타나지는 않았지만, 필터(20)의 센서칩(10) 방향 면에 대향하는 면에 대략 수직한 방향(센서칩(10)의 제1면(11)에 대략 수직한 방향에서 필터(20)를 바라볼 시, 필터(20)의 외주부(22)는 예컨대 원형이나 정사각형이나 직사각형의 형태로 폐루프를 형성하여 센서칩(10)과 컨택할 수 있다. 필터(20)의 센서칩(10)을 향하는 면은, 필터(20)의 외주부(22)가 센서칩(10)과 컨택하되 필터(20)가 센서어레이(14)와 컨택하지 않도록, 인덴트(indent)를 갖도록 할 수도 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing an image sensor module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the image sensor module according to the present embodiment includes a sensor chip 10 and a filter 20. The sensor chip 10 includes a first surface 11 and a second surface 12 that face each other, and a sensor array 14. The sensor array 14 may generate data from incident light. The filter 20 is disposed on the optical path to the sensor array 14 and contacts the sensor chip 10. Specifically, the sensor array 14 is formed on the first surface 11 of the sensor chip 10, the filter 20 is a sensor chip (1) so that the first surface 11 of the sensor chip 10 is located inside. 10) can be arranged on top. In this case, the outer circumferential portion 22 of the filter 20 may contact the sensor chip 10 so that the sensor array 14 is isolated from the outside. Although the cross section is shown in FIG. 1, the cross section is not shown, but is substantially perpendicular to the surface of the filter 20 facing the surface of the sensor chip 10 (approximately perpendicular to the first surface 11 of the sensor chip 10). When looking at the filter 20 in the direction, the outer circumferential portion 22 of the filter 20 may contact the sensor chip 10 by forming a closed loop in the form of a circle, a square, or a rectangle, for example. The surface facing the sensor chip 10 of the filter 20 is indented so that the outer periphery 22 of the filter 20 contacts the sensor chip 10 but the filter 20 does not contact the sensor array 14. You can also have it.

이와 같은 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈의 경우, 필터(20)가 센서칩(10)과 컨택하므로 이미지센서가 컴팩하면서도 성능이 우수하며, 그 제조공정이 간단하고 수율이 높다는 장점이 있다. 비교예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도인 도 5를 참조하면, 비교예에 따른 이미지센서 모듈에서는 필터(2)가 베이스기판(7)에 놓인 일 칩(4) 상의 센서칩(1) 상부에 배치되되, 필터(2)가 센서칩(1)과 컨택하지 않고 필터(2)가 외부 프레임(5)과 컨택하여 지지된다. 이러한 비교예에 따른 이미지센서 모듈의 경우 필터(2)가 외부 프레임(5)에 의해 지지되어야만 하기 때문에 그 구조가 벌키(bulky)해지고, 제조공정도 복잡하며 수율이 낮다는 문제점이 있다. 참고적으로 비교예에 따른 이미지센서 모듈의 경우 이러한 벌키한 구조로 인하여 센서칩(1)으로부터의 와이어링(9)이 베이스기판(7) 상에 배치된 패드(8)로 연결되는 구조를 가지고 있다.In the case of the image sensor module according to the present embodiment, since the filter 20 contacts the sensor chip 10, the image sensor is compact and has excellent performance, and the manufacturing process is simple and the yield is high. Referring to FIG. 5, which is a cross-sectional view schematically illustrating an image sensor module according to a comparative example, in the image sensor module according to the comparative example, the sensor chip 1 on one chip 4 on which the filter 2 is placed on the base substrate 7 is described. The filter 2 is contacted with the outer frame 5 without being disposed in contact with the sensor chip 1. In the image sensor module according to the comparative example, since the filter 2 must be supported by the outer frame 5, the structure becomes bulky, the manufacturing process is complicated, and the yield is low. For reference, the image sensor module according to the comparative example has a structure in which the wiring 9 from the sensor chip 1 is connected to the pad 8 disposed on the base substrate 7 due to the bulky structure. have.

