TWI525803B - 背照式影像感測元件與其形成方法 - Google Patents

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Description

背照式影像感測元件與其形成方法
本發明係關於半導體元件,更特別關於背照式影像感測器與其形成方法。
互補式金氧半(CMOS)影像感測器已取代習知的電荷耦合元件(CCD)。CMOS影像感測器通常具有畫素陣列,係以感光CMOS電路將光子轉為電子。畫素之感光CMOS電路通常包含光二極體,係形成於矽基板中。當光線照射光二極體時,將誘導電荷於光二極體中。當影像光線照射畫素上時,每一畫素所產生的電子與畫素的照光量成正比。電子將轉換為電壓訊號,並進一步轉換為數位訊號。
CMOS影像感測器可包含多個介電層與內連線層形成於基板上,使基板中的光二極體連接至外圍電路。具有介電層與內連線層的一側通常稱作正面,而具有基板的一側稱作背面。基於光徑的不同方向,CMOS影像感測器可分為正照式(FSI)影像感測器與背照式(BSI)影像感測器。
在FSI影像感測器中,影像光線入射至CMOS影像感測器的正面上,在穿過介電層與內連線層後到達光二極體。另一方面在BSI影像感測器中,光線入射CMOS影像感測器的背面,而不受介電層與內連線層阻擋。如此一來,光線可由直接 路徑撞擊光二極體。上述直接路徑可增加光子轉換至電子的數量,因此BSI CMOS影像感測器對光源更敏感。
由於CMOS感測器的構件(如電晶體、二極體、電阻、電容、或類似物)持續縮減,其尺寸越來越小且需更小的封裝。較小的封裝包含四方扁平封裝(QFP)、針格陣列(PGA)、球格陣列(BGA)、覆晶(FC)、三維積體電路(3DIC)、晶圓級封裝(WLP)、晶圓級晶片尺寸封裝(WLCSP)、以及層疊封裝(PoP)等元件。上述封裝技術可用於形成高密度需求的影像感測器,或其他感測器應用。
在一般的封裝技術中,內連線結構形成於感測器的金屬化層上。接著形成接觸墊或接合墊,作為感測元件與封裝之基板(或導線架)之間的電性連接。經由影像感測器之背面,形成習知接合墊與接觸墊於層間介電層與金屬層上,可稍微支撐封裝。由於接合墊的強度不足,可能會在接合製程之中或之後剝離。目前亟需新的方法與系統,以強化接合墊支撐並改善接合。
本發明一實施例提供一種元件,包括:基板,具有正面與背面;第一金屬層,位於基板之正面上;第一開口,具有側壁與底部,且開口自基板之背面延伸穿過基板,直到基板之正面的第一金屬層;緩衝層,位於基板之背面上與第一開口之側壁上;墊金屬層,位於緩衝層上、位於第一開口之側壁與底部上、並接觸第一金屬層;以及接合墊,接觸墊金屬層。
本發明一實施例提供一種元件的形成方法,包 括:提供基板,且基板具有正面與背面;形成第一金屬層於基板的正面上;形成第一開口自基板之背面延伸穿過基板直到第一金屬層,且第一開口具有側壁與底部;形成緩衝層於基板之背面上與第一開口之側壁與底部上;形成第二開口於第一開口之底部的緩衝層中,以露出第一金屬層;形成墊金屬層於緩衝層與第一開口之側壁與底部上,且墊金屬層接觸第一金屬層;以及形成接合墊以接觸墊金屬層。
本發明一實施例提供一種元件,包括:基板,具有正面與背面;第一金屬層,位於基板之正面上;第一開口,具有側壁與底部,且開口自基板之背面延伸穿過基板,直到基板之正面的第一金屬層;緩衝層,位於基板之背面上與第一開口之側壁上;墊金屬層,位於緩衝層上、位於第一開口之側壁與底部上、並接觸第一金屬層;鈍化層,位於墊金屬層上,且鈍化層具有第二開口以露出墊金屬層;以及接合墊,位於鈍化層之第二開口中,以接觸墊金屬層。
100‧‧‧感測元件
101‧‧‧畫素區
103‧‧‧周邊區
105‧‧‧接合墊區
202‧‧‧載板
210‧‧‧基板
230‧‧‧ILD層
231‧‧‧接點
240‧‧‧IMD層
241、243、403‧‧‧金屬層
250、405‧‧‧鈍化層
281‧‧‧n型掺雜區
283‧‧‧p型掺雜區
284‧‧‧源極/汲極區
285‧‧‧閘極介電層
287‧‧‧閘極
288‧‧‧間隔物
291‧‧‧正面
293‧‧‧背面
294‧‧‧隔離區
296‧‧‧氧化物襯墊
297‧‧‧感光二極體
299‧‧‧電晶體
301、4031、4033、4051‧‧‧開口
401‧‧‧緩衝層
407‧‧‧接合墊
第1(a)至1(c)圖係本發明實施例中,背照式(BSI)影像感測元件之正面與背面;以及第2(a)至2(h)圖係本發明一實施例中,BSI影像感測元件接觸墊之裝置與其形成方法。
下述內容為本發明實施例製作與使用的方法。然而可以理解的是,本發明提供許多可行的發明概念,以多種特 定方式實施。這些內容僅用以舉例如何製作與使用本發明之特定實施例,並非用以侷限本發明範疇。
