KR102444392B1 - 유도형 기판 팽창에 의한 이미지 센서 만곡 - Google Patents

유도형 기판 팽창에 의한 이미지 센서 만곡 Download PDF

Info

Publication number
KR102444392B1
KR102444392B1 KR1020177010521A KR20177010521A KR102444392B1 KR 102444392 B1 KR102444392 B1 KR 102444392B1 KR 1020177010521 A KR1020177010521 A KR 1020177010521A KR 20177010521 A KR20177010521 A KR 20177010521A KR 102444392 B1 KR102444392 B1 KR 102444392B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
image sensor
sensor chip
volume
volume change
Prior art date
Application number
KR1020177010521A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170056689A (ko
Inventor
제프리 피. 맥나이트
존 제이. 바조
제이슨 에이. 그라에츠
Original Assignee
마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨 filed Critical 마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨
Publication of KR20170056689A publication Critical patent/KR20170056689A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102444392B1 publication Critical patent/KR102444392B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14629—Reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14698—Post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity-gettering, shor-circuit elimination, recrystallisation

Abstract

일부 실시예에서, 만곡 표면을 갖는 이미지 센서 칩을 제조하는 기술 및 아키텍처는 이미지 센서 칩의 제1 표면 상에 기판을 배치하는 단계를 포함하고, 이미지 센서 칩의 제1 표면은 이미지 센서 칩의 제2 표면에 대향하고, 이미지 센서 칩의 제2 표면은 광을 수광하는 것에 응답하여 전기 신호를 생성하기 위한 광 센서를 포함한다. 제조는 또한 곡면형 이미지 센서 칩을 생성하기 위해 이미지 센서 칩 상의 힘을 가하도록 기판의 체적을 변경하는 단계를 포함한다.

