传感器结构和传感器结构的形成方法技术

一种传感器结构及传感器结构的形成方法，结构包括：若干芯片结构，若干所述芯片结构呈二维阵列排布；所述芯片结构包括相互键合的第一芯片和第二芯片，所述第一芯片内具有传感器阵列，所述第二芯片内具有与传感器阵列电连接的电路结构。所述传感器结构可以实现任意面积的传感器需求。的传感器需求。的传感器需求。

【技术实现步骤摘要】
传感器结构和传感器结构的形成方法


[0001]本专利技术涉及传感器领域，尤其涉及一种传感器结构及传感器结构的形成方法。

技术介绍

[0002]图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。
[0003]图像传感器分为CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)图像传感器和CCD(电荷耦合器件，charge coupled device，简称CCD)图像传感器。CMOS图像传感器具有工艺简单、易于其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。因此，随着图像传感技术的发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CCD图像传感器应用于各类电子产品中。目前，CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。
[0004]然而，随着社会的发展，市场对大面阵图像传感器需求巨增。但大面阵的图像传感器芯片由于工艺、良率等限制，使大面阵芯片制造变得十分困难。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种传感器结构及传感器结构的形成方法，以实现超大面积的芯片结构。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种传感器结构，包括：若干芯片结构，若干所述芯片结构呈二维阵列排布；所述芯片结构包括相互键合的第一芯片和第二芯片，所述第一芯片内具有传感器阵列，所述第二芯片内具有与传感器阵列电连接的电路结构。
[0007]可选的，还包括：基板；若干所述芯片结构位于基板上，且若干所述芯片结构与基板连接。
[0008]可选的，所述基板包括集成电路板。
[0009]可选的，还包括：位于若干所述芯片结构与基板之间的粘结层。
[0010]可选的，所述粘结层的材料包括绝缘材料；所述绝缘材料包括热固胶。
[0011]可选的，所述传感器阵列包括图像传感器阵列。
[0012]可选的，所述第一芯片包括相对的第一面和第二面，所述传感器阵列位于第一面上，所述传感器阵列包括若干传感器单元，任一所述传感器单元与对应的电路结构电连接；所述第二芯片包括相对的第三面和第四面，所述第二芯片第三面上具有电路层，所述电路结构位于电路层内；所述第一芯片的第二面与第二芯片的第三面键合。
[0013]可选的，所述芯片结构还包括：若干第一硅通孔结构，所述第一硅通孔结构从第一芯片第二面向第一面延伸，任一所述第一硅通孔结构与一个所述传感器单元电连接，且若干所述第一硅通孔结构与所述电路结构电连接；若干第二硅通孔结构，所述第二硅通孔结构从第二芯片第四面向第三面延伸，所述第二硅通孔结构与所述电路结构电连接。
[0014]可选的，所述第一硅通孔结构包括第一导电层和位于第一导电层与第一芯片之间
的第一绝缘层；所述第二硅通孔结构包括第二导电层和位于第二导电层与第二芯片之间的第二绝缘层。
[0015]可选的，所述第一导电层的材料包括金属，所述金属包括钨、铜、钴、氮化钛、钛、钽、氮化钽、钌、氮化钌和铝中的一种或多种的组合；所述第一导电层的材料包括金属，所述金属包括钨、铜、钴、氮化钛、钛、钽、氮化钽、钌、氮化钌和铝中的一种或多种的组合。
[0016]可选的，所述第一绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合；所述第二绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合。
[0017]可选的，所述芯片结构还包括：位于第二芯片第四面上的再布线结构；所述再布线结构包括钝化层和位于钝化层内的导电结构，所述导电结构与第二硅通孔结构电连接。
[0018]可选的，所述芯片结构还包括：位于再布线结构上的若干金属引脚，所述金属引脚与所述导电结构电连接。
[0019]可选的，所述金属引脚包括焊球或铜柱。
[0020]可选的，所述传感器阵列距第一芯片边缘具有第一间距，相邻芯片结构之间具有第二间距，传感器单元具有第三间距；所述第一间距小于所述第三间距，且所述第二间距加2倍的第一间距为1～3倍的第三间距。
[0021]可选的，所述第一间距的范围为10微米～50微米；所述第二间距的范围为10微米～100微米；所述第三间距的范围为10微米～100微米。
[0022]相应的，本专利技术技术方案还提供一种传感器结构的形成方法，包括：提供若干芯片结构，将若干所述芯片结构呈二维阵列排布；所述芯片结构包括相互键合的第一芯片和第二芯片，所述第一芯片内具有传感器阵列，所述第二芯片内具有与传感器阵列电连接的电路结构。
[0023]可选的，还包括：提供基板；将若干所述芯片结构在基板上呈二维阵列排布，且若干所述芯片结构与基板连接。
[0024]可选的，所述基板包括集成电路板。
[0025]可选的，还包括：在若干所述芯片结构与基板之间形成粘结层。
[0026]可选的，所述粘结层的材料包括绝缘材料；所述绝缘材料包括热固胶。
[0027]可选的，所述传感器阵列包括图像传感器阵列。
[0028]可选的，所述第一芯片包括相对的第一面和第二面，所述传感器阵列位于第一面上，所述传感器阵列包括若干传感器单元，任一所述传感器单元与对应的电路结构电连接；所述第二芯片包括相对的第三面和第四面，所述第二芯片第三面上具有电路层，所述电路结构位于电路层内；所述第一芯片的第二面与第二芯片的第三面键合。