이러한 센서칩(10)은 반도체 웨이퍼로 제조될 수 있다. 이 경우 센서칩(10)은 IV족 반도체 웨이퍼 또는 III-V족 화합물 반도체 웨이퍼를 포함할 수 있다. 센서칩(10)은 처음부터 최종 이미지센서 모듈에 적합한 두께일 수도 있고, 핸들링을 위해 그보다 두꺼운 두께이되 이후 단계에서 적절한 두께로 식각(연마)될 수도 있다. The sensor chip 10 may be made of a semiconductor wafer. In this case, the sensor chip 10 may include a group IV semiconductor wafer or a group III-V compound semiconductor wafer. The sensor chip 10 may be a thickness suitable for the final image sensor module from the beginning, or may be thicker than that for handling, but may be etched (polished) to an appropriate thickness in a later step.

한편, 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈은 적외선 이미지센서 모듈일 수 있다. 적외선 이미지센서 모듈은 사물로부터의 적외선을 감지하여 이미지데이터를 생성한다. 이러한 적외선 이미지센서 모듈의 경우 공기의 대류에 의해 열이 발산되는 등의 문제로 정확한 이미지데이터 생성이 저해될 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈의 경우 필터(20)와 센서칩(10)에 의해 한정된 공간(A)의 압력이 대기압보다 낮도록 하여, 해당 공간(A)에서의 공기 양을 줄임으로써 해당 공간(A)에서의 공기의 대류에 의한 데이터 오류를 효과적으로 줄일 수 있다. 바람직하게는 필터(20)와 센서칩(10)에 의해 한정된 공간(A)을 진공으로 만들 수도 있다. 여기서 진공이라 함은 완전히 공기가 존재하지 않는 이상적인 경우의 진공뿐만이 아니라 통상적인 의미에서의 진공까지 포함하는 의미로서, 반도체칩 등을 비롯한 각종 칩의 제조공정에서 사용되는 진공챔버로 알려진 장비 내의 압력 수준의 공기가 존재하는 경우까지 포함한다.Meanwhile, the image sensor module according to the present embodiment may be an infrared image sensor module. The infrared image sensor module detects infrared rays from an object and generates image data. In the case of the infrared image sensor module, accurate image data generation may be inhibited due to problems such as heat dissipation due to air convection. Therefore, in the image sensor module according to the present embodiment, the pressure in the space A defined by the filter 20 and the sensor chip 10 is lower than the atmospheric pressure, thereby reducing the amount of air in the space A. Data errors due to air convection in the space A can be effectively reduced. Preferably, the space A defined by the filter 20 and the sensor chip 10 may be vacuumed. Here, vacuum means not only an ideal vacuum in which no air is completely present, but also a vacuum in a general sense, and a pressure level in an equipment known as a vacuum chamber used in various chip manufacturing processes including semiconductor chips. Until the presence of air.

필터(20)와 센서칩(10)은 열적 접합(oxidation bonding)으로 상호 결합될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 필터(20)와 센서칩(10)을 결합할 시 필터(20) 외주부(22)의 센서칩(10) 방향의 면과 센서칩(10)의 필터(20) 외주부(22)와 결합될 부분의 면에 각각 산화물층(30a, 30b, 도 2 참조)이 형성되도록 한 후, 적절하게 가열하면 해당 산화물층이 결합되어 결과적으로 접착층 없이도 필터(20)와 센서칩(10)이 상호 결합되게 된다. 그 결과 필터(20) 외주부(22)와 센서칩(10) 사이에는 산화물층(30)이 개재되어, 필터(20)와 센서칩(10)이 산화물층(30)을 통해 컨택하도록 할 수 있다. 이 경우 최종 결과물인 이미지센서 모듈에서는 산화물층들(30a, 30b, 도 2 참조)이 일체(一體)가 되어 그 사이의 경계가 드러나지 않고 하나의 산화물층(30)이 될 수 있다. 여기서 산화물층(30a, 30b, 30)은 산화층(oxide layer)일 수도 있고 산화질화층(oxinitride layer)일 수도 있으며 이들의 복합층일 수도 있다.The filter 20 and the sensor chip 10 may be coupled to each other by thermal bonding (oxidation bonding). In detail, when the filter 20 and the sensor chip 10 are coupled, the surface of the filter 20 outer peripheral portion 22 in the direction of the sensor chip 10 and the outer peripheral portion 22 of the filter 20 of the sensor chip 10 will be described. After the oxide layer (30a, 30b, see Fig. 2) is formed on the surface of the portion to be bonded to each other, and if properly heated, the oxide layer is combined, resulting in the filter 20 and the sensor chip 10 without the adhesive layer Will be mutually coupled. As a result, an oxide layer 30 is interposed between the outer periphery 22 of the filter 20 and the sensor chip 10, so that the filter 20 and the sensor chip 10 may be contacted through the oxide layer 30. . In this case, in the image sensor module as a final result, the oxide layers 30a and 30b (see FIG. 2) may be integrated into one oxide layer 30 without the boundary between them being exposed. The oxide layers 30a, 30b, and 30 may be an oxide layer, an oxynitride layer, or a composite layer thereof.

