图像传感器和半导体封装制造技术

公开了一种图像传感器和半导体封装，该图像传感器包括：基板，包括多个功能芯片，多个功能芯片包括：沿基板的第一边缘设置的第一模拟

【技术实现步骤摘要】
图像传感器和半导体封装


[0001]本公开涉及半导体
，特别是涉及一种图像传感器和半导体封装。

技术介绍

[0002]随着新一轮科技浪潮的到来，5G、大数据、物联网、人工智能、智能终端等技术正以极快的速度向前发展。图像传感器作为智能终端的典型代表，是实现上述技术的核心器件之一。
[0003]在图像传感器的架构方面，较早的平面式结构在同一晶圆上设计和制造像素阵列和功能模块。而改进后的多层堆叠结构在不同的晶圆中设计和制造像素阵列和功能模块，不同的功能模块分别在不同的晶圆中制造，之后通过晶圆级堆叠实现系统整合。
[0004]然而，由于在5G、物联网等应用中，数据获取量增大，并且对图像运算、处理和存储等功能的要求也显著提高，需要将更多晶圆进行堆叠。然而，在使用多层堆叠结构时，通常只能采用相同尺寸的晶圆进行堆叠。此外，随着堆叠的层数增多，对堆叠的工艺要求提高，整体良率下降，综合成本显著提高。

