[发明专利]大芯片尺寸封装及其制造方法

权利要求书

1.大芯片尺寸封装，其特征在于：其包括有晶圆（200），所述晶圆（200）的正面为形成图像传感区的第一表面（201），所述晶圆（200）的负面为第二表面（202）；所述晶圆（200）第一表面（201）中硅衬底130上方的中央设置有光学交互区（210），在设置有光学交互区（210）的一面连接有金属互联结构（220），硅衬底（130）上光学交互区（210）周围的I/O通过金属互联结构（220）连接到电极垫（225）；金属互联结构（220）的表面设置有保护层（230），并在保护层（230）上形成有台阶状的凸起或凹槽结构；晶圆（200）的第一表面（201）与玻璃片（150）之间通过聚合物连接件（140）键合在一起，玻璃片（150）和晶圆（200）之间设有通过曝光显影工艺形成的空腔；晶圆（200）的第二表面（202）设置有TSV孔（260），通过TSV孔（260）穿过硅衬底（130）将电极垫（225）连接到晶圆（200）第二表面（202）上面的焊盘垫（175），在TSV孔（260）孔壁上依次制作有作钝化层（265）和金属衬里（270），并用聚合物胶将TSV孔（260）填充；晶圆（200）第二表面（202）上制作有防焊层（180），焊球190制作在焊盘垫（175）上。

2.根据权利要求1所述的大芯片尺寸封装，其特征在于：所述的保护层（230）的材料为氮化硅；聚合物连接件（140）由聚合物胶构成；所述的聚合物材料为包括树脂、溶剂、感光化合物和添加剂的材料。

3.一种制造权利要求1所述的大芯片尺寸封装的方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：提供晶圆；

所述晶圆第一表面上应包括形成有图像传感区以及互联结构电极垫；在晶圆第一表面上的最外层保护层同玻璃键合的区域制作台阶式的突起结构；或者所述晶圆第一表面上的台阶式突起结构为凹槽结构；

第二步：在玻璃上制作聚合物连接件；

首先对玻璃进行过预处理清洗，预处理清洗包括酸洗中和、等离子清洗，然后再玻璃的键合表面涂布一层聚合物胶，聚合物胶包括有树脂、溶剂、感光化合物和添加剂，经过曝光显影等工艺在聚合物胶上形成空腔；

第三步：玻璃同晶圆进行键合；

通过在聚合物连接件表面涂布一层树脂胶，然后利用键合机台将玻璃同晶圆键合到一起；

第四步：晶圆第二表面研磨减薄；

通过在晶圆第二表面进行研磨对晶圆进行减薄；

第五步：在晶圆第二表面形成TSV孔；

通过在晶圆第二表面涂布一层光刻胶，通过曝光显影形成蚀刻窗口；采用干法蚀刻工艺形成孔洞；所述的干法蚀刻工艺包括深反应离子刻蚀；

第六步：TSV孔的填充；

首先在TSV孔内和晶圆的第二表面形成一层钝化层，并去除电极垫表面的钝化层；然后在钝化层表面制作金属衬里；最后在金属衬里表面沉积一层电介质层并将TSV孔填满；

第七步：在晶圆第二表面制作线路层和焊球；

通过对晶圆第二表面的电介质层进行曝光、显影和电镀工艺，在第二表面形成电路层，将TSV同焊盘垫相连接；然后将焊球制作在焊盘垫上。

4.根据权利要求3所述的一种制造大芯片尺寸封装的方法，其特征在于：在所述的第一步中，所述晶圆第一表面上的台阶式突起或凹槽结构在前道工艺制作完成之后，通过在晶圆第一表面进行聚合物胶的涂布，通过曝光显影形成蚀刻窗口，经过蚀刻在晶圆的第一表面形成所需的台阶式突起或凹槽结构。

5.根据权利要求3所述的一种制造大芯片尺寸封装的方法，其特征在于：在所述的第三步中，将聚合物胶更换为干膜，所述干膜包括由由树脂、溶剂、感光化合物和添加剂；此时省去在聚合物胶表面通过涂粘接胶这一步工艺来完成同晶圆的键合，所用的干膜不经涂粘接胶便直接同晶圆进行键合。

6.根据权利要求3所述的一种制造大芯片尺寸封装的方法，其特征在于：在所述的第四步中，所述的晶圆减薄工艺还包括去应力等离子蚀刻；在晶圆减薄之后，通过等离子蚀刻，以去除因研磨残留在晶圆内的内应力，减小晶圆的翘曲，同时便于后续工艺的进行。