[發明專利]生物感測器封裝結構及其制造方法

在審

• 申請號: 201710507512.0
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN109037168A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 許志行
• 申請（專利權）人: 晶相光電股份有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/48;H01L21/60
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本揭露提供一種生物感測器封裝結構及其制造方法。生物感測器封裝結構包括：保護層；重分布層，設置于保護層上方，其中保護層具有多個暴露出重分布層的開口；至少一晶粒，設置于保護層及重分布層上方；多個接墊，設置于晶粒的下表面；多個導孔，設置于接墊及重分布層之間以提供電性連接；介電材料，設置于保護層及重分布層上方，且與晶粒、接墊及導孔相鄰；以及至少一生物感測區，設置于晶粒的頂部，其中上述接墊的頂表面設置于低于生物檢測區的頂表面且高于晶粒的底表面的水平。

技術領域

本發明是關于一種生物感測器封裝結構及其制造方法。

背景技術

生物感測器由分子辨識元件及信號轉換元件所組成，可將生化反應產生的化學信號轉換為電子物理信號以供分析。其中，生物晶片(biochip)是利用微機電技術將探針分子(probe)植入晶片中，再透過生物結合特性進行各種生化分析，其作用對象可包括基因、蛋白質或細胞組織等，其可應用于諸如：生物醫學研究、疾病診斷、食品病原體檢測、環境分析和鑒識等領域，并具有可攜帶、分析靈敏度及專一性高、分析速度快、僅需少量檢測樣品及試劑等優點，是生物技術產業中蓬勃發展的新領域。

現有的生物晶片封裝結構中，生物晶片的反應區及電性連接元件大多以打線接合的方式整合于基板表面。例如，生物晶片的反應區與接墊及導線相鄰設置于封裝結構的表面上。然而，在此種情形下，接墊及導線容易被使用于生物晶片的強堿反應溶液腐蝕，進而影響生物晶片的效能，且設置于基板表面的接墊及導線等電性連接元件亦限制了晶片反應區的作用面積。

此外，一般生物晶片封裝結構會在生物材料涂布于晶圓之后進行切割形成晶粒，之后再進行后續的晶粒封裝制程。然而，生物晶片所使用的生物材料涂層(biocoating)容易受到后續封裝制程(如蝕刻、沉積等制程)的溫度影響。

因此，開發出結構簡單且可改善生物晶片使用效能的封裝結構為生物晶片研究的重要課題。

發明內容

在一實施例中，本揭露提供一種生物感測器封裝結構，包括：保護層；重分布層，設置于保護層上方，其中保護層具有多個暴露出該重分布層的開口；至少一晶粒，設置于保護層及重分布層上方；多個接墊，設置于晶粒的下表面；多個導孔，設置于接墊及重分布層之間以提供電性連接；介電材料，設置于保護層及重分布層上方，且與晶粒、接墊及導孔相鄰；以及至少一生物感測區，設置于晶粒的頂部，其中上述接墊的頂表面設置于低于生物檢測區的頂表面且高于晶粒的底表面的水平。

在一實施例中，本揭露提供一種生物感測器封裝結構的制造方法，包括：提供第一承載基板；設置至少一晶粒于第一承載基板上，其中晶粒包括至少一生物感測區形成于其底部以及多個接墊形成于其上表面，其中生物感測區與第一承載基板接觸，且接墊的底表面設置于高于生物檢測區的底表面且低于晶粒的頂表面的水平；形成介電材料，覆蓋第一承載基板及晶粒；實行平坦化制程，以暴露出晶粒的頂表面；圖案化介電材料，以形成分別暴露出接墊的頂表面的多個第一開口；填充導電材料于第一開口中，以形成延伸穿過介電材料的多個導孔；形成重分布層及保護層于介電材料上，其中重分布層與導孔接觸以電性連接至接墊；以及移除第一承載基板，以暴露出該生物感測區。

為讓本揭露的特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是根據本揭露一些實施例中，生物感測器封裝結構的制造方法的流程圖；

圖2是根據本揭露一些實施例中，生物感測器封裝結構在制程中間階段的剖面圖；

圖3是根據本揭露一些實施例中，生物感測器封裝結構在制程中間階段的剖面圖；

圖4是根據本揭露一些實施例中，生物感測器封裝結構在制程中間階段的剖面圖；

圖5是根據本揭露一些實施例中，生物感測器封裝結構在制程中間階段的剖面圖；