弯曲图像传感器、其制造方法以及具有其的电子器件的制作方法
【专利摘要】一种弯曲图像传感器可以包括：第一衬底，其包括多个光电转换元件并且具有弯曲的第一表面；接合图案，其形成在第一衬底的与第一表面相对的第二表面之上，沿着第一衬底的边沿形成，并且具有开口；第二衬底，其通过接合图案与第一衬底的第二表面接合；以及密封材料，其填充开口使得由第一衬底、第二衬底和接合图案限定的腔通过密封材料密封。
【专利说明】弯曲图像传感器、其制造方法以及具有其的电子器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利文件要求名称为“CURVED IMAGE SENSOR, METHOD FOR FABRICATING THESAME AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME(弯曲图像传感器、其制造方法以及具有其的电子器件)”、并且于2014年10月31日提交的申请号为10-2014-0149967的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]示例性实施例涉及一种半导体器件制造技术，且更具体而言，涉及一种弯曲图像传感器。
【背景技术】
[0004]在诸如照相机之类的成像器件中，组合了图像传感器和成像透镜。成像透镜被布置在图像传感器的光接收表面。在这种成像器件中，当物体经由成像透镜投射时，由于被称为场曲率的透镜像差的原因，成像表面的中心部分和外围部分的焦点位置可能彼此不同。因而，必须校正诸如场曲率之类的透镜像差。
[0005]为了解决这种问题，提出了一种弯曲图像传感器。弯曲图像传感器具有弯曲表面，弯曲表面沿着成像透镜的上弯曲表面是三维弯曲的，并且弯曲表面被设定成成像表面，即图像传感器的布置有光电转换元件的光接收表面。
【发明内容】
[0006]各种实施例针对一种具有提尚的制造效率的弯曲图像传感器、一种制造所述弯曲图像传感器的方法以及一种包括所述弯曲图像传感器的电子器件。
[0007]在一个实施例中，一种弯曲图像传感器可以包括:第一衬底，其包括多个光电转换元件并且具有弯曲的第一表面；接合图案，其形成在第一衬底的与第一表面相对的第二表面之上，沿着第一衬底的边沿形成，并且具有开口 ；第二衬底，其通过接合图案与第一衬底的第二表面接合；以及密封材料，其填充开口使得由第一衬底、第二衬底和接合图案限定的腔通过密封材料密封。弯曲图像传感器还可以包括填充腔的填充物。
[0008]第一衬底可以包括器件晶圆，而第二衬底可以包括载体晶圆。接合图案可以具有环形形状。接合图案的外壁可以与第一衬底和第二衬底的侧壁对准，以及接合图案的内壁可以形成所有拐角被圆化的多边形形状。接合图案可以包括绝缘材料。开口在与第二衬底的上表面平行的方向上穿通接合图案。
[0009]在一个实施例中，一种弯曲图像传感器可以包括:第一衬底，其包括多个光电转换元件，并且具有弯曲的第一表面；接合图案，其形成在第一衬底的与第一表面相对的第二表面之上，沿着第一衬底的边沿形成，并且具有开口 ；第二衬底，其通过接合图案与第一衬底的第二表面接合；逻辑电路层，其在第二衬底与接合图案之间延伸至第二衬底与第一衬底之间；连接器，其形成在接合图案中，并且适于将第一衬底与逻辑电路层电连接；以及密封材料，其填充开口以密封由第一衬底、第二衬底和接合图案限定的腔。弯曲图像传感器还可以包括填充腔的填充物。
[0010]第一衬底可以包括器件晶圆，而第二衬底可以包括载体晶圆。接合图案可以具有环形形状。接合图案的外壁可以与第一衬底和第二衬底的侧壁对准，以及接合图案的内壁可以形成所有拐角被圆化的多边形形状。接合图案可以包括绝缘材料。开口在与第二衬底的上表面平行的方向上穿通接合图案。
[0011]在一个实施例中，一种用于制造弯曲图像传感器的方法可以包括:制备器件晶圆，所述器件晶圆具有裸片区、相邻裸片区和划道，其中，划道被提供在裸片区与相邻裸片区之间；在裸片区中形成多个光电转换元件；在器件晶圆的前表面之上形成接合图案，其中，接合图案沿着裸片区的边沿形成并且包括开口 ；通过接合图案将器件晶圆的前表面与载体晶圆接合，以在裸片区中形成腔，其中，腔由器件晶圆、载体晶圆和接合图案限定；执行切割工艺以将裸片区与相邻裸片区分隔开；以及将分隔开的裸片区的器件晶圆弯曲。
