CN1707777A - 半导体器件及其制作方法和光学器件模块 - Google Patents

半导体器件及其制作方法和光学器件模块 Download PDF

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Abstract

结合固态成像元件主平面与透明覆盖部分和在它们之间形成中空部分的结合部分配备有：位于中空部分侧的第一开口端部分；位于外侧的第二开口端部分；和陷阱部分。第一开口端部分，陷阱部分和第二开口端部分构成一个出口路径。出口路径的形式不是以线性方式连接第一开口端部分与第二开口端部分，而是通过大于开口端部分的陷阱部分在结合部分中连接开口端部分。

Description

半导体器件及其制作方法和光学器件模块
技术领域
本发明涉及一种具有密封功能并在覆盖半导体元件的覆盖体中配备有出口路径的半导体器件；该半导体器件的制作方法；和使用该半导体器件的光学器件的模块。
背景技术
常规光接收半导体器件，例如将光信号转化为电信号的CCD(电荷耦合器件)图像传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，具有密封于由陶瓷，塑料等制成的中空封装中的半导体元件或类似元件，以防止湿气、污染物等从外部进入半导体元件。
图1的剖面图示出了固态成像器件的结构图，作为常规光接收半导体器件的例子。图1所示的固态成像器件包括一中空封装，其具有中空部分(间隔)，位于基台50(凹槽52基本位于其中部)和透明覆盖部分4(其通过框架53附着到基台50)之间，固态成像元件2布置在该中空部分。基台50由陶瓷，塑料等制成，固态成像器件2放置在凹槽52中，附有从基台50的外围部分延伸到外部的导线元件51。由42合金，铜等制作的导线元件51和固态成像元件2通过焊线2w电连接。
具有一预定高度的框架53刚好位于导线元件51之上，玻璃等制成的覆盖部分4被插入该框架53的凹口部分中。粘合剂54用来结合框架53和覆盖部分4以密封基台50与覆盖部分4之间的中空部分。通过密封基台50和覆盖部分4之间的中空部分，该结构防止湿气、污染物等从外部进入固态成像元件2。而且，粘合剂54填充在中空部分使得在有效像素区域3和覆盖部分4之间不阻断光学路径。
而且，图1中示出的固态成像器件的常规制作方法中，在半导体晶片上同时形成的多个固态成像元件2被划片机等分割和切开，被割开的固态成像元件2放置在基台50上，然后布置覆盖部分4以覆盖整个固态成像元件2，或者甚至包括其他部分。
然而，关于图1中所示的固态成像器件的封装形式，必须选择粘合剂54和框架53以及基台50的材料和形式以尽可能的防止湿气进入固态成像器件的内部(中空部分)以防止固态成像元件2湿度退化和在覆盖部分4的内表面上形成露水，以及防止在覆盖部分4覆盖固态成像元件2的有效像素区域3时，密封部分中的空气膨胀或其他效应而导致气泡产生，或者在覆盖部分4和粘合剂54之间形成空气路径。相应的，粘合剂54和框架53以及基台50的材料和形式局限于特殊形式，因此，封装变得极为昂贵，因此，包含封装的固态成像器件也就变得昂贵。
所以，公开的日本专利申请No.2002-124589中公开了一种半导体器件，其中，半导体元件密封于一个中空封装中，该中空封装具有可透气的部分，通过使得半导体器件中的环境与外部空气相一致而防止形成露水。图2A和图2B的示意图示出了公开的日本专利申请No.2002-124589中公开的常规半导体器件结构，特别是，图2A示出了平面图，图2B示出了图2A中沿线B-B的剖面图。
图2A和图2B中所示的半导体器件中，提供中空封装，或者封装体55，其由树脂、陶瓷等制成，并具有从封装体延伸的并与之一体形成的多个导线元件51，半导体元件例如诸如CCD的固态成像元件或诸如半导体激光器元件的半导体芯片56，被布置在封装体55内部，金属导线(例如，金线)57连接导线元件51的内部引脚部分51a和半导体芯片56的一个电极，光接收面上的封装体55的开口部分通过粘合剂54被一个密封玻璃元件或者透明的玻璃板58密封，中空封装59包括玻璃板58和提供可透气密封部分的封装体55。
为了提供透气结构，在封装体55和玻璃板58的结合部分的一部分预留一个没有被粘合剂54覆盖的部分。该未覆盖部分形成一个透气出口路径70，封装59内部和外部之间的空气交流通过出口路径70实现。
在公开的日本专利申请No.2002-124589中的一种半导体器件中，具有简单的线性出口部分，然而，可能会出现问题。
问题在于，因为公开的日本专利申请No.2002-124589中的半导体器件中提供的出口路径70具有简单的线性形式，即，以线性方式延伸，这样在清洗步骤中湿气可以通过出口路径70进入器件，外来物质可以和水一起进入器件，外来物质可以像灰尘一样附着在半导体芯片56的主平面的表面，这样就有可能在半导体芯片56的主平面的表面上产生斑疤。
发明内容
本发明瞄准于解决上述问题，因此它的一个目的是提供一种半导体器件，通过提供中空部分和在覆盖半导体元件的覆盖体中提供透气出口路径，能够防止半导体元件的湿气恶化和在使用环境下覆盖体的内表面形成露水，防止水和外来物质在制作步骤特别是在划片步骤(划片步骤，清洗步骤，干燥步骤等)之后的步骤进入中空部分，防止水和外来物质的附着和在半导体元件的主平面表面上形成斑疤，使得有可能选择柔性覆盖体材料。
本发明的另一个目的是提供一种半导体器件，通过构建包含覆盖部分和结合部分的覆盖体和在结合部分提供出口路径，能够容易形成出口路径并具有高的精确度，能够选择柔性覆盖部分和结合部分的材料。
本发明的另一个目的是提供一种半导体器件，通过在出口路径提供捕获水的陷阱部分，能够防止水和外来物质在划片步骤之后的制作步骤中进入中空部分，阻止外来物质附着和半导体元件的主平面表面产生斑疤。
本发明的另一个目的是提供一种半导体器件，通过以复杂的形式形成出口路径，能够进一步增强保护有效性，防止水和外来物质在划片步骤之后进入中空部分，进一步增强了保护的有效性，防止外来物质的附着和半导体元件的主平面表面形成斑疤。
本发明的另一个目的是提供一种半导体器件，能够增强保护有效性，通过将覆盖部分制成矩形和在出口路径的外侧形成第二开口端部分，其相对于覆盖部分的边倾斜、或者相对于从半导体晶片中切割半导体元件的半导体晶片运动方向倾斜一个锐角，来防止水和外来物质在划片步骤后进入陷阱部分。
本发明的另一个目的是提供一种半导体器件，通过以矩形环的方式形成结合部分和至少在结合部分的一边形成出口路径，能够实现结合部分简单的版图设计和有效确保陷阱部分。
本发明的另一个目的是提供一种半导体器件，通过使覆盖体/覆盖部分透明和在半导体元件中提供光接收元件区域，能够处理光信号。
本发明的另一个目的是提供：一种半导体器件，通过使得覆盖部分小于半导体元件，能够将器件小型化；和该半导体器件的制作方法。
本发明的另一个目的是提供一种半导体器件和该半导体器件的制作方法，通过在结合部分放置光敏粘合剂，该半导体器件能够形成具有出口部分的结合部分，出口部分具有精确的形式并高精度对准，具有密封功能，这是本发明的一个特点。
而且，本发明的另一个目的是提供一种半导体器件的制作方法，通过结合板材料/覆盖部分和相互对立的半导体元件，保护半导体晶片上形成的多个半导体元件，该半导体器件能够减少由于外来物质附着、半导体元件主平面表面的斑疤等的形成而导致的失效，特别是在划片步骤中的失效，提高生产效率。
