图像传感器器件及其制造方法和半导体器件制造方法
【专利说明】图像传感器器件及其制造方法和半导体器件制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请与2013年3月 15 日提交的标题为“Interconnect Structure and Method”的以下共同代决和共同受让的专利申请第13/839,860号相关，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
[0003]本发明涉及集成电路器件，更具体地，涉及图像传感器器件及其制造方法和半导体器件制造方法。
【背景技术】
[0004]半导体器件用于各种电子应用中，作为实例，诸如个人计算机、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方依次沉积绝缘或介电层、导电层和半导体材料层以及使用光刻图案化或加工衬底和/或各个材料层以在衬底和/或各个材料层上形成电路组件和元件来制造半导体器件。通常在单个半导体晶圆上制造数十或数百个集成电路。通过沿着划线锯切集成电路来分割单独的管芯。例如，然后将单独的管芯分别封装在多芯片模块、其他类型的封装中或者直接在最终应用中使用。
[0005]通常在半导体晶圆的前侧上形成集成电路管芯。集成电路管芯可以包括诸如晶体管、二极管、电阻器、电容器和其他器件的各种电子组件。集成电路管芯可以包括各种功能，诸如逻辑功能、存储功能、处理器和/或其他功能。
[0006]互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)器件是在一些相机、手机和其他器件中用来采集图像的半导体器件。背照式(BSI)图像传感器是CIS器件，其中，光从衬底的背侧进入，而不是从前侧进入。在一些应用中，由于光的反射减少，BSI传感器能够比前照式图像传感器采集更多的图像信号。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括:将第一半导体晶圆接合至第二半导体晶圆，所述第一半导体晶圆包括衬底和连接至所述衬底的互连结构；以及从所述第一半导体晶圆去除所述衬底的部分以暴露所述互连结构的部分。
[0008]在上述方法中，其中，去除所述衬底的所述部分包括从所述互连结构的接触焊盘上方去除所述部分。
[0009]在上述方法中，其中，去除所述衬底的所述部分包括从所述互连结构的接触焊盘区上方去除所述部分。
[0010]在上述方法中，其中，去除所述衬底的所述部分包括从所述半导体器件的划线区上方去除所述部分。
[0011]在上述方法中，其中，所述衬底包括第一衬底，所述互连结构包括第一互连结构，所述第二半导体晶圆包括第二衬底和设置在所述第二衬底上方的第二互连结构，并且，将所述第一半导体晶圆接合至所述第二半导体晶圆包括将所述第一互连结构接合至所述第二互连结构。
[0012]在上述方法中，其中，所述第一半导体晶圆包括传感器芯片，所述传感器芯片包括设置在所述衬底中的像素阵列区。
[0013]在上述方法中，其中，所述第一半导体晶圆包括传感器芯片，所述传感器芯片包括设置在所述衬底中的像素阵列区，其中，所述第一半导体晶圆包括设置在所述像素阵列区上方的滤色镜材料、以及设置在所述滤色镜材料上方的透镜材料。
[0014]根据本发明的另一方面，提供了一种制造图像传感器器件的方法，所述方法包括:将第一半导体晶圆接合至第二半导体晶圆，所述第一半导体晶圆包括衬底和连接至所述衬底的互连结构；去除所述衬底的部分以暴露所述互连结构的部分；以及分割所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆以形成多个图像传感器器件。
[0015]在上述方法中，其中，去除所述衬底的部分包括:去除接近划线区的所述衬底的部分、从所述互连结构的接触焊盘上方去除所述衬底的部分、从所述互连结构的多个接触焊盘上方去除所述衬底的部分、从所述互连结构的接触焊盘区上方去除所述衬底的部分或它们的组合。
[0016]在上述方法中，其中，将所述第一半导体晶圆接合至所述第二半导体晶圆包括电介质与电介质接合、金属与金属接合、金属与电介质接合或它们的组合。
