[发明专利]一种半导体传感器封装及其形成方法

说明书

本发明提供了一种半导体传感器封装及其形成方法，该方法包括以下步骤：一半导体衬底包括多个呈矩阵排列的光电二极管阵列，在所述光电二极管阵列中的每个光电二极管的周围区域形成第一沟槽，并在每个所述光电二极管的正对区域形成第二沟槽，在所述第一沟槽中形成隔离结构，并在所述第二沟槽中填充柔性材料，接着在所述半导体衬底的第二表面上形成减反射层，接着形成光刻胶层，并在对应所述隔离结构的区域形成第三沟槽，进一步刻蚀所述隔离结构以形成与所述第三沟槽贯通的第四沟槽，接着在所述第三沟槽和所述第四沟槽中填充金属材料以形成光隔离结构，接着在所述光隔离结构所围绕的区域中形成滤色器单元，在所述滤色器单元上形成微透镜。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种半导体传感器封装及其形成方法。

背景技术

感光器件是工业摄像机最为核心的部件，图像传感器有CMOS和CCD两种，与CCD相比，CMOS具有体积小，耗电量不到CCD的1/10，售价也比CCD便宜1/3的优点。与CCD产品相比，CMOS是标准工艺制程，可利用现有的半导体设备，不需额外的投资设备，且品质可随著半导体技术的提升而进步。同时，全球晶圆厂的CMOS生产线较多，日后量产时也有利于成本的降低。另外，CMOS传感器的最大优势，是它具有高度系统整合的条件。理论上，所有图像传感器所需的功能，例如垂直位移、水平位移暂存器、时序控制、CDS、ADC…等，都可放在集成在一颗晶片上，甚至于所有的晶片包括后端晶片(Back-end Chip)、快闪记忆体(Flash RAM)等也可整合成单晶片(SYSTEM-ON-CHIP)，以达到降低整机生产成本的目的，现有的CMOS图像传感器在使用过程中，暗电流会逐渐变大，进而影响CMOS图像传感器的性能。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种半导体传感器封装及其形成方法。

为实现上述目的，本发明提出的一种半导体传感器封装的形成方法，包括以下步骤：

(1)提供一半导体衬底，所述半导体衬底具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述半导体衬底包括多个呈矩阵排列的光电二极管阵列，所述光电二极管阵列从所述半导体衬底的第一表面露出。

(2)从所述半导体衬底的第二表面对所述半导体衬底进行刻蚀，以在所述光电二极管阵列中的每个光电二极管的周围区域形成第一沟槽，并在每个所述光电二极管的正对区域形成第二沟槽。

(3)在所述第一沟槽中形成隔离结构，并在所述第二沟槽中填充柔性材料。

(4)接着在所述半导体衬底的第二表面上形成减反射层。

(5)接着在所述减反射层上形成光刻胶层，在所述光刻胶层中对应所述隔离结构的区域形成第三沟槽，进一步刻蚀所述隔离结构以形成与所述第三沟槽贯通的第四沟槽。

(6)接着在所述第三沟槽和所述第四沟槽中填充金属材料以形成光隔离结构，然后去除所述光刻胶层。

(7)接着在所述光隔离结构所围绕的区域中形成滤色器单元。

(8)接着在所述滤色器单元上形成微透镜。

作为优选，通过湿法刻蚀或干法刻蚀形成所述第一沟槽以及所述第二沟槽，所述第一沟槽的深度大于所述第二沟槽的深度。

作为优选，所述隔离结构包括从下到上依次层叠的第一介质层、金属层以及第二介质层，所述柔性材料包括聚酰亚胺、聚酯化合物、环烯烃聚合物、液晶聚合物、橡胶、硅树脂中的一种或多种。

作为优选，所述减反射层包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的一种或多种，所述减反射层为单层结构或多层结构。

作为优选，所述金属材料为铜、铝、钨、金、银、铂、钛、钯中的一种或多种。

作为优选，所述滤色器单元为含有染料的有机树脂，所述微透镜的材料为树脂。