Description

유도형 기판 팽창에 의한 이미지 센서 만곡{IMAGE SENSOR BENDING BY INDUCED SUBSTRATE SWELLING}
광학 시스템은, 몇가지 예를 들자면, 카메라, 망원경, 쌍안경, 사무용품, 및 과학 기기와 같은 다수의 디바이스에서 일반적으로 사용된다. 광학 시스템은 렌즈들, 미러(mirror)들, 및/또는 하나 이상의 광 센싱 디바이스들을 포함할 수 있다. 광학 시스템의 퍼포먼스는, 부분적으로, 엘리먼트들 간의 광학적 상호작용을 설명하는 시스템의 전체 디자인뿐만 아니라 시스템의 각 엘리먼트의 디자인에 따라 결정된다. 예컨대, 하나의 렌즈의 광 출력은 후속 렌즈 또는 광 센싱 디바이스의 광 입력이 될 수 있다.
CMOS, CCD(charge-coupled device), 또는 포토다이오드와 같은 광 센싱 디바이스는 다양한 광학 시스템에 존재한다. 흔히, CMOS 또는 CCD는 실리콘 기판 상에 제조되는 어레이로 구성된다. CMOS 또는 CCD 어레이에 광을 제공하는 광학 시스템의 일부분은 어레이의 해상도, 어레이의 크기, 및 광학 시스템의 나머지 부분에 대한 어레이의 배치와 같은 어레이의 특정 세부 사항에 적어도 부분적으로 기초하여 디자인될 수 있다.
본 개시는 이미지 센서를 만곡시키고(bending) 성형하기(shaping) 위한 기술 및 아키텍처를 설명한다. 특히, 예컨대 실리콘 또는 게르마늄과 같은 편평하고 비교적 부서지기 쉬운 재료로 제조된 이미지 센서는, 이미지 센서의 감광면이 구형, 비구면 또는 다른 형상을 갖게끔 곡면화되도록(curved) 이미지 센서가 제조된 후에 성형될 수 있다.
곡면형 이미지 센서를 형성하기 위해, 기판은 이미지 센서의 배면에 연결될(예컨대, 본딩, 접착, 증착, 또는 부착됨) 수 있다. 이어서, 기판은 기판의 체적을 증가시키는 임의의 수의 화학적 또는 물리적 반응을 거칠 수 있다. 증가하는 체적은 기판과 이미지 센서 사이의 변형 구배(strain gradient)로 인해 이미지 센서 상에 굽힘력(bending force)을 생성한다.
이하 상세한 설명에서 더 개시되는 간략한 형태의 컨셉의 선택을 소개하기 위해 본 요약(Summary)이 제공된다. 본 요약은 청구되는 대상(subject matter)의 본질적 특징이나 중요 특징(key feature)의 확인을 의도하지 않고, 청구되는 대상의 범위를 한정하는데 사용되는 것도 의도하지 않는다. 예를 들어, "기술"이라는 용어는, 상기 콘텍스트 및 문서 전체에서 허용되는 바와 같은 기술(들)을 수행하기 위해 사용될 수 있는 제조 장비, 제어 시스템(들), 방법(들), 컴퓨터 판독 가능 명령어, 모듈(들), 알고리즘, 또는 하드웨어 로직[예컨대, FPGA(Field-programmable Gate Array), ASIC(Application-Specific Integrated Product), ASSP(Application-Specific Standard Product), SOC(System-on-a-Chip), CPLD(Complex Programmable Logic Device)]을 의미할 수 있다.
상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 설명된다. 도면에서, 도면부호의 가장 좌측의 숫자(digit)는 도면부호가 처음 나타나는 도면을 나타낸다. 상이한 피처에서의 동일한 도면부호의 사용은 유사하거나 동일한 아이템 또는 피처를 나타낸다.
도 1은 다양한 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 칩의 상면도이다.
도 2는 다양한 예시적 실시형태에 따른 중립 축, 이미지 센서 칩, 및 체적 변화 기판을 예시한 측면도이다.
도 3은 다양한 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 칩 및 체적 변화 기판의 측면도이다.
도 4는 다양한 예시적 실시형태에 따른 반응 용기에서의 이미지 센서 칩 및 체적 변화 기판의 측면도이다.
도 5는 다양한 예시적 실시형태에 따른 곡면형 이미지 센서 칩 및 체적 변화 기판의 측면도이다.
도 6은 다수의 예시적 실시형태에 따른, 체적 변화 기판의 중심 영역에 대해 동심원으로 변화하는 두께를 갖는 체적 변화 기판의 상면도이다.
도 7 및 도 8은 다양한 예시적 실시형태에 따른 곡면형 이미지 센서의 감광면의 단면도이다.
도 9는 다양한 예시적 실시형태에 따른 곡면형 이미지 센서 칩 및 체적 변화 기판의 단면도이다.
도 10은 다양한 예시적 실시형태에 따른 곡면형 이미지 센서 칩 및 체적 변화 기판을 포함하는 광학 시스템의 단면도이다.
도 11은 일부 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 칩을 만곡시키기 위한 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
[개요]
일반적으로, 광학 시스템은 광 에너지를 전기 신호로 변환할 수 있는 CCD(charge-coupled device) 또는 다른 디바이스와 같은 하나 이상의 광 센싱 디바이스, 렌즈, 및/또는 미러를 포함할 수 있다. 복수의 CCD는 예컨대 실리콘, 게르마늄, 또는 다른 반도체 재료가 될 수 있는 기판 상에 제조되는 어레이(예컨대, 픽셀화된 어레이)로 구성될 수 있다. 기판 상에 제조되는 임의의 수의 구성에서 CCD, CCD의 어레이, 또는 하나 이상의 다른 감광 엔티티(entity)와 같은 감광 디바이스는 여기서 "이미지 센서 칩"이라 불린다. 그러나, 이 명칭은 이미지를 감지하도록 구성될 필요는 없지만 임의의 광 신호(가시광 또는 비가시광)를 감지하도록 구성될 필요가 있는 광 센서를 의미할 수 있다는 것에 주목해야 한다.
이미지 센서 칩의 감광면이, 평면 이미지 센서 칩에 비하여 광학 시스템의 디자인에 다수의 장점을 제공할 수 있는 곡면 형상을 갖도록, 이미지 센서 칩이 만곡될 수 있다. 특히, 평면 이미지 센서 칩에 비해 광학 시스템이 곡면형 이미지 센서 칩을 가질 때, 렌즈 및/또는 미러를 포함하는 광학 시스템은 더 적은 디자인 제약을 갖는다. 예컨대, 일부 디자인 제약은 렌즈의 수, 색수차 및/또는 공간 수차에 대한 허용 오차 등을 포함할 수 있다. 구면, 비구면 또는 다른 표면을 갖는 이미지 센서 칩은 이미지 센서 칩의 표면에 걸쳐 비교적 균일한 광 강도 및 공간 주파수 응답을 생성하는 고성능 광학 시스템을 유도할 수 있다.
다양한 예시적 실시형태에서, 이미지 센서 칩은, 본딩(예컨대, 용융, 용접 등), 접착(예컨대, 접착제 또는 정전기력으로), 퇴적(예컨대, 스퍼터링, 스프레이 등), 또는 "체적 변화 기판"을 이미지 센서 칩 상에 부착하는 것을 포함하는 프로세스에서 만곡될 수 있다. 체적 변화 기판의 체적 및 치수를 변경하기 위해 화학적 또는 물리적 반응이 사용될 수 있다. 체적 변화 기판의 체적 팽창은 이미지 센서 칩에 전달되는 힘을 생성할 수 있다. 이러한 힘은 이미지 센서 칩을 곡면 형상으로 만곡시키거나 성형할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 체적 변화 기판의 체적 및 치수의 변경에 의해 생성된 힘은 체적 변화 기판과 이미지 센서 칩을 함께 연결하는데 사용되는 인터페이스 층을 통해 체적 변화 기판으로부터 이미지 센서 칩으로 전달 될 수 있다.
체적 변화 기판은 장력에 의해 이미지 센서 칩을 변형시키거나 만곡시킬 수 있다. 이미지 센서 칩은 압축 상태에 비해 장력이 있을 때 더 낮은 암전류를 가질 수 있기 때문에, 장력을 사용하여 이미지 센서 칩을 만곡시키는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 체적 변화 기판은 이미지 센서 칩의 영역의 실질적인 부분이 만곡되거나 원하는 형상으로 변형되는 동안 인장되도록 디자인될 수 있다. 이러한 디자인은 이미지 센서 칩을 중립 만곡 축(neutral bending axis)의 인장 측면(tension side) 상에 위치시키도록 체적 변화 기판의 강성 및/또는 두께에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
체적 팽창에 의한 이미지 센서 칩의 특정 성형은 체적 팽창 프로세스와 관련된 다수의 파라미터 중 임의의 파라미터를 조정하거나 선택함으로써 제어될 수 있다. 예컨대, 체적 변화 기판이 팽창할 특정 형상은 (예컨대, 팽창제의 마스킹 또는 국부 적용에 의한) 팽창제(swellants) 등에 노출되지 않은 체적 변화 기판의 부분과 비교하여 팽창제에 노출된 체적 변화 기판(및/또는 인터페이스 층, 존재하는 경우)의 패터닝 또는 두께의 분포, 이미지 센서 칩의 강성에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다.
일부 실시형태에서, 바이어스 압력은 특정 2D 만곡 형상 강화하기 위해 기판의 팽창 동안 이미지 센서 어셈블리의 적어도 일부에 걸쳐 적용될 수 있다. 예컨대, 몰드(mold)는 기판 팽창 중에 이미지 센서의 일부 상에 배치될 수 있다.
기판과 마이크로일렉트로닉스의 적용 물질 사이의 열 변형 특성 미스 매치로 인해 마이크로일렉트로닉스의 프로세싱 중에 2차원 만곡이 발생할 수 있다. 그러나, 이러한 만곡은, 예컨대 복수의 이미지 센서 칩이 제조될 수 있는 반도체 웨이퍼 전체를 걸쳐 비교적 작은 휨(deflection)을 생성할 수 있다. 이러한 만곡은 곡면형 이미지 센서 칩을 제조하기에 불충분할 수 있다. 체적 팽창은 열 변형에 의해 제공된 국부적 변형 구배(strain gradient)와 비교하여 이미지 센서 칩 상에 더 큰 규모의 국부적 변형 구배를 제공할 수 있다. 체적 팽창은, 원치 않는 왜곡을 초래할 수 있는 이미지 센서 칩에서의 열 응력에 대한 포텐셜을 감소시키는 적당한 온도와 압력에서 달성될 수 있다. 이러한 적당한 온도 및 압력은 또한 프로세싱 중에 센서 전자기기 및 추가된 기능 층들이 손상될 가능성을 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 기판의 팽창의 레이트(rate) 또는 양(amount)을 제어하기 위해 온도 및/또는 압력이 제어될 수 있다.
체적 팽창에 의해 이미지 센서 칩을 만곡시키는 프로세스는, 기판 팽창 기판 팽창을 초래하는 환경 조건(예컨대, 온도, 압력, 전기 화학적 포텐셜)을 얻기 위한 이미지 센서 칩, 인터페이스/접착층, 팽창을 겪는 기판, 팽창제 및 다양한 고정물 또는 용기를 포함할 수 있다. "팽창제"라는 용어는 기판이 체적 팽창을 일으키도록 기판과 반응하거나 기판에 의해 흡수되는 물질(화학, 가스, 원소, 화합물, 혼합물 등)을 설명하는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 팽창제는 고체 화합물(예컨대, 체적 변화 기판) 내로의 팽창제(예컨대, 분자 또는 이온)의 포함 또는 삽입인 인터칼레이션(intercalation)을 위해 사용될 수 있다.
다양한 예시적 실시형태에서, 체적 변화 기판에 본딩되는 곡면형 이미지 센서 칩의 조합은 광학 시스템에 순차적으로 통합될 수 있는 독립형 광학 디바이스를 포함할 수 있다. 예컨대, 제조자는 체적 변화 기판에 본딩되는 곡면형 이미지 센서 칩의 조합을 포함하는 광학 디바이스를 제작할 수 있다. 제조자는 광학 시스템을 생산하는 다른 제조자에 이러한 광학 디바이스를 공급할 수 있다. 광학 디바이스는 이러한 광학 시스템에 통합될 수 있다.
다양한 예시적 실시형태에서, 체적 변화 기판에 본딩된 평면형 이미지 센서 칩의 조합은 체적 변화 기판을 화학적 또는 물리적 프로세스를 거치게 함으로써 평면형 이미지 센서 칩을 만곡시키거나 성형하는 제조자에 제공될 수 있는 독립형 광학 디바이스를 포함할 수 있다. 제조자는 광학 디바이스를 렌즈 시스템 또는 다른 광학 시스템에 통합하거나, 곡면형 이미지 센서 칩을 포함하는 광학 시스템을 제조할 수 있는 다른 제조자에게 얻어진 곡면형 이미지 센서 칩을 제공할 수 있다.
다양한 예시적 실시형태는 도 1 내지 도 11을 참조하여 더 개시된다.