本发明的另一个目的是提供一种半导体器件的制作方法，通过使配备有多个出口路径的结合部分与划片带接触并且分割板材，该半导体器件能够形成多个具有小量灰尘的覆盖部分。
而且，本发明的另一个目的是提供一种半导体器件的制作方法，通过使用板材形成覆盖部分，该半导体器件能够简化结合覆盖部分步骤并提高生产效率。
而且，本发明的另一个目的是提供可靠的光学器件模块，通过使用本发明的半导体器件，该光学器件模块能够容易实现小型化和高度的便携性。
根据本发明的半导体器件是一种半导体器件，其具有中空部分，位于半导体元件和覆盖半导体元件的覆盖体之间，覆盖体配备有从中空部分延伸到外部的出口路径，其特征在于出口路径是不可渗透的。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，覆盖体包括覆盖半导体元件的覆盖部分和结合半导体元件与覆盖部分的结合部分，以及在结合部分形成的出口路径。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，出口路径具有：第一开口端部分，位于中空部分侧；第二开口端部分，位于外侧；陷阱部分，形成于比第一开口端部分和第二开口端部分大的第一开口端部分和第二开口端部分之间，用于捕获水。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，陷阱部分具有隔离壁。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，出口路径是非线性的。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，覆盖部分是矩形的，第二开口端部分相对于覆盖部分的一边倾斜。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，第二开口端部分相对于从半导体晶片中切割半导体元件的半导体晶片运动方向倾斜一锐角。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，第二开口端部分具有投射到陷阱部分的投射壁。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，第一开口端部分具有投射到陷阱部分的投射壁。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，结合部分以矩形环的方式形成，出口路径至少沿着结合部分的一边形成。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，覆盖部分是透明的，半导体元件具有光接收元件区域，其配备有多个布置好的光接收元件，用于将通过覆盖体传输的光转换成电信号。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，覆盖部分是透明的，半导体元件具有光接收元件区域，其配备有多个布置好的光接收元件，用于将通过覆盖部分传输的光转换成电信号，以及结合部分，其形成在覆盖部分和光接收元件区域之间不阻断光路径的区域。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，覆盖部分小于半导体元件。
根据本发明的半导体器件，其特征在于，结合部分包括光敏粘合剂。
根据本发明的半导体器件的制作方法是这样一种制作半导体器件的方法，该半导体器件具有半导体元件、覆盖半导体元件的覆盖部分和位于半导体元件和覆盖部分之间的中空部分，半导体元件和覆盖部分相结合，其特征包括：在半导体晶片上形成多个半导体元件的步骤；在板材形成结合部分的步骤；在结合部分形成多个不可渗透出口路径的步骤；分割板材以形成多个覆盖部分的步骤，板材上有多个在结合部分形成的出口路径；分别将覆盖部分和相互对立的多个半导体元件结合的步骤；以及将与覆盖部分结合的多个半导体元件分割成分离半导体元件的步骤。
根据本发明的半导体器件的制作方法，其特征在于，分割板材的步骤通过附着具有多个出口路径的结合部分到划片带、然后分割板材以形成多个覆盖部分来实现，结合覆盖部分的步骤通过从结合部分释放划片带然后分别结合覆盖部分与多个相互对立的半导体元件来实现。
根据本发明的半导体器件的制作方法是这样一种制作半导体器件的方法，该半导体器件具有半导体元件、覆盖半导体元件的覆盖部分和位于半导体元件和覆盖部分之间的中空部分，半导体元件和覆盖部分相结合，其特征包括：在半导体晶片上形成多个半导体元件的步骤；在多个半导体元件处形成结合部分的步骤；对应每多个半导体元件在结合部分形成不可渗透出口路径的步骤；结合覆盖部分和相互对立的每多个半导体元件的步骤；以及将与覆盖部分结合的多个半导体元件分割成分离半导体元件的步骤。
根据本发明的半导体器件的制作方法是这样一种制作半导体器件的方法，该半导体器件具有半导体元件、覆盖半导体元件的覆盖部分和位于半导体元件和覆盖部分之间的中空部分，半导体元件和覆盖部分相结合，其特征包括：在半导体晶片上形成多个半导体元件的步骤；在多个半导体元件处形成结合部分的步骤；对应于每多个半导体元件在结合部分形成不可渗透出口路径的步骤；结合板材与多个半导体元件的步骤；分割板材，形成对应于每多个半导体元件的覆盖部分的步骤；以及将配备有覆盖部分的多个半导体元件分割成分离半导体元件的步骤。
根据本发明的半导体器件的制作方法是这样一种制作半导体器件的方法，该半导体器件具有半导体元件、覆盖半导体元件的覆盖部分和位于半导体元件和覆盖部分之间的中空部分，半导体元件和覆盖部分相结合，其特征包括：在半导体晶片上形成多个半导体元件的步骤；在板材处形成结合部分的步骤；在结合部分形成多个不可渗透出口路径的步骤；将配备有在结合部分形成的多个出口路径的板材与多个半导体元件结合的步骤；分割板材，形成对应于每多个半导体元件的覆盖部分的步骤；以及将配备有覆盖部分的多个半导体元件分割成分离半导体元件的步骤。
根据本发明的半导体器件的制作方法，其特征在于，覆盖部分小于每个半导体元件。
根据本发明的半导体器件的制作方法，其特征在于，结合部分包括光敏粘合剂。
根据本发明的光学器件模块，其特征在于，包括：透镜；支撑透镜的圆柱体；根据本发明的半导体器件，其中，半导体器件的覆盖体布置在圆柱体中，以与透镜相对。
根据本发明的光学器件模块，其特征在于，包括：透镜，支撑透镜的圆柱体；根据本发明的半导体器件，其中，半导体器件的覆盖部分布置在圆柱体中，以与透镜相对。
根据本发明的半导体器件中，半导体元件和覆盖体以及外部之间形成的中空部分间的通风和密封通过出口路径实现。相应的，当湿气从外部进入中空部分或者当湿气在使用环境下在中空部分产生时，湿气通过出口路径释放到外部，避免了半导体元件的湿气恶化和在覆盖体内表面上形成露水。另一方面，在制作步骤中，特别是在划片步骤(划片步骤，清洗步骤，干燥步骤等)之后的步骤中，阻止了水进入中空部分，也阻止了水带入的外来物质例如屑末等进入中空部分。相应的，可以避免外来物质的附着和半导体元件主平面表面产生斑疤。