특히 산화물층들(30a, 30b)이 실리콘옥사이드 등과 같이 동일 성분으로 이루어지는 경우에는 접합 후 필터(20)와 센서칩(10) 사이의 산화물층(30) 내에 경계가 존재하지 않도록 함으로써, 필터(20)와 센서칩(10) 사이의 접합 정도를 더욱 높여 이미지센서모듈의 내구성을 획기적으로 높일 수 있다. 이 경우 별도의 접착제 등을 필요로 하지 않으면서, 통상의 가열수단을 이용하여 센서칩(10)과 필터(20)를 접합할 수 있으므로, 이미지센서 모듈 제조비용을 절감할 수 있다. 열적 접합시의 가열 온도는 대략 300℃ 내지 400℃가 될 수 있다. 물론 이와 달리 필터(20)와 센서칩(10)을 접착제를 통해 컨택할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 산화물층(30)은 예컨대 실리콘옥사이드층일 수 있다.In particular, when the oxide layers 30a and 30b are made of the same component, such as silicon oxide, the filter 20 is prevented from forming a boundary in the oxide layer 30 between the filter 20 and the sensor chip 10 after bonding. ) And the degree of bonding between the sensor chip 10 can be further increased to significantly increase the durability of the image sensor module. In this case, since the sensor chip 10 and the filter 20 can be bonded using ordinary heating means without requiring an adhesive or the like, the manufacturing cost of the image sensor module can be reduced. The heating temperature at the time of thermal bonding can be approximately 300 ° C to 400 ° C. Of course, various modifications are possible such that the filter 20 and the sensor chip 10 may be contacted through an adhesive. The oxide layer 30 may be, for example, a silicon oxide layer.

도 1에 도시된 것과 같은 이미지센서 모듈의 제조방법을 개략적으로 설명하면, 먼저 상호 대향하는 제1면(11) 및 제2면(12)과 센서어레이(14)를 포함한 센서칩(10)과 필터(20)를 준비한다. 그 후, 도 1의 이미지센서 모듈 제조공정 중 일 공정을 개략적으로 도시하는 개념도인 도 2에 도시된 것과 같이 진공챔버 내에서 필터(20)와 센서칩(10)을 정렬한 후 접합하여, 필터(20)가, 센서어레이(14)로의 광경로 상에 배치되되 센서칩(10)과 컨택하도록 한다. 여기서 필터(20)와 센서칩(10)은 웨이퍼를 이용하여 형성된 것일 수 있다. 이와 같이 이미지센서 모듈을 제조할 경우 필터(20)와 센서칩(10)이 진공챔버 내에서 접합되므로, 필터(20)와 센서칩(10)에 의해 한정된 공간(A)을 자연스럽게 진공으로 유지할 수 있게 된다.Referring to the manufacturing method of the image sensor module as shown in FIG. 1 schematically, first, the sensor chip 10 including the first surface 11 and second surface 12 and the sensor array 14 facing each other and Prepare the filter 20. Thereafter, the filter 20 and the sensor chip 10 are aligned and bonded in the vacuum chamber as shown in FIG. 2, which is a conceptual view schematically showing one process of the manufacturing process of the image sensor module of FIG. 20 is disposed on the optical path to the sensor array 14 to be in contact with the sensor chip 10. The filter 20 and the sensor chip 10 may be formed using a wafer. When manufacturing the image sensor module as described above, since the filter 20 and the sensor chip 10 are bonded in the vacuum chamber, the space A defined by the filter 20 and the sensor chip 10 can be naturally maintained in a vacuum. Will be.

