1.本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种影像传感器。本发明还涉及一种影像传感器的制造方法。
背景技术：2.现有影像传感器器件在由半导体衬底组成的晶圆上完成制造后，会进行板上芯片(chips on board，cob)封装，或芯片尺寸(chip scale package，csp)封装。由于影像传感器需要加装透镜框架结构，会使整体的影像传感器模组体积较大。目前市场采用多摄像头的影像传感器模组早已成为可穿戴设备的标准配置，随着影像传感器产品可穿戴需求的不断增加，以及对影像传感器小体积轻薄化的要求提高，目前传统影像传感器集成工艺，普遍由晶圆厂完成晶圆制造之后再由封测厂封装，从整个生产周期，以及产品在设备中的体积占比的小型化需求，传统制造封测工艺已经越来越不能满足影像传感器高集成度的需求。
技术实现要素：3.本发明所要解决的技术问题是提供一种影像传感器，能在影像传感器模组中实现裸芯片的高密度集成。为此，本发明还提供一种影像传感器的制造方法。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的影像传感器包括：形成于半导体衬底上的影像传感器的裸芯片、由透明玻璃形成的重构晶圆和重布线结构。
5.所述裸芯片具有相对的第一表面和第二表面，所述裸芯片的第一表面为入光侧表面。
6.重构芯片由多个所述裸芯片组合而成，所述重构芯片形成于所述重构晶圆上；在所述重构芯片的形成区域中，所述重构晶圆的第二表面上形成有多个凹槽；各所述凹槽分别固定放置有一个所述裸芯片且所述裸芯片通过第一表面固定在所述凹槽的底部表面上。
7.第一膜层填充在所述裸芯片外的所述凹槽的间隙中、所述裸芯片的第二表面和所述凹槽外的所述重构晶圆的第二表面。
8.所述重布线结构包括第一通孔、第一金属连线层和第一焊垫。
9.所述第一通孔穿过所述第一膜层并和所述裸芯片的第二表面的顶层金属层连接。
10.所述第一金属连线层位于所述第一膜层的顶部；所述第一通孔和所述第一金属连线层用于将所述裸芯片的金属电极引出。
11.钝化层覆盖在各所述第一金属连线层和所述第一金属连线层外的所述第一膜层表面。
12.所述第一焊垫形成在所述第一金属连线层的引出区域顶部表面上并穿过所述钝化层。
13.进一步的改进是，同一所述重构晶圆上形成有多个所述重构芯片。
14.进一步的改进是，各所述重构芯片在所述重构晶圆上分割后，所述重构芯片通过所述第一焊垫焊接到pcb板上。
15.所述重构芯片和所述pcb板安装在透镜框架上并组成影像传感器模组。
16.在所述透镜框架上设置有多个透镜，各所述透镜设置在各所述裸芯片的第一表面的正上方，入射光会穿过所述透镜并从所述裸芯片的第一表面进入到所述裸芯片中。
17.进一步的改进是，所述裸芯片通过透明键合胶水固定放置在所述凹槽的底部表面上。
18.进一步的改进是，所述第一膜层采用可光刻复合材料干膜。
19.进一步的改进是，所述第一通孔的开口通过光刻工艺形成。
20.进一步的改进是，所述裸芯片的第一表面上设置有微透镜阵列。
21.进一步的改进是，所述裸芯片的金属电极位于第一表面上，在所述裸芯片上还形成有最后通孔，所述最后通孔穿过所述裸芯片的整个厚度并将所述裸芯片的金属电极连接到所述裸芯片的第二表面上的顶层金属层上；或者，所述裸芯片的金属电极由位于第二表面上的顶层金属层组成。
22.为解决上述技术问题，本发明提供的影像传感器的制造方法包括如下步骤：
23.步骤一、提供由透明玻璃形成的重构晶圆，将所述重构晶圆的第一表面键合到由玻璃形成的承载晶圆上。