相应的，在防止水和外来物质从外部进入中空部分时，不需要将覆盖体的材料限制为保证中空部分和外部之间透气的特殊材料，这样扩展了材料选择的可能性。
根据本发明的半导体器件中，出口路径在结合半导体元件和覆盖部分的结合部分形成，例如，图形形成(构图)。相应的，便于形成出口路径。而且，当覆盖部分用平板(板材)形成时，中空部分的高度可以通过改变结合部分的高度很容易加以改变，这是因为结合部分的高度与中空部分的高度相同，也就是说，中空结构由结合部分保证。
另外，因为上面提到的保护有效性通过结合部分获得，当阻止水和外来物质从外部进入中空部分时，不需要限制结合部分的材料，即粘合剂，以及将覆盖部分的材料限制为保证中空部分和外部之间透气的特殊材料，这样扩展了材料选择的可能性。
根据本发明的半导体器件中，出口路径的第一开口端部分和第二开口端部分分别对准于中空部分侧和结合部分的外侧，用于捕获水的陷阱部分存在于出口路径的第一开口端部分和第二开口端部分之间。相应的，在划片步骤以后的制作步骤中水和外来物质从外部通过第二开口端部分进入器件时，水和外来物质在陷阱部分被捕获(保留)。而且，因为陷阱部分的形状比第一开口端部分大，在陷阱部分捕获的水和外来物质被阻止通过第一开口端部分进入中空部分。相应的，外来物质的附着和半导体元件主平面表面上斑疤的产生都可以避免。
根据本发明的半导体器件中，因为陷阱部分具有一个分隔壁，出口路径是非线性的，第二开口端部分具有投射到陷阱部分的投射壁，或者第一开口端部分具有投射到陷阱部分的投射壁，出口路径不像公开的日本专利申请No.2002-124589中的半导体器件那样，它不具有线性扩展的形式，而是具有复杂的形式，第一开口端部分和第二开口端部分之间的交流路径不具有最短的长度。
相应的，因为水和外来物质(立刻为陷阱部分捕获)顺序穿过出口路径到达第一开口端部分的可能性降低(换句话说，因为水和外来物质在到达第一开口端部分之前必须蛇行)，进入中空部分的可能性降低，进一步提高了在划片步骤之后防止水和外来物质进入中空部分的保护有效性。相应的，阻止外来物质附着和半导体元件主平面表面斑疤产生的保护有效性进一步增强。
当在第二开口端部分配备投射壁时，因为第二开口端部分的路径长度通过投射壁的长度延长，水和外来物质从外部通过第二开口端部分进入陷阱部分的可能性进一步降低，防止水和外来物质在划片步骤后进入陷阱部分的保护有效性进一步提高。
同样，当在第一开口端部分配备投射壁时，因为第一开口端部分的路径长度通过投射壁的长度延长，在陷阱部分捕获的水和外来物质在穿过出口路径之后到达第一开口端部分的可能性减小，水和外来物质从陷阱部分通过第一开口端部分进入中空部分的可能性减小，防止水和外来物质在划片步骤后进入陷阱部分的保护有效性进一步提高。相应的，阻止外来物质附着和半导体元件主平面表面斑疤的产生的保护有效性进一步增强。
根据本发明的半导体器件中，因为覆盖部分是矩形的，第二开口端部分的形状相对于覆盖部分的一边倾斜，水和外来物质从外部通过第二开口端部分进入陷阱部分的可能性，例如与提供垂直于覆盖部分一边的第二开口端部分的情况相比，其可能性减小，因此，阻止水和外来物质在划片步骤之后进入陷阱部分的保护有效性增加。特别是，当第二开口端部分的形状相对于半导体晶片运动方向(该半导体晶片运动方向是相对于从半导体晶片上切割半导体元件的划片机)以一锐角倾斜时，阻止水和外来物质在划片步骤后进入中空部分的保护有效性增强。
根据本发明的半导体器件中，因为结合部分以矩形环的形式形成，所以结合部分的布局设计简化。而且，结合部分具有类似于在半导体晶片上形成的用于集成的多个矩形半导体元件形状，该结合部分相对于半导体元件的主平面来讲并没有起到阻碍作用。
而且，既然出口路径至少沿着结合部分的一边形成，这样充分确保了陷阱部分。在这种情况下，尽管出口路径可以仅在一边、两边或者三边或者四边、或者在多个边独立形成，但最佳实施例是仅在结合部分的一边形成出口路径以便于器件小型化，因为形成出口路径的结合部分边的所需宽度大于没有形成出口路径情况的宽度。
根据本发明的半导体器件中，因为覆盖体或覆盖部分是透明的，并且在半导体元件处提供光接收元件区域，它能够用作处理光学信号的器件，诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器。而且，因为结合部分在覆盖部分和光接收元件区域之间不阻碍光学路径的区域形成，所以没有减小光信号的光接收效率。
根据本发明的半导体器件和半导体器件的制作方法中，因为覆盖部分小于半导体元件，所以半导体器件的总尺寸减小，实现了半导体器件的小型化。
根据本发明的半导体器件和半导体器件的制作方法中，因为结合半导体元件和覆盖部分的结合部分包括光敏粘合剂，通过光刻技术，形成具有出口孔径的结合部分，其具有精确的形式并且具有高精度的对准，提供密封功能，这也是本发明的一个特征。而且，多个这样具有高图像精确度的结合部分可以同时形成。
根据本发明的半导体器件的制作方法中，因为半导体晶片上形成的多个半导体元件通过将板材/覆盖部分与相互对立的半导体元件结合而受到保护，这样由于外来物质附着、在半导体元件主平面的表面斑疤等的形成而导致的失效减少，特别是在划片步骤中的失效减少。
值得注意的是，当具有在结合部分形成多个出口部分的板材被分割以形成多个覆盖部分时，通过提高板材上出口部分的图形密度，有效地形成大量覆盖部分，同时减小了相邻结合部分间的间隔浪费，即，板材的切割容许部分的浪费，使得制作成本降低。
而且，在结合多个半导体元件和板材后，当板材被分割以形成每多个半导体元件的覆盖部分时，使用一个板材同时执行覆盖部分与每多个半导体元件的结合。也就是，与覆盖部分和每个半导体元件结合的情况相比，不需要覆盖部分(板材)高精度对准，简化了步骤，提高了制作效率。
而且，当覆盖部分独立提供给多个半导体元件时，通过省略覆盖部分和半导体元件的结合，制作效率提高，制作成本降低。
而且，因为覆盖部分(板材)通过具有在半导体晶片状态中的多个半导体元件处形成的出口部分的结合部分而结合，或者通过具有板材上形成的出口部分的结合部分而结合，具有在多个半导体元件处或者多个覆盖部分处的出口部分的结合部分可以同时形成，制作效率提高。
根据本发明的半导体器件的制作方法中，因为配备多个出口路径的结合部分附着到划片带，分割板材，形成具有微量灰尘的结合部分的多个覆盖部分。
根据本发明的半导体器件的制作方法中，因为覆盖部分使用板材形成，所以同时独立形成用于每个半导体晶片上形成的多个半导体元件的覆盖部分。相应的，结合覆盖部分的步骤简化，半导体器件的制作效率提高。
根据本发明的光学器件的模块中，因为使用根据本发明的半导体器件，从而实现了小型化和高便携度，并具有高的可靠性。
本发明中，因为出口路径具有密封功能，其配备在覆盖体中并且从中空部分延伸到外部，所以可以在使用环境中避免半导体元件的湿气恶化和在覆盖部分的内表面上形成露水，在制作步骤中，特别是划片步骤(划片步骤，清洗步骤，干燥步骤等)以后的步骤，可以避免水和水带来的外来物质例如屑末等进入中空部分。相应的，可以避免水和外来物质的附着和在半导体元件主平面的表面形成斑疤。而且，因为获得了保护有效性，可以选择柔性覆盖体的材料。
