晶圆级光电子器件封装及其制造方法
【专利摘要】本文中描述用于制造复数个光电子器件之方法，及由此等方法所得之该等光电子器件。一个此方法包括对一晶圆执行硅穿孔(TSV)处理，该晶圆包括多个光侦测器传感器区，藉此形成多个通孔，且接着隆起及镀制该等通孔及执行晶圆背面金属化。其后，将多个光源晶粒附着至该晶圆的一顶表面，且接着模制一透光材料以在其中囊封该等光侦测器传感器区及光传感器晶粒。另外，制造包括不透明光学串音屏障的不透明屏障。此外，焊球或其他电连接器附着至该晶圆的底部。最终切割该晶圆以将该晶圆分离成多个光电子器件。
【专利说明】
晶圆级光电子器件封装及其制造方法
技术领域
[0001]本发明之具体实例大体上系关于晶圆级光电子封装及其制造方法。
【背景技术】
[0002]图1为包括罩盖122的示例性先前技术光学近接传感器102的透视图，该罩盖经展示成移除。传感器102包括彼此间隔开且附着至基底基板108(例如，印刷电路板(PCB))的光源晶粒104及光侦测器晶粒106。光源晶粒104囊封于透明环氧树脂114中，且光侦测器晶粒106单独地囊封于透明环氧树脂116中。包覆光侦测器晶粒106的透明环氧树脂116与包覆光源晶粒104的透明环氧树脂118之间存在间隙112，其中间隙112在罩盖122附着至基板108时接受串音屏障132(其为罩盖122的一部分)。有可能由金属制成的罩122包括用于光源晶粒104的窗124及用于光侦测器晶粒126的单独窗126。不透明串音屏障132(与罩盖122—体成型或附着至罩盖122)用以光学隔离光源晶粒104与光侦测器晶粒106。
[0003]从参看图1描述的示例性先前技术光学近接传感器102可以了解到，光学近接传感器的当前封装涉及许多组件及许多程序步骤，这增加材料列表，逐步增加制造成本，增加循环次数，且产生高良率损失。
【发明内容】
[0004]下文描述的某些具体实例使得能够在晶圆级执行光学近接传感器器件(其也可用于环境光感测)的完整处理，藉此减少材料清单，且提供高良率制造，从而得到极低成本的解决方案。有利地，可更一般化地被称作光电子器件的最终器件约为光侦测器晶粒自身的大小，从而导致显着小型化，使器件较适用于手持型或其他行动应用。
[0005]在下文描述的具体实例中，不需要连接有光源晶粒及光侦测器晶粒的单独基底基板(例如，PCB基板)。而是，光源晶粒连接至光侦测器晶粒，以使得光侦测器晶粒充当用于成品光电子器件的基底。相比于其他近接传感器器件，此情形提供显着的成本降低。另外，此情形将总的封装占据面积减小至大约光侦测器晶粒自身的占据面积。
[0006]图2为根据本发明的具体实例的光电子器件202的透视图，该光电子器件可为光学近接传感器，该光学近接传感器也可提供环境光感测。从图3至图6的论述将理解，根据本发明的特定具体实例，图2中所示的组件中的每一者经制造为晶圆的一部分，抑或在晶圆切割之前在晶圆级处理期间附着至晶圆。
[0007]参看图2，展示光侦测器传感器区206，其使用任何已知或将来出现的晶圆级器件制造过程及结构而形成于晶圆的一部分(也被称作光侦测器晶粒204)内。举例而言，光侦测器传感器区206可包括经大量掺杂的N+区，及经轻度掺杂的P-区(例如，P-磊晶区)，该等区皆形成于经大量掺杂的P+或P++基板上。N+区及P-区形成PN接面，及更特定言之，N+/P-接面。在例如使用电压源给此PN接面加反向偏压时，围绕PN接面形成空乏区。在光入射于光侦测器传感器区206上时，在二极管空乏区中及附近产生电子-电洞对。电子被立即拉向N+区，而电洞被向下推向P-区。此等电子(也被称作载流子)在N+区中被撷取，且产生指示光强度的可测量的光电流。此情形仅为光侦测器传感器区206的结构的一个实例，其不意欲受限制。光侦测器传感器区206可替代地包括P+/N-接面，或PIN、NPN、PNP或NIP接面，但不限于此。此外，应注意，光侦测器传感器区206可由连接到一起的多个较小光侦测器传感器区组成。光侦测器传感器区206产生响应于且指示入射光的信号(例如，光电流)，而不管光侦测器传感器区206的确切结构为何。
[0008]在某些具体实例中，光侦测器传感器区206由透光材料208覆盖，该透光材料可为例如透光环氧树脂(例如，透明或有色环氧树脂)或其他透光树脂或聚合物。在某些具体实例中，透光材料208可具有将非所关注的特定波长的光过滤掉同时允许所关注的波长的光通过的颜料或其他性质。光电子器件202也经展示为包括囊封于透光材料218内的光源晶粒216，该透光材料有可能与透光材料208相同。
[0009]光源晶粒216包括发光组件，其可为发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、主体发射LED、表面发射LED、垂直空腔表面发射雷射(VCSEL)、超发光发光二极管(SLED)、激光二极管或像素二极管，但不限于此。光源晶粒216至少包括阳极接点及阴极接点。根据某些具体实例，阳极及阴极接点中的一者位于光源晶粒216的底部上，且连接至光侦测器晶粒204的顶表面上的结合衬垫;且阳极及阴极接点中的另一者位于光源晶粒216的顶表面上，且由结合导线224连接至光侦测器晶粒204的顶表面上的结合衬垫。在替代具体实例中，阳极及阴极接点两者皆位于光源晶粒216的底部上，且阳极及阴极接点两者皆直接连接至光侦测器晶粒204的顶表面上的相应结合衬垫，藉此消除对结合导线的需要。此外，应注意，光源晶粒216可包括连接到一起(例如串联及/或并联)的多个发光组件。
[0010]光侦测器晶粒204也可包括其他电路，诸如将电流信号转换成电压信号的跨阻抗放大器，及/或用以放大通过光侦测器传感器区域206产生的光电流的放大器电路，及/或用以选择性地驱动光源晶粒216的发光组件的驱动器电路。对于驱动器电路而言，也将有可能替代地成为光源晶粒216的一部分，或在晶粒204及216的外部。
[0011]不透明串音屏障232位于光侦测器传感器区206与光源晶粒216之间，藉此光学隔离光源晶粒216的发光组件与光侦测器传感器区206。不透明串音屏障232可由不透明材料形成，其可为例如黑色或其他暗色环氧树脂，或不透射由光源晶粒216产生的光的其他树脂或聚合物。形成不透明串音屏障232的不透明材料也形成围绕器件202的整个边缘的外围屏障234，以便光学隔离器件202与可位于器件202附近的一或多个其他光电子器件。在特定具体实例中，使用不透明模制化合物形成串音屏障232及外围屏障234。
[0012]窗210位于光侦测器传感器区206之上，且窗220位于光源晶粒216之上。虽然窗210及220经展示为简单孔隙或开口，但可形成更复杂的窗。
【附图说明】
[0013]图1为包括罩盖的示例性先前技术光学近接传感器的透视图，该罩盖经展示成移除；
[0014]图2为根据本发明的具体实例的光电子器件的透视图，该光电子器件可为光学近接传感器，该光学近接传感器亦可提供环境光感测；
[0015]包括截面图3(a)至图3(i)的图3用以说明根据本发明的某些具体实例的光电子器件的制造；
[0016]包括截面图4(a)至图4(d)的图4用以说明根据本发明的某些具体实例的光学串音屏障、镜面反射减少搁板及外围光学屏障的制造；
[0017]包括截面图的图5用以说明根据本发明的替代具体实例的光电子器件的制造；
[0018]图6A至图6F用以描述如何由不透明材料的薄片在晶圆外预成型不透明垂直光学串音屏障、不透明外围屏障及不透明垂直搁板(用以减少镜面反射)的细节；