24.步骤二、在所述重构晶圆的第二表面形成多个凹槽。
25.步骤三、提供多个形成于半导体衬底上的影像传感器的裸芯片，所述裸芯片具有相对的第一表面和第二表面，所述裸芯片的第一表面为入光侧表面；将各所述裸芯片固定放置在所述凹槽中，一个所述凹槽中放置一个所述裸芯片且所述裸芯片通过第一表面固定在所述凹槽的底部表面上。
26.重构芯片由多个所述裸芯片组成。
27.步骤四、形成第一膜层，所述第一膜层填充在所述裸芯片外的所述凹槽的间隙中、所述裸芯片的第二表面和所述凹槽外的所述重构晶圆的第二表面。
28.步骤五、进行重布线工艺，包括：
29.形成第一通孔，所述第一通孔穿过所述第一膜层并和所述裸芯片的第二表面的顶层金属层连接。
30.形成第一金属连线层，所述第一金属连线层位于所述第一膜层的顶部；所述第一通孔和所述第一金属连线层用于将所述裸芯片的金属电极引出。
31.形成钝化层，所述钝化层覆盖在各所述第一金属连线层和所述第一金属连线层外的所述第一膜层表面；
32.形成第一焊垫，所述第一焊垫形成在所述第一金属连线层的引出区域顶部表面上并穿过所述钝化层。
33.步骤六、进行解键合将所述重构晶圆从所述承载晶圆上拆解下来。
34.步骤七、对所述重构晶圆进行切割形成各单个的所述重构芯片。
35.进一步的改进是，还包括步骤：
36.步骤八、将所述重构芯片的所述第一焊垫焊接到pcb板上。
37.步骤九、将所述重构芯片和所述pcb板安装在透镜框架上并组成影像传感器模组；
38.在所述透镜框架上设置有多个透镜，各所述透镜设置在各所述裸芯片的第一表面的正上方，入射光会穿过所述透镜并从所述裸芯片的第一表面进入到所述裸芯片中。
39.进一步的改进是，步骤三中，所述裸芯片通过透明键合胶水固定放置在所述凹槽的底部表面上。
40.进一步的改进是，步骤四中，所述第一膜层采用可光刻复合材料干膜。
41.进一步的改进是，步骤五中所述第一通孔的开口通过光刻工艺形成。
42.进一步的改进是，所述裸芯片的第一表面上设置有微透镜阵列。
43.所述裸芯片的金属电极位于第一表面上；在所述裸芯片上还形成有最后通孔，所述最后通孔穿过所述裸芯片的整个厚度并将所述裸芯片的金属电极连接到所述裸芯片的第二表面上；或者，所述裸芯片的金属电极位于第二表面上。
44.进一步的改进是，步骤一中，采用uv键合胶将所述重构晶圆键合到由玻璃形成的承载晶圆上。
45.步骤六中采用uv光解进行所述解键合。
46.所述解键合完成后还包括对所述重构晶圆的第一表面进行湿法清洗以去除所述uv键合胶。
47.进一步的改进是，所述湿法清洗还对所述重构晶圆进行减薄。
48.本发明在裸芯片形成之后，并不是直接对裸芯片进行封装，而是裸芯片设置在由透明玻璃形成的重构晶圆上且是设置在重构晶圆的凹槽中，之后再进行重布线工艺形成重布线结构，这样就能在多个裸芯片集成在一起形成一个重构芯片，对重构芯片进行封装就能形成密度更高的影像传感器模组，所以，本发明能在影像传感器模组中实现裸芯片的高密度集成，能减少模组的尺寸，实现小型化高集成度的影像传感器模组。
附图说明
49.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
50.图1是本发明实施例影像传感器的模组的剖面结构示意图；
51.图2是本发明实施例影像传感器的模组的立体结构图；
52.图3a-图3k是本发明实施例影像传感器的制造方法各步骤中的结构示意图；
53.图4是图3k的虚线框208所示区域的放大图。
具体实施方式
