DE112019003866T5

DE112019003866T5 - Optoelektronische module und packages mit geringer bauhöhe

Info

Publication number: DE112019003866T5
Application number: DE112019003866.4T
Authority: DE
Inventors: Javier Miguel Sànchez
Original assignee: Ams Sensors Singapore Pte Ltd
Current assignee: Ams Sensors Singapore Pte Ltd
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-05-20
Also published as: CN112513691A; WO2020027724A1; DE112019003866T8; US20210214214A1

Abstract

Ein optoelektronisches Modul enthält einen optischen Filter und kann eine relativ geringe Bauhöhe haben. Das Modul enthält einen Halbleiterchip für den optischen Filter, wobei der Chip an seiner Unterseite einen Hohlraum aufweist. Der Hohlraum bietet Platz, um ein optoelektronisches Bauelement wie einen Lichtsensor oder einen Lichtemitter unterzubringen. Durch eine solche Anordnung kann die Gesamthöhe des Moduls reduziert werden, wodurch seine Integration in ein Host-Gerät, in dem der Platz knapp ist, erleichtert wird.

Description

BEREICH DER OFFENLEGUNG
Diese Offenbarung bezieht sich auf optoelektronische Module und Gehäuse mit geringer Bauhöhe.
HINTERGRUND
Verschiedene Verbraucher- und andere elektronische Geräte, wie z. B. Smartphones, enthalten optoelektronische Module, die verschiedene optische und optoelektronische Komponenten enthalten können, einschließlich optischer Sensoren, Lichtsender, Strahlformungselemente (z. B. Linsen) und/oder optische Filter.
Als optisches Filter kann z. B. ein Fabry-Perot-Interferometer (FPI) verwendet werden. Ein FPI basiert auf zwei Spiegeln, wobei in einem Spalt zwischen den Spiegeln eine Fabry-Perot-Kavität gebildet wird. Die Durchlassband-Wellenlänge des FPI wird durch die Einstellung des Abstands zwischen den Spiegeln gesteuert, also durch die Einstellung der Breite des Spalts.
Eine Herausforderung bei der Integration dieser und anderer Komponenten in ein Smartphone oder ein anderes Verbraucherprodukt besteht beispielsweise darin, dass der Platz in solchen Geräten sehr knapp bemessen ist. Insbesondere die Höhe oder das Z-Profil solcher Geräte ist oft relativ klein ausgelegt, zum Beispiel in der Größenordnung von nur wenigen Millimetern (z. B. 2,5 mm). Solch kleine Abmessungen können es schwierig machen, einige der optischen und optoelektronischen Komponenten oder Module einzubauen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt optoelektronische Module und Gehäuse, die einen optischen Filter enthalten und eine relativ geringe Gesamthöhe haben können. Wie im Folgenden näher beschrieben, können die Module einen Halbleiterchip für den optischen Filter enthalten, wobei der Chip an seiner Unterseite eine Kavität aufweist. Der Hohlraum bietet Platz für die Aufnahme eines optoelektronischen Bauelements, wie z. B. eines Lichtsensors oder eines Lichtemitters. Eine solche Anordnung kann die Gesamthöhe (d. h. die z-Höhe) des Moduls oder Gehäuses verringern und dadurch die Integration in ein Smartphone oder ein anderes Gerät erleichtern, in dem der Platz knapp ist.
In einem Aspekt enthält ein Modul beispielsweise eine optoelektronische Vorrichtung, die auf einem Substrat montiert ist, und einen Halbleiterchip, der über der optoelektronischen Vorrichtung angeordnet ist. Der Chip enthält ein optisches Filter an einer ersten Oberfläche, die von der optoelektronischen Vorrichtung abgewandt ist. Der Chip weist ferner einen Hohlraum in einer zweiten Oberfläche auf, die dem optoelektronischen Bauelement zugewandt ist, so dass das optoelektronische Bauelement innerhalb eines durch den Hohlraum definierten Bereichs untergebracht ist.