本發明揭露用於半導體元件(如BSI影像感測元件)其焊墊的形成方法與裝置。在實施例中,元件基板可具有開口於背面,且開口穿過基板直到正面的第一金屬層。緩衝層可形成於基板背面上,並覆蓋基板開口的側壁。墊金屬層可形成於緩衝層上,且墊金屬層接觸第一金屬層。接合墊可接觸墊金屬層。接合墊連接至墊金屬層(垂直位於基板上),且更連接至基板之開恐中的元件其第一金屬層。上述形成之接合墊垂直位於基板上,其支撐優於垂直位於第一金屬層上的接合墊。接合墊亦具有較佳的接合性,以避免接合墊剝離。此外,不需額外製程步驟或光罩以形成上述接合墊。
可以理解的是,當單元或層狀物被指作「在...之上」、「連接」、或「耦接」至另一單元或層時,單元或層可直接在另一單元或層上、連接或耦接另一單元或層,或在單元或層與另一單元或層之間夾置一中間單元或層。另一方面,當單元或層被指作「直接在...之上」、「直接連接」、或「直接耦接」時,單元或層與另一單元或層之間不具有中間單元或層夾設其中。
可以理解的是,儘管說明書使用第一、第二、第三等用語來形容各種單元、構件、區、層、及/或部件,但是這些單元、構件、區、層、及/或部件並不受限於這些用語。這些用語僅僅用來區隔某一單元、構件、區、層、及/或部件與另一單元、構件、區、層、及/或部件。因此,在不違背本 發明概念之教示的情況下,第一單元、構件、區、層、及/或部件可稱作第二單元、構件、區、層、及/或部件。
空間相關用語如「下方」、「之下」、「較下」、「之上」、「較上」等是用來簡化描述某一單元(或結構)與另一單元(或結構)在圖中的相對關係。可以理解的是,空間相關用語除了圖中配置的方向也包含使用或運作時不同的方向。舉例來說,若圖中的元件反轉時,則描述在另一組件之下或下方的組件,會變成在另一組件之上。如此一來,用語「之下」或之「之上」同時包含「之下」與「之上」兩種狀況。此元件以其他方位(旋轉90度或其他方向)操作時,同樣適用上述解釋。
在此所使用的術語僅用來描述特定實施例並不限制本發明。除非特別說明,否則用語「一」亦包含複數的意思。必須瞭解的是,「包括」用語除了具體存在的結構、整體、步驟、操作、單元、及/或構件外,並未排除其他的結構、整體、步驟、操作、單元、構件、及/或上述之組合。
第1(a)圖係個別的畫素區101之簡化剖視圖。影像感測元件可具有格狀或陣列的畫素區,以搭配其他區如周邊區與接合墊區,如第1(c)圖所示。周邊區包含邏輯電路以用於周邊功能。畫素區101可形成於基板210上,而基板210包含正面291與背面293。基板210可為半導體材料如矽、鍺、鑽石、或類似物。基板210可掺雜p型掺質如硼、鋁、鎵、或類似物,或掺雜n型掺質如本技術領域中具有通常知識者所知。
基板210可包含多個隔離區294,以分開或隔離形成於基板210上的多種元件,並分開畫素區101與影像感測元件 的其他邏輯部份(比如第1(c)圖中的周邊區與接合墊區)。隔離區294可為淺溝槽隔離(STI),其形成方法一般為蝕刻基板210以形成溝槽,再將介電材料填入溝槽中,如本技術領域中具有通常知識者所知。氧化物襯墊296可視情況(非必要)沿著隔離區294之側壁形成。
基板210在畫素區101中包含感光二極體297(又稱作光二極體),可對應照射至感光二極體297之光的強度或亮度產生訊號。在一實施例中,感光二極體297可為釘扎層狀的光二極體,包含n型掺雜區281形成於p型的基板210中。上述結構可包含重掺雜的p型區283(又稱作釘扎層)形成於n型掺雜區281之表面上,以形成p-n-p接面。如本技術領域中具有通常知識者所知,釘扎層狀的光二極體僅為感光二極體297於多種實施例中的一種可行型態。舉例來說,其他實施例可採用非釘扎層狀的光二極體。本發明實施例可採用任何合適的光二極體,而這些光二極體均屬本發明實施例之範疇。
畫素區101可包含電晶體299,比如轉移電晶體、重置電晶體、源極隨耦電晶體、或選擇電晶體。電晶體299可包含與基板210相鄰的閘極介電層285、位於閘極介電層285上的閘極287、與沿著閘極介電層285與閘極287之側壁形成的間隔物288。閘極介電層285與閘極287可由本技術領域中具有通常知識者所知的任何合適製程,形成並圖案化於基板210上。
電晶體299之源極/汲極區284可形成於基板210中,並與感光二極體297分別位於閘極介電層285的相反兩側上。在一實施例中,基板210為p型基板,而源極/汲極區284之 形成方法可為佈植適當的n型掺質如磷、砷、銻、或類似物。必需注意的是,本技術領域中具有通常知識者可採用許多其他製程、步驟、或類似方法以形成源極/汲極區284與感光二極體297。
ILD層(層間介電層)230可形成於畫素區101上。ILD層230之材料可為硼磷矽酸鹽玻璃(BPSG),但亦可為任何其他合適的介電材料。接點231可穿過ILD層230,其形成方法為為合適的微影與蝕刻技術。接點231可包含阻障層/黏著層(未圖示),以避免擴散並增加接點231之黏著性。
