[實(shí)用新型]鉚釘互聯(lián)結(jié)構(gòu)的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120435009.7
• 申請(qǐng)日: 2011-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN202307899U
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張黎;賴志明;陳棟;陳錦輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(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，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)部金屬層與芯片感光區(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50-100μm左右，深度在100μm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)可靠性低的問題。

其中，以美國(guó)的Tessera、韓國(guó)三星、日本東芝以及意法半導(dǎo)體均采用了硅通孔互連結(jié)構(gòu)的封裝形式，但其封裝過程必須與芯片設(shè)計(jì)方能實(shí)現(xiàn)，對(duì)于大部分封裝廠來講，與芯片設(shè)計(jì)的協(xié)同是非常困難的，在解決封裝廠不依賴芯片設(shè)計(jì)方面，雖然美國(guó)的Tessera的專利技術(shù)解決了部分問題，但是其工藝的易實(shí)現(xiàn)性和結(jié)構(gòu)的可靠性方面都還存在較多的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有的晶圓級(jí)圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)的不足，提供不依賴于芯片設(shè)計(jì)、易于工藝實(shí)現(xiàn)且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、互聯(lián)可靠性好的鉚釘互聯(lián)結(jié)構(gòu)的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種鉚釘互聯(lián)結(jié)構(gòu)的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述結(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)置有隔離層，隔離層覆蓋或不覆蓋感光區(qū)；在隔離層上設(shè)置透光蓋板，在隔離層不覆蓋感光區(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；在芯片內(nèi)部鈍化層和芯片內(nèi)部金屬層上形成盲孔Ⅰ，且盲孔Ⅰ停止于隔離層內(nèi)部；在所述盲孔Ⅰ內(nèi)以及芯片內(nèi)部鈍化層的下表面形成釘帽，在芯片本體下表面、硅溝槽內(nèi)、裸露出的芯片內(nèi)部鈍化層的下表面以及釘帽的帽沿的表面選擇性的設(shè)置絕緣層，并在所述釘帽下方的絕緣層上設(shè)置開口，形成盲孔Ⅱ，金屬線路層填充于所述盲孔Ⅱ內(nèi)，形成釘頭，及選擇的形成于絕緣層表面，釘頭與所述釘帽形成鉚釘互聯(lián)結(jié)構(gòu)，使金屬線路層與釘帽形成互連，在絕緣層及金屬線路層上選擇性的設(shè)置線路保護(hù)層，同時(shí)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)用新型鉚釘互聯(lián)結(jié)構(gòu)的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述隔離層覆蓋感光區(qū)時(shí)，隔離層采用透光材料。

本實(shí)用新型鉚釘互聯(lián)結(jié)構(gòu)的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述釘帽的帽頭部分填充于所述盲孔Ⅰ內(nèi)，釘帽的帽沿部分緊貼芯片內(nèi)部鈍化層的下表面。

本實(shí)用新型鉚釘互聯(lián)結(jié)構(gòu)的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述釘頭位于釘帽的帽頭正下方。

本實(shí)用新型鉚釘互聯(lián)結(jié)構(gòu)的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，所述釘頭偏出釘帽的帽頭正下方。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、通過形成硅溝槽并停止于芯片內(nèi)部鈍化層的表面，然后通過激光將鈍化層打開并暴露金屬電極，鉚釘結(jié)構(gòu)的互聯(lián)方式，提升了觸點(diǎn)處的連接可靠性，且易于工藝控制，不依賴于芯片設(shè)計(jì)。

2、利用硅溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行的光刻、電鍍等工藝相對(duì)于硅通孔結(jié)構(gòu)工藝比較簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型涉及的鉚釘互聯(lián)結(jié)構(gòu)的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)的切面示意圖。圖中隔離層沒有覆蓋于感光區(qū)，從而形成空腔。

圖2為圖1的Ⅰ放大結(jié)構(gòu)一示意圖。

圖3為圖1的Ⅰ放大結(jié)構(gòu)二示意圖。

圖中：

芯片本體1、芯片內(nèi)部鈍化層2、芯片內(nèi)部金屬層3、感光區(qū)4、透光蓋板5、隔離層6、盲孔Ⅰ6.1、釘帽7、帽頭7-1、帽沿7-2、絕緣層8、盲孔Ⅱ8-1、金屬線路層9、釘頭9-1、金屬線路層與絕緣層重疊部分9-2、線路保護(hù)層10、焊球11、空腔12、硅溝槽13。

具體實(shí)施方式