图像感测设备及其制造方法技术

一种制造图像感测设备的方法，包含：形成包含像素区域的第一区域的第一衬底结构，第一衬底结构具有第一表面和第二表面；形成包含用于驱动像素区域的电路区域的第二衬底结构，第二衬底结构具有第三表面和第四表面；将第一衬底结构结合到第二衬底结构，以使得第一表面连接到第三表面；在第二表面上形成像素区域的第二区域；形成第一连接通孔，第一连接通孔从第二表面延伸以穿过第一衬底结构；使用导电凸块将半导体芯片安装在第四表面上；以及将第一衬底结构、第二衬底结构以及半导体芯片的堆叠结构分离成单元图像感测设备。

Image Sensing Equipment and Its Manufacturing Method

A method for manufacturing an image sensing device includes: forming a first substrate structure comprising a first region of a pixel region with a first surface and a second surface; forming a second substrate structure comprising a circuit region for driving a pixel region with a third surface and a fourth surface; and combining a first substrate structure with a second substrate structure; To connect the first surface to the third surface; to form a second region of the pixel region on the second surface; to form a first connecting through hole extending from the second surface to pass through the first substrate structure; to install a semiconductor chip on the fourth surface using a conductive bump; and to separate the first substrate structure, the second substrate structure and the stacking structure of the semiconductor chip. Unit image sensing equipment.

