CN105609517A - 一种背照式图像传感器 - Google Patents
一种背照式图像传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105609517A CN105609517A CN201610026416.XA CN201610026416A CN105609517A CN 105609517 A CN105609517 A CN 105609517A CN 201610026416 A CN201610026416 A CN 201610026416A CN 105609517 A CN105609517 A CN 105609517A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- image sensor
- sensor chip
- back side
- bonding
- supporting substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 19
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 3
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14632—Wafer-level processed structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1464—Back illuminated imager structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本发明公开一种背照式图像传感器，包括图像传感器芯片与支撑基板，图像传感器芯片正面嵌设有焊盘，图像传感器芯片的正面与支撑基板的顶面分别覆有绝缘层，图像传感器芯片与支撑基板通过键合层键合连接；图像传感器芯片的厚度为15～20um；图像传感器芯片的背面设有P型注入层，图像传感器芯片的背面设有抗反射膜层，抗反射膜层的上表面设有释放出光感应元件区的反光膜层，图像传感器芯片背面还设有使焊盘释放的开窗；图像传感器芯片与支撑基板通过键合层键合连接，具有良好的热匹配性和可靠性；通过对图像传感器芯片背面的处理，提高量子效率；本发明整体结构简单、应力低、可靠性高、焊盘释放结构简单，后续封装可采用常规的引线键合工艺实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种背照式图像传感器。
背景技术
公知的，图像传感器一般包括前照式与背照式，前照式是在图像传感器的半导体衬底的前侧接收图像，光线通过电路层到达光检测区，由于受半透明度的多晶硅电极吸收与反射的影响，前照式图像传感器量子效率低，通常小于50%，特别是对于短波段，如400nm以下，光敏响应将截止。这个缺陷可以由背照式图像传感器避免，背照式即是使光照从图像传感器正面入射改为从背面照射，由于光线入射时不需要经过电路层，所以可以提高图像传感器光谱响应范围和量子效率，峰值可达到95%以上。
为了提高背照式图像传感器光谱响应范围和量子效率，通常需要将其背面减薄到15～20um，减薄后的结构应该具有低应力的特点，不能影响输出图像的质量。《局部减薄背照式图像传感器结构及封装工艺》（公布号CN103996687A）的专利文件公开了一种背照式图像传感器，该传感器局部减薄结构机械应力比较大，另外芯片焊盘与基板焊盘的引线连接为非常规结构，后续封装工艺中不易于批量实现；《低成本、高集成度之背照式图像传感器封装》（授权公告号CN102751299B）的专利文件公开了一种背照式图像传感器，该传感器亦采用空腔结构，但空腔结构中空腔尺寸较大、空腔底部厚度很薄并且侧壁高度远大于底部厚度，这种结构会存在机械应力较大的问题，另一方面该器件后续使用一般采用倒装的互连方式，倒装工艺中的填充不均匀性可能会引起可靠性问题；《背照式图像传感器的低应力腔体封装及其制作方法》（授权公告号CN102891151B）的专利文件公开了一种背照式图像传感器，该传感器虽然具有低应力的优点，但是焊盘释放结构相对复杂，填充材料的不均匀性也可能对器件的性能造成一定的影响，亦存在一定的可靠性问题。目前，尚没有同时具有整体结构简单、低应力、可靠性好、焊盘释放和封装互连工艺简单以及量子效率高的背照式图像传感器结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背照式图像传感器，该传感器结构应力低，具有良好的可靠性，量子效率高，并且焊盘释放结构简单、易于后续封装的实现。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种背照式图像传感器，包括图像传感器芯片与支撑基板，图像传感器芯片正面嵌设有焊盘，所述图像传感器芯片的正面与支撑基板的顶面分别覆有绝缘层，图像传感器芯片与支撑基板通过键合层键合连接，键合层位于两个绝缘层之间；所述图像传感器芯片的厚度为15～20um；所述图像传感器芯片的背面设有P型注入层，图像传感器芯片的背面设有抗反射膜层，抗反射膜层的上表面设有释放出光感应元件区的反光膜层，所述图像传感器芯片背面还设有使焊盘释放的开窗。
进一步的，支撑基板采用硅材料。
进一步的，键合层采用低温玻璃浆料、粘合剂或金等材料。
进一步的，反光膜层为铝膜。
本发明的有益效果是，图像传感器芯片与支撑基板通过键合层键合连接，具有良好的热匹配性及可靠性，而且支撑基板可为图像传感器芯片提供良好的机械支撑；P型注入层减少了光复合中心，抗反射膜层能够为光感应元件增加光线透射率，反光膜层能够防止电荷存储放大区受光线照射而失效的问题，通过这些对图像传感器芯片背面的处理结构，提高量子效率；另外，本发明不存在空腔，机械应力低，无需填充和TSV工艺，可靠性好，焊盘释放结构简单，可采用普通的引线键合工艺实现焊盘的连接，在保证产品品质的前提下，降低了工艺难度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种背照式图像传感器，包括图像传感器芯片1与支撑基板2，图像传感器芯片1正面嵌设有焊盘8，所述图像传感器芯片1的正面与支撑基板2的顶面分别覆有绝缘层3，绝缘层3可采用二氧化硅介质并使用化学气相沉积工艺生长，图像传感器芯片1与支撑基板2通过键合层4键合连接，键合层4位于两个绝缘层3之间，键合层4可采用丝网印刷、旋转涂胶或多靶溅射金等工艺制作，图像传感器芯片1与支撑基板2采用晶圆级热压键合工艺键合固定；所述图像传感器芯片1的厚度为15～20um；所述图像传感器芯片1的背面设有P型注入层5，可采用离子注入法及激光退火的工艺制作P型注入层，图像传感器芯片1的背面设有抗反射膜层6，抗反射膜层6可采用真空蒸镀工艺制作，抗反射膜层6的上表面设有释放出光感应元件区的反光膜层7，反光膜层7可采用溅射铝膜工艺制作；所述图像传感器芯片1背面还设有使焊盘8释放的开窗9，可采用背面ICP深槽刻蚀工艺制作开窗9，释放出焊盘8。作为优选的，支撑基板2可采用硅材料；键合层4可采用低温玻璃浆料、粘合剂或金等材料，优选金材料；反光膜层7可采用铝膜制作。
图像传感器芯片与支撑基板通过键合层键合连接，具有良好的热匹配性及可靠性，而且支撑基板可为图像传感器芯片提供良好的机械支撑；P型注入层减少了光复合中心，抗反射膜层能够为光感应元件增加光线透射率，反光膜层能够防止电荷存储放大区受光线照射而失效的问题，通过这些对图像传感器芯片背面的处理结构，提高量子效率；另外，本发明不存在空腔，机械应力低，无需填充和TSV工艺，可靠性好，焊盘释放结构简单，可采用普通的引线键合工艺实现焊盘的连接，在保证产品品质的前提下，降低了工艺难度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (4)
