的任何适当组合来形成,中间结构诸如在该窗和衬底202之间形成的台面210。
[0060]现在参考图2A,作为一个或多个实例,例如,可用热氧化物层214将台面210耦合(结合)到窗208,使窗208和台面210可以形成键合的绝缘体上硅(SOI)晶片对。台面210具有布置在窗208的底表面外围和衬底202的上表面外围之间的封闭的边缘侧壁,在窗208和阵列204之间定义包围红外探测器阵列204的封闭腔212。示出结合台面210与衬底202的焊料密封圈216以密封腔212 (例如,为真空WLP VPA提供真空密封)。
[0061]在一个实施例中,窗208可包括小于约625微米(μπι)厚度的低-氧(02)硅(Si)(或可选择的浮区娃)。在另一个实施例中,台面210的侧壁可包括宽度约为550 μπι且高度小于约100 μπι的Si。在另一个实施例中,台面210和窗208都可包括半导体,例如低_02Si,可利用厚度约为1 μπι的同一半导体的热氧化物层214,例如二氧化硅(Si02)将台面210侧壁的上表面结合到窗208的下表面。在另一个实施例中,通过例如钛(Ti)/镍(Ni)/金-锡-金(AuSnxAu)的恪融的或分层的焊圈216将台面210侧壁的下表面结合到衬底202的上表面,该焊圈通过例如使用光刻技术在台面210侧壁的下表面和衬底202的上表面上形成并且具有例如约为4 μ m且宽度例如约为450 μ m的组合厚度,。
[0062]在一个实施例中,如图2B所示,腔212可由通过结合物251结合到衬底202的单片窗208中的凹槽形成。结合物251可由用于结合窗衬底与衬底202的任何适当的结合材料/方法形成以密封腔212 (例如,为真空WLP VPA提供真空密封)。
[0063]在一个实施例中,红外探测器200可包括,例如用物理气相沉积(PVD)方法在窗208的上和/或下表面上形成的至少一个抗反射涂层218,例如硫化锌(ZnS)/锗(Ge),以防止入射到涂层表面上的红外光被反射出微测辐射热仪阵列204。在另一个实施例中,在抽空之前、期间和/或之后,可通过溅射在腔212中的窗208的下表面上形成吸气剂220,例如错(Zr)合金。吸气材料工艺可用,例如Colorado Springs公司的SAES Getters?来提供。应当理解的是,本文公开的材料、尺寸和过程是用于一个或多个实施例的实例且不具有限制性,正如本领域的技术人员所理解的,根据一个或多个实施例可以使用其它适当的材料和过程。
[0064]如图2A和2B所示,红外探测器200可包括布置在邻近窗208外围的衬底202的上表面上的至少一个电测试垫222。正如下面更详细论述的,测试垫222可耦合到读出集成电路206,并用于在单个化之前以晶片级电测试红外探测器200。
[0065]红外探测器200可以是总厚度为Z’的变薄的红外探测器。由于在晶片级封装和处理操作期间变薄了衬底202和/或窗208中一个或两个,所以关于常规红外探测器真空封装组件,可减小变薄的红外探测器的厚度Z’。作为实例,Z’可以小于400微米,小于300微米,小于200微米,在200微米和500微米之间,在100微米和500微米之间,在100微米和300微米之间,或为窗口提供足以防止窗口材料断裂或永久变形的其它任何适当的减小的厚度。
[0066]下面将描述使用晶片级封装(WLP)技术,可靠且有效地批量制造图2A和/或2B的实例红外探测器200,以及其它红外探测器或电路封装的方法300 (图3)的实施例。如图3的最高水平概述的方法所述,在一个实施例中,实例方法300可以从提供第一晶片诸如盖晶片(在本文中有时称为“帽”晶片或“窗”晶片)的方块302,和提供第二晶片诸如“测辐射热仪”晶片(在本文中有时称为B0L0晶片或探测器晶片)的方块304开始。可执行诸如例如在下文中描述的操作的各种处理操作以形成帽晶片和测辐射热仪晶片。可将第一和第二晶片附接在一起以形成晶片组件。然后在方块306可以进行方法300的晶片变薄过程,晶片变薄过程中使第一和第二晶片中的一个或两个变薄(通过研磨和/或抛光一个或两个晶片)的。然后,可在方块308进行方法300的WLP过程,WLP过程为处理装配(例如,至少部分地通过经由第一晶片的至少一部分观察对齐标记对齐切割设备与组件,基于该对齐沿晶片组件的切割路线切断第一晶片,使用通过切割暴露的第二晶片上的测试垫执行晶片级电测试,并沿切割路线切断第二晶片以产生单个电路封装)以产生多个电路封装,诸如红外探测器,诸如红外探测器200。方块308的WLP过程可包括通过经由变薄的晶片的一部分观察对齐标记对齐切割设备,该变薄的晶片的一部分诸如红外探测器晶片组件的变薄的盖晶片,该红外探测器晶片组件具有附接到变薄的盖晶片的探测器晶片。对齐标记可形成在第一和/或第二晶片上和/或第一和/或第二晶片内的一个或多个位置处,以使方块306的可选晶片变薄操作之后,能经由一些或所有第一晶片(例如,盖晶片)观察到对齐标记。方法300还包括设备或系统装配过程,诸如将一个或多个红外探测器诸如红外探测器200集成到摄像机模块中和/或其它电子设备中的设备集成过程。
