TWI478329B - 具有載體基板和再分配層之背面受光影像感測器 - Google Patents
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Description
本發明大體上係關於背面受光影像感測器，且特定言之但非專屬地，係關於具有一載體晶圓及一再分配層之背面受光影像感測器。
現今之許多半導體影像感測器為正面受光。即，其等包含製造於一半導體晶圓之正面上之影像陣列，其中光係從該同一正面接收於該影像陣列。該等影像陣列之電接觸件亦係製造在晶圓之正面上。因此，用於此等正面受光裝置之電接觸件通常係穿過該面而繞線以連接至該感測器背面上之凸塊墊或其他接合元件。
舉例而言，圖1A至圖1E繪示一先前技術之影像感測器100之橫截面圖及一種製造該影像感測器之方法。影像感測器100被繪示為包含一半導體晶圓102及一光透明層104。在圖1A中，影像陣列106、金屬墊108及多個密封環110係形成於晶圓102之正面上。接著可將一玻璃蓋112黏貼於晶圓102之正面。在圖1B中，晶圓102之背面接著被研磨。在圖1C中，晶圓102接著被切割穿過金屬墊108以進入感測器100之側壁。圖1D繪示說明金屬連接114在感測器100之側壁及背面上之形成以沿感測器100之背面分配影像陣列106之連接。最後，在圖1E中，凸塊墊118被形成於感測器100之背面上以為感測器提供一接合區域。
參考下列圖式，描述本發明之非限制性及非詳盡實施例，其中相同的參考數字係指貫穿不同圖之相同部件，除非另有說明。
本文描述具有一載體基板及一再分配層之一背面受光影像感測器之實施例。在下列描述中，陳述許多特定詳情以提供對一實施例之徹底瞭解。然而，熟習該相關技術者將認知本文所述之技術可在不具有一個或多個該等特定詳情下或以其他方法、組件、材料等予以實踐。在其他實例中，未顯示或未詳細描述熟習之結構、材料或操作以避免搞混某些態樣。
貫穿此說明書，參考「一個實施例」或「一實施例」意味結合該實施例所描述之一特定特點、結構或特徵係包含在本發明之至少一項實施例中。因此，片語「在一個實施例中」或「在一實施例中」在貫穿此說明書之不同位置之出現無需全部指相同實施例。此外，該等特定特點、結構或特徵可在一個或多個實施例中以適當方式組合。
簡言之，本發明之實施例包含一背面受光影像感測器，其包含一載體基板及一再分配層。該載體基板對該感測器提供結構支撐，且該再分配層繞送電信號於一影像陣列與裝置正面上之感測器之一接合表面之間。該再分配層亦可經組態以將感測器之電連接分配於影像陣列上方之區域以便將晶片外連接從晶片級變換至板級且反之亦然。以下詳細描述此等及其他實施例。
圖2A係根據本發明之一實施例之一背面受光(「BSI」)感測器200A之一橫截面圖，該感測器200A具有形成於一載體基板204A中之一再分配層214及通孔216。BSI感測器200A之所繪示實施例包含一半導體基板202、載體基板204A及一光透明層206。半導體基板202被繪示為具有一正面211及一背面213。半導體基板202亦被顯示為包含一影像陣列208、週邊電路210及一密封環212。載體基板204A被繪示為具有一第一表面(亦即，表面219)及一第二表面(亦即，表面221)。圖2A亦將載體基板204A顯示為包含再分配層214、墊215、通孔216及墊217。光透明層206被繪示為包含玻璃層218及黏附劑220。
在圖2A之所繪示實施例中，影像陣列208係形成在半導體基板202之正面211上，且經組態以接收來自背面213之光。在一個實施例中，影像陣列208包含複數個主動像素，各個主動像素利用四個電晶體，其在本技術中已知為一4T主動像素配置。然而，受益於本發明之一般技術者可瞭解本發明之影像陣列208可與任何類型的像素設計(包含，但不限於3T、5T、6T及其他設計)以及CCD或CMOS影像感測器一起使用。
