[发明专利]一种背照图像传感器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体或固体器件的制造或处理技术领域，特别是涉及一种背照(BSI)图像传感器的制造方法。

背景技术

背面照明图像传感器(backside illuminated CMOS image sensor或BSI CMOS image sensor)或背照图像传感器是在传统图像传感器技术的基础上将原来处于镜头与感光半导体之间的电路部分转移到感光半导体周围或下面，使得光线直接可以进入感光半导体，减少反射，大幅提高采光的效率。

对未来的图像传感器的要求是高速度、高清晰度和小尺寸，现有的封装技术不能同时满足上述要求。相对于传统图像传感器，利用二维SoC(system on chip)型技术集成的BSI图像传感器在清晰度方面有很大提高，但芯片尺寸大。因为模拟模块和图像模块在同一芯片中，模拟模块占用不少面积。同时因为模拟和图像模块之间互连线较长，通信速度有待提高。另外，由于不同模块的工艺制程区别很大，把它们集成在同一芯片上会影响整体成品率。

现有专利文献中，中国专利CN102891151A公开了一种在与含BSI的芯片键合的基体中设置一个腔体，通过在所述腔体中布置介质材料而降低封装体的应力的方案，没有提到对含BSI的芯片与含模拟处理电路的芯片或晶圆的键合技术。其他技术文献中也没有发现针对上述问题提出过改进技术方案的先例。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的背照图像传感器的制造方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种背照图像传感器的制造方法，通过本方法制造得到的背照图像传感器具有高速度、高清晰度、小尺寸、低成本等优点。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种背照图像传感器的制造方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在含模拟信号处理电路的中间晶圆的第一表面上制备TSV和微凸点；

S2、在含背照图像传感器模块的BSI晶圆的第一表面上制备和微凸点匹配的金属互连；

S3、将中间晶圆的第一表面和BSI晶圆的第一表面进行面对面键合；

S4、以BSI晶圆为载体将中间晶圆从中间晶圆的第二表面处进行减薄；

S5、在中间晶圆的第二表面上刻蚀露出TSV并制备凸点；

S6、在中间晶圆的第二表面上键合辅助晶圆；

S7、以辅助晶圆和中间晶圆为载体将BSI晶圆从BSI晶圆的第二表面处进行减薄；

S8、在BSI晶圆上完成背照图像传感器模块的后续制程；

S9、去除中间晶圆第二表面上的辅助晶圆；

S10、划片得到键合后的中间芯片和BSI芯片，并将键合后的中间芯片和BSI芯片键合至基板上。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中减薄后的中间晶圆的厚度为30～100μm。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S6具体为：

在中间晶圆的第二表面上甩胶，通过热压胶粘的方式将辅助晶圆键合到中间晶圆的第二表面上。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S7中BSI晶圆减薄至BSI晶圆露出像素阵列结构。

作为本发明的进一步改进，所述微凸点为呈凸起状的金属以及位于所述金属上的过渡金属层或焊料，金属互连包括呈平面的金属端面。

作为本发明的进一步改进，所述过渡金属层包括化鎳鈀浸金(ENEPIG)、或化鎳浸金(ENIG)；所述焊料包括铟或化锡。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S10中键合后的中间芯片和BSI芯片通过倒装键合的方式键合至基板上。

本发明还公开了另一种背照图像传感器的制造方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在含模拟信号处理电路的中间晶圆的第一表面上制备微凸点；

S2、在含背照图像传感器模块的BSI晶圆的第一表面上制备和微凸点匹配的金属互连；

S3、将中间晶圆的第一表面和BSI晶圆的第一表面进行面对面键合；

S4、以BSI晶圆为载体将中间晶圆从中间晶圆的第二表面处进行减薄；

S5、在中间晶圆的第二表面上制备TSV和凸点；

S6、在中间晶圆的第二表面上键合辅助晶圆；

S7、以辅助晶圆和中间晶圆为载体将BSI晶圆从BSI晶圆的第二表面处进行减薄；

S8、在BSI晶圆上完成背照图像传感器模块的后续制程；

S9、去除中间晶圆第二表面上的辅助晶圆；