In einem anderen Aspekt umfasst eine Verpackung ein Gehäuse, das einen Deckel aufweist, der an einem Substrat befestigt ist. Der Deckel hat eine Öffnung. Ein optoelektronisches Bauelement ist innerhalb des Gehäuses angeordnet, ist auf dem Substrat befestigt und hat eine optische Achse, die die Öffnung schneidet. Ein Halbleiterchip ist innerhalb des Gehäuses über dem optoelektronischen Bauelement angeordnet. Der Chip enthält einen optischen Filter an einer ersten Oberfläche, die von der optoelektronischen Vorrichtung abgewandt ist. Der Chip hat einen Hohlraum in einer zweiten Oberfläche, die der optoelektronischen Vorrichtung zugewandt ist, so dass die optoelektronische Vorrichtung in einem durch den Hohlraum definierten Bereich untergebracht ist.
Verschiedene Implementierungen umfassen eines oder mehrere der folgenden Merkmale. Zum Beispiel ist in einigen Fällen der Halbleiterchip ein MEMS-Chip, und der optische Filter umfasst einen abstimmbaren Fabry-Perot-Interferometer (FPI)-Filter. In einigen Implementierungen umfasst der MEMS-Chip ein Siliziumsubstrat, und die Kavität befindet sich in dem Siliziumsubstrat. Das Siliziumsubstrat kann z. B. eine <100>-Ausrichtung haben.
Das optoelektronische Bauelement kann z. B. einen Lichtsensor (z. B. eine Fotodiode) oder eine Lichtquelle (z. B. eine Laserdiode oder eine LED) enthalten.
In einigen Fällen ist das Modul oder das Gehäuse z. B. in ein Host-Gerät integriert. Das Host-Gerät kann z. B. eine Leiterplatte umfassen, und das Gehäuse kann auf der Leiterplatte montiert werden. Das Host-Gerät kann ferner einen Prozessor enthalten, der auf der Leiterplatte montiert ist und für die Kommunikation mit einer oder mehreren Komponenten des Moduls oder Gehäuses (z. B. der optoelektronischen Vorrichtung und/oder dem optischen Filter) eingesetzt werden kann.
In einem weiteren Aspekt beschreibt die Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung von Unterbaugruppen, Modulen und/oder Gehäusen. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines ersten Wafers, auf dem eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen montiert sind, und das Bereitstellen eines zweiten Wafers mit einer ersten Oberfläche, auf der sich eine Vielzahl von optischen Filtern befindet. Der zweite Wafer hat eine zweite Oberfläche - auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden Seite des zweiten Wafers -, in der sich eine Vielzahl von Hohlräumen befindet. Das Verfahren umfasst das Anbringen des ersten und des zweiten Wafers aneinander, um einen Waferstapel zu bilden, so dass jedes der optoelektronischen Bauelemente in einem jeweiligen der Hohlräume untergebracht ist.
Einige Implementierungen des Verfahrens umfassen eines oder mehrere der folgenden Merkmale. Zum Beispiel sind in einigen Fällen die optischen Filter Fabry-Perot-Interferometer (FPI) abstimmbare Filter, und das Verfahren umfasst das Ätzen der Kavitäten in die zweite Oberfläche des zweiten Wafers.
In einigen Fällen umfasst der zweite Wafer einen Silizium-Wafer mit einer <100>-Orientierung. In solchen Fällen können die Kavitäten geätzt werden, z. B. mit einer KOH-Ätzung.
In einigen Fällen umfasst das Verfahren das Trennen des Waferstapels in einzelne Unterbaugruppen, von denen jede eines der abstimmbaren FPI-Filter enthält, das über einem der optoelektronischen Bauelemente angeordnet ist. Das Verfahren kann ferner das Integrieren einer der Unterbaugruppen in ein verpacktes Modul umfassen.
Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist ein Querschnitt durch ein erstes Beispiel für ein optoelektronisches Modul.
2 zeigt ein Beispiel eines abstimmbaren FPI-Filters mit einer Kavität in seiner unteren Fläche.
3 ist ein Querschnitt durch ein zweites Beispiel eines optoelektronischen Moduls.
4 ist ein Querschnitt durch ein drittes Beispiel für ein optoelektronisches Modul.