而且，本发明中，出口路径可以通过例如图案形成(构图)在结合半导体元件和覆盖部分的结合部分形成，出口路径容易形成并具有高的精度。另外，当覆盖部分使用平板(板材)形成时，中空部分的高度可以通过改变结合部分的高度而被轻易改变，因为结合部分的高度与中空部分的高度相等，也就是说，中空结构可以通过结合部分确保。而且，因为上面提到的保护有效性通过结合部分获得，有可能选择柔性的结合部分(粘合剂)和覆盖部分的材料。
而且，本发明中，因为出口路径具有捕获水的陷阱部分，甚至在划片步骤后水和水带来的外来物质进入器件时，水在陷阱部分被捕获。相应的，结果是可以防止水和外来物质进入中空部分，因此，可以避免外来物质附着和半导体元件主平面表面形成斑疤。
而且，本发明中，因为出口路径不像公开的日本专利申请No.2002-124589中的半导体器件那样，它不具有线性扩展的形式而是具有复杂的形式，所以防止水和外来物质在划片步骤后进入中空部分的保护有效性可以进一步增强，避免外来物质附着和半导体元件主平面表面斑疤形成的保护有效性也进一步增强。
特别是，当在第二开口端部分提供投射壁时，因为第二开口端部分的路径长度可以通过投射壁的长度延伸，所以保护有效性增强。而且，当在第一开口端部分提供投射壁时，因为第一开口端部分的路径长度可以通过投射壁的长度延伸，进一步提高了保护有效性。
而且，本发明中，因为覆盖部分是矩形的，放置在出口路径外侧的第二开口端部分的形状相对于覆盖部分的一边倾斜、或者相对于从半导体晶片上切割半导体元件的半导体晶片运动方向倾斜一锐角，这样防止水和外来物质在划片步骤之后进入陷阱部分的保护有效性增强。
而且，本发明中，因为结合部分以矩形环的形式形成，结合部分的布局设计很简单。而且，因为出口路径沿着结合部分的至少一边形成，这样可以充分确保陷阱部分。
而且，本发明中，覆盖体或者覆盖部分是透明的，光接收元件区域配备在半导体元件处，器件可以用作处理光学信号的半导体器件，诸如CCD图像传感器或者CMOS图像传感器。而且，因为结合部分在覆盖部分和光接收元件区域之间不阻碍光学路径的区域形成，所以没有减小光信号的光接收效率。
而且，本发明中，覆盖部分小于半导体元件，半导体器件的总尺寸减小，实现了半导体器件的小型化。
而且，本发明中，因为结合半导体元件和覆盖部分的结合部分包括光敏粘合剂，通过光刻技术，可以形成具有出口部分的结合部分(具有精确的形式和精确的对准)，该具有出口部分的结合部分提供密封功能，这是本发明的一个特征。而且，可以同时形成多个这种具有高图案精确度的结合部分。
而且，本发明中，因为半导体晶片上形成的多个半导体元件通过结合板材/覆盖部分与相互对立的半导体元件而受到保护，这样由于外来物质附着、半导体元件主平面表面斑疤等形成而导致的失效减少，特别是划片步骤中的失效减少。
另外，当具有在结合部分形成的多个出口部分的板材被分割以形成(制成)多个覆盖部分时，通过增加板材上出口部分的图案密度，大量覆盖部分可以有效的形成，同时减小了相邻结合部分间的间隔浪费，即，板材的切割容许部分的浪费，可以降低生产成本。
而且，当在结合多个半导体元件和板材之后，板材被分割形成多个半导体元件的独立的覆盖部分，可以使用一块板材同时执行覆盖部分与每多个半导体元件的结合。即，与结合覆盖部分和每个半导体元件的情况相比，有可能简化覆盖部分(板材)的对准，使得步骤得到简化，生产效率提高。
特别是，当为多个半导体元件分别提供覆盖部分时，因为用于半导体元件的覆盖部分的结合可以省略，所以可以提高生产效率，降低生产成本。
而且，因为覆盖部分(板材)通过结合部分(具有半导体晶片状态中的多个半导体元件处形成的出口部分)或通过结合部分(具有在板材上形成的出口部分)结合，结合部分(具有多个半导体元件处或者多个覆盖部分处的出口部分)可以同时形成，生产效率提高。
而且，本发明中，因为配备有多个出口路径的结合部分附着到划片带，分割板材，这样可以形成具有微量灰尘的结合部分的多个覆盖部分。
而且，本发明中，因为覆盖部分使用板材形成，每个半导体晶片上形成的多个半导体元件的覆盖部分可以使用一块板材独立同时形成。相应的，结合覆盖部分的步骤可以简化，半导体器件的生产效率提高。
而且，本发明中，因为使用根据本发明的半导体器件，实现了能够易于小型化和高便携度的光学器件的可靠模块。
本发明的上述和进一步目的和特征将结合附图和后面的详细描述变得显而易见。
附图说明
图1的剖视图示出了常规固态成像器件的结构示意；
图2A和2B的示意图示出了公开的日本专利申请No.2002-124589中的一种常规半导体器件的结构；
图3A和3B的示意图示出了根据本发明实施例1的固态成像器件的结构；
图4的示意图示出了根据本发明的固态成像器件的结合部分和出口路径的结构；
图5的示意图示出了根据本发明的固态成像器件的结合部分和出口路径的结构；
图6的示意图示出了根据本发明的固态成像器件的结合部分和出口路径的结构；
图7的示意图示出了根据本发明的固态成像器件的结合部分和出口路径的结构；
图8A到8E的示意图示出了根据本发明实施例2的固态成像器件的制作方法。
图9A和9B的示意图示出了根据本发明实施例2的固态成像器件的制作方法。
图10A和10B的示意图示出了根据本发明实施例2的固态成像器件的制作方法。
图11A和11B的示意图示出了根据本发明实施例3的固态成像器件的制作方法。
图12A到12C的示意图示出了根据本发明实施例3的固态成像器件的制作方法。
图13A和13B的示意图示出了根据本发明实施例4的固态成像器件的制作方法。
图14A到14C的示意图示出了根据本发明实施例4的固态成像器件的制作方法。
图15的剖面图示出了根据本发明实施例5的光学器件模块的结构。
具体实施方式
下面的描述将参照附图详细解释本发明的半导体器件，附图阐述了应用于包括固态成像元件(作为半导体元件)的固态成像器件中的若干实施例。
(实施例1)
图3A和3B的示意图示出了根据本发明实施例1的固态成像器件的结构，特别是，图3A示出了上面所示的固态成像器件的主平面(一个平面)的平面图，图3B是图3A中沿着线B-B的剖面图。需要注意的是结合部分5配备有具有密封功能的出口路径7，这是本发明的一个特征，在下面的俯视图中为便于理解，以斜线标出。
图3A和3B中，1指示了固态成像器件，固态成像器件1包括以下主要部件：配备有半导体衬底(例如，单晶硅衬底)的固态成像元件2，其在平面上具有矩形形状，并配备有半导体电路；由透明材料(例如玻璃)制成的覆盖部分4，其被相对布置以覆盖至少一个有效像素区域3(该有效像素区域3在固态成像器件2主平面的中心部分形成，以在平面上具有矩形形式)，以保护有效像素区域3免于外部湿气、灰尘(污染物，屑末)等的污染；结合部分5，用于结合固态成像元件2和覆盖部分4。需要指出，用于覆盖固态成像元件2的覆盖体包括覆盖部分4和结合部分5。
结合部分5环绕有效像素区域3在平面上以矩形环的形式形成，以不阻碍有效像素区域3和覆盖部分4之间的光学路径(没有干扰摄像)。当固态成像元件2和覆盖部分4通过结合部分5结合时，图3B中所示的中空部分(间隔)10在有效像素区域3和覆盖部分4之间形成。通过在有效像素区域3和覆盖部分4之间形成中空部分10，从外部通过覆盖部分4传输的光直接进入有效像素区域3，在光学路径上没有光的损耗。固态成像器件1从外部通过覆盖部分4获取光，使用安置在固态成像元件2的有效像素区域3处的光接收元件接收光学图像。
