JP2005094019A - 光電子デバイスのウェハレベルパッケージおよびパッケージング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ＯＥデバイスのパッケージングを改善する光電子デバイスのウェハレベルパッケージおよびパッケージング方法を提供する。
【解決手段】 ウェハレベルパッケージ（１００、２００）であって、
ボンディングパッド（１２０）を具備する第１ウェハ（１１８、２１８）と、
前記第１ウェハ上の光電子デバイス（１０２、２０２）と、
ガスケット（１０６）を具備する第２ウェハ（１０４、２０４）であって、前記第２ウェハが、前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドにより前記第１ウェハに取り付けられる第２ウェハとを備えるパッケージ。
【選択図】 図１
【解決手段】 ウェハレベルパッケージ（１００、２００）であって、
ボンディングパッド（１２０）を具備する第１ウェハ（１１８、２１８）と、
前記第１ウェハ上の光電子デバイス（１０２、２０２）と、
ガスケット（１０６）を具備する第２ウェハ（１０４、２０４）であって、前記第２ウェハが、前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドにより前記第１ウェハに取り付けられる第２ウェハとを備えるパッケージ。
【選択図】 図１
Description
本発明は、光電子デバイスのウェハレベルパッケージおよびパッケージング方法に関する。
光電子（ＯＥ）デバイスは、一般に個々のダイとしてパッケージされる。
この組立手段は低速で、労働集約的であることが多く、その結果、製造コストが高くなる。したがって、必要なものは、ＯＥデバイスのパッケージングを改善する方法である。
本発明は、上記課題を解決し、光電子デバイスのウェハレベルパッケージおよびパッケージング方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決し、光電子デバイスのウェハレベルパッケージおよびパッケージング方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施態様では、ウェハレベルパッケージは、ボンディングパッドを含む第１ウェハと、前記第１ウェハ上の光電子デバイスと、ガスケットを含む第２ウェハとを備える。第２ウェハは、ガスケットとボンディングパッドとの間のボンドにより第１ウェハに取り付けられる。
異なる図面で同一の参照符号を使用している場合、類似または同一の部品を指示する。断面図は、一定の縮尺で描かれているわけではなく、単に具体的に示すためのものである。
図１、２および３は、本発明の一実施態様における光電子デバイスのウェハレベルパッケージ１００（図３）の断面図である。
図１を参照すると、パッケージ１００は、ガスケット１０６および１０８と、バイア１１０とキャビティ１１２とを有するキャップウェハ１０４を備える。
図１を参照すると、パッケージ１００は、ガスケット１０６および１０８と、バイア１１０とキャビティ１１２とを有するキャップウェハ１０４を備える。
キャップウェハ１０４はシリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、またはその他の類似材料で良い。
ガスケット１０６はパッケージ１００周囲の外周部を形成し、ガスケット１０８はバイア１１０の周囲に外周部を形成する。用途に応じて、ガスケット１０６はトレッド１１４を備えることができる。一実施態様では、ガスケット１０６および１０８は、キャップウェハ１０４をマスキングおよびエッチングして形成される。別法によると、ガスケット１０６および１０８は、キャップウェハ１０４上に蒸着してから、マスキングおよびエッチング、またはリフトオフによりパターン化することができる。
ガスケット１０６および１０８の表面は、ボンディング層１１６により被覆する。一実施態様では、ボンディング層１１６は、スパッタリング、蒸発またはめっきにより蒸着される金（Ａｕ）であり、好ましくはマスキングおよびエッチング、またはリフトオフによりパターン化する。障壁金属層（図示しない）は、ボンディング層１１６とガスケット１０６および１０８との間に形成され、拡散障壁として機能して、ボンディング層の材料とキャップウェハの材料との付着を改善することができる。
キャビティ１１２は、傾斜面１１８を備える。一実施態様では、キャビティ１１２は、キャップウェハ１０４をマスキングおよびエッチングすることにより形成される。表面１１８は、反射層１２０で被覆され、ミラー１２１を形成する。一実施態様では、反射層１２０は、スパッタリング、蒸発またはめっきにより蒸着されて、マスキングおよびエッチング、またはリフトオフによりパターン化されるＡｕである。ボンディング層１１６と同様に、障壁金属層は、反射層１２０と表面１１８との間に蒸着され、拡散障壁として機能して、付着を改善することができる。ボンディング材料１１６および反射材料１２０が同じ材料である場合、これらは同時に蒸着することができる。