5A - 5C veranschaulichen die Schritte bei der Herstellung von Unterbaugruppen für die Module.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt optoelektronische Module und Gehäuse, die einen optischen Filter enthalten und eine relativ geringe Bauhöhe aufweisen können. Wie im Folgenden näher beschrieben, können die Module einen Halbleiterchip für den optischen Filter enthalten, wobei der Chip an seiner Unterseite eine Kavität aufweist. Der Hohlraum bietet Platz für die Aufnahme eines Lichtsensors oder eines Lichtemitters. Eine solche Anordnung kann die Gesamthöhe (d. h. die z-Höhe) des Moduls verringern und dadurch seine Integration in ein Smartphone oder ein anderes Gerät, in dem der Platz knapp ist, erleichtern.
Wie in 1 dargestellt, umfasst ein optoelektronisches Modul 10 ein Gehäuse, das einen Deckel 12 aufweist, der an einer Leiterplatte (PCB) oder einem anderen Substrat 14 befestigt ist. Der Deckel 12 enthält eine Öffnung 18, durch die Licht (z. B. Strahlung im sichtbaren, infraroten und/oder ultravioletten Bereich des Spektrums) hindurchtreten kann. In einigen Fällen ist ein Bandpassfilter 20 direkt unterhalb der Öffnung 18 angeordnet und dient dazu, das einfallende Licht selektiv zu filtern. In einigen Fällen ist die Dicke des Deckels 12 in der Nähe der Öffnung 18 geringer als in anderen Bereichen, um eine Öffnung zu definieren, in der der Filter 20 untergebracht ist. Diese Anordnung kann dazu beitragen, die Gesamthöhe des Moduls 10 zu verringern. Wenn die Seitenwände des Filters 20 im Wesentlichen oder vollständig eingesetzt sind, so dass sie seitlich vom Deckel 12 umgeben sind, kann dies dazu beitragen, dass Streulicht nicht auf die Seiten des Filters fällt.
Im Beispiel von 1 ist ein Lichtsensor 16, z. B. eine PIN- oder andere Fotodiode, auf der Leiterplatte 14 montiert und hat eine optische Achse, die mit der Öffnung 18 im Deckel 12 ausgerichtet ist. Eine oder mehrere elektrische Verbindungen (z. B. Drahtbonds) sind zwischen dem Sensor 16 und der Verdrahtung auf der Leiterplatte 14 vorgesehen. In einigen Fällen wird der Sensor 16 mit Hilfe der Oberflächenmontagetechnik auf der Leiterplatte 14 befestigt. Ein mikromechanischer (MEMS-)Chip 22, der einen abstimmbaren FPI-Filter enthält, ist an der Leiterplatte 14 befestigt und enthält einen Hohlraum 24 zur Aufnahme des Lichtsensors 16. So wird ein ankommendes Lichtsignal 40 durch den Bandpassfilter 20 und dann den abstimmbaren FPI-Filter im MEMS-Chip 22 gefiltert, bevor es als gefiltertes Lichtsignal zum Sensor 16 gelangt.
2 veranschaulicht ein Beispiel für den MEMS-Die 22, der einen FPI-durchstimmbaren Filter 30 enthält, der entlang der Achse des ankommenden Lichts 40 angeordnet ist. Das eintreffende Lichtsignal 40 wird durch den Bandpassfilter 20 und dann den FPI-durchstimmbaren Filter 30 gefiltert, bevor es als gefiltertes Lichtsignal zum Sensor 16 gelangt. Der durchstimmbare FPI-Filter 30 hat einen oberen und einen unteren Spiegel 32, 34, die einander gegenüberliegend mit einem Luftspalt 36 dazwischen angeordnet sind. Wenn eine Spannung an den Spiegeln 32, 34 angelegt wird, wird eine elektrostatische Kraft erzeugt, um die Größe des Luftspalts 36 einzustellen. Die Einstellung der Größe des Luftspalts 36 führt zu einer entsprechenden Änderung der Durchlassband-Wellenlänge des Filters. Die Spiegel 32, 34 können z.B. auf einem Siliziumsubstrat 38 ausgebildet sein, das zum Durchlassen von Infrarotstrahlung dient. Die Spiegel 32, 34 können z. B. als mehrlagige dielektrische Beschichtungen (z. B. SiO2, SiN oder Poly-Si) ausgeführt sein. Ein beweglicher Spiegel kann z. B. durch Entfernen einer zunächst zwischen den Spiegeln 32, 34 gebildeten Opferschicht erreicht werden. Details des abstimmbaren FPI-Filters 30 können sich in einigen Implementierungen unterscheiden.