[예시적 환경]
도 1은 다양한 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 칩(100)의 상면도이다. 이미지 센서 칩(100)은 감광 부분(104)이 형성되는 반도체 기판(102)을 포함한다. 예컨대 CCD 어레이가 될 수 있는 감광 부분(104)은 하나 이상의 감광 엘리먼트(106)를 포함한다. 예컨대, 이러한 각 감광 에리먼트(106)는 감광 부분(104)에 의해 부분적으로 생성되는 이미지의 픽셀에 대응할 수 있다. 감광 부분(104)은 광 에너지를 전기 에너지 또는 전기 신호로 변환할 수 있는 "활성 영역(active region)"을 의미할 수 있다. 다르게 나타내지 않으면, "광"이라는 용어는 스펙트럼의 임의의 부분에서의 전자기 에너지를 의미한다. 따라서, 예컨대 광 또는 광 에너지는 전자기 스펙트럼의 가시광, 적외선(IR: infrared), NIR(near-infrared), 및 UV(ultraviolet) 부분을 포함한다.
비활성 영역(inactive region)(108)은 적어도 부분적으로 감광 부분(104)을 둘러쌀 수 있다. 감광 엘리먼트가 없을 수 있는 비활성 영역(108)은 감광 부분(104)을 작동시키기 위한 다양한 회로 엘리먼트, 도전성 트레이스(trace) 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 감광 부분(104)이 CCD 어레이이면, 비활성 영역(108)은 CCD 엘리먼트의 행과 열을 제어하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 감광 부분(104) 및 비활성 영역(108) 각각은 이미지 센서 칩(100)의 영역의 임의의 부분을 점유할 수 있다. 예컨대, 감광 부분(104)은 임의의 종횡비(예컨대, 폭 대 높이)를 갖는 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있다.
반도체 기판(102)은, 이러한 원소들의 조합을 포함하고, 임의의 엘리먼트가 첨가된 불순물(예컨대, 도펀트)을 포함할 수 있는 임의의 수의 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예컨대, 반도체 기판(102)은 실리콘 또는 게르마늄이 될 수 있다. 일부 실시예에서, 이미지 센서 칩(100)의 두께는 약 5 내지 10 미크론에서 약 1 밀리미터의 범위가 될 수 있다. 이미지 센서 칩(100)의 폭 또는 길이는 약 5 밀리미터에서 최대 약 25 밀리미터의 범위가 될 수 있다.
이미지 센서 칩(100)은 이미지 센서 칩(100)에 특정 방식으로 광을 제공하는 광학 시스템에 통합될 수 있다. 예컨대, 일부 구현예에서, 렌즈 시스템은, 이미지 센서 칩(100)의 위치와 일치하는 초점면을 갖도록 구성될 수 있다. 특정 구현예에서, 렌즈 시스템은 이미지 센서 칩(100)의 곡면 버전의 곡면과 일치하는 초점면을 갖도록 구성될 수 있다. 다른 구현예에서, 렌즈 시스템은, 이미지 센서 칩(100)의 초점 길이와 일치하는 초점 길이를 갖도록 구성될 수 있다. 광학 시스템의 광학 엘리먼트(예컨대, 렌즈 및/또는 미러)는 적어도 부분적으로 초점 길이 및 초점면의 위치를 결정할 수 있다. 특히, 감광 부분(104)에 광을 제공하는 광학 시스템의 일부분은 광학 시스템의 나머지 부분에 대한 감광 부분(104)의 배치, 감광 부분(104)의 해상도, 및 감광 부분(104)의 크기와 같은 감광 부분(104)의 특정 세부 사항에 적어도 부분적으로 기초하여 디자인될 수 있다. 광학 시스템의 퍼포먼스는, 광학 엘리먼트 중에서 광학 상호작용을 설명하는 광학 시스템의 전체 디자인뿐만 아니라 광학 시스템의 각 엘리먼트의 디자인에 따라 결정된다. 예컨대, 하나의 렌즈의 광 출력은 후속 렌즈의 광 입력이 될 수 있다. 일반적으로, 광학 엘리먼트의 품질 및 서로에 대한 광학 엘리먼트의 배열은 해상도[예컨대, 픽셀에 대응하는 CCD 엘리먼트와 같은 감광 엘리먼트(106)의 밀도]가 증가함에 따라 증가한다. 예컨대, 이러한 품질은 구조적 및 광학적 수차, 광 전달 또는 반사, 광 균일성, 위치 설정 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 개별 광학 엘리먼트의 파라미터에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
도 2는 다양한 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 칩 및 체적 변화 기판을 포함하는 구성(202)의 중립 축(200)을 예시한 측면도이다. 체적 변화 기판(206)이 화학적 또는 물리적 반응에 응답하여 팽창함에 따라 힘(208)이 이미지 센서 칩(204)에 전달된다. 중립 축은 압축중인 재료로부터 인장된 재료를 구분하는 가상 표면이다. 예컨대, 힘(208)에 응답하여, 체적 변화 기판(206)은 중립 축(200) 위로 가압되고 중립 축(200) 아래로 인장될 수 있다. 이미지 센서 칩(204)은 중립 축(200) 아래에 위치되어 인장 상태로 될 수 있다. 다른 실시예에서, 기판 팽창 프로세스는 압축 상태인 이미지 센서 칩(204) 상에 국부적 굽힘 모멘트(local bending moment)를 생성할 수 있다. 따라서, 순전히 굽힘 응력(bending stress)은 전적으로 압축일 수 있다. 그러나, 충분한 체적 팽창이 생성되고 다른 힘이 굴곡 반응을 방지하기 위해 사용되면, 기판 팽창과 관련된 기계적 어셈블리는 순 장력(net tension)으로 바이어싱될 수 있다. 이러한 다른 힘은 몰드와 같은 표면 압력 또는 기계적 구속이 될 수 있다. 이미지 센서 칩(204)의 위치에 관한 중립 축(200)의 위치는 이“G 센서 칩(204)의 만곡 량에 영향을 줄 수 있다. 중립 축(200)의 위치 및 "형상"은 이미지 센서 칩(204)의 강도와 두께뿐만 아니라 체적 변화 기판(206)의 배치, 두께, 및/또는 형상과 같은 다수의 팩터(factor)에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 따라서, 제작자는 이 팩터들에 기초하여 중립 축(200)의 위치를 적어도 부분적으로 제어할 수 있다. 예컨대, 체적 변화 기판(206)의 강도를 증가시키는 것은 중립 축을 점차적으로 이미지 센서 칩(204)을 향하여 [그리고, 가능한 이미지 센서 칩(204) 내로] 배치할 수 있다. 체적 변화 기판(206)의 강도는 적어도 부분적으로 체적 변화 기판(206)의 두께 및 물질에 의존할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 일부 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 칩(100)과 같은 이미지 센서 칩을 만곡시키거나 성형하는 예시적인 프로세스의 다양한 부분을 도시한다. 이러한 프로세스는 임의의 엔티티(entity)에 의해 수동으로(예컨대, 사람에 의해), 자동으로(예컨대, 기계에 의해), 또는 이들의 조합으로 수행될 수 있다. 예컨대, 제조자, 조립자, 제작자 또는 빌더(builder)일 수 있는 이러한 엔티티를 여기서 "제작자"라고 한다. 이러한 프로세스는 복수(예컨대, 12개, 100개, 또는 1000개)의 이미지 센서 칩이 동시에 성형될 수 있는 배치(batch) 프로세싱을 포함할 수 있다.
도 3은 다양한 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 칩(302) 및 체적 변화 기판(304)을 포함하는 구성(300)의 측면도이다. 이미지 센서 칩(302)은, 예컨대 도 1에 예시된 감광 부분(104)와 동일 또는 유사하게 될 수 있는 감광 부분(306)을 포함한다. 일부 구현예에서, 체적 변화 기판(304)은 이미지 센서 칩(302)의 제1 표면(308)에 본딩, 적층, 또는 연결된다. 제작자는 이러한 연결을 수행하기 위해 접착 특성을 가질 수 있는 인터페이스 층(310)을 사용할 수 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 접착성 인터페이스 층이 사용될 필요가 없다. 이 경우에, 체적 변화 기판(304)은 이미지 센서 칩(302)에 직접 연결될 수 있다.
제1 표면(308)이미지 센서 칩(302)의 감광 부분인 감광 부분(306)을 포함하는 제2 표면(312)에 대향한다. 제 2 표면(312)은 또한 예컨대 도 1에 예시된 비활성 영역(108)과 동일하거나 유사할 수 있는 비활성 영역(314)을 포함할 수 있다. 화살표(316)는 이미지 센서 칩(302)이 수신하는 입사광의 방향을 나타낸다.
이미지 센서 칩(302)의 에지(edge)(318)는 체적 변화 기판(304)의 에지(320)에 정렬되거나(align) 정렬되지 않을 수 있다. 일부 구현예에서, 체적 변화 기판(304)은 이미지 센서 칩(302)의 에지(318)를 넘어 연장될 수 있다. 다른 구현예에서, 이미지 센서 칩(302)은 체적 변화 기판(304)의 에지(320)를 넘어 연장될 수 있다.
팽창 중에, 체적 변화 기판(304)은 이미지 센서 칩(302) 상에 응력 및 변형을 야기하는 힘을 생성할 수 있다. 상대적으로 얇은 이미지 센서 칩(302)의 전체 변형 상태에 대한 만곡 변형의 기여는 더 두꺼운 이미지 센서 칩에 비해 덜 할 수 있다. 일반적으로, 만곡 변형 및 신장 변형(stretch strain)의 조합은 이미지 센서 칩(302)을 만곡시키거나 성형할 수 있다. 제작자는 크랙(crack)이나 버클링(buckling)을 일으키지 않고 만곡이 적용되기에 충분한 변형을 허용하는 기계적 강도를 갖도록 이미지 센서 칩(302)의 두께를 선택할 수 있다. 일부 특정 구현예에서, 이미지 센서 칩(302)은, 약 3 내지 10 미크론의 범위의 디바이스 층 두께를 갖는 SOI(silicon-on-insulator) 웨이퍼로 제조되는 CMOS 센서를 포함할 수 있다.
체적 변화 기판(304)은 화학적 또는 물리적 반응의 결과로서 팽창하는 임의의 수의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 물질은 단지 몇 가지 예를 들자면, 금속 합금, 알루미늄, 티타늄, 중합체 또는 탄성중합체(elastomer)를 포함할 수 있다. 화학적 또는 물리적 반응은 예컨대 체적 변화 기판(304)을 다수의 특정 화학 물질 또는 엘리먼트들 중 임의의 것에 노출시키는 것 및/또는 체적 변화 기판(304)에 전류를 인가하는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 체적 변화 기판(304)의 초기(예컨대, 체적 팽창 전) 두께는 이미지 센서 칩(302)에 걸쳐 실질적으로 일정하게 될 수 있다. 다른 구현예에서, 도 3에 예시된 바와 같이, 체적 변화 기판(304)의 초기 두께는 이미지 센서 칩(302)에 걸쳐 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 체적 변화 기판(304)의 두께는 약 이미지 센서 칩(302)의 두께로부터 센서 칩보다 두꺼운 약 25 미크론을 초과하는 두께까지의 범위에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 체적 변화 기판(304)의 두께는 이미지 센서 칩(302)의 두께보다 적어도 몇 배 더 클 수 있다. 특정 실시예에 대하여, 이미지 센서 칩(302)은 약 5 내지 10 미크론 두께일 수 있고, 체적 변화 기판(304)은 약 25 내지 100 미크론 두께일 수 있다. 다른 실시예에서, 이미지 센서 칩(302)의 두께는 10 미크론보다 클 수 있고, 체적 변화 기판(304)은 이미지 센서 칩(302)보다 적어도 수 배 더 두꺼울 수 있다.
