[实用新型]半导体器件

说明书

要求本国优先权

本申请要求由Francis J.CARNEY和Michael J.SEDDON发明的、提交于2015年9月17日的名称为“SEMICONDUCTOR PACKAGES AND METHODS”(半导体封装件及制造方法)的美国临时申请No.62/219,666 的权益，该申请以引用方式并入本文，并且据此要求该申请的共同主题的优先权。

技术领域

本实用新型总体涉及半导体器件，更具体地讲涉及半导体器件和形成于所述半导体器件上的弯曲的图像传感器。

背景技术

半导体器件在现代电子产品中很常见。电子部件中半导体器件的数量和密度各不相同。半导体器件可执行多种多样的功能，诸如模数信号处理、传感器、电磁信号的发送和接收、电子器件控制、功率管理以及音频/视频信号处理。分立半导体器件通常包含一种类型的电子部件，例如，发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器、二极管、整流器、晶闸管以及功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包含数百至数百万个电子部件。集成半导体器件的例子包括微控制器、专用集成电路(ASIC)、标准逻辑、放大器、时钟管理、存储器、接口电路以及各种信号处理电路。

图像传感器是通过将光波或电磁辐射的可变衰减转换成电信号来检测和记录图像的一种半导体器件。图像传感器可用互补金属氧化物半导体 (CMOS)或N型金属氧化物半导体(NMOS)技术中的半导体电荷耦合器件 (CCD)和有源像素传感器实施，以应用于数字相机、录像机、医学成像设备、夜视设备、热学成像设备、雷达、声纳以及其他图像检测设备。

光源通常通过一个或多个光学透镜(例如，多达四个透镜)聚焦到扁平或平坦的图像传感器表面上。光学聚焦透镜增加了半导体封装件的成本、复杂性以及高度。即使利用光学透镜，这种聚焦也通常在图像传感器的中心区域更佳，而在图像传感器的边缘稍差。图像传感器在朝着分辨率更高、聚焦时间更快、聚焦深度更好、外形更低以及成本更低的目标不断发展。

减少光学聚焦透镜数量或消除对光学透镜的需要的一种方法是使图像传感器具有弯曲的表面。图1a示出具有有源成像表面52的已知图像传感器管芯50，其设置在具有弯曲的表面56的衬底54的上方。图像传感器管芯50利用环氧树脂附接至衬底54的弯曲的表面56。通过施加压力和热使图像传感器管芯50贴合于弯曲的表面56。环氧树脂在压力下固化，使塑封于表面56的图像传感器管芯50保持弯曲的形状因数，如图1b所示。图1b 中的图像传感器管芯50难以大量制造，部分原因在于衬底54的弯曲的性质、环氧树脂的压力下固化工艺、对成角度互连焊丝的需要以及规模效益的缺乏。图1a-1b的工艺成本高，无法成批处理或大规模生产。

实用新型内容

本实用新型解决的一个技术问题是以降低的成本大量制造弯曲的图像传感器。

根据本实用新型的一个方面，提供一种半导体器件，其包括半导体管芯，所述半导体管芯包括具有第一平坦表面和与所述第一平坦表面相背对的第二弯曲的表面的基极衬底材料，其中所述半导体管芯的基极衬底材料包括图像传感器区域。

在一个实施例中，所述半导体器件还包括支撑所述半导体管芯的衬底。

在一个实施例中，所述基极衬底材料的所述第二弯曲的表面朝向所述衬底取向。

在一个实施例中，所述衬底包括位于所述管芯下方的弯曲的表面或凹陷的表面。

在一个实施例中，所述图像传感器区域设置在所述基极衬底材料的所述第一平坦表面中。

在一个实施例中，所述基极衬底材料的所述第二弯曲的表面包括多个沟槽。

在一个实施例中，所述图像传感器区域设置在所述基极衬底材料的所述第二弯曲的表面中。

在一个实施例中，所述半导体器件还包括紧邻所述基极衬底材料的所述第二弯曲的表面的第三平坦表面。

在一个实施例中，所述半导体器件还包括形成于所述半导体管芯上方的金属层，所述金属层与所述图像传感器区域相背对。

在一个实施例中，所述半导体器件还包括半导体晶圆，所述半导体晶圆包括环绕所述半导体管芯的锯道。

本实用新型实现的一个技术效果是在半导体管芯上提供能够以低的成本大量生产的弯曲的图像传感器。

附图说明

图1a-1b示出与衬底的弯曲的表面贴合的已知图像传感器；

图2a-2b示出具有通过锯道隔开的多个半导体管芯的半导体晶圆；

图3a-3j示出在半导体管芯上形成凹面图像传感器区域的工艺；