Wie im Beispiel von 2 dargestellt, kann der Hohlraum 24 im Substrat 38 des MEMS-Chips 22 gebildet werden. Die Höhe des Hohlraums 24 sollte so groß sein, dass er neben dem Sensor 16 auch eventuell erforderliche Drahtbonds oder andere elektrische Verbindungen aufnehmen kann. Andererseits sollten die Abmessungen des Hohlraums 24 vorzugsweise nicht so groß sein, dass sie die Steifigkeit des Substrats nachteilig beeinflussen.
In einigen Fällen kann der Hohlraum 24 so geformt sein, dass er eine Strahlformungsfunktion bietet. Beispielsweise kann eine Fresnel- oder andere Linse in den Hohlraum 24 integriert werden, um das einfallende Licht auf die lichtempfindliche(n) Region(en) des Sensors 16 zu fokussieren. Im Allgemeinen sollte die Strahlformungsfunktion des Hohlraums, falls vorhanden, relativ achromatisch sein, damit sie für alle Wellenlängen im spektralen Sensor-/Emitterbereich anwendbar ist.
Obwohl das vorstehende Beispiel ein Beispiel für einen abstimmbaren MEMS-FPI-Filter 30 und einen Lichtsensor 16 in einem einzigen Gehäuse zeigt, können andere Implementierungen einen abstimmbaren MEMS-FPI-Filter und eine Lichtquelle in einem einzigen Gehäuse enthalten. Ein Beispiel ist in 3 dargestellt, in der Komponenten, die mit denen in 1 übereinstimmen, mit denselben Referenznummern gekennzeichnet sind. Anstelle eines Lichtsensors enthält das optoelektronische Modul 50 von 3 eine Lichtquelle 52, wie z. B. einen Lichtsender (z. B. eine Laserdiode oder LED). Das von der Quelle 52 erzeugte Licht wird durch den abstimmbaren MEMS-FPI-Filter im MEMS-Die 22 gefiltert und dann durch den Bandpassfilter 20 gefiltert, bevor es das Gehäuse durch die Öffnung 18 als Lichtsignal 53 verlässt.
In einigen Ausführungsformen enthält die Oberfläche des Hohlraums 24 eine Antireflexionsbeschichtung 54, wie in 3 gezeigt. Eine solche Antireflexionsbeschichtung kann auch in Lichtsensormodule eingebaut werden, wie in dem Beispiel von 4 gezeigt.
Durch die Unterbringung der optoelektronischen Komponente (z. B. Lichtsensor 16 oder Lichtemitter 52) in der Kavität 24 auf der Unterseite des MEMS-Die 22 kann die z-Höhe der MEMS-Unterbaugruppe sowie die z-Höhe des Gesamtmoduls reduziert werden. So werden z. B. keine separaten Abstandshalter zur Abstützung des MEMS-Die über dem optoelektronischen Bauteil benötigt. Somit können auch die Anzahl der Bearbeitungsschritte und die Anzahl der Bauteile reduziert werden. Außerdem kann die MEMS-Baugruppe, wie unten beschrieben, als Teil eines Wafer-Level-Prozesses hergestellt werden.
5A-5C zeigen ein Beispiel eines Wafer-Level-Prozesses zur Herstellung der MEMS-Unterbaugruppen (d.h. eine Unterbaugruppe mit einem MEMS-Chip 22 und einem optoelektronischen Bauelement 16 oder 52, das auf einem PCB-Substrat 14 montiert ist). Wie in 5A gezeigt, sind auf einem ersten Wafer 102 mehrere optoelektronische Bauelemente 106 (z. B. Lichtsensoren oder Lichtquellen) montiert. Der erste Wafer 102 kann z. B. eine Leiterplatte sein. Mehrere FPI-durchstimmbare Filter sind auf einem zweiten Wafer 104 ausgebildet, der z. B. aus einem <100>-orientierten Siliziumwafer besteht. Die FPI-durchstimmbaren Filter auf dem MEMS-Wafer 104 sind voneinander beabstandet, so dass, wenn die beiden Wafer 102, 104 anschließend aneinander befestigt werden, jeder FPI-durchstimmbare Filter über einer entsprechenden der optoelektronischen Vorrichtungen 106 ausgerichtet wird (siehe 5B).
