[发明专利]图像感测装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种图像感测装置及其制造方法，尤其涉及一种用于背 面受到照射的图像感测器的连接垫结构及其制造方法。

背景技术

图像感测器是提供网格(grid)状排列的像素，例如光敏二极管或光学二极 管、复位晶体管(reset transistor)、源极跟随晶体管(source follower transistor)、 固定层光电二极管(pinned layer photodiode)、及或转移晶体管(transfer transistor)，以用于记录光的强度或亮度。像素是借由电荷载流子的累积来对 光线产生反应，这些电荷载流子是当光线进入/穿越一硅层时所产生的。光线 越多，则产生越多电荷。这些电荷载流子被感应器所接收而被转换成后续对 其他电路有用的电性信号，而对适当的应用装置例如数码相机提供色彩与亮 度的信息。像素网格的一般形式是包含形成于一硅半导体芯片上的一电荷耦 合装置(charge coupled device；CCD)或互补式金属-氧化物-半导体 (complementary metal oxide semiconductor；CMOS)图像感测器(CMOS image sensor；CIS)。将一半导体芯片纳入一电路时，此半导体芯片是经由各种输 入/输出(input/output；I/O)垫来与外界沟通，这些输入/输出垫例如是信号垫 (signal pad)与电源/接地(power/ground；P/G)垫。

图1是一图像感测器装置100的剖面图，其中图像感测器装置100是具 有一基底102，基底102是夹置于玻璃层108与112之间。玻璃层108是覆 盖而保护形成于一半导体装置基底150上的像素阵列104、光学与滤光元件 160与一特殊应用集成电路(application-specific integrated circuit；ASIC)106。 一间隙151是将玻璃层108与像素阵列基底150、光学与滤光元件160分离。 一组合层110是形成于基底150上，组合层110是具有多层金属内连线 (multi-layer interconnect；MLI)层M1～M3。每个多层金属内连线具有一层， 其包含将一个多层金属内连线的一部分电性连接至另一个多层金属内连线 的多个金属迹线(trace)。一介电材料117则将上述金属迹线分离，介电材料 117也用于在具有金属迹线的各层之间形成介层窗(via)层。上述介层窗层具 有多个金属介层窗116，这些金属介层窗116是电性连接不同层中的金属迹 线。一导电体或金属层119是提供一I/O介面而经由侧面连接的倾斜连接垫 (T-connect pad)(未示出)来连至芯片以外的电路(off chip circuitry)。倾斜连接 垫是连接至形成于金属层119中的垫部120，金属层119则是形成于图像感 测器装置100的边缘。垫部120是借由介电材料117而与其他的垫部120分 离。另外，由于上述的连接是作在图像感测器侧，故垫部120是形成于金属 层119的边缘，并位于特殊应用集成电路106的下方，但未形成于像素阵列 104的下方。

图1的图像感测器装置100是以芯片尺寸封装(chip scale package；CSP) 来制造，以缩减装置尺寸。其工艺包含将一导电体置于整个基底102上。以 例如化学机械研磨(chemical-mechanical polishing；CMP)工艺来平坦化基底 102，借此移除多余的导体，以形成垫部120。然而，化学机械研磨已广为人 知是金属层119例如铜层的制造上的低合格率的成因，其原因在于包含介电 腐蚀与金属碟化效应(metal dishing effects)的制造上的问题会发生于具有较 大线宽的金属表面，因此会减少金属层(铜层)119的厚度，因而增加一内连 线与外部电路系统之间的电阻。