[发明专利]生物感测器封装结构及其制造方法

说明书

本揭露提供一种生物感测器封装结构及其制造方法。生物感测器封装结构包括：保护层；重分布层，设置于保护层上方，其中保护层具有多个暴露出重分布层的开口；至少一晶粒，设置于保护层及重分布层上方；多个接垫，设置于晶粒的下表面；多个导孔，设置于接垫及重分布层之间以提供电性连接；介电材料，设置于保护层及重分布层上方，且与晶粒、接垫及导孔相邻；以及至少一生物感测区，设置于晶粒的顶部，其中上述接垫的顶表面设置于低于生物检测区的顶表面且高于晶粒的底表面的水平。

技术领域

本发明是关于一种生物感测器封装结构及其制造方法。

背景技术

生物感测器由分子辨识元件及信号转换元件所组成，可将生化反应产生的化学信号转换为电子物理信号以供分析。其中，生物晶片(biochip)是利用微机电技术将探针分子(probe)植入晶片中，再透过生物结合特性进行各种生化分析，其作用对象可包括基因、蛋白质或细胞组织等，其可应用于诸如：生物医学研究、疾病诊断、食品病原体检测、环境分析和鉴识等领域，并具有可携带、分析灵敏度及专一性高、分析速度快、仅需少量检测样品及试剂等优点，是生物技术产业中蓬勃发展的新领域。

现有的生物晶片封装结构中，生物晶片的反应区及电性连接元件大多以打线接合的方式整合于基板表面。例如，生物晶片的反应区与接垫及导线相邻设置于封装结构的表面上。然而，在此种情形下，接垫及导线容易被使用于生物晶片的强碱反应溶液腐蚀，进而影响生物晶片的效能，且设置于基板表面的接垫及导线等电性连接元件亦限制了晶片反应区的作用面积。

此外，一般生物晶片封装结构会在生物材料涂布于晶圆之后进行切割形成晶粒，之后再进行后续的晶粒封装制程。然而，生物晶片所使用的生物材料涂层(biocoating)容易受到后续封装制程(如蚀刻、沉积等制程)的温度影响。

因此，开发出结构简单且可改善生物晶片使用效能的封装结构为生物晶片研究的重要课题。

发明内容

在一实施例中，本揭露提供一种生物感测器封装结构，包括：保护层；重分布层，设置于保护层上方，其中保护层具有多个暴露出该重分布层的开口；至少一晶粒，设置于保护层及重分布层上方；多个接垫，设置于晶粒的下表面；多个导孔，设置于接垫及重分布层之间以提供电性连接；介电材料，设置于保护层及重分布层上方，且与晶粒、接垫及导孔相邻；以及至少一生物感测区，设置于晶粒的顶部，其中上述接垫的顶表面设置于低于生物检测区的顶表面且高于晶粒的底表面的水平。

在一实施例中，本揭露提供一种生物感测器封装结构的制造方法，包括：提供第一承载基板；设置至少一晶粒于第一承载基板上，其中晶粒包括至少一生物感测区形成于其底部以及多个接垫形成于其上表面，其中生物感测区与第一承载基板接触，且接垫的底表面设置于高于生物检测区的底表面且低于晶粒的顶表面的水平；形成介电材料，覆盖第一承载基板及晶粒；实行平坦化制程，以暴露出晶粒的顶表面；图案化介电材料，以形成分别暴露出接垫的顶表面的多个第一开口；填充导电材料于第一开口中，以形成延伸穿过介电材料的多个导孔；形成重分布层及保护层于介电材料上，其中重分布层与导孔接触以电性连接至接垫；以及移除第一承载基板，以暴露出该生物感测区。

为让本揭露的特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是根据本揭露一些实施例中，生物感测器封装结构的制造方法的流程图；

图2是根据本揭露一些实施例中，生物感测器封装结构在制程中间阶段的剖面图；

图3是根据本揭露一些实施例中，生物感测器封装结构在制程中间阶段的剖面图；

图4是根据本揭露一些实施例中，生物感测器封装结构在制程中间阶段的剖面图；

图5是根据本揭露一些实施例中，生物感测器封装结构在制程中间阶段的剖面图；