來源: 經濟部 2012 產科會

技術項目簡介

（本技術項目僅供創意發想類使用）



                                            圖 1 FSI 及 BSI CMOS 影像感測器比較

可透光超薄Si wafer的技術可以應用於影像感測器為例，由於對影像感測器成像品質的要求，因此 CMOS 影像感測器的畫素也越來越高，Chipworks 指出當 Pixel Size 小於 1.4 μm 之世代時，將由傳統之 FSI 影像感測器開始轉換至 BSI 的架構。

圖 1 為 FSI 及 BSI CMOS 影像感測器比較，傳統 FSI 光線須穿過較厚的金屬層，因此以光學特性來說 BSI CMOS 影像感測器感光程度甚至能達到 FSI 的兩倍之多，也具有較佳之 Quantum Efficiency，故超薄可透光之Si waer就非常重要。目前新一代 CMOS 影像感測器都是利用背照式(BSI)與矽穿孔(TSV)技術整合設計，利用晶圓直接接合(Fusion Bond) 將影像感測器晶圓永久接合於 Carrier 基板上，並在 Carrier 基板上製作 TSV 做電信導通，如圖 2所示。

由於晶圓直接接合需要極為平整之接面，因此需要潔淨度要求非常高之生產環境，也需要 CMP 將表面處理至粗糙度 1 nm 以下。另外，由於需將電信導出至表面，因此需在 Carrier 基板上進行昂貴的 TSV 製程。這些 CMP 以及 TSV 製程將造成良率下降以及製作成本大幅提高。


                                 圖 2 Omnivision Techonlogies, Inc. 之 BSI 架構


本技術採用創新之結構利用暫時接合技術突破上述瓶頸，其技術特點為：
 (1)將 Carrier 與影像感測器晶圓利用 Polymer (10 μm) 暫時接合取代 Oxide-Oxide 晶圓直接接合，不須
 　用到 CMP 及高潔淨度的環境以大幅降低成本及增加良率。

(2)控制接合後 TTV ≦ 1 μm，使晶圓成功減薄至 7 μm 以下，並能繼續進行背面微凸塊製程，使電信能夠
 　直接向外連接而不需製作 TSV 結構，大幅增加可靠度及降低製作成本。

(3)開發晶圓級低溫接合技術，在暫時接合時控制製程溫度 ≦ 195 ℃，而在永久接合時為室溫接合
 　(目前一般使用 Fusion Bond 需進行 > 300℃ 的退火製程)。

(4)將玻璃基板與減薄後之影像感測器晶圓進行永久接合後，配合材料之選擇以及 Trim From Glass 技術，
 　成功解決 Edge Peeling 問題且能夠將 Carrier 進行 De-bond 製程而不破壞永久接合介面，望實現低成
 　本、高良率以及高可靠度之晶圓級 CMOS BSI 影像感測器模組製程整合。



(本技術由資策會電光所提供)

應用開發說明

應用情境圖：



應用開發說明：
目前影像感測器已成為可攜式電子產品必備之模組元件，對於這類產品需有低功耗、高畫素之要求，因此目前新一代 CMOS 影像感測器都是採用背照式(BSI)與矽穿孔(TSV)技術整合設計，並成為國際大廠競相布局的技術重點。在照相手機、安全監控與汽車三大應用市場領軍下，CMOS影像感測器應用版圖亦持續擴大，其中，素來是CCD影像感測器天下的安全監控市場，以及近來相當熱門的汽車電子市場，更被視為CMOS影像感測器一統江山的最後戰區。