[发明专利]图像传感器芯片的封装结构及封装方法

权利要求书

1.一种图像传感器芯片的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供封装基板和图像传感器芯片，所述封装基板具有透光区，所述图像传感器芯片形成在一半导体衬底的正面上，且所述图像传感器芯片周围的半导体衬底正面上形成有多个焊盘，每个焊盘是由多层金属层互连而成的金属结构；

在所述焊盘的表面上形成粘合层，通过所述粘合层粘合所述封装基板与所述半导体衬底的正面，其中，所述透光区对应所述图像传感器芯片的感光区；

对所述半导体衬底的背面进行减薄，并对减薄后的所述半导体衬底的背面进行刻蚀以形成沟槽，所述沟槽暴露所述焊盘的最底层金属层；

在所述沟槽和所述半导体衬底的背面上形成绝缘层，所述绝缘层覆盖所述半导体衬底的背面以及被所述沟槽露出的焊盘的最底层金属层靠近半导体衬底的部分表面；

不同程度刻蚀所述焊盘以使所述焊盘的多层金属层形成阶梯状结构，且在刻蚀所述沟槽处的焊盘的各层金属层以形成阶梯状结构时，所述焊盘的各层金属层中至少保留其最顶层金属层不被刻蚀；

在所述绝缘层以及所述阶梯状结构表面形成布线金属层，所述布线金属层与所述阶梯状结构的每层金属层接触；

在所述布线金属层表面形成保护层，并刻蚀所述保护层形成暴露出所述布线金属层的多个开口；以及

在所述开口中设置凸点。

2.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，提供所述图像传感器芯片的步骤包括：

提供所述半导体衬底；

在所述半导体衬底的正面上形成至少一个图像传感单元，所述图像传感单元所在区域为所述感光区；

在每个图像传感单元的周围形成多个焊盘。

3.如权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述图像传感单元以及各个焊盘均部分形成在所述半导体衬底正面的钝化层中。

4.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，采用点胶、画胶、印刷胶、滚胶或光刻工艺图案化胶的方式，形成所述粘合层，以通过所述粘合层粘合所述封装基板与所述半导体衬底的正面。

5.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，形成所述阶梯状结构时，从焊盘的最底层金属层至其最顶层金属层的刻蚀程度依次均匀递减，以使得所述最底层金属层至所述最顶层金属层在沟槽侧壁的延伸长度依次均匀加长。

6.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述绝缘层包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和有机聚合物中的至少一种。

7.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，通过回流焊法、植球法、蒸发法、化学镀法、电镀法或者印刷焊膏法在开口位置形成凸点。

8.如权利要求1或7所述的封装方法，其特征在于，所述凸点的材料包括铝、锡、银、铅、铜、锌、铋、铟、金和锑中的一种或者多种。

9.一种采用权利要求1-8中任一项所述的图像传感器芯片的封装方法制作的图像传感器芯片的封装结构，其特征在于，包括：

半导体衬底；

图像传感器芯片，形成在所述半导体衬底的正面上；

沟槽，形成于所述半导体衬底背面；

多个焊盘，分布在所述图像传感器芯片周围的半导体衬底中，且所述沟槽处的焊盘是由多层金属层互连而成的阶梯状结构，所述阶梯状结构通过不同程度刻蚀所述沟槽处的焊盘的各层金属层而形成，且在形成所述阶梯状结构的过程中，所述焊盘的各层金属层中至少保留其最顶层金属层不被刻蚀；

绝缘层，覆盖所述半导体衬底的背面，并暴露出所述阶梯状结构的各个台阶表面；

布线金属层，覆盖所述绝缘层以及所述暴露出的所述阶梯状结构的台阶表面，并与所述阶梯状结构的各个台阶的金属层接触；

保护层，覆盖所述布线金属层表面，且具有暴露所述布线金属层的多个开口；以及

凸点，设置在所述开口中，并与所述布线金属层导电接触；

封装基板和粘附层，所述封装基板具有透光区，所述封装基板通过形成于所述焊盘的表面上的粘合层与所述半导体衬底的正面粘合，所述透光区对应所述图像传感器芯片的感光区。