JP2012520557A - 多数のマイクロ光電子デバイスを製造する方法およびマイクロ光電子デバイス - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1D
Description
したがって、実施形態500は、略して、マイクロ光電子デバイスまたはウェハーフラグメントと呼ばれてもよく、そこにおいて、マイクロオプティクス1A−1Cは、センサウェハー3´´の統合構成要素である。ここで、第1の層3a´´は、例えば、シリコン基板であり、それは、赤外領域において透明である。このように、半導体材料自体は、屈折オプティクスのために用いられうり、または、光学素子のための基板として役立つことができる。その観点から、赤外光において作動されるような実施形態によって、それらの後側Rだけが光学的に構造化されることは、十分である。さらに、安定性の理由で、ウェハーは、用いられる光波長範囲内でウェハー3´´の透明度に悪影響を与えることなしに対応する厚さを有することができる。
特に好適なバージョンにおいて、これは、配置あたりの行において9個から88個の光センサ素子をもたらす。
Claims (22)
- 多数のマイクロ光電子デバイス(100−400、700)を製造する方法であって、
半導体材料(3a)を含む第1のウェハー(3)を提供するステップ(1110)、
光学的に透明な材料を含む第2のウェハー(2)を提供するステップ(1120)、
製造される前記マイクロ光学デバイス(100−400、700)のそれぞれのために前記第1のウェハー(3)の前記半導体材料(3a)において多数の光センサ配置(4A−4C)を作るステップ(1130)、
多数のマイクロ光学素子(1A−1C、1A´−1C´)が製造される前記マイクロ光電子デバイス(100−400、700)のそれぞれのためにその中に形成されるように前記第2のウェハー(2)を構造化するステップ(1140)、
ウェハーボンディングによってウェハースタックを作るステップ(1150)であって、前記ウェハースタックは、前記第1のウェハー(3、3´、3´´)およびその上に配置される前記第2のウェハー(2)を含み、前記マイクロ光学素子(1A−1C、1A´−1C´)のそれぞれは、前記マイクロ光学素子に入射する光の異なる部分(9A−9C、10A−10C、15a−15c)が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される光センサ配置(4A−4C)の異なる光センサ素子(4a−4e)に向けられるように配置されさらに光学的に構造化される、ステップ、および
前記ウェハースタックを前記多数のマイクロ光電子デバイス(100−400、700)にダイシングするステップ(1190)を含む、方法。 - ウェハーボンディングは、陽極ウェハーボンディングまたはシリコン直接ボンディングであり、さらに、前記多数の光センサ配置を作るステップ(1130)は、前記ウェハースタックを作るステップ(1150)の後に行われる、請求項1に記載の方法。
- ウェハーボンディングは、接着によるウェハーボンディングであり、さらに、前記多数の光センサ配置を作るステップ(1130)は、前記ウェハースタックを作るステップ(1150)の前に行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記第2のウェハーを構造化するステップ(1140)は、エッチングによって実行される、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の方法。
- 前記第2のウェハーを構造化するステップ(1140)は、粘性成形によって行われ、さらに、ウェハーボンディングによって前記ウェハースタックを作るステップ(1150)の前に行われる、請求項1または請求項2に記載の方法。
- 前記光学的に透明な材料は、熱膨張係数に関して前記第1のウェハーの前記半導体材料に適合されるガラスである、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の方法。
- 前記第1のウェハーにおいて多数の空洞(13A−13C)を作るステップ(4110)であって、前記第1のウェハー(13)の前記空洞(13A−13C)は、前記マイクロ光学素子(1A´−1C´)に入射する前記光の前記異なる部分(15a−15c)が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される前記光センサ配置(4A−4C)の前記異なる光センサ素子(4a−4e)に向けられうるように配置される、ステップをさらに含む、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の方法。
- さらなるウェハーを提供するステップ(3110)、
前記さらなるウェハーにおいて多数の空洞(13A−13C)を作るステップ(3120)、および