1.一种背照式图像传感器，包括图像传感器芯片（1）与支撑基板（2），图像传感器芯片（1）正面嵌设有焊盘（8），其特征在于，所述图像传感器芯片（1）的正面与支撑基板（2）的顶面分别覆有绝缘层（3），图像传感器芯片（1）与支撑基板（2）通过键合层（4）键合连接，键合层（4）位于两个绝缘层之间；所述图像传感器芯片（1）的厚度为15～20um；所述图像传感器芯片（1）的背面设有P型注入层（5），图像传感器芯片（1）的背面设有抗反射膜层（6），抗反射膜层（6）的上表面设有释放出光感应元件区的反光膜层（7），所述图像传感器芯片（1）背面还设有使焊盘（8）释放的开窗（9）。
2.根据权利要求1所述的一种背照式图像传感器，其特征在于，所述支撑基板（2）采用硅材料。
3.根据权利要求1或2所述的一种背照式图像传感器，其特征在于，所述键合层（4）采用粘合剂或金材料。
4.根据权利要求3所述的一种背照式图像传感器，其特征在于，所述反光膜层（7）为铝膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610026416.XA CN105609517A (zh) | 2016-01-16 | 2016-01-16 | 一种背照式图像传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610026416.XA CN105609517A (zh) | 2016-01-16 | 2016-01-16 | 一种背照式图像传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105609517A true CN105609517A (zh) | 2016-05-25 |
Family
ID=55989310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610026416.XA Pending CN105609517A (zh) | 2016-01-16 | 2016-01-16 | 一种背照式图像传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105609517A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103325800A (zh) * | 2012-03-20 | 2013-09-25 | 三星电子株式会社 | 图像传感器及其制造方法 |
| CN103500748A (zh) * | 2008-07-03 | 2014-01-08 | 三星电子株式会社 | 图像传感器及其制造方法 |
| CN103700677A (zh) * | 2012-09-27 | 2014-04-02 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 图像装置及其形成方法 |
-
2016
- 2016-01-16 CN CN201610026416.XA patent/CN105609517A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103500748A (zh) * | 2008-07-03 | 2014-01-08 | 三星电子株式会社 | 图像传感器及其制造方法 |
| CN103325800A (zh) * | 2012-03-20 | 2013-09-25 | 三星电子株式会社 | 图像传感器及其制造方法 |
| CN103700677A (zh) * | 2012-09-27 | 2014-04-02 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 图像装置及其形成方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210091012A1 (en) | Floating die package | |
| US7723144B2 (en) | Method and system for flip chip packaging of micro-mirror devices | |
| US9305961B2 (en) | Wafer-level packaging method of BSI image sensors having different cutting processes | |
| CN103400808B (zh) | 影像传感器的晶圆级封装结构及封装方法 | |
| US20090039527A1 (en) | Sensor-type package and method for fabricating the same | |
| US20130161702A1 (en) | Integrated mems device | |
| US9899579B2 (en) | Substrate for LED with total-internal reflection layer surrounding LED | |
| CN100502058C (zh) | 背面入射型光检测元件 | |
| CN204760384U (zh) | 高像素影像传感芯片的晶圆级封装结构 | |
| US9653500B2 (en) | Optical cover plate with improved solder mask dam on glass for image sensor package and fabrication method thereof | |
| CN100416802C (zh) | 晶片级封装方法及结构 | |
| CN102738131A (zh) | 半导体模组、封装结构及其封装方法 | |
| WO2023097896A1 (zh) | 芯片的封装结构和封装方法 | |
| US20070120041A1 (en) | Sealed Package With Glass Window for Optoelectronic Components, and Assemblies Incorporating the Same | |
| CN112563340B (zh) | 光电芯片封装方法及结构 | |
| CN103178023A (zh) | 混合基板、半导体器件的封装方法和封装结构 | |
| CN105070732A (zh) | 高像素影像传感器封装结构及其制作方法 | |
| CN104409464A (zh) | 带应力保护结构的高可靠性影像传感器封装 | |
| CN111785825A (zh) | 集成热电堆红外探测器的封装结构及其封装方法 | |
| CN105609517A (zh) | 一种背照式图像传感器 | |
| CN114242796A (zh) | 一种光传感器结构及其制造方法 | |
| CN104393009B (zh) | 包含硅通孔的高可靠性影像传感器封装 | |
| CN203103305U (zh) | 混合基板和半导体器件的封装结构 | |
| CN106505130A (zh) | 一种led芯片的图形化基板及其制备方法 | |
| JP2008103460A (ja) | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160525 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |