TWI484568B - 電子裝置及其製法 - Google Patents

Description

電子裝置及其製法

　　本發明係有關一種電子裝置及其製法，尤指一種基材面積較小之電子裝置及其製法。

　　隨著科技的發展，電子產品的日新月異，半導體的使用也愈來愈普遍，現在幾乎所有電子裝置的內部都包含許多電子元件或半導體晶片。

　　一般電子元件或半導體晶片是在矽基板上形成多層的介電層與金屬層以構成能處理電子訊號的積體電路（integrated circuit，簡稱IC），接著再將已完成的電子元件或半導體晶片接置於封裝基板上，並使該電子元件或半導體晶片電性連接至該封裝基板。

　　請參閱第1圖，係習知之例如為CMOS影像感測器的電子裝置之剖視圖。如圖所示，習知之電子裝置係包括：承載板10，係具有相對之第一表面10a與第二表面10b；第一電性接觸墊11，係設於該第一表面10a上；配線層12，係設於該第一表面10a與第一電性接觸墊11上，且該配線層12電性連接該第一電性接觸墊11；矽層13，係設於該配線層12上；彩色濾光層14，係設於該矽層13上；微透鏡層15，係設於該彩色濾光層14上，令該彩色濾光層14與微透鏡層15所佈設區域為作用區A，而該作用區A以外的區域為非作用區B，且該第一電性接觸墊11係位於該作用區A外；第二電性接觸墊16，係設於該第二表面10b上；玻璃層17，係設於該第二表面10b上、且具有外露該第二電性接觸墊16之開孔170；以及導電通孔18，係穿設於該承載板10中、且電性連接該第一電性接觸墊11與第二電性接觸墊16。

　　惟，由於習知之電子裝置中用以電性連接至封裝基板的第二電性接觸墊係設於電子裝置的作用區外，因而使得整體電子裝置佔用較大之基材（包括承載板、配線層、與矽層等）面積，且最終的封裝結構佔用較大之基板版面，亦即習知之電子裝置的第二電性接觸墊造成電子裝置及其封裝結構的基材面積的增加與浪費，進而不利於電子產品的輕薄化。

　　因此，如何避免習知技術中之電子裝置及其封裝結構佔用較多基材面積、以及較難以微小化等問題，實已成為目前亟欲解決的課題。

　　鑑於上述習知技術之種種缺失，本發明之主要目的係提供一種基材面積較小之電子裝置及其製法。

　　為達上述及其他目的，本發明揭露一種電子裝置，係包括：矽基板，係具有相對之第一表面與第二表面；第一介電層，係設於該矽基板之部份第一表面上；第一電性接觸墊，係設於該第一介電層上；通孔，係貫穿該矽基板與第一介電層，且該通孔之一端連接該第一電性接觸墊；第二線路層，係設於該第二表面上方；以及導電通孔，係設於該通孔中、且電性連接該第二線路層與第一電性接觸墊。

　　於上述之電子裝置中，復可包括影像擷取單元，係設於該第一介電層與第一電性接觸墊上；其中，該影像擷取單元係可包括配線層、光電二極體層、抗反射層、彩色濾光層、第二介電層、與微透鏡層；該配線層係可設於該第一介電層與第一電性接觸墊上，該配線層係可包括堆疊之複數個配線，該配線電性連接該第一電性接觸墊，該配線層之頂層處可具有複數個閘極，該光電二極體層係可設於該配線層上，該抗反射層係可設於該光電二極體層上，該彩色濾光層係可設於該抗反射層上，該第二介電層係可設於該抗反射層與彩色濾光層上，該微透鏡層係可設於該第二介電層上。

　　依上所述之電子裝置，該彩色濾光層、介電層與微透鏡層所佈設區域為作用區，該第一電性接觸墊係位於該作用區內。

　　所述之電子裝置中，復可包括黏著層與透明層，該黏著層係設於該矽基板未被第一介電層覆蓋之第一表面上，該透明層係設於黏著層上且位於微透鏡層上方。

　　於本發明之電子裝置中，復可包括第三介電層，係設於該通孔中與第二表面上，於該通孔處可設有貫穿該第三介電層的介電層通孔，於該介電層通孔中可設有該導電通孔，該第二線路層係可設於第三介電層上，且該導電通孔與第三介電層之間、該第二線路層與第三介電層之間、及該導電通孔與第一電性接觸墊之間復可設有導電層。

　　又於上述之電子裝置中，該第一電性接觸墊可嵌埋於第一介電層並顯露於該第一介電層之表面，且該第一電性接觸墊可為柱（pillar）狀，並貫通該第一介電層。

　　於本實施例中，該第二線路層復可具有第二電性接觸墊，於該第二電性接觸墊上設有金屬層或第一金屬柱，並復可包括絕緣保護層，係設於該第二表面上方與第二線路層上，且該絕緣保護層中設有外露該第二電性接觸墊的絕緣保護層開孔。

　　又依上述之電子裝置，復可包括焊料凸塊，係設於該金屬層或第一金屬柱上。

　　本發明復提供一種電子裝置之製法，係包括：提供一矽基板，係具有相對之第一表面與第二表面；於該矽基板之部份第一表面上形成第一介電層；於該第一介電層上形成第一電性接觸墊；形成貫穿該矽基板與第一介電層之通孔，該通孔之一端連接該第一電性接觸墊；以及於該第二表面上方形成第二線路層，並於該通孔中形成電性連接該第二線路層與第一電性接觸墊的導電通孔。

　　於上述之電子裝置之製法中，復可包括於該第一介電層與第一電性接觸墊上形成影像擷取單元，其中，該影像擷取單元係具有配線層，該配線層係設於該第一介電層與第一電性接觸墊上，該配線層係包括堆疊之複數個配線，該配線電性連接該第一電性接觸墊，該配線層之頂層處具有複數個閘極，復包括於該配線層上形成光電二極體層，復包括於該光電二極體層上形成抗反射層，復包括於該抗反射層上形成彩色濾光層，復包括於該抗反射層與彩色濾光層上形成第二介電層，復包括於該第二介電層上形成微透鏡層。

　　又依上述之電子裝置之製法，該彩色濾光層、介電層與微透鏡層所佈設區域為作用區，該第一電性接觸墊係可位於該作用區內。

　　前述之電子裝置之製法中，復可包括於該矽基板未被第一介電層覆蓋之第一表面上形成黏著層，並於該黏著層上形成透明層，該透明層係位於微透鏡層上方。

　　於本發明之電子裝置之製法中，於形成該通孔前，復可包括從第二表面薄化該矽基板。

　　又於上述之電子裝置之製法中，該第二線路層與導電通孔之製法係可包括：於該通孔中與第二表面上形成第三介電層；於該通孔處形成貫穿該第三介電層的介電層通孔；於該第三介電層與第一電性接觸墊上形成導電層；以及於該導電層上形成該導電通孔與該第二線路層，並移除未被該導電通孔與第二線路層所覆蓋的導電層。

　　又於前述之電子裝置之製法中，該第一電性接觸墊係可嵌埋於第一介電層並顯露於該第一介電層之表面，該第一電性接觸墊可為柱狀，並貫通該第一介電層。

　　又於本發明之電子裝置之製法中，該第二線路層復可具有第二電性接觸墊，於該第二電性接觸墊上形成金屬層或第一金屬柱，且於形成該金屬層或第一金屬柱之前，復可包括於該第二表面上方與第二線路層上形成絕緣保護層，並於該絕緣保護層中形成外露該第二電性接觸墊的絕緣保護層開孔。

　　又於上述之電子裝置之製法中，復可包括於該金屬層或第一金屬柱上形成焊料凸塊。

　　由上可知，本發明之電子裝置係將第一電性接觸墊置於作用區內，因而可省去非作用區的基材面積，並能縮減整體電子裝置的體積；另外，本發明之電子裝置係將用以電性連接至封裝基板的第二電性接觸墊設於電子裝置的作用區內，所以最終的封裝結構將佔用較小之基板版面，進而有利於電子產品的微型化；再者，本發明之第一電性接觸墊可為導電柱形式，因而在電子裝置的結構設計上將具有較佳之彈性。

　　以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

　　請參閱第2A至2K圖，係本發明之電子裝置與其封裝結構及其製法的剖視示意圖，其中，第2I’圖係第2I圖之其他實施態樣，第2J’與2J”圖係第2J圖之其他實施態樣，第2K圖係第2I’圖之一應用例子。

　　如第2A圖所示，提供一矽基板20，係具有相對之第一表面20a與第二表面20b。

　　如第2B圖所示，於該矽基板20之部份第一表面20a上形成第一介電層21，並於該第一介電層21上形成第一電性接觸墊22，於該第一介電層21與第一電性接觸墊22上形成影像擷取單元3，該影像擷取單元3係包括配線層23、光電二極體層24、抗反射層25、彩色濾光層26、第二介電層27、與微透鏡層28，該配線層23係設於該第一介電層21與第一電性接觸墊22上，該配線層23係包括堆疊之複數個配線231，該配線231電性連接該第一電性接觸墊22，該配線層23之頂層處具有複數個閘極232，於該配線層23上形成該光電二極體層24，於該光電二極體層24上形成該抗反射層25，於該抗反射層25上形成該彩色濾光層26，於該抗反射層25與彩色濾光層26上形成該第二介電層27，於該第二介電層27上形成該微透鏡層28。

　　如第2C圖所示，於該矽基板20未被第一介電層21覆蓋之第一表面20a上形成黏著層29，並於該黏著層29上形成透明層30，該透明層30係位於微透鏡層28上方。

　　如第2D圖所示，從第二表面20b薄化該矽基板20。

　　如第2E圖所示，形成貫穿該矽基板20與第一介電層21之通孔200，該通孔200之一端連接該第一電性接觸墊22。

　　如第2F圖所示，於該通孔200中與第二表面20b上形成第三介電層31。

　　如第2G圖所示，於該通孔200處形成貫穿該第三介電層31的介電層通孔310。

　　如第2H圖所示，於該第三介電層31與第一電性接觸墊22上形成導電層32，於該導電層32上形成導電通孔331與第二線路層332，並移除未被該導電通孔331與第二線路層332所覆蓋的導電層32，該導電通孔331係形成於該通孔200中且電性連接該第二線路層332與第一電性接觸墊22。

　　承上述，該彩色濾光層26、介電層27與微透鏡層28所佈設區域為作用區A，而該作用區A以外的區域為非作用區B，該第一電性接觸墊22係位於該作用區A內。

　　如第2I、2I’圖所示，該第二線路層332復具有第二電性接觸墊3321，於該第二表面20b上方與第二線路層332上形成絕緣保護層36，並於該絕緣保護層36中形成外露該第二電性接觸墊3321的絕緣保護層開孔360，於該第二電性接觸墊3321上形成金屬層34（第2I圖）或第一金屬柱35（第2I’圖）。

　　如第2J圖所示，其係延續自第2I圖，於該金屬層34上形成焊料凸塊37；或者，亦可於該第一金屬柱35上形成焊料凸塊37（未圖示），至此即完成本發明之電子裝置2。

　　如第2J’圖所示，係第2J圖之另一實施態樣，其中，該第一電性接觸墊22係嵌埋於第一介電層21並顯露於該第一介電層21之表面。

　　如第2J”圖所示，係第2J’圖之又一實施態樣，其中，該第一電性接觸墊22’係為柱（pillar）狀，並貫通該第一介電層21。

　　如第2K圖所示，其係本發明第2I’圖實施例之一應用例子，其中另提供一具有第二金屬柱41的電子裝置40，並藉由焊料凸塊37以電性連接該第一金屬柱35與第二金屬柱41。