일부 예시적인 실시형태에서, 제작자는 체적 변화 기판(304)의 층 두께를 맞춤(tailoring)으로써 이미지 센서 칩(302)의 국부적 곡률을 제어할 수 있다. 예컨대, 이러한 층 두께는 유한 요소 시뮬레이션(finite element simulaton) 또는 실험에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 이미지 센서 칩(302)의 형상은 원하는 커브 크기(예를 들어, 국소 곡률 반경) 및 전체 형상(예를 들어, 포물선 또는 구형)을 달성하도록 제어될 수 있다.
인터페이스 층(310)은 체적 변화 기판(304)을 이미지 센서 칩(302)에 부착시킬 수 있고, 또한 큰 계면 응력(interfacial stress)이 발생하는 것을 방지하기 위해 이미지 센서 칩(302)으로부터 체적 변화 기판(304)의 체적 변형을 적어도 부분적으로 완충할 수 있다. 예컨대, 이러한 완충이 없으면, 체적 변형은 체적 변화 기판(304)의 이미지 센서 칩(302)에 대한 인터페이스를 가로질러 증가할 수 있고, 스폴링(spalling) 또는 크래킹(cracking)에 의한 이미지 센서 칩의 고장을 초래할 가능성이 있다. 체적 변화 기판(304)이 상당한 팽창(변형)을 겪을 수 있고, 이미지 센서 칩(302)이 어떠한 변형도 겪지 않을 수 있기 때문에, 완충이 특히 유익할 수 있다. 따라서, 팽창된 기판과 센서 사이의 경계에서, 이미지 센서 칩(302)을 디본딩(de-bonding)하거나 균열시키도록 작용할 수 있는 국부적 응력을 초래하는 변형 미스매치(strain mismatch)가 발생할 수 있다. 인터페이스 층(310)은 상대적으로 높은 국부 응력을 방지하면서 이미지 센서 칩(302)에 응력을 전달하기에 충분한 접착 특성 및 탄성력을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 인터페이스 층(310)은 예컨대 에폭시 또는 폴리우레탄과 같은 열경화성 접착제를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 인터페이스 층(310)은 PEEK(polyether ether ketone) 또는 폴리술폰 중합체와 같은 열가소성을 포함할 수 있다. 이러한 물질 또는 다른 인터페이스 층 물질은 응력을 받으면서 무결성 및/또는 접착력을 유지하기 위해 적절한 조합 강도, 기계적 강도, 및 접착력을 가질 수 있다. 일부 경우에 있어서, 제작자는 이미지 센서 칩(302)과 체적 변화 기판(304) 사이의 충분한 접착 강도를 달성하기 위해 이미지 센서 칩(302)의 제1 표면(308) 및/또는 체적 변화 기판(304)에 표면 처리를 적용할 수 있다. 이러한 표면 처리는 예컨대 플라즈마 처리, 산 또는 염기 세정 및/또는 예컨대 실란 접착 촉진제와 같은 인터페이스 표면 처리를 포함할 수 있다.
일부 예시적 실시형태에서, 제작자는 퇴적 프로세스에 의해 이미지 센서 칩(302) 상에 체적 변화 기판(304)을 배치할 수 있다. 제작자는 예컨대 스핀 코팅, 증착, 스퍼터링 등과 같은 임의의 수의 퇴적 기술을 사용할 수 있다. 일부 구현예에서, 제작자는 인터페이스 층 상에 체적 변화 기판(304)을 위한 물질을 퇴적하기 전에 이미지 센서 칩(302) 상에 인터페이스 층(310)을 배치(예컨대, 퇴적, 적층, 또는 접착)할 수 있다. 다른 구현예에서, 인터페이스 층은, 체적 변화 기판(304)이 이미지 센서 칩(302)과 직접 접촉하기 위한 구성(300)에 포함될 필요가 없다. 이 경우에, 체적 변화 기판(304)은 이미지 센서 칩(302)에 직접 퇴적될 수 있다.
제작자는 물질의 화학적 조성 및 화학 반응 타입에 적어도 부분적으로 기초하여 체적 변화 기판(304)을 위한 물질을 선택할 수 있다. 예컨대, 한 종류의 물질은 수소 기반 팽창 반응을 겪을 수 있다. 다수의 금속은 특정 압력 및 온도 조건하에서 수소를 흡수할 수 있다. 수소 팽창을 위한 후보 물질은 예컨대, 티타늄, 바나듐, 팔라듐, 이들의 합금, 및 LaNi5계 합금을 포함한다. 이러한 물질은 상당량의 수소를 받아들임으로써 체적 팽창한다. 예를 들어, 물질 및 수소 삽입 조건(예컨대, 물질이 수소 가스에 노출되는 압력 및/또는 온도)에 적어도 부분적으로 의존하여, 체적 변화 기판(304)은 물질의 원래 체적의 약 1 % 내지 30%까지 체적 팽창할 수 있다.
일부 특정 실시예에서, 제작자는 이미지 센서 칩(302)에 본딩된 티타늄 포일(titanium foil)을 수소 가스에 노출시킬 수 있다. 결과로서 얻어진 수소화 반응은 Ti + H2 --> TiH2로서 표현될 수 있다. 티타늄(또는 다른 금속)은 실온 및 대기압(수소 가스)에서 발열성일 수 있는 반응을 일으킬 수 있다. 그러나, 온도 및/또는 압력이 상승하면 반응이 가속화될 수 있다. 임의의 경우에, 이러한 반응은 온도, 압력, 팽창제의 농도, 체적 변화 물질(304)의 표면 조건 등에 적어도 부분적으로 의존하여 약 수분에서 최대 약 수 시간 이상의 범위의 시간 범위에서 발생할 수 있다.
일부 구현예에서, 팽윤제(예컨대, 수소 가스)에 노출될 체적 변화 물질(304)의 표면이 수소화 반응을 겪기에 비교적 양호한 조건에 있게 하기 위해, 제작자는 체적 변화 물질(304)을 전처리할 수 있다. 특정 실시예에서, 활성화 프로세스는 체적 변화 물질(304) 상에서 표면 산화를 제거하기 위해 진공에서 약 섭씨 200 도의 온도에서 체적 변화 물질(304)을 베이킹(baking)하는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제작자는 완전한 수소화 반응을 허용할 필요가 없다. 예컨대, 제작자는 체적 변화 물질(304)의 팽창량을 제어하는 기술로서 부분 수소화 반응을 수행할 수 있다. 일부 특정 실시예에 있어서, 실질적으로 완전한 수소화 반응은 약 30 %까지의 체적 변화 물질(304)의 체적 팽창을 초래할 수 있다. 한편, 부분 수소화 반응은 체적 변화 물질(304)의 체적 팽창을 0%와 30% 사이의 임의의 양까지 달성하는데 사용될 수 있다.
체적 변화 기판(304)은 산소화 반응에 의한 체적 팽창을 겪게 할 수 있는 종류의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 알루미늄 및 티타늄과 같은 물질은 물질에 전기화학적 포텐셜을 적용함으로써 산화될 수 있고, 이에 따라 체적 팽창이 이루어진다. 알루미늄 합금의 경우, 이러한 산화는 양극 산화 프로세스(anodizing process)와 유사하거나 동일하다. 팽창량은 양극 산화 물질에 적용된 전기 전압 및/또는 전류를 제어함으로써 적어도 부분적으로 제어가능하게 될 수 있다.
체적 변화 기판(304)은 산소화 반응에 의한 체적 팽창을 겪게 할 수 있는 또 다른 종류의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 리튬과의 화학 반응은 "리튬화"라고 불릴 수 있다. 리튬화를 위한 후보 물질은 실리콘, 게르마늄, 주석, 인듐, 금속 산화물(예컨대, 바나듐 산화물) 및 금속 인산염(예컨대, 인산 철)을 포함한다. 리튬화는 예컨대 부틸 리튬 또는 금속 리튬을 사용하여 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 제작자는 리튬 반응물의 양 및/또는 농도를 조정함으로써 팽창량을 적어도 부분적으로 제어할 수 있다. 다른 구현예에서, 제작자는 리튬화 중에 전기화학적 포텐셜을 조정함으로써 팽창량을 적어도 부분적으로 제어할 수 있다. 예컨대, 물질 및 리튬화 조건에 적어도 부분적으로 의존하여, 체적 변화 기판(304)은 물질의 원래 체적의 약 1 % 내지 300%까지 체적 팽창할 수 있다.
체적 변화 기판(304)은 수화 또는 용매화에 의한 체적 팽창을 겪게 할 수 있는 또 다른 종류의 물질을 포함할 수 있다. 수화 또는 용매화를 위한 후보 물질은 예컨대 부틸 고무와 같은 탄성중합체 및 일부 중합체를 포함한다. 이 물질들 및 임의의 다른 종류의 체적 변화 물질이 기판을 위해 사용될 수 있다.
도 4는 다양한 예시적 실시형태에 따른 곡면형 이미지 센서 칩(402), 체적 변화 기판(406), 및 반응 용기(406)를 포함하는 시스템(400)의 측면도이다. 예컨대, 곡면형 이미지 센서 칩(402)은 체적 변화 기판(304)으로부터 체적 팽창될 수 있는 체적 변화 기판(404)의 체적 팽창에 후속하여 도 3에 예시된 평면형 이미지 센서 칩(302)과 동일하거나 유사할 수 있다. 예컨대, 체적 변화 기판(304)은 제1 두께 프로파일을 갖고, 체적 변화 기판(404)은 제1 두께 프로파일과 상이한 제2 두께 프로파일을 갖는다. 반응 용기(406)는 이미지 센서 칩들이 동시에 성형될 수 있는 배치 프로세싱을 위해 복수의 곡면형 이미지 센서 칩들(402)을 수용하기에 충분히 크게 될 수 있다.
체적 변화 기판(404)의 체적 팽창은 이미지 센서 칩(402)의 영역에 걸쳐 비균일하게(non-homogeneously) 작용하는 힘(408)을 생성할 수 있다. 따라서, 힘(408)은 이미지 센서 칩(402)을 원하는 구형, 비구면 또는 다른 형상으로 변형시킬 수 있는 굽힘 응력을 초래한다. 특히, 이미지 센서 칩(402)의 나머지 부분이 변형됨에 따라 감광 영역(410)이 변형될 수 있다.
체적 변화 기판(404)의 체적 팽창에 의해 유도되는 곡률의 형상 및 양은 적어도 부분적으로 다수의 팩터에 의해 제어될 수 있다. 예컨대, 팽창제의 체적 변화 기판(404)으로의 삽입량은 체적 팽창량에 영향을 줄 수 있다. 이러한 삽입의 양은 적어도 부분적으로는 프로세스에 관련된 온도, 압력 및 전압과 같은 다수의 프로세스 파라미터에 의존할 수 있다. 다른 실시예로서, 체적 변화 기판(404)[또는, 체적 변화 기판(304)]의 두께 프로파일은 체적 변화 기판(404)의 체적 팽창량에 영향을 줄 수 있으며, 이하에서 논의될 것이다. 또 다른 실시예에서, 마스크 및/또는 전극 패턴은 체적 변화 기판(404)의 체적 팽창량에 영향을 줄 수 있다. 체적 변화 기판(404)의 특정 영역을 마스킹하는 것은 팽창제의 흡수를 방지 또는 감소시킬 수 있고, 이에 따라 체적 변화 기판(404)의 국부적 팽창을 제거하거나 감소시키고 이미지 센서 칩(402)의 곡률을 감소시킬 수 있다. 마찬가지로, 체적 변화 기판(404)의 특정 영역에 전극을 배치함으로써, 전기화학적으로 구동된 팽창 반응은 체적 변화 기판(404)의 원하는 국부 영역에 제한될 수 있다. 체적 변화 기판(404)의 체적 팽창에 의해 유도되는 곡률의 형상 및 양은 또한 이미지 센서 칩(402)의 특정 영역에 대한 체적 변화 기판(404)의 물질의 퇴적을 제한함으로써 적어도 부분적으로 제어될 수 있다.
체적 팽창을 초래하는 일부 화학적 또는 물리적 반응을 위해 반응 용기(406)가 사용될 필요가 없다. 그러나, 다른 화학적 또는 물리적 반응을 위해, 반응 용기(406)는 다양한 압력 및/또는 온도에서 하나 이상의 팽창제를 포함할 수 있다. 예컨대, 반응 용기(406)는 반응 용기 내에 제어된 압력을 제공하기 위한 밸브(미도시)를 가진 펌프 또는 압축 가스 컨테이너를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 반응 용기는 반응 용기(406) 내의 온도를 제어하기 위한 가열 엘리먼트(미도시)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 반응 용기(406)는 팽창율 및/또는 센서 곡률을 모니터링하기 위한 센서(412)를 포함할 수 있다. 이러한 센서는, 체적 변화 기판(404)의 체적 팽창에 의해 유도되는 만곡을 겪는 하나 이상의 이미지 센싱 칩(402) 상에 포커싱되는 카메라를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 카메라는 체적 변화 기판(404) 상에 포커싱될 수 있다. 사람 조작자는 이러한 카메라에 의해 생성된 이미지를 관찰함으로써 체적 변화 기판(404)의 체적 및/또는 이미지 센서 칩(402)의 곡률을 모니터링할 수 있다. 대신에, 체적 변화 기판(404)의 체적 및/또는 이미지 센서 칩(402)의 곡률을 자동으로 모니터링하기 위해, 이러한 카메라의 디지털 이미지를 분석하는데 머신 비전(machine vision)이 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 센서(412)는 특정 체적 변화 기판 및/또는 특정 이미지 센서 칩 상에 배치되는 스트레인 게이지(strain gauge)를 포함할 수 있다. 스트레인 게이지(이미지 센서 칩을 사용 불가로 만들 수 있음)가 부착된 이러한 특정 체적 변화 기판 및/또는 특정 이미지 센서 칩은 예컨대 배치 프로세스에서 복수의 이미지 센서 칩(402) 중 희생 샘플(sacrificial sample)이 될 수 있다. 이미지 센서 칩(402) 및/또는 체적 변화 기판(404)의 휨 및/또는 곡률을 측정하는 방법은 원하는 양의 팽창으로 성형 프로세스를 제한하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 주문형 팽창[예컨대, 반응 용기(406)에서 온도, 압력 또는 전압을 낮추는 것과 같음]을 멈추기 위해, 프로세스 변수에 의해 다수의 인터카레이션 및 팽창 반응이 제어될 수 있다.
수소 반응을 포함하는 일부 구현예에서, 반응 용기(406)는 수소 가스의 압력 레벨을 제어하기 위한 레귤레이터(regulator)(미도시)를 포함할 수 있다. 제작자는 반응 용기(406) 내의 일정한 압력에서 수소 가스의 온도를 증가시킬 수 있다. 이러한 조건 하에서, 수소가 체적 변화 기판(404)으로 이동하여 팽창 반응을 일으키고 이미지 센싱 디바이스(402)의 곡률을 유도할 수 있다.
화학 반응을 포함하는 일부 구현예에서, 체적 변화 기판(404)으로의 팽창제의 삽입의 레이트 및 양(체적 팽창의 양을 적어도 부분적으로 결정함)은 체적 변화 기판(404)이 노출되는 팽창제(예컨대, 부틸 리튬)의 레이트 및 농도에 의해 제어될 수 있다.
전기화학적 프로세스를 포함하는 일부 구현예에서, 반응 용기는 예컨대 삽입제(예컨대, 용액 내의 리튬 이온)와 같은 팽창제의 소스 및 체적 변화 기판(404)과 접촉하는 한 쌍의 전극과 전해질(고체 또는 액체)을 포함할 수 있다. Li와 물 또는 산소 사이의 반응을 방지하는 것을 돕도록 반응 용기(406) 내의 환경이 제어될 수 있다. 또한, 반응 용기는, 체적 변화 기판(404)으로의 이온의 삽입을 제어하기 위해, 전압 또는 전류의 정확한 양을 공급할 수 있는 전기 소스(예컨대, 전압 소스 또는 전류 소스)를 포함할 수 있다.
일부 예시적 실시형태에서, 체적 변화 기판(404)의 체적 팽창 전에, 도중에, 또는 후속하여, 제작자는 성형 몰드(forming mold)(418)의 성형된 표면(416)의 형상을 취하도록 곡면형 이미지 센서 칩(402)의 형상을 강제하기 위해, 체적 변화 기판(404) 및 곡면형 이미지 센서 칩(402)을 포함하는 구성(414)에 하나 이상의 힘을 적용할 수 있다. 환언하면, 제작자는 성형된 표면(416)의 형상으로 곡면형 이미지 센서 칩(402)이 변형되도록 성형 몰드(418) 및 구성(414)을 압착할 수 있다. 성형 몰드(418)는 체적 변화 기판(404)의 체적 팽창으로 인한 변형이 균일하게 일어나도록 도움을 줄 수 있다. 일반적으로, 비교적 큰 레벨의 유도된 곡률에서, 얇은 쉘(shell)이 구형의 곡률과는 반대로 원통형(예컨대, 1축) 곡률로 복귀하는 불안정성이 발생할 수 있다. 이러한 불안정성을 방지하는 것을 돕기 위해, 포지티브형(positive-shape) 표면을 포함하는 성형 몰드(418)는 감광 영역(410)에 근접 배치될 수 있다.
도 5는 다양한 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 칩(502) 및 체적 변화 기판(504)을 포함하는 센서 모듈(500)의 측면도이다. 센서 모듈(500)은 도 4에 예시된 구성(414)과 동일 또는 유사하게 될 수 있다. 성형된 이미지 센서 칩(502)은, 단지 몇 가지 예를 들면, 구면, 포물선, 비구면 또는 하나 이상의 변곡점을 갖는 컴파운드 형상(compound shape)이 될 수 있다. 성형된 이미지 센서 칩(502)은 감광 부분(506)을 포함한다. 센서 모듈(500)은 예컨대 광학 시스템 내에 통합될 수 있는 독립형 광학 디바이스가 될 수 있다. 특히, 제작자는 센서 모듈(500)을 구축하고 조립자(제작자와 동일한 엔티티가 될 수 있음)에 센서 모듈(500)을 제공할 수 있다. 조립자는 광학 시스템에 통합될 수 있는 이미지 센서로서 센서 모듈(500)을 사용할 수 있다.
도 6은 다수의 예시적 실시형태에 따른, 체적 변화 기판의 중심 영역에 대해 동심원으로 변화하는 두께를 갖는 체적 변화 기판(600)의 상면도이다. 체적 변화 기판(600)의 두께는 체적 변화 기판(600)에 부착된(예컨대, 본딩되거나 접착된) 이미지 센서 칩(도 6에 도시되지 않음)의 만곡 형상에 영향을 미치도록 특정 방식으로 변화될 수 있다. 등선(iso-line)(602)은 일정한 두께의 선을 나타낸다. 인접한 등선들(602) 사이의 간격은 변경될 수 있고, 변화하는 두께를 나타낸다. 예컨대, 서로 비교적 가깝게 이격된 등선(602)은 상대적으로 짧은 거리에 걸쳐 신속하게 반경 방향(R로 표시됨)으로 두께가 변경되는 것을 나타낸다. 동심 등선(602)은 체적 변화 기판(600)의 두께가 반경 방향으로 대칭적으로 변경되는 것을 나타낸다. 따라서, 제작자는 이미지 센서 칩을 구형(예컨대, 동일한 간격을 갖는 동심 등선), 비구면 또는 포물선 모양(예컨대, 동일하지 않은 간격을 갖는 동심 등선), 또는 더 복잡한 모양(예컨대, 동일하지 않은 간격을 갖는 비동심의 등선)으로 이미지 센서 칩을 형성하는 방식으로 변경되는 두께를 갖는 체적 변화 기판을 사용할 수 있다.
도 7 및 도 8은 다양한 예시적 실시형태에 따른 곡면형 이미지 센서 칩의 감광 부분의 형상을 예시한 단면도이다. 도 7에서, 곡면형 이미지 센서 칩(702)의 감광 부분(700)은 구형 또는 비구면 형상을 갖는다. 이러한 형상은 변곡점을 갖지 않는다. 감광 부분(700)은 오목하다. 한편, 도 8에 예시된 바와 같이, 곡면형 이미지 센서 칩(802)의 감광 부분(800)은 하나 이상의 변곡점을 갖는 복잡한 형상을 갖는다. 감광 부분(800)의 일부는 구형 또는 비구면 형상을 포함할 수 있다. 이러한 복잡한 형상은 다수의 광학 시스템에서 유용할 수 있다. 전술한 바와 같은 체적 변화 기판은 복잡한 형상의 감광 부분(800)을 생성하기 위해 인가된 힘 및/또는 토크(torque)와의 조합으로 디자인될 수 있다.
도 9는 다양한 예시적 실시형태에 따른 체적 변화 기판(902)에 부착되는 곡면형 이미지 센서 칩(900)의 곡률을 예시하는 단면도이다. 체적 변화 기판에 본딩되는 곡면형 이미지 센서 칩의 조합은 광학 시스템에 순차적으로 통합될 수 있는 독립형 광학 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 광학 시스템의 광축(904)은 이미지 센서 칩(900)에 관하여 도시된다. 체적 변화 기판의 치수 및 체적은 광학 시스템에 대한 통상적인(예컨대, 실온, 대기압) 환경 조건 하에서 또는 팽창제가 없는 상태에서 일정하게(예컨대, 수십 년 이상) 유지될 수 있다. 예컨대, 체적 변화 기판(902)의 체적 팽창을 초래하는 수소화 반응은 발열성일 수 있다. 따라서, 체적 팽창된 기판은 비교적 화학적 및 물리적으로 안정적일 수 있다.
광학 시스템에 이미지 센서 칩(900)이 통합될 때, 이미지 센서 칩(900)의 곡면 형상에 적어도 부분적으로 기초하는 이미지 센서 칩(900)의 초점 길이는 중요한 팩터가 될 수 있다. 이미지 센서 칩(900)의 형상이 실질적으로 구형인 경우, 이미지 센서 칩(900)의 초점 길이는 이미지 센서 칩(900)의 곡률 반경(R)의 역과 적어도 대략 동일할 수 있다. 이미지 센서 칩(900)이 비구면 형상을 갖는다면, 이미지 센서 칩(900)의 곡률 반경은 광축 (904)으로부터의 거리에 따라 변한다. 이미지 센서 칩(900)을 포함하는 광학 시스템은 이러한 가변적 곡률 반경을 수용하도록 디자인될 수 있다.
도 10은 다양한 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 모듈(1002) 및 렌즈 어셈블리(1004)를 포함하는 광학 시스템(1000)의 단면도이다. 특히, 이미지 센서 모듈(1002)은 곡면형 이미지 센서 칩(1006) 및 체적 변화 기판(1008)을 포함한다. 곡면형 이미지 센서 칩(1006)은 감광 부분(1010)을 포함한다. 곡면형 이미지 센서 칩(1006) 및 체적 변화 기판(1008)은 각각 도 3에 예시된 곡면형 이미지 센서 칩(302) 및 체적 변화 기판(304)과 유사하거나 동일할 수 있다. 일부 구현예에서, 체적 변화 기판(1008)은 곡면형 이미지 센서 칩(1006)의 곡면 형상을 유지하기에 충분히 단단할 수 있다.
곡면형 이미지 센서 칩(1006)[또는 감광 부분(1010)]은 초점 길이를 증가시키는 형상을 가질 수 있다. 이러한 초점 길이는 광학 시스템(1000) 내에 이미지 센서 모듈(1002)을 배치할 때 고려될 수 있다. 특히, 렌즈 어셈블리(1004)는 광(1012)을 수광하고, 광을 광학적으로 작동 시키며, 렌즈 어셈블리(1004)로부터 거리(1016)가 될 수 있는 이미지를 곡면형 이미지 센서 칩(1006) 상에 포커싱하는 광 출력(1014)을 생성하도록 디자인될 수 있다. 거리(1016)는 곡면형 이미지 센서 칩(1006)의 초점 길이와 적어도 대략 동일하게 될 수 있다. 일부 구현예에서, 곡면형 이미지 센서 칩(1006)의 초점 길이의 역은 곡면형 이미지 센서 칩(1006)의 곡률 반경에 적어도 대략 동일하다. 렌즈 어셈블리(1004) 및 이미지 센서 모듈(1002)은 광축(1018)을 따라 정렬될 수 있다.
도 11은 일부 예시적 실시형태에 따른 이미지 센서 칩을 만곡시키기 위한 프로세스(1100)를 예시하는 흐름도이다. 예컨대, 이러한 이미지 센서 칩은 도 3에 도시된 이미지 센서 칩(302)과 동일하거나 유사할 수 있다. 프로세스(1100)는 도 3 내지 도 5에 도시되고 제작자에 의해 수행될 수 있는 프로세스와 유사하거나 동일할 수 있다. 블록(1102)에서, 제작자는 이미지 센서 칩의 제1 표면 상에 기판을 배치할 수 있으며, 이미지 센서 칩의 제1 표면은 이미지 센서 칩의 제2 표면에 대향하고, 이미지 센서 칩의 제2 표면은 수광에 응답하여 전기 신호를 생성하기 위한 광 센서를 포함한다. 블록(1104)에서, 이미지 센서 칩 상에 힘을 가하여 곡면형 이미지 센서 칩을 생성하도록, 제작자는 기판의 체적을 변형시킬 수 있다.
[예시적 조항들]
A. 방법에 있어서, 이미지 센서 칩의 제1 표면 - 상기 이미지 센서 칩의 상기 제1 표면은 상기 이미지 센서 칩의 제2 표면에 대향하고, 상기 이미지 센서 칩의 상기 제2 표면은 광을 수광하는 것에 응답하여 전기 신호를 생성하기 위한 광 센서를 포함함 - 상에 기판을 배치하는 단계; 및 곡면형 이미지 센서 칩을 생성하기 위해 상기 이미지 센서 칩 상에 힘을 가하도록 상기 기판의 체적을 변경하는 단계를 포함하는 방법.
B. 단락 A에 있어서, 상기 곡면형 이미지 센서 칩의 상기 제2 표면은 오목한 구형 또는 비구면 형상을 갖는 것인, 방법.
C. 단락 A 또는 B에 있어서, 상기 이미지 센서 칩의 제1 표면 상에 기판을 배치하는 단계는, 인터페이스 층을 사용하여 상기 이미지 센서 칩의 상기 제1 표면을 상기 기판에 연결하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
D. 단락 A 내지 C 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 기판은 금속 합금을 포함하고, 상기 기판의 체적을 변경하는 단계는 상기 기판이 수소를 흡수하도록 상기 기판을 상기 수소에 노출시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