パッケージ１００は、集積レンズ１１３と、ボンディングパッド１２０と、コンタクトパッド１２２とを有するベースウェハ１１８をさらに備える。ベースウェハ１１８は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、またはその他の類似材料で良い。
一実施態様では、集積レンズ１１３は、ベースウェハ１１８の一部として形成される回折光学素子（ＤＯＥ）である。ＤＯＥ１１３は、エッチング停止層により分離された位相シフト層のスタックから、所望の形状にパターン化することができる。位相シフト層は非晶質シリコン（α−Ｓｉ）、エッチング停止層は二酸化シリコン（ＳｉＯ2）で良い。別法によると、位相シフト層は、非晶質シリコンの代わりに、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）で良い。
スタックを形成するため、最初に、非晶質シリコン層を基板１１８上に形成する。非晶質シリコン層は、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）またはプラズマエッチング化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）により蒸着することができる。次に、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）層を非晶質シリコン層上に形成する。二酸化シリコン層は、５５０℃の蒸気中で非晶質シリコン層上に熱的に成長させるか、またはＰＥＣＶＤにより蒸着することができる。非晶質シリコン層および二酸化シリコン層を形成する過程は、位相シフト層の所望の数だけ繰り返すことができる。スタックが形成された後、非晶質シリコン層をマスクして、エッチング停止として機能する次の二酸化シリコン層までエッチングする。マスキングおよびエッチングの過程を残りの位相シフト層について繰り返して、ＤＯＥ１１３を形成する。
ボンディングパッド１２０は、ガスケット１０６に応じて、パッケージ１００の周囲に外周部を形成する。コンタクトパッド１２２は、光電子デバイス１２０に対する電気接続を提供する。一実施態様では、ボンディングパッド１２０およびコンタクトパッド１２２は、スパッタリング、蒸発、またはめっきにより蒸着され、マスキングおよびエッチング、またはリフトオフによりパターン化される。障壁材料層（図示しない）は、ベースウェハ１１８とパッド１２０および１２２との間に形成され、パッド材料とベースウェハ材料との間の付着を改善することができる。
光電子デバイス１０２は、ベースウェハ１１８上に配置される。光電子デバイス１０２は、ワイヤボンド、はんだバンプボンド、フリップチップ技術、またはその他の結合技術によりコンタクトパッド１２２に電気的に接続される。この実施態様によると、光電子デバイス１０２は、端面発光レーザ（たとえば、ファブリーペローもしくは分散フィードバック（ＤＦＢ）レーザ）、または垂直キャビティ表面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）で良い。端面発光レーザである場合、光電子デバイス１０２は、一般に、ベースウェハ１１８と整列して結合される別個のダイである。ＶＣＳＥＬである場合、光電子デバイス１０２はベースウェハ１１８上で直接成長させることができる。
ベースウェハ１１８は、電源モニタ（たとえば、フォトダイオード）、電気接続のためのリード（たとえば、埋め込みトレース）、並びにその他の能動および受動回路構成などの追加の部品を備えることができる。
図２を参照すると、キャップウェハ１０４はベースウェハ１１８に整列して結合される。実施態様によっては、キャップウェハ１０４とベースウェハ１１８との間の封止は密封式であっても、密封式でなくても良い。
一実施態様では、Ａｕ／Ａｕ熱圧縮ボンドをガスケット１０６とボンディングパッド１２０との間に形成する。この熱圧縮ボンドは、温度と圧力の両方を予め決められた時間にわたって同時に付与して（たとえば、３０〜１２０メガパスカル、３２０〜４００℃で、２分間〜１時間）形成される。この実施態様では、ガスケット１０６およびボンディングパッド１２０上のＡｕに対する障壁金属層は、（１）チタンタングステン（ＴｉＷ）／チタンタングステン酸化窒素（ＴｉＷＮＯ）／ＴｉＷの３層、（２）チタン／白金の２層、（３）クロム／白金の２層、（４）窒化タングステンシリコン、（５）窒化チタンシリコン、（６）二酸化シリコン／チタンの２層、（７）二酸化シリコン／クロムの２層、または（８）二酸化シリコン／チタンタングステンの２層で良い。障壁金属層は、スパッタリングまたは蒸発により蒸着し、マスキングおよびエッチング、またはリフトオフによりパターン化することができる。障壁金属層は、良好な拡散障壁を提供し、ＡｕとＳｉとの間の良好な付着層として機能し、その結果、明白なＡｕ／Ａｕボンドを生じるべきである。