[0019]图7说明根据本发明的替代具体实例的光学串音屏障、镜面反射减少搁板及外围光学屏障的制造；
[0020]图8说明根据某些具体实例的例如气泡透镜的透镜，该等透镜可形成于光侦测器传感器区及/或光源晶粒之上；
[0021]图9A说明根据本发明的具体实例的光电子器件的俯视图；
[0022]图9B说明图9A的光电子器件的俯视图，其中移除光源晶粒；
[0023]图9C说明图9A的光电子器件的仰视图；
[0024]图10用以说明根据某些具体实例，可执行切割以使得传感器的数组包括于单一封装中；
[0025]图11为用以概述根据本发明的某些具体实例的用于制造多个光电子器件的方法的高阶流程图；
[0026]图12为用以描述用于由不透明材料在晶圆外形成预成型结构且将该结构附着至晶圆的方法的高阶流程图；
[0027]图13为根据本发明的具体实例的系统的高阶方块图；
[0028]图14A、图14B及图14C用以描述为何可出现镜面反射及在先前图中引述的镜面反射减少搁板的功能。
[0029]附图标记说明:
[0030]102、光学近接传感器；
[0031]104、光源晶粒；
[0032]106、光侦测器晶粒；
[0033]108、基底基板；
[0034]112、间隙；
[0035]114、透明环氧树脂；
[0036]116、透明环氧树脂；
[0037]122、罩盖；
[0038]124、窗；
[0039]126、窗；
[0040]132、不透明串音屏障；
[0041 ] 202、光电子器件；
[0042]204、光侦测器晶粒；
[0043]206、光侦测器传感器区；
[0044]208、透光材料；
[0045]210、窗；
[0046]216、光源晶粒；
[0047]218、透光材料；
[0048]220、窗；
[0049]222、结合衬垫；
[0050]224、结合导线；
[0051 ]232、不透明串音屏障；
[0052]234、外围屏障；
[0053]242、焊球；
[0054]304、晶圆；
[0055]306、光侦测器传感器区；
[0056]308、通孔；
[0057]310、窗；
[0058]312、凹槽；
[0059]316、光源晶粒；
[0060]318、透光材料；
[0061]320、窗；
[0062]324、结合导线；
[0063]330、不透明材料；
[0064]334、外围屏障；
[0065]336，338、镜面反射减少搁板
[0066]342、焊球；
[0067]601，603、不透明材料的经蚀刻薄片；
[0068]605、在晶圆外制成的预成型不透明结构；
[0069]705、在晶圆外制成的预成型不透明结构；
[0070]826、透镜；
[0071]1002、在一个封装中的四个光电子器件的数组；[0072 ]1004、在一个封装中的两个光电子器件的数组；[0073 ]1006、在一个封装中的两个光电子器件的数组；
[0074]1102-1118、步骤；
[0075]1202-1208、步骤；
[0076]1300、系统；
[0077]1302、光电子器件；
[0078]1303、驱动器；
[0079]1304、比较器或处理器；
[0080]1306、子系统；
[0081]1308、物件；
[0082]1402、盖板；
[0083]1404、闭合表面；
[0084]1406、远表面。
【具体实施方式】
[0085]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0086]优先权申请:本申请案主张2015年6月24日申请的美国专利申请案第14/749，169号及2015年4月16日申请的美国临时专利申请案第62/148，575号的优先权。
[0087]包括截面图3(a)至图3(i)的图3现将用以说明根据本发明的某些具体实例的光电子器件(且更特定言之，多个此等器件)的制造。举例而言，参看图3所描述的过程可用以制造上文参看图2所描述的光电子器件202。
[0088]参看3(a)，多个光侦测器传感器区306经展示为形成于硅晶圆304中。光侦测器传感器区306中的每一者可包括一或多个PN、PIN、NPN、PNP或NIP接面，但不限于此，如上文参看图2中的光检测器传感器区206所描述。在特定具体实例中，光侦测器传感器区306中的每一者为使用CMOS器件制法来制造的CMOS影像传感器。另外，虽然图3(a)中未特定展示，但结合衬垫也可形成于娃晶圆304的顶表面上，该娃晶圆在本文中也可被简称为晶圆304。举例而言，此等结合衬垫可用于将光源晶粒的阳极及阴极接点连接至晶圆304，如下文将更详细描述。
[0089]参看图3(b)，执行晶圆背磨以使晶圆304变薄至其最终所要厚度。举例而言，晶圆可开始具有30密耳厚度，且可在背磨之后最终具有约5密耳的厚度。此情形显着减小最终器件的厚度。此等情形仅为示例性初始及最终晶圆厚度，该等厚度不意欲被限制。
[0090]参看图3(c)，自晶圆304的底部向上执行硅穿孔(TSV)处理以形成通孔308，该等通孔将提供连接至晶圆304的顶部的组件与将形成于晶圆304的底部上的电接点(例如，焊球)之间的电连接。换言之，对晶圆304执行自下而上的TSV处理。举例而言，利用电浆蚀刻进行的标准TSV处理可用以形成开口(钻孔)。在此阶段，不存在沈积于晶圆上的塑料材料。因此，可在无过程约束的情况下执行铜(Cu)接种、Cu镀制、通孔填充及化学机械抛光/平坦化(CMP)0
[0091]参看图3(d)，执行通孔镀制及隆起以将晶圆304的底部上的接点电连接至晶圆304的顶部上且潜在地在晶圆内的接点。另外，可执行衬垫重新分布及重新钝化，以重新定位数组中的最终焊球衬垫及与TSV通孔的大小不同的大小。更一般化地，可执行晶圆背面金属化以使晶圆准备好进行底部端子连接，包含(但不限于)衬垫重新分布。
[0092]参看图3(e)，焊球342经展示为安装至晶圆304的底部。更特定言之，晶圆304可经受助焊剂印刷、焊球附着及回焊，以在晶圆304的底部上制造焊球端子。使用替代电接点而非焊球也在本发明范畴内。举例而言，可使用导电焊盘、衬垫或栓钉。也可将激光刻印添加至晶圆304的底部。
[0093]参看图3(f)，多个光源晶粒316连接至晶圆304的顶表面上的结合衬垫。举例而言，晶圆304可被装载至晶粒附着机器上，且由晶圆固持器固持在适当位置。光源晶粒316可例如使用导电环氧树脂(诸如但不限于，银(Ag)环氧树脂)附着。此情形将会将每一光源晶粒316的发光组件的阳极抑或阴极接点连接至晶圆304的顶表面上的相应结合衬垫。若光源晶粒的阳极及阴极接点两者皆位于光源晶粒的底部上，则阳极及阴极接点两者皆可通过导电环氧树脂直接连接至晶圆304的顶表面上的相应结合衬垫。晶圆接着经历烘烤过程以固化导电环氧树脂(例如，Ag环氧树脂)。
[0094]参看图3(g)，晶圆级结合机器可接着用以将结合导线324自每一光源晶粒316的发光组件的其他接点(例如，阴极或阳极)连接至晶圆304上的相应结合衬垫。结合导线324可例如由银(Ag)或铜(Cu)制成，但不限于此。此情形假定阳极接点及阴极接点中的一者位于光源晶粒216的底部上，且阳极接点及阴极接点中的另一者位于光源晶粒216的顶表面上。若阳极接点及阴极接点两者皆位于光源晶粒216的底部上，则消除对结合导线324的需要。