為了使多種元件彼此相連,多種導電層與介電層可形成於ILD層230上,如第1(a)圖中所示之IMD層(金屬間介電層)240。IMD層240中具有多層金屬層如金屬層241與金屬層243。除了第1(a)圖所示的兩層外,金屬層可具有更多層。金屬層241可為ILD層230與電晶體299上的第一金屬層。金屬層241可連接至感測元件100的元件與構件。這些內連線其形成方法可為任何合適製程如微影、蝕刻、鑲嵌、雙鑲嵌、或類似製程,且其材料可為任何合適導電材料如鋁合金、銅合金、或類似物。
此外,當內連線形成於ILD層230與IMD層240上時,可形成鈍化層250以保護下方的層狀物免於物理與化學損傷。鈍化層250可由一或多種合適的介電材料所組成,比如氧化矽、氮化矽、低介電常數之介電材料如掺雜碳之氧化物、超低介電常數之介電材料如孔洞狀掺雜碳之氧化矽、上述之組合、或類似物。鈍化層250之形成方法可為化學氣相沉積法(CVD),但亦可為任何其他合適製程。
第1(a)圖中的詳細敘述在第1(b)圖中會更精簡。畫素區101可包含矽的基板210,其具有感光二極體297與隔離區294(如STI)形成其中。畫素區101亦包含ILD層230、分隔多層金屬化層如金屬層241與243的IMD層240、與鈍化層250。基板210、ILD層230、與IMD層240已詳述於第1(a)圖的相關說明中。在另一實施例中,ILD層與IMD層可合併視為單一的介電層。多種影像感測結構如內連線、閘極、或其他電路單元可由習知技術形成於上述之介電層中。在此實施例中,畫素區101可稱作BSI感測單元。這是因為BSI感測單元可形成於畫素區,且BSI感測器或BSI感測元件包含多個BSI感測單元或畫素。
畫素區101只是感測元件的一部份。如第1(c)圖的剖視圖所示,感測元件100包含三個不同區:畫素區101、周邊區103、與接合墊區105。畫素區101已詳述於第1(a)圖的相關內容。周邊區103係用於周邊功能之電路所在的區。周邊功能可為數位-類比轉換器、時序產生器、雜訊消除器、或其他類似功能。接合墊區105係接合至封裝架的接合墊所在的區。
如第1(c)圖所示,載板202可接合至感測元件100,而感測元件100包含矽的基板210、ILD層230、分隔多層金屬化層的IMD層240、與鈍化層250,如第1(b)圖所示。將載板202接合至感測元件100的鈍化層250上之方式,可為一般接合製程。在某些實施例中,載板202可直接接合至IMD層240(而非鈍化層250)上。載板202之種類一般稱作處理基板。在某些實施例中,載板202可進一步包括由感測元件100移至載板202上的電路,可縮小感測元件100之尺寸以降低成本。
如第1(c)圖所示,載板202係與翻轉的感測元件100結合,因此載板202位於底部以支撐結構。接著蝕刻或薄化結構,由背面薄化基板210。如此一來,穿過背面的光可更有效率地到達形成於基板中的感測單元。
第2(a)至2(h)圖係一實施例形成BSI感測元件接合墊,於感測元件100上基板210背面的接合墊區105中的方法。
如第2(a)圖的剖視圖所示,感測元件100係接合至載板202上。感測元件100具有畫素區101與接合墊區105。感測元件100可具有周邊區103。感測元件100可包含矽的基板210與感光二極體297與隔離區(如STI)294形成其中、ILD層230、分開多層金屬化層如金屬層241與243的IMD層240、及接合至載板202的鈍化層250。
開口301可形成於基板210的背面之接合墊區105,如第2(a)圖所示。開口301形成於接合墊區105的原因在於沒有元件位於接合墊區105中。開口301之形成方法可為微影技術與蝕刻方法,如本技術領域中具有通常知識者所熟知而不贅述於此。開口301可穿過基板210。開口301亦可穿過隔離區(如STI)294與ILD層230,直到露出金屬層241。開口301可穿過隔離區294,由於元件不會形成於隔離區294中,因此開口301不會干擾任何基板中的元件。開口301的形狀可為杯狀,其上視形狀可為實質上圓形。在另一實施例中,開口301的形狀可為矩形、方形、菱形、或用於本技術領域中任何其他形狀。開口301之半徑寬度可介於約80μm至約100μm之間,而半徑深度可介於約3μm至約5μm之間。上述結構可具有多個開口。至於上 述開口301的數目、位置、尺寸、寬度、與形狀等等僅用以舉例而非侷限本發明。
如第2(b)圖所示,緩衝層401可沉積於基板210的背面上,以覆蓋開口301的側壁與底部。緩衝層401的形成方法可為習知方法如低壓CVD(LPCVD)、電漿增強式CVD(PECVD)、或原子層CVD(ALCVD)。緩衝層401之材料可為SiO2、SiN、SiON、SiC、其他合適材料、或上述之組合。緩衝層401可形成於所有區如畫素區101、周邊區103、及接合墊區105上。緩衝衝層401之沉積厚度可介於約0.2μm至約0.5μm之間,比如0.4μm。在某些實施例中,緩衝層401之形成方法可為氧化基板210。在另一實施例中,緩衝層401亦可作為背面鈍化層,比如矽基板與後續形成的墊金屬的電性絕緣、機械支撐、阻擋濕氣的保護層、及/或後續製程的蝕刻停止層。在一實施例中,緩衝層401可保護基板中元件的內部結構,並降低此內部結構的應力。