もう１つの実施態様では、Ａｕ／Ｓｉ反応ボンドがガスケット１０６とボンディングパッド１２０との間に形成される。この反応ボンドは、温度と圧力の両方を予め決められた時間にわたって同時に付与して（たとえば、６０〜１２０メガパスカル、３００〜３６５℃で、５〜３０分間）形成される。この実施態様では、障壁金属層は、Ｔｉに置き換えられ、したがって、キャップウェハ１０４およびベースウェハ１１８上のＡｕおよびＳｉは相互に拡散して反応し、金−シリコン混合物から成るボンドを形成する。
さらにもう１つの実施態様では、Ａｕ／Ｓｎはんだボンドが、ガスケット１０６とボンディングパッド１２０との間に形成される。
ボンディング材料の選択、およびキャップウェハ１０４とベースウェハ１１８との間のボンドの種類は、たとえば付着要件、密封要件、並びに光電子デバイス１０２およびその他の集積電子回路がボンディング条件を許容する能力などの多くの要因によって決まる。たとえば、光電子デバイス１０２が、はんだボンドによりベースウェハ１１８に取り付けられた端面発光レーザである場合、高温における熱圧縮ボンドは、リフローの原因になり、レーザの整列不良を生じる可能性がある。したがってキャップウェハ１０４にははんだボンドがより適している。
図３を参照すると、バイアコンタクト（またはプラグ）１４２およびバイアコンタクトパッド１４４は、光電子デバイス１０２に対する電気接続を提供するように形成される。一実施態様では、キャップウェハ１０４の上面を研削して、バイア１１０（図１および２）を露出させる。次に、バイア１１０は、等方性エッチングにより拡張する。次に、金属をバイア１１０の内部および周囲に成形して、コンタクトパッド１２２に電気的に接続されるバイアコンタクト１４２とコンタクトパッド１４４とを形成する。一実施態様では、金属障壁／付着層は、スパッタリングまたは蒸発により、キャップウェハ１０４、およびバイア１１０の側壁上に蒸着され、その後マスキングおよびエッチング、またはリフトオフによりパターン化される。次に、バイアコンタクト１４２およびコンタクトパッド１４２が、Ａｕを金属障壁／付着層上に電気めっきすることにより形成される。別法によると、バイアコンタクト１４２は、スパッタリングまたは蒸発によりＡｕを蒸着される。次に、コンタクトパッド１４４をマスキングおよびエッチング、またはリフトオフによりパターン化して、所望の形状を形成する。
一実施態様では、端面発光レーザ１０２は、ミラー１１８により下方に反射される光１４６を発光する。光１４６は、ベースウェハ１１８を通ってパッケージ１００から出て行く。ベースウェハ１１８がシリコンである場合、パッケージ１００は、１３００ｎｍレジームで動作する単一モード送信機であって、シリコンベースウェハ１１８が透過性である送信機に適用することができる。
図４、５および６は、本発明の一実施態様における光電子デバイス２０２用のウェハレベルパッケージ２００（図６）の断面である。
図４を参照すると、パッケージ２００は、ガスケット１０６および１０８と、バイア１１０と、キャビティ２１２と、集積レンズ２１３とを有するキャップウエハ２０４を備える。
キャップウェハ２０４は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、またはその他の類似材料で良い。ガスケット１０６および１０８は、上記の方法で形成する。キャビティ２１２は、キャップウェハ２０４をマスキングおよびエッチングすることにより形成する。
一実施態様では、集積レンズ２１３は、集積レンズ１１３に関して上記で説明したキャップウェハ２０４の一部として形成される回折光学素子（ＤＯＥ）である。
図４を参照すると、パッケージ１００は、ボンディングパッド１２０およびコンタクトパッド１２２を有するベースウェハ２１８をさらに備える。ボンディングパッド１２０およびコンタクトパッド１２２は、上記のように形成する。
光電子デバイス２０２は、ベースウェハ２１８上に配置する。実施態様によっては、光電子デバイス２０２は端面発光レーザ（たとえばファブリーペローもしくはＤＦＢ）、またはＶＣＳＥＬで良い。端面発光レーザの場合、光電子デバイス２０２はベースウェハ２１８に整列して結合する。ＶＣＳＥＬの場合、光電子デバイス２０２はベースウェハ２１８上で直接成長させることができる。
ベースウェハ２１８は、電源モニタ（たとえば、フォトダイオード）、電気接続のためのリード（たとえば、埋め込みトレース）、並びにその他の能動および受動回路構成などの追加の部品を備えることができる。
図５を参照すると、キャップウェハ２０４はベースウェハ２１８に整列して結合される。ガスケット１０６は、上記のように熱圧縮、反応ボンド、またははんだボンドによりボンディングパッド１２０に結合することができる。