[0017]在上述方法中，其中，所述方法还包括:在将所述第一半导体晶圆接合至所述第二半导体晶圆之前，使所述第一半导体晶圆反转。
[0018]在上述方法中，其中，所述第二半导体晶圆包括形成在所述第二半导体晶圆中的多个通孔。
[0019]在上述方法中，其中，所述第二半导体晶圆包括形成在所述第二半导体晶圆中的多个通孔，其中，所述方法还包括将导电材料连接至所述第二半导体晶圆的所述多个通孔中的每个。
[0020]在上述方法中，其中，所述第二半导体晶圆包括形成在所述第二半导体晶圆中的多个通孔，其中，所述方法还包括将导电材料连接至所述第二半导体晶圆的所述多个通孔中的每个，其中，连接所述导电材料包括连接焊料球、微凸块、可控塌陷芯片连接(C4)凸块或它们的组合。
[0021]根据本发明的又一方面，提供了一种图像传感器器件，包括:第一半导体芯片，所述第一半导体芯片包括衬底和设置在所述衬底上方的互连结构；以及第二半导体芯片，接合至所述第一半导体芯片，其中，暴露所述第一半导体芯片的所述互连结构的部分。
[0022]在上述器件中，其中，所述第一半导体芯片的所述互连结构的暴露部分包括选自基本由接近划线区、所述互连结构的接触焊盘、所述互连结构的多个接触焊盘、所述互连结构的接触焊盘区和它们的组合组成的组中的所述图像传感器器件的区域。
[0023]在上述器件中，其中，所述衬底包括第一衬底，所述互连结构包括第一互连结构，所述第二半导体芯片包括连接至第二衬底的第二互连结构，并且，所述第一互连结构中的导电部件、导线、导电通孔或浅沟槽隔离(STI)区包括与所述第二互连结构中的导电部件、导线、导电通孔或浅沟槽隔离(STI)区相反的形状。
[0024]在上述器件中，其中，所述第一半导体芯片包括传感器芯片，并且，所述第二半导体芯片包括专用集成电路(ASIC)芯片。
[0025]在上述器件中，其中，所述图像传感器器件包括堆叠的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)器件。
[0026]在上述器件中，其中，所述图像传感器器件包括背照式(BSI)图像传感器器件。
【附图说明】
[0027]为了更完全地理解本发明及其优势，现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中:
[0028]图1示出了根据本发明的一些实施例的正接合在一起的两个半导体晶圆的截面图；
[0029]图2是根据一些实施例的在接合工艺之后的包括两个半导体晶圆的半导体器件的截面图；
[0030]图3是根据一些实施例的在已经去除半导体晶圆中的一个的衬底的部分之后的半导体器件的截面图；
[0031]图4是根据一些实施例的图3中示出的半导体器件的顶视图；
[0032]图5是根据一些实施例的半导体器件的截面图，其中，半导体晶圆中的一个包括形成在其中的通孔；
[0033]图6是根据一些实施例的半导体器件的顶视图，而图7和图8是根据一些实施例的半导体器件的截面图；
[0034]图9是根据一些实施例的半导体器件的顶视图，而图10是根据一些实施例的半导体器件的截面图；
[0035]图11是根据一些实施例的半导体器件的顶视图，而图12是根据一些实施例的半导体器件的截面图；
[0036]图13是根据一些实施例的半导体器件的顶视图，而图14是根据一些实施例的半导体器件的截面图；以及
[0037]图15是根据本发明的一些实施例的制造半导体器件的方法的流程图。
[0038]除非另有声明，否则不同的图中的相应的标号和符号指的是相应的部分。图绘制为清楚地说明实施例的相关方面，并且不必按比例绘制。
【具体实施方式】
[0039]下面详细地讨论了本发明的一些实施例的制造和使用。然而，应该理解，本发明提供了许多可以体现在各种具体上下文中的适用的发明构思。讨论的具体实施例仅是说明制造和使用本发明的具体方式，并且不限制本发明的范围。
[0040]本发明的一些实施例涉及半导体器件和图像传感器器件制造方法。本文中将描述新的图像传感器器件、半导体器件及其制造方法。
[0041]首先参照图1，示出了根据本发明的一些实施例的接合在一起的两个半导体晶圆120a和120b的截面图。根据一些实施例，使用晶圆接合技术将第一半导体晶圆120a接合至第二半导体晶圆120b