在4T主動像素實施例中，各像素包含一光敏元件，其在一實例中為一釘扎光電二極體。然而，該光敏元件可為一光閘極、光電容器、部分釘扎光電二極體或非釘扎光電二極體。此外，如本文使用之術語像素意味涵蓋所有像素設計，包含CCD像素。光電二極體輸出一用於調變一放大電晶體之信號。該放大電晶體亦可稱為一源極隨耦電晶體。一具有一轉移閘極之轉移電晶體接著被用於將由該光電二極體輸出之信號轉移至一浮動節點及該放大電晶體之閘極。
在操作中，在一整合週期(亦稱為一曝光或積聚週期)期間，該光電二極體儲存保持在該光電二極體之一層中之電荷(回應於穿過背面213所接收之入射光)。在該整合週期之後，開啟轉移閘極以將保持在該光電二極體層中之電荷轉移至該浮動節點。在該信號已被轉移至該浮動節點後，又關閉轉移閘以開始一後續整合週期。在該浮動節點上之信號接著被用於調變該放大電晶體，該信號係藉由週邊電路210而讀出。週邊電路210可包含放大器、濾波器或其他信號處理電路。在讀出後，具有一重設閘極之一重設電晶體將該浮動節點重設至一參考電壓。在一個實施例中，該參考電壓為Vdd。
在已經形成影像陣列208及週邊電路210後，一單一密封環212或其他錨定結構被形成於在主動式裝置周圍之晶片的外部邊緣區域中之半導體基板202之一或多個介電層之一外部區域內或上。在晶粒切割或用於將形成於一晶圓上之多個晶片分離成個別晶片或晶粒之其他程序期間，半導體基板202之導電性互連及介電層可為容易龜裂及分層的。因此，密封環212可藉由提供應力消除來保護半導體裝置(例如週邊電路210及影像陣列208)免於污染物(例如，鈉)及防止導電性互連的堆疊層及絕緣介電層遭受龜裂或分層。
圖2A之實施例進一步將光透明層206繪示為包含玻璃層218，該玻璃層218係藉由黏附劑220而黏貼於半導體基板202之背面213。雖然圖2A繪示玻璃層218，但是應瞭解玻璃層218可視情況予以省略或可在背面213上及上方製造諸如彩色濾光器及透鏡之額外的影像組件。
在圖2A之所繪示實施例中，載體基板204A具有一表面219，其係與半導體基板202之正面211耦合以對半導體基板202提供結構支撐。注意的是，圖2A中所示之BSI感測器200A之所繪示之實施例未依比例繪製。舉例而言，載體基板204A可具有遠大於半導體基板202之厚度之一厚度。舉例而言，載體基板204A可為半導體基板202之100倍級厚。在一個實施例中，載體基板204A及半導體基板202被個別製造且接著藉由一種諸如壓力接合之方法而接合在一起。
圖2A將再分配層214繪示為形成於載體基板204A中。再分配層214之一目的係繞送電信號於影像陣列208與載體基板204A之表面221之間。舉例而言，再分配層214可接收來自影像陣列208或週邊電路210之影像信號，並且將此等信號繞送至BSI感測器200A外部之電路以用於顯示、儲存或另外的處理。在另一實例中，再分配層214可接收一來自外部電路之控制信號或電力，並且將此控制信號或電力繞送至週邊電路210或影像陣列208。
在一個實施例中，再分配層214為一圖案化於載體基板204A上之金屬層。此金屬層在圖2A中被繪示為包含金屬跡線209及金屬墊215。金屬墊215被形成以將金屬跡線209耦合至週邊電路210。載體基板204A被繪示為進一步包含通孔216及金屬墊217。金屬墊217被形成於載體基板204A中以將通孔216耦合至金屬跡線209。在一個實施例中，金屬墊215、金屬墊217及金屬跡線209為諸如鎢或其他合金之金屬。在一個實施例中，金屬墊215、金屬墊217及金屬跡線209係藉由濺鍍、校準濺鍍、低壓濺鍍、反應濺鍍、電鍍、化學氣相沈積或蒸鍍而沈積於載體基板204A上。