[0012]接合图案可以具有环形形状。接合图案的形成可以包括:在器件晶圆的前表面之上形成绝缘层；以及选择性地刻蚀绝缘层以形成接合图案，其中，接合图案形成在划道之上和裸片区的边沿之上。开口在与载体晶圆的上表面平行的方向上穿通接合图案。可以执行切割工艺以将开口暴露于外部。分隔开的裸片区的器件晶圆的弯曲可以包括:从腔中去除空气以减小腔中的压力；以及通过用密封材料填充开口来将腔密封。所述方法还可以包括:在腔的密封之前，用填充物来填充腔。
[0013]在一个实施例中，一种电子器件可以包括:光学系统；弯曲图像传感器，其适于从光学系统接收光；遮板单元，其适于将从光学系统照射的光控制至弯曲图像传感器；驱动单元，其适于控制遮板单元的操作和弯曲图像传感器的传输操作；以及信号处理单元，其适于处理从弯曲图像传感器输出的信号。弯曲图像传感器可以包括:第一衬底，其包括多个光电转换元件并且具有弯曲的第一表面；接合图案，其形成在第一衬底的与第一表面相对的第二表面之上，沿着第一衬底的边沿形成，并且具有开口 ；第二衬底，其通过接合图案与第一衬底的第二表面接合；以及密封材料，其填充开口使得由第一衬底、第二衬底和接合图案限定的腔通过密封材料密封。
[0014]所述电子器件还可以包括:逻辑电路层，其在第二衬底与接合图案之间延伸至第二衬底与第一衬底之间；以及多个连接器，其形成在接合图案中，并且适于将第一衬底与逻辑电路层电连接。所述电子器件还可以包括:填充腔的填充物。
【附图说明】
[0015]图1是根据一个实施例的弯曲图像传感器的图。
[0016]图2A是根据第一实施例的弯曲图像传感器的平面图。
[0017]图2B是沿着图2A的线A-A’截取的截面图。
[0018]图3A是根据第二实施例的弯曲图像传感器的平面图。
[0019]图3B是沿着图3A的线A-A’截取的截面图。
[0020]图4A至图4E是图示根据一个实施例的一种用于制造弯曲图像传感器的方法的立体图。
[0021]图5是图示根据一个实施例的包括弯曲图像传感器的电子器件的图。
【具体实施方式】
[0022]以下将参照附图更详细地描述各种实施例。然而，本发明可以用不同的方式实施，而不应解释为限制于本文所列的实施例。确切地说，提供这些实施例使得本公开充分与完整，并向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在本公开中，相同的附图标记在本发明的各个附图和实施例中表不相似的部分。
[0023]附图并不一定按比例绘制，并且在某些情况下，可以夸大比例以清楚地示出实施例的特征。当第一层被称作在第二层“上”或在衬底“上”时，它不仅指的是第一层直接形成在第二层上或在衬底上的情况，还指的是在第一层与第二层之间或在第一层与衬底之间存在第三层的情况。
[0024]各种实施例提供了一种具有提高的制造效率的弯曲图像传感器、一种用于制造所述弯曲图像传感器的方法以及一种包括所述弯曲图像传感器的系统。供作参考，在当前使用的制造工艺中，弯曲图像传感器具有沿着成像透镜的上弯曲表面三维弯曲的弯曲表面，并且弯曲表面被设定成成像表面，即图像传感器的布置有光电转换元件的光接收表面。
[0025]以下将简要描述典型的图像传感器。作为用于将光学图像转换成电信号的半导体器件的图像传感器可以被分成电荷耦合器件(“CCD”)图像传感器和互补金属氧化物半导体(“CMOS”)图像传感器。CMOS图像传感器可以使用比CXD图像传感器更简单的驱动方法来驱动，并且利用各种扫描方法。此外，用于处理从像素输出的信号的电路可以经由CMOS工艺被集成在一个芯片上，这使得可以减小产品的尺寸、制造成本和功耗。近来，已经积极地进行了 CMOS图像传感器的研究和开发。CMOS图像传感器可以被分成前照类型和背照类型。已知背照类型比前照类型具有更好的诸如敏感性之类的操作特性。因而，根据本发明的以下实施例将集中于背照类型CMOS图像传感器。
[0026]图1是根据一个实施例的弯曲图像传感器的图。
[0027]如图1中所示，根据一个实施例的图像传感器可以包括二维地布置有多个像素的像素阵列2，每个像素包括光电转换元件。被布置在像素阵列2中的每个像素I可以与包括多个晶体管和电容器(除了光电转换元件之外)的像素电路(未示出)耦接。多个光电转换元件可以共享像素电路的一部分。此外，像素电路可以被提供在提供有光电转换元件的相对表面上。