覆盖部分4通过覆盖至少一个有效像素区域3来保护有效像素区域3使其免受外部影响，同时与固态成像器件1的主平面相对。布置在结合部分5(覆盖部分4)和固态成像元件2的主平面的外围端(芯片端)之间的是结合焊盘6，其用作连接固态成像元件2和外部电路(未示出)的终端。固态成像元件2的小型化得以实现，这是因为结合焊盘6并不被覆盖部分4覆盖，即，覆盖部分4的平面尺寸小于固态成像元件2的平面尺寸(大小)。
关于环绕有效像素区域3在平面上以矩形环方式形成的结合部分5，它不阻断有效像素区域3和覆盖部分4之间的光学路径，一个结合边5a配备有中空部分10侧上的第一开口端部分7a，外侧上的第二开口端部分7b和陷阱部分7c。出口路径7包括这些第一开口端部分7a，陷阱部分7c和第二开口端部分7b。
出口路径7的形状并不线性连接第一开口端部分7a和第二开口端部分7b，而是通过陷阱部分7c在结合部分5中连接开口端部分，陷阱部分7c形式大于开口端部分，使得固态成像器件1的内部(中空部分10)和外部之间进行空气交流。相应的，甚至当湿气在使用环境中从外部进入中空部分10时，或是湿气在中空部分10内产生时，可以避免固态成像元件2的湿气恶化和覆盖部分4的内表面上形成露水。需要注意的是，为了覆盖结合边5a的最大长度，陷阱部分7c的宽度比第一开口端部分7a和第二开口端部分7b的宽度大，如图3A所示。而且，根据需要，在陷阱部分7c形成一个壁。
因为出口路径7沿着结合边5a形成，结合边5a的宽度大于结合部分5的其他三边的宽度。因为结合边5a配备有比第一开口端部分7a和第二开口端部分7b宽的陷阱部分7c，甚至在划片步骤中水从外侧经过第二开口端部分进入出口路径7时，陷阱部分7c仍然捕获(保留)水。
作为进一步提高防水有效性的方法，第二开口端部分7b相对于结合边5a的纵向方向倾斜。通过形成相对于结合边5a的纵向方向倾斜的、和相对于半导体晶片材料的运动方向或者相对于移动半导体晶片材料的覆盖部分或者相对于覆盖部分和用于划片的划片机以锐角倾斜的第二开口端部分7b，该结构可以比第二开口端部分7b垂直而不是倾斜的情况更可靠地阻止水通过第二开口端部分7b进入。
而且，第一开口端部分7a和第二开口端部分7b都具有投射到陷阱部分7c的投射壁7d。相应的，第二开口端部分7b的路径长度延伸了投射壁7d的长度，该结构能更可靠的阻止水在划片步骤中从外部通过第二开口端部分7b进入，该结构可以阻止捕获在陷阱部分7c的水流入陷阱部分7c的内壁并到达第一开口端部分7a，并甚至在水进入陷阱部分7c时防止水从陷阱部分7c通过第一开口端部分7a进入中空部分10。而且，第一开口端部分7a的投射壁7d的切割边(端)可以是倾斜的，使得该结构可以阻止水从第一开口端部分7a进入。
如上所述，因为在结合部分5形成的出口路径7是透气和不可渗透的，可以防止外来物质如在划片步骤产生的屑末和水进入结合部分5和防止有效像素区域3的表面附着如附着灰尘，可以防止固态成像元件2的有效像素区域3的表面上形成斑疤。
当出口路径7具有常规的简单线性结构时(如图2A和2B所示的出口路径70)，尽管在切割半导体晶片的边的时候水和外来物质例如屑末不进入中空部分10，当切割相邻边或者当沿着垂直于边的方向切割半导体晶片时，压力施加到已经存在于出口路径7的中部的水和外来物质例如屑末上，水和外来物质例如屑末可以进入中空部分10。而且，出口路径7中间的水和外来物质例如屑末可以通过划片步骤之后的清洗步骤和干燥步骤过程中旋转固态成像器件1产生的离心力被压入固态成像器件1中(中空部分10)。
另一方面，因为根据本发明实施例1的固态成像器件1的出口路径7具有陷阱部分7c，甚至在离心力施加到水和外来物质如屑末上时(它们在划片步骤中已经进入出口路径的路途中)，在后续的清洗和干燥步骤中，水和外来物质例如屑末被收集到陷阱部分7c的一角，并不进入中空部分10。
结合部分5处的出口路径7可以具有如图4到7所示的形式，代替了图3A的形式。图4和图5中所示的结合部分5的陷阱部分7c具有分隔壁7e，该分隔壁7e将陷阱部分7c分成多个保持交流的小陷阱部分，开口端部分7f保持分离的小陷阱部分之间的交流。因为陷阱部分7c被分割成多个小陷阱部分，甚至在水进入出口路径7的路途中时，水停留在每个小陷阱部分中，该结构阻止水进入第一开口端部分7a。保持分离的小陷阱部分之间交流的开口端部分7f具有投射到陷阱部分7c的壁。相应的，甚至在划片步骤后的步骤中水进入出口路径7的路途中时，该结构防止水流入陷阱部分7c的内壁(小陷阱部分)并到达开口端部分7f，防止水从开口端部分7f移动到第一开口端部分7a。而且，在图4所示的结合部分5中，在第一开口端部分7a的开口端的外围提供的投射壁7d的切割边可以是倾斜的，这样该结构防止水进入第一开口端部分7a。
关于图6所示的结合部分5，尽管第一开口端部分7a没有投射壁，但在第一开口端部分7a和第二开口端部分7b之间导向交流路径的导向壁7g在陷阱部分7c分别形成，同时保持与陷阱部分7c之间的交流。
关于图7所示的结合部分5，图6中结合部分5的第二开口端部分7b是V型的。相应的，用作划片步骤中水的第一进入路径的第二开口端部分7b是非线性的，该结构比第二开口端部分7b垂直于结合边5a的纵向方向形成的情况更为有效地防止水进入第二开口端部分7b。需要提及的是，尽管示出了V型第二开口端部分7b，但其形式不限于此，第二开口端部分7b可以是U型和S型。
而且，图3，4，5中所示的结合部分5的第二开口端部分7b可以像图7中所示的结合部分5的第二开口端部分7b那样制成V型，或者制成U型和S型。
图3A，4，5，6，7中所示的结合部分5的出口路径7的所有上述结构(形式)中的共同特点是，在防止水从外侧进入结合部分5的外侧上形成的第二开口端部分7b的同时，实现了中空部分10与外部之间的空气交流，甚至在水进入第二开口端部分7b的路途中的情况下，水仍被捕获在中部间隔(陷阱部分7c，小陷阱部分)，其大于第一开口端部分7a和第二开口端部分7b并覆盖结合部分5的一边的一大部分，在中空部分10一边形成的第一开口端部分7a阻止了水释放到中空部分10。
需要注意的是，本发明的结合部分5的出口路径7的形式不限于图3A，4，5，6，和7中的形式。出口路径7可以具有有别于图3A，4，5，6，和7中所示的形式，只要第一开口端部分7a和第二开口端部分7b不是线性相连，并在结合部分5通过大于开口端部分的陷阱部分7c相连的结构(形式)，以实现固态成像器件1的内部和外部的空气交流，同时防止在划片步骤之后的步骤中出口路径中央的水和外来物质例如屑末进入。
此外，尽管图3A，4，5，6和7中阐述的出口路径7的优选形式是在结合部分5的一边(结合边5a)形成，但基于小型化固态成像器件1和结合部分5的结合面积考虑，出口路径7可以在结合部分5的多个边上形成，或者多个出口路径7可以分别在两个或多个边上形成。
需要注意的是，当固态成像器件1被布置在光学器件例如照相机或者录像机上时，需要覆盖部分4阻断外部的红外射线，同时保护有效像素区域3的表面不受灰尘、斑疤等的侵害。在这种情况下，红外射线阻断薄膜可以很容易在覆盖部分4的表面上形成。
(实施例2)