54.如图1所示，是本发明实施例影像传感器的模组的剖面结构示意图；如图2所示，是本发明实施例影像传感器的模组的立体结构图；本发明实施例影像传感器包括：形成于半导体衬底上的影像传感器的裸芯片104、由透明玻璃形成的重构晶圆101和重布线结构。
55.所述裸芯片104具有相对的第一表面和第二表面，所述裸芯片104的第一表面为入光侧表面。
56.重构芯片302由多个所述裸芯片104组合而成，所述重构芯片302形成于所述重构晶圆101上；在所述重构芯片302的形成区域中，所述重构晶圆101的第二表面上形成有多个凹槽102；各所述凹槽102分别固定放置有一个所述裸芯片104且所述裸芯片104通过第一表面固定在所述凹槽102的底部表面上。本发明实施例中，所述裸芯片104通过透明键合胶水103固定放置在所述凹槽102的底部表面上。所述重构芯片302中包括4个所述裸芯片104。在其他实施例中也能为：所述重构芯片302中包括4个以外的其他数量的所述裸芯片104。
57.第一膜层105填充在所述裸芯片104外的所述凹槽102的间隙中、所述裸芯片104的第二表面和所述凹槽102外的所述重构晶圆101的第二表面。本发明实施例中，所述第一膜层105采用可光刻复合材料干膜。
58.同时结合图4的放大图所示，所述重布线结构包括第一通孔106、第一金属连线层107和第一焊垫109。
59.所述第一通孔106穿过所述第一膜层105并和所述裸芯片104的第二表面的顶层金属层110连接。本发明实施例中，所述第一通孔106的开口通过光刻工艺形成。
60.所述第一金属连线层107位于所述第一膜层105的顶部；所述第一通孔106和所述第一金属连线层107用于将所述裸芯片104的金属电极111引出。
61.本发明实施例中，所述裸芯片104的第一表面上设置有微透镜306阵列。所述裸芯片104的金属电极111位于第一表面上，在所述裸芯片104上还形成有最后通孔112，所述最后通孔112穿过所述裸芯片104的整个厚度并将所述裸芯片104的金属电极111连接到所述裸芯片104的第二表面上的顶层金属层110上。在其他实施例中也能为：所述裸芯片104的金属电极111由位于第二表面上的顶层金属层110组成。
62.钝化层108覆盖在各所述第一金属连线层107和所述第一金属连线层107外的所述第一膜层105表面。
63.所述第一焊垫109形成在所述第一金属连线层107的引出区域顶部表面上并穿过所述钝化层108。
64.本发明实施例中，同一所述重构晶圆101上形成有多个所述重构芯片302。
65.各所述重构芯片302在所述重构晶圆101上分割后，所述重构芯片302通过所述第一焊垫109焊接到pcb板304上，其中焊球303实现所述第一焊垫109和所述pcb板304上的焊垫的固定连接。
66.所述重构芯片302和所述pcb板304安装在透镜306框架305上并组成影像传感器模组。
67.在所述透镜306框架305上设置有多个透镜306，各所述透镜306设置在各所述裸芯片104的第一表面的正上方，入射光会穿过所述透镜306并从所述裸芯片104的第一表面进入到所述裸芯片104中。
68.本发明实施例在裸芯片104形成之后，并不是直接对裸芯片104进行封装，而是裸芯片104设置在由透明玻璃形成的重构晶圆101上且是设置在重构晶圆101的凹槽102中，之后再进行重布线工艺形成重布线结构，这样就能在多个裸芯片104集成在一起形成一个重构芯片302，对重构芯片302进行封装就能形成密度更高的影像传感器模组，所以，本发明实施例能在影像传感器模组中实现裸芯片104的高密度集成，能减少模组的尺寸，实现小型化高集成度的影像传感器模组。
