[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种半导体装置，特别有关于一种图像传感器的接合焊盘结构。

背景技术

互补型金属氧化物半导体晶体管(complementary metal-oxide-silicon，CMOS)图像传感器(以下简称为CMOS图像传感器)为一种将光学图像转换成电子信号的装置。CMOS图像传感器利用金属氧化物半导体晶体管(metal-oxide-silicon，MOS)作为后续传输电子信号的开关元件。CMOS图像传感器具有多个优于电荷耦合元件(charge coupled device，CCD)图像传感器(以下简称为CCD图像传感器)之处。举例来说，CMOS图像传感器的制造成本和消耗功率皆低于CCD图像传感器。且CCD图像传感器的制造工艺比CMOS图像传感器更为复杂。此外，CCD图像传感器无法随机存取，但CMOS图像传感器可以随机存取。自1990年来，由于CMOS制造工艺和信号处理演算法持续不断地发展，CMOS图像传感器的合格率得到提升。

图1a为美国专利号6,964,916B2的CMOS图像传感器。上述的CMOS图像传感器具有保护层后接合焊盘区(post-passivation pad portion)224，其位于接合焊盘(bond pad)222上，以形成高度高于接合焊盘222的接合焊盘结构(包括接合焊盘222和保护层后接合焊盘区224)，且其阶高(step height)小于接合焊盘的阶高。保护层后接合焊盘区224稍高于平坦层204a的顶部。上述现有的CMOS图像传感器虽具有较平坦的形貌结构(topography)，但其堆叠高度(stack height)仍然过高。图1b为美国专利号6,369,417B1的CMOS图像传感器。接合焊盘开口部分310在形成彩色滤光片305、平坦化光刻胶306和微透镜307之后形成，其可保护金属导线301不受损伤及污染。现有CMOS图像传感器的接合焊盘开口部分310电连接至顶金属导线301，其堆叠高度仍需要降低。

假如CMOS图像传感器的堆叠高度过高，通过的光会被多余的材料吸收，而影响CMOS图像传感器的感光度(sensitivity)。同样地，由于较高的堆叠高度会增强入射光的绕射，而产生色度亮度干扰(crosstalk)的问题，因此需要一种具有较低堆叠高度的CMOS图像传感器。

发明内容

为达成发明的上述目的，本发明提供一种半导体装置，包括基板，其包括图像传感器区和电路区，其中上述电路区包括接合焊盘区和连线区；多层互连线结构，形成于上述基板上，其中上述多层互连线结构包括多个介电层、多根较低导线和顶连线，上述多根较低导线位于上述接合焊盘区和上述连线区中，上述顶连线位于上述连线区中的至少一根较低导线上；保护层，形成于上述多层互连线结构上方；接合焊盘结构，形成于上述保护层和至少一个介电层中，以及上述接合焊盘区中的至少一根较低导线上，且上述接合焊盘结构电连接至上述接合焊盘区中的至少一根较低导线。

如上所述的半导体装置，其中该图像传感器区包括形成于该基板上的图像传感器。

如上所述的半导体装置，其中该保护层包括单一层或复合层。

如上所述的半导体装置，其中该接合焊盘结构包括开口和位于该开口中的接合焊盘层。

如上所述的半导体装置，其中该接合焊盘层的表面大体上与该保护层共平面。

如上所述的半导体装置，其中该接合焊盘层的表面大体上低于该保护层的表面。

如上所述的半导体装置，其中该接合焊盘结构还包括平坦层，其覆盖于该保护层和该接合焊盘结构上。

如上所述的半导体装置，其中该接合焊盘结构还包括微透镜层，覆盖于该平坦层上。

本发明还提供一种半导体装置的制造方法，包括下列步骤：提供基板，该基板包括图像传感器区和电路区，其中该电路区包括接合焊盘区和连线区；在该基板上形成多层互连线结构，其中该多层互连线结构包括多个介电层、多根较低导线和顶连线，所述多根较低导线位于该接合焊盘区和该连线区中，该顶连线位于该连线区中的至少一根较低导线上；在该多层互连线结构上方形成保护层；以及在该保护层和至少一个介电层中形成接合焊盘结构，且电连接至位于该接合焊盘区中的至少一根较低导线。