[0095]参看图3(h)，晶圆304的顶表面及连接至其的组件(包括光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话))囊封于透光材料318中。光侦测器传感器区306也囊封于透光材料318中。透光材料318可为例如透光环氧树脂(例如，透明或有色环氧树脂)或其他透光树脂或聚合物。根据特定具体实例，透光材料318为使用阻焊沈积设备施配的透明阻焊材料。根据替代具体实例，在具有或不具有真空辅助的情况下，使用液体压缩模制形成透光材料318(例如，透明环氧树脂)。或者，可使用射出或转注模制。
[0096]图3(h)中也展示光学串音屏障332，该等光学串音屏障用以阻挡光以免自光源晶粒316中的一者直接透射至光侦测器传感器区306中的邻近者。图3(h)中也展示自光学串音屏障332中的每一者朝向邻近光源晶粒316延伸的镜面反射减少搁板336。另外，镜面反射减少搁板338自光学串音屏障332中的每一者朝向邻近光侦测器传感器区306水平地延伸。此等搁板336、338用以减少可在将透光盖板(例如，由玻璃、塑料或一些其他保护性透光材料制成)放置在成品光电子器件(例如，光学近接传感器)之上的情况下出现的镜面反射。举例而言，此盖板可为覆盖移动电话、携带型音乐播放器或个人资料助理(PDA)的屏幕的玻璃，或覆盖膝上型计算机的屏幕的塑料。在将此盖板放置在光学近接传感器之上时，光学近接传感器常常对镜面反射敏感。正如期望将自光源晶粒316直接透射至邻近光侦测器传感器区306的光减至最小一样，也期望将镜面反射减至最小，因为此等反射类似地降低器件整体感测邻近度或距离的能力，因为镜面反射基本上为不含信息的噪声。图3(h)中也展示外围屏障334，该等外围屏障用以光学隔离成品光电子器件(例如，光学近接传感器)与可位于器件附近的一或多个其他光电子器件。
[0097]图3(h)中也展示在光侦测器传感器区306中的每一者的至少一部分之上保持打开的窗310，及在光源晶粒316中的每一者的至少一部分之上保持打开的窗320。在光源晶粒316之上的窗320允许光源晶粒316的发光组件发射的光的至少一部分离开器件，且在光侦测器传感器区306之上的窗310允许将被器件的视野内的对象反射离开的发射光入射于光侦测器传感器区306上，且由光侦测器传感器区306侦测。若器件被用作环境光传感器，则在光侦测器传感器区306之上的窗310允许环境光入射于光侦测器传感器区306上，且由光侦测器传感器区306侦测。此等窗310、320也可被称作孔隙。
[0098]下文参看图4、图5A及图5B描述如何将光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)囊封于透光材料318中及如何制造不透明垂直光学串音屏障332、不透明水平搁板336(自垂直串音屏障332中的每一者朝向邻近光源晶粒316延伸)、不透明水平搁板338(自垂直串音屏障332中的每一者朝向邻近光侦测器传感器区306水平地延伸)及不透明外围屏障334的额外细节。
[0099]参看图3(i)，接着以机械方式切割(例如，锯切)晶圆以单体化每一光电子器件。根据具体实例，在切割之后，器件保持附着至用以安装晶圆的带(例如，聚酯薄膜带(Mylartape))介质。可接着使用电测试仪(例如，具有探针的测试仪)测试单体化器件来检查个别器件是否恰当地操作。或者，可在切割之前执行测试。可接着将单体化器件装载至抓放机器上，该抓放机器用以抓取恰当地操作的器件(如使用测试判定)，且将该等器件放置至卷带式包装中，此时该等器件已准备好运送至客户。
[0100]再次参看图3，较佳地在执行参看图3(a)至图3(e)所描述的步骤之后，将光源晶粒316附着至晶圆304的顶部，如图3(f)中所示。此是因为晶圆304的顶部在参看图3(a)至图3
(e)所描述的步骤期间为平面(不具有任何拓扑)系有益的。否则，晶圆机械完整性可能受损。此外，在执行晶圆背面金属化之后将透光材料318模制于光源晶粒316及光侦测器传感器区306之上是有益的，以便避免潜在地使透光材料318褪色及/或造成其他热问题，该等热问题可由执行晶圆背面金属化(其过程典型地具有最高热预算)所需要的热导致。在将焊球342或其他电连接器安装至晶圆304的底部之前将透光材料318模制于光源晶粒316及光侦测器传感器区306之上也可为有益的，以便避免潜在地使透光材料318褪色及/或造成其他热问题，该等热问题可由附着焊球342或其他电接点端子所需要的热导致。然而，因为将焊球(或其他电连接器)附着至晶圆的底部所需要的热小于晶圆背面金属化所需要的热，所以其益处不如在将透光材料318模制于光源晶粒316及光侦测器传感器区306之上之前执行晶圆背面金属化。不管前述益处如何，按不同于上文所描述的次序执行参看图3所描述的步骤也在本发明的具体实例的范畴内。举例而言，在替代具体实例中，如参看图3(f)所描述，光源晶粒316至晶圆304的顶部的附着可替代地在参看图3(a)及图3(b)所描述的步骤之间，在参看图3(b)及图3(c)所描述的步骤之间，在参看图3(c)及图3(d)所描述的步骤之间或在参看图3(d)及图3(e)所描述的步骤之间执行。其他变化也为可能的，且在本文中所描述的具体实例的范畴内。举例而言，焊球或其他电连接器的安装可为在机械切割晶圆以单体化每一光电子器件之前执行的最后步骤。
[0101]包括截面图4(a)至图4(d)的图4现将用以描述如何将光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)囊封于透光材料318中及如何制造光学串音屏障332、镜面反射减少搁板336(自光学串音屏障332中的每一者朝向邻近光源晶粒316延伸)、镜面反射减少搁板338(自光学串音屏障332中的每一者朝向邻近光侦测器传感器区306水平地延伸)及外围屏障334的额外细节。镜面反射减少搁板336及镜面反射减少搁板338可被个别地称为或被统称为镜面反射减少搁板。参看图4(a)，晶圆304的顶表面及连接至其的组件(包括光源晶粒316(及结合导线324，若其存在的话))囊封于透光材料318中。光侦测器传感器区306也囊封于透光材料318中。如上文所指出，透光材料318可为例如透光环氧树脂(例如，透明或有色环氧树脂)或其他透光树脂或聚合物。根据特定具体实例，透光材料318为使用阻焊沈积设备施配的透明阻焊材料。根据替代具体实例，在具有或不具有真空辅助的情况下，使用液态压缩模制形成透光材料318(例如，透明环氧树脂)。或者，可使用射出或转注模制。
[0102]参看图4(b)，凹槽312形成于透光囊封材料318中，以使囊封的光侦测器传感器区306与邻近囊封的光源晶粒316分离。根据某些具体实例，光微影用以形成凹槽312。根据其他具体实例，例如使用锯或激光来切割凹槽312。
[0103]在仅在上文参看图4(a)及图4(b)所描述的具体实例中，光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)在一个步骤期间囊封于透光材料318中，且接着在另一步骤期间形成凹槽312。此等两个步骤可替代地用单一步骤替换，在该单一步骤期间，模具用以将光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)囊封于透光材料318中，且形成凹槽312。此模具将包括用于在相对于光侦测器传感器区306及光源晶粒316的所要位置处形成凹槽的模具特征。更特定言之，在单一模制步骤期间，光侦测器传感器区(也被称作光侦测器传感器区域)及光源晶粒(及结合导线324，若存在的话)囊封于透光材料中，其中在光侦测器传感器区与邻近光源晶粒之间的透光材料中具有凹槽。此模制步骤的结果将类似于图4(b)中所示的情形。