69.本发明实施例影像传感器的制造方法包括如下步骤：
70.步骤一、如图3a所示，提供由透明玻璃形成的重构晶圆101，将所述重构晶圆101的第一表面键合到由玻璃形成的承载晶圆201上。
71.本发明实施例方法中，采用uv键合胶202将所述重构晶圆101键合到由玻璃形成的承载晶圆201上。
72.结合图3c所示，所述重构晶圆101具有多个重构芯片302的形成区域，虚线203为重
构芯片302的形成区域之间的分界线，也为后续切割时的切割线。
73.步骤二、如图3b所示，在所述重构晶圆101的第二表面形成多个凹槽102。
74.图3d是图3c中的虚线框204的放大图，虚线框204中具有一个重构芯片302的形成区域，可以看出，重构芯片302的形成区域共形成有四个所述凹槽102。在其他实施例中，也能为：重构芯片302的形成区域的所述凹槽102的数量不同于4个，如2个、3个或5个以上。
75.步骤三、如图3e所示，提供多个形成于半导体衬底上的影像传感器的裸芯片104，所述裸芯片104具有相对的第一表面和第二表面，所述裸芯片104的第一表面为入光侧表面；将各所述裸芯片104固定放置在所述凹槽102中，一个所述凹槽102中放置一个所述裸芯片104且所述裸芯片104通过第一表面固定在所述凹槽102的底部表面上。
76.重构芯片302由多个所述裸芯片104组成。
77.本发明实施例方法中，所述裸芯片104通过透明键合胶水103固定放置在所述凹槽102的底部表面上。具体包括两步分步骤：
78.如箭头线205所示，将键合胶水103a点如到所述凹槽102中，保证出胶过程无气泡。
79.如图3f所示，将所述裸芯片104贴附在所述凹槽102的内部。
80.步骤四、如图3g所示，形成第一膜层105，所述第一膜层105填充在所述裸芯片104外的所述凹槽102的间隙中、所述裸芯片104的第二表面和所述凹槽102外的所述重构晶圆101的第二表面。
81.本发明实施例方法中，所述第一膜层105采用可光刻复合材料干膜。
82.步骤五、如图3h所示，进行重布线工艺，包括：
83.形成第一通孔106，所述第一通孔106穿过所述第一膜层105并和所述裸芯片104的第二表面的顶层金属层110连接。本发明实施例方法中，所述第一通孔106的开口通过光刻工艺形成。
84.形成第一金属连线层107，所述第一金属连线层107位于所述第一膜层105的顶部；所述第一通孔106和所述第一金属连线层107用于将所述裸芯片104的金属电极111引出。
85.形成钝化层108，所述钝化层108覆盖在各所述第一金属连线层107和所述第一金属连线层107外的所述第一膜层105表面；
86.形成第一焊垫109，所述第一焊垫109形成在所述第一金属连线层107的引出区域顶部表面上并穿过所述钝化层108。
87.步骤六、如图3i所示，进行解键合将所述重构晶圆101从所述承载晶圆201上拆解下来。
88.本发明实施例方法中，如标记206所示，采用uv光解进行所述解键合。
89.如图3j所示，所述解键合完成后还包括对所述重构晶圆101的第一表面进行湿法清洗以去除所述uv键合胶202。
90.所述湿法清洗还对所述重构晶圆101进行减薄。所述重构晶圆101的被减薄的部分如虚线框207所示。
91.步骤七、如图3k所示，对所述重构晶圆101进行切割形成各单个的所述重构芯片302。
92.图3k中的虚线框208所示区域的放大图如图4所示，在所述裸芯片104的第一表面上设置有微透镜306阵列。所述裸芯片104的金属电极111位于第一表面上；在所述裸芯片
