專利名稱：一種含有金屬微凸點的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種晶圓級圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導體封裝技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
圖像傳感器是將外界光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再將所獲電信號經(jīng)過處理，最終成像的半導體器件。晶圓級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)引線鍵合封裝，具有封裝尺寸小、價格便宜、下游組裝時感光區(qū)不易受污染等優(yōu)點，正在受到越來越多的關注。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，以實現(xiàn)與外界的互聯(lián)。 實現(xiàn)這種正背面轉(zhuǎn)移可以通過娃通孔(Through Silicon Via)互聯(lián)方法。娃通孔互聯(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，然后對裸露出硅包括本體及孔內(nèi)的硅進行絕緣化處理，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，以及在IC芯片背面重新分布再布線金屬層，改變連接布局。這種晶圓級圖像傳感器封裝方式由于采用的硅通孔互聯(lián)技術(shù)目前還不成熟，特別是硅通孔采用化學氣相沉積技術(shù)制作氧化硅或氮化硅方式絕緣時，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而導致失效或可靠性不好，所以這類利用硅通孔互聯(lián)進行的晶圓級圖像傳感器封裝存在結(jié)構(gòu)復雜、工藝難度大、互聯(lián)可靠性低的問題。同時，對于大部分半導體封裝廠來講，目前采用的硅通孔互連結(jié)構(gòu)的封裝形式的封裝過程與芯片設計的協(xié)同還非常困難，從而限制了封裝對象即產(chǎn)品芯片設計的靈活性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的晶圓級圖像傳感器封裝方法和結(jié)構(gòu)的不足，提供一種具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝易實現(xiàn)、互聯(lián)可靠性好和可以根據(jù)產(chǎn)品特點靈活設計的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種含有金屬微凸點的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，它包括已經(jīng)設置有芯片內(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置隔離層，在隔離層上設置透光蓋板，在芯片本體上形成硅通孔，所述硅通孔的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，在芯片內(nèi)部鈍化層處形成芯片內(nèi)部鈍化層開口，在芯片內(nèi)部鈍化層開口設置金屬微凸點，在芯片內(nèi)部鈍化層下表面的裸露處、硅通孔的側(cè)壁、金屬微凸點的外表面和芯片本體的下表面選擇性的設置絕緣層，在所述金屬微凸點上方的絕緣層處開設絕緣層開口盲孔，并在絕緣層開口盲孔處設置再布線金屬層，所述再布線金屬層覆蓋絕緣層開口盲孔并與微金屬凸點相連，并沿著絕緣層的下表面延展至芯片本體背面，所述再布線金屬層上選擇性的設置線路保護層，在線路保護層露出再布線金屬層的地方設置焊球凸點陣列。所述金屬微凸點形成于鈍化層開口之上、硅通孔之內(nèi)，與芯片內(nèi)部金屬層連接。[0009]所述金屬微凸點采用銅、銅/鎳等導電金屬。所述金屬微凸點高度不超過芯片本體厚度。所述金屬微凸點尺寸小于最終硅通孔尺寸，其周圍被絕緣材層所覆蓋。所述芯片內(nèi)部金屬層通過金屬微凸點和再布線金屬層將電信號導通至焊球凸點的陣列上。本發(fā)明的有益效果是I、通過形成硅通孔并停止于芯片內(nèi)部鈍化層的下表面，然后通過刻蝕的方法將芯片內(nèi)部鈍化層打開并暴露芯片內(nèi)部金屬層，設置金屬微凸點，增加了芯片內(nèi)部金屬層與再 布線金屬層的接觸面積，互聯(lián)可靠性好，提升了產(chǎn)品的電性能，且易于工藝控制。2、金屬微凸點的形狀可以根據(jù)產(chǎn)品特點靈活設計，形成后的絕緣工藝比較簡單，易于實現(xiàn)。

圖I為本發(fā)明圖像傳感器的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的I局部放大示意圖。其中芯片本體I硅通孔1-1芯片內(nèi)部鈍化層2芯片內(nèi)部鈍化層開口 2-1芯片內(nèi)部金屬層3感光區(qū)4透光蓋板5隔離層6金屬微凸點7絕緣層8絕緣層開口盲孔8-1再布線金屬層9線路保護層10焊球凸點11。
具體實施方式
