[发明专利]后表面照明的固态图像传感器

说明书

背景技术

本发明为申请序号为12/940,326的美国专利申请（申请日为2010年11月5日）的继续申请，该专利申请的内容在此通过引用并入本。

本申请示出和描述的主题涉及微电子图像传感器和制造例如微电子图像传感器的方法。

固体图像传感器，例如电荷耦合器件、（“CCD”）阵列，具有广泛的应用，例如，它们可以用于捕捉数码照相机、手持摄像机、手机照相机等产品中的图像。位于芯片上的一个或多个光检测元件，与一些必要的电子设备一起，用于捕捉图像的基本单元“像素”或象素。

对固态图像传感器的结构和用于制造固态图像传感器的方法能够进行改进。

发明内容

根据一个实施例，一种微电子单元可包括：具有前表面和远离所述前表面的后表面的半导体元件，和与所述半导体元件的前表面连接的封装层。所述半导体元件可包括光检测器和在前表面上与所述光检测器连接的导电接触件，所述光检测器包括排成阵列的多个光检测器元件，与所述前表面相邻设置且与所述后表面的一部分对齐以接收穿过所述后表面的部分的光。所述导电接触件可包括具有第一厚度的薄区和具有比第一厚度更厚的第二厚度的厚区。导电互连可穿过封装层延伸至导电接触件的薄区，所述导电互连的至少一部分在所述微电子单元的表面暴露。

在另一个实施例中，一种制造微电子单元的方法可包括：形成延伸穿过与半导体元件的前表面连接的封装层并中止在导电接触件的薄区的凹入部。所述导电接触件设在所述半导体元件的前表面上。所述半导体元件具有远离所述前表面的后表面且包括具有排成阵列的多个光检测器元件的光检测器。光检测器与所述前表面相邻设置，连接到所述导电接触件且与所述后表面的一部分对齐以接收穿过所述后表面部分的光。另外，所述导电接触件在薄区具有第一厚度且包括具有比第一厚度更厚的第二厚度的厚区。方法可进一步包括形成延伸穿过所述凹入部以在所述薄区连接到所述导电接触件的导电互连，其中所述导电互连的至少一部分在所述微电子单元的表面暴露。

根据另一个实施例，一种微电子单元可包括：半导体元件，所述半导体元件具有前表面、远离所述前表面的后表面和主要由设在所述前表面和后表面之间的半导体材料构成的区域。第一封装层可与所述半导体元件的前表面连接。所述半导体元件可包括具有排成阵列的多个光检测器元件的光检测器，光检测器与所述前表面相邻设置且与所述后表面的一部分对齐以接收穿过所述后表面部分的光。在前表面上的导电接触件与所述光检测器连接。具有第二封装层的封装组件连接在所述半导体元件的后表面。导电互连可延伸穿过所述第一封装层、穿过所述导电接触件，进入所述第二封装层，且与所述导电接触件连接。所述导电互连与所述半导体区电隔离，并且所述导电互连的至少一部分在所述微电子单元的表面暴露。

在一个实施例中，半导体元件中的隔离区完全限定所述导电接触件以将所述导电接触件与所述半导体区电隔离。

附图说明

图1A-1O是示出了根据本发明一个实施例的制造后表面照明的图像传感器的方法的各个阶段的局部剖视图。

图2是示出了根据本发明一个实施例的已封装的后表面照明的图像传感器的剖视图。

图3是示出了根据本发明另一个实施例的已封装的后表面照明的图像传感器的剖视图。

图4是示出了根据本发明另一个实施例的已封装的后表面照明的图像传感器的剖视图。

图5是示出了根据本发明另一个实施例的已封装的后表面照明的图像传感器的剖视图。

具体实施方式

在本发明的一个实施例中，晶圆级封装组件公开为具有后侧照明的图像传感器。专利号为6,646,289的美国专利（在此通过引用并入）公开了采用薄硅衬底的集成电路器件。光电组件形成在远离对应的透明保护层的表面上。

如′289专利中所讨论的，硅的厚度允许光电组件暴露于透过透明保护层入射的光。滤光片可以形成在保护层的内表面上。此外，微透镜阵列也可以设在保护层的内表面上。

参考图1A-1O所示的各个制造阶段，现在将描述背面照明的图像传感器的制造方法。如图1A所示，在进行封装过程之前的制造的初步阶段中，提供半导体材料晶片10，将工艺停止层12设在晶片10的表面11上。晶片10可主要由硅构成，且可选地，可以包括其他半导体材料，例如锗（Ge）、碳（C）、合金或硅与这些材料或一种或多种第III-V族化合物半导体材料的组合物，一种或多种第III-V族化合物半导体材料中的每一个均为周期表第III族元素与第V组元素的化合物。在一个实施例中，层12能够具有约为1-5μm的厚度且主要由二氧化硅构成。