104上还形成有最后通孔112，所述最后通孔112穿过所述裸芯片104的整个厚度并将所述裸芯片104的金属电极111连接到所述裸芯片104的第二表面上。在其他实施例方法中也能为：所述裸芯片104的金属电极111位于第二表面上。
93.还包括步骤：
94.步骤八、如图1所示，将所述重构芯片302的所述第一焊垫109焊接到pcb板304上。
95.步骤九、将所述重构芯片302和所述pcb板304安装在透镜306框架305上并组成影像传感器模组；
96.在所述透镜306框架305上设置有多个透镜306，各所述透镜306设置在各所述裸芯片104的第一表面的正上方，入射光会穿过所述透镜306并从所述裸芯片104的第一表面进入到所述裸芯片104中。
97.以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种影像传感器，其特征在于，包括：形成于半导体衬底上的影像传感器的裸芯片、由透明玻璃形成的重构晶圆和重布线结构；所述裸芯片具有相对的第一表面和第二表面，所述裸芯片的第一表面为入光侧表面；重构芯片由多个所述裸芯片组合而成，所述重构芯片形成于所述重构晶圆上；在所述重构芯片的形成区域中，所述重构晶圆的第二表面上形成有多个凹槽；各所述凹槽分别固定放置有一个所述裸芯片且所述裸芯片通过第一表面固定在所述凹槽的底部表面上；第一膜层填充在所述裸芯片外的所述凹槽的间隙中、所述裸芯片的第二表面和所述凹槽外的所述重构晶圆的第二表面；所述重布线结构包括第一通孔、第一金属连线层和第一焊垫；所述第一通孔穿过所述第一膜层并和所述裸芯片的第二表面的顶层金属层连接；所述第一金属连线层位于所述第一膜层的顶部；所述第一通孔和所述第一金属连线层用于将所述裸芯片的金属电极引出；钝化层覆盖在各所述第一金属连线层和所述第一金属连线层外的所述第一膜层表面；所述第一焊垫形成在所述第一金属连线层的引出区域顶部表面上并穿过所述钝化层。2.如权利要求1所述的影像传感器，其特征在于：同一所述重构晶圆上形成有多个所述重构芯片。3.如权利要求2所述的影像传感器，其特征在于：各所述重构芯片在所述重构晶圆上分割后，所述重构芯片通过所述第一焊垫焊接到pcb板上；所述重构芯片和所述pcb板安装在透镜框架上并组成影像传感器模组；在所述透镜框架上设置有多个透镜，各所述透镜设置在各所述裸芯片的第一表面的正上方，入射光会穿过所述透镜并从所述裸芯片的第一表面进入到所述裸芯片中。4.如权利要求1所述的影像传感器，其特征在于：所述裸芯片通过透明键合胶水固定放置在所述凹槽的底部表面上。5.如权利要求1所述的影像传感器，其特征在于：所述第一膜层采用可光刻复合材料干膜。6.如权利要求5所述的影像传感器，其特征在于：所述第一通孔的开口通过光刻工艺形成。7.如权利要求1所述的影像传感器，其特征在于：所述裸芯片的第一表面上设置有微透镜阵列。8.如权利要求7所述的影像传感器，其特征在于：所述裸芯片的金属电极位于第一表面上，在所述裸芯片上还形成有最后通孔，所述最后通孔穿过所述裸芯片的整个厚度并将所述裸芯片的金属电极连接到所述裸芯片的第二表面上的顶层金属层上；或者，所述裸芯片的金属电极由位于第二表面上的顶层金属层组成。9.一种影像传感器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供由透明玻璃形成的重构晶圆，将所述重构晶圆的第一表面键合到由玻璃形成的承载晶圆上；步骤二、在所述重构晶圆的第二表面形成多个凹槽；步骤三、提供多个形成于半导体衬底上的影像传感器的裸芯片，所述裸芯片具有相对的第一表面和第二表面，所述裸芯片的第一表面为入光侧表面；将各所述裸芯片固定放置
