CN101075627A - 固态图像传感装置 - Google Patents

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Abstract

一种固态图像传感装置，具有互连衬底，固态图像传感芯片和下填充树脂。固态图像传感芯片倒装在互连衬底上。通过对入射在固态图像传感芯片背面的光进行光电转换，固态图像传感芯片采集待成像物体图像。下填充树脂用于填充互连衬底和固态图像传感芯片之间的空隙。下填充树脂的作用是阻挡固态图像传感芯片采集图像所用的光。

Description

固态图像传感装置
本申请基于日本专利申请NO.2006-136093，该申请的全文通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及固态图像传感装置。
背景技术
倒装芯片封装技术是一种半导体芯片封装技术，该技术在NikkeiElectronics，January 3，2005第113-120页中公开。根据此公开中所描述的封装技术，被称为凸点下金属的焊料盘(solder land)位于晶片表面的凸点盘(bump land)上。然后，在通过焊膏印刷(paste printing)形成了用于内部连接的焊料凸点后，芯片通过划片被从晶片上切下。被切下的芯片通过上述焊料凸点与互连衬底相连。下填充树脂被使用于连接部分。
另外，除了上述公开，还有若干现有技术文献涉及本发明，如日本未决公开专利公开No.2005-38406和日本未决公开专利公开No.2002-33469。
同时，上述倒装芯片封装技术可应用于固态图像传感装置。即可以考虑固态图像传感芯片，诸如被倒装安装在互连衬底上的指纹传感器。
不过，本发明的发明者也发现，上述固态图像传感装置存在下述问题。即在上述固态图像传感装置中，杂光可以通过下填充树脂进入固态图像传感芯片。如果杂光进入，将产生错误信号，使所采集的图像恶化。
发明内容
根据本发明，提供了一种固态图像传感装置，其包含：互连衬底；固态图像传感芯片，其倒装在所述互连衬底上，并能通过对入射在固态图像传感芯片的背面上的光进行光电转换，从而可操作地采集待成像物体的图像；以及下填充树脂，其用于填充互连衬底和固态图像传感芯片间的空隙，并阻挡所述光。
在该固态图像传感装置中，使用了遮光性下填充树脂。通过这样的构造，可以防止杂光透过下填充树脂进入固态图像传感芯片。
根据本发明，可以实现能够获得良好成像图片图像的固态图像传感装置。
附图说明
通过下述结合附图对一些优选实施例的描述，本发明的上述以及其它发明目的、优点和特性将更加明显：
图1示出了根据本发明的第一实施例的固态图像传感装置的剖视图。
图2示出了固态图像传感芯片的一个实例的剖视图。
图3示出了图1所示的固态图像传感装置工作的实例的剖视图。
图4示出了根据本发明的第二实施例的固态图像传感装置的剖视图。
具体实施方式
下面参考说明性实施例对本发明进行描述。所属领域的技术人员将认识到，根据本发明的讲解，能实现多种可选实施例，并且本发明并不局限于为说明性目的而示例的实施例。
下面参考附图，对根据本发明的固态图像传感装置的优选实施例进行详细说明。其中在说明附图时，相似的附图标记表示功能相似的元件，因此将不再重复多余的描述。
第一实施例
图1的剖视图显示了根据本发明的第一实施例的固态图像传感装置。该固态图像传感装置1具有互连衬底10，固态图像传感芯片20和下填充树脂30。例如，互连衬底10是印刷电路板。
固态图像传感芯片20倒装在互连衬底10上。也就是说，固态图像传感芯片20通过焊料凸点22与互连衬底10相连。另外，固态图像传感芯片20具有上表面，即面对互连衬底10的电路形成表面。例如，该固态图像传感芯片20可以是指纹传感器，其用于通过对入射在固态图像传感芯片20的背面S1上的光进行光电转换，从而采集待成像物体的图像。
图2的剖视图显示了固态图像传感芯片20的一个实例。图2所示的固态图像传感芯片20具有半导体衬底210和光接收部分220。例如，半导体衬底210是P型硅衬底。半导体衬底210的背面(与将在下面进行描述的互连层230相对的表面)对应于上述背面S1。在固态图像传感芯片20中，待成像物体与背面S1接触，在半导体衬底210中对透过该待成像物体的光进行光电转换，且由光电转换产生的电荷被光接收部分220收集。
在半导体衬底210中形成有多个光接收部分220。具体来说，光接收部分220形成在半导体衬底210的上表面侧上的表面层中。例如，光接收部分220可以由N型杂质扩散层制成。光接收部分220与相邻的半导体衬底210协同起到光电二极管的作用。
MOSFET 240也形成在半导体衬底210中。也就是说，存在由光接收部分220构成的MOS图像传感部分和由MOSFET 240构成的逻辑电路部分等，其混合地形成在固态图像传感芯片20中。MOSFET 240包含N型杂质扩散层242作为源和漏极区，栅绝缘膜243和栅电极244。互连层(在该层中形成了互连)230形成在半导体衬底210的上表面上。
回到图1，下填充树脂30用于填充互连衬底10和固态图像传感芯片20之间的空隙。下填充树脂30由遮光性材料制成，其用于阻挡固态图像传感芯片20采集图像所用的光。下填充树脂30优选包含对上述光不透明的颗粒。例如，该下填充树脂30可以是在树脂中混合了颜料或染料的环氧树脂、硅树脂(silicone resin)或丙烯酸树脂。根据本实施例，下填充树脂30不仅覆盖固态图像传感芯片20的上表面，还覆盖其侧表面。