在一個實施例中，載體基板204A為一氧化物。在另一實施例中，載體基板204A係由矽形成。在一矽載體基板204A之此實施例中，可將諸如氧化物、氮化物或聚合物之一絕緣體製造在金屬與矽之間。舉例而言，一矽載體基板204A可包含形成於金屬墊217與載體基板204A之矽之間之一氧化物絕緣體。
通孔216可藉由形成通孔之各種已知方法而形成於載體基板204A中，舉例而言，對於一矽載體基板204A而言，通孔216可利用一貫穿矽通孔(TSV)方法而形成。在另一實例中，對於一氧化物載體基板204A而言，通孔216可利用一貫穿氧化物通孔(TOV)方法而形成。通孔216係製造於載體基板204A中以在表面221與影像陣列208之間完成電信號之繞送。
因此，繪示於圖2A之實施例中之載體基板204A可為BSI感測器200A提供若干功能。載體基板204A之一功能係對半導體基板202提供結構支撐。另一功能係將電信號繞送在影像陣列208與表面221之間。載體基板204A之再一功能係將該等電信號再分配於BSI感測器200A之不同區域以最大化晶片的表面區域。
圖2B係根據本發明之一實施例之一背面受光感測器200B之一橫截面圖，該感測器200B具有形成於一載體基板204B中之通孔216及形成於半導體基板202上之再分配層214。使用相同數字來表示以上參考圖2A所述之相同元件。
圖2B將再分配層214繪示為形成於半導體基板202之正面211上。在一個實施例中，再分配層214為圖案化於半導體基板202上之一金屬層。此金屬層在圖2B中被繪示為包含金屬跡線209及金屬墊215及217。金屬墊215被形成以將金屬跡線209耦合至週邊電路210，且金屬墊217被形成以將通孔216耦合至金屬跡線209。在一個實施例中，金屬墊215、金屬墊217及金屬跡線209係藉由濺鍍、校準濺鍍、低壓濺鍍、反應濺鍍、電鍍、化學氣相沈積或蒸鍍而沈積於半導體基板202上。
在圖2B之實施例中，載體基板204B被繪示為包含通孔216且具有一表面219，該表面219係(穿過再分配層214)耦合至半導體基板202之正面211以對半導體基板202提供結構支撐。注意，圖2B中所示之BSI感測器200B之所繪示實施例未依尺寸繪製。舉例而言，載體基板204B可具有遠大於半導體基板202的厚度之一厚度。舉例而言，載體基板204B可為半導體基板202之100倍級厚。在一個實施例中，載體基板204B及半導體基板202被個別製造。在此實施例中，半導體基板202被製造，接著再分配層214被形成於半導體基板202之正面211上。接著藉由一種諸如壓力接合之方法將載體基板204B接合於該再分配層214之頂面。
在一個實施例中，載體基板204B為一氧化物。在另一實施例中，載體基板204B係由矽形成。在一矽載體基板204B之此實施例中，可將諸如氧化物、氮化物或聚合物之一絕緣體製造在該金屬與矽之間。舉例而言，一矽載體基板204B可包含一氧化物絕緣體，該絕緣體係形成在用於通孔216之金屬與載體基板204B之矽之間。藉由形成通孔之各種已知方法，通孔216可形成於載體基板204B中。舉例而言，對於一矽載體基板204B而言，通孔216可利用一貫穿矽通孔(TSV)方法而形成。在另一實例中，對於一氧化物載體基板204B而言，通孔216可利用一貫穿氧化物通孔(TOV)方法而形成。通孔216被製造於載體基板204B中以在表面221與影像陣列208之間完成電信號之繞送。
圖3A係根據本發明之一實施例之一BSI感測器300A之一橫截面圖，該BSI感測器300A具有形成於一載體基板304A中之一再分配層314及金屬墊316。BSI感測器300A之所繪示實施例包含半導體基板202、載體基板304A及光透明層206。載體基板304A被繪示為具有一第一表面(亦即，表面319)及一第二表面(亦即，表面321)。圖3A亦將載體基板304A顯示為包含再分配層314及金屬墊315及316。
在圖3A之所繪示的實施例中，載體基板304A具有一表面319，其係耦合至半導體基板202之正面211以對半導體基板202提供結構支撐。注意，圖3A中所示之BSI感測器300A之所繪示實施例未依比例繪製。舉例而言，載體基板304A可具有遠大於半導體基板202的厚度之一厚度。舉例而言，載體基板304A可為半導體基板202之100倍級厚。在一個實施例中，載體基板304A及半導體基板202被個別製造，且接著藉由一種諸如壓力接合之方法接合在一起。
圖3A將再分配層314繪示為形成於載體基板304中。再分配層314之一目的係繞送電信號於影像陣列208與載體基板304之表面321之間。舉例而言，再分配層314可接收來自影像陣列208或週邊電路210之影像信號，並且將此等信號繞送至BSI感測器300A外部之電路以用於顯示、儲存或另外的處理。在另一實例中，再分配層314可接收來自外部電路之一控制信號或電力，且將此控制信號或電力繞送至週邊電路210或影像陣列208。
在一個實施例中，再分配層314為圖案化於載體基板304A上之一金屬層。此金屬層在圖3A中被繪示為包含金屬跡線309及金屬墊315。金屬墊315被形成以將金屬跡線309耦合至週邊電路210。載體基板304A被繪示為進一步包含金屬墊316。金屬墊216被形成於載體基板304A中以耦合至金屬跡線309並且在表面321為BSI感測器300A提供一接合區域。在一個實施例中，金屬墊315、金屬墊316及金屬跡線309為諸如鎢或其他合金之金屬。在一個實施例中，金屬墊315、金屬墊316及金屬跡線309係藉由濺鍍、校準濺鍍、低壓濺鍍、反應濺鍍、電鍍、化學氣相沈積或蒸鍍而沈積於載體基板304A上。
在一個實施例中，載體基板304A為一氧化物。在另一實施例中，載體基板304A係由矽形成。在一矽載體基板304A之此實施例中，可將諸如氧化物、氮化物或聚合物之絕緣體製造在該金屬與矽之間。舉例而言，一矽載體基板304A可包含一氧化物絕緣體，該絕緣體係形成在金屬墊316與載體基板304A之矽之間。
因此，繪示於圖3A之實施例中之載體基板304A可為BSI感測器300A提供若干功能。載體基板304A之一功能係對半導體基板202提供結構支撐。另一功能係繞送電信號於影像陣列208與表面321之間。載體基板304A之再一功能係將該等電信號再分配於BSI感測器300A之不同區域以最大化晶片的表面區域。
圖3B係根據本發明之一實施例之一背面受光感測器300B之一橫截面圖，該感測器具有形成於載體基板304B中之金屬墊及形成於半導體基板202上之再分配層314。使用相同數字來表示以上參考圖3A所述之相同元件。
圖3B將再分配層314繪示為形成於半導體基板202之正面211上。在一個實施例中，再分配層314為圖案化於半導體基板202上之一金屬層。此金屬層在圖3B中被繪示為包含金屬跡線309及金屬墊215。金屬墊215被形成以將金屬跡線309耦合至週邊電路210。在一個實施例中，金屬墊315及金屬跡線309係藉由濺鍍、校準濺鍍、低壓濺鍍、反應濺鍍、電鍍、化學氣相沈積或蒸鍍而沈積於半導體基板202上。
在圖3B之實施例中，載體基板304B被繪示為包含金屬墊316且具有一表面319,該表面319係(穿過再分配層314)耦合至半導體基板202之正面211以對半導體基板202提供結構支撐。金屬墊216被形成於載體基板304B中以耦合至金屬跡線309並且在表面321為BSI感測器300B提供一接合區域。注意，圖3B中所示之BSI感測器300B之所繪示實施例未依比例繪製。舉例而言，載體基板304B可具有遠大於半導體基板202的厚度之一厚度。舉例而言，載體基板304B可為半導體基板202之100倍級厚。在一個實施例中，載體基板304B及半導體基板202被個別製造。在此實施例中，半導體基板202被製造，接著再分配層314被形成於半導體基板202之正面211上。接著藉由一種諸如壓力接合之方法將載體基板304B接合於該再分配層314之頂面。