[0104]现参看图4(c)，根据某些具体实例，将不透明材料330施配于剩余的透光材料318上及参看图4(b)论述的凹槽312内。不透明材料330用以形成光学串音屏障332(在每一光侦测器传感器区306与其邻近光源晶粒316之间)及外围屏障334，其目的参看上文在图2中的组件232及234所论述。不透明材料330可为例如黑色或其他暗色环氧树脂，或不透射由光源晶粒316产生的光的其他树脂或聚合物。在特定具体实例中，不透明材料为使用阻焊印刷施配的黑色阻焊材料。参看图4(d)，形成用于光侦测器传感器区306的窗310，且形成用于光源晶粒316的窗320。根据特定具体实例，也可被称作孔隙的此等窗310、320可通过使用光微影移除不透明材料330的部分(例如，黑色阻焊材料)而形成。
[0105]根据替代具体实例，胜于执行上文参看图4(c)及图4(d)所描述的两个步骤，另一模制步骤用以使用不透明材料330填充凹槽312以形成光源晶粒316与邻近光侦测器传感器区306之间的垂直光学串音屏障332。不透明材料330可为例如黑色或其他暗色模制化合物、环氧树脂或不透射由光源晶粒316产生的光的其他树脂或聚合物。压缩模制、射出模制或转注模制可用以例如执行此模制步骤。
[0106]垂直光学串音屏障332用以阻挡光以免自光源晶粒316中的一者直接透射至光侦测器传感器区306中的邻近者。在此模制步骤期间，也形成自光学串音屏障332中的每一者朝向邻近光源晶粒316延伸的搁板336。另外，也可形成自光学串音屏障332中的每一者朝向邻近光侦测器传感器区306水平地延伸的搁板338。此等水平搁板336、338用以减少镜面反射，该等镜面反射可在将透光盖板(例如，由玻璃、塑料或一些其他保护性透光材料制成)放置在成品光电子器件(例如，光学近接传感器)之上的情况下出现。举例而言，此盖板可为覆盖移动电话、携带型音乐播放器或个人资料助理(PDA)的屏幕的玻璃板，或覆盖膝上型计算机的屏幕的塑料。在将此盖板放置于光学近接传感器之上时，光学近接传感器常常对镜面反射敏感。正如期望将自光源晶粒316直接透射至邻近光侦测器传感器区306的光减至最小一样，也期望将镜面反射减至最小，因为此等反射类似地降低器件整体感测邻近度或距离的能力，因为镜面反射基本上为不含信息的噪声。不透明材料330也可用以形成外围屏障334，该外围屏障用以光学隔离成品光电子器件(例如，光学近接传感器)与可位于器件附近的一或多个其他光电子器件。更一般化地，在单一模制步骤期间，可模制不透明材料330以形成光学串音屏障332、外围屏障334及镜面反射减少搁板336、338。在此相同模制步骤期间，窗310在光侦测器传感器区306中的每一者的至少一部分之上保持打开，且窗320在光源晶粒316中的每一者的至少一部分之上保持打开，如图4(d)中所示。
[0107]根据特定具体实例，经执行以达成图4(b)中所示情形的透光材料318的模制及用以达成图4(d)中所示情形的不透明材料330的模制使用双模制过程来执行。举例而言，双模制过程可为双重射击射出模制，但不限于此。
[0108]在替代具体实例中，消除上文参看图4(a)及4(b)所描述步骤或其组合。换言之，在此等替代具体实例中，光侦测器传感器区306(也可被称作光侦测器传感器区域)及光源晶粒316(及结合导线324，若存在)不囊封于透光材料中。
[0109]在另外其他具体实例中，在透光材料318用以囊封光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)之前，不透明屏障332、334及搁板336、338由不透明材料330形成。
[0110]在上文所描述的晶圆级处理(例如用以形成透光材料及用以形成不透明屏障)之后，晶圆可例如使用丙烯酸类黏着剂附着至晶圆支撑系统。晶圆支撑系统将帮助防止变形，且帮助保护透光材料318及屏障免于温度漂移。
[0111]根据本发明的某些具体实例，胜于“在晶圆上”形成光学串音屏障332、外围屏障334及不透明水平镜面反射减少搁板336、338，此等组件为由不透明材料“在晶圆外”制成的预成型不透明结构的部分。举例而言，参看图5，根据特定具体实例，不透明垂直光学串音屏障、不透明外围屏障及不透明垂直搁板(用以减少镜面反射)“在晶圆外”预成型，且接着附着至晶圆。对于更特定实例，可蚀刻不透明材料的薄片以“在晶圆外”制造垂直光学串音屏障，该等垂直光学串音屏障其后黏着于晶圆(在用透光材料囊封光检测器及源之前或之后)。可蚀刻不透明材料的另一薄片以制造镜面反射减少的小孔隙/窗，且不透明材料的该另一薄片可黏着于垂直光学串音屏障上方/黏着至垂直光学串音屏障，以提供镜面反射减少垂直搁板，从图5中可以了解到。根据本发明的具体实例，不透明材料的薄片可为金属薄片、硅薄片或用不透明材料涂布或以其他方式处理成不透明的玻璃薄片，但不限于此。“在晶圆外”预成型的不透明垂直光学串音屏障及不透明垂直搁板(用以减少镜面反射)可在光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)囊封于透光材料中之后被附着至晶圆。或者，“在晶圆外”预成型的不透明垂直光学串音屏障及不透明垂直搁板(用以减少镜面反射)可附着至晶圆，其中光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)不囊封于透光材料中。其后，光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)可或可不(取决于实施)囊封于透光材料中。
[0112]与同晶圆分离地形成且接着附着至晶圆相反，在组件直接形成于晶圆上的情况下，组件视为“在晶圆上”形成。在组件与晶圆分离形成且接着附着至晶圆的情况下，组件被视为“在晶圆外”形成。在切割晶圆之前将组件添加或附着至晶圆的情况下，组件被视为在晶圆级形成。“在晶圆上”形成的组件及“在晶圆外”形成的组件被视为在晶圆级形成，只要在切割晶圆之前被添加或附着至晶圆。在本文所描述具体实例中，在晶圆级形成(不管是在晶圆上形成还是在晶圆外预成型且接着在切割之前附着至晶圆)的光学串音屏障332及外围屏障334也可被个别称为或统称为不透明垂直光学屏障。不透明垂直光学屏障的某些实例或部分可充当光学串音屏障332，而其他实例或其部分可充当外围屏障334。镜面反射减少搁板336及/或338由于在相对于不透明垂直光学屏障的水平方向上延伸而也可被称作不透明水平光学屏障。不透明水平光学屏障的特定实例或部分可充当镜面反射减少搁板336或338。下文中参看图14A至图14C提供镜面反射为何可出现及对镜面反射减少搁板336及338的功能的论述。
[0113]在不透明材料的薄片(例如，金属薄片、硅薄片或用不透明材料涂布或以其他方式处理成不透明的玻璃薄片)用以形成不透明光学串音屏障及外围屏障且不透明材料的第二薄片(例如，金属薄片、硅薄片或用不透明材料涂布或以其他方式处理成不透明的玻璃薄片)用以形成不透明垂直搁板(用以减少镜面反射)及窗的情况下，此等两个薄片可在晶圆外彼此附着，且接着附着至晶圆。另或者，其中形成不透明光学串音屏障及外围屏障的不透明材料的第一薄片可附着至晶圆，且接着其中形成不透明垂直搁板(用以减少镜面反射)及窗的第二薄片不透明材料可在第一薄片上方附着至晶圆。