비교예에 따른 도 5에 도시된 것과 같은 이미지센서 모듈의 경우, 전술한 바와 같이 센서칩(1)을 외부 프레임(5) 내부에 배치시키고 필터(2)를 외부 프레임(5)에 컨택시켜 지지시킨다. 이 경우 필터(2)와 센서칩(1) 사이의 공간을 진공으로 유지하기 위해서는 필터(2) 및/또는 외부 프레임(5)에 배기구가 형성되도록 하고 이를 통해 내부공간의 공기를 외부로 배출시켜야 하는, 구조적으로도 복잡하고 공정상으로도 번잡한 과정을 거쳐야만 한다. 그러나 본 실시예에 따른 이미지센서 모듈 및/또는 그 제조방법에 따르면, 번거로운 공정을 거치지 않고도 효과적으로 필터(20)와 센서칩(10) 사이의 공간(A)을 대기압보다 낮은 압력 또는 진공으로 만들 수 있다.In the case of an image sensor module as shown in FIG. 5 according to a comparative example, as described above, the sensor chip 1 is disposed inside the outer frame 5 and the filter 2 is contacted to the outer frame 5 to support it. Let's do it. In this case, in order to keep the space between the filter 2 and the sensor chip 1 in a vacuum, an exhaust port is formed in the filter 2 and / or the outer frame 5 and the air in the inner space is discharged to the outside. The process must be complicated, structurally and cumbersome. However, according to the image sensor module and / or the manufacturing method thereof according to the present embodiment, it is possible to effectively make the space A between the filter 20 and the sensor chip 10 to a pressure or vacuum lower than atmospheric pressure without going through a cumbersome process. have.

도 2에서는 한 개의 필터(20)와 한 개의 센서칩(10)이 상호 결합되는 것을 도시하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 1의 이미지센서 모듈 제조공정 중 다른 일 공정을 개략적으로 도시하는 개념도인 도 3에 도시된 것과 같이, 웨이퍼를 이용하여 복수개의 센서어레이를 형성한 모센서칩(10`)과, 역시 웨이퍼를 이용하여 복수개의 필터부들을 형성한 모필터(20`)를 준비한 후, 모센서칩(10`)과 모필터(20`)의 위치를 잡고 이들을 상호 결합시킬 수 있다. 물론 결합시킬 시에는 전술한 바와 같은 열적 접합을 이용할 수 있다. 그 후 필터부와 필터부 사이를 커팅함으로써, 도 1에 도시된 것과 같은 이미지센서 모듈을 복수개 동시에 제조할 수 있다. 물론 모센서칩(10`)과 모필터(20`)를 상호 결합시킬 시 진공챔버 내에서 결합시킴으로써, 이미지센서 모듈에서 센서칩(10)과 필터(20) 사이의 공간(A)이 진공으로 유지되도록 할 수 있다.2 illustrates that one filter 20 and one sensor chip 10 are coupled to each other, but the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 3, which is a conceptual diagram schematically showing another process of the manufacturing process of the image sensor module of FIG. 1, a mother sensor chip 10 ′ in which a plurality of sensor arrays are formed using a wafer, and also a wafer. After preparing the mother filter (20`) formed with a plurality of filter units by using, the position of the mother sensor chip (10`) and the mother filter (20`) can be held and coupled to each other. Of course, when bonding, thermal bonding as described above can be used. Thereafter, by cutting between the filter unit and the filter unit, a plurality of image sensor modules as shown in FIG. 1 can be manufactured simultaneously. Of course, when the mother sensor chip 10 'and the mother filter 20' are coupled to each other in the vacuum chamber, the space A between the sensor chip 10 and the filter 20 in the image sensor module is vacuumed. Can be maintained.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이미지센서 모듈을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 필터(20)로 입사하는 광을 집광하여 센서어레이(14)로 입사하는 광량을 높임으로써 이미지데이터를 효과적으로 생성하기 위하여, 도 4에 도시된 것과 같이 필터(20)의 센서칩(10) 반대방향의 면이 렌즈면(집광면)이 되도록 할 수도 있다. 도 4에서는 필터(20)의 센서칩(10) 반대방향의 면이 하나의 볼록렌즈면인 것으로 도시하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 마이크로렌즈 어레이면이 될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.4 is a cross-sectional view schematically showing an image sensor module according to another embodiment of the present invention. In order to collect the light incident on the filter 20 and increase the amount of light incident on the sensor array 14 to effectively generate image data, as shown in FIG. 4, the opposite direction of the sensor chip 10 of the filter 20. The surface of the lens may be a lens surface (condensing surface). In FIG. 4, the surface opposite to the sensor chip 10 of the filter 20 is illustrated as one convex lens surface, but the present invention is not limited thereto, and various modifications are possible, such as a surface of the micro lens array. Of course.