如第2(c)圖所示,可蝕刻移除位於開口301底部上的緩衝層401,以露出金屬層241。位於開口301底部上的緩衝層401之開口,其形成方法可為微影技術與蝕刻方法,如本技術領域中具有通常知識者所熟知而不贅述於此。位於開口301底部上的緩衝層401之開口,不會影響覆蓋開口301之側壁的其他部份緩衝層401。
如第2(d)圖所示,金屬層403可形成於緩衝層401上,除了覆蓋開口301的底部外還接觸金屬層241。金屬層403係用以形成接觸墊與金屬層241之間的電性連結,因此金屬層 403又稱作墊金屬層。金屬層403之形成方法可為任何合適製程如濺鍍、蒸鍍、或PECVD,端視其材料為何。金屬層403之厚度可介於約0.2μm至約2μm之間,比如約1.2μm。金屬層403可為合適的導電材料如鋁、銅、鎳、金、或上述之合金。金屬層403可形成於所有區如畫素區101、周邊區103、與接合墊區105上。
如第2(e)圖所示,開口4031與4033可形成於基板210上的金屬層403上,以露出緩衝層401。開口4031與4033之形成方法可為微影技術與蝕刻方法,如本技術領域中具有通常知識者所熟知而不贅述於此。開口4031之尺寸介於約80μm至約120μm之間,比如100μm。開口4033之尺寸介於約100μm至約1000μm之間,比如500μm。開口4031可垂直位於接合墊區105上,將金屬層403分為垂直位於接合墊區105上的兩個部份。同樣地,開口4033可垂直位於畫素區101上,將金屬層403分為垂直位於畫素區101上的部份。開口4031與4033將金屬層分為垂直位於不同區(畫素區101與接合墊區105)上的不同部份,因此金屬層403不會導致短路。開口4031與4033的實際位置取決於感測元件100之功能。
如第2(f)圖所示,鈍化層405可形成於金屬層403上,沿著開口4031與4033的側壁與底部填入並覆蓋開口4031與4033。鈍化層405可作為結構支撐與物理隔離。鈍化層405之組成可為一或多種合適的介電材料,比如氧化矽、氮化矽、低介電常數之介電材料如掺雜碳的氧化物、上述之組合、或類似物。鈍化層405之形成製程可為化學氣相沉積法(CVD),亦可為 任何其他合適製程。鈍化層405之厚度可介於約0.1μm至1μm之間,比如0.2μm。
如第2(g)圖所示,可採用光罩定義的光阻進行蝕刻製程,移除部份鈍化層405並形成鈍化層405的開口4051,以露出金屬層403。開口4051係垂直位於接合墊區105上。開口4051亦可位於隔離區(如STI)294上,亦可只垂直位於接合墊區105中的基板210上。開口4051之半徑尺寸可為約100μm。開口4051係用以置入後續形成的接合墊。開口4051之形成方法可為微影技術與蝕刻方法,如本技術領域中具有通常知識者所熟知而不贅述於此。
如第2(h)圖所示,接合墊407可形成於第2(g)圖所示之開口4051中。接合墊407可垂直位於基板的接合墊區105上。接合墊407可用於打線接合、金柱凸塊、或任何其他連接。舉例來說,安裝柱、導電柱、焊料球、微凸塊、或控制崩潰晶片接合(C4)凸塊可置於接合墊407上,以進一步連接至封裝的其他部份。此外,接合墊407可用於封裝如堆疊IC、3DIC、及層疊封裝(PoP)元件中。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作任意之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
此外,本申請案的範疇並不限於特定實施例中的製程、機器、製造、材料組成、裝置、方法、與步驟。本技術領域中具有通常知識者自可依據本發明,採用現有或未來發展 中與上述實施例具有實質上相同功能或達到實質上相同結果的製程、機器、製造、材料組成、裝置、方法、與步驟。綜上所述,所附申請專利範圍意在將這樣的製程、機器、製造、材料組成、裝置、方法、與步驟包括在內。
100‧‧‧感測元件
101‧‧‧畫素區
103‧‧‧周邊區
105‧‧‧接合墊區
202‧‧‧載板
210‧‧‧基板
230‧‧‧ILD層
240‧‧‧IMD層
241、243、403‧‧‧金屬層
250、405‧‧‧鈍化層
294‧‧‧隔離區
297‧‧‧感光二極體
401‧‧‧緩衝層
407‧‧‧接合墊

Claims (11)