【技术实现步骤摘要】
图像感测设备及其制造方法相关申请案的交叉引用2017年9月29日在韩国知识产权局提交的名称为《图像感测设备及其制造方法(ImageSensingApparatusandManufacturingMethodThereof)》的韩国专利申请案第10-2017-0127985号以全文引用的方式并入本文中。
实施例涉及图像感测设备及其制造方法。
技术介绍
捕获图像并将图像转换成电信号的图像感测设备已用于安装在汽车、安全装置和机器人以及消费型电子装置(诸如数码相机、移动电话的相机模块和便携式摄录影机)中的相机中。
技术实现思路
实施例是针对一种制造图像感测设备的方法，包含：形成包含像素区域的第一区域的第一衬底结构，第一衬底结构具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；形成包含用于驱动像素区域的电路区域的第二衬底结构，第二衬底结构具有第三表面和与第三表面相对的第四表面；将第一衬底结构结合到第二衬底结构，以使得第一衬底结构的第一表面连接到第二衬底结构的第三表面；在第一衬底结构的第二表面上形成像素区域的第二区域；形成第一连接通孔，第一连接通孔从第一衬底结构的第二表面延伸以穿过第一衬底结构；使用导电凸块将半导体芯片安装在第二衬底结构的第四表面上；以及将第一衬底结构、第二衬底结构以及半导体芯片的堆叠结构分离成单元图像感测设备。实施例还可提供一种制造图像感测设备的方法，包含：在像素区域中形成包含光电转换元件的第一衬底结构，第一衬底结构具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；形成包含用于驱动像素区域的电路区域的第二衬底结构，第二衬底结构具有第三表面和与第三表面相对的第四表面；将第一衬底结构结合到第二衬底结构，以使得第一衬底结构的第一表面连接到第二衬底结构的第三表面；在第一衬底结构的第二表面上形成像素区域的滤色器和微透镜；以及使用导电凸块将半导体芯片安装在第二衬底结构的第四表面上。实施例还可提供一种制造图像感测设备的方法，包含：形成第一衬底结构和第二衬底结构的堆叠结构，第一衬底结构包含像素区域，且第二衬底结构包含用于驱动像素区域的电路区域；将载体衬底结合到第一衬底结构的一个表面；从第二衬底结构的一个表面去除第二衬底结构的一部分；在第二衬底结构的一个表面上形成再分布层和再分布层上的导电连接焊盘；使用导电凸块将半导体芯片连接在第二衬底结构的一个表面上；形成包封部分，包封部分包封半导体芯片；从第一衬底结构的一个表面去除载体衬底；以及将第一衬底结构、第二衬底结构以及半导体芯片的堆叠结构分离成单元图像感测设备。实施例还可提供图像感测设备，包含：第一衬底结构，其包含像素区域，像素区域具有光电转换元件；第二衬底结构，其具有连接到第一衬底结构的第一表面和与第一表面相对的第二表面，第二衬底结构包含电路区域，且电路区域通过第一连接通孔电连接到像素区域以驱动像素区域，第一连接通孔穿过第一衬底结构；以及存储器芯片，其安装在第二衬底结构的第二表面上、通过导电凸块连接到第二衬底结构且通过第二连接通孔电连接到电路区域，第二连接通孔从第二衬底结构的第二表面延伸以穿过第二衬底结构的一部分。实施例还可提供图像感测设备，包含：第一衬底结构，其包含像素区域，像素区域具有光电转换元件；第二衬底结构，其包含电路区域，电路区域电连接到第一衬底结构的像素区域以驱动像素区域；以及至少一个半导体芯片，其安装在第二衬底结构上、通过导电凸块连接到第二衬底结构且通过第二连接通孔电连接到电路区域，第二连接通孔穿过第二衬底结构的一部分。附图说明通过参看附图详细描述实例实施例，特征对于本领域的技术人员来说将变得显而易见。其中：图1示出根据实例实施例的图像感测设备的示意性框图。图2示出根据实例实施例的图像感测设备的示意性布局。图3示出根据实例实施例的图像感测设备的示意性截面视图。图4A和图4B示出根据实例实施例的图像感测设备的部分的示意性截面视图。图5A和图5B示出根据实例实施例的形成图像感测设备的像素区域的像素的示意性截面视图。图6A和图6B示出根据实例实施例的图像感测设备的像素电路的电路图。图7A和图7B示出根据实例实施例的图像感测设备的示意性截面视图。图8示出根据实例实施例的图像感测设备的示意性截面视图。图9示出根据实例实施例的图像感测设备的示意性截面视图。图10A和图10B示出根据实例实施例的制造图像感测设备的方法的示意性流程图。图11A至图11L示出根据实例实施例的制造图像感测设备的方法的示意性截面视图。图12A和图12B示出根据实例实施例的制造图像感测设备的方法的视图。图13A、图13B和图13C示出根据实例实施例的制造图像感测设备的方法的示意性截面视图。图14示出根据实例实施例的包含图像感测设备的系统的框图。具体实施方式现将在下文中参看附图更完整地描述实例实施例；然而，这些实施例可以通过不同形式体现并且不应解释为局限于本文中所阐述的实施例。相反地，提供这些实施例是为了使得本公开将是透彻并且完整的，并且这些实施例将把实例实施方案完整地传达给本领域的技术人员。在各图式中，为清楚说明起见，层和区域的尺寸可以放大。相同参考编号在全文中指代相同元件。除术语通过参考标志指示且单独地提及的情况外，术语“上部”、“上部部分”、“上部表面”、“下部”、“下部部分”、“下部表面”以及“侧表面”可在下文基于在随附图式中描绘的方向理解。图1示出根据实例实施例的图像感测设备的示意性框图。参考图1，图像感测设备1000可包含图像感测单元1100和存储器1200。图像感测单元1100可包含控制寄存器块1110、时序产生器1120、斜坡信号产生器1130、缓冲器单元1140、有源像素传感器(activepixelsensor,APS)阵列1150、行驱动器1160、相关双采样器1170、比较器1180以及模数转换器(analog-to-digitalconverter,ADC)1190。控制寄存器块1110可控制图像感测单元1100的总体操作。控制寄存器块1110可将操作信号直接地传输到时序产生器1120、斜坡信号产生器1130以及缓冲器单元1140。时序产生器1120可产生用于图像感测单元1100的各种组件的操作时序参考信号。由时序产生器1120产生的操作时序参考信号可传输到行驱动器1160、相关双采样器1170、比较器1180和/或ADC1190。斜坡信号产生器1130可产生和传输用于相关双采样器1170和/或比较器1180的斜坡信号。缓冲器单元1140可包含锁存部分(latchportion)。缓冲器单元1140可临时存储待传输到外部源的图像信号且可将图像数据传输到存储器1200和外部装置。APS阵列1150可感测外部图像。APS阵列1150可包含多个有源像素。行驱动器1160可选择性地激活APS阵列1150的行。相关双采样器1170对从APS阵列1150产生的模拟信号进行采样和输出所述模拟信号。比较器1180可将从相关双采样器1170所传输的数据与根据其模拟参考电压反馈的斜坡信号的斜率等等进行比较，来产生各种参考信号。ADC1190可将模拟图像数据转换成数字图像数据。存储器1200可从图像感测单元1100接收图像数据，存储或处理所接收的图像数据，且将已处理的图像数据传输到图像感测单元1100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造图像感测设备的方法，包括：形成包含像素区域的第一区域的第一衬底结构，所述第一衬底结构具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；形成包含用于驱动所述像素区域的电路区域的第二衬底结构，所述第二衬底结构具有第三表面以及与所述第三表面相对的第四表面；将所述第一衬底结构结合到所述第二衬底结构，以使得所述第一衬底结构的所述第一表面连接到所述第二衬底结构的所述第三表面；在所述第一衬底结构的所述第二表面上形成所述像素区域的第二区域；形成第一连接通孔，所述第一连接通孔从所述第一衬底结构的所述第二表面延伸以穿过所述第一衬底结构；使用导电凸块将半导体芯片安装在所述第二衬底结构的所述第四表面上；以及将所述第一衬底结构、所述第二衬底结构以及所述半导体芯片的堆叠结构分离成单元图像感测设备。