在所述凹槽中，一个所述凹槽中放置一个所述裸芯片且所述裸芯片通过第一表面固定在所述凹槽的底部表面上；重构芯片由多个所述裸芯片组成；步骤四、形成第一膜层，所述第一膜层填充在所述裸芯片外的所述凹槽的间隙中、所述裸芯片的第二表面和所述凹槽外的所述重构晶圆的第二表面；步骤五、进行重布线工艺，包括：形成第一通孔，所述第一通孔穿过所述第一膜层并和所述裸芯片的第二表面的顶层金属层连接；形成第一金属连线层，所述第一金属连线层位于所述第一膜层的顶部；所述第一通孔和所述第一金属连线层用于将所述裸芯片的金属电极引出；形成钝化层，所述钝化层覆盖在各所述第一金属连线层和所述第一金属连线层外的所述第一膜层表面；形成第一焊垫，所述第一焊垫形成在所述第一金属连线层的引出区域顶部表面上并穿过所述钝化层。步骤六、进行解键合将所述重构晶圆从所述承载晶圆上拆解下来；步骤七、对所述重构晶圆进行切割形成各单个的所述重构芯片。10.如权利要求9影像传感器的制造方法，其特征在于：还包括步骤：步骤八、将所述重构芯片的所述第一焊垫焊接到pcb板上；步骤九、将所述重构芯片和所述pcb板安装在透镜框架上并组成影像传感器模组；在所述透镜框架上设置有多个透镜，各所述透镜设置在各所述裸芯片的第一表面的正上方，入射光会穿过所述透镜并从所述裸芯片的第一表面进入到所述裸芯片中。11.如权利要求9影像传感器的制造方法，其特征在于：步骤三中，所述裸芯片通过透明键合胶水固定放置在所述凹槽的底部表面上。12.如权利要求9影像传感器的制造方法，其特征在于：步骤四中，所述第一膜层采用可光刻复合材料干膜。13.如权利要求12影像传感器的制造方法，其特征在于：步骤五中所述第一通孔的开口通过光刻工艺形成。14.如权利要求9影像传感器的制造方法，其特征在于：所述裸芯片的第一表面上设置有微透镜阵列；所述裸芯片的金属电极位于第一表面上；在所述裸芯片上还形成有最后通孔，所述最后通孔穿过所述裸芯片的整个厚度并将所述裸芯片的金属电极连接到所述裸芯片的第二表面上；或者，所述裸芯片的金属电极位于第二表面上。15.如权利要求9影像传感器的制造方法，其特征在于：步骤一中，采用uv键合胶将所述重构晶圆键合到由玻璃形成的承载晶圆上；步骤六中采用uv光解进行所述解键合；所述解键合完成后还包括对所述重构晶圆的第一表面进行湿法清洗以去除所述uv键合胶。16.如权利要求15影像传感器的制造方法，其特征在于：所述湿法清洗还对所述重构晶圆进行减薄。
技术总结本发明公开了一种影像传感器，包括：裸芯片、透明玻璃重构晶圆和重布线结构。重构芯片由多个裸芯片组合而成，重构芯片形成于重构晶圆上；在重构芯片的形成区域中，重构晶圆的第二表面上形成有多个凹槽；各凹槽分别固定放置有一个裸芯片。第一膜层填充在凹槽的内外表面和间隙中。重布线结构包括第一通孔、第一金属连线层和第一焊垫。第一通孔穿过第一膜层并和裸芯片的第二表面的顶层金属层连接。第一金属连线层位于第一膜层的顶部；钝化层覆盖在第一金属连线层和第一膜层表面。第一焊垫形成在第一金属连线层的引出区域顶部表面上并穿过钝化层。本发明还公开了一种影像传感器的制造方法。本发明能在影像传感器模组中实现裸芯片的高密度集成。高密度集成。高密度集成。
技术研发人员：徐嘉良
受保护的技术使用者：上海华虹宏力半导体制造有限公司
技术研发日：2022.06.23
技术公布日：2022/11/1