图8A到8E，图9A和9B，图10A和10B是示出根据本发明实施例2的固态成像器件的制作方法的示意图，特别是，图8A到8E是示出覆盖部分的形成步骤的示意图，图9A和9B是示出在半导体晶片上形成的固态成像元件的状态的示意图，图10A和10B是示出了图8A到图8E中形成的覆盖部分与图9A和9B中的固态成像元件的主平面(具有有效像素区域的表面)结合状态的示意图。
图8A示出具有很大面积的透明板材40，其由例如玻璃板制成。大面积的板材40包括多个对应于区域40b(分割线40a作为边界)的覆盖部分。当在后续步骤中分割时，对应于区域40b的覆盖部分的区域在平面上的大小调整到与覆盖部分4(参见图3A和3B)相同。
图8B示出了一种状态，其中多个结合部分5在板材40处同时形成。结合部分5位于一平面上，其中，固态成像元件2的有效像素区域3在有效像素区域3和结合焊盘6(见图3A和3B)之间形成，结合焊盘6是与外部相连的连接终端，在结合部分5上构图合适的图案形式以形成出口路径7。
特别是，通过在板材40上附着由包括光敏粘合剂(例如，UV固化树脂，其为丙烯酸树脂)和热固性树脂(例如，环氧树脂)的粘合剂制成的厚度均一的结合片，然后使用已知的光刻技术形成图案(构图)，具有出口路径7形式的多个结合部分5在板材40上同时形成。因为具有出口路径7形式的多个结合部分5在板材40上同时形成，制作效率得到提高。需要注意的是均匀施加粘合剂，例如通过旋涂方法，出口路径7在覆盖有覆盖材料(而不是附着结合片)的结合部分5处形成。下面的实施例也是如此。
在热固性粘合剂中混合光敏粘合剂的原因是，通过执行光刻技术的曝光和显影工艺可以容易执行具有出口路径7形式的结合部分5的构图，并具有高精确度，以提供具有光敏性的粘合剂。因为具有出口路径7形式的结合部分5的构图可以以高的精确度执行，甚至在一定区域(在该区域上将形成结合部分5、环绕该区域或不涉及该区域、固态成像元件2的一个表面上的有效像素区域3很窄)时，具有出口路径7形式的结合部分5仍可以以高的精确度形成。
而且，通过印刷工艺的粘合剂(例如，环氧树脂等)构图方法，配给工艺的粘合剂构图方法等可以用来形成具有出口路径7形式的结合部分5，根据需要，任何适合板材40的方法、适合固态成像器件1的方法、适合粘合剂的方法等中选出的合适的方法都可以使用。
需要注意的是，尽管图8B中的结合部分5具有与图3A中相同形式的出口路径7，但只要第一开口端部分7a和第二开口端部分7b不是线性相连，并且具有通过大于开口端部分的陷阱部分7c与结合部分5相连的结构(形式)的出口路径，以实现固态成像器件1的内部与外部的空气交流，同时防止水和外来物质如屑末在划片步骤之后的步骤中进入，则也可以使用图4到7或者其他形式的出口路径7的形式。下面的附图和实施例也同样适用。
图8C和8D示出了一种状态，其中，覆盖部分4通过沿着分割线40a化割板材40(配备有多个具有出口路径7形式的构图的结合部分5)形成，板材40被分割(解剖)成独立的相应于区域40b的覆盖部分。也就是，在板材40的表面上形成的结合部分5附着到固定在划片环11中的划片带12上，通过在划片方向13a移动划片机13，板材40被分割成独立的覆盖部分4。而且图8E示出了一种状态，其中，配备有具有出口路径7形式的结合部分5的覆盖部分4在合适的条件下从划片带12中被释放。
在对板材40进行划片时，通过将板材40表面上形成的结合部分5附着到划片带12，在板材40的表面(其上形成结合部分5)和划片带12之间形成中空部分。该中空部分在覆盖部分4与划片带12之间形成间隔，使得覆盖部分4不直接与划片带12接触，覆盖部分4不被划片带污染。而且，因为中空部分的外围部分被结合部分5和划片带12环绕，出口路径7具有阻止水在划片步骤中从结合部分5的外部进入间隔(中空部分10)的结构，这样对板材40进行划片时产生的灰尘(例如屑末)不附着在覆盖部分4的内表面(具有出口路径7形式的结合部分5所在的平面)。也就是，当覆盖部分4被相对放置在固态成像元件2的有效像素区域3的表面上时，有可能阻止附着在覆盖部分4的内表面上的灰尘附着在固态成像元件2的有效像素区域3的表面上。
需要注意的是，在附着板材40到相对平面上(其上形成结合部分5)的划片带12之后执行划片并不是优选方案，这是由于下面的原因。即，因为覆盖部分4的内表面(形成具有出口路径7形式的结合部分5所在的平面)对外部是开放的，划片导致的灰尘(例如屑末)附着到覆盖部分4的内表面，当覆盖部分4被相对放置在固态成像元件2的有效像素区域3的表面上时，附着到覆盖部分4内表面的灰尘作为灰尘附着到固态成像元件2的有效像素区域3的表面上。而且，由于划片带12的粘合剂的属性，在板材40(覆盖部分4)的结合部分5形成平面的相对平面上形成粘合剂等的残留，导致了光学透明度和透光均匀性的降低。
图9A示出了一种状态，其中，多个固态成像元件2在半导体晶片20上同时形成。固态成像元件2具有有效像素区域3，每个固态成像元件2被分割线20a分离。图9B是图9A中沿着线B-B的剖视图。
图10A示出了一种状态，其中，在围绕有效像素区域3的合适区域上初步形成的覆盖部分4(见图8E)通过结合部分5结合到半导体晶片20上形成的固态成像元件2的主平面(具有有效像素区域3的平面)。在将覆盖部分4适当对准在一个围绕固态成像元件2的一个平面上的有效像素区域3的区域上后，根据用于结合部分5的粘合剂的特性，使用合适的方式例如红外射线辐射或者热硬化等方式来结合每个覆盖部分4。
图10B是图A中沿着线B-B的剖视图。因为结合部分5具有环绕有效像素区域3和覆盖部分4之间形成的中空部分10外围部分的结构，这样有可能避免因为灰尘、斑疤等的附着和进入而导致有效像素区域3处失效的产生。而且，通过在结合部分5提供出口路径7，有可能将已经进入到中空部分10或者在使用环境中在中空部分10产生的湿气释放到外部。因为覆盖部分4的结合(结合部分5的形成)不在有效像素区域3的区域处执行，这样有可能消除对有效像素区域3的物理压力。
与覆盖部分4结合的固态成像元件2在分割线20a处被适当地划片(分割)，从半导体晶片20分离形成固态成像器件(1)。在与覆盖部分4结合的固态成像元件2中，因为用于结合的结合部分5具有防止划片步骤中水从外部进入中空部分10的出口路径7的结构，有可能阻止水和外来物质例如屑末作为灰尘附着到有效像素区域3，并防止有效像素区域3表面上产生斑疤。
需要理解的是，连接固态成像元件2与外部电路(未示出)或其他部分的结合焊盘(未示出)的区域布置在形成有效像素区域3的平面上的覆盖部分4的外部区域。而且，因为后续的安装步骤工艺在这样的状态下执行，其中，保护了有效像素区域3，甚至在传递固态成像器件(1)时例如真空接触时，在有效像素区域3上不可能形成斑疤。
(实施例3)
图11A和11B，图12A到12C是示出根据本发明实施例3的固态成像器件的制作方法的示意图，特别是，图11A和11B是示出覆盖部分形成步骤的示意图，图12A到12C是示出结合图11A和11B中形成的覆盖部分到半导体晶片上形成的固态成像元件的一个平面(具有有效像素区域的表面)步骤的示意图。
图11A示出了由例如玻璃板形成的大面积的透明板材40。大面积的板材40包括多个对应于区域40b的覆盖部分，区域40b具有分隔线40a作为边界。在后续分割步骤中时，对应于区域40b的覆盖部分的区域被调整到在平面上与覆盖部分4的大小相同。