図６を参照すると、バイアコンタクト１４２およびバイアコンタクトパッド１４４は、光電子デバイス２０２に対する電気接続を提供するように形成される。バイアコンタクト１４２およびコンタクトパッド１４４は、上記のように形成する。
図６に示すように、ＶＣＳＥＬ２０２は、キャップウェハ２０４内のＤＯＥ２１３を通って光２４６を発光する。キャップウェハ２０４がシリコンである場合、パッケージ２００は、１３００ｎｍレジームで動作する単一モード送信機であって、シリコンが透過性である送信機に適用することができる。
上記の本発明には、現在既存のパッケージング技術に比べて多くの利点がある。こうした利点としては、人件費の削減および製造コストの著しい削減、潜在的により迅速なサイクルタイム、並びに容易に多量の製造に拡張する能力が挙げられるが、これらだけに限らない。
開示した実施態様の特徴のその他の種々の改良および組合せは、本発明の範囲内である。以下の請求の範囲により、多くの実施態様が包含される。
（実施態様１）
ウェハレベルパッケージ（１００、２００）であって、
ボンディングパッド（１２０）を具備する第１ウェハ（１１８、２１８）と、
前記第１ウェハ上の光電子デバイス（１０２、２０２）と、
ガスケット（１０６）を具備する第２ウェハ（１０４、２０４）であって、前記第２ウェハが、前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドにより前記第１ウェハに取り付けられる第２ウェハとを備えるパッケージ。
（実施態様２）
前記第２ウェハ（１０４）が、光（１４６）を光電子デバイス（１０２）から前記第１ウェハ（１１８）を通って反射するためのミラー（１２１）を備えることを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様３）
前記第１ウェハ（１１８、２１８）がコンタクトパッド（１２２）をさらに備え、前記パッケージ（１００、２００）が、前記第２ウェハ（１０４、２０４）を介して前記コンタクトパッドに接続されることを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様４）
前記ガスケット（１０６）上にボンディング層（１１６）をさらに備え、前記ガスケット（１０６）と前記ボンディングパッド（１２０）との間のボンドが熱圧縮ボンド、反応ボンドまたははんだボンドである、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様５）
前記ボンディング層（１１６）と前記ガスケット（１０６）との間、または前記ボンディングパッド（１２０）と前記第１ウェハ（１１８、２１８）との間の金属障壁層をさらに備え、前記金属障壁層が、（ａ）チタンタングステン／チタンタングステン酸化窒素／チタンタングステン、（ｂ）チタン／白金、（ｃ）クロム／白金、（ｄ）窒化タングステンシリコン、（ｅ）窒化チタンシリコン、（ｆ）二酸化シリコン／チタン、（ｇ）二酸化シリコン／クロム、および（ｈ）二酸化シリコン／チタンタングステンから成る群から選択される、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様６）
前記ガスケット（１０６）がトレッド付き表面（１１４）を備えることを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様７）
前記第１ウェハが、能動回路および受動回路の少なくとも一方をさらに備えることを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様８）
前記第１ウェハまたは前記第２ウェハが集積レンズ（１１３）をさらに備え、前記光電子デバイス（２０２）が、前記集積レンズを通って光（２４６）を発光することを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様９）
ウェハレベルパッケージ（１００、２００）を形成する方法であって、
ボンディングパッド（１２０）を第１ウェハ（１１８、２１８）上に形成するステップと、
光電子デバイス（１０２、２０２）を前記第１ウェハ上に形成または取り付けるステップと、
ガスケット（１０６）を第２ウェハ（１０４、２０４）上に形成するステップと、
前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドにより、前記第２ウェハを前記第１ウェハに取り付けるステップとを有する方法。
（実施態様１０）
前記第２ウェハ（１０４）にミラー（１２１）を形成して、光（１４６）を前記光電子デバイス（１０２）から前記第１ウェハ（１１８）を通って反射させるためのミラーを形成するステップをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
（実施態様１１）