[0067]如图4的详细论述,实例WLP方法300可包括用于形成盖晶片的“盖晶片”生产方法402和用于形成探测器晶片的“测辐射热仪晶片”生产方法404,融合到“晶片装配和结合”方法406,后面可选的“系统集成”方法408。将用于一个或多个实施例的图4阐述的各种阶段详细描述如下。联系关于图4的“盖晶片”生产方法402和“测辐射热仪晶片”生产方法404的各个连接描述图5A和5B。图5C-5G和图6也将联系关于图4的“晶片装配和焊接”方法406描述。
[0068]如图4所示,用于形成盖或窗晶片的实例盖晶片生产方法402从提供晶片410 (例如,绝缘体上硅(SOI)晶片诸如8”S0I晶片)开始。在一些实施例中,晶片410可具有夹在两个附加层之间,诸如“窗”层和“台面”层之间的氧化物的层(例如,热氧化物层),其中两个附加层的每个都由半导体材料(诸如硅)形成。
[0069]在方块412,可在晶片410的表面上(例如,在晶片410的窗层或台面层上)和/或晶片410内,(例如,使用光刻技术)形成“目标”阵列(例如,用于对应于红外探测器200定义结果窗的对齐标记,和/或可以用于形成对应台面210、相关腔212和/或切割盖晶片和/或测辐射热仪晶片的对齐标记,诸如对齐标记520)。当附接晶片时,可将对齐标记形成在面向测辐射热仪晶片的对应表面的表面上,诸如在晶片410的内表面上,以便可以经由晶片(例如,在使晶片变薄之后,经由晶片的对立面)观察对齐标记。在一些实施例中,还可将对齐标记形成在晶片410的外表面上,以用于在移除外表面上的对齐标记的盖晶片变薄之前执行的过程的对齐目的。在一些实施例中,可将对齐标记形成在晶片410内,从而可以通过晶片的一部分(例如,由红外摄像机)观察对齐标记。
[0070]在方块414,可在晶片410中定义腔,以在晶片410中定义对红外光基本透明的探测器盖(例如,窗208)阵列。在一个示例性实施例中,在方块414,可在晶片410上蚀刻台面210和腔212的阵列(例如,使用深反应离子蚀刻(DRIE)过程或其它适当的蚀刻过程)。可在窗晶片410的台面层的表面中蚀刻台面210和腔212的阵列。该蚀刻在晶片410的窗层中定义了对红外光基本透明的探测器盖(例如,窗208)阵列,每个探测器盖都被台面210包围,该台面具有通过氧化物层214结合到窗层的封闭的边缘侧壁,如图5A所示。
[0071]使用单个半导体和蚀刻过程足以形成台面和窗,然而,在一些实施例中,可以使用间隔或结合层(例如,氧化物层214)分离的两部分盖晶片。在该实施例中,方块414的蚀刻过程可包括,使用例如DRIE过程,向下蚀刻盖晶片410的表面到氧化物层,以形成台面210和相关腔212的阵列。充当蚀刻停止的氧化物层可以如下方式从盖晶片410的表面被选择性移除,与盖晶片410的窗层的下表面对应的窗208的下表面保持它们形成的窗层的光滑性且平面性,同时通过剩余的氧化物层使得台面210的各个边缘侧壁保持为坚固地结合盖晶片410。这个随后的移除过程可以会被影响,例如使用氢氟酸蚀刻技术移除腔212的区域中的氧化物层214。在各种实施例中,分离层可以是各种其它结合材料。
[0072]在方块416,可在晶片410中的窗208的上表面和下表面中的一个或两个表面上选择地形成抗反射涂层和/或其它涂层。在将要使盖晶片变薄的实施例中,在方块416,可以仅在晶片窗层510的下(内)表面上形成抗反射涂层218B(参照图5A)。
[0073]在方块418,可在窗晶片410上沉积密封圈,诸如密封圈516 (参照图5A),其可以包括粘附层(例如,钛(Ti)、)的剥离密封层、挡板材料(例如,镍)和包括例如金(Au)和锡(Sn)的焊料层。
[0074]在方块420,可在晶片410的每个窗208的下表面上选择性沉积吸气剂材料,诸如吸气剂材料220,以产生可软焊的盖晶片422,其为与对应的测辐射热仪的装配做好了准备,正如下面更详细论述的。
[0075]如上面关于图3所述的,实例WLP方法300可包括“测辐射热仪晶片”生产方法404。图4和5B示例了测辐射热仪晶片生产方法404的更多细节,其从提供晶片(例如,Si晶片,诸如8” Si晶片)开始。
[0076]在方块426,可执行在晶片424的表面上产生红外探测器元件(例如,微测辐射热仪)阵列204以形成测辐射热仪晶片的常规处理。
[0077]在方块428,在一个实施例中,可使用例如光刻技术蚀刻测辐射热仪晶片上的聚合物层,诸如聚酰亚胺,以在晶片424的每个微测辐射热仪阵列204的周围的聚合物层中形成沟槽。
[0078]在方块430,然后,可在聚合物层的沟槽中沉积(例如,使用常规的剥