[0028]在根据一个实施例的弯曲图像传感器中，接合图案可以具有环形形状，并且沿着像素阵列2的边沿形成。因而，由第一衬底、第二衬底和接合图案限定的腔的中心可以与像素阵列2的中心对准。参见图2B和3B。
[0029]在像素阵列2的周围，可以布置有外围电路。外围电路可以包括:垂直驱动电路3、列信号处理电路4、水平驱动电路5和系统控制电路6。外围电路可以形成在与像素阵列2相同的衬底上。参见图2A和图2B。可替选地，外围电路可以形成在与形成有像素阵列2的衬底不同的衬底上。在这种情况下，可以把用于将像素阵列2连接到外围电路的单元(例如，连接器)形成为接合图案。参见图3A和图3B。
[0030]垂直驱动电路3可以被实施有移位寄存器，可以选择布置在像素阵列2上的像素驱动线7，将用于驱动像素的脉冲信号供应至选中的像素驱动线7，以及基于行来驱动布置在像素阵列2中的像素。S卩，垂直驱动电路3可以基于行在垂直方向上，顺序地并且选择性地扫描布置在像素阵列2中的像素。此外，经由被布置成与像素驱动线7垂直的垂直信号线8，基于响应于由每个像素接收的光的量而产生的信号电荷，来产生像素信号。像素信号可以被供应至列信号处理电路4。
[0031]列信号处理电路4可以被布置在每个像素列，并且处理从相应的像素列输出的信号。例如，列信号处理电路4可以执行噪声降低。S卩，列信号处理电路4可以执行用于去除像素的固定图案噪声的相关双采样(“CDS”)、信号放大或者模/数转换(“ADC”)。
[0032]水平驱动电路5可以包括移位寄存器，可以顺序地输出水平扫描脉冲以选择列信号处理电路4，以及控制列信号处理电路4以输出像素信号。输出电路可以处理从相应的列信号处理电路4顺序供应的信号，并且输出经处理的信号。例如，输出电路可以仅执行缓冲或者执行暗电平调整、行偏差校正和各种数字信号处理操作。
[0033]系统控制电路6可以接收指示操作模式等的数据和输入时钟，并且输出诸如图像传感器的内部信息之类的数据。即，系统控制电路6可以基于用作垂直驱动电路3、列信号处理电路4和水平驱动电路5的参考信号的垂直同步信号、水平同步信号和主时钟，来产生时钟信号或控制信号。系统控制电路6可以将时钟信号或控制信号输入至垂直驱动电路3、列信号处理电路4、水平驱动电路5等。
[0034]图2A和图2B是图示根据第一实施例的弯曲图像传感器的图。图2A是平面图，而图2B是沿着图2A的线A-A’截取的截面图。
[0035]如图2A和图2B中所示，根据第一实施例的弯曲图像传感器可以包括:第一衬底100、接合图案200、第二衬底110和密封材料220。第一衬底100可以包括多个光电转换元件，并且具有弯曲的第一表面SI。接合图案200可以沿着第一衬底100的边沿形成在第一衬底100的与第一衬底100的第一表面SI相对的第二表面S2上，并且具有一个或更多个开口 210。第二衬底110可以经由接合图案200与第一衬底100耦接。密封材料220可以间隙填充一个或更多个开口 210，以密封由第一衬底100、第二衬底110和接合图案200限定的腔230。此外，弯曲图像传感器还可以包括用于间隙填充腔230的填充物(未示出)。
[0036]第一衬底100可以用作器件晶圆，而第二衬底110可以用作载体晶圆或者操作晶圆。即，第一衬底100可以包括与器件晶圆分隔开的衬底，而第二衬底110可以包括与载体晶圆或操作晶圆分隔开的衬底。第一衬底100和第二衬底110可以通过晶圆减薄工艺来减薄。第二衬底110可以用作支撑具有弯曲的光入射表面的第一衬底100的支撑件。第二衬底110和第一衬底100通过接合图案200来接合。第一衬底100和第二衬底110中的每个可以包括半导体衬底。半导体衬底可以具有单晶状态，并且包括含硅材料。即，第一衬底100和第二衬底110可以包括单晶含硅材料。例如，第一衬底100和第二衬底110可以包括体硅衬底。