Der zweite Wafer 104 enthält Hohlräume 24, die z. B. durch Ausführen eines anisotropen Nassätzens (z. B. KOH) in der Rückseite des Silizium-<100>-orientierten Wafers gebildet werden können, so dass die {111}-Ebenen freigelegt werden. Die Bildung der Hohlräume 24 kann in jedem geeigneten Stadium des MEMS-Prozesses erfolgen.
Als besonderes Beispiel kann angenommen werden, dass der MEMS-Wafer 104 eine Dicke von etwa 625 um hat, der Fotodioden-Die (z. B. eine InGaAs-Fotodiode) eine Höhe von etwa 200 um hat und der Klebstoff, der verwendet wird, um den Fotodioden-Die auf dem PCB-Wafer 102 zu befestigen, eine Dicke von etwa 10 um hat. Unter der Annahme, dass die Rückseite des MEMS-Wafers 104 geätzt wird, um einen Hohlraum mit einer Tiefe (Höhe) von ca. 310 um zu bilden, wäre eine Höhe von ca. 100 um für eine flache Drahtverbindung von der Oberseite des Fotodiodenchips zum PCB-Wafer 102 verfügbar. Die verbleibende Dicke des MEMS-Wafers 103 (d.h. ca. 315 um in diesem Beispiel) würde die MEMS-Struktur auf seiner Oberseite halten. Für andere Implementierungen können andere Abmessungen angemessen sein.
In einigen Fällen kann es wünschenswert oder notwendig sein, die Vorderseite des Wafers 104 während des anisotropen Nassätzens mit einer Schutzschicht zu bedecken. Es können auch andere Techniken verwendet werden, um die Kavitäten zu bilden.
In einigen Ausführungsformen wird eine Antireflexionsbeschichtung 54 auf die Innenflächen der Hohlräume 24 aufgebracht. Die Antireflexionsbeschichtung 54 kann zu einer besseren optischen Übertragung an der Silizium-Luft-Grenzfläche beitragen.
Nach der Bildung der Hohlräume 24 werden die beiden Wafer 102, 104 ausgerichtet und aneinander befestigt, z. B. durch Klebstoff, um einen Waferstapel 108 (5B) zu bilden, und dann wird der Waferstapel 108 (z. B. durch Zerschneiden) in einzelne Unterbaugruppen 110 (5C) getrennt. Ein entsprechender Deckel 12 kann dann über jeder Unterbaugruppe angeordnet werden, um die Module zu vervollständigen. In einigen Fällen wird der Stapel 108 vor dem Zerteilen auf einem Trägerwafer oder einem Dicing-Band angeordnet.
In einigen Implementierungen können verschiedene Vorteile erzielt werden. Zum Beispiel kann die Integration des optoelektronischen Bauelements (z. B. Lichtsensor oder Lichtquelle) und des MEMS-Chips auf Waferebene monolithisch erfolgen, was eine erhebliche Reduzierung der z-Höhe ermöglicht.
In einigen Fällen kann der Herstellungsprozess weniger Schritte erfordern, was zu weniger zeitaufwändigen und weniger kostspieligen Prozessen führt. In einigen Fällen wird das Gehäuse für das optoelektronische Bauelement (z. B. den Lichtsensor) verbessert und führt dazu, dass weniger Streulicht den Lichtsensor erreicht. Zusätzlich zur Erleichterung der Verarbeitung auf Waferebene können die hier beschriebenen Techniken einen sehr gut kontrollierten Photodioden-MEMS-Spalt mit dem Silizium-Ätzprozess ermöglichen.
Die vorgenannten Module können in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt werden, u. a. für die Spektralabtastung, Spektroskopie oder Infrarotsensorik. Die Module können z. B. für Spektroskopie-Sensoren mit geringer Bauhöhe oder abstimmbare Lichtquellen verwendet werden, die in eine Reihe von Konsum- oder anderen Produkten integriert werden können. Die hier beschriebenen Module können z. B. auf einer Leiterplatte montiert werden, die Bestandteil eines Host-Geräts ist, wie z. B. eines tragbaren Kommunikations- oder Computergeräts (z. B. eines Mobiltelefons, Smartphones, Tablets, Personal Digital Assistant (PDA) oder Laptops). In einigen Fällen können die Module in kleine elektronische Geräte integriert werden, wie z. B. in Bio-Geräte, mobile Roboter, Überwachungskameras, Camcorder, Laptops und Tablet-Computer, unter anderem.