지금까지 이미지센서 모듈이 필터(20)와 센서칩(10)을 구비하는 경우에 대해 설명하였는데, 도면에 도시된 것과 같이 이에 더하여 판독집적회로칩(40)을 더 구비할 수도 있다. 판독집적회로칩(40)은 센서칩(10)의 제2면(12) 상에 배치될 수 있다. 이 판독집적회로칩(40)은 센서칩(10)에 전기적 신호를 인가하거나 센서칩(10)에서 생성한 데이터를 외부 전자회로로 전송하는 역할을 할 수 있다. 도면에서는 도시되어 있지 않으나 판독집적회로칩(40)은 내부에 메모리 소자, 로직 소자 등과 같은 능동 회로를 구성하는 회로 소자(circuit device) 등을 내장할 수 있음은 물론이다.So far, the case in which the image sensor module includes the filter 20 and the sensor chip 10 has been described. In addition, as shown in the drawing, the read integrated circuit chip 40 may be further provided. The read integrated circuit chip 40 may be disposed on the second surface 12 of the sensor chip 10. The read integrated circuit chip 40 may serve to apply an electrical signal to the sensor chip 10 or transmit data generated by the sensor chip 10 to an external electronic circuit. Although not shown in the drawing, the read integrated circuit chip 40 may include a circuit device constituting an active circuit such as a memory device, a logic device, or the like.

판독집적회로칩(40)은 패드(46)를 가져 센서칩(10)의 센서어레이(14)로부터의 데이터를 외부로 전송하거나 외부로부터 센서어레이(14)로의 신호를 전송하는데 이용될 수 있다. 물론 패드(46)는 배선(48)과 연결될 수 있으며, 배선(48)에는 필요에 따라 범프(미도시)가 형성되어 외부 전자회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 배선(48)과 판독집적회로칩(40) 내부의 전자소자나 배선 등과의 쇼트를 방지하기 위해 필요에 따라 판독집적회로칩(40)과 배선(48) 사이에 절연층(44)이 형성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.The read integrated circuit chip 40 may have a pad 46 and may be used to transmit data from the sensor array 14 of the sensor chip 10 to the outside or a signal from the outside to the sensor array 14. Of course, the pad 46 may be connected to the wiring 48, and bumps (not shown) may be formed on the wiring 48 to be electrically connected to an external electronic circuit. An insulating layer 44 may be formed between the read integrated circuit chip 40 and the wiring 48 as necessary in order to prevent short circuit between the wiring 48 and the electronic device or the wiring inside the read integrated circuit chip 40. Of course, various modifications such as may be possible.

이러한 판독집적회로칩(40)과 센서칩(10)은 산화물층(42)을 통해 컨택할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 것과 같이 센서칩(10)의 판독집적회로칩(40) 방향의 면 상에 산화물층(42a)을 형성하고, 판독집적회로칩(40)의 센서칩(10) 방향의 면 상에도 산화물층(42b)을 형성한 후, 센서칩(10)과 판독집적회로칩(40)을 상호 대향하도록 배치시키고 열적으로 접합시킴으로써, 판독집적회로칩(40)과 센서칩(10)이 산화물층(42)을 통해 컨택하도록 할 수 있다. 센서칩(10)과 판독집적회로칩(40)의 접합은 센서칩(10)과 필터(20)의 접합과 동시에 이루어지도록 할 수도 있는데, 이를 통해 접합 공정을 일거에 실시함으로써 비용을 줄이고 제조시간을 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 물론 필터(20), 센서칩(10) 및 판독집적회로칩(40)은 모두 웨이퍼를 이용하여 형성된 것일 수 있다. 필터(20), 센서칩(10) 및 판독집적회로칩(40)의 결합체는 필요에 따라 베젤(50) 등에 의해 감싸질 수 있다.The read integrated circuit chip 40 and the sensor chip 10 may be contacted through the oxide layer 42. Specifically, as shown in FIG. 2, the oxide layer 42a is formed on the surface of the sensor chip 10 in the direction of the read integrated circuit chip 40, and the sensor chip of the read integrated circuit chip 40 is formed. After the oxide layer 42b is also formed on the surface in the 10) direction, the sensor chip 10 and the read integrated circuit chip 40 are disposed to face each other and thermally bonded to each other, whereby the read integrated circuit chip 40 and the sensor are thermally bonded. The chip 10 may be contacted through the oxide layer 42. The bonding of the sensor chip 10 and the read integrated circuit chip 40 may be performed at the same time as the bonding of the sensor chip 10 and the filter 20. Through this, the bonding process is performed at a time to reduce costs and manufacture time. The effect of reducing this can be obtained. Of course, the filter 20, the sensor chip 10 and the read integrated circuit chip 40 may all be formed using a wafer. The combination of the filter 20, the sensor chip 10, and the read integrated circuit chip 40 may be wrapped by the bezel 50 or the like as necessary.

