[发明专利]一种图像传感器的芯片尺度封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的芯片尺度封装领域，尤其涉及一种图像传感器芯片尺度封装方法。

背景技术

目前，芯片尺度封装(chip scale packaging)已经成为消费类电子产品的主流封装技术。芯片尺度封装融合了大规模集成电路十分成熟的微加工工艺，使得电子器件越来越微型化，电子产品越来越轻巧，越来越功能多样化。

常见的消费电子产品中的图像传感器通常是电荷耦合器件(CCD)传感器或CMOS图像传感器。这类图像传感器芯片尺度的封装，通常都是在晶圆(wafer)上制作好图像传感器的传感电路部分，通过硅贯通电极方法实现传感电路与图像传感器光学元件的连接。硅贯通电极(through silicon via)技术的出现使得这些图像传感器可进行更小尺寸的芯片尺度封装，使图像传感器的封装密度得到更进一步的提高。硅贯通电极技术通常包括硅过孔刻蚀步骤、绝缘层淀积步骤、过孔底部开孔步骤、金属电极形成步骤等。

传统的方法均是先在晶圆上制备图像传感器的光学元件，然后制作硅贯通电极。由于光学元件较脆弱，高温承受能力差，因此在已制备光学元件的晶圆上，硅贯通电极制作中的绝缘层淀积温度不宜过高。目前淀积绝缘层材料为硅氧化物材料，淀积温度一般不超过200℃。在这样的温度范围下硅氧化物绝缘层的质地容易不均匀，质量较差。硅贯通电极的制作步骤易使已制作在晶圆上的光学元件变形或受污染和损伤。从而导致图像传感器芯片性能的不稳定，良品率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像传感器芯片尺度封装方法，以解决图像传感器的光学元件在封装过程中易变形或受到污染损伤的问题和硅贯通制作中淀积的绝缘层质量较差的问题。

为了达到上述的目的，本发明的图像传感器的芯片尺度封装方法，所述图像传感器包括具有传感电路的晶圆和光学元件，该方法包括先在所述晶圆上进行硅贯通电极的制作；然后在晶圆上制备图像传感器的光学元件。

所述晶圆上已制作好硅贯通电极连接的金属压焊点。所述硅贯通电极的制作包括硅过孔刻蚀步骤、绝缘层淀积步骤、过孔底部开通步骤、金属电极形成步骤。所述绝缘层淀积的温度范围包括300～400℃。所述的硅过孔刻蚀步骤之前还包括加入晶圆打薄、抛光步骤。所述的晶圆抛光、打薄步骤之前还包括在晶圆上加载上硅衬底。所述的加载上硅衬底是通过在晶圆上面涂敷粘附剂来加载。

所述制备图像传感器的光学元件在制备所述光学元件之前加入先去除所述上硅衬底和后加载下硅衬底两个步骤。或在所述制备图像传感器的光学元件在制备所述光学元件之前加入先去除所述上硅衬底和后加载下硅衬底两个步骤。所述加载下硅衬底是通过在晶圆背面涂敷粘附剂来加载。

与现有技术相比，本发明的图像传感器的芯片尺度封装方法通过将光学元件的制备步骤放在硅贯通电极形成的步骤之后，可有效解决传统图像传感器芯片尺度封装方法中光学元件易在硅贯通电极的制作过程中变形或受污染损伤的问题，同时可提高硅贯通电极制备中绝缘层淀积温度，保证绝缘层质量，提高光学元件性能可靠性和稳定性，最终保证图像传感器的芯片尺度封装的良品率。

附图说明

通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的和特点。其中，附图为：

图1是本发明的硅贯通电极形成的流程图。

图2是本发明的图像传感器光学元件的制备过程流程图。

图3是本发明的图像传感器光学元件的另一制备过程流程图。

图4是本发明的图像传感器封装中覆盖保护层示意图。

图5是本发明的图像传感器的芯片尺度封装整个流程图。

图6是本发明的图像传感器的芯片尺度封装另一流程示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的图像传感器芯片尺度封装方法作进一步的详细描述。所述图像传感器包括已做好图像传感器特定功能的传感电路部分的晶圆和图像传感器的光学元件。芯片尺度封装方法用以实现图像传感器的微型光学元件与晶圆上传感器传感电路部分的连接，提高图像传感器的封装密度。