[发明专利]低温下砷化镓图像传感器圆片级芯片尺寸封装工艺

权利要求书

1.一种低温条件下砷化镓图像传感器圆片级芯片尺寸封装工艺，其特征在于①首先进行载片与图像传感器器件晶圆之间的键合，以保护芯片晶圆有源面并为器件晶圆减薄提供支撑；②然后通过研磨方法使器件晶圆减薄至一定厚度；③再通过砷化镓湿法腐蚀方法形成器件晶圆背面到焊盘的通路；④旋涂光敏有机树脂，填充步骤③形成的通路并均匀覆盖在器件晶圆背面；⑤接着对光敏有机树脂进行光刻形成垂直互连通孔；⑥进行金属化并制作焊盘、RDL、钝化层和凸点；⑦最后划片形成独立的封装器件。

2.按权利要求1所述的工艺，其特征在于具体的工艺步骤：

A.晶圆键合

(a)首先在载片和器件晶圆有源面旋涂一层紫外粘接剂，并将载片和器件晶圆进行键合；

(b)紫外粘接剂暴露在紫外线下进行深度固化；

B.器件晶圆减薄

(a)在完成步骤A以后，通过研磨方法进行器件晶圆背面减薄，器件晶圆的最终厚度是80-120μm；

C.砷化镓湿法腐蚀

(a)在完成步骤B以后，先制作湿法腐蚀Si₃N₄掩膜，并刻蚀出10-20μm正方形窗口；

(b)砷化镓湿法腐蚀的腐蚀液采用体积比为9H₃PO₄+1H₂O₂+20H₂O，湿法腐蚀的温度为20-40℃；

(c)腐蚀器件晶圆有源面焊盘下的绝缘层；

D.绝缘隔离

(a)在完成步骤C以后，旋涂光敏有机树脂使其在步骤C中形成的通路中填充，并均匀涂覆在器件晶圆背面；

E.制作垂直互连通孔及其金属化

(a)在完成步骤D以后，进行光敏有机树脂光刻，形成垂直互连通孔；

(b)金属化前先沉积种子层，种子层为Ti/Pt/Au层，其中Ti/Pt层为阻挡层，Au层为粘附层；

(c)再进行Cu电镀，使Cu填充垂直互连通孔，以完成通孔金属化；

F.RDL层、钝化层及凸点制作

(a)在完成步骤E以后，一并形成RDL层；实现湿法腐蚀和垂直通孔互连技术的结合；

(b)制作钝化层，并刻蚀钝化层形成开口；

(c)制作凸点，凸点材料为In；

G.划片

(a)在完成F步骤以后，进行划片，从而形成独立的封装器件。

3.按权利要求2所述的工艺，其特征在于步骤A中(a)所述的紫外粘结剂为苯丙环丁烯，它在载片和器件晶圆上的厚度为5-15μm；所述的苯环丁烯紫外粘结剂是在365nm紫外线下固化的。

4.按权利要求2或3所述的工艺，其特征在于所述的紫外粘结剂在载片和器件晶圆上的厚度为3-7μm。

5.按权利要求2所述的工艺，其特征在于步骤C中(b)砷化镓湿法腐蚀的深度为80-120μm，得到各向异性的互连通路，互连通路的特征尺寸是开口为250μm的正方形，底部宽为40μm矩形。

6.按权利要求2或5所述的工艺，其特征在于在砷化镓晶面形成“V型”结构；在晶面形成“< >型”结构。

7.按权利要求5所述的工艺，其特征在于所述的腐蚀深度为90-110μm。

8.按权利要求1或2所述的工艺，其特征在于所述的垂直互连通孔是使用低能量等离子刻蚀或厚膜光刻技术，使用的光敏有机树脂在低功率、低等离子体能量条件下实现垂直互连通孔刻蚀。

9.按权利要求8所述的工艺，其特征在于垂直互连通孔的特征尺寸是深度为100-120μm，直径为15-35μm，光敏有机树脂在“< >型”结构中能完全充填。

10.按权利要求2所述的工艺，其特征在于：

①步骤F中(c)的In凸点直径为150-250μm；

②整个工艺步骤是在≤250℃的低温下完成的。