參見圖I和圖2，本發(fā)明涉及一種含有金屬微凸點結(jié)構(gòu)的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，它包括已經(jīng)設置有芯片內(nèi)部鈍化層2、芯片內(nèi)部金屬層3及感光區(qū)4的芯片本體I。芯片內(nèi)部鈍化層2、芯片內(nèi)部金屬層3及感光區(qū)4均是圖像傳感器芯片本身具有的結(jié)構(gòu)，不屬于本發(fā)明專利涉及的封裝范疇。在芯片本體I的上表面設置隔離層6，所述隔離層6不覆蓋感光區(qū)4。在隔離層6上設置透光蓋板5。所述透光蓋板5、隔離層6和芯片本體I之間形成空腔。所述隔離層6可以保護感光區(qū)4不被擠壓。在芯片本體I上形成硅通孔1-1，所述硅通孔1-1的底部直接停止于芯片內(nèi)部鈍化層2的下表面，使芯片內(nèi)部鈍化層2下表面裸露出來。芯片內(nèi)部鈍化層2的厚度通常在f2um左右，這取決于芯片本身結(jié)構(gòu)。在芯片內(nèi)部鈍化層2處利用干法刻蝕的方法形成芯片內(nèi)部鈍化層開口 2-1，在芯片內(nèi)部鈍化層開口 2-1設置金屬微凸點7。所述金屬微凸點7形成于鈍化層開口 2-1之上、硅通孔1-1之內(nèi)，與芯片內(nèi)部金屬層3連接。所述金屬微凸點7采用光刻、通孔刻蝕、濺射、電鍍等工藝實現(xiàn)，其高度不超過芯片本體I厚度，這樣可以實現(xiàn)各種形狀的較小金屬微凸點的形成，有利于整個封裝尺寸的減縮。在芯片內(nèi)部鈍化層2下表面的裸露處、硅通孔1-1的側(cè)壁、金屬微凸點7外表面和芯片本體I的下表面選擇性的設置絕緣層8，所述絕緣層8的厚度以滿足產(chǎn)品性能要求為準。在所述金屬微凸點7上方的絕緣層8處開設絕緣層開口盲孔8-1，并在絕緣層開口盲孔8-1處設置再布線金屬層9，再布線金屬層9覆蓋絕緣層開口盲 孔8-1并與金屬微凸點7相連，在所述再布線金屬層9上選擇性的設置線路保護層10，實現(xiàn)芯片內(nèi)部金屬層3與背面金屬焊球凸點11的電路導通。所述再布線金屬層9上選擇性的設置線路保護層10，目的是保護金屬線。在線路保護層10露出再布線金屬層9的地方設置球柵陣列開口，以便焊球凸點11成形于再布線金屬層9上，以實現(xiàn)封裝體與載板之間的連接。
權(quán)利要求1.一種含有金屬微凸點的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，它包括已經(jīng)設置有芯片內(nèi)部鈍化層(2)、芯片內(nèi)部金屬層(3)及感光區(qū)(4)的芯片本體(1)，其特征在于在芯片本體(I)的上表面設置隔離層(6)，在隔離層(6)上設置透光蓋板(5)，在芯片本體(I)上形成硅通孔(1-1)，所述硅通孔(1-1)的底部直接停止于芯片內(nèi)部鈍化層(2 )的下表面，使芯片內(nèi)部鈍化層(2 )下表面裸露出來，在芯片內(nèi)部鈍化層(2)處形成芯片內(nèi)部鈍化層開口(2-1)，在芯片內(nèi)部鈍化層開口(2-1)設置金屬微凸點(7)，在芯片內(nèi)部鈍化層(2)下表面的裸露處、硅通孔(1-1)的側(cè)壁、金屬微凸點(7)的外表面和芯片本體(I)的下表面選擇性的設置絕緣層(8)，在所述金屬微凸點(7)上方的絕緣層(8)處開設絕緣層開口盲孔(8-1)，并在絕緣層開口盲孔(8-1)處設置再布線金屬層(9)，所述再布線金屬層(9)覆蓋絕緣層開口盲孔并與微金屬凸點(7)相連，并沿著絕緣層(8)的下表面延展至芯片本體(I)背面，所述再布線金屬層(9)上選擇性的設置線路保護層(10)，在線路保護層(10)露出再布線金屬層(9)的地方設置焊球凸點(11)陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含有金屬微凸點的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬微凸點(7)形成于鈍化層開口(2-1)之上、娃通孔(1-1)之內(nèi)，與芯片內(nèi)部金屬層(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種含有金屬微凸點的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬微凸點(7)采用銅、銅/鎳等導電金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種含有金屬微凸點的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬微凸點(7)高度不超過芯片本體(I)厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種含有金屬微凸點的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬微凸點(7)尺寸小于硅通孔(1-1)尺寸，其周圍被絕緣材層(8)所覆蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種含有金屬微凸點的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片內(nèi)部金屬層(3)通過金屬微凸點(7)和再布線金屬層(9)將電信號導通至焊球凸點(11)的陣列上。
專利摘要本實用新型涉及一種含有金屬微凸點的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)，屬于芯片封裝技術(shù)領域。它包括已經(jīng)設置有芯片內(nèi)部鈍化層(2)、芯片內(nèi)部金屬層(3)及感光區(qū)(4)的芯片本體(1)，在芯片本體(1)上形成硅通孔(1-1)，所述硅通孔(1-1)的底部直接停止于芯片內(nèi)部鈍化層(2)的下表面，在芯片內(nèi)部鈍化層開口(2-1)處設置金屬微凸點(7)，在所述金屬微凸點(7)處設置再布線金屬層(9)，所述再布線金屬層(9)沿著絕緣層(8)的下表面延展至芯片本體(1)背面，所述再布線金屬層(9)的終端設置焊球凸點(11)的陣列。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、工藝難度小、互聯(lián)可靠性好，可以根據(jù)產(chǎn)品特點靈活調(diào)整，降低了封裝成本。
文檔編號H01L27/146GK202601615SQ20122013652
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者胡正勛, 張黎, 賴志明, 陳錦輝 申請人:江陰長電先進封裝有限公司