[0037]当根据一个实施例的图像传感器被实现为背照型器件时，第一衬底100的弯曲的第一表面SI可以被设定成用作光入射表面的第一衬底100的背侧，而与第一表面SI相对的第二表面S2可以被设定成第一衬底100的前侧。尽管未不出，但是根据第一实施例的弯曲图像传感器还可以包括层间电介质层，层间电介质层形成在第一衬底100的前侧(即，第二表面S2)上，并且包括信号发生电路。层间电介质层可以包括氧化物、氮化物和氮氧化物的任何一个单层或者两层或更多个层。形成在层间电介质层中的信号发生电路可以包括:多个晶体管、多层金属配线以及用于将多个晶体管与多层金属配线耦接的多个接触插塞。信号发生电路可以包括如图1中所示的像素电路和外围电路。此外，弯曲图像传感器还可以包括滤色器，其与光电转换元件中的每个相对应，并且形成在第一衬底100的背侧上，即第一表面SI上。另外，微透镜可以形成在滤色器上。
[0038]光电转换元件可以包括光电二极管。光电转换元件可以形成在第一衬底100上。例如，光电转换元件可以包括形成在衬底100上以彼此垂直地重叠的一个或更多个光电转换单元。光电转换单元中的每个可以包括P型杂质区和N型杂质区。
[0039]接合图案200可以用作用于将第一衬底100与第二衬底110接合的粘合层。因而，接合图案200可以包括绝缘材料。具体地，接合图案200可以包括氧化物、氮化物、氮氧化物、或者它们的组合。例如，当第一衬底100和第二衬底110包括含硅材料时，接合图案200可以包括氧化硅。
[0040]接合图案200可以用来提供空间，即气腔230。第一衬底100可以向气腔230弯曲以形成弯曲的第一表面SI。图像传感器的像素阵列2的中心(参见图1)可以与腔230的中心对准。对于这种结构，接合图案200可以具有环形形状，并且沿着第一衬底100的边沿形成。接合图案200的外壁可以与第一衬底100和第二衬底110的侧壁对准。当从顶部观看时，接合图案200的内壁可以形成拐角被圆化的多边形形状。例如，当从顶部观看时，腔230可以为圆形或椭圆形形状。
[0041]接合图案200可以形成在第一衬底100的第二表面S2上或者形成在第二衬底110上。在另一个实施例中，接合图案200可以同时形成在第一衬底100和第二衬底110上。形成在第一衬底100上的接合图案200和形成在第二衬底110上的接合图案200可以具有相同的形状或不同的形状。例如，形成在第一衬底100和第二衬底110上的接合图案200这二者分别可以具有环形形状。在另一个实施例中，形成在第一衬底100上的接合图案200可以具有环形形状，而形成在第二衬底110上的接合图案200可以具有板形状。
[0042]接合图案200可以包括一个或更多个开口 210，一个或更多个开口 210在与第二衬底110的上表面平行的方向(即在水平方向)上延伸，并且完全穿通接合图案200。开口 210可以用来从腔230中去除空气或者将空气注入腔230中以形成具有弯曲的第一表面SI的衬底100。此外，开口 210可以用来将填充物注入至腔230中或者从腔230中去除填充物。
[0043]填充开口 210的密封材料220可以用来将腔230密封。由于腔230由密封材料220密封，所以可以保持第一衬底100的弯曲形状。此外，填充物可以用来进一步地提高第一衬底100与第二衬底110之间的粘合，并且更有效地保持第一衬底100的弯曲形状。密封材料220和填充物可以包括多种商用材料。
[0044]在根据第一实施例的弯曲图像传感器中，弯曲表面用作光入射表面。将弯曲的光入射表面的第一衬底100与第二衬底110接合的接合图案显著地提高了制造效率。弯曲表面通过利用将第一衬底100与第二衬底110接合的接合图案200来保持弯曲。此外，包括弯曲图像传感器的封装体可以在尺寸上得到减小。以下在用于制造弯曲图像传感器的方法的描述中将更加清楚地描述这个方面。参见图4A至图4E。
[0045]图3A和图3B是图示根据第二实施例的弯曲的图像传感器的图。图3A是平面图，而图3B是沿着图3A中的线A-A’截取的截面图。在第二实施例中，与第一实施例代表相同的部件通过相同的附图标记来表示，并且在本文中省略其详细描述。