[0029]可选的，所述芯片结构还包括：若干第一硅通孔结构，所述第一硅通孔结构从第一芯片第二面向第一面延伸，任一所述第一硅通孔结构与一个所述传感器单元电连接，且若干所述第一硅通孔结构与所述电路结构电连接；若干第二硅通孔结构，所述第二硅通孔结构从第二芯片第四面向第三面延伸，所述第二硅通孔结构与所述电路结构电连接。
[0030]可选的，所述第一硅通孔结构包括第一导电层和位于第一导电层与第一芯片之间的第一绝缘层；所述第二硅通孔结构包括第二导电层和位于第二导电层与第二芯片之间的
第二绝缘层。
[0031]可选的，所述第一导电层的材料包括金属，所述金属包括钨、铜、钴、氮化钛、钛、钽、氮化钽、钌、氮化钌和铝中的一种或多种的组合；所述第一导电层的材料包括金属，所述金属包括钨、铜、钴、氮化钛、钛、钽、氮化钽、钌、氮化钌和铝中的一种或多种的组合。
[0032]可选的，所述第一绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合；所述第二绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合。
[0033]可选的，所述芯片结构还包括：位于第二芯片第四面上的再布线结构；所述再布线结构包括钝化层和位于钝化层内的导电结构，所述导电结构与第二硅通孔结构电连接。
[0034]可选的，所述芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感器结构，其特征在于，包括：若干芯片结构，若干所述芯片结构呈二维阵列排布；所述芯片结构包括相互键合的第一芯片和第二芯片，所述第一芯片内具有传感器阵列，所述第二芯片内具有与传感器阵列电连接的电路结构。2.如权利要求1所述的传感器结构，其特征在于，还包括：基板；若干所述芯片结构位于基板上，且若干所述芯片结构与基板连接。3.如权利要求2所述的传感器结构，其特征在于，所述基板包括集成电路板。4.如权利要求2所述的传感器结构，其特征在于，还包括：位于若干所述芯片结构与基板之间的粘结层。5.如权利要求4所述的传感器结构，其特征在于，所述粘结层的材料包括绝缘材料；所述绝缘材料包括热固胶。6.如权利要求1所述的传感器结构，其特征在于，所述传感器阵列包括图像传感器阵列。7.如权利要求1所述的传感器结构，其特征在于，所述第一芯片包括相对的第一面和第二面，所述传感器阵列位于第一面上，所述传感器阵列包括若干传感器单元，任一所述传感器单元与对应的电路结构电连接；所述第二芯片包括相对的第三面和第四面，所述第二芯片第三面上具有电路层，所述电路结构位于电路层内；所述第一芯片的第二面与第二芯片的第三面键合。8.如权利要求7所述的传感器结构，其特征在于，所述芯片结构还包括：若干第一硅通孔结构，所述第一硅通孔结构从第一芯片第二面向第一面延伸，任一所述第一硅通孔结构与一个所述传感器单元电连接，且若干所述第一硅通孔结构与所述电路结构电连接；若干第二硅通孔结构，所述第二硅通孔结构从第二芯片第四面向第三面延伸，所述第二硅通孔结构与所述电路结构电连接。9.如权利要求8所述的传感器结构，其特征在于，所述第一硅通孔结构包括第一导电层和位于第一导电层与第一芯片之间的第一绝缘层；所述第二硅通孔结构包括第二导电层和位于第二导电层与第二芯片之间的第二绝缘层。10.如权利要求9所述的传感器结构，其特征在于，所述第一导电层的材料包括金属，所述金属包括钨、铜、钴、氮化钛、钛、钽、氮化钽、钌、氮化钌和铝中的一种或多种的组合；所述第一导电层的材料包括金属，所述金属包括钨、铜、钴、氮化钛、钛、钽、氮化钽、钌、氮化钌和铝中的一种或多种的组合。11.如权利要求9所述的传感器结构，其特征在于，所述第一绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合；所述第二绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合。12.如权利要求7所述的传感器结构，其特征在于，所述芯片结构还包括：位于第二芯片第四面上的再布线结构；所述再布线结构包括钝化层和位于钝化层内的导电结构，所述导电结构与第二硅通孔结构电连接。13.如权利要求12所述的传感器结构，其特征在于，所述芯片结构还包括：位于再布线结构上的若干金属引脚，所述金属引脚与所述导电结构电连接。
14.如权利要求13所述的传感器结构，其特征在于，所述金属引脚包括焊球、铜柱、金针或焊盘。15.如权利要求7所述的传感器结构，其特征在于，所述传感器阵列距第一芯片边缘具有第一间距，相邻芯片结构之间具有第二间距，传感器单元具有第三间距；所述第一间距小于所述第三间距，且所述第二间距加2倍的第一间距为1～3倍的第三间距。16.如权利要求15所述的传感器结构，其特征在于，所述第一间距的范围为10微米～50微米；所述第二间距的范围为10微米～100微米；所述第三间距的范围为10微米～100微米。17.一种传感器结构的形成方法，其特征在于，包括：提供若干芯片结构，将若干所述芯片结构呈二维阵列排布；所述芯片结构包括相互键合的第一芯片和第二芯片，所述第一芯片内具有传感器阵列，所述第二芯片内具有与传感器阵列电连接的电路结构。18.如权利要求17所述的传感器结构的形成方法，其特征在于，还包括：提供基板；将若干所述芯片结构在基板上呈二维阵列排布，且若干所述芯片结构与基板连接。19.如权利要求18所述的传感器结构的形成方法，其特征在于，所述基板包括集成电路板。20.如权利要求17所述的传感器结构的形成方法，其特征在于，还包括：在若...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文哲，王林，黄金德，胡万景，
申请(专利权)人：锐芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：