　　本發明復提供一種電子裝置，係包括：矽基板20，係具有相對之第一表面20a與第二表面20b；第一介電層21，係設於該矽基板20之部份第一表面20a上；第一電性接觸墊21，係設於該第一介電層21上；通孔200，係貫穿該矽基板20與第一介電層21，且該通孔200之一端連接該第一電性接觸墊22；第二線路層332，係設於該第二表面20b上方；以及導電通孔331，係設於該通孔200中、且電性連接該第二線路層332與第一電性接觸墊22。

　　於上述之電子裝置中，復包括影像擷取單元3，係設於該第一介電層21與第一電性接觸墊22上，其中，該影像擷取單元3係包括配線層23、光電二極體層24、抗反射層25、彩色濾光層26、第二介電層27、與微透鏡層28，該配線層23係設於該第一介電層21與第一電性接觸墊22上，該配線層23係包括堆疊之複數個配線231，該配線231電性連接該第一電性接觸墊22，該配線層23之頂層處具有複數個閘極232，該光電二極體層24係設於該配線層23上，該抗反射層25係設於該光電二極體層24上，該彩色濾光層26係設於該抗反射層25上，該第二介電層27係設於該抗反射層25與彩色濾光層26上，該微透鏡層28係設於該第二介電層27上。

　　依上所述之電子裝置，該彩色濾光層26、介電層27與微透鏡層28所佈設區域為作用區A，該第一電性接觸墊22係位於該作用區A內。

　　所述之電子裝置中，復可包括黏著層29與透明層30，該黏著層29係設於該矽基板20未被第一介電層21覆蓋之第一表面20a上，該透明層30係設於黏著層29上且位於微透鏡層28上方。

　　於本發明之電子裝置中，復可包括第三介電層31，係設於該通孔200中與第二表面20b上，於該通孔200處設有貫穿該第三介電層31的介電層通孔310，於該介電層通孔310中設有該導電通孔331，該第二線路層332係設於第三介電層31上，且該導電通孔331與第三介電層31之間、該第二線路層332與第三介電層31之間、及該導電通孔331與第一電性接觸墊22之間復設有導電層32。

　　又於上述之電子裝置中，該第一電性接觸墊22可嵌埋於第一介電層21並顯露於該第一介電層21之表面，且該第一電性接觸墊22’可為柱（pillar）狀，並貫通該第一介電層21。

　　於本實施例中，該第二線路層332復可具有第二電性接觸墊3321，於該第二電性接觸墊3321上設有金屬層34或第一金屬柱35，並復可包括絕緣保護層36，係設於該第二表面20b上方與第二線路層332上，且該絕緣保護層36中設有外露該第二電性接觸墊3321的絕緣保護層開孔360。

　　又依上述之電子裝置，復可包括焊料凸塊37，係設於該金屬層34或第一金屬柱35上。

　　請參閱第3A至3C圖，係習知與本發明之電子裝置的基材面積的比較示意圖，其中，第3A圖係習知之電子裝置的基材面積的平面圖，第3B圖係本發明之電子裝置的基材面積的平面圖，第3C圖係本發明所節省之基材面積的平面圖。

　　如第3A圖所示，習知之電子裝置係將第一電性接觸墊11置於作用區A外的非作用區B中，因而整體基材面積較大。

　　如第3B圖所示，本發明之電子裝置係將第一電性接觸墊22（相當於習知之第一電性接觸墊11）置於作用區A內，因而整體基材（包括矽基板20、配線層23、與光電二極體層24等）面積較小。

