[发明专利]用于CIS倒装芯片接合的互连结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

金属焊盘，位于图像传感器芯片的背侧表面，所述图像传感器芯片包括图像传感器，所述图像传感器位于所述图像传感器芯片的半导体衬底的与所述背侧表面相对的前侧表面处，所述金属焊盘包括作为所述金属焊盘的顶部的金属饰面；

柱状凸块，位于所述金属焊盘上方并且电连接至所述金属焊盘，所述柱状凸块为非堆叠柱状凸块并且包括凸块区域和连接至所述凸块区域的尾部区域，其中所述尾部区域包括垂直于所述金属焊盘的顶面的金属线部分，所述尾部区域足够短以支持其自身来对抗地心引力；

位于所述金属焊盘的金属饰面上方和所述柱状凸块下方的第一焊料层以用于吸收所述柱状凸块接合处的抽吸力；

接合至所述图像传感器芯片的衬底，其中，所述衬底的第一部分与所述图像传感器芯片的一部分重叠，所述衬底的第一部分包括接触所述柱状凸块的所述尾部区域的电连接件，并且所述衬底的第二部分连接至所述第一部分，其中，所述衬底的第二部分包括与所述图像传感器芯片的底面齐平的下端，并且金属迹线形成在所述衬底内，与所述电连接件电连接并且从所述衬底的第一部分延伸至所述衬底的第二部分；以及

印刷电路板，接合至所述衬底，其中，所述金属迹线延伸穿过所述印刷电路板，使得所述电连接件与所述印刷电路板电连接，

其中，所述图像传感器芯片还包括：

传导通孔，穿透所述半导体衬底且与所述金属焊盘一体形成，其中，所述金属焊盘通过所述传导通孔连接至所述前侧表面处的互连结构。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述衬底的所述电连接件包括接触所述柱状凸块的所述尾部区域并且位于所述尾部区域上方的第二焊料层，其中，通过加热所述衬底至不足以熔化所述第二焊料层的温度使所述第二焊料层被软化，以使所述尾部区域与所述电连接件具有良好接触。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述衬底包括窗，并且所述图像传感器芯片的所述图像传感器与所述窗对齐。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属线部分是直的，并且长度方向垂直于所述金属焊盘的顶面。

5.一种半导体器件，包括：

图像传感器芯片，包括：

半导体衬底；

图像传感器，位于所述半导体衬底的前侧；

金属焊盘，位于所述半导体衬底的背侧，所述金属焊盘包括作为所述金属焊盘的顶部的金属饰面；和

传导通孔，穿透所述半导体衬底且与所述金属焊盘一体形成，其中，所述金属焊盘通过所述传导通孔电连接至所述前侧的表面处的互连结构；

第一焊料层，位于所述金属焊盘的金属饰面上方；以及

柱状凸块，位于所述第一焊料层上方并且通过所述第一焊料层电耦合至所述金属焊盘，所述柱状凸块为非堆叠柱状凸块并且包括凸块区域和附接至所述凸块区域的尾部区域，所述尾部区域包括具有均匀的尺寸的金属线部分，其中，所述第一焊料层用于吸收所述柱状凸块接合处的抽吸力；

通过倒装芯片接合与所述图像传感器芯片接合的衬底，其中，所述衬底的第一部分与所述图像传感器芯片的一部分重叠，所述衬底的第一部分包括与所述柱状凸块的尾部区域接触的电连接件，并且所述衬底的第二部分连接至所述第一部分，其中，所述衬底的第二部分包括与所述图像传感器芯片的底面齐平的下端，并且金属迹线形成在所述衬底内，与所述电连接件电连接，并且从所述衬底的第一部分延伸至所述衬底的第二部分；以及

印刷电路板，接合至所述衬底，其中，所述金属迹线延伸穿过所述印刷电路板，使得所述电连接件与所述印刷电路板上的焊盘电连接。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述衬底的所述电连接件包括与所述柱状凸块的尾部区域接触并且位于所述尾部区域上方的第二焊料层，其中，通过加热所述衬底至不足以熔化所述第二焊料层的温度使所述第二焊料层被软化，以使所述尾部区域与所述电连接件具有良好接触。

7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述金属线部分的高度在20μm至170μm之间。