在一個實施例中，載體基板304B為一氧化物。在另一實施例中，載體基板304B係由矽形成。在一矽載體基板304B之此實施例中，可將諸如氧化物、氮化物或聚合物之一絕緣體製造在該金屬與矽之間。舉例而言，一矽載體基板304B可包含一氧化物絕緣體，其係形成在金屬墊316與載體基板304B之矽之間。
圖4A-4C說明根據本發明之一實施例之一BSI感測器400之橫截面圖及一種製造其之方法，該感測器具有一具一再分配層404及凸塊墊416之載體基板404。BSI感測器400之所繪示實施例包含半導體基板202、載體基板404及光透明層206。載體基板404被繪示為具有一第一表面(亦即，表面419)及一第二表面(亦即，表面421)。圖4C亦將載體基板404繪示為包含再分配層414及凸塊墊416。
在圖4A之所繪示實施例中，載體基板404具有一表面419，該表面419係耦合至半導體基板202之正面211以對半導體基板202提供結構支撐。注意的是，圖4A-4C中所示之BSI感測器400之所繪示實施例未依比例繪製。舉例而言，載體基板404可具有遠大於半導體基板202的厚度之一厚度。舉例而言，載體基板404可為半導體基板202之100倍級厚。在一個實施例中，載體基板404及半導體基板202被個別製造，且接著藉由一種諸如壓力接合之方法接合在一起。
圖4A進一步將再分配層414繪示為形成於載體基板404中。再分配層414之一目的係繞送電信號於影像陣列208與載體基板404之表面421之間。舉例而言，再分配層414可接收來自影像陣列208或週邊電路210之影像信號，並且將此等信號繞送至BSI感測器400外部之電路以用於顯示、儲存或另外的處理。在另一實例中，再分配層414可接收來自外部電路之一控制信號或電力，且將此控制信號或電力繞送至週邊電路210或影像陣列208。
在載體基板404與半導體基板202接合後，可研磨表面421以曝露再分配層414之全部或一部分，如圖4B中所示。在一個實施例中，再分配層414為圖案化於載體基板404上之一金屬層。此金屬層在圖4B中被繪示為包含金屬跡線409。在一個實施例中，金屬跡線409為諸如鎢或其他合金之金屬。在一個實施例中，金屬跡線409係在該載體/半導體基板接合之前，藉由濺鍍、校準濺鍍、低壓濺鍍、反應濺鍍、電鍍、化學氣相沈積或蒸鍍而沈積於載體基板404上。
在一個實施例中，載體基板404為一氧化物。在另一實施例中，載體基板404係由矽形成。在一矽載體基板404之此實施例中，可將諸如氧化物、氮化物或聚合物之一絕緣體製造在該金屬與矽之間。舉例而言，一矽載體基板404可包含一氧化物絕緣體，該絕緣體係形成在金屬跡線409與載體基板404之矽之間。
在圖4C中，凸塊墊409被形成於載體基板404之表面421上以耦合至金屬跡線409並且為BSI感測器400提供一接合區域。
因此，繪示於圖4C之實施例中之載體基板404可為BSI感測器400提供若干功能。載體基板404之一功能係對半導體基板202提供結構支撐。另一功能係繞送電信號於影像陣列208與表面421之間。載體基板404之再一功能係將該等電信號再分配於BSI感測器400之不同區域以最大化晶片之表面區域。
圖5係根據本發明之一實施例之背面受光感測器之多個晶粒之一晶圓級封裝之一橫截面圖，該等感測器具有一具一再分配層514及通孔516之載體晶圓504。在一個實施例中，圖5表示多個BSI感測器200A之晶圓級封裝之一可能的實施方案。如圖5中所示，包含多個晶粒(例如，晶粒1、晶粒2等等)之一晶圓級封裝之所繪示實施例包含一背面受光晶圓502、一載體晶圓504及一可選玻璃蓋506。載體晶圓504被繪示為具有一第一表面(亦即，表面519)及一第二表面(亦即，表面521)。圖5亦將載體晶圓504顯示為包含再分配層514及通孔516。