【技术特征摘要】
2017.09.29 KR 10-2017-01279851.一种制造图像感测设备的方法，包括：形成包含像素区域的第一区域的第一衬底结构，所述第一衬底结构具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；形成包含用于驱动所述像素区域的电路区域的第二衬底结构，所述第二衬底结构具有第三表面以及与所述第三表面相对的第四表面；将所述第一衬底结构结合到所述第二衬底结构，以使得所述第一衬底结构的所述第一表面连接到所述第二衬底结构的所述第三表面；在所述第一衬底结构的所述第二表面上形成所述像素区域的第二区域；形成第一连接通孔，所述第一连接通孔从所述第一衬底结构的所述第二表面延伸以穿过所述第一衬底结构；使用导电凸块将半导体芯片安装在所述第二衬底结构的所述第四表面上；以及将所述第一衬底结构、所述第二衬底结构以及所述半导体芯片的堆叠结构分离成单元图像感测设备。2.根据权利要求1所述的制造图像感测设备的方法，进一步包括：形成穿过所述第二衬底结构的一部分的第二连接通孔。3.根据权利要求2所述的制造图像感测设备的方法，其中形成所述第二连接通孔在将所述第一衬底结构结合到所述第二衬底结构之前执行，以及进一步包含在将所述第一衬底结构结合到所述第二衬底结构之后，通过从所述第四表面去除所述第二衬底结构的一部分来暴露所述第二连接通孔。4.根据权利要求2所述的制造图像感测设备的方法，其中形成所述第二连接通孔在将所述第一衬底结构结合到所述第二衬底结构之后执行。5.根据权利要求1所述的制造图像感测设备的方法，进一步包括：在将所述第一衬底结构结合到所述第二衬底结构之后，将载体衬底结合到所述第一衬底结构的所述第二表面；以及从所述第一衬底结构的所述第二表面去除所述载体衬底。6.根据权利要求1所述的制造图像感测设备的方法，进一步包括：在安装所述半导体芯片之前，在所述第二衬底结构的所述第四表面上形成再分布层及导电连接焊盘，所述导电连接焊盘设置在所述再分布层上以及连接到所述导电凸块。7.根据权利要求1所述的制造图像感测设备的方法，进一步包括：形成包封所述半导体芯片的包封部分。8.根据权利要求7所述的制造图像感测设备的方法，进一步包括：去除所述包封部分的一部分，以使得暴露所述半导体芯片的一个表面。9.根据权利要求1所述的制造图像感测设备的方法，其中所述半导体芯片包含：再分布层，设置在与所述第二衬底结构的所述第四表面相对的所述半导体芯片的表面上；以及连接焊盘，设置在所述再分布层上以及连接到所述导电凸块。10.根据权利要求1所述的制造图像感测设备的方法，其中安装所述半导体芯片包含将与所述电路区域电隔离的虚设芯片连同所述半导体芯片一起安装。11.根据权利要求1所述的制造图像感测设备的方法，其中安装所述半导体芯片包含将电连接到所述电路区域的逻辑芯片连同所述半导体芯片一起安装。12.根据权利要求1所述的制造图像感测设备的方法，其中所述第二衬底结构包含：第二衬底，具有设置其上的元件以形成所述电路区域；以及层间绝缘层，设置在所述第二衬底上以及具有设置其中的布线结构，其中所述第一连接通孔延伸到所述层间绝缘层的一部分。13.根据权利要求12所述的制造图像感测设备的方法，进一步包括：形成穿过所述第二衬底结构的一部分的第二连接通孔，其中所述第二连接通孔穿过所述第二衬底，以及连接到设置在所述层间绝缘层中的所述布线结构。14.根据权利要求13所述的制造图像感测设备的方法，其中所述第一连接通孔以及所述第二连接通孔设置在一个平面上的不同位置中。15.根据权利要求1所述的制造图像感测设备的方法，其中：所述第一衬底结构包含第一衬底，所述第一衬底具有光电转换元件以及具有第五表面以及第六表面，所述像素区域的所述第一区域包含由所述第一衬底的所述第五表面形成的区域，以及所述像素区域的所述第二区域包含由所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹惺铉，权杜原，金宽植，白寅圭，宋泰荣，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR