JP7045430B2 - ウェハレベルパッケージ内の熱赤外線センサアレイ - Google Patents
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Description
独立した複数のキャップが、キャップウェハ1の代わりにそれぞれのチップのセンサ領域上に別々に取り付けられる。このため、理想的には、ピックアンドプレース方法が使用される。何故なら、当該方法は低コストだからである。さもなければ必要なキャップウェハ1の高精度な調整が省略されることが利点である。
2 温接点
3 シリコン基板
4 梁
5 冷接点
6 吸収層
7 スリット
8 窪み部
9 シリコン製ヒートシンク/ヒートシンク
10 CMOSスタック
10′ 下絶縁層
11 ベース(ウェハ)
12 薄膜
13 縁部
13′ 評価電子装置
14 個別画素
15 ポリ配線
15′ ポリ配線
16 放射線コレクタ
17 反射層
18 ゲッター剤
19 接合材
20 キャップウェハ内の空洞部
21 ベースウェハ内の空洞部
22 フィルタ層
23 フィルタ層
Claims (13)
- ウェハレベルパッケージ内の、シリコンマイクロメカニクスで製造された赤外線を感知する複数の画素を有する熱赤外線センサアレイにおいて、
前記複数の画素(14)の赤外線を感知するそれぞれの画素(14)の大きさは、400μm未満であること、
1つのCMOSスタック(10)内の1つの絶縁層(10′)上の前記複数の画素(14)が、複数のスリット(7)を有する穿孔された1つの薄膜を形成するように1つのシリコン基板(3)上に配置されていること、
それぞれの画素(15)の下方では、垂直又はほぼ垂直な側壁による1つの窪み部(8)が、薄膜(12)の下に存在し、この窪み部(8)は、エッチングによって後側から前記シリコン基板(3)内に形成されていて、前記薄膜(12)の前記絶縁層(10′)まで貫通エッチングされていること、
それぞれの窪み部(8)が、ヒートシンク(9)としてのシリコン縁部(13)によって包囲されていて、前記窪み部(8)の上の前記薄膜(12)が、複数のサーモ素子を有する薄い複数の梁(4)によって前記シリコン縁部(13)に接続されていること、
前記複数のスリット(7)が、これらのスリット(7)を通じたガスの交換を可能にするために前記薄膜(12)と前記複数の梁(4)と前記シリコン縁部(13)との間に存在すること、
前記シリコン基板(3)上の前記複数の画素(14)が、アレイ状のそれぞれの画素(14)を包囲する空洞(20)を有する少なくとも1つのキャップ状のキャップウェハ(1)と前記複数の画素(14)のそれぞれの画素(14)の絶縁性の窪み部(8)を気密封止するための1つのベースウェハ(11)との間に配置されていること、
前記少なくとも1つのキャップウェハ(1)と前記シリコン基板(3)と前記ベースウェハ(11)とが、通常の大気圧に比べて減少した圧力を有する減圧ガスを包囲するように減圧密封式に互いに接合されていること、及び
1つのゲッター剤(18)が、前記ウェハレベルパッケージ内のいずれかの場所に配置されていることを特徴とする熱赤外線センサアレイ。 - 予め設定されている波長範囲内にある赤外線を吸収する吸収層(6)が、前記薄膜(12)の中央部分上と前記複数の梁(4)上とに存在することを特徴とする請求項1に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 前記絶縁層(10′)は、酸化シリコン又は炭化シリコン又はこれらの組み合わせから成ることを特徴とする請求項1に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 前記キャップウェハ(1)及び/又は前記ベースウェハ(11)は、シリコン、ガラス又は炭素を含むポリマー材料のような基板から成ることを特徴とする請求項1に記載の熱赤外線センサアレイ。
- サーモ素子、サーモパイルパターン、ボロメータ又は焦電型センサであることを特徴とする請求項1に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 前記複数の画素(14)の1つの画素のそれぞれのサーモ素子が、直列接続された複数のサーモ素子から成ることを特徴とする請求項1に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 前記キャップウェハ(1)の前記空洞(20)内の1つの放射線コレクタ(16)が、前記複数の画素(14)のそれぞれの画素の前記薄膜(12)の中央部分上に存在することを特徴とする請求項1に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 前記放射線コレクタ(16)は、複数の層で形成されていることを特徴とする請求項7に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 複数の反射性金属層が、前記ベースウェハ(11)の内面上に全面的に又は前記複数の画素(14)のそれぞれの画素(14)ごとにパターン化されて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 前記複数の反射性金属層は、アルミニウム、金、銀又は窒化チタンから成ることを特徴とする請求項9に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 1つの光学フィルタ層(22;23)が、前記キャップウェハ(1)の上面又は下面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 1つの空洞(21)が、前記複数の画素(14)のそれぞれの画素の前記窪み部(8)の下の前記ベースウェハ(11)内に形成されていることを特徴とする請求項1又は9に記載の熱赤外線センサアレイ。
- 前記キャップ状のキャップウェハ(1)は、前記複数の画素(14)のそれぞれの画素のセンサ領域上に取り付けられている個別の複数のキャップによって代替されていることを特徴とする請求項1に記載の熱赤外線センサアレイ。
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