コンタクトパッド（１２２）を前記第１ウェハ（１１８、２１８）上に形成するステップと、
前記第２ウェハ（１０４、２０４）を貫通するバイアコンタクト（１４２）を形成して、前記コンタクトパッドに結合するステップとをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
（実施態様１２）
ボンディング層（１１６）を前記ガスケット（１０６）上に形成するステップをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
（実施態様１３）
前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドが、熱圧縮ボンド、反応ボンドまたははんだボンドであることを特徴とする、（実施態様１２）に記載の方法。
（実施態様１４）
熱圧縮ボンドが、３２０〜４００℃において３０〜１２０メガパスカルの圧力を２分〜１時間使用して、前記第１および前記第２ウェハを互いに圧迫することであることを特徴とする、（実施態様１３）に記載の方法。
（実施態様１５）
前記ボンディング層（１１６）と前記ガスケット（１０６）との間、または前記ボンディングパッド（１２０）と前記第１ウェハ（１１８、２１８）との間に障壁金属層を形成することをさらに含み、前記障壁金属層が、ａ）チタンタングステン／酸化チタンタングステン窒素／チタンタングステン、（ｂ）チタン／白金、（ｃ）クロム／白金、（ｄ）窒化タングステンシリコン、（ｅ）窒化チタンシリコン、（ｆ）二酸化シリコン／チタン、（ｇ）二酸化シリコン／クロム、および（ｈ）二酸化シリコン／チタンタングステンから成る群から選択される、（実施態様１２）に記載の方法。
（実施態様１６）
前記反応ボンドが、３００〜３６５℃において６０〜１２０メガパスカルを５〜３０分間使用して、前記第１および第２ウェハを互いに圧迫することであることを特徴とする、（実施態様１３）に記載の方法。
（実施態様１７）
トレッド付き表面を前記ガスケット上に形成するステップをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
（実施態様１８）
能動回路および受動回路の少なくとも一方を前記第１ウェハ（１１８、２１８）内に形成するステップをさらに有する、（実施態様１７）に記載の方法。
（実施態様１９）
集積レンズ（１１３）を前記第１ウェハまたは前記第２ウェハの一部として形成するステップをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
（実施態様１）
ウェハレベルパッケージ（１００、２００）であって、
ボンディングパッド（１２０）を具備する第１ウェハ（１１８、２１８）と、
前記第１ウェハ上の光電子デバイス（１０２、２０２）と、
ガスケット（１０６）を具備する第２ウェハ（１０４、２０４）であって、前記第２ウェハが、前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドにより前記第１ウェハに取り付けられる第２ウェハとを備えるパッケージ。
（実施態様２）
前記第２ウェハ（１０４）が、光（１４６）を光電子デバイス（１０２）から前記第１ウェハ（１１８）を通って反射するためのミラー（１２１）を備えることを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様３）
前記第１ウェハ（１１８、２１８）がコンタクトパッド（１２２）をさらに備え、前記パッケージ（１００、２００）が、前記第２ウェハ（１０４、２０４）を介して前記コンタクトパッドに接続されることを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様４）
前記ガスケット（１０６）上にボンディング層（１１６）をさらに備え、前記ガスケット（１０６）と前記ボンディングパッド（１２０）との間のボンドが熱圧縮ボンド、反応ボンドまたははんだボンドである、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様５）
前記ボンディング層（１１６）と前記ガスケット（１０６）との間、または前記ボンディングパッド（１２０）と前記第１ウェハ（１１８、２１８）との間の金属障壁層をさらに備え、前記金属障壁層が、（ａ）チタンタングステン／チタンタングステン酸化窒素／チタンタングステン、（ｂ）チタン／白金、（ｃ）クロム／白金、（ｄ）窒化タングステンシリコン、（ｅ）窒化チタンシリコン、（ｆ）二酸化シリコン／チタン、（ｇ）二酸化シリコン／クロム、および（ｈ）二酸化シリコン／チタンタングステンから成る群から選択される、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様６）