圖6係根據本發明之一實施例之背面受光感測器之多個晶粒之一晶圓級封裝之一橫截面圖，該感測器具有一具再分配層614及金屬墊616之載體晶圓604。在一個實施例中，圖6表示多個BSI感測器300A之晶圓級封裝之一可能的實施方案。如圖6中所示，包含多個晶粒(例如，晶粒1、晶粒2等等)之一晶圓級封裝之所繪示實施例包含一背面受光晶圓602、一載體晶圓604及一可選玻璃蓋606。載體晶圓604被繪示為具有一第一表面(亦即，表面619)及一第二表面(亦即，表面621)。圖6亦將載體晶圓604顯示為包含再分配層614及金屬墊516。
圖7係根據本發明之一實施例之背面受光感測器之多個晶粒之一晶圓級封裝之一橫截面圖，該等感測器具有一具一再分配層714及凸塊墊716之載體晶圓704。在一個實施例中，圖7表示多個BSI感測器400之晶圓級封裝之一可能的實施方案。如圖7中所示，包含多個晶粒(例如，晶粒1、晶粒2等等)之一晶圓級封裝之所繪示實施例包含一背面受光晶圓702、一載體晶圓704及一可選玻璃蓋706。載體晶圓704被繪示為具有一第一表面(亦即，表面719)及一第二表面(亦即，表面721)。圖7亦將載體晶圓704顯示為包含再分配層714及凸塊墊716。
如圖5、6及7中所示，各晶圓級封裝包含複數個密封環(例如，512、612及712)。在一個實施例中，該等半導體晶粒係藉由不多於一個密封環而相互分離。與諸如描述於圖1A至圖1E中之先前技術相比較，僅使用一單一密封環來分離半導體晶粒可減小晶圓大小及/或增加可製造於各晶圓上之晶粒數目。此外，使用具有一內建式再分配層之一載體晶圓可減少一旦將該等晶粒分離時對另外的處理之需要。舉例而言，在一個實施例中，一旦圖5、6及7之該等半導體晶粒相互分離，其等便可立即準備用於放置於一插座或其他安裝裝置中。
以上對本發明之所繪示實施例之描述包含在摘要中所描述的內容，並非意圖為詳盡性的或將本發明限於所揭示之精確形式。雖然本發明之特定實施例及實例係因說明性目的而描述於本文中，但是在本發明之範圍內，如熟習相關技術者將所認知可作各種修改。
根據以上詳細描述，可對本發明作出此些修改。用於以下申請專利範圍之術語不應被解釋為將本發明限於說明書中所揭示之特定實施例。更確切言之，本發明之範圍係完全由以下申請專利範圍決定，該等申請專利範圍將係根據申請專利範圍解釋之既成準則解釋。
100．．．影像感測器
102．．．半導體晶圓
106．．．影像陣列
108．．．金屬墊
110．．．密封環
112．．．玻璃蓋
114．．．金屬連接
118．．．凸塊墊
200A．．．背面受光感測器
200B．．．背面受光感測器
202．．．半導體基板
204A．．．載體基板
204B．．．載體基板
206．．．光透明層
208．．．影像陣列
209．．．金屬跡線
210．．．週邊電路
211．．．正面
212．．．密封環
213．．．背面
214．．．再分配層
215．．．金屬墊
216．．．通孔
217．．．金屬墊
218．．．玻璃層
219．．．表面
220．．．黏附劑
221．．．載體基板204A之表面
300A．．．背面受光感測器
300B．．．背面受光感測器
304A．．．載體基板
304B．．．載體基板
309．．．金屬跡線
314．．．再分配層
315．．．金屬墊
316．．．金屬墊
319．．．表面
321．．．表面
400．．．背面受光感測器
404．．．載體基板
409．．．金屬跡線
414．．．再分配層
416．．．凸塊墊
419．．．表面
421．．．載體基板404之表面
502．．．背面受光晶圓
504．．．載體晶圓
506．．．玻璃蓋
508．．．影像陣列
512．．．密封環
514．．．再分配層
516．．．通孔
519．．．第一表面
521．．．第二表面
602．．．背面受光晶圓
604．．．載體晶圓
606．．．玻璃蓋