Als besonderes Beispiel können die oben beschriebenen Module in ein Host-Gerät integriert und mit anderen Komponenten verbunden werden, das einen Prozessor, einen Speicher, ein Eingabe-/Ausgabegerät (einschließlich eines interaktiven Displays), eine Kommunikationsschnittstelle und/oder einen Transceiver enthalten kann. Die verschiedenen Komponenten können über verschiedene Busse miteinander verbunden sein, und mehrere der Komponenten können auf einer gemeinsamen Hauptplatine montiert sein. Es können Verbindungen zwischen dem Modul und dem Prozessor vorgesehen werden, um Signale zwischen dem Modul und dem Prozessor zu übertragen (z. B. Signale zur Steuerung einer an den abstimmbaren Sensor angelegten Spannung, Signale zur Steuerung der Lichtemission von der Lichtquelle und/oder Signale vom Lichtsensor). Das Modul kann auch mit anderen Komponenten im Host-Gerät verbunden werden und kann in einigen Implementierungen auf der gemeinsamen Hauptplatine mit einigen der anderen Komponenten montiert werden.
In einigen Implementierungen können die Module für eine oder mehrere der folgenden Anwendungen verwendet werden: Materialidentifikation, Erkennung von Feuchtigkeit (z. B. Haut, Gewebe), Lebensmittelanalyse, Dickenmessungen, Bodenanalyse, Identifikation von gefälschten Objekten, Milchanalyse oder Erkennung von Produktverfälschungen und Sicherheit.
Die Module der 1 und 3 können z. B. in einem Messmodus verwendet werden, in dem eine Lichtquelle (z. B. eine Weißlichtquelle) eine Probe beleuchtet. Die Lichtquelle kann in dasselbe Modul wie der Sensor integriert sein oder getrennt von dem Modul, das den Sensor enthält, angeordnet sein. Die Durchlichtintensität bei einer bestimmten Wellenlänge kann selektiv gemessen werden, indem der FPI-Filter im MEMS-Die 22 auf die gewünschte Wellenlänge eingestellt wird.
Integration eines Moduls wie oben beschrieben (z. B. die Module der 1, 3 oder 4) in ein Host-Gerät kann vorteilhaft sein. Das Host-Gerät kann z. B. leistungsfähige Prozessoren mit zugehörigem Speicher enthalten, die zur Verarbeitung der vom Modul erfassten Daten verwendet werden können. Außerdem können die Daten durch zusätzliche Daten ergänzt werden, die von anderen in das Host-Gerät integrierten Komponenten gesammelt werden. Zum Beispiel kann in einigen Fällen ein vom Host-Gerät erfasstes Bild analysiert und mit den vom Modul erfassten Daten zur Materialidentifikation ergänzt werden. Darüber hinaus erleichtert die vorliegende Offenlegung die Integration der Module in Host-Geräte unter Beibehaltung der geringen z-Höhe der Host-Geräte.
Andere Implementierungen liegen im Rahmen der Ansprüche.

Claims

Ein Modul, bestehend aus: eine optoelektronische Vorrichtung, die auf einem Substrat montiert ist; und einen Halbleiterchip, der über dem optoelektronischen Bauelement angeordnet ist, wobei der Chip einen optischen Filter an einer ersten Oberfläche aufweist, die von dem optoelektronischen Bauelement abgewandt ist, wobei der Chip ferner einen Hohlraum in einer zweiten Oberfläche aufweist, die dem optoelektronischen Bauelement zugewandt ist, so dass das optoelektronische Bauelement innerhalb eines durch den Hohlraum definierten Bereichs untergebracht ist.
Das Modul nach Anspruch 1, wobei der Halbleiterchip ein MEMS-Chip ist.
Das Modul nach Anspruch 2, wobei der optische Filter einen abstimmbaren Fabry-Perot-Interferometer (FPI)-Filter enthält.
Modul nach Anspruch 2, wobei der MEMS-Chip ein Siliziumsubstrat enthält und der Hohlraum im Siliziumsubstrat liegt.
Das Modul nach Anspruch 4, wobei das Siliziumsubstrat eine <100>-Orientierung aufweist.
Das Modul nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die optoelektronische Vorrichtung einen Lichtsensor umfasst.
