一种图像传感器装置及其制造方法

文档序号:9752721阅读:237来源:国知局
一种图像传感器装置及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域,特别涉及一种图像传感器装置及其制造方法。
【背景技术】
[0002]CMOS 图像传感器(CMOS Image sensor, CIS)的娃通孔(Through Si Via, TSV)封装解决方案在封装厂内已得到工艺支持,这种使用TSV工艺的CIS的晶圆级芯片尺寸封装(wafer level Chip scale package,WLCSP)相对于传统的板上芯片(chip on board,COB)具有成本及尺寸上的优势。当然TSV工艺本身还在继续往前发展,包括中TSV工艺,后TSV工艺用于WLCSP,以及TSV的尺寸继续缩小以满足高端CIS产品的要求(接TSV的PAD (连接衬垫)继续缩小)。
[0003]在制备CIS的WLCSP时,由于TSV (连接正面PAD与背面封装凸点)与通孔的深度(一般小于300 μ m)相关,因此硅片需要背面减薄至小于300 μ m。此时需要在减薄前,有辅助基板承担支撑作用。图1示意性地示出了现有技术中的图像传感器装置的横截面示意图。如图1所示的玻璃11,其与硅片13之间非透光区采用胶合物(Glue) 12连接。透光区形成空腔,内置滤光片和微透镜。
[0004]玻璃与硅片接合(bonding)后需要承担后续所有的TSV制备的过程,包括磨削(grinding),隔离(Isolat1n)等。因此对接合的要求仍非常高,包括胶合物的均一'丨生,接合引入的晶片应力等,以及胶合物的材料对后续制程的影响,特别是小尺寸TSV要用到的比如化学气相沉积(chemical vapor deposit1n, CVD)制程。因胶合物是一种有机材料,其在后续的CVD工艺温度下,会出现气体释放(out gasing)的问题,干扰CVD膜层生长,出现剥离。

【发明内容】

[0005]本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题,并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。
[0006]本发明的一个目的是提供一种图像传感器装置,包括:
[0007]玻璃衬底;
[0008]形成在所述玻璃衬底上的金属支柱;以及
[0009]与所述金属支柱连接的子组件,其中所述金属支柱与所述子组件的金属连接衬垫连接。
[0010]进一步地,所述金属连接衬垫位于所述子组件的衬底的两侧。
[0011]进一步地,当将所述玻璃衬底与所述子组件连接时,所述金属连接衬垫与所述金属支柱对应连接。
[0012]进一步地,所述金属支柱和所述金属连接衬垫均由铜构成。
[0013]进一步地,所述金属支柱和所述金属连接衬垫分别为铝和锗。
[0014]进一步地,所述子组件包括:
[0015]衬底;
[0016]位于所述衬底上的至少一个光学组件;
[0017]在所述衬底上位于所述光学组件的两侧的金属连接衬垫。
[0018]本发明的另一个目的是提供一种图像传感器装置的制造方法,包括:
[0019]在玻璃衬底上形成金属支柱;
[0020]提供具有金属连接衬垫的图像传感器装置子组件;以及
[0021]将所述金属支柱与所述子组件的金属连接衬垫连接在一起,从而构成所述图像传感器装置。
[0022]进一步地,所述金属连接衬垫形成在所述子组件的衬底的两侧。
[0023]进一步地,在玻璃衬底上形成金属支柱的过程包括:
[0024]在所述玻璃衬底上形成种子层;
[0025]在所述种子层的一部分上形成图案化的阻挡物,暴露所述种子层的两侧;
[0026]电镀所述种子层以在所述种子层的两侧形成金属支柱;
[0027]去除所述阻挡物以及所述种子层的至少一部分。
[0028]进一步地,在玻璃衬底上形成金属支柱的过程包括:
[0029]在所述玻璃衬底上沉积金属作为种子层;
[0030]利用所述种子层进行电镀以生长金属层;
[0031]刻蚀所述金属层从而在所述玻璃衬底的两侧上形成具有预定图案的金属支柱。进一步地,所述金属支柱和所述金属连接衬垫均为铜。
[0032]进一步地,所述金属支柱和所述金属连接衬垫分别为铝和锗。
[0033]进一步地,将所述金属支柱与所述子组件的金属连接衬垫连接的过程包括:
[0034]在如下条件下,将形成在所述玻璃衬底上的所述金属支柱与所述子组件的金属连接衬垫挤压在一起以形成金属接合,其中所述条件包括:
[0035]温度为200 至 500°C ;
[0036]压力为10至100千牛;以及
[0037]时间为0.5?3小时。
[0038]本发明的一个优点在于,利用金属支柱与金属连接衬垫的金属接合来使得玻璃和子组件连接在一起,从而形成图像传感器装置,该结构和工艺在实现机械支撑的基础上,弓丨入金属材料替代有机材料,使得其工艺与标准半导体制造工艺及CMOS标准工艺兼容,并且具有更好的均一性和工艺可控性,并且也避免了在后续CVD膜层生长中出现的剥离现象。
[0039]通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
【附图说明】
[0040]构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例,并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
[0041]参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本发明,其中:
[0042]图1示意性地示出了现有技术中的图像传感器装置的横截面示意图。
[0043]图2是示出根据本发明实施例的图像传感器装置的横截面示意图。
[0044]图3是示出根据本发明的另一个实施例的图像传感器装置的横截面示意图。
[0045]图4是示出根据本发明实施例的图像传感器装置的制造方法的流程图。
[0046]图5A至图5C是根据本发明实施例的图像传感器装置的制造方法的各个步骤的示意图。
[0047]图6是示出根据本发明的一个实施例在玻璃衬底上形成金属支柱的流程图。
[0048]图7A至图7E是TK出根据本发明的一个实施例在玻璃衬底上形成金属支柱的各个步骤的示意图。
[0049]图8是示出根据本发明的另一个实施例在玻璃衬底上形成金属支柱的流程图。
[0050]图9A至图9C是示出根据本发明的另一个实施例在玻璃衬底上形成金属支柱的各个步骤的示意图。
【具体实施方式】
[0051]现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0052]同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0053]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
[0054]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0055]在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0056]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0057]图2是示出根据本发明实施例的图像传感器装置的横截面示意图。如图2所示,图像传感器装置20包括:玻璃衬底21、形成在玻璃衬底21上的金属支柱22,以及通过金属支柱22与玻璃衬底21连接的子组件23,其中金属支柱22与子组件23上的金属连接衬垫232连接。本领域技术人员应当理解,本文中使用的术语“子组件”应当被理解为与对侧的玻璃衬底相连接的相关结构,该术语并不意在将本发明限制到任何
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