前記ガスケット（１０６）がトレッド付き表面（１１４）を備えることを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様７）
前記第１ウェハが、能動回路および受動回路の少なくとも一方をさらに備えることを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様８）
前記第１ウェハまたは前記第２ウェハが集積レンズ（１１３）をさらに備え、前記光電子デバイス（２０２）が、前記集積レンズを通って光（２４６）を発光することを特徴とする、（実施態様１）に記載のパッケージ。
（実施態様９）
ウェハレベルパッケージ（１００、２００）を形成する方法であって、
ボンディングパッド（１２０）を第１ウェハ（１１８、２１８）上に形成するステップと、
光電子デバイス（１０２、２０２）を前記第１ウェハ上に形成または取り付けるステップと、
ガスケット（１０６）を第２ウェハ（１０４、２０４）上に形成するステップと、
前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドにより、前記第２ウェハを前記第１ウェハに取り付けるステップとを有する方法。
（実施態様１０）
前記第２ウェハ（１０４）にミラー（１２１）を形成して、光（１４６）を前記光電子デバイス（１０２）から前記第１ウェハ（１１８）を通って反射させるためのミラーを形成するステップをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
（実施態様１１）
コンタクトパッド（１２２）を前記第１ウェハ（１１８、２１８）上に形成するステップと、
前記第２ウェハ（１０４、２０４）を貫通するバイアコンタクト（１４２）を形成して、前記コンタクトパッドに結合するステップとをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
（実施態様１２）
ボンディング層（１１６）を前記ガスケット（１０６）上に形成するステップをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
（実施態様１３）
前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドが、熱圧縮ボンド、反応ボンドまたははんだボンドであることを特徴とする、（実施態様１２）に記載の方法。
（実施態様１４）
熱圧縮ボンドが、３２０〜４００℃において３０〜１２０メガパスカルの圧力を２分〜１時間使用して、前記第１および前記第２ウェハを互いに圧迫することであることを特徴とする、（実施態様１３）に記載の方法。
（実施態様１５）
前記ボンディング層（１１６）と前記ガスケット（１０６）との間、または前記ボンディングパッド（１２０）と前記第１ウェハ（１１８、２１８）との間に障壁金属層を形成することをさらに含み、前記障壁金属層が、ａ）チタンタングステン／酸化チタンタングステン窒素／チタンタングステン、（ｂ）チタン／白金、（ｃ）クロム／白金、（ｄ）窒化タングステンシリコン、（ｅ）窒化チタンシリコン、（ｆ）二酸化シリコン／チタン、（ｇ）二酸化シリコン／クロム、および（ｈ）二酸化シリコン／チタンタングステンから成る群から選択される、（実施態様１２）に記載の方法。
（実施態様１６）
前記反応ボンドが、３００〜３６５℃において６０〜１２０メガパスカルを５〜３０分間使用して、前記第１および第２ウェハを互いに圧迫することであることを特徴とする、（実施態様１３）に記載の方法。
（実施態様１７）
トレッド付き表面を前記ガスケット上に形成するステップをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
（実施態様１８）
能動回路および受動回路の少なくとも一方を前記第１ウェハ（１１８、２１８）内に形成するステップをさらに有する、（実施態様１７）に記載の方法。
（実施態様１９）
集積レンズ（１１３）を前記第１ウェハまたは前記第２ウェハの一部として形成するステップをさらに有する、（実施態様９）に記載の方法。
１００ ウェハレベルパッケージ
１０２ 光電子デバイス
１０４ 第２ウェハ
１０６ ガスケット
１１３ 集積レンズ
１１４ トレッド付き表面
１１６ ボンディング層
１１８ 第１ウェハ
１２０ ボンディングパッド
１２１ ミラー
１２２ コンタクトパッド
２００ ウェハレベルパッケージ
２０２ 光電子デバイス
２０４ 第２ウェハ
２１８ 第１ウェハ
１０２ 光電子デバイス
１０４ 第２ウェハ
１０６ ガスケット
１１３ 集積レンズ
１１４ トレッド付き表面
１１６ ボンディング層
１１８ 第１ウェハ
１２０ ボンディングパッド
１２１ ミラー
１２２ コンタクトパッド
２００ ウェハレベルパッケージ
２０２ 光電子デバイス
２０４ 第２ウェハ
２１８ 第１ウェハ
Claims (19)
- ウェハレベルパッケージであって、
ボンディングパッドを具備する第１ウェハと、