Das Modul nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die optoelektronische Vorrichtung eine Lichtquelle umfasst.
Das Modul nach einem der Ansprüche 1-7 mit einer Antireflexionsbeschichtung auf einer Innenfläche des Hohlraums.
Ein Paket bestehend aus: ein Gehäuse mit einem Deckel, der an einem Substrat befestigt ist, wobei der Deckel eine Öffnung darin aufweist; eine optoelektronische Vorrichtung innerhalb des Gehäuses, wobei die optoelektronische Vorrichtung auf dem Substrat montiert ist und eine optische Achse aufweist, die die Öffnung schneidet; und einen Halbleiterchip innerhalb des Gehäuses, wobei der Halbleiterchip über der optoelektronischen Vorrichtung angeordnet ist, wobei der Chip einen optischen Filter an einer ersten Oberfläche aufweist, die von der optoelektronischen Vorrichtung abgewandt ist, wobei der Chip ferner einen Hohlraum in einer zweiten Oberfläche aufweist, die der optoelektronischen Vorrichtung zugewandt ist, so dass die optoelektronische Vorrichtung innerhalb eines durch den Hohlraum definierten Bereichs untergebracht ist.
Das Paket nach Anspruch 9, wobei der Halbleiterchip ein MEMS-Chip ist.
Das Paket nach Anspruch 10, wobei der optische Filter einen abstimmbaren Fabry-Perot-Interferometer (FPI)-Filter enthält.
Das Paket nach Anspruch 10, wobei der MEMS-Chip ein Siliziumsubstrat enthält und der Hohlraum im Siliziumsubstrat liegt.
Das Paket nach Anspruch 12, wobei das Siliziumsubstrat eine <100>-Ausrichtung aufweist.
Das Paket nach einem der Ansprüche 9-13, wobei die optoelektronische Vorrichtung einen Lichtsensor umfasst.
Das Paket nach einem der Ansprüche 9-13, wobei die optoelektronische Vorrichtung eine Lichtquelle umfasst.
Das Paket nach einem der Ansprüche 9-15, die eine Antireflexionsbeschichtung auf einer Innenfläche des Hohlraums enthält.
Ein Verfahren, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines ersten Wafers, auf dem eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen montiert sind, Bereitstellen eines zweiten Wafers mit einer ersten Oberfläche, auf der sich eine Vielzahl von optischen Filtern befindet, wobei der zweite Wafer eine zweite Oberfläche aufweist, in der sich eine Vielzahl von Hohlräumen befindet, wobei sich die zweite Oberfläche auf einer Seite des zweiten Wafers gegenüber der ersten Oberfläche befindet, und Befestigen des ersten und zweiten Wafers aneinander, um einen Waferstapel zu bilden, so dass jedes der optoelektronischen Bauelemente in einem jeweiligen der Hohlräume untergebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei es sich bei den optischen Filtern um abstimmbare Fabry-Perot-Interferometer (FPI)-Filter handelt, wobei das Verfahren ferner das Ätzen der Hohlräume in die zweite Oberfläche des zweiten Wafers umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 18 umfasst ferner das Trennen des Waferstapels in einzelne Unterbaugruppen, von denen jede eines der abstimmbaren FPI-Filter enthält, das über einem der optoelektronischen Bauelemente angeordnet ist.
Das Verfahren nach Anspruch 19 umfasst ferner das Integrieren einer der Unterbaugruppen in ein verpacktes Modul.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17-20, wobei der zweite Wafer einen Silizium-Wafer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der zweite Wafer einen Silizium-Wafer mit einer <100>-Ausrichtung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21-22, bei dem die Kavitäten mit einer KOH-Ätzung geätzt werden.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der erste Wafer ein Leiterplatten-Wafer ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 17-24 schließt das Aufbringen einer Antireflexionsbeschichtung auf die Innenflächen der Hohlräume ein.
Eine Vorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Host-Gerät mit einer gedruckten Schaltung; und das Gehäuse nach einem der Ansprüche 9-16, das an der Leiterplatte befestigt ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 26 umfasst ferner einen Prozessor, der auf der Leiterplatte montiert ist und für die Kommunikation mit mindestens einer der optoelektronischen Vorrichtungen oder dem optischen Filter betrieben werden kann.