图像传感器的制作方法

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其封装工艺。

背景技术：

图像传感器是一种用于成像的电子器件，现有的图像传感器为了暴露出晶圆背面的焊垫，采用槽和孔的组合结构实现焊垫的暴露。然而，上述结构的槽中由大量的光刻胶，从而导致拉扯应力较大，尤其是针对低介电常数的晶圆。此外，现有的图像传感器侧面wafer和CV界面在冷热冲击试验中存在容易分层的问题。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种图像传感器及其封装工艺，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种图像传感器，其包括：透明盖板以及键合于所述透明盖板上的图像传感器芯片；

所述图像传感器芯片包括硅基板、钝化层、金属线路层以及预切包边结构，所述硅基板的焊垫所在面通过光刻胶键合于所述透明盖板上，所述硅基板上开设有连通所述焊垫的通孔，所述钝化层位于所述硅基板的另一面上，且所述钝化层延伸至所述通孔中，所述金属线路层位于所述钝化层上，其分布于所述钝化层的表面并延伸至所述通孔中与所述焊垫相连接，所述预切包边结构包括纵向贯穿所述图像传感器芯片的预切结构以及包边，所述预切结构分别靠近所述图像传感器芯片的侧面设置，所述焊垫位于所述预切结构之间，所述包边填充于所述通孔和预切结构中。

作为本实用新型的图像传感器的改进，所述透明盖板为玻璃。

作为本实用新型的图像传感器的改进，所述通孔为直孔或者斜孔，所述斜孔的直径自远离所述焊垫的方向逐渐增大。

作为本实用新型的图像传感器的改进，所述直孔深宽比为2:1-4:1。

作为本实用新型的图像传感器的改进，所述斜孔的侧壁的倾斜度为65-85 °。

作为本实用新型的图像传感器的改进，所述钝化层包括位于所述硅基板的另一面上的氮化硅层以及位于所述氮化硅层表面并延伸至所述通孔中的二氧化硅层。

作为本实用新型的图像传感器的改进，位于所述通孔中的二氧化硅层包括与所述通孔侧壁相接触的侧部以及与所述焊垫相接触的底部，所述底部的局部区域具有暴露所述焊垫的开窗，所述金属线路层通过所述开窗与所述焊垫相连接。

作为本实用新型的图像传感器的改进，所述金属线路层上还设置有凸点，所述凸点自所述预切包边结构伸出。

作为本实用新型的图像传感器的改进，所述透明盖板和图像传感器芯片之间还设置有围堰，所述预切结构延伸至所述围堰中。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种图像传感器的封装工艺，其包括如下步骤：

S1、提供硅基板和透明盖板，将所述硅基板上的焊垫面通过光刻胶与透明盖板进行键合；

S2、对键合后的硅基板进行减薄；

S3、在减薄后的硅基板上沉积氮化硅层；

S4、在硅基板和氮化硅层上制作暴露出焊垫的通孔；

S5、在所述氮化硅层的表面及通孔中沉积二氧化硅层；

S6、在位于所述通孔中的二氧化硅层的底部的局部进行开窗，暴露出焊垫；

S7、在二氧化硅层上沉积种子层，并制作与焊垫相连接金属线路层，形成图像传感器芯片；

S8、对所述图像传感器芯片进行预切，并在预切形成的结构中填充聚合物，形成包边；

S9、在所述金属线路层上制作凸点。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型克服了大量聚合物拉扯焊垫的问题，通过沉积SIN工艺，增加了氧化硅和Si表面的结合力。此外，本实用新型还增加预切，并通过填充聚合物实现包边，从而解决了侧面冷热冲击可靠性试验分层的现象。同时，钝化层中二氧化硅层的底部开窗，有利于降低焊垫接触位置的应力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的图像传感器一具体实施方式的结构示意图；

图2至图11为本实用新型的图像传感器封装工艺的工艺流程示意图；

其中虚线代表产品切割时的切割位置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的图像传感器包括：透明盖板1以及键合于所述透明盖板1上的图像传感器芯片2。

所述图像传感器芯片2包括硅基板21、钝化层22、金属线路层23以及预切包边结构24。

所述透明盖板1可以为玻璃，或者其他起到相同作用的透明材料。所述透明盖板1与所述图像传感器芯片2还设置有围堰3，所述围堰3用于暴露芯片感测区，该围堰3的位置与所述硅基板21上的焊垫25的位置相对应。所述围堰3覆盖所述焊垫25，并与硅基板21相连接。所述围堰3的材质可以选自光刻胶、非光刻胶聚合物、塑料等非导电材料。