前記第１ウェハ上の光電子デバイスと、
ガスケットを具備する第２ウェハであって、前記第２ウェハが、前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドにより前記第１ウェハに取り付けられる第２ウェハとを備えるパッケージ。 - 前記第２ウェハが、光を光電子デバイスから前記第１ウェハを通って反射するためのミラーを備えることを特徴とする、請求項１に記載のパッケージ。
- 前記第１ウェハがコンタクトパッドをさらに備え、前記パッケージが、前記第２ウェハを介して前記コンタクトパッドに接続されることを特徴とする、請求項１に記載のパッケージ。
- 前記ガスケット上にボンディング層をさらに備え、前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドが熱圧縮ボンド、反応ボンドまたははんだボンドである、請求項１に記載のパッケージ。
- 前記ボンディング層と前記ガスケットとの間、または前記ボンディングパッドと前記第１ウェハとの間の金属障壁層をさらに備え、前記金属障壁層が、（ａ）チタンタングステン／チタンタングステン酸化窒素／チタンタングステン、（ｂ）チタン／白金、（ｃ）クロム／白金、（ｄ）窒化タングステンシリコン、（ｅ）窒化チタンシリコン、（ｆ）二酸化シリコン／チタン、（ｇ）二酸化シリコン／クロム、および（ｈ）二酸化シリコン／チタンタングステンから成る群から選択される、請求項４に記載のパッケージ。
- 前記ガスケットがトレッド付き表面を備えることを特徴とする、請求項１に記載のパッケージ。
- 前記第１ウェハが、能動回路および受動回路の少なくとも一方をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のパッケージ。
- 前記第１ウェハまたは前記第２ウェハが集積レンズをさらに備え、前記光電子デバイスが、前記集積レンズを通って光を発光することを特徴とする、請求項１に記載のパッケージ。
- ウェハレベルパッケージを形成する方法であって、
ボンディングパッドを第１ウェハ上に形成するステップと、
光電子デバイスを前記第１ウェハ上に形成または取り付けるステップと、
ガスケットを第２ウェハ上に形成するステップと、
前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドにより、前記第２ウェハを前記第１ウェハに取り付けるステップとを有する方法。 - 前記第２ウェハにミラーを形成して、光を前記光電子デバイスから前記第１ウェハを通って反射させるためのミラーを形成するステップをさらに有する、請求項９に記載の方法。
- コンタクトパッドを前記第１ウェハ上に形成するステップと、
前記第２ウェハを貫通するバイアコンタクトを形成して、前記コンタクトパッドに結合するステップとをさらに有する、請求項９に記載の方法。 - ボンディング層を前記ガスケット上に形成するステップをさらに有する、請求項９に記載の方法。
- 前記ガスケットと前記ボンディングパッドとの間のボンドが、熱圧縮ボンド、反応ボンドまたははんだボンドであることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
- 熱圧縮ボンドが、３２０〜４００℃において３０〜１２０メガパスカルの圧力を２分〜１時間使用して、前記第１および前記第２ウェハを互いに圧迫することであることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
- 前記ボンディング層と前記ガスケットとの間、または前記ボンディングパッドと前記第１ウェハとの間に障壁金属層を形成することをさらに含み、前記障壁金属層が、ａ）チタンタングステン／酸化チタンタングステン窒素／チタンタングステン、（ｂ）チタン／白金、（ｃ）クロム／白金、（ｄ）窒化タングステンシリコン、（ｅ）窒化チタンシリコン、（ｆ）二酸化シリコン／チタン、（ｇ）二酸化シリコン／クロム、および（ｈ）二酸化シリコン／チタンタングステンから成る群から選択される、請求項１２に記載の方法。
- 前記反応ボンドが、３００〜３６５℃において６０〜１２０メガパスカルを５〜３０分間使用して、前記第１および第２ウェハを互いに圧迫することであることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
- トレッド付き表面を前記ガスケット上に形成するステップをさらに有する、請求項９に記載の方法。
- 能動回路および受動回路の少なくとも一方を前記第１ウェハ内に形成するステップをさらに有する、請求項１７に記載の方法。
- 集積レンズを前記第１ウェハまたは前記第２ウェハの一部として形成するステップをさらに有する、請求項９に記載の方法。
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