  1. 一種背照式影像感測元件,包括:一基板,具有正面與背面;一第一金屬層,位於該基板之正面上;一第一開口,具有側壁與底部,且該開口自該基板之背面延伸穿過該基板,直到該基板之正面的該第一金屬層;一緩衝層,位於該基板之背面上與該第一開口之側壁上;一墊金屬層,位於該緩衝層上、位於該第一開口之側壁與底部上、並接觸該第一金屬層;以及一接合墊,接觸該墊金屬層,其中該接合墊垂直地位於該基板之一第一區上,該第一區與該基板之一第二區水平分隔,該第二區包括一感光二極體於其中,且該感光二極體接收穿過該基板背面的光以產生訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背照式影像感測元件,更包括一鈍化層位於該墊金屬層上,其中該接合墊位於該鈍化層的一開口中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之背照式影像感測元件,其中該接合墊垂直位於該基板的一第一區上,該第一區與該基板的一第二區垂直分隔,且該第二區包括一感光二極體於其中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之背照式影像感測元件,更包括一層間介電層位於該基板之正面,且該層間介電層位於該基板與該第一金屬層之間,其中該第一開口穿過該層間介 電層,以及一隔離區於該基板中,其中該第一開口穿過該隔離區。
  5. 一種背照式影像感測元件的形成方法,包括:提供一基板,且該基板具有正面與背面;形成一第一金屬層於該基板的正面上;形成一第一開口自該基板之背面延伸穿過該基板直到該第一金屬層,且該第一開口具有側壁與底部;形成一緩衝層於該基板之背面上與該第一開口之側壁與底部上;形成一第二開口於該第一開口之底部的該緩衝層中,以露出該第一金屬層;形成一墊金屬層於該緩衝層與該第一開口之側壁與底部上,且該墊金屬層接觸該第一金屬層;以及形成一接合墊以接觸該墊金屬層,其中形成該接合墊的步驟包括:形成該接合墊,使其垂直位於該基板之一第一區上,該第一區與該基板之一第二區水平分隔,該第二區包括一感光二極體於其中,且該感光二極體接收穿過該基板背面的光以產生訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之背照式影像感測元件的形成方法,其中形成該接合墊的步驟包括:形成一鈍化層於該墊金屬層上;形成一開口於該鈍化層中,以露出該墊金屬層;以及形成一接合墊於該鈍化層之開口中,且該接合墊接觸該墊 金屬層。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之背照式影像感測元件的形成方法,其中形成該墊金屬層之步驟包括:形成該墊金屬層於該緩衝層與該第一開口之側壁與底部上,且該墊金屬層接觸該第一金屬層;以及形成該墊金屬層之一開口,使其垂直位於該基板之該第一區上,其中該墊金屬層包括一第一部份垂直位於該基板之該第一區上,且該接合墊連接至該墊金屬層之該第一部份。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之背照式影像感測元件的形成方法,其中形成該第一開口之步驟包括:形成該第一開口穿過該基板之正面的一層間介電層,且該層間介電層位於該基板與該第一金屬層之間。
  9. 一種背照式影像感測元件,包括:一基板,具有正面與背面;一第一金屬層,位於該基板之正面上;一第一開口,具有側壁與底部,且該開口自該基板之背面延伸穿過該基板,直到該基板之正面的該第一金屬層;一緩衝層,位於該基板之背面上與該第一開口之側壁上;一墊金屬層,位於該緩衝層上、位於該第一開口之側壁與底部上、並接觸該第一金屬層;一鈍化層,位於該墊金屬層上,且該鈍化層具有一第二開口以露出該墊金屬層;以及一接合墊,位於該鈍化層之該第二開口中,以接觸該墊金屬層, 其中該接合墊垂直地位於該基板之一第一區上,該第一區與該基板之一第二區水平分隔,該第二區包括一感光二極體於其中,且該感光二極體接收穿過該基板背面的光以產生訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之背照式影像感測元件,其中該接合墊垂直位於該基板之一第一區上,該第一區與該基板之一第二區垂直分隔,且該第二區包括一感光二極體於其中。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之背照式影像感測元件,更包括一層間介電層於該基板之正面,且該層間介電層位於該基板與該第一金屬層之間,其中該第一開口延伸穿過該層間介電層,以及一隔離區於該基板中,其中該第一開口穿過該隔離區。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10270003B2 (en) 2012-12-04 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus for CMOS sensor packaging
JP5956968B2 (ja) * 2013-09-13 2016-07-27 株式会社東芝 受光素子および光結合型信号絶縁装置
