[发明专利]晶圆级封装式半导体装置，及其制造方法

说明书

封装式半导体装置，其包括具有半导体装置被制造在其上的装置晶粒。与该装置晶粒相对的载体层覆盖该半导体装置。坝体结构支撑在该装置晶粒上面的该载体层，该坝体结构设置在其间。该半导体装置进一步包括用以附着该坝体结构至该装置晶粒的第一密封部，及用以附着该坝体结构至该载体层的附着装置。该装置晶粒、该坝体结构、及该载体层形成封装该半导体装置的密封腔室。形成在装置晶圆上的半导体装置的封装方法包括：形成包括载体晶圆及在其上的多个坝体结构的组件。在该形成步骤之后，该方法附着该多个坝体结构至该装置晶圆，以形成各自的多个封装式半导体装置。

技术领域

本发明涉及晶圆级芯片尺寸的半导体装置封装技术，特别地，是关于在装置晶圆上的互补式金氧半导体(CMOS)影像传感器的封装。

背景技术

利用CMOS技术制造的晶圆级芯片尺寸(WL-CS)封装的照相机，已被合并应用于高容量消费性产品中的照相机，例如：移动装置和汽车。此种照相机包括具有画素数组的CMOS影像传感器，其中每一画素包括可聚光的微透镜。在微透镜上发生污染状况，微透镜能够将其黏附并使相关的画素失效。因此，WL-CS封装的一个功能是隔绝每个在晶圆上的CMOS影像传感器远离该污染。晶圆级封装技术无法与此等微透镜接触，以防发生损坏它们的危险，而且该封装技术必须是光学透明的，使得CMOS影像传感器上的光入射不会被过滤。

图1描绘在装置晶圆122上方的载体晶圆124，其包括晶粒数组101，该晶粒数组的每个包括在其上的半导体装置。在图1的实施例中，该半导体装置是CMOS影像传感器，其包括微透镜数组100。装置晶圆122可由硅、硅锗、硅碳化物或在技术领域中使用的相同材料所形成。载体晶圆124是WL-CS封装的一部分，其可由玻璃、塑料，或不阻碍半导体装置在晶粒101上操作的任何材料所形成。在图1的实施例中，载体晶圆124是光学透明的，使得到达微透镜数组100的光不会显著地被过滤。

切割包括由载体晶圆124所封装的装置晶圆122的组件将导致WL-CS封装的影像传感器，如图2中的现有技术的WL-CS封装影像传感器290。图2是Badehi的6,777,767号美国专利所揭露的WL-CS封装影像传感器290的横剖面图。微透镜数组207被安装在基板202，其被连接至导电垫212。导电垫212是被电性地连接到电接点208，该电接点是被电性地连接到导电凸缘210。环氧物204将基板202黏合至封装层206的底部。间隔组件216将玻璃封装层224从微透镜数组207分开，形成微透镜数组腔室220。环氧封胶218密封具有腔室高度221的腔室220，在该腔室高度221的方向，环氧封胶218桥接于在封装层224和电接点208之间，及封装层224和基板202之间的腔室220。

WL-CS封装影像传感器290的限制是，导电垫212的热膨胀系数(CTE)、间隔组件216，和环氧封胶218是在制造过程中应可随温度变化而足以产生分层的分散，例如，在表面安装制程期间。Weng等人的7,528,420号美国专利，阐述了将凹槽应用至载体晶圆324中的此种限制，如图3所示。载体晶圆324被接合至装置晶圆322。载体晶圆324包括凹槽316，其导致微透镜腔室320，每个微透镜腔室封入个别的微透镜数组307。凹槽316被光刻蚀刻到载体晶圆324中。每个微透镜腔室320具有腔室高度321。

发明内容

一种封装半导体装置技术，包括具有在其上制造的半导体装置的装置晶粒。相对该装置晶粒的载体层覆盖该半导体装置。坝体结构支撑该装置晶粒上的该载体层，该坝体结构位于其间。该半导体装置还包括用于附着该坝体结构至该装置晶粒的第一密封部，和用于附着该坝体结构至该载体层的附着装置。该装置晶粒、该坝体结构、及该载体层形成密封腔室，该密封腔室封装该半导体装置。既非该第一密封部，亦非用以附着该坝体结构至该载体层的该附着装置，也非它们其中的组合，独立地桥接该装置晶粒与该载体层之间的缝隙。