608．．．影像陣列
612．．．密封環
614．．．再分配層
616．．．金屬墊
619．．．第一表面
621．．．第二表面
702．．．背面受光晶圓
704．．．載體晶圓
706．．．玻璃蓋
708．．．影像陣列
712．．．密封環
714．．．再分配層
716．．．凸塊墊
719．．．第一表面
721．．．第二表面
圖1A至圖1E說明一先前技術之影像感測器之橫截面圖及一種製造該影像感測器之方法；圖2A係根據本發明之一實施例之一背面受光感測器之一橫截面圖，該感測器具有形成於一載體基板中之一再分配層及多個通孔；圖2B係根據本發明之一實施例之一背面受光感測器之一橫截面圖，該感測器具有形成於一載體基板中之通孔及一形成於一半導體基板上之再分配層；圖3A係根據本發明之一實施例之一背面受光感測器之一橫截面圖，該感測器具有形成於一載體基板中之一再分配層及多個金屬墊；圖3B係根據本發明之一實施例之一背面受光感測器之一橫截面圖，該感測器具有形成於一載體基板中之金屬墊及一形成於一半導體基板上之再分配層；圖4A至圖4C說明根據本發明之一實施例之一背面受光感測器之橫截面圖及一種製造其之方法，該感測器具有一具一再分配層及凸塊墊之載體基板；圖5係根據本發明之一實施例之背面受光感測器之多個晶粒之一晶圓級封裝之一橫截面圖，該感測器具有一具一再分配層及通孔之載體晶圓；圖6係根據本發明之一實施例之背面受光感測器之多個晶粒之一晶圓級封裝之一橫截面圖，該感測器具有一具一再分配層及金屬墊之載體晶圓；及圖7係根據本發明之一實施例之背面受光感測器之多個晶粒之一晶圓級封裝之一橫截面圖，該感測器具有一具一再分配層及凸塊墊之載體晶圓。
200A．．．背面受光感測器
202．．．半導體基板
204A．．．載體基板
206．．．光透明層
208．．．影像陣列
209．．．金屬跡線
210．．．週邊電路
211．．．正面
212．．．密封環
213．．．背面
214．．．再分配層
215．．．金屬墊
216．．．通孔
217．．．金屬墊
218．．．玻璃層
219．．．表面
220．．．黏附劑
221．．．載體基板204A之表面
Claims (20)
- 一種背面受光影像感測器，其包括：一具有一正面及一背面之半導體基板，該半導體基板具有形成於該半導體基板之該正面上之至少一影像陣列及該影像陣列之週邊電路；一載體基板，其係用以對該半導體基板提供結構支撐，該載體基板具有一第一表面及一第二表面，其中該載體基板之該第一表面係接合(bonded)至該半導體基板之該正面；及一再分配層，其係圖案化於該載體基板上，其中該再分配層提供用於在該載體基板之該第二表面之該影像感測器的一接合區域，且該再分配層繞送電信號於該週邊電路及該接合區域之間以將該半導體基板之晶片外連接(off-chip connections)從晶片級(chip scale)變換至板級(board scale)，其中該再分配層包括一金屬跡線、一第一金屬墊以及一第二金屬墊，其中該第一金屬墊配置在該第一表面之該載體基板中以耦接該金屬跡線至該影像感測器之週邊電路，且其中該第二金屬墊配置在該第二表面之該載體基板中以耦接該金屬跡線至該接合區域。
- 如請求項1之影像感測器，其中該再分配層係於該載體基板之該第一表面與該第二表面之間形成在該載體基板中。
- 如請求項1之影像感測器，其中該再分配層係形成於該 半導體基板之該正面上以耦合至該載體基板之該第一表面。
- 如請求項1之影像感測器，其進一步包括形成於該載體基板中之至少一通孔，其中該再分配層藉由該至少一通孔繞送一電信號於該影像陣列與該載體基板之該第二表面之間。
- 如請求項1之影像感測器，其進一步包括至少一金屬墊，該至少一金屬墊係形成於該載體基板中且電性耦合至該再分配層，其中該至少一金屬墊延伸至該載體基板之該第二表面以為該背面受光影像感測器提供一接合區域。