[0114]图6A至图6F现将用以描述如何由不透明材料的薄片在晶圆外预成型不透明垂直光学串音屏障、不透明外围屏障及不透明垂直搁板(用以减少镜面反射)的额外细节。换言之，图6A至图6F用以描述用于以晶圆级在晶圆外形成不透明垂直光学屏障及不透明水平光学屏障的特定具体实例。参看图6A，其中说明不透明材料的薄片601的一部分的俯视图，其中开口对应于在不透明材料的薄片601中蚀刻的孔隙310及320的所要大小。如上文所提及，不透明材料的薄片601可为金属薄片或经处理成不透明的硅薄片，但不限于此。图6B说明沿着图6A中的虚线B-B的图6A中所示的不透明材料的薄片601的部分的侦_面图。图6A及图6B中所示的不透明材料的经蚀刻薄片601用以形成不透明水平光学屏障，从下文论述的图6F可以了解到。
[0115]图6C说明不透明材料的另一经蚀刻薄片603的一部分的俯视图，该薄片可为金属薄片或经处理成不透明的硅薄片，但不限于此。图6D说明沿着图6C中的虚线D-D的图6C中所示的不透明材料的薄片603的部分的侧截面图。图6C及图6D中所示的不透明材料的经蚀刻薄片603用以形成不透明垂直光学屏障，从下文论述的图6F可以了解到。
[0116]图6E说明通过例如使用不透明环氧树脂将不透明材料的经蚀刻薄片601附着于不透明材料的经蚀刻薄片603的上方而形成的不透明结构的俯视图。图6F说明沿着图6E中的虚线F-F而在图6E中所示的不透明材料的薄片601、603的部分的侧截面图。如图6F中所示，不透明材料的经蚀刻薄片601用以形成不透明水平光学屏障，包括用以减少镜面反射的搁板336及338。也如图6F中所示，不透明材料的经蚀刻薄片603用以形成不透明垂直光学屏障，包括光学串音屏障332及外围屏障334。鉴于以上描述，图6F中所示的结构可被称作在晶圆外制成的预成型不透明结构605。
[0117]图7说明在晶圆外制成的预成型不透明结构705的另一实例。参看图7，在此具体实例中，模制(例如，射出、压缩或转注模制)不透明模制化合物以同时“在晶圆外”形成光学串音屏障332、外围屏障334及不透明水平镜面反射减少搁板336及/或338，且预成型不透明结构705此后在用透光材料囊封光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)之后被黏着于晶圆。不透明模制化合物可例如为不透明液晶聚合物、聚邻苯二甲酰胺(PPA)或其他高温热塑料材料，但不限于此。光学串音屏障332、外围屏障334及镜面反射减少搁板336及/或338可替代地在不用透光材料囊封光侦测器传感器区306及光源晶粒316(及结合导线324，若存在的话)的情况下被黏着至晶圆上。光学串音屏障332、外围屏障334及镜面反射减少搁板336及/或338可通过单一遍次附着以按晶圆的大小制作，或被制造成较小区段且经由多个遍次而被附着至晶圆上。
[0118]在某些具体实例中，例如气泡透镜的透镜可形成于光侦测器传感器区及/或光源晶粒之上，从图5C可了解到。参看图8，可例如使用透光材料318(例如，透明环氧树脂)的液态压缩模制形成此些透镜826。在每一光源晶粒上的透镜用以聚焦自光源晶粒发射的光。在每一光侦测器传感器区上的透镜用以聚焦入射于透镜上的光(反射及/或环境光)。
[0119]在上文所描述的具体实例中，不需要连接了光源晶粒及光侦测器晶粒的单独基底基板(例如，PCB基板)。而是，光源晶粒连接至光侦测器晶粒，以使得光侦测器晶粒充当成品光电子器件的基底。此情形提供相比于其他近接传感器器件的显着成本降低。另外，此情形将总封装占据面积减小至大约光侦测器晶粒自身的占据面积。所生成光电子器件可用于邻近度侦测以及用于环境光侦测。
[0120]根据上文所述特定具体实例，对于每一光学近接传感器器件仅需要单一结合导线。电连接的其余部分通过通孔布线至晶粒的背面，且用焊球或其他外部连接器加工。此情形实现封装小型化。另外，若用以制造结合导线的商品(诸如银(Ag)或铜(Cu))的价格增加，则材料列表不太倾向于增加。在其他具体实例中，不需要结合导线，如上文所解释。
[0121]在特定具体实例中，使用晶圆级芯片尺度封装(CSP)形成光电子器件的组件，其提供大规模小型化。
[0122]上文所描述的具体实例可用以制造作为为光学近接传感器的多个光电子器件。此些光学近接传感器也可能够充当环境光传感器。本文中所描述的具体实例也可用以制造作为为光学近接传感器的多个光电子器件，此等环境光传感器不配置以也充当光学近接传感器。在制造专用环境光传感器的此等后述具体实例中，光源晶粒不附着至晶圆
[0123]图9A说明根据本发明的具体实例的光电子器件的俯视图。图9B说明图9A的光电子器件的俯视图，其中移除了光源晶粒。图9B说明图9A的光电子器件的仰视图。
[0124]根据某些具体实例，胜于执行切割以使得每一所生成器件仅包括单一近接传感器，可替代地执行切割以使得此等传感器的数组包括于单一封装中，从图10可以了解到。更特定言之，图10展示在一个封装1002中的四个光电子器件的数组:光源晶粒彼此靠近地间隔开的两个光电子器件1004的数组，及光源晶粒彼此较远地间隔开的两个光电子器件1006的数组。其他配置也为可能的。
[0125]图11为用以概述根据本发明的某些具体实例的用于制造多个光电子器件的方法的高阶流程图，开始于包括多个光侦测器传感器区的晶圆(例如，306)。参看图11，步骤1102涉及背磨包括多个光侦测器传感器区的晶圆的底部以达到晶圆的指定厚度。步骤1104涉及对晶圆执行硅穿孔(TSV)处理，藉此形成多个通孔。步骤1106涉及在执行TSV处理之后，隆起及镀制通孔且执行晶圆背面金属化。
[0126]取决于实施方式，背磨(在步骤1102处执行)可在TSV处理(在步骤1104处执行)之前或之后执行。根据某些具体实例，若在TSV处理之后执行背磨，则将在背磨之后完成通孔的隆起及镀制及晶圆背面金属化的执行。
[0127]根据特定具体实例，在背磨晶圆的底部(在步骤1102处)之后执行TSV处理(在步骤1104处)的情况下，TSV处理(在步骤1104处)为自下而上的TSV处理，如上文参看图3(c)所描述。对薄背磨晶圆执行TSV处理归因于较低通孔深度要求而改良过程能力、成本及循环时间。此选项也允许TSV处理与CMOS传感器器件制造过程(用以形成光侦测器传感器区)脱钩，且使用不同于CMOS器件制造位置的过程能力及制造位置而充分完成，以充分利用较佳成本结构及制造流程。
[0128]再次参看图11，步骤1108涉及将多个光源晶粒(例如，316)中的每一者附着至晶圆的顶表面，例如，如上文参看图3(f)所描述。更特定言之，步骤1108可包括将光源晶粒中的每一者附着至晶圆的顶表面上的单独结合衬垫。在步骤1110处，对于多个光源晶粒中的每一者，结合导线(例如，324)可自光源晶粒的顶部附着至晶圆的顶表面上的另一单独结合衬垫。或者，若光源晶粒的底部包括阳极接点及阴极接点两者，则阳极接点及阴极接点两者皆可在步骤1108处直接连接至晶圆的顶表面上的相应结合衬垫。换言之，若阳极接点及阴极接点两者皆位于光源晶粒的底部上，则可消除步骤1110。
[0129]步骤1112涉及模制透光材料(例如，318)以将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料中。更一般化地，步骤1112涉及将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料中。透光材料可为例如透光环氧树脂(例如，透明或有色环氧树脂)，或其他透光树脂或聚合物。根据特定具体实例，透光材料为使用阻焊沈积设备施配的透明阻焊材料。根据替代具体实例，在具有或不具有真空辅助的情况下，使用液态压缩模制来形成透光材料(例如，透明环氧树脂)。另或者，如上文所注明，可使用射出或转注模制。