E. 단락 A 내지 C 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 기판은 금속 합금을 포함하고, 상기 기판의 체적을 변경하는 단계는 산소화 반응을 수행하기 위해 상기 기판의 적어도 일부에 전기 전류를 인가하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
F. 단락 A 내지 단락 D 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 금속 합금은 알루미늄 또는 티타늄을 포함하는 것인, 방법.
G. 단락 A 내지 단락 C 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 기판의 체적을 변경하는 단계는 리튬화 프로세스에서 리튬계 화학물질에 상기 기판을 노출시키는 단계를 포함하는, 방법.
H. 단락 A 내지 C 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 기판은 중합체 또는 탄성중합체를 포함하고, 상기 기판의 체적을 변경하는 단계는 수소화 프로세스 또는 용매화 프로세스에서 하나 이상의 화학물질에 상기 기판을 노출시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
I. 단락 A 내지 단락 C 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 기판의 체적을 변경하는 단계는 상기 기판의 특정 부분에 제어된 온도, 압력, 또는 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
J. 단락 A 내지 단락 C 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 기판의 체적을 변경하는 단계 전에, 상기 기판은 제1 두께 프로파일을 갖고, 상기 기판의 체적을 변경하는 단계에 후속하여, 상기 기판은 상기 제1 두께 프로파일과 상이한 제2 두께 프로파일을 갖는 것인, 방법.
K. 단락 A 내지 단락 C 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 이미지 센서의 상기 제2 표면에 인접하여 성형 몰드를 배치하는 단계를 더 포함하는, 방법.
L. 장치에 있어서, 제1 측면 및 상기 제1 측면과 대향하는 제2 측면 - 상기 제2 측면은 광을 수광하는 것에 응답하여 전기 신호를 생성하기 위한 광 센서를 포함함 - 을 갖는 곡면형 이미지 센서 칩; 및 수소화 금속을 포함하고, 상기 곡면형 이미지 센서 칩의 상기 제1 측면을 커버하는 기판을 포함하는, 장치.
M. 단락 L에 있어서, 상기 곡면형 이미지 센서 칩의 상기 제2 표면은 오목한 구형 또는 비구면 형상을 갖는 것인, 장치.
N. 단락 L 또는 단락 M에 있어서, 상기 수소화 금속은 수소화 티타늄 또는 수소화 바나듐을 포함하는 것인, 장치.
O. 단락 L 내지 단락 N 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 곡면형 이미지 센서 칩의 상기 제1 측면에 상기 기판을 연결하는 인터페이스 층을 더 포함하는, 장치.
P. 단락 L 내지 단락 O 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 곡면형 이미지 센서 칩은, 상기 곡면형 이미지 센서 칩의 상기 제2 측면의 역 초점 길이와 적어도 대략 동일한 곡률 반경을 갖는 것인, 장치.
Q. 시스템에 있어서, 하나 이상의 렌즈 또는 미러; 제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면 - 상기 제2 측면은 상기 하나 이상의 렌즈 또는 미러로부터 광을 수광하는 것에 응답하여 전기 신호를 생성하기 위한 광 센서를 포함함 - 을 갖는 곡면형 이미지 센서 칩; 및 수소화 금속을 포함하고, 상기 곡면형 이미지 센서 칩의 상기 제1 측면을 커버하는 기판을 포함하는, 시스템.
R. 단락 Q에 있어서, 상기 기판은 하나 이상의 팽창 화학 물질의 상기 기판에 의한 흡수를 적어도 부분적으로 방지하는 마스크 영역을 포함하는 것인, 시스템.
S. 단락 Q 또는 단락 R에 있어서, 상기 곡면형 이미지 센서 칩은, 상기 곡면형 이미지 센서 칩의 상기 제2 측면의 역 초점 길이와 적어도 대략 동일한 곡률 반경을 갖는 것인, 시스템.
T. 단락 Q 내지 단락 S 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 이미지 센서 칩은 실리콘 또는 게르마늄을 포함하는 것인, 시스템.
[결론]
구조적 피처(feature) 또는 방법론적 동작에 대하여 특정한 랭귀지로 대상(subject matter)을 설명했지만, 특허청구범위에서 규정된 대상은 특정한 피처 또는 동작에 한정될 필요가 없다는 것이 이해될 것이다. 대신, 특정한 피처 및 단계는 청구 범위를 구현하는 예시적 형태로서 개시된다.
상기 모든 방법 및 프로세스는 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 코드 모듈로 구현되고 완전히 자동화될 수 있다. 코드 모듈은 임의의 타입의 컴퓨터 판독 가능 매체, 컴퓨터 스토리지 매체, 또는 다른 컴퓨터 스토리지 디바이스에 저장될 수 있다. 상기 방법들 중 일부 또는 전부는 대안으로서 예컨대 양자 컴퓨터(quantum computer) 또는 양자 어닐러(quantum annealer)와 같은 특수 컴퓨터 하드웨어로 구현될 수 있다.
다른 것들 중에서 "can", "could", "may" 또는 "may"와 같은 조건부 언어는 달리 명시하지 않는 한, 콘텍스트 내에서, 특정 피처, 엘리먼트 및/또는 단계를 특정예는 포함하지만 다른예는 포함하지 않는 것을 나타내기 위한 것으로 이해된다. 따라서, 일반적으로 이러한 조건부 용어는, 소정의 피처, 엘리먼트, 및/또는 단계가 임의의 특정 실시예에서 포함되는지 또는 수행되는지를 사용자 입력(user input)을 갖거나 갖지 않고 결정하거나 프롬프팅하기 위한 로직(logic)을 하나 이상의 실시예가 필연적으로 포함하는 것, 또는 소정의 피처, 엘리먼트, 및/또는 단계가 하나 이상의 실시예를 위해 요구되는 임의의 방식으로 되는 것을 나타내는 것을 의도하지 않는다.
"X, Y 또는 Z 중 적어도 하나"라는 구절과 같은 결합 언어는 달리 명시하지 않는 한, 항목, 용어 등이 X, Y 또는 Z 또는 이들의 조합일 수 있음을 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 설명되고 및/또는 첨부된 도면에 도시된 흐름도의 임의의 루틴 설명, 요소 또는 블록은 특정 논리 기능 또는 요소를 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능 명령어를 포함하는 잠재적으로 모듈, 세그먼트 또는 코드 부분을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 대체 구현예들은 요소들 또는 기능들은 삭제될 수 있거나, 실질적으로 동기적으로 또는 역순을 포함하고 당업자가 이해할 수 있는 관련 기능에 의존하는, 도시되거나 논의된 것과는 순서가 다른 여기에 기술된 예들의 범위 내에 포함된다.
전술한 실시예에 많은 변형 및 수정이 가해질 수 있으며, 상기 엘리먼트들은 다른 허용 가능한 실시예들 중에 있는 것으로 이해되어야 한다는 것이 강조되어야 한다. 이러한 모든 수정 및 변형은 본 명세서의 범위 내에 포함되고 특허청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 방법에 있어서,
    이미지 센서 칩의 제1 표면 상에 기판을 배치하는 단계 - 상기 이미지 센서 칩의 상기 제1 표면은 상기 이미지 센서 칩의 제2 표면에 대향하고, 상기 이미지 센서 칩의 상기 제2 표면은 광을 수광하는 것에 응답하여 전기 신호를 생성하도록 구성된 광 센서를 포함함 - ; 및
    적어도 상기 기판의 체적을 증가시킴으로써 생성되는 굽힘력(bending force)이 상기 이미지 센서 칩에 인가되어 곡면형 이미지 센서 칩이 생성될 때까지 상기 기판의 체적을 증가시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡면형 이미지 센서 칩의 상기 제2 표면은 오목한 구형 또는 비구면 형상을 갖는 것인, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서 칩의 제1 표면 상에 기판을 배치하는 단계는, 인터페이스 층을 사용하여 상기 기판에 상기 이미지 센서 칩의 제1 표면을 연결하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 금속 합금을 포함하고, 상기 기판의 체적을 증가시키는 단계는 상기 기판이 수소를 흡수하도록 상기 기판을 상기 수소에 노출시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 금속 합금을 포함하고, 상기 기판의 체적을 증가시키는 단계는 산소화 반응을 수행하기 위해 상기 기판의 적어도 일부에 전류를 인가하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속 합금은 알루미늄 또는 티타늄을 포함하는 것인, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 체적을 증가시키는 단계는 리튬화 프로세스에서 리튬계 화학물질에 상기 기판을 노출시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 중합체 또는 탄성중합체를 포함하고, 상기 기판의 체적을 증가시키는 단계는 수소화 프로세스 또는 용매화 프로세스에서 하나 이상의 화학 물질에 상기 기판을 노출시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 체적을 증가시키는 단계는 상기 기판의 특정 부분에 제어된 온도, 압력, 또는 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 체적을 증가시키는 단계 전에, 상기 기판은 제1 두께 프로파일을 갖고, 상기 기판의 체적을 증가시키는 단계에 후속하여, 상기 기판은 상기 제1 두께 프로파일과는 상이한 제2 두께 프로파일을 갖는 것인, 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 상기 제2 표면에 인접하여 성형 몰드(forming mold)를 배치하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 체적을 증가시키는 단계는 상기 기판을 팽창시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 팽창제(swellant)를 도입하는 단계를 더 포함하고, 상기 팽창제는 상기 기판의 적어도 일부로 흡수되도록 구성되는 것인, 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 체적을 증가시키는 단계는 상기 기판의 적어도 일부로의 팽창제의 인터칼레이션(intercalation)을 포함하는 것인, 방법.
  15. 삭제
KR1020177010521A 2014-09-19 2015-09-10 유도형 기판 팽창에 의한 이미지 센서 만곡 KR102444392B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/491,903 2014-09-19
US14/491,903 US9570488B2 (en) 2014-09-19 2014-09-19 Image sensor bending by induced substrate swelling
PCT/US2015/049277 WO2016044040A1 (en) 2014-09-19 2015-09-10 Image sensor bending by induced substrate swelling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170056689A KR20170056689A (ko) 2017-05-23
KR102444392B1 true KR102444392B1 (ko) 2022-09-16