[0046]如图3A和图3B中所示，根据第二实施例的弯曲图像传感器可以包括:第一衬底100、接合图案200、第二衬底110、逻辑电路层120、多个连接器240以及密封材料220。第一衬底100可以包括多个光电转换元件，并且具有弯曲的第一表面SI。接合图案200可以沿着第一衬底100的边沿形成在第一衬底100的与第一表面SI相对的第二表面S2上，并且具有一个或更多个开口 210。第二衬底110可以通过接合图案200与第一衬底100耦接。逻辑电路层120可以形成在第二衬底110上。多个连接器240可以形成在接合图案200中，并且将逻辑电路层120与包括转换元件的第一衬底100电连接。密封材料220可以填充一个或更多个开口 210以将由第一衬底100、第二衬底110和接合图案200限定的腔230密封。此外，弯曲图像传感器还可以包括用来填充腔230填充物(未示出)。
[0047]当根据实施例的图像传感器为背照类型器件时，第一衬底100的弯曲的第一表面SI可以是第一衬底100的背侧，并且用作光入射表面。第一衬底100的与第一表面SI相对的第二表面S2可以是第一衬底100的前侧。尽管未示出，根据第二实施例的弯曲图像传感器还可以包括层间电介质层，其形成在第一衬底100的前侧上，即第二表面上，并且包括信号发生电路。层间电介质层可以包括氧化物、氮化物、氮氧化物、或者它们的组合。形成在层间电介质层中的信号发生电路可以包括多个晶体管、多层金属配线、将多个晶体管与多层金属配线耦接的多个接触插塞、以及与连接器耦接的多个焊盘。信号发生电路可以包括以上参照图1所述的像素电路和外围电路。弯曲图像传感器还可以包括滤色器，其与光电转换元件中的每个相对应，并且形成在第一衬底100的背侧，即第一表面SI上。另外，微透镜可以形成在滤色器上。
[0048]形成在第二衬底110上的逻辑电路层120可以包括以上参照图1所述的外围电路、或者包括图像信号处理器(“ISP”)的图像处理电路。如同上述的信号发生电路，逻辑电路层120可以包括多个晶体管、多层金属配线、将多个晶体管与多层金属配线耦接的多个接触插塞、以及与连接器耦接的多个焊盘。此外，逻辑电路层120可以包括形成有多个晶体管、多层金属配线、多个接触插塞以及多个焊盘的层间电介质层。接合图案200可以与逻辑电路层120接触。
[0049]根据第二实施例的弯曲图像传感器可以使用将第一衬底100与第二衬底110接合的接合图案200来提供弯曲的光入射表面，由此显著地提高了制造效率。此外，包括弯曲图像传感器的封装体可以在尺寸上得到减小。在用于制造弯曲图像传感器的方法中将更加清楚地描述这个方面。参见图4A至图4E。
[0050]此外，由于弯曲图像传感器包括逻辑电路层120和连接器240，所以可以提高弯曲图像传感器的集成度。因而，弯曲图像传感器可以在尺寸上得到减小，并且可以提高操作速度。
[0051]图4A至图4E是图示用于制造根据第一实施例的弯曲图像传感器的方法的立体图，并且图4A至图4E是沿着图2A的线A-A’截取的截面图。
[0052]如图4A中所示，器件晶圆10可以被制备成包括多个裸片区和被提供在多个裸片区之间的划道。划道用于将多个裸片区隔离。器件晶圆10可以具有单晶状态，并且包括含硅材料。例如，器件晶圆10可以包括体硅晶圆。
[0053]然后，包括多个光电转换元件(未示出)的图像传感器(未示出)形成在裸片区的每个上。例如，尽管未示出，但是多个光电转换元件可以形成在器件晶圆10的背侧上，并且包括信号发生电路的层间电介质层可以形成在器件晶圆10的前侧上。
[0054]如图4B中所示，接合图案12可以形成在器件晶圆10的前侧上。接合图案12可以覆盖划道和每个裸片区的边沿。在每个裸片区中，接合图案12可以被形成为具有环形形状。此外，接合图案12可以包括一个或更多个开口 12A。开口 12A可以在水平方向上穿通接合图案12。
[0055]接合图案12可以包括绝缘材料，例如氧化物、氮化物、氮氧化物、或者它们的组入口 ο
[0056]如图4C中所不，可以制备载体晶圆20。载体晶圆20可以是单晶材料，并且包括含硅材料。例如，载体晶圆可以包括体硅晶圆。
[0057]然后，器件晶圆10和载体晶圆20可以通过接合图案12接合在一起。S卩，可以执行晶圆接合工艺。此时，为了提高这两个晶圆之间的粘合，可以在载体晶圆20上形成具有与接合图案12相同形状的另一个接合图案(未示出)。在另一个实施例中，可以在载体晶圆20的前侧上形成另一个接合层(未示出)。附加的接合图案和接合层均可以包括绝缘材料。
[0058]由于器件晶圆10和载体晶圆20彼此接合，所以可以通过两个晶圆10和20以及接合图案12在裸片区的每个中形成腔14。