[0130]根据特定具体实例，模制透光材料以将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料中(在步骤1112处)的执行在隆起及镀制通孔及执行晶圆背面金属化(在步骤1106处)之后且在将多个光源晶粒附着至晶圆的顶表面(在步骤1108处)之后。在隆起及镀制通孔及执行晶圆背面金属化之后模制透光材料以将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于材料中的益处在于:避免潜在地褪色透光材料及/或导致可由在晶圆背面金属化期间产生的热导致的其他热问题，该过程典型地利用最高温度且具有最高热冲击。
[0131]再次参看图11，步骤1114涉及制造包括不透明光学串音屏障的不透明屏障(例如，332)。根据特定具体实例，步骤1114也包括制造不透明镜面反射减少搁板(例如，336及/或338)及不透明外围屏障(例如，334)。根据某些具体实例，不透明光学串音屏障、镜面反射减少搁板及不透明外围屏障通过模制不透明材料以制造此等屏障来制造。在某些此等具体实例中，诸如但不限于双重射击射出模制的双模制过程用以模制透光材料，以将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料中(在步骤1112处)，且模制不透明材料以制造不透明光学串音屏障、反射减少搁板及外围屏障(在步骤1114处)。
[0132]根据替代具体实例，在步骤1114处制造不透明光学串音屏障、镜面反射减少搁板及外围屏障涉及将预成型不透明光学串音屏障、镜面反射减少搁板及外围屏障附着至晶圆，例如，如上文参看图5至图7所描述。更一般化地，可在步骤1114处制造的不透明屏障的额外细节参看上文图2至图7进行论述，且也在下文参看图14A至图14C进行论述。
[0133]根据特定具体实例，对晶圆执行(在步骤1106处)的硅穿孔(TSV)处理及隆起及镀制通孔且晶圆背面金属化两者的执行(在步骤1106处)皆在将光源晶粒附着至晶圆的顶表面(在步骤1108处)之前且在模制透光材料以将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料中(在步骤1112处)之前。在将光源晶粒附着至晶圆的顶表面之前及在模制透光材料以将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料中之前执行TSV处理及执行通孔的隆起及镀制以及晶圆背面金属化的益处在于:通孔的隆起及镀制以及晶圆背面金属化(其可包括例如铜(Cu)接种、Cu镀制及化学机械抛光/平坦化(CMP))可在无过程约束的情况下执行，因为于此阶段在晶圆上存在透光材料。
[0134]根据某些具体实例，将光源晶粒附着至晶圆的顶表面(在步骤1108处)在执行背磨(在步骤1102处)之后、在对晶圆执行TSV处理(在步骤1104处)之后及在隆起及镀制通孔且执行晶圆背面金属化(在步骤1106处)之后被执行。在执行背磨之后、在对晶圆执行TSV处理之后及在隆起及镀制通孔及执行晶圆背面金属化之后将光源晶粒附着至晶圆的顶表面的益处在于:在晶圆的顶部为平面(不具有任何拓扑)时执行前述步骤为较佳的。否则，晶圆机械完整性可能受损。这是因为光源晶粒的附着及晶圆顶面的透光材料囊封可导致非平面及/或软性表面，若晶圆研磨改为在前述步骤之后执行，则该非平面及/或软性表面可在晶圆后表面的机械研磨期间导致晶圆断裂。
[0135]步骤1116涉及将焊球或其他电连接器安装至晶圆的底部。举例而言，导电焊盘、衬垫或栓钉而非焊球可被用作电连接器。根据某些具体实例，焊球或其他电连接器在模制透光材料以将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料(在步骤1112处)之后被附着至晶圆的底部(在步骤1116处)。根据替代具体实例，焊球或其他电连接器在模制透光材料以将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料中(在步骤1112处)之前被附着至晶圆的底部(在步骤1116处)。因此，取决于实施方式，参看图11所描述的步骤可按其中所示的次序或按替代次序执行，本文中描述该等次序中的许多者。
[0136]在模制透光材料以将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料中(在步骤1112处)之前将焊球或其他电连接器附着至晶圆的底部(在步骤1116处)的益处在于:按此次序执行步骤将避免潜在地褪色透光材料(例如，318)及/或导致可由附着焊球(例如，342)或其他电接点端子所需要的热导致的其他热问题。然而，因为将焊球(或其他电连接器)附着至晶圆的底部所需要的热小于晶圆背面金属化所需要的热，所以此举的益处不如在光源晶粒(例如，316)及光侦测器传感器区(例如，306)之上模制透光材料(例如，318)之前执行晶圆背面金属化。
[0137]再次参看图11，步骤1118涉及切割晶圆以将晶圆分离成多个光电子器件。根据某些具体实例，由切割晶圆所得的光电子器件中的每一者包括光侦测器传感器区(例如，306)中的至少一者、光源晶粒(例如，308)中的至少一者、光侦测器传感器区中的至少一者与光源晶粒中的至少一者之间的不透明光学串音屏障(例如，332)中的一者及焊球或其他电连接器(例如，342)中的至少两者。
[0138]可在晶圆上形成在步骤1114处制造的不透明屏障，例如，如上文参看图3及图4所描述。或者，可在晶圆外预成型在步骤1114处制造的不透明屏障，例如，如上文参看图5至图7所描述。举例而言，如上文参看图7所描述，不透明屏障可在晶圆外模制且接着被附着至晶圆。或者，如上文参看图6A至6F所描述且在下文参看图12所概述，不透明屏障可为由不透明材料的一或多个经蚀刻薄片在晶圆外制成的预成型不透明结构。如上文所指出，在某些具体实例中，由不透明材料在晶圆外制成的预成型不透明结构包括不透明垂直光学屏障及不透明水平光学屏障。在特定具体实例中，不透明垂直光学屏障及不透明水平光学屏障由不透明材料的两个经蚀刻薄片制成。图12的高阶流程图现将用以描述用于在晶圆外形成此预成型结构且将该结构附着至晶圆的方法。
[0139]参看图12，步骤1202涉及在晶圆外蚀刻不透明材料的第一薄片以形成不透明垂直光学屏障，其充当光学串音屏障及外围屏障。步骤1204涉及在晶圆外蚀刻不透明材料的第二薄片以形成充当镜面反射减少搁板的不透明水平光学屏障，及形成用于光侦测器传感器区及光源晶粒的窗。步骤1206涉及将不透明材料的第一经蚀刻薄片附着至晶圆，以使得光侦测器传感器区中的每一者通过充当光学串音屏障的垂直光学屏障中的一者与光源晶粒中的邻近者分离。步骤1208涉及将不透明材料的第二经蚀刻薄片附着至不透明材料的第一经蚀刻薄片(在将不透明金属的第一经蚀刻薄片附着至晶圆之前或之后)，以使得存在在光侦测器传感器区中的每一者的至少一部分上的窗及在光源晶粒中的每一者的至少一部分上的窗。在某些具体实例中，不透明材料的第一及第二薄片皆为金属薄片。在其他具体实例中，不透明材料的第一及第二薄片皆为硅薄片。在其他具体实例中，不透明材料的第一及第二薄片皆为用不透明材料涂布或以其他方式处理成不透明的玻璃薄片。也将有可能不透明材料的第一及第二薄片中的一者为金属薄片，且不透明材料的第一及第二薄片中的另一者为硅薄片或经处理成不透明的玻璃薄片。更一般化地，不透明材料的第一及第二薄片可为相同类型的不透明材料的薄片，或不透明材料的第一及第二薄片的类型可彼此不同。图12中所描述的步骤的示例性额外细节可从图6A至图6F的以上论述中了解到。