Family

ID=54199296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177010521A KR102444392B1 (ko) 2014-09-19 2015-09-10 유도형 기판 팽창에 의한 이미지 센서 만곡

Country Status (16)

Country Link
US (2) US9570488B2 (ko)
EP (1) EP3195360B1 (ko)
JP (1) JP2017531319A (ko)
KR (1) KR102444392B1 (ko)
CN (1) CN107078142B (ko)
AU (1) AU2015318206A1 (ko)
BR (1) BR112017003628A2 (ko)
CA (1) CA2961181A1 (ko)
CL (1) CL2017000648A1 (ko)
CO (1) CO2017002554A2 (ko)
IL (1) IL250482A0 (ko)
MX (1) MX2017003531A (ko)
PH (1) PH12017500248A1 (ko)
RU (1) RU2017108847A (ko)
SG (1) SG11201701827YA (ko)
WO (1) WO2016044040A1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9570488B2 (en) 2014-09-19 2017-02-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Image sensor bending by induced substrate swelling
US10373995B2 (en) 2014-09-19 2019-08-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Image sensor bending using tension
CN104486555B (zh) * 2014-10-28 2019-02-12 北京智谷睿拓技术服务有限公司 图像采集控制方法和装置
US11128786B2 (en) * 2014-11-21 2021-09-21 Apple Inc. Bending a circuit-bearing die
JP6463159B2 (ja) * 2015-02-05 2019-01-30 キヤノン株式会社 撮像装置およびその制御方法、プログラム、並びに記憶媒体
US9870927B2 (en) 2015-04-02 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Free-edge semiconductor chip bending
US10304900B2 (en) 2015-04-02 2019-05-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Bending semiconductor chip in molds having radially varying curvature
US9893058B2 (en) * 2015-09-17 2018-02-13 Semiconductor Components Industries, Llc Method of manufacturing a semiconductor device having reduced on-state resistance and structure
KR102072666B1 (ko) * 2016-01-26 2020-02-03 한국전자통신연구원 광 이미징 장치
US10062727B2 (en) 2016-09-09 2018-08-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Strain relieving die for curved image sensors
US10361235B2 (en) * 2016-11-23 2019-07-23 Industrial Technology Research Institute Image sensor
FR3061990B1 (fr) * 2017-01-18 2019-04-19 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de realisation collective de circuits electroniques courbes
FR3073322B1 (fr) * 2017-11-07 2021-12-03 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'au moins un circuit electronique courbe
CN107959781B (zh) * 2017-12-11 2020-07-31 信利光电股份有限公司 一种摄像模组及其调整控制方法
US11848349B1 (en) 2018-06-21 2023-12-19 Hrl Laboratories, Llc Curved semiconductor and method of forming the same
US10418408B1 (en) * 2018-06-22 2019-09-17 Omnivision Technologies, Inc. Curved image sensor using thermal plastic substrate material
TWI660493B (zh) * 2018-12-06 2019-05-21 財團法人工業技術研究院 影像感測器及其製造方法
WO2021059097A2 (en) 2019-09-24 2021-04-01 Corephotonics Ltd. Slim pop-out cameras and lenses for such cameras
EP4124213B1 (en) 2020-04-02 2023-06-28 HRL Laboratories, LLC Curved imaging sensor package with architected substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060186492A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Micron Technology, Inc. Microelectronic imagers with shaped image sensors and methods for manufacturing microelectronic imagers