　　如第3C圖所示，係將第3A圖所示之基材面積減去第3B圖所示之基材面積後的面積差5，由圖可知，本發明之電子裝置係節省許多基材面積。

　　綜上所述，相較於習知技術，本發明之電子裝置係將第一電性接觸墊置於作用區內，因而可省去非作用區的基材面積，並能縮減整體電子裝置的體積；另外，本發明之電子裝置係將用以電性連接至封裝基板的第二電性接觸墊設於電子裝置的作用區內，所以最終的封裝結構將佔用較小之基板版面，進而有利於電子產品的微型化；再者，本發明之第一電性接觸墊可為導電柱形式，因而在電子裝置的結構設計上將具有較佳之彈性。

　　上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

10．．．承載板

10a、20a．．．第一表面

10b、20b．．．第二表面

11．．．第一電性接觸墊

12．．．配線層

13．．．矽層

14．．．彩色濾光層

15．．．微透鏡層

16．．．第二電性接觸墊

17．．．玻璃層

170．．．開孔

18．．．導電通孔

20．．．矽基板

200．．．通孔

21．．．第一介電層

22、22’．．．第一電性接觸墊

23．．．配線層

231．．．配線

232．．．閘極

24．．．光電二極體層

25．．．抗反射層

26．．．彩色濾光層

27．．．第二介電層

28．．．微透鏡層

29．．．黏著層

30．．．透明層

31．．．第三介電層

310．．．介電層通孔

32．．．導電層

331．．．導電通孔

332．．．第二線路層

3321．．．第二電性接觸墊

34．．．金屬層

35．．．第一金屬柱

36．．．絕緣保護層

360．．．絕緣保護層開孔

37．．．焊料凸塊

2、40．．．電子裝置

3．．．影像擷取單元

41．．．第二金屬柱

5．．．面積差

A．．．作用區

B．．．非作用區

　　第1圖係習知之例如為CMOS影像感測器的電子裝置之剖視圖；

　　第2A至2K圖係本發明之電子裝置與其封裝結構及其製法的剖視示意圖，其中，第2I’圖係第2I圖之其他實施態樣，第2J’與2J”圖係第2J圖之其他實施態樣，第2K圖係第2I’圖之一應用例子；以及

　　第3A至3C圖係習知與本發明之電子裝置的基材面積的比較示意圖，其中，第3A圖係習知之電子裝置的基材面積的平面圖，第3B圖係本發明之電子裝置的基材面積的平面圖，第3C圖係本發明所節省之基材面積的平面圖。

20．．．矽基板

20a．．．第一表面

20b．．．第二表面

200．．．通孔

21．．．第一介電層

22．．．第一電性接觸墊

23．．．配線層

231．．．配線

232．．．閘極

24．．．光電二極體層

25．．．抗反射層

26．．．彩色濾光層

27．．．第二介電層

28．．．微透鏡層

29．．．黏著層

30．．．透明層

31．．．第三介電層

310．．．介電層通孔

32．．．導電層

331．．．導電通孔

332．．．第二線路層

3．．．影像擷取單元

A．．．作用區

B．．．非作用區

Claims (18)

1. 一種電子裝置，係包括：矽基板，係具有相對之第一表面與第二表面；第一介電層，係設於該矽基板之部份第一表面上；第一電性接觸墊，係設於該第一介電層上；通孔，係貫穿該矽基板與第一介電層，且該通孔之一端連接該第一電性接觸墊；第二線路層，係設於該第二表面上方；導電通孔，係設於該通孔中、且電性連接該第二線路層與第一電性接觸墊；以及影像擷取單元，係設於該第一介電層與第一電性接觸墊上，該影像擷取單元於遠離該矽基板之側係包括依序層疊之彩色濾光層、第二介電層、與微透鏡層，該彩色濾光層、第二介電層與微透鏡層所佈設區域為作用區，該第一電性接觸墊係位於該作用區內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，該影像擷取單元係具有配線層，該配線層係設於該第一介電層與第一電性接觸墊上，該配線層係包括堆疊之複數個配線，該配線電性連接該第一電性接觸墊，該配線層之頂層處具有複數個閘極，且復包括光電二極體層與抗反射層，該光電二極體層係設於該配線層上，該抗反射層係設於該光電二極體層上，該彩色濾光層係設於該抗反射層上，該第二介電層係設於該抗反射層與彩色濾光層上，該微透鏡層係設於該第二介電層上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，復包括黏著層 與透明層，該黏著層係設於該矽基板未被第一介電層覆蓋之第一表面上，該透明層係設於黏著層上且位於微透鏡層上方。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，復包括第三介電層，係設於該通孔中與第二表面上，於該通孔處設有貫穿該第三介電層的介電層通孔，於該介電層通孔中設有該導電通孔，該第二線路層係設於第三介電層上，且該導電通孔與第三介電層之間、該第二線路層與第三介電層之間、及該導電通孔與第一電性接觸墊之間復設有導電層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，該第一電性接觸墊係嵌埋於第一介電層並顯露於該第一介電層之表面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中，該第一電性接觸墊係為柱狀，並貫通該第一介電層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，該第二線路層復具有第二電性接觸墊，於該第二電性接觸墊上設有金屬層或第一金屬柱。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，復包括絕緣保護層，係設於該第二表面上方與第二線路層上，且該絕緣保護層中設有外露該第二電性接觸墊的絕緣保護層開孔。
9. 一種電子裝置之製法，係包括：提供一矽基板，係具有相對之第一表面與第二表面；於該矽基板之部份第一表面上形成第一介電層；於該第一介電層上形成第一電性接觸墊； 形成貫穿該矽基板與第一介電層之通孔，該通孔之一端連接該第一電性接觸墊；以及於該第二表面上方形成第二線路層，並於該通孔中形成電性連接該第二線路層與第一電性接觸墊的導電通孔。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置之製法，復包括於形成該通孔前，於該第一介電層與第一電性接觸墊上形成影像擷取單元。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置之製法，其中，該影像擷取單元係具有配線層，該配線層係設於該第一介電層與第一電性接觸墊上，該配線層係包括堆疊之複數個配線，該配線電性連接該第一電性接觸墊，該配線層之頂層處具有複數個閘極，於該配線層上形成光電二極體層，於該光電二極體層上形成抗反射層，於該抗反射層上形成彩色濾光層，於該抗反射層與彩色濾光層上形成第二介電層，於該第二介電層上形成微透鏡層，該彩色濾光層、介電層與微透鏡層所佈設區域為作用區，該第一電性接觸墊係位於該作用區內。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置之製法，復包括於該矽基板未被第一介電層覆蓋之第一表面上形成黏著層，並於該黏著層上形成透明層，該透明層係位於微透鏡層上方。
13. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置之製法，其中，於形成該通孔前，復包括從第二表面薄化該矽基板。
14. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置之製法，其中，該第二線路層與導電通孔之製法係包括： 於該通孔中與第二表面上形成第三介電層；於該通孔處形成貫穿該第三介電層的介電層通孔；於該第三介電層與第一電性接觸墊上形成導電層；以及於該導電層上形成該導電通孔與該第二線路層，並移除未被該導電通孔與第二線路層所覆蓋的導電層。
15. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置之製法，其中，該第一電性接觸墊係嵌埋於第一介電層並顯露於該第一介電層之表面。
16. 如申請專利範圍第15項所述之電子裝置之製法，其中，該第一電性接觸墊係為柱狀，並貫通該第一介電層。
17. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置之製法，其中，該第二線路層復具有第二電性接觸墊，於該第二電性接觸墊上形成金屬層或第一金屬柱。
18. 如申請專利範圍第17項所述之電子裝置之製法，其中，於形成該金屬層或第一金屬柱之前，復包括於該第二表面上方與第二線路層上形成絕緣保護層，並於該絕緣保護層中形成外露該第二電性接觸墊的絕緣保護層開孔。