[0140]在替代具体实例中，预成型不透明结构由不透明模制化合物模制(例如，射出模制、压缩模制或转注模制)。不透明模制化合物可为例如不透明液晶聚合物、聚邻苯二甲酰胺(PPA)或一些其他高温热塑料材料，但不限于此。预成型不透明结构可如何由不透明模制化合物在晶圆外模制及接着附着至晶圆的示例性额外细节可从图7的以上论述了解到。
[0141]在某些具体实例中，将光侦测器传感器区及光传感器晶粒囊封于透光材料中是发生于附着预成型不透明结构之前的时间。如例如图3(e)中所示，凹槽(例如，312)可形成于光侦测器传感器区与邻近光源晶粒之间的透光材料(例如，318)中。光侦测器传感器区及光源晶粒(及结合导线，若存在的话)首先可囊封于透光材料中，且接着可模制/形成凹槽，如上文参看图3(d)及图3(e)所描述。或者，光侦测器传感器区及光源晶粒(及结合导线，若存在的话)可与经形成凹槽同时囊封于透光材料中，如上文参看图3(e)所描述。其他变化也为可能的，且在本发明的具体实例的范畴内。
[0142]本发明的具体实例的光电子器件可用于各种系统中，包含但不限于移动电话及其他手持型器件。参看图13的系统1300，例如光电子器件1302(例如，202)可用以控制是启用还是停用子系统1306(例如，触摸屏、背光、虚拟滚轮、虚拟小键盘、导览垫等)。举例而言，光电子器件1302可侦测诸如人手指的对象1308何时在接近，且基于该侦测启用抑或停用子系统1306。更特定言之，驱动器1303选择性地驱动光电子器件1302的光源晶粒(例如，216 )，藉此致使光源晶粒发射自对象1308反射离开的光。驱动器1303可在器件1302的外部(如图所示)或为器件1302的一部分(例如，器件1302的晶粒中的一者的一部分)。反射光的一部分由光电子器件1302的光源晶粒的光侦测器传感器区(例如，306)侦测到。将光电子器件1302的输出提供至比较器或处理器1304，该比较器或处理器可比较光电子器件1302的输出与临限值，以取决于需要为何而判定对象1308是否在应启用或停用子系统1306的范围内。可使用多个临限值，且可基于对象1308的侦测到的邻近度而出现一个以上的可能响应。举例而言，第一响应可在对象1308在第一邻近度范围内的情况下出现，且第二响应可在对象1308在第二邻近度范围内的情况下出现。在系统1300中，光电子器件1302用以侦测对象1308的邻近度，且因此器件1302也可被称作光学近接传感器。
[0143]图14A、图14B及图14C现将用以进一步描述为何可出现镜面反射，及上文引述的镜面反射减少搁板336及338的功能。图14A说明光电子装置，其包括通过不透明光学串音屏障332而被彼此分离的光源晶粒316及光侦测器传感器区306。此光电子装置可被用作近接侦测器。如图14A中所示，光电子装置(包括光源晶粒316及光侦测器传感器区306)可供盖板1402使用(例如，放置在盖板背后或由盖板覆盖)，该盖板可例如由玻璃、塑料或一些其他保护性透光材料制成。此盖板1402包括闭合表面1404及远表面1406，其间具有板1402的厚度。虽然闭合表面1404经展示为距光电子装置的顶表面有一段距离，但也有可能闭合表面接触(也即，邻接)光电子装置的顶表面。盖板1402可为例如覆盖移动电话、个人音乐播放器或个人资料助理(PDA)的屏幕的玻璃或覆盖膝上型计算机的屏幕的塑料，但不限于此。
[0144]也在图14A中展示了示例性光线1403。从图14A可以了解到，光线或其部分中的至少一些可归因于镜面反射而朝向光电子装置的光侦测器传感器区306往回反射。正如期望将自光源晶粒316直接透射至光侦测器传感器区306的光减至最小一样，也期望将镜面反射减至最小，因为此等反射类似地降低器件整体感测距离的能力，因为该等反射基本上为不含信息的噪声。为了减少及较佳地防止由光侦测器传感器区进行的对镜面反射的侦测，可添加一或多个镜面反射减少搁板，如下文参看图14A及图14B所描述。
[0145]参看图14B，光学串音屏障332防止通过光源晶粒316产生的光直接行进至光侦测器传感器区306。另外，可被称作镜面反射减少搁板336的不透明垂直屏障336减少镜面反射。自光学串音屏障332延伸的此屏障336形成光源晶粒316上的搁板，且在某些具体实例中，覆盖光源晶粒316的发光组件的至少一部分，如图14B中所示。从图14A与图14B之间的比较可了解到，搁板336减少镜面反射的量，且藉此在光电子器件与盖板(例如，1402)—起使用的情况下，减少(及较佳地最小化)由光侦测器传感器区306侦测到的原本将归因于镜面反射的光量。以此方式，镜面反射减少搁板336增加光电子器件的敏感度。换言之，镜面反射减少搁板336增加将由光侦测器传感器区306侦测到的光的百分比，其实际上归因于盖板1402的远侧上的对象的反射(与自盖板1402自身的反射相反)。
[0146]参看图14C，根据某些具体实例，另一不透明垂直屏障338减少镜面反射的侦测。此屏障338形成光侦测器传感器区306上的搁板，且在具体实例中，覆盖光侦测器传感器区306的至少一部分，如图14C中所示。从图14A与图14C之间的比较可以了解到，搁板338减少由光侦测器传感器区306侦测到的镜面反射的量，且藉此增加光电子器件的敏感度。换言之，镜面反射减少搁板338阻挡在不包括搁板338的情况下原本将由光侦测器传感器区306侦测到的至少一些镜面反射。
[0147]前述描述为本发明的较佳具体实例。已出于说明及描述的目的提供此等具体实例，但该等具体实例并不意欲为详尽的，或将本发明限制为所揭示的精确形式。对于熟习此项技术者而言，许多修改及变化将为显而易见的。选择及描述具体实例以便最佳地描述本发明的原理及其实务应用，藉此使得熟习此项技术者能够理解本发明。
[0148]虽然以上已描述本发明的各种具体实例，但应理解，其已通过实例且非限制来提出。熟习相关技术者将显而易见，在不背离本发明的精神及范畴的情况下，可在其中进行形式及细节的各种改变。
[0149]本发明的范围及范畴不应由上述示例性具体实例中的任一者限制，而应仅根据以下申请专利范围及其等效物进行界定。
【主权项】
