[實(shí)用新型]無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120371211.8
• 申請(qǐng)日: 2011-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202231014U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張黎;陳棟;賴(lài)志明;陳錦輝;段珍珍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/146
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 江陰市同盛專(zhuān)利事務(wù)所 32210
• 代理人: 唐紉蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種晶圓級(jí)圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)。屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

圖像傳感器是將外界光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并且所獲電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理，可以最終成像的半導(dǎo)體器件。晶圓級(jí)圖像傳感器封裝是新型的圖像傳感器封裝方式，相比于傳統(tǒng)引線健合封裝相比，具有封裝尺寸小、價(jià)格便宜、且下游組裝時(shí)感光區(qū)不易受污染等優(yōu)點(diǎn)，正在受到越來(lái)越多的關(guān)注。由于圖像傳感器的芯片電極或芯片內(nèi)部金屬層與感光區(qū)均位于芯片正面，所以晶圓級(jí)封裝就需要將芯片正面留作感光窗口，而將芯片內(nèi)部金屬層從芯片正面重新分布到芯片背面，以實(shí)現(xiàn)與外界的互聯(lián)。

實(shí)現(xiàn)這種正背面轉(zhuǎn)移可以通過(guò)硅通孔(Through?Silicon?Via)互聯(lián)方法。硅通孔互聯(lián)即在芯片背面的硅本體上利用干法刻蝕的方法形成硅通孔、硅通孔的直徑在100um左右，深度在100um左右。然后對(duì)裸露出硅包括本體及孔內(nèi)的硅進(jìn)行絕緣化處理，以及需要在孔底部開(kāi)出互聯(lián)窗口以便后續(xù)填充金屬與芯片內(nèi)部金屬層形成接觸。接著需要在孔內(nèi)填充金屬，以及重新分布金屬線路層。這種晶圓級(jí)圖像傳感器封裝方式由于引入了硅通孔互聯(lián)，使得封裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜；并且硅通孔互聯(lián)技術(shù)還不成熟，往往由于孔內(nèi)絕緣不好、互聯(lián)窗口不完整以及金屬填充不實(shí)的導(dǎo)致失效或可靠性不好，導(dǎo)致這類(lèi)利用硅通孔互聯(lián)進(jìn)行的晶圓級(jí)圖像傳感器封裝存在工藝難度大、互聯(lián)可靠性低的問(wèn)題。同時(shí)、硅通孔互聯(lián)工藝復(fù)雜性也導(dǎo)致采用該技術(shù)的晶圓級(jí)圖像傳感器封裝價(jià)格比較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服當(dāng)前晶圓級(jí)圖像傳感器封裝方式的不足，提供具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、互聯(lián)可靠性好、工藝簡(jiǎn)單、低成本的特點(diǎn)的無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，包括已經(jīng)設(shè)置有芯片內(nèi)部鈍化層、芯片內(nèi)部金屬層及感光區(qū)的芯片本體，在芯片本體的上表面設(shè)置隔離層，隔離層不覆蓋或者覆蓋于芯片感光區(qū)；在隔離層上設(shè)置透光蓋板，在隔離層不覆蓋于芯片感光區(qū)時(shí)，透光蓋板、隔離層及芯片本體之間形成空腔；在芯片本體上形成硅溝槽，且硅溝槽底部直接停止于芯片內(nèi)部鈍化層的下表面，使芯片內(nèi)部鈍化層下表面裸露出來(lái)；在芯片本體下表面、硅溝槽側(cè)壁及裸露出的芯片內(nèi)部鈍化層的下表面選擇性的設(shè)置絕緣層；在芯片內(nèi)部鈍化層上形成盲孔，且盲孔停止于芯片內(nèi)部金屬層表面；在絕緣層表面及盲孔內(nèi)選擇性的形成金屬線路層；在絕緣層及金屬線路層上選擇性的設(shè)置線路保護(hù)層；在金屬線路層露出線路保護(hù)層的地方設(shè)置焊球。

本實(shí)用新型無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述絕緣層在需要互聯(lián)處的預(yù)留開(kāi)口。

本實(shí)用新型無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述互聯(lián)處的預(yù)留開(kāi)口與盲孔重合。

本實(shí)用新型無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述互聯(lián)處的預(yù)留開(kāi)口尺寸大于盲孔尺寸。

本實(shí)用新型無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述隔離層覆蓋感光區(qū)時(shí)，隔離層選用透光材料。

本實(shí)用新型無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述芯片內(nèi)部鈍化層及芯片內(nèi)部金屬層是多層，該封裝結(jié)構(gòu)中盲孔形成于第一層芯片內(nèi)部鈍化層、并停止于與第一芯片內(nèi)部鈍化層相鄰的芯片內(nèi)部金屬層上。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、通過(guò)形成硅溝槽并停止于芯片內(nèi)部鈍化層的表面，然后通過(guò)形成絕緣層、盲孔及孔內(nèi)填充布線的方法實(shí)現(xiàn)芯片電信號(hào)從芯片正面轉(zhuǎn)移到芯片背面；與硅通孔互聯(lián)相比，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單；而且由于形成的溝槽底部尺寸較大且芯片內(nèi)部鈍化層厚度較薄，后續(xù)的盲孔及孔內(nèi)填充布線工藝難度減小，避免了由于硅通孔內(nèi)金屬填充不實(shí)造成可靠性不良的問(wèn)題。

2、絕緣層包括其開(kāi)口通過(guò)光刻的方法形成，絕緣層附著表面相對(duì)平坦，工藝比較簡(jiǎn)單；而硅通孔互聯(lián)由于硅的非絕緣性需要在硅孔內(nèi)部形成絕緣，并形成開(kāi)口，工藝比較復(fù)雜。

3、由于避免采用硅通孔互聯(lián)技術(shù)，封裝工藝簡(jiǎn)化，封裝成本降低。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)的切面示意圖，圖示隔離層5沒(méi)有覆蓋于感光區(qū)4，從而形成空腔7。

圖2為本實(shí)用新型無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)的切面示意圖，圖示中隔離層5覆蓋于感光區(qū)4。

圖3為本實(shí)用新型無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)的切面示意圖，圖示中絕緣層開(kāi)口與盲孔重合。

圖4為本實(shí)用新型無(wú)硅通孔高可靠性圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)的切面示意圖，圖示中絕緣層開(kāi)口尺寸大于盲孔。

圖中附圖標(biāo)記：