EP3032583B1 (en) * 2014-12-08 2020-03-04 ams AG Integrated optical sensor and method of producing an integrated optical sensor
US9536810B1 (en) * 2015-06-12 2017-01-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Flat pad structure for integrating complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensor processes
US10038026B2 (en) 2015-06-25 2018-07-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Bond pad structure for bonding improvement
KR102441577B1 (ko) 2015-08-05 2022-09-07 삼성전자주식회사 패드 구조체를 갖는 반도체 소자
CN105226074A (zh) * 2015-10-28 2016-01-06 苏州晶方半导体科技股份有限公司 影像传感芯片封装结构及封装方法
CN106783901B (zh) * 2016-12-05 2019-01-18 武汉新芯集成电路制造有限公司 背照式传感器的制造方法及版图结构
FR3074962A1 (fr) * 2017-12-08 2019-06-14 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Dispositif electronique capteur d'images
US11164903B2 (en) * 2019-05-24 2021-11-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor with pad structure
US10991667B2 (en) 2019-08-06 2021-04-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Isolation structure for bond pad structure
US11217547B2 (en) 2019-09-03 2022-01-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bond pad structure with reduced step height and increased electrical isolation
TWI710123B (zh) * 2019-11-27 2020-11-11 恆勁科技股份有限公司 感測裝置之封裝結構以及其製造方法
CN114930987A (zh) * 2020-02-27 2022-08-19 深圳源光科技有限公司 具有高像素浓度的辐射检测器
JP7500251B2 (ja) * 2020-04-01 2024-06-17 キヤノン株式会社 光電変換装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7964926B2 (en) 2005-02-02 2011-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensing devices including image sensor chips, image sensor package modules employing the image sensing devices, electronic products employing the image sensor package modules, and methods of fabricating the same
US20080003833A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Hynix Semiconductor Inc. Fin mask and method for fabricating saddle type fin using the same
EP2122540A1 (en) * 2007-01-26 2009-11-25 LG Electronics Inc. Contactless interface within a terminal to support a contactless service