ウェハーボンディングによってウェハースタックを作るステップ(1150´)であって、前記ウェハースタックは、前記第1のウェハー(3)および前記第2のウェハー(2)間に前記さらなるウェハー(13)を含み、前記さらなるウェハー(13)の前記空洞(13A−13C)は、前記マイクロ光学素子(1A´−1C´)に入射する前記光の前記異なる部分(15a−15c)が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される前記光センサ配置(4A−4C)の前記異なる光センサ素子(4a−4e)に向けられうるように配置される、ステップをさらに含む、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の方法。 - 光が前記ウェハーを通過することができるように前記第1のウェハー(3)において光学的に透明なウィンドウ(16)を作るステップをさらに含む、請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の方法。
- 多数のマイクロ光電子デバイス(500)を製造する方法であって、
半導体材料を含むウェハーを提供するステップ(1110)、
製造される前記マイクロ光学デバイスのそれぞれのために前記ウェハー(3´´)の前記半導体材料(3a´´)においてその第1の側(F)に多数の光センサ配置(4A−4C)を作るステップ(1520)、および
多数のマイクロ光学素子(1A−1C)が製造される前記マイクロ光電子デバイス(500)のそれぞれのためにその中に形成されるように前記ウェハーの前記第1の側(F)の反対側にある側(R)に前記ウェハー(3´´)を構造化するステップ(1530)であって、前記マイクロ光学素子(1A−1C)のそれぞれは、前記マイクロ光学素子に入射する光の異なる部分(15a−15c)が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される光センサ配置(4A−4C)の異なる光センサ素子(4b、4c、4d)に向けられるように配置されさらに光学的に構造化される、ステップ、および
前記ウェハーを前記多数のマイクロ光電子デバイス(500)にダイシングするステップ(1190)を含む、方法。 - 多数のマイクロ光電子デバイス(600)を製造する方法であって、
半導体材料を含むウェハーを提供するステップ(1110)、
製造される前記マイクロ光学デバイス(600)のそれぞれのために前記ウェハーの前記半導体材料においてその第1の側(F)に多数の光センサ配置(4A−4C)を作るステップ(1520)、
多数のマイクロ光学素子が製造される前記マイクロ光電子デバイス(600)のそれぞれのために形成されるように、前記ウェハーの前記第1の側(F)の反対側にある側(R)に多数のマイクロ光学素子(1A´´´−1C´´´)を適用するステップ(1630)であって、前記マイクロ光学素子(1A´´´−1C´´´)のそれぞれは、前記マイクロ光学素子に入射する光の異なる部分が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される光センサ配置(4A−4C)の異なる光センサ素子(4a−4e)に向けられるように配置されさらに光学的に構造化される、ステップ、および
前記ウェハーを前記多数のマイクロ光電子デバイス(600)にダイシングするステップ(1190)を含む、方法。 - 第1のウェハーフラグメント(3)およびその上に配置される第2のウェハーフラグメント(2)からなるスタックを含むマイクロ光電子デバイス(100−400、700)であって、
前記第1のウェハーフラグメント(3)は、その中に形成される多数の光センサ配置(4A−4C)を有する半導体材料(3a)を含み、さらに、前記多数の光センサ配置のそれぞれは、多数の光センサ素子(4a−4e)を含み、さらに
前記第2のウェハーフラグメント(2)は、光学的に透明な材料を含み、さらに、多数のマイクロ光学素子(1A−1C、1A´−1C´)がその中に形成されるように構造化され、前記多数のマイクロ光学素子のそれぞれは、さらに、前記マイクロ光学素子に入射する光の異なる部分(9A−9C、10A−10C、15a−15c)が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される光センサ配置(4A−4C)の異なる光センサ素子に向けられるように光学的に構造化される、マイクロ光電子デバイス。 - 前記光の前記異なる部分(9A−9C、10A−10C、15a−15c)は、前記第2のウェハーフラグメント(2)の表層平面(21)に関して異なる入射角を有する部分である、請求項12に記載のマイクロ光電子デバイス。
- 前記光の前記異なる部分は、異なる波長範囲内の部分である、請求項12に記載のマイクロ光電子デバイス。
- 前記第1のウェハーフラグメント(3)は、後側照明のために構成され、さらに、前記第2のウェハーフラグメント(2)は、前記第1のウェハーフラグメント(3)の後側(R)に配置される、請求項12ないし請求項14のいずれかに記載のマイクロ光電子デバイス。