图11B示出了一种状态，其中，通过在分割线40a分割板材40形成覆盖部分4，将板材40分割(解剖)成分立的对应区域40b的覆盖部分。使用与实施例2相同的划片机可以实行分割。
图12A示出了一种状态，其中，在围绕每个固态成像元件2的有效像素区域3的区域处构图具有出口路径7形式的结合部分5，其中，每个固态成像元件2位于半导体晶片20上同时形成的多个固态成像元件2的一个平面上(具有有效像素区域3的平面)。
图12B是图12A中沿着线B-B的剖面图。通过将一个包括光敏粘合剂和热固性树脂的粘合剂形成的厚度均一的结合片附着到配备有固态成像元件2的半导体晶片20的表面，并使用已知的光刻技术构图具有出口路径7形式的结合部分5，为每个固态成像元件2形成具有出口路径7形式的结合部分5。也就是，该实施例中，每多个在半导体晶片20上同时形成的固态成像元件2的具有出口路径7形式的结合部分5同时形成。因为具有出口路径7形式的多个结合部分5同时形成，生产效率提高。需要理解的是，连接固态成像元件2与外部电路等(未示出)的结合焊盘区域(未示出)被布置在平面(其上形成有效像素区域3)上的结合部分5的外部区域上。
图12C示出了一种状态，其中，初步形成的覆盖部分4(见图11B)与半导体晶片20上形成的每个固态成像元件2的结合部分5结合。覆盖部分4对准并放置在结合部分5上，通过红外射线照射或者热固化与结合部分5结合。因为结合部分5构建成环绕有效像素区域3与覆盖部分4之间形成的中空部分10的外围部分的形式，有可能避免因为灰尘、斑疤等的进入和附着导致在有效像素区域3处产生失效。而且，通过提供出口路径7，有可能将已经从外部进入中空部分10或者在使用环境下在中空部分10产生的湿气释放到外部。与覆盖部分4结合的固态成像元件2沿着分割线20a被适当地划片(分割)，从半导体晶片20分离以形成固态成像器件(1)。在与覆盖部分4相结合的固态成像元件2中，因为用于结合的结合部分5具有构建成阻止水在划片步骤中从外部进入中空部分10的出口路径7，可能防止水和外来物质例如屑末进入有效像素区域3，并附着到有效像素区域3的表面。
(实施例4)
图13A和13B，图14A到14C是示出根据本发明实施例4的固态成像器件的制作方法的示意图，特别是，图13A和13B的示意图示出了一种状态，其中，具有出口路径7的结合部分5在半导体晶片上形成的固态成像元件的一个平面(具有有效像素区域的表面)上形成，图14A到14C是示出在结合板材与图13A和13B中的半导体晶片后，分割板材以形成覆盖部分步骤的示意图。
图13A示出了一种状态，其中，在围绕每个固态成像元件2的有效像素区域3的区域中，构图具有出口路径7形式的结合部分5，其中，每个固态成像元件2位于半导体晶片20上同时形成的多个固态成像元件2的一个平面上(具有有效像素区域3的平面)。图13B是图13A中沿着线B-B的剖面图。需要提及的是该状态与实施例3的图12A和12B中的状态相同，工艺环境例如粘合剂与其他实施例中的情况相同。
图14A示出了一种状态，其中，透明板材40与图13A和13B中的半导体晶片20结合，在图13A和13B中的半导体晶片20上形成用于每个固态成像元件2的具有出口路径7的结合部分5。板材40适当布置在半导体晶片20的结合部分5上，然后通过红外射线照射或热固化与结合部分5结合。因为对于每个固态成像元件2来讲初步形成具有出口路径7形式的结合部分5，所以不需要将板材40高精度的对准。而且，所需的只是作为一个整体来对准半导体晶片20和板材40，而不需要将板材40与每个固态成像元件2对准。
图14B是图14A中沿着线B-B的剖面图。因为覆盖整个半导体晶片20来结合板材40，所以在有效像素区域3被可靠保护的情况下来执行存储和传输。因为结合部分5构建成环绕有效像素区域3和覆盖部分4之间形成的间隔的外围部分的形式，有可能防止因为灰尘、斑疤等的进入与附着而导致在有效像素区域3处产生失效。而且，通过提供出口路径7，有可能将已经从外部进入中空部分10和在使用环境下在中空部分10产生的湿气释放到外部。
图14C的剖面图示出了一种状态，其中，通过沿图14B中所示的分割线40a分割与半导体晶片20合适结合的板材40，形成覆盖部分。也就是，半导体晶片20和板材40相结合，然后分割板材40以形成覆盖部分4。与覆盖部分4相结合的固态成像元件2沿着分割线20a被划片(分割)，并且从半导体晶片20分离，以形成固态成像器件(1)。因为本发明的固态成像元件2的结合部分5处形成的出口路径7构建成阻止水在划片步骤中从外部进入中空部分10的形式，这样有可能防止水和外来物质例如屑末像灰尘一样附着到固态成像元件2的有效像素区域3，并且防止有效像素区域3的表面形成斑疤。
尽管说明了在固态成像元件2(见图13B)上构图具有出口路径7形式的结合部分5、结合半导体晶片20与板材40、然后划分板材40而形成覆盖部分4的方法，但也可使用通过在板材40处构图具有出口路径7形式的结合部分5(见图8B)、结合半导体晶片20与板材40、然后划分板材40的方法。这种情况，需要注意的是，需要适当地执行板材40处形成的结合部分5和固态成像元件2的有效像素区域3的对准。
实施例2到4中，因为有效像素区域3构建成在划分板材40和半导体晶片20(有效像素区域3的周边被结合部分5环绕，出口路径7构建成防止水在划片步骤等步骤中从外部进入固态成像器件内部(中空部分10))时防止屑末产生的形式，在切割固态成像元件2之前，覆盖部分4与有效像素区域3结合并与其相对形成，有可能防止灰尘附着和在分割固态成像元件2之后步骤中有效像素区域3表面斑疤的形成，减少了固态成像元件2在安装步骤特别是切割之后的步骤中的废品率。
而且，通过提供出口路径7，甚至在湿气从外部进入中空部分10或在使用环境下在中空部分10中产生湿气时，有可能防止固态成像元件2的湿气恶化和覆盖部分4的内表面上形成露水。而且，因为覆盖部分4在平面上的尺寸小于固态成像元件2，固态成像器件(1)可以小型化到芯片级尺寸。因为不需要精确控制结合覆盖部分4之后的步骤中环境(生产环境)的清洁度，所以步骤得以简化，生产成本降低。
(实施例5)
图15示出了根据本发明实施例5的光学器件模块结构的剖面图。用于光学器件的模块30是，例如照相机模块，其布置有接收外部光进入布线衬底15的透镜31，和支撑透镜31的圆柱体32(光学路径去限制元件(delimiting element))。数字信号处理器16(后面称作DSP)布置在布线衬底15例如印刷板或陶瓷衬底上。
DSP16用作控制单元(图像处理器件)，控制固态成像器件(固态成像元件2)的操作和处理从固态成像器件(固态成像元件2)输出的信号以产生光学器件所需的信号。布线衬底15上形成的导线(未示出)是引线结合的，使用结合线16w与DSP16的每个连接端电连接。
根据本发明的固态成像元件2通过间隔16a布置在作为半导体芯片形成的DSP16上。布线衬底上形成的导线(未示出)是引线结合的，使用结合导线2w与固态成像元件2的每个连接端(结合焊盘6(见图3A和3B))电连接。在根据本发明的固态成像元件2中，透明覆盖部分4通过透气的和不可渗透的结合部分5(图3A，4，5，6和7中所示的出口路径7)结合，覆盖部分4布置成与透镜31相对。即，固态成像元件2布置在圆柱体32内部。