[0059]然后，可以对器件晶圆10的背侧执行减薄工艺，以减小器件晶圆10的厚度。此后，附图标记1A表示具有经由减薄工艺获得的减小的厚度的器件晶圆10。
[0060]然后，滤色器(未示出)和微透镜(未示出)可以顺序地形成在器件晶圆1A的背侧上，在与光电转换元件的每个相对应的位置处。
[0061]如图4D中所示，可以沿着划道执行用于将多个裸片30隔离的切割工艺。此时，切割工艺可以暴露出在每个隔离的裸片30的侧壁处的开口 12A。此后，在切割工艺之后的载体裸片20和器件晶圆1A将分别被称为第二衬底20A和第一衬底10B。
[0062]经由切割工艺隔离的裸片30中的每个可以包括顺序层叠的第二衬底20A、接合图案12和第一衬底10B。腔14可以位于接合图案12中。从腔14延伸的开口 12A可以经由裸片30的侧壁暴露于外部。
[0063]在执行切割工艺之前，可以对载体晶圆20执行减薄工艺。
[0064]如图4E中所示，多个裸片30可以被装载至室中，并且可以减小室的内部压力。然后，填充每个裸片30中的腔14的空气可以经由开口 12A排出到外部。空气的排出引起腔14与外部之间的压力差。结果，第一衬底1B朝向腔14弯曲。S卩，第一衬底1B的背侧弯曲。
[0065]在减压的状态下，开口 12A可以被填充有密封材料16，由此从外部将腔14密封。即使在密封工艺之后，压力差仍可能存在于腔与外部之间。因而，第一衬底1B的表面保持在弯曲状态。在另一个实施例中，在腔14被密封之前，填充物(未示出)可以经由开口 12A被注入至腔中。
[0066]通过上述工艺，可以完成根据实施例的弯曲图像传感器。然后，可以执行现有已知的封装工艺来完成包括弯曲图像传感器的器件或模块。
[0067]由于用于制造根据实施例的弯曲图像传感器的方法的所有工艺都在封装工艺之前在晶圆级执行，所以可以显著增加制造效率。此外，可以有效地减小包括弯曲图像传感器的封装体的尺寸，具体地，高度和/或厚度。
[0068]根据一个实施例的弯曲图像传感器可以用于各种电子器件或系统中。此后，将参照图5来描述将根据实施例的弯曲图像传感器应用于照相机的情况。
[0069]图5是图示根据一个实施例的包括弯曲图像传感器的电子器件的图。
[0070]参见图5，根据一个实施例的包括弯曲图像传感器的电子器件可以包括能够获取静止图像或移动图像的照相机。电子器件可以包括:弯曲图像传感器300、光学系统或光学透镜310、遮板单元311、用于控制/驱动弯曲图像传感器300和遮板单元311的驱动单元、以及信号处理单元312。
[0071]光学系统310可以引导图像光(S卩，入射光)从物体至弯曲图像传感器300的像素阵列2 (参见图1)。光学系统310可以包括多个光学透镜。遮板单元311可以控制用于弯曲图像传感器300的光照射时段和光遮蔽时段。驱动单元313可以控制弯曲图像传感器300的传输操作和遮板单元311的遮板操作。信号处理单元312可以对从弯曲图像传感器300输出的信号执行各种类型的信号处理操作。经处理的图像信号Dout可以被储存在诸如存储器之类的储存媒介中，或者被输出至监视器等。
[0072]根据一个实施例，使用用于将第一衬底和第二衬底接合的接合图案的弯曲图像传感器可以提尚制造效率。
[0073]此外，由于弯曲图像传感器在封装工艺之前在晶圆级形成，所以可以减小包括弯曲图像传感器的封装体的高度、厚度或尺寸。
[0074]通过本发明的实施例可以看出，本发明提供了下面技术方案:
[0075]1.—种弯曲图像传感器，包括:
[0076]第一衬底，其包括多个光电转换元件并且具有弯曲的第一表面；
[0077]接合图案，其形成在所述第一衬底的与所述第一表面相对的第二表面之上，沿着所述第一衬底的边沿形成，并且具有开口 ；
[0078]第二衬底，其通过所述接合图案与所述第一衬底的所述第二表面接合；以及
[0079]密封材料，其填充所述开口使得由所述第一衬底、所述第二衬底和所述接合图案限定的腔通过所述密封材料密封。
[0080]2.如技术方案I所述的弯曲图像传感器，还包括填充所述腔的填充物。
[0081]3.如技术方案I所述的弯曲图像传感器，其中，所述第一衬底包括器件晶圆，而所述第二衬底包括载体晶圆。
[0082]4.如技术方案I所述的弯曲图像传感器，其中，所述接合图案具有环形形状。
