[發明專利]CIS芯片及其形成方法

有效

• 申請號: 201310080462.4
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103579266A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 余振華;邱文智;林俊成
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明一般地涉及半導體技術領域，更具體地來說，涉及半導體器件及其形成方法。

背景技術

自集成電路發明以來，由于各種電子部件(即，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度的不斷改進，半導體工業經歷了持續的快速增長。在極大程度上，集成密度上的這種改進是由于最小部件尺寸的不斷減小，從而允許更多的部件被集成到給定的芯片面積中。

這些集成度改進實際上基本上是二維(2D)的，因此集成部件所占據的體積基本上位于半導體晶圓的表面上。盡管光刻方面的顯著改進導致2D集成電路形成大幅改進，但是存在以二維實現的密度的物理限制。這些限制之一是制造這些部件所需的最小尺寸。此外，當將更多的器件置于一個芯片中時，需要更復雜的設計。

隨著器件數目的增加，其他限制來自于器件之間的互連的數目和長度的大幅增加。當互連的數目和長度增加時，電路RC延遲和功耗都增加。

在用于解決上述局限性的各種努力中，三維集成電路(3DIC)和堆疊管芯是最常用的。硅通孔(TSV)通常用在3DIC和用于連接管芯的堆疊管芯中。在這種情況下，TSV用于將管芯上的集成電路連接至該管芯的背面。此外，TSV還可以用來提供短接地路徑以將集成電路中的地線連接至該管芯的背面。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種器件，包括：半導體襯底；圖像傳感器，位于所述半導體襯底的正面處；多個介電層，位于所述圖像傳感器上方；通孔，穿透所述半導體襯底；第一再分布線(RDL)，位于所述多個介電層上方，所述RDL與所述通孔電連接；以及聚合物層，覆蓋所述第一RDL。

在該器件中，所述聚合物層與所述第一RDL的頂面和側壁接觸。

在該器件中，所述聚合物層包括感光聚合物。

該器件進一步包括：微透鏡，位于所述多個介電層上方；以及氧化物層，位于所述微透鏡上方。

在該器件中，所述氧化物層進一步包括位于所述聚合物層的頂面上的部分。

在該器件中，所述聚合物層沒有與所述微透鏡重疊的部分。

在該器件中，所述通孔進一步穿透所述多個介電層，并且所述通孔的頂端與所述第一RDL接觸。

該器件進一步包括：第二RDL，位于所述半導體襯底的背面上；以及電連接件，位于所述半導體襯底的背面上，所述電連接件與所述第二RDL和所述通孔電連接。

根據本發明的另一方面，提供了一種器件，包括：半導體襯底；圖像傳感器陣列，位于所述半導體襯底的正面處；互連結構，位于所述圖像傳感器上方，所述互連結構包括：多個介電層；和鈍化層，位于所述多個介電層上方；多個通孔，穿透所述半導體襯底、所述多個介電層和所述鈍化層；多條再分布線(RDL)，位于所述鈍化層上方；聚合物層，位于所述多條RDL的頂面和側壁上；以及多個電連接件，位于所述半導體襯底的下方，所述多個電連接件通過所述多個通孔與所述多條RDL電連接。

在該器件中，所述多個電連接件包括焊料區。

該器件進一步包括：多個金屬焊盤，位于所述鈍化層下方和所述半導體襯底上方，所述多個金屬焊盤通過所述多條RDL和所述多個通孔與所述多個電連接件電連接。

該器件進一步包括：多個濾色器，位于所述多個介電層上方；以及多個微透鏡，位于所述多個濾色器上方，所述多個濾色器中的每一個濾色器和所述多個微透鏡中的每一個微透鏡都與所述圖像傳感器陣列中的圖像傳感器對準。

在該器件中，沒有含焊料的連接件位于所述鈍化層上方。

在該器件中，所述聚合物層包括相互分離的多個離散部分，每一個離散部分都覆蓋所述多條RDL中的一條。

在該器件中，所述聚合物層與所述圖像傳感器陣列不重疊。

根據本發明的又一方面，提供了一種方法，包括：蝕刻多個介電層和所述多個介電層下方的半導體襯底以形成通孔開口，其中，在所述半導體襯底的頂面處形成圖像傳感器，并且所述通孔開口從所述頂面延伸至所述半導體襯底中；填充所述通孔開口以形成通孔；形成位于所述通孔上方并且電連接至所述通孔的再分布線(RDL)；形成位于所述多個介電層上方并與所述圖像傳感器對準的濾色器和微透鏡；形成覆蓋所述RDL的聚合物層；以及圖案化所述聚合物層以去除所述聚合物層與所述微透鏡重疊的第一部分，其中，在所述圖案化步驟之后，保留所述聚合物層與所述RDL重疊的第二部分。

該方法進一步包括：減薄所述半導體襯底以暴露所述通孔；以及形成與所述通孔電連接的電連接件，所述電連接件和所述聚合物層位于所述半導體襯底的相對側。