因为具有被覆盖部分4保护的有效像素区域的固态成像元件2布置在光学器件模块30中，在安装覆盖成像元件2制作光学器件模块30之后的步骤中，灰尘不附着在固态成像元件2的有效像素区域的表面，因此，使得生产能够在低清洁度的生产环境下进行。相应的，改善了光学器件模块和制作方法的产出，这样能够实现步骤简化，价格降低。需要提及的是，光学器件模块30的形式不限于图15所示的那样。即，所需的仅是根据本发明的固态成像元件2被布置在光学器件模块30上，例如，导线可以形成在布线衬底15处，并且DSP16的每个连接端可以通过结合导线16w与导线相连。
尽管上面描述的实施例1到5中的固态成像元件和固态成像器件是半导体元件和半导体器件的实例，但固态成像元件2可以是任何固态成像元件例如CCD，CMOS或VMIS图像传感器(阈值电压调制图像传感器)。而且，固态成像器件可以被半导体激光器代替，其使用半导体激光器元件并且将电输入转换成光。而且，透明的覆盖部分4可以由不透明材料形成的覆盖部分代替。

Claims (23)

1.一种半导体器件包括：
半导体元件；和
覆盖体，用于覆盖半导体元件，
其中在半导体元件和覆盖体之间提供中空部分，覆盖体具有从中空部分延伸到外部的出口路径，和
出口路径是不可渗透的。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，覆盖体包括用于覆盖半导体元件的覆盖部分和用于将半导体元件与覆盖部分结合的结合部分，出口路径在结合部分形成。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，结合部分以矩形环的形式形成，出口路径沿着结合部分的至少一条边形成。
4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，覆盖部分是透明的，半导体元件具有光接收元件区域，该光接收元件区域配备有多个布置的光接收元件，用于将通过覆盖部分传输的光转换成电信号，并且结合部分形成在覆盖部分和光接收元件区域之间的不阻断光学路径的区域。
5.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，覆盖部分小于半导体元件。
6.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，结合部分包括光敏粘合剂。
7.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，出口路径具有：提供在中空部分侧上的第一开口端部分；外侧配备的第二开口端部分；陷阱部分，其形成于将大于第一开口端部分和第二开口端部分的第一开口端部分和第二开口端部分之间，用于捕获水。
8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，陷阱部分具有分隔壁。
9.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，覆盖部分是矩形的，第二开口端部分相对于覆盖部分的边而倾斜。
10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，形成第二开口端部分以相对于从半导体晶片中切割半导体元件时的半导体晶片的运动方向以一锐角倾斜。
11.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，第一开口端部分具有投射到陷阱部分的投射壁。
12.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，第二开口端部分具有投射到陷阱部分的投射壁。
13.根据权利要求1或2的半导体器件，其中，出口路径是非线性的。
14.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，覆盖体是透明的，半导体元件具有光接收元件区域，该光接收元件区域配备有多个光接收元件，用于将通过覆盖体传输的光转换成电信号。
15.一种半导体器件的制作方法，其中，半导体器件具有半导体元件，覆盖半导体元件的覆盖部分，以及在半导体元件和覆盖部分之间形成的中空部分，半导体元件和覆盖部分相结合，包括：
在半导体晶片上形成多个半导体元件的步骤；
在板材处形成结合部分的步骤；
在结合部分形成多个不可渗透出口路径的步骤；
分割板材形成多个覆盖部分的步骤，其中板材上配备有在所述结合部分形成的多个出口路径；
分别将覆盖部分与多个半导体元件结合以相互对立的步骤；和
将多个与覆盖部分结合的半导体元件分割成分离半导体元件的步骤。
16.根据权利要求15所述的半导体器件的制作方法，其中，通过将配备有多个出口路径的结合部分附着到划片带，然后分割板材以形成多个覆盖部分来实现分割板材的步骤，和
通过从结合部分释放划片带，然后分别将覆盖部分与多个相互对立的半导体元件结合，实现结合覆盖部分的步骤。
17.一种半导体器件的制作方法，该半导体器件具有半导体元件，覆盖半导体元件的覆盖部分，以及在半导体元件和覆盖部分之间形成的中空部分，半导体元件和覆盖部分相结合，包括：
在半导体晶片上形成多个半导体元件的步骤；
在多个半导体元件处形成结合部分的步骤；
对应于每多个半导体元件，在结合部分形成不可渗透的出口路径的步骤；
将覆盖部分与每多个相互对立的半导体元件结合的步骤；和
将多个与覆盖部分相结合的半导体元件分割成分离半导体元件的步骤。
18.一种半导体器件的制作方法，该半导体器件具有半导体元件，覆盖半导体元件的覆盖部分，以及在半导体元件和覆盖部分之间形成的中空部分，半导体元件和覆盖部分相结合，包括：
在半导体晶片上形成多个半导体元件的步骤；
在多个半导体元件处形成结合部分的步骤；
对应于每多个半导体元件，在结合部分形成不可渗透的出口路径的步骤；
将板材与多个半导体元件结合的步骤；
分割板材以形成与每多个半导体元件对应的覆盖部分的步骤；和
将配备有覆盖部分的多个半导体元件分割成分离半导体元件的步骤。
19.一种半导体器件的制作方法，该半导体器件具有半导体元件，覆盖半导体元件的覆盖部分，以及在半导体元件和覆盖部分之间形成的中空部分，半导体元件和覆盖部分相结合，包括：
在半导体晶片上形成多个半导体元件的步骤；
在板材处形成结合部分的步骤；
在结合部分形成多个不可渗透的出口路径的步骤；
将配备有多个在结合部分形成的出口路径的板材与多个半导体元件结合的步骤；
分割板材以形成对应于每多个半导体元件的覆盖部分的步骤；
将配备有覆盖部分的多个半导体元件分割成分离半导体元件的步骤。
20.根据权利要求15到19中的任一项所述的半导体器件的制作方法，其中，覆盖部分小于每个半导体元件。
21.根据权利要求15到19中的任一项所述的半导体器件的制作方法，其中，结合部分包括光敏粘合剂。
22.一种光学器件模块，包括：
透镜；
用于支撑透镜的圆柱体；和
根据权利要求14的半导体器件，
其中半导体器件的覆盖体布置在圆柱体中，以与透镜相对。
23.一种光学器件模块，包括：
透镜；
用于支撑透镜的圆柱体；和
根据权利要求4到6任一项的半导体器件，
其中半导体器件的覆盖部分布置在圆柱体中，以与透镜相对。
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