技术实现思路

[0005]提供一种缓解、减轻或者甚至消除上述问题中的一个或多个的机制将是有利的。
[0006]根据本公开的一方面，提供了一种图像传感器，包括：基板，基板包括集成到基板的第一表面上的多个功能芯片，其中，多个功能芯片包括：第一模拟
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数字转换芯片，第一模拟
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数字转换芯片沿基板的第一边缘设置；第一图像信号处理芯片，第一图像信号处理芯片设置在第一模拟
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数字转换芯片的朝向基板的中心的一侧；以及第一存储芯片，第一存储芯片沿基板的与第一边缘相邻的第二边缘设置，或者设置在基板的中心位置；第一布线层，第一布线层形成在多个功能芯片上，其中，第一布线层包括：第一模拟
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数字转换芯片与第一图像信号处理芯片之间的电连接；以及第一图像信号处理芯片与第一存储芯片之间的电连接；像素阵列；以及第二布线层，第二布线层形成在像素阵列的背离光线入射面的表面上，其中，第一布线层与第二布线层混合键合，使得第一模拟
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数字转换芯片与像素阵列电连接。
[0007]根据本公开的另一方面，提供了一种半导体封装，包括如上所述的图像传感器。
[0008]根据在下文中所描述的实施例，本公开的这些和其它方面将是清楚明白的，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。
附图说明
[0009]在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
[0010]图1A至图1B是示出已有的图像传感器架构的示意图；
[0011]图2A至图2B是示出根据本公开示例性实施例的图像传感器的示意图；
[0012]图3是示出根据本公开示例性实施例的图像传感器的剖面图；
[0013]图4A至图4E是示出根据本公开示例性实施例的图像传感器中的多个功能芯片的布局的示意图；
[0014]图5A至图5E是示出根据本公开示例性实施例的图像传感器中的多个功能芯片的布局的示意图。
具体实施方式
[0015]将理解的是，尽管术语第一、第二、第三等在本文中可以用来描述各种元件、部件、区、层和/或部分，但是这些元件、部件、区、层和/或部分不应当由这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分相区分。因此，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可以被称为第二元件、部件、区、层或部分而不偏离本公开的教导。
[0016]诸如“在
…
下面”、“在
…
之下”、“较下”、“在
…
下方”、“在
…
之上”、“较上”等等之类的空间相对术语在本文中可以为了便于描述而用来描述如图中所图示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。将理解的是，这些空间相对术语意图涵盖除了图中描绘的取向之外在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果翻转图中的器件，那么被描述为“在其他元件或特征之下”或“在其他元件或特征下面”或“在其他元件或特征下方”的元件将取向为“在其他元件或特征之上”。因此，示例性术语“在
…
之下”和“在
…
下方”可以涵盖在
…
之上和在
…
之下的取向两者。诸如“在
…
之前”或“在
…
前”和“在
…
之后”或“接着是”之类的术语可以类似地例如用来指示光穿过元件所依的次序。器件可以取向为其他方式(旋转90度或以其他取向)并且相应地解释本文中使用的空间相对描述符。另外，还将理解的是，当层被称为“在两个层之间”时，其可以是在该两个层之间的唯一的层，或者也可以存在一个或多个中间层。
[0017]本文中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述及特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意和全部组合，并且短语“A和B中的至少一个”是指仅A、仅B、或A和B两者。
[0018]将理解的是，当元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“连接到另一个元件或层”、“耦合到另一个元件或层”或“邻近另一个元件或层”时，其可以直接在另一个元件或层上、直接连接到另一个元件或层、直接耦合到另一个元件或层或者直接邻近另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接连接到另一个元件或层”、“直接耦合到另一个元件或层”、“直接邻近另一个元件或层”时，没有中间元件或层存在。然而，在任何情况下“在
…
上”或“直接在
…
上”都不应当被解释为要求一个层完全覆盖下面的层。
[0019]本文中参考本公开的理想化实施例的示意性图示(以及中间结构)描述本公开的实施例。正因为如此，应预期例如作为制造技术和/或公差的结果而对于图示形状的变化。
因此，本公开的实施例不应当被解释为限于本文中图示的区的特定形状，而应包括例如由于制造导致的形状偏差。因此，图中图示的区本质上是示意性的，并且其形状不意图图示器件的区的实际形状并且不意图限制本公开的范围。
[0020]除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如那些在通常使用的字典中定义的之类的术语应当被解释为具有与其在相关领域和/或本说明书上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文中明确地如此定义。
[0021]如本文使用的，术语芯片和裸片可以互换使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：基板，所述基板包括集成到所述基板的第一表面上的多个功能芯片，其中，所述多个功能芯片包括：第一模拟
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数字转换芯片，所述第一模拟
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数字转换芯片沿所述基板的第一边缘设置；第一图像信号处理芯片，所述第一图像信号处理芯片设置在所述第一模拟
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数字转换芯片的朝向所述基板的中心的一侧；以及第一存储芯片，所述第一存储芯片沿所述基板的与所述第一边缘相邻的第二边缘设置，或者设置在所述基板的中心位置；第一布线层，所述第一布线层形成在所述多个功能芯片上，其中，所述第一布线层包括：所述第一模拟
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数字转换芯片与所述第一图像信号处理芯片之间的电连接；以及所述第一图像信号处理芯片与所述第一存储芯片之间的电连接；像素阵列；以及第二布线层，所述第二布线层形成在所述像素阵列的背离光线入射面的表面上，其中，所述第一布线层与所述第二布线层混合键合，使得所述第一模拟
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数字转换芯片与所述像素阵列电连接。2.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一存储芯片沿所述基板的与所述第一边缘相邻的第二边缘设置，并且，所述多个功能芯片还包括：计算芯片，所述计算芯片设置在所述基板的中心位置，其中，所述第一布线层还包括：所述第一图像信号处理芯片与所述计算芯片之间的电连接；以及所述计算芯片与所述第一存储芯片之间的电连接。3.如权利要求2中所述的图像传感器，其中，所述多个功能芯片还包括：第二模拟
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数字转换芯片，所述第二模拟
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数字转换芯片沿所述基板的与所述第一边缘相对的第三边缘设置，其中，所述第一布线层与所述第二布线层的混合键合还使得所述第二模拟
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数字转换芯片与所述像素阵列电连接；以及第二图像信号处理芯片，所述第二图像信号处理芯片设置在所述第二模拟
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数字转换芯片的朝向所述基板的中心的一侧，其中，所述第一布线层还包括：所述第二模拟
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数字转换芯片与所述第二图像信号处理芯片之间的电连接；所述第二图像信号处理芯片与所述计算芯片之间的电连接；以及所述第二图像信号处理芯片与所述第一存储芯片之间的电连接。4.如权利要求2
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3中任一项所述的图像传感器，其中，对于所述第一布线层中的电连接，所述计算芯片与所述第一存储芯片之间的电连接为高速信号电连接，所述第一布线层中的其余电连接为低速信号电连接，其中，所述高速信号电连接与每个低速信号电连接之间的距离大于第一距离阈值，所述各低速信号电连接之间的距离大于第二距离阈值，其中，所述第一距离阈值大于所述第二距离阈值。5.如权利要求4所述的图像传感器，其中，所述高速信号电连接与每个低速信号电连接
之间的平行走线长度小于第一长度阈值，所述各低速信号电连接之间的平行走线长度小于第二长度阈值，其中，所述第一长度阈值小于所述第二长度阈值。6.如权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一布线层还包括：设置在所述高速信号电连接两侧的屏蔽地线。7.如权利要求2中所述的图像传感器，其中，所述多个功能芯片还包括：第二模拟
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数字转换芯片，所述第二模拟
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数字转换芯片沿所述基板的与所述第一边缘相对的第三边缘设置，其中，所述第一布线层与所述第二布线层的混合键合还使得所述第二模拟
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数字转换芯片与所述像素阵列电连接；第二图像信号处理芯片，所述第二图像信号处理芯片设置在所述第二模拟
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数字转换芯片的朝向所述基板的中心的一侧，以及第二存储芯片，所述第二存储芯片沿所述基板的与所述第二边缘相对的第四边缘设置；其中，所述第一布线层还包括：所述第二模拟
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数字转换芯片与所述第二图像信号处理芯片之间的电连接；所述第二图像信号处理芯片与所述计算芯片之间的电连接；所述第二图像信号处理芯片与所述第二存储芯片之间的电连接；以及所述计算芯片与所述第二存储芯片之间的电连接。8.如权利要求2中所述的图像传感器，其中，所述多个功能芯片还包括：第二模拟
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数字转换芯片，所述第二模拟
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数字转换芯片沿所述基板的与所述第二边缘相对的第四边缘设置，其中，所述第一布线层与所述第二布线层混合键合还使得所述第二模拟
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数字转换芯片与所述像素阵列电连接；第二图像信号处理芯片，所述第二图像信号处理芯片设置在所述第二模拟
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数字转换芯片的朝向所述基板的中心的一侧，以及第二存储芯片，所述第二存储芯片沿所述基板的与所述第一边缘相对的第三边缘设置；其中，所述第一布线层还包括：所述第二模拟
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数字转换芯片与所述第二图像信号处理芯片之间的电连接；所述第二图像信号处理芯片与所述计算芯片之间的电连接；所述第二图像信号处理芯片与所述第二存储芯片之间的电连接；以及所述计算芯片与所述第二存储芯片之间的电连接。9.如权利要求7
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8中任一项所述的图像传感器，其中，对于所述第一布线层中的电连接，所述计算芯片与所述第一存储芯片之间的电连接和所述计算芯片与所述第二存储芯片之间的电连接为高速信号电连接，所述第一布线层中的其余电连接为低速信号电连接，其中，所述各高速...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴罚，陈世杰，赵建国，黄文军，
申请(专利权)人：联合微电子中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：