US8054677B2 (en) * 2008-08-07 2011-11-08 Seagate Technology Llc Magnetic memory with strain-assisted exchange coupling switch
US8278152B2 (en) 2008-09-08 2012-10-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bonding process for CMOS image sensor
KR20100042021A (ko) 2008-10-15 2010-04-23 삼성전자주식회사 반도체 칩, 스택 모듈, 메모리 카드 및 반도체 칩의 제조 방법
JP2010161136A (ja) * 2009-01-07 2010-07-22 Panasonic Corp 半導体装置及びその製造方法
JP5438980B2 (ja) * 2009-01-23 2014-03-12 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置の製造方法
WO2010086188A1 (en) * 2009-02-02 2010-08-05 Nec Europe Ltd. A tracking system and a method for tracking the position of a device
CN102438888B (zh) * 2009-04-02 2015-06-17 瑞士单浮筒系泊公司 可分离链式连接器
JP2011009645A (ja) * 2009-06-29 2011-01-13 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP5853351B2 (ja) * 2010-03-25 2016-02-09 ソニー株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法、及び電子機器
US20120024858A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Ecolab Usa Inc. Vented flexible fitment
JP5640630B2 (ja) * 2010-10-12 2014-12-17 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び電子機器
JP5665599B2 (ja) * 2011-02-24 2015-02-04 株式会社東芝 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP5810551B2 (ja) * 2011-02-25 2015-11-11 ソニー株式会社 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
JP5853389B2 (ja) * 2011-03-28 2016-02-09 ソニー株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法。
JP2012216812A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法
KR20120135627A (ko) * 2011-06-07 2012-12-17 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
US9029378B2 (en) * 2011-07-26 2015-05-12 Gruenenthal Gmbh Substituted bicyclic aromatic carboxamide and urea compounds as vanilloid receptor ligands
TWI502692B (zh) * 2011-07-29 2015-10-01 Xintec Inc 晶片封裝體及其形成方法
US20130299950A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-14 Sematech, Inc. Semiconductor structure with buried through substrate vias
US10270003B2 (en) 2012-12-04 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus for CMOS sensor packaging

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