所述硅基板21具有正面和背面，其背面设置有焊垫25。所述硅基板21 的焊垫25所在面通过光刻胶键合于所述透明盖板1上，为了暴露出所述焊垫 25。所述硅基板21上还开设有连通所述焊垫25的通孔，该通孔纵向地贯通所述硅基板21。通过设置所述通孔，克服了大量聚合物拉扯焊垫的问题。

在一个实施方式中，所述通孔为直孔，此时，所述直孔深宽比为2:1-4:1。在另一个实施方式中，所述通孔为斜孔，此时，或者斜孔，所述斜孔的直径自远离所述焊垫25的方向逐渐增大。优选地，所述斜孔的侧壁的倾斜度为 65-85°。

所述钝化层22位于所述硅基板21的另一面上，具体地，所述钝化层22 具有复合结构。其中，所述钝化层22包括位于所述硅基板21的另一面上的氮化硅层221以及位于所述氮化硅层221表面并延伸至所述通孔中的二氧化硅层222。

所述氮化硅层221位于所述硅基板21的表面，所述二氧化硅层222位于所述氮化硅层221的表面，二者形成层叠结构。同时，所述二氧化硅层222 还自所述硅基板21的表面延伸至所述通孔中。通过设置所述氮化硅层221有利于增加氧化硅和Si表面的结合力。

位于所述通孔中的二氧化硅层222包括与所述通孔侧壁相接触的侧部以及与所述焊垫25相接触的底部。其中，所述底部的局部区域具有暴露所述焊垫25的开窗，所述金属线路层23通过所述开窗与所述焊垫25相连接。通过局部地进行开窗，可以降低焊垫25接触位置应力，有利于焊垫25的保护。

所述金属线路层23位于所述钝化层22上，其分布于所述钝化层22的表面并延伸至所述通孔中与所述焊垫25相连接。所述预切包边结构24覆盖所述金属线路层23及暴露出的钝化层22。所述金属线路层23上还设置有凸点26，所述凸点26自所述预切包边结构24伸出。

所述预切包边结构24能够防止焊垫受潮和腐蚀，可提高产品的可靠性。同时，解决了侧面冷热冲击可靠性试验分层的现象。

具体地，所述预切包边结构24包括纵向贯穿所述图像传感器芯片2的预切结构以及包边。所述预切结构用于限定产品最终切割时的位置，从而所述预切结构分别靠近所述图像传感器芯片2的侧面设置，且所述预切结构延伸至所述围堰中。所述焊垫25位于所述预切结构之间。所述包边填充于所述通孔和预切结构中，从而产品最终切割后，图像传感器芯片2的侧面由所述包边包覆。如此，能够防止焊垫受潮和腐蚀，可提高产品的可靠性。同时，解决了侧面冷热冲击可靠性试验分层的现象。所述包边可以为有机聚合物。

基于如上所述的本实用新型的图像传感器，本实用新型还提供一种图像传感器的封装工艺，其包括如下步骤S1～S8：

如图2所示：

S1、提供硅基板和透明盖板，将所述硅基板上的焊垫面通过光刻胶与透明盖板进行键合。

如图3所示：

S2、对键合后的硅基板进行减薄。

其中，所述减薄的方式可以为研磨或者刻蚀，也可是二者的组合。

如图4所示：

S3、在减薄后的硅基板上沉积氮化硅层。

如图5所示：

S4、在硅基板和氮化硅层上制作暴露出焊垫的通孔。

其中，制作所述通孔的方式可以先设置掩膜，然后通过刻蚀工艺制作出所述通孔。

如图6所示：

S5、在所述氮化硅层的表面及通孔中沉积二氧化硅层。

S6、在位于所述通孔中的二氧化硅层的底部的局部进行开窗，暴露出焊垫。

其中，进行底部开窗时，可先涂布光刻胶，只曝光显影通孔底部中间的区域，而进行曝光区域的两侧仍保留部分二氧化硅层，如此可以降低焊垫接触位置的应力。

如图7、8所示：

S7、在二氧化硅层上沉积种子层，并制作与焊垫相连接金属线路层，形成图像传感器芯片。

如图9、10所示：

S8、对所述图像传感器芯片进行预切，并在预切形成的结构中填充聚合物，形成包边。

如图11所示：

S9、在所述金属线路层上制作凸点。

综上所述，本实用新型克服了大量聚合物拉扯焊垫的问题，通过沉积SIN 工艺，增加了氧化硅和Si表面的结合力。此外，本实用新型还增加预切，并通过填充聚合物实现包边，从而解决了侧面冷热冲击可靠性试验分层的现象。同时，钝化层中二氧化硅层的底部开窗，有利于降低焊垫接触位置的应力。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。