전술한 본 발명의 실시예들에 따른 이미지센서 모듈은 다양한 분야의 영상 장치에 이용될 수 있다. 예를 들어, 영상 장치는 휴대폰 등과 같은 이동통신 제품의 카메라 모듈로 이용될 수 있다. 다른 예로, 영상 장치는 컴퓨터 등과 같은 가전제품의 카메라 모듈로 이용될 수 있다. 또 다른 예로, 영상 장치는 적외선을 이용한 야간 촬영용 카메라 모듈로 이용될 수 있고, 예컨대 이러한 영상 장치는 자동차 등에 탑재될 수 있다.The image sensor module according to the embodiments of the present invention described above may be used in an imaging apparatus of various fields. For example, the imaging device may be used as a camera module of a mobile communication product such as a mobile phone. As another example, the imaging device may be used as a camera module of a home appliance such as a computer. As another example, the imaging apparatus may be used as a camera module for night photographing using infrared rays, for example, the imaging apparatus may be mounted on a vehicle or the like.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

10: 센서칩 14: 센서어레이
20: 필터 22: 필터 외주부
30, 42: 산화물층 40: 판독집적회로칩
44: 절연층 46: 패드
48: 배선 50: 베젤10: sensor chip 14: sensor array
20: filter 22: filter outer periphery
30, 42: oxide layer 40: read integrated circuit chip
44: insulating layer 46: pad
48: wiring 50: bezel

Claims

A sensor chip including first and second surfaces facing each other and a sensor array; And
And a filter disposed on an optical path to the sensor array and in contact with the sensor chip.

The method of claim 1,
The sensor array is formed on the first surface of the sensor chip, the filter is disposed on the sensor chip so that the first surface of the sensor chip is located inside, the outer peripheral portion of the filter so that the sensor array is isolated from the outside Is in contact with the sensor chip, the image sensor module.

The method of claim 2,
The surface of the filter facing the sensor chip, the image sensor module having an indent so that the outer peripheral portion of the filter contacts the sensor chip, but the filter does not contact the sensor array.

The method of claim 2,
And the filter and the sensor chip are mutually coupled by thermal bonding.

The method of claim 2,
The pressure of the space defined by the filter and the sensor chip is lower than atmospheric pressure.

The method of claim 2,
And the space defined by the filter and the sensor chip is a vacuum.

The method according to any one of claims 1 to 6,
The filter and the sensor chip are in contact with the adhesive, the image sensor module.

The method according to any one of claims 1 to 6,
And the filter and the sensor chip contact through an oxide layer.

The method according to any one of claims 1 to 6,
The filter and the sensor chip are formed using a wafer, the image sensor module.

The method of claim 2,
And a read integrated circuit chip disposed on the second surface of the sensor chip.

The method of claim 10,
And the read integrated circuit chip and the sensor chip contact through an oxide layer.

The method according to claim 10 or 11, wherein
And said filter, said sensor chip and said read integrated circuit chip are formed using a wafer.

The method according to any one of claims 1 to 6, 10 and 11,
And a surface of the filter opposite the sensor chip is a lens surface.

An imaging apparatus comprising the image sensor module of any one of claims 1 to 6, 10 and 11.

A sensor chip and a filter including a first and second surfaces facing each other and a sensor array are bonded in a vacuum chamber such that the filter is disposed on an optical path to the sensor array and contacts the sensor chip. Image sensor module manufacturing method.

16. The method of claim 15,
The filter and the sensor chip is formed using a wafer, the image sensor module manufacturing method.