- さらなるウェハーフラグメント(13)が、前記第1のウェハーフラグメント(3、3´)および第2のウェハーフラグメント(2)間に配置され、前記さらなるウェハーフラグメント(13)は、前記入射光が前記異なる光センサ素子(4a−4e)に入射することができるように前記光センサ配置(4A−4C)の上に配置される空洞(13A−13C)を含む、請求項12ないし請求項15のいずれかに記載のマイクロ光電子デバイス(300、700)。
- 前記第1のウェハーフラグメント(3´)は、前記入射光が前記異なる光センサ素子(4a−4e)に入射することができるように前記光センサ配置(4A − 4C)の上に配置される空洞(13A−13C)を含む、請求項12ないし請求項14のいずれかに記載のマイクロ光電子デバイス(400、700)。
- 前記第1のウェハーフラグメント(3)において光学的に透明なウィンドウ(16)を含む、請求項12ないし請求項17のいずれかに記載のマイクロ光電子デバイス(700)。
- ウェハーフラグメント(3)を含むマイクロ光電子デバイス(500)であって、
多数の光センサ配置(4A−4C)が、前記ウェハーフラグメント(3)においてその第1の側(F)に形成され、さらに
前記ウェハーフラグメント(3)は、前記ウェハーフラグメントの前記第1の側(F)の反対側にある側(R)において、多数のマイクロ光学素子(1A−1C)がその中に形成されるように光学的に構造化され、前記多数のマイクロ光学素子のそれぞれは、さらに、前記マイクロ光学素子に入射する光の異なる部分(15a−15c)が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される光センサ配置(4A−4C)の異なる光センサ素子(4a−4e)に向けられるように光学的に構造化される、マイクロ光電子デバイス。 - ウェハーフラグメント(3)を含むマイクロ光電子デバイス(600)であって、
多数の光センサ配置(4A−4C)が、前記ウェハーフラグメント(3)においてその第1の側(F)に形成され、さらに
前記ウェハーフラグメント(3)は、多数のマイクロ光学素子(1A´´´−1C´´´)が前記ウェハーフラグメントの前記第1の側(F)の反対側にある側(R)に適用され、前記多数のマイクロ光学素子のそれぞれは、さらに、前記マイクロ光学素子に入射する光の異なる部分(15a−15c)が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される光センサ配置(4A−4C)の異なる光センサ素子(4a−4e)に向けられるように光学的に構造化される、マイクロ光電子デバイス。 - 多数のマイクロ光電子デバイスを製造する方法であって、
半導体材料を含む第1のウェハーを提供するステップ、
光学的に透明な材料を含む第2のウェハーを提供するステップ、
製造される前記マイクロ光学デバイスのそれぞれのために前記第1のウェハーの前記半導体材料において多数の光センサ配置を作るステップ、
多数のマイクロ光学素子が製造される前記マイクロ光電子デバイスのそれぞれのためにその中に形成されるようにさらなる材料を前記第2のウェハーに適用しさらに前記さらなる材料を構造化するステップ、
ウェハーボンディングよってウェハースタックを作るステップであって、前記ウェハースタックは、前記第1のウェハーおよびその上に配置される前記第2のウェハーを含み、さらに、前記光学的に構造化されたさらなる材料を含み、前記マイクロ光学素子のそれぞれは、前記マイクロ光学素子に入射する光の異なる部分が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される光センサ配置の異なる光センサ素子に向けられるように配置されさらに光学的に構造化される、ステップ、および
前記ウェハースタックを前記多数のマイクロ光電子デバイスにダイシングするステップを含む、方法。 - 第1のウェハーフラグメントおよびその上に配置される第2のウェハーフラグメントからなるスタックを含むマイクロ光電子デバイスであって、
前記第1のウェハーフラグメントは、その中に形成される多数の光センサ配置を有する半導体材料を含み、さらに、前記多数の光センサ配置のそれぞれは、多数の光センサ素子を含み、さらに
前記第2のウェハーフラグメントは、光学的に透明な材料および前記第2のウェハーフラグメントに配置されるさらなる材料を含み、前記さらなる材料は、多数のマイクロ光学素子がその中に形成されるように構造化され、前記多数のマイクロ光学素子のそれぞれは、さらに、前記マイクロ光学素子に入射する光の異なる部分が少なくとも前記マイクロ光学素子の下に部分的に配置される光センサ配置の異なる光センサ素子に向けられるように光学的に構造化される、マイクロ光電子デバイス。
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