[發(fā)明專利]微電子成像單元和以晶片級制造微電子成像單元的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680038599.1
• 申請日: 2006-08-31
• 公開（公告）號: CN101292352A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史蒂文·D·奧利弗;陸·韋利基;威廉·M·希亞特;戴維·R·亨布里;馬克·E·塔特爾;悉尼·里格;詹姆斯·沃克;沃倫·M·法恩沃思;凱爾·柯比
• 申請（專利權(quán)）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王允方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有圖像傳感器的微電子成像單元和以晶片級制造此類成像單元的方法。

背景技術(shù)

微電子成像器用于數(shù)碼相機(jī)、具有圖片能力的無線裝置和許多其它應(yīng)用中。舉例來說，手機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)中正并入微電子成像器以捕獲并發(fā)送圖片。隨著微電子成像器變得越來越小且產(chǎn)生具有更高像素?cái)?shù)目的更好圖像，其成長速率也已經(jīng)穩(wěn)定增長。

微電子成像器包括使用電荷耦合裝置(CCD)系統(tǒng)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)系統(tǒng)或其它固態(tài)系統(tǒng)的圖像傳感器。CCD圖像傳感器已經(jīng)廣泛用于數(shù)碼相機(jī)和其它應(yīng)用中。CMOS圖像傳感器還正快速變得非常流行，因?yàn)轭A(yù)期其會(huì)具有低生產(chǎn)成本、高良率和小尺寸。CMOS圖像傳感器能夠提供這些優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)槠涫鞘褂冕槍χ圃彀雽?dǎo)體裝置開發(fā)的技術(shù)和設(shè)備來制造的。因此，對CMOS圖像傳感器以及CCD圖像傳感器進(jìn)行“封裝”以保護(hù)其精密組件并提供外部電接點(diǎn)。

圖像傳感器大體上包括排列在焦平面中的像素陣列。每一像素是包括光柵、光導(dǎo)體或光電二極管的光敏元件，其具有用于累積光生電荷的摻雜區(qū)。通常在成像器像素上方放置微透鏡和彩色濾光片陣列。微透鏡將光聚焦到每一像素的初始電荷累積區(qū)上。光的光子還可在穿過微透鏡之后且在撞擊在電荷累積區(qū)上之前，穿過彩色濾光片陣列(CFA)。常規(guī)技術(shù)使用具有聚合物涂層的單個(gè)微透鏡，所述涂層在相應(yīng)像素上方被圖案化成正方形或圓形。可在制造期間加熱微透鏡來定形并固化微透鏡。通過聚集來自大聚光區(qū)域的光并將所述光聚焦到相應(yīng)像素的小感光區(qū)域上，微透鏡的使用顯著改進(jìn)了成像裝置的感光性。

因?yàn)樾枰獪p小成像器裝置的尺寸并增加成像器分辨率，所以在微電子成像器中使用較小尺寸的像素越來越重要。然而，減小像素尺寸會(huì)增加當(dāng)沒有光入射在圖像傳感器上時(shí)圖像傳感器讀出中存在的“噪聲”或背景信號的問題。此噪聲(稱為“暗電流”)是承載圖像傳感器的襯底材料內(nèi)的電子活動(dòng)的結(jié)果。更具體地說，暗電流是將熱發(fā)射電荷聚集在像素的電荷累積區(qū)中的結(jié)果。暗電流的量值取決于圖像傳感器結(jié)構(gòu)和操作溫度。

一種補(bǔ)償暗電流的方法是通過掩蔽圖像傳感器周邊處的一組像素，使得其不被暴露于光。因?yàn)槿肷涔獗蛔钃醵荒苓M(jìn)入這些像素，所以這些像素中含有的信號僅由暗電流造成。這些暗參考像素用作用于校準(zhǔn)圖像傳感器輸出的“黑階”參考。然而，一個(gè)問題是，因?yàn)闃O小的像素非常緊密地定位在一起，所以難以準(zhǔn)確地將圖像傳感器周邊處的暗參考像素與毗鄰的有效像素分開。舉例來說，因?yàn)榘祬⒖枷袼夭]有完全被遮擋，所以非常接近圖像傳感器的外邊界的暗參考像素可捕捉來自入射光的信號。因此，在此類情況下，測量到的暗電流可能不代表圖像傳感器的真實(shí)暗信號。另外，并不希望將暗參考像素移動(dòng)到有效像素的更遠(yuǎn)外側(cè)以避免有關(guān)入射光的問題，因?yàn)槟菢幼鰧⒃黾訄D像傳感器的尺寸。因此，需要增強(qiáng)封裝微電子成像器的性能和精確度。

發(fā)明內(nèi)容

無

附圖說明

圖1是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的以晶片級封裝微電子成像單元的方法的流程圖。

圖2A到2O是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成導(dǎo)電互連件以提供背面接觸墊陣列的方法的階段的側(cè)剖視圖，所述方法用于晶片級封裝微電子成像單元。

圖3是說明具有多個(gè)成像電路小片的成像器工件的一部分的側(cè)剖視圖，所述成像電路小片具有根據(jù)圖2A到2O中所描述的方法形成的導(dǎo)電互連件。

圖4A是在對光敏層進(jìn)行圖案化和顯影以在工件上形成多個(gè)離散體積的光敏材料之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖4B是圖4A中所說明的工件部分的示意性俯視平面圖。

圖5是在向工件上沉積不透明材料之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖6A是在從工件移除光敏材料之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖6B是圖6A中所說明的工件部分的示意性俯視平面圖。

圖7是在將覆蓋襯底附接到工件之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖8是在使工件變薄以暴露位于工件背面處的導(dǎo)電互連件的一部分之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖9是在向工件背面上沉積介電層之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖10是在從工件背面移除介電層的一部分之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖11是在覆蓋襯底中形成多個(gè)溝道之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖12是在用封裝材料填充覆蓋襯底中的溝道之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖13是在工件中形成多個(gè)溝道之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。

圖14是在用封裝材料填充工件中的溝道之后的所述工件部分的側(cè)剖視圖。