- 如請求項1之影像感測器，其中該影像陣列為一CMOS影像陣列。
- 如請求項1之影像感測器，其中該再分配層為一金屬層以將該等電信號分配於至少部分在該影像陣列上方且在該影像陣列之該正面與該載體基板之該第二表面之間之一區域。
- 如請求項1之影像感測器，其進一步包括複數個凸塊墊，該複數個凸塊墊係形成於該載體基板之該第二表面上且電性耦合至該再分配層，該複數個凸塊墊係用以為該背面受光影像感測器提供一接合區域。
- 一種背面受光影像感測裝置，其包括：一具有一正面及一背面之背面受光晶圓，該背面受光晶圓具有複數個半導體晶粒，其中各半導體晶粒包含形 成於該背面受光晶圓之該正面上之一影像陣列及該影像陣列之週邊電路；一載體晶圓，其係用以對該背面受光晶圓提供結構支撐，該載體晶圓具有一第一表面及一第二表面，其中該載體晶圓之該第一表面係接合至該背面受光晶圓之該正面；及一再分配層，其係圖案化於該載體基板上，其中該再分配層提供用於在該載體基板之該第二表面之該影像感測器的一接合區域，且該再分配層繞送電信號於該週邊電路及該接合區域之間以將該半導體基板之晶片外連接從晶片級變換至板級，其中該再分配層包括一金屬跡線、一第一金屬墊以及一第二金屬墊，其中該第一金屬墊配置在該第一表面之該載體基板中以耦接該金屬跡線至該影像感測器之週邊電路，且其中該第二金屬墊配置在該第二表面之該載體基板中以耦接該金屬跡線至該接合區域。
- 如請求項9之裝置，其進一步包括形成於該載體晶圓中之複數個通孔，其中該再分配層藉由該複數個通孔將電信號繞送於各影像陣列與該載體晶圓之該第二表面之間。
- 如請求項9之裝置，其進一步包括複數個金屬墊，該複數個金屬墊係形成於該載體晶圓中且電性耦合至該再分配層，其中該等金屬墊延伸至該載體晶圓之該第二表面以為各半導體晶粒提供一接合區域。
- 如請求項9之裝置，其中該背面受光晶圓進一步包括複數個密封環，其中該複數個半導體晶粒係藉由該複數個密封環中之不多於一者而相互分離。
- 如請求項9之裝置，其中各半導體晶粒之該影像陣列為一CMOS影像陣列。
- 如請求項9之裝置，其中該再分配層為一金屬層，其係設置於該載體晶圓內以將該等電信號分配於至少部分在各影像陣列上方且在該背面受光晶圓之該正面與該載體晶圓之該第二表面之間之區域。
- 如請求項9之裝置，其進一步包括複數個凸塊墊，該複數個凸塊墊係形成於該載體晶圓之該第二表面上且電性耦合至該再分配層，該複數個凸塊墊係用以為各半導體晶粒提供一接合區域。
- 一種形成一背面受光影像感測器之方法，該方法包括：提供一具有一正面及一背面之半導體基板，該半導體基板具有形成於該半導體基板之該正面上之至少一影像陣列及該影像陣列之週邊電路；形成一再分配層於一載體基板上，其中該載體基板具有一第一表面及一第二表面；及在形成該再分配層於該載體基板上之後，接合該載體基板之該第一表面至該半導體基板之該正面，其中該再分配層提供用於在該載體基板之該第二表面之該影像感測器的一接合區域，且該再分配層繞送電信號於該週邊電路及該接合區域之間， 其中該再分配層包括一金屬跡線、一第一金屬墊以及一第二金屬墊，其中該第一金屬墊配置在該第一表面之該載體基板中以耦接該金屬跡線至該影像感測器之週邊電路，且其中該第二金屬墊配置在該第二表面之該載體基板中以耦接該金屬跡線至該接合區域。
- 如請求項16之方法，其中該接合區域配置於該影像陣列之上且其中該週邊電路係從該影像陣列橫向地配置。
- 如請求項16之方法，其中該載體基板係由矽形成。
- 如請求項16之方法，其中該載體基板具有大於該半導體基板之厚度的一厚度。
- 如請求項16之方法，其中接合該載體基板之該第一表面至該半導體基板之該正面包括壓力接合(press-bonding)該載體基板之該第一表面至該半導體基板之該正面。
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