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5514888A (en) 1992-05-22 1996-05-07 Matsushita Electronics Corp. On-chip screen type solid state image sensor and manufacturing method thereof
US5349443A (en) 1992-11-25 1994-09-20 Polaroid Corporation Flexible transducers for photon tunneling microscopes and methods for making and using same
JP2809215B2 (ja) 1996-09-26 1998-10-08 日本電気株式会社 固体撮像カメラ
JPH1174164A (ja) 1997-08-27 1999-03-16 Canon Inc 基板処理装置、基板支持装置及び基板処理方法並びに基板の製造方法
US6255025B1 (en) * 1998-07-13 2001-07-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Filter and process for producing same
US6312959B1 (en) 1999-03-30 2001-11-06 U.T. Battelle, Llc Method using photo-induced and thermal bending of MEMS sensors
US6706448B1 (en) * 1999-08-30 2004-03-16 Georgia Tech Research Corp. Method and apparatus for lithiating alloys
JP4604307B2 (ja) 2000-01-27 2011-01-05 ソニー株式会社 撮像装置とその製造方法及びカメラシステム
US9314339B2 (en) * 2000-03-27 2016-04-19 Formae, Inc. Implants for replacing cartilage, with negatively-charged hydrogel surfaces and flexible matrix reinforcement
TWI313059B (ko) * 2000-12-08 2009-08-01 Sony Corporatio
DE10122324A1 (de) 2001-05-08 2002-11-14 Philips Corp Intellectual Pty Flexible integrierte monolithische Schaltung
US6791072B1 (en) 2002-05-22 2004-09-14 National Semiconductor Corporation Method and apparatus for forming curved image sensor module
US6881491B2 (en) * 2003-05-16 2005-04-19 Alcoa Inc. Protective fluoride coatings for aluminum alloy articles
JP4705748B2 (ja) * 2003-05-30 2011-06-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP2005278133A (ja) * 2003-07-03 2005-10-06 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像装置および光学機器
US20050035514A1 (en) 2003-08-11 2005-02-17 Supercritical Systems, Inc. Vacuum chuck apparatus and method for holding a wafer during high pressure processing
US7397066B2 (en) 2004-08-19 2008-07-08 Micron Technology, Inc. Microelectronic imagers with curved image sensors and methods for manufacturing microelectronic imagers
US7432596B1 (en) 2004-10-12 2008-10-07 Energy Innovations, Inc. Apparatus and method for bonding silicon wafer to conductive substrate
US7683303B2 (en) 2006-01-17 2010-03-23 Sri International Nanoscale volumetric imaging device having at least one microscale device for electrically coupling at least one addressable array to a data processing means
US7507944B1 (en) 2006-06-27 2009-03-24 Cypress Semiconductor Corporation Non-planar packaging of image sensor
JP2008092532A (ja) 2006-10-05 2008-04-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置とその製造方法および携帯電話装置
US7742090B2 (en) 2006-12-22 2010-06-22 Palo Alto Research Center Incorporated Flexible segmented image sensor
US7733397B2 (en) 2006-12-22 2010-06-08 Palo Alto Research Center Incorporated Sensor surface with 3D curvature formed by electronics on a continuous 2D flexible substrate
JP2009049499A (ja) 2007-08-14 2009-03-05 Fujifilm Corp 半導体チップの実装方法及び半導体装置
KR101378418B1 (ko) 2007-11-01 2014-03-27 삼성전자주식회사 이미지센서 모듈 및 그 제조방법
US8077235B2 (en) 2008-01-22 2011-12-13 Palo Alto Research Center Incorporated Addressing of a three-dimensional, curved sensor or display back plane
US8372726B2 (en) 2008-10-07 2013-02-12 Mc10, Inc. Methods and applications of non-planar imaging arrays
KR101567067B1 (ko) 2008-12-02 2015-11-06 엘지이노텍 주식회사 카메라모듈
US8248499B2 (en) 2009-02-23 2012-08-21 Gary Edwin Sutton Curvilinear sensor system
US8836805B2 (en) 2012-07-17 2014-09-16 Gary Edwin Sutton Curved sensor system
US20120159996A1 (en) * 2010-12-28 2012-06-28 Gary Edwin Sutton Curved sensor formed from silicon fibers
US20110163466A1 (en) 2009-02-27 2011-07-07 Hoya Corporation Method of manufacturing lens casting mold and method of manufacturing eyeglass lens
GB0915473D0 (en) 2009-09-07 2009-10-07 St Microelectronics Res & Dev Improvements in or relating to CMOS sensors
CN102763250A (zh) * 2009-10-29 2012-10-31 小利兰·斯坦福大学托管委员会 用于先进的可充电电池组的器件、系统和方法
EP2388987A1 (en) 2010-05-19 2011-11-23 Thomson Licensing Camera with volumetric sensor chip
JP5724322B2 (ja) 2010-11-24 2015-05-27 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法
US9442285B2 (en) 2011-01-14 2016-09-13 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Optical component array having adjustable curvature
US9228822B2 (en) 2011-01-24 2016-01-05 President And Fellows Of Harvard College Non-differential elastomer curvature sensor
US8878116B2 (en) * 2011-02-28 2014-11-04 Sony Corporation Method of manufacturing solid-state imaging element, solid-state imaging element and electronic apparatus
JP5720304B2 (ja) 2011-02-28 2015-05-20 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
JP5658189B2 (ja) * 2011-03-21 2015-01-21 ゲイリー・エドウィン・サットン 曲面状センサーカメラを有する移動通信装置、移動型光学部を有する曲面状センサーカメラ、及びシリコン繊維で製作される曲面状センサー
JP2012249003A (ja) 2011-05-26 2012-12-13 Toshiba Corp 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法およびカメラモジュール
CA2869699A1 (en) 2012-04-04 2013-10-10 Scribble Technologies Inc. System and method for generating digital content
FR2989519A1 (fr) 2012-04-13 2013-10-18 St Microelectronics Crolles 2 Procede de fabrication d'un capteur d'image a surface courbe.
FR2989518A1 (fr) 2012-04-13 2013-10-18 St Microelectronics Crolles 2 Procede de fabrication d'un capteur d'image a surface courbe
US10334181B2 (en) 2012-08-20 2019-06-25 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamically curved sensor for optical zoom lens
JP6135109B2 (ja) 2012-12-07 2017-05-31 ソニー株式会社 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法ならびに電子機器
JP2015070159A (ja) 2013-09-30 2015-04-13 ソニー株式会社 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
KR101557942B1 (ko) 2014-01-08 2015-10-12 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지 및 발광 소자 패키지의 제조 방법
US9551856B2 (en) 2014-05-19 2017-01-24 Google Inc. MEMS-released curved image sensor
US10373995B2 (en) 2014-09-19 2019-08-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Image sensor bending using tension
US9570488B2 (en) 2014-09-19 2017-02-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Image sensor bending by induced substrate swelling
US9349763B1 (en) 2015-02-10 2016-05-24 Omnivision Technologies, Inc. Curved image sensor systems and methods for manufacturing the same
US9998643B2 (en) 2015-03-24 2018-06-12 Semiconductor Components Industries, Llc Methods of forming curved image sensors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060186492A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Micron Technology, Inc. Microelectronic imagers with shaped image sensors and methods for manufacturing microelectronic imagers

Also Published As

Publication number Publication date
IL250482A0 (en) 2017-03-30
US9570488B2 (en) 2017-02-14
CL2017000648A1 (es) 2017-11-17
EP3195360A1 (en) 2017-07-26
AU2015318206A1 (en) 2017-03-16
JP2017531319A (ja) 2017-10-19
CO2017002554A2 (es) 2017-06-20
US9859314B2 (en) 2018-01-02
US20170117311A1 (en) 2017-04-27
CN107078142B (zh) 2020-08-18
WO2016044040A1 (en) 2016-03-24
EP3195360B1 (en) 2019-05-01
US20160086987A1 (en) 2016-03-24
SG11201701827YA (en) 2017-04-27
BR112017003628A2 (pt) 2017-12-12
KR20170056689A (ko) 2017-05-23
PH12017500248A1 (en) 2017-07-03
RU2017108847A (ru) 2018-09-17
CN107078142A (zh) 2017-08-18
MX2017003531A (es) 2017-06-21
CA2961181A1 (en) 2016-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102444392B1 (ko) 유도형 기판 팽창에 의한 이미지 센서 만곡
KR102466067B1 (ko) 인장력을 사용한 이미지 센서 벤딩
Guenter et al. Highly curved image sensors: a practical approach for improved optical performance
US10062727B2 (en) Strain relieving die for curved image sensors
EP3278363B1 (en) Free-edge semiconductor chip bending
EP3278362B1 (en) Bending semiconductor chip in molds having radially varying curvature
WO2012097163A1 (en) Optical component array having adjustable curvature
Dumas et al. Infrared camera based on a curved retina
Chambion et al. Tunable curvature of large visible CMOS image sensors: Towards new optical functions and system miniaturization
Hugot et al. Flexible focal plane arrays for UVOIR wide field instrumentation
Hao et al. Adaptive liquid lens actuated by dielectric elastomer with transparent conductive droplet
CN112713159A (zh) 制作图像传感器的方法、图像传感器、摄像头模组和电子设备
Jahn et al. ICSO 2016

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant