[发明专利]一种CMOS图像传感器三维封装方法

说明书

本发明公开一种CMOS图像传感器的三维封装方法，包括以下步骤：提供图像传感器芯片；在图像传感器芯片上采用后道工序形成金属互连层；形成重新布线层；形成钝化层；形成第一触点柱；提供协处理器芯片；将所述协处理器芯片的衬底进行减薄处理；形成硅通孔并钝化处理；形成第二触点柱；以及将所述第一触点柱和所述第二触点柱对应，使所述图像传感器芯片与所述协处理器芯片相互连接。本发明有效提高了芯片的集成度。同时，芯片间垂直互联，通过重新布线层实现图像传感器和图像处理器之间的通讯，降低了寄生效应。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种CMOS图像传感器三维封装方法。

背景技术

目前CMOS图像传感器取得巨大发展，相比传统的CCD传感器，CIS设备速度更快、体积更小、价格更低，这主要是由于其集成度更高，功耗更低。CMOS图像传感器主要用于手机摄像，这对其集成度有着更高的要求，因此需要将其传感芯片和图像处理芯片结合在一起。

但是，现有的CMOS图像传感器和图像处理器之间的3D封装存在布局布线不合理，引线引脚不可靠等问题。本发明基于过孔硅技术，对重新布线层进行优化，同时给出了超低间距的钝化技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种芯片集成度高、寄生效应低的CMOS图像传感器的三维封装方法。

本发明提供的CMOS图像传感器的三维封装方法，包括以下步骤：

提供图像传感器芯片；

在图像传感器芯片上采用后道工序形成金属互连层；

在上述金属互连层(SnAgCu/Ni/Cu/Ti/Cu)上形成重新布线层；

在经上述处理的图像传感器芯片上形成钝化层；

将图像传感器的硅衬底背面通过硅通孔将电路连接引出形成接触点形成第一触点柱；

提供协处理器芯片；

将所述协处理器芯片的衬底进行减薄处理；

形成硅通孔并钝化处理；

在协处理器和图像传感器所对应的位置上引出电路接触点形成第二触点柱；

将所述第一触点柱和所述第二触点柱对应，使所述图像传感器芯片与所述协处理器芯片相互连接。

本发明的CMOS图像传感器的三维封装方法中，优选为，所述金属互连层包括钛势垒层和铜晶种层，所述钛势垒层的厚度为50-200nm，所述铜晶种层的厚度为20-400nm。

本发明的CMOS图像传感器的三维封装方法中，优选为，形成重新布线层的流程为：生长Al层并进行光刻，然后采用电化学沉积法生长Cu层，并退火形成所述重新布线层。

本发明的CMOS图像传感器的三维封装方法中，优选为，所述Al层的厚度为0.1-2.0μm，所述Cu层的厚度为0.5-1.5μm。

本发明的CMOS图像传感器的三维封装方法中，优选为，退火的温度为135-145℃，退火时间0.5-2小时。

本发明的CMOS图像传感器的三维封装方法中，优选为，形成钝化层的流程为：采用化学气相沉积方法沉积氮化硅和低应力二氧化硅形成所述钝化层。

本发明的CMOS图像传感器的三维封装方法中，优选为，所述氮化硅的厚度为100-500nm，所述低应力二氧化硅的厚度为100-600nm。

本发明的CMOS图像传感器的三维封装方法中，优选为，形成第一触点柱、所述第二触点柱的流程为：采用电化学沉积法依次生长厚度1-12μm的Cu，厚度0.2-2μm的Ni，厚度0.2-8μm的Sn。