1.一种用于制造多个光电子器件的方法，其包含: (a)对晶圆执行硅穿孔(TSV)处理，该晶圆包括多个光侦测器传感器区，藉此形成多个通孔； (b)在执行该硅穿孔处理之后，隆起及镀制该通孔及执行晶圆背面金属化； (C)将多个光源晶粒中的每一者附着至该晶圆的顶表面;及 (d)在该(b)隆起及镀制该通孔及执行晶圆背面金属化之后，且在该(C)将该多个光源晶粒附着至该晶圆的该顶表面之后，模制透光材料以将该光侦测器传感器区及该光传感器晶粒囊封于该透光材料中； (e)制造包括不透明光学串音屏障的不透明屏障； (f)将焊球或其他电连接器附着至该晶圆的底部;及 (g)切割该晶圆以将该晶圆分离成多个光电子器件。2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括: 在该(a)对该晶圆执行硅穿孔处理之前，背磨包括该多个光侦测器传感器区的该晶圆的底部，以达到该晶圆的指定厚度。3.如权利要求2所述的方法，其中该(a)对该晶圆执行硅穿孔处理包含在该背磨该晶圆的该底部之后，对该晶圆执行自下而上的硅穿孔处理。4.如权利要求3所述的方法，其中在该(C)将该多个光源晶粒附着至该晶圆的该顶表面之前且在该(d)模制该透光材料以将该光侦测器传感器区及该光传感器晶粒囊封于该透光材料中之前，执行该(a)对该晶圆执行硅穿孔(TSV)处理且该(b)隆起及镀制该通孔及执行晶圆背面金属化。5.如权利要求2所述的方法，其中在该执行该背磨之后、在该(a)对该晶圆执行该硅穿孔处理之后且在该(b)隆起及镀制该通孔及该执行晶圆背面金属化之后，执行该(C)将该多个光源晶粒附着至该晶圆的该顶表面。6.如权利要求1所述的方法，其中在该(d)模制该透光材料以将该光侦测器传感器区及该光传感器晶粒囊封于该透光材料中之前，执行该(f)将焊球或其他电连接器附着至该晶圆的该底部。7.如权利要求1所述的方法，其中在该(d)模制该透光材料以将该光侦测器传感器区及该光传感器晶粒囊封于该透光材料中之后，执行该(f)将焊球或其他电连接器附着至该晶圆的该底部。8.如权利要求1所述的方法，其中由该(g)切割该晶圆所得的该光电子器件中的每一者包括该光侦测器传感器区中的至少一者、该光源晶粒中的至少一者、在该光侦测器传感器区中的该至少一者与该光源晶粒中的该至少一者之间的该不透明光学串音屏障中的一者及该焊球或其他电连接器中的至少两者。9.如权利要求1所述的方法，其中该(e)制造不透明屏障也包括制造不透明镜面反射减少搁板及不透明外围屏障。10.如权利要求9所述的方法，其中该制造该不透明光学串音屏障、该镜面反射减少搁板及该不透明外围屏障包含模制不透明材料以制造该不透明光学串音屏障、该镜面反射减少搁板及该不透明外围屏障。11.如权利要求1O所述的方法，其中该模制该透光材料及该模制该不透明材料以制造该不透明光学串音屏障、该不透明镜面反射减少搁板及该不透明外围屏障的执行是使用双模制过程。12.如权利要求9所述的方法，其中该制造不透明光学串音屏障、该不透明镜面反射减少搁板及外围屏障包含将预成型的不透明光学串音屏障、镜面反射减少搁板及外围屏障附着至该晶圆。13.如权利要求1所述的方法，其中该光侦测器传感器区中的每一者包含使用CMOS器件制法加以制造的CMOS影像传感器。14.一种用于制造多个光电子器件的方法，其包含: (a)在晶圆的顶表面中形成多个光侦测器传感器区； (b)在该晶圆的该顶表面中形成该多个光侦测器传感器区之后，在该晶圆中形成多个通孔； (C)在该晶圆中形成该多个通孔之后，隆起及镀制该通孔及执行晶圆背面金属化； (d)在隆起及镀制该通孔及执行晶圆背面金属化之后，将多个光源晶粒附着至该晶圆的该顶表面，以使得该光源晶粒中的每一者与该光侦测器传感器区中的一者间隔开； (e)在将该多个光源晶粒附着至该晶圆的该顶表面之后，将该多个光侦测器传感器区及该多个光源晶粒囊封于透光模制材料中； (f)将焊球或其他电连接器附着至该晶圆的底部;及 (g)将该晶圆分离成多个光电子器件。15.如权利要求14所述的方法，其中该光侦测器传感器区中的每一者包含使用CMOS器件制法加以制造的CMOS影像传感器。16.如权利要求14所述的方法，其进一步包含在将该晶圆分离成该多个光电子器件之前，将在晶圆外由不透明材料制成的预成型不透明结构附着至该晶圆，该预成型不透明结构包括不透明垂直光学屏障。17.如权利要求16所述的方法，其中在晶圆外制成的该预成型不透明结构由不透明材料的一或多个经蚀刻薄片制成，或在晶圆外模制。18.如权利要求14所述的方法，其进一步包含在将该晶圆分离成该多个光电子器件之前，在晶圆上形成不透明光学串音屏障。19.如权利要求14所述的方法，其中该(f)将焊球或其他电连接器附着至该晶圆的该底部发生在该隆起及镀制该通孔及执行晶圆背面金属化之后且在该将该晶圆分离成该多个光电子器件之前的任何时间处。20.一种用于制造多个光电子器件的方法，其包含: (a)在晶圆的顶表面中形成多个光侦测器传感器区； (b)背磨包括该多个光侦测器传感器区的该晶圆的底部，以达到该晶圆的指定厚度。 (C)在该背磨该晶圆的该底部之后，对该晶圆执行自下而上的硅穿孔(TSV)处理； (d)在执行该自下而上的硅穿孔处理之后，隆起及镀制该通孔及执行晶圆背面金属化； (e)在该隆起及镀制该通孔及执行晶圆背面金属化之后，将多个光源晶粒中的每一者附着至该晶圆的顶表面； (f)在该将该多个光源晶粒附着至该晶圆的该顶表面之后，模制透光材料以将该光侦测器传感器区及该光传感器晶粒囊封于该透光材料中； (g)制造包括不透明光学串音屏障及镜面反射减少搁板的不透明屏障，以使得该光侦测器传感器区中的每一者通过该不透明光学串音屏障中的一者与该光源晶粒中的相应一者分离； (h)将焊球或其他电连接器附着至该晶圆的该底部;及 (i)切割该晶圆以将该晶圆分离成多个光电子器件。21.—种光学近接传感器，其包含: 光侦测器晶粒，其包括光侦测器传感器区域及在该光侦测器晶粒中不包括该光侦测器传感器区域的一部分上的至少两个结合衬垫； 光源晶粒，其包括阳极端子及阴极端子且附着至该光侦测器晶粒中不包括该光侦测器传感器区域的一部分，以使得该光源晶粒的该端子中的在该光源晶粒的底部上的至少一者附着至该光侦测器晶粒上的该结合衬垫中的至少一者； 不透明屏障，其在晶圆外相对于包括该光侦测器晶粒的晶圆而形成，被附着至该光侦测器传感器区域与该光源晶粒且在该光侦测器传感器区域与该光源晶粒之间自该光侦测器晶粒的顶部向上延伸，以使得整个该光源晶粒在该不透明屏障的与该光侦测器传感器区域相反的一侧上； 用于该光侦测器晶粒的底部上的该光侦测器传感器区域及该光源晶粒两者的电连接器;及 该光侦测器晶粒中的通孔，其将该光侦测器传感器区域及该光源晶粒的该阳极端子及该阴极端子电连接至在该光侦测器晶粒的该底部上的该电连接器中的相应电连接器。22.如权利要求21所述的光学近接传感器，其中: 在晶圆外相对于包括该光侦测器晶粒的晶圆而由液晶聚合物或聚邻苯二甲酰胺模制该不透明屏障;及 该不透明屏障通过不透明环氧树脂以在该光侦测器传感器区域与该光源晶粒之间被黏着至该光侦测器晶粒的该顶部。23.如权利要求21所述的光学近接传感器，其中该不透明屏障由不透明材料的一或多个经蚀刻薄片制成，且其中不透明材料的该一或多个经蚀刻薄片中的每一者系选自由以下各者组成的群组:金属薄片、硅薄片或经处理成不透明的玻璃薄片。24.如权利要求21所述的光学近接传感器，其中该光源晶粒的该阳极端子及该阴极端子两者皆在该光源晶粒的该底部上，且通过导电环氧树脂被附着至该光侦测器晶粒上的该结合衬垫中的相应结合衬垫。25.如权利要求21所述的光学近接传感器，其中该光源晶粒的该阳极端子及该阴极端子中的一者在该光源晶粒的该底部上，且通过导电环氧树脂被附着至该光侦测器晶粒上的该结合衬垫中的一者，且该光源晶粒的该阳极端子及该阴极端子中的另一者在该光源晶粒的顶部上，且通过结合导线被附着至该光侦测器晶粒上的该结合衬垫中的另一者。
【文档编号】H01L21/77GK106057733SQ201610177006
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月25日 公开号201610177006.5, CN 106057733 A, CN 106057733A, CN 201610177006, CN-A-106057733, CN106057733 A, CN106057733A, CN201610177006, CN201610177006.5
【发明人】斯里·加尼许·A·塔伦玛琳甘
【申请人】英特希尔美国公司