[0083]5.如技术方案I所述的弯曲图像传感器，其中，所述接合图案的外壁与所述第一衬底和所述第二衬底的侧壁对准，以及
[0084]其中，所述接合图案的内壁形成了所有拐角被圆化的多边形形状。
[0085]6.如技术方案I所述的弯曲图像传感器，其中，所述接合图案包括绝缘材料。
[0086]7.如技术方案I所述的弯曲图像传感器，其中，所述开口在与所述第二衬底的上表面平行的方向上穿通所述接合图案。
[0087]8.—种弯曲图像传感器，包括:
[0088]第一衬底，其包括多个光电转换元件，并且具有弯曲的第一表面；
[0089]接合图案，其形成在所述第一衬底的与所述第一表面相对的第二表面之上，沿着所述第一衬底的边沿形成，并且具有开口 ；
[0090]第二衬底，其通过所述接合图案与所述第一衬底的所述第二表面接合；
[0091]逻辑电路层，其在所述第二衬底与所述接合图案之间延伸至所述第二衬底与所述第一衬底之间；
[0092]连接器，其形成在所述接合图案中，并且适于将所述第一衬底与所述逻辑电路层电连接；以及
[0093]密封材料，其填充所述开口以将由所述第一衬底、所述第二衬底和所述接合图案限定的腔密封。
[0094]9.如技术方案8所述的弯曲图像传感器，还包括填充所述腔的填充物。
[0095]10.如技术方案8所述的弯曲图像传感器，其中，所述第一衬底包括器件晶圆，而所述第二衬底包括载体晶圆。
[0096]11.如技术方案8所述的弯曲图像传感器，其中，所述接合图案具有环形形状。
[0097]12.如技术方案8所述的弯曲图像传感器，其中，所述接合图案的外壁与所述第一衬底和所述第二衬底的侧壁对准，以及
[0098]其中，所述接合图案的内壁形成了所有拐角被圆化的多边形形状。
[0099]13.如技术方案8所述的弯曲图像传感器，其中，所述接合图案包括绝缘材料。
[0100]14.如技术方案8所述的弯曲图像传感器，其中，所述开口在与所述第二衬底的上表面平行的方向上穿通所述接合图案。
[0101]15.一种用于制造弯曲图像传感器的方法，包括:
[0102]制备器件晶圆，所述器件晶圆具有裸片区、相邻裸片区和划道，其中，所述划道被提供在所述裸片区与所述相邻裸片区之间；
[0103]在所述裸片区中形成多个光电转换元件；
[0104]在所述器件晶圆的前表面之上形成接合图案，其中，所述接合图案沿着所述裸片区的边沿形成并且包括开口；
[0105]通过所述接合图案将所述器件晶圆的所述前表面与载体晶圆接合，以在所述裸片区中形成腔，其中，所述腔由所述器件晶圆、所述载体晶圆和所述接合图案限定；
[0106]执行切割工艺以将所述裸片区与所述相邻裸片区分隔开；以及
[0107]使分隔开的裸片区的器件晶圆弯曲。
[0108]16.如技术方案15所述的方法，其中，所述接合图案具有环形形状。
[0109]17.如技术方案15所述的方法，其中，所述接合图案的形成包括:
[0110]在所述器件晶圆的前表面之上形成绝缘层；以及
[0111]选择性地刻蚀所述绝缘层以形成所述接合图案，
[0112]其中，所述接合图案形成在所述划道之上和所述裸片区的边沿之上。
[0113]18.如技术方案17所述的方法，其中，所述开口在与所述载体晶圆的上表面平行的方向上穿通所述接合图案。
[0114]19.如技术方案15所述的方法，其中，执行所述切割工艺以将所述开口暴露于外部。
[0115]20.如技术方案15所述的方法，其中，所述分隔开的裸片区的器件晶圆的弯曲包括:
[0116]从所述腔中去除空气以减小所述腔中的压力；以及
[0117]通过用密封材料填充所述开口来将所述腔密封。
[0118]21.如技术方案15所述的方法，还包括:
[0119]在所述腔的密封之前，用所述填充物填充所述腔。
[0120]22.—种电子器件，包括:
[0121]光学系统；
[0122]弯曲图像传感器，其适于从所述光学系统接收光；
[0123]遮板单元，其适于将从所述光学系统照射的光控制至所述弯曲图像传感器；
[0124]驱动单元，其适于控制所述遮板单元的操作和所述弯曲图像传感器的传输操作；以及
[0125]信号处理单元，其适于处理从所述弯曲图像传感器输出的信号，
[0126]其中，所述弯曲图像传感器包括:
[0127]第一衬底，其包括多个光电转换元件并且具有弯曲的第一表面；
[0128]接合图案，其形成在所述第一衬底的与所述第一表面相对的第二表面之上，沿着所述第一衬底的边沿形成，并且具有开口 ；
[0129]第二衬底，其通过所述接合图案与所述第一衬底的所述第二表面接合；以及
[0130]密封材料，其填充所述开口使得由所述第一衬底、所述第二衬底和所述接合图案限定的腔通过所述密封材料密封。
[0131]23.如技术方案22所述的电子器件，还包括:
[0132]逻辑电路层，其在所述第二衬底与所述接合图案之间延伸至所述第二衬底与所述第一衬底之间；以及
[0133]多个连接器，其形成在所述接合图案中，并且适于将所述第一衬底与所述逻辑电路层电连接。
[0134]24.如技术方案22所述的电子器件，还包括:
[0135]填充所述腔的填充物。
【主权项】
1.一种弯曲图像传感器，包括: 第一衬底，其包括多个光电转换元件并且具有弯曲的第一表面； 接合图案，其形成在所述第一衬底的与所述第一表面相对的第二表面之上，沿着所述第一衬底的边沿形成，并且具有开口 ； 第二衬底，其通过所述接合图案与所述第一衬底的所述第二表面接合；以及密封材料，其填充所述开口使得由所述第一衬底、所述第二衬底和所述接合图案限定的腔通过所述密封材料密封。2.如权利要求1所述的弯曲图像传感器，还包括填充所述腔的填充物。3.如权利要求1所述的弯曲图像传感器，其中，所述第一衬底包括器件晶圆，而所述第二衬底包括载体晶圆。4.如权利要求1所述的弯曲图像传感器，其中，所述接合图案具有环形形状。5.如权利要求1所述的弯曲图像传感器，其中，所述接合图案的外壁与所述第一衬底和所述第二衬底的侧壁对准，以及 其中，所述接合图案的内壁形成了所有拐角被圆化的多边形形状。6.如权利要求1所述的弯曲图像传感器，其中，所述接合图案包括绝缘材料。7.如权利要求1所述的弯曲图像传感器，其中，所述开口在与所述第二衬底的上表面平行的方向上穿通所述接合图案。8.一种弯曲图像传感器，包括: 第一衬底，其包括多个光电转换元件，并且具有弯曲的第一表面； 接合图案，其形成在所述第一衬底的与所述第一表面相对的第二表面之上，沿着所述第一衬底的边沿形成，并且具有开口 ； 第二衬底，其通过所述接合图案与所述第一衬底的所述第二表面接合； 逻辑电路层，其在所述第二衬底与所述接合图案之间延伸至所述第二衬底与所述第一衬底之间； 连接器，其形成在所述接合图案中，并且适于将所述第一衬底与所述逻辑电路层电连接；以及 密封材料，其填充所述开口以将由所述第一衬底、所述第二衬底和所述接合图案限定的腔密封。9.一种用于制造弯曲图像传感器的方法，包括: 制备器件晶圆，所述器件晶圆具有裸片区、相邻裸片区和划道，其中，所述划道被提供在所述裸片区与所述相邻裸片区之间； 在所述裸片区中形成多个光电转换元件； 在所述器件晶圆的前表面之上形成接合图案，其中，所述接合图案沿着所述裸片区的边沿形成并且包括开口； 通过所述接合图案将所述器件晶圆的所述前表面与载体晶圆接合，以在所述裸片区中形成腔，其中，所述腔由所述器件晶圆、所述载体晶圆和所述接合图案限定； 执行切割工艺以将所述裸片区与所述相邻裸片区分隔开；以及 使分隔开的裸片区的器件晶圆弯曲。10.一种电子器件，包括: 光学系统； 弯曲图像传感器，其适于从所述光学系统接收光； 遮板单元，其适于将从所述光学系统照射的光控制至所述弯曲图像传感器； 驱动单元，其适于控制所述遮板单元的操作和所述弯曲图像传感器的传输操作；以及 信号处理单元，其适于处理从所述弯曲图像传感器输出的信号， 其中，所述弯曲图像传感器包括: 第一衬底，其包括多个光电转换元件并且具有弯曲的第一表面； 接合图案，其形成在所述第一衬底的与所述第一表面相对的第二表面之上，沿着所述第一衬底的边沿形成，并且具有开口 ； 第二衬底，其通过所述接合图案与所述第一衬底的所述第二表面接合；以及密封材料，其填充所述开口使得由所述第一衬底、所述第二衬底和所述接合图案限定的腔通过所述密封材料密封。
【文档编号】H04N5/374GK106033763SQ201510124664
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月20日
【发明人】金相植
【申请人】爱思开海力士有限公司