另外，焊料球50淀积在互连衬底10的背面(与固态图像传感芯片20相对的表面)作为外部电极端子。
参考图3，说明固态图像传感装置1的工作的实例。在该情况中，说明指纹传感器，作为固态图像传感芯片20的说明性实例。当来自例如荧光灯或LED等的光源的光入射到作为待成像物体的手指90时，其中该手指90与固态图像传感芯片20的背面S1相接触，透过手指90的光进入背面S1。此时，透射光包含关于手指90的指纹92图案的信息。上述进入背面S1的透射光在半导体衬底210内进行光电转换(参考图2)。光接收部分220接收光电转换产生的信号电荷，从而采集指纹92的图像。
下面说明本实施例的效果。固态图像传感装置1具有遮光性下填充树脂30。通过该结构，能够防止杂光通过下填充树脂30进入固态图像传感芯片20。因而实现了能采集高质量图像的固态图像传感装置1。
除此之外，下填充树脂30覆盖固态图像传感芯片20的侧表面。通过该结构，能够防止杂光通过固态图像传感芯片20的侧表面进入固态图像传感芯片20。此外，在本实施例的实例中，尽管下填充树脂30总体地覆盖固态图像传感芯片20的侧表面，但下填充树脂30也可以被应用为仅覆盖固态图像传感芯片20的部分侧表面。同样地，在这种情况下，与固态图像传感芯片20的侧表面全部暴露的情况相比，可以抑制杂光的负面影响。但是，下填充树脂30部分地或全部地覆盖固态图像传感芯片20的侧面并不是必不可少的条件。只要下填充树脂30能至少覆盖固态图像传感芯片20的上表面，就能起到效果。
另外，在互连衬底10太薄的情况下，通过互连衬底10的杂光可能成为问题。对此，如本实施例所示，如果遮光性下填充树脂30被配置为至少覆盖固态图像传感芯片20的上表面，就能阻挡通过互连衬底10的杂光。
同时，日本专利公开申请No.2005-38406公开了指纹图像传感装置，其具有安装在互连衬底上的前照式固态图像传感芯片。如果固态图像传感芯片是前照式的，待成像的物体必须与固态图像传感芯片的(在互连层侧上的)上表面相接触，因此存在固态图像传感芯片出现损坏、特性退化、静电击穿等的顾虑。特别是，当待成像物体为手指时，过量的静电可能由手指施加到器件(光接收元件，晶体管等等)。因此，该公开中的指纹图像传感装置在固态图像传感芯片上配有保护部件，用于防止对固态图像传感芯片的损坏。但是，这一措施导致装置结构更加复杂，同时增加了制造步骤的数量。
与此相反，固态图像传感芯片20是后照式的。因此，待成像物体无需与固态图像传感芯片20的上表面接触。由此，根据本实施例，能够在不会导致装置结构更加复杂和增加制造步骤数量的情况下，抑制固态图像传感芯片20的损坏、特性退化、静电击穿等。
第二实施例
图4的剖视图显示了根据本发明的第二实施例的固态图像传感装置。该固态图像传感装置2具有互连衬底10，固态图像传感芯片20，下填充树脂30和侧填充树脂40。互连衬底10和固态图像传感芯片20的构造与图1所描述的相同。同样地，在本实施例中，固态图像传感芯片20倒装在互连衬底10上。
根据本实施例，侧填充树脂40被配置为覆盖固态图像传感芯片20的侧表面。以与下填充树脂30相同的方式，侧填充树脂40用于阻挡固态图像传感芯片20采集图像所用的光。也就是说，侧填充树脂40也由遮光性材料制成。
下面说明本实施例的效果。固态图像传感装置2具有遮光性侧填充树脂40。该结构能够防止杂光通过侧填充树脂40进入固态图像传感芯片20。因此，在固态图像传感装置2的情况下，在下填充树脂30防止杂光通过固态图像传感芯片20的上表面进入固态图像传感芯片20的同时，侧填充树脂40防止杂光通过固态图像传感芯片20的侧表面进入固态图像传感芯片20。由此，能够更有效地抑制杂光的负面影响。同时，固态图像传感装置2具有和固态图像传感装置1相同的其它优点。
根据本发明的固态图像传感装置并不局限于上述实施例，而是可以实现多种改型。例如，如图2所示，以N沟道MOSFET(MOSFET 240)实现固态图像传感芯片，除此之外，可以形成P沟道MOSFET。尽管在实例中在P型硅衬底中形成了N型光接收部分，但是也可以在N型硅衬底中形成P型光接收部分。此外，本发明也适用于CCD(电荷耦合器件)型固态图像传感装置。
很明显，本发明并不局限于上述实施例，可以在不背离本发明的保护范围和精神的情况下对其进行改进和改变。

Claims (4)

1.一种固态图像传感装置，包含：
互连衬底；
固态图像传感芯片，所述固态图像传感芯片被倒装在所述互连衬底上，且其通过对入射到所述固态图像传感芯片的背面上的光进行光电转换，从而可操作地采集待成像物体的图像；以及
下填充树脂，用于填充所述互连衬底和所述固态图像传感芯片之间的空隙，并阻挡所述光。
2.如权利要求1所述的固态图像传感装置，
其中所述下填充树脂部分地或全部地覆盖所述固态图像传感芯片的侧表面。
3.如权利要求1所述的固态图像传感装置，进一步包含：
侧填充树脂，其覆盖所述固态图像传感芯片的侧表面，并阻挡所述光。
4.如权利要求1所述的固态图像传感装置，
其中所述待成像物体是手指，且所述固态图像传感芯片用于采集所述手指的指纹图像。
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