[實用新型]半導體設備、紅外探測器、攝像機、電子設備和系統

有效

• 申請號: 201520382161.1
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN205004319U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: T·K·C·麥肯齊;R·E·玻恩弗洛恩德;D·倫納德;G·A·卡爾森
• 申請（專利權）人: 菲力爾系統公司
• 主分類號: H01L23/02
• 分類號: H01L23/02;H01L23/10;H01L31/101;H01L27/30
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張春媛;閻娬斌

技術領域

本實用新型的一個或多實施例通常涉及紅外攝像機，尤其涉及紅外探測器和紅外攝像機結構及制造紅外探測器和紅外攝像機結構的系統和方法。

背景技術

熱紅外攝像機被人熟悉并被用在廣泛地多樣化應用中。通常簡稱為紅外攝像機或IR攝像機的典型的熱紅外攝像機使用紅外探測器檢測紅外能，通過紅外攝像機鏡頭—能傳輸紅外能的透鏡將其提供給紅外探測器。紅外攝像機還可以包括使用戶觀察由紅外攝像機基于紅外能產生的圖像的顯示器，或者，該圖像可以由紅外攝像機來存儲或可以被傳輸以用于遠程觀察和/或存儲(例如通過無線或有線網絡)。

可以通過使用晶片級封裝(WLP)技術形成用于這種紅外攝像機的紅外探測器，以形成微測輻射熱儀真空封裝組件(VPA)。在WLP操作期間，切割具有多個半導體晶片層的晶片組件，以形成多個電路封裝，諸如紅外探測器。通常使用在晶片組件的外表面上形成的對齊標記，使切割設備與晶片組件對齊。

由于電子設備諸如手機和攝像機響應于消費者對緊湊設備的需求而變得越來越小且越來越薄，所以有時希望，通過在單個化單獨的電路封裝之前使晶片層中的一個或多個變薄，來減小用于這種設備的電路封裝的厚度。然而，由于變薄可能會移除其上通常形成有對齊標記的表面，鑒于晶片材料的光學特性，特別是在用于紅外探測器的半導體晶片的情況下，將切割設備或其它處理設備與已變薄的晶片組件對齊是具有挑戰性的。

因此，本領域中有對厚度減小的紅外探測器和WLP方法、系統以及和能適合批量生產這種探測器的設備的需求。

實用新型內容

根據本實用新型的一個或多個實施例，提供了減小高度的電路封裝諸如減小高度的紅外探測器，和使用晶片級封裝(WLP)技術可靠且有效地批量生產它們的方法。

本實用新型提出一種半導體設備，包括：襯底，該襯底具有多個紅外探測器元件陣列和多個讀出集成電路，該多個讀出集成電路分別與置于其上表面上的多個紅外探測器元件陣列相互連接；蓋晶片，該蓋晶片位于多個紅外探測器元件陣列上方，該蓋晶片對紅外光基本上透明并具有對齊標記陣列，其中該襯底與提供晶片組件的蓋晶片耦接；以及多個封閉腔，該多個封閉腔封閉蓋晶片和襯底之間的多個紅外探測器元件陣列，并且其中封閉腔的每一個的尺寸和位置都對應于各個紅外探測器元件陣列的封閉的一個。

在一個實施方式中，該對齊標記陣列位于蓋晶片內、蓋晶片的內表面上、襯底的上表面上和/或襯底內。

在一個實施方式中，該蓋晶片的厚度使得由紅外攝像機至少通過該蓋晶片可觀察該對齊標記陣列。

在一個實施方式中，該多個封閉腔由蓋晶片中的凹陷或介于中間的結構形成。

在一個實施方式中，該蓋晶片和/或襯底包括用于晶片級電測試的測試墊。

在一個實施方式中，該晶片組件具有由對齊標記陣列限定的切割路線，以識別在哪里將晶片組件切割為分離的紅外探測器。

在一個實施方式中，蓋晶片包括夾在窗層和臺面層之間的氧化物層。

本實用新型還提出一種紅外探測器，包括：襯底，該襯底具有紅外探測器元件的陣列和讀出集成電路，該讀出集成電路與該陣列相互連接并置于該陣列的上表面上；位于該陣列上方的蓋晶片，該蓋對紅外光基本上透明；封閉腔，該封閉腔封閉該蓋和該襯底之間的該陣列；以及至少一個對齊標記，該至少一個對齊標記形成在蓋內、蓋的內表面上、襯底的上表面上和/或襯底內。

在一個實施方式中，該蓋包括變薄的半導體晶片的切割部分。

在一個實施方式中，還包括該蓋上的抗反射涂層。

本實用新型還提出一種攝像機，包括以上所述的紅外探測器。

本實用新型還提出一種電子設備，包括如上所述的紅外探測器。

本實用新型還提出一種用于制造紅外探測器的系統，包括：紅外攝像機，該紅外攝像機被配置為通過晶片組件的蓋晶片捕獲晶片組件上和/或晶片組件內的對齊標記的紅外圖像；切割設備；以及處理和控制設備，該處理和控制設備配置為從紅外攝像機接收紅外圖像并基于接收的紅外圖像操作切割設備沿晶片組件的切割路線切斷該蓋晶片。

在一個實施方式中，該紅外攝像機是短波紅外攝像機，該系統進一步包括耦接到該紅外攝像機的光學器件的光源，該光源通過該紅外攝像機的該光學器件為該晶片組件照明。

在一個實施方式中，該光學器件包括紅外攝像機上的顯微鏡。

在一個實施方式中，該處理和控制設備包括機器視覺系統。