本发明专利技术公开了一种形成用于晶片级封装的封盖的方法，包括：（１）在衬底中形成腔；（２）在所述腔上方和在所述晶片上围绕所述腔的接合区域上方形成氧化物层；（３）在所述氧化物层上方形成反射层；（４）在所述反射层上方形成阻挡层；（５）向下刻蚀所述阻挡层的一部分直到所述反射层在所述接合区域上方的部分；以及（６）在所述反射层的所述部分上形成焊料层。所述反射层可以是钛－铂－金金属堆叠并且所述阻挡层可以是二氧化钛层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及产生用于晶片级光电封装的晶片封盖的方法。
技术介绍
光电(OE)器件通常被封装为单个的管芯。这种组装的手段常常是缓慢并且费力的，导致更高的产品成本。因此，所需要的是一种改善OE器件的封装的方法。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施例中，一种形成用于晶片级封装的封盖的方法包括(1)在衬底中形成腔；(2)在所述腔上方和在所述晶片上围绕所述腔的接合区域上方形成氧化物层；(3)在所述氧化物层上方形成反射层；(4)在所述反射层上方形成阻挡层；(5)向下刻蚀所述阻挡层的一部分直到所述反射层在所述接合区域上方的部分；以及(6)在所述反射层的所述部分上形成焊料层。在一个实施例中，所述反射层是钛-铂-金金属堆叠并且所述阻挡层是二氧化钛层。附图说明图1和2是本专利技术的一个实施例中晶片级光电封装的横截面。图3是本专利技术的一个实施例中图1和2的光电封装的底载片(sub-mount)的俯视图。图4是本专利技术的一个实施例中制造用于图1、2和3的晶片级光电封装的封盖的方法的流程图。图5、6、7、8、9A、9B、10、11、12、13、14、15和16是本专利技术的一个实施例中通过图4的方法所形成的结构。图17是本专利技术的一个实施例中用于图1的方法的掩模。图18是本专利技术的另一个实施例中制造用于图1、2和3的晶片级光电封装的封盖的方法的流程图。图19和20是本专利技术的一个实施例中通过图18的方法所形成的结构。在不同的图中使用相同的标号来表示相似或相同的项。横截面图没有按比例绘制，仅仅是为了图示的目的。具体实施例方式图1、2和3图示了本专利技术一个实施例中包括底载片80和封盖130的晶片级光电封装150。底载片80包括形成在衬底54顶部并被氧化物层56覆盖的光学透镜52。埋入迹线90、92、98和100被形成在氧化物层56顶部并且被电介质层64覆盖。接触焊盘82、84、86和88(全部示于图3中)由插头连接到埋入迹线90、92、98和100，埋入迹线90、92、98和100自身由插头连接到位于密封环106外部的接触焊盘94、96、102和104(图3所示)。激光器管芯122被接合到接触焊盘82顶部并且引线接合到接触焊盘84，监测光电二极管管芯124被接合到接触焊盘86顶部并且引线接合到接触焊盘88。密封环106被连接到接触焊盘108和110，用于接地的目的。封盖130包括限定出封盖腔131的主体133，封盖腔131具有被反射材料134覆盖的表面132。封盖腔131提供用于容纳被安装到底载片80上的管芯的必要空间。表面132上的反射材料134形成将来自激光器管芯122的光反射到透镜52的45度镜135。密封环136被形成在沿着封盖130的边缘围绕封盖腔131的接合区域上。当封盖腔131上的反射材料134通过密封环136和接触焊盘108和110接地时，该反射材料134还起到EMI屏蔽的作用。在一个实施例中，阻挡层322被形成在反射材料134上，以限定将要形成密封环136的区域。阻挡层322限制密封环136，于是密封环材料(例如，焊料)不会通过毛细作用进入腔131，而干扰镜135。在一个实施例中，封盖130具有取向为从主表面138偏移9.74度的(100)晶面。封盖130被各向异性地刻蚀，以使表面132沿(111)晶面形成。因为封盖130的(100)面的取向为从主表面138偏移9.74度，所以(111)面和镜135的取向为从主表面138偏移45度。在一个实施例中，对准柱140被接合到底载片80的后侧。对准柱140允许封装150与套圈中的光纤对准。图4示出了在本专利技术的一个实施例中用于形成晶片级封盖130的方法。在步骤202中，如图5所示，氮化物层302和304分别被形成在衬底306的顶表面和底表面上。在一个实施例中，衬底306是厚度约675微米的硅，氮化物层302和304是通过低压化学气相沉积(LPCVD)形成的氮化硅(SiN4)并且具有约1000到2000埃的厚度。在一个实施例中，如果氮化物层302和304到硅衬底306的粘附变得有问题，则可以通过改进气体比例(二氯硅烷比氨)和气体的流量，使得氮化物层302和304具有低的应力。在一个实施例中，如果需要更加致密的氮化物层302和304来承受KOH刻蚀，则可以使得氮化物层302和304成为富硅的，以便变得更加致密。在步骤204中，如图6所示，随后将光刻胶308在氮化物层302上旋涂、曝光并且显影。图17示出了在一个实施例中用于该光刻工艺的掩模412。掩模412包括定义图9到16中的封盖腔314B的形状的封盖腔图案414。在一个实施例中，封盖腔图案414是梯形的，使得由非平行的侧面形成的侧壁是平坦的，而不是阶梯状的。掩模412还包括定义图9A和图10到16中的分离腔314A和314C的划线(scribe line)图案416。划线图案416沿着晶片306上提供对称刻蚀角度的方向取向。注意，图6到9A和图10到16示出了通过方法200沿线AA’形成的所得结构的横截面，而图9B示出了通过方法200沿线BB’形成的所得结构的横截面。在步骤206中，如图7所示，氮化物层302由光刻胶308中的窗口310A、310B和310C暴露的区域被向下刻蚀到衬底306。在一个实施例中，利用反应离子刻蚀(RIE)工艺刻蚀氮化物层302。氮化物层302的保留部分充当用于各向异性刻蚀的掩模。在步骤208中，如图8所示，光刻胶308被剥离。如可以看到的，窗口312A、312B和312C被形成在氮化物层302中。这些窗口的尺寸和它们之间的间隔取决于应用。在步骤210中，如在图9A中沿线AA’和在图9B中沿线BB’所示，衬底306被氮化物层302中的窗口312A到312C所暴露的区域被刻蚀，以形成分离腔314A和314C以及封盖腔314B。如可以在图9B中所看到的，封盖腔314B具有45度壁315(对应于图1中的表面132)和64.48度壁317。在一个实施例中，利用具有400比1的(100)面比(111)面选择性的KOH溶液各向异性地刻蚀硅衬底306。在一个实施例中，各腔被刻蚀到375微米深，这由于刻蚀剂的选择性而导致氮化物层302中的1微米的底切。在步骤214中，如图10所示，氮化物层302和304被去除。在一个实施例中，利用热磷酸湿法刻蚀去除氮化物层302和304。在步骤216中，如图11所示，氧化物层316被形成在腔314A、314B和314C上方，并形成在衬底306的顶表面上。在一个实施例中，氧化物层316是从硅衬底306热生长的二氧化硅，并且具有约1000埃的厚度。在步骤218中，如图12所示，反射层320被形成在氧化物层316上方。在一个实施例中，反射层320是通过电子束蒸发或者溅射所沉积的钛-铂-金(TiPtAu)序列的金属堆叠。在一个实施例中，钛层具有约500埃的厚度，钛层顶上的铂层具有约1000埃的厚度，钛层顶上的金层具有约1500埃的厚度。金属堆叠320是在(111)面表面132(图1)上形成镜135(图1)的反射材料134(图1)。在步骤220中，如图12所示，阻挡层322被形成在反射层320上方。在一个实施例中，阻挡层322是被形成在反射层320上方的金属氧化物。例如，阻挡层322是热沉积在TiPt本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种形成用于晶片级封装的封盖的方法，包括： 在衬底中形成腔； 在所述腔上方和在所述晶片上围绕所述腔的接合区域上方形成氧化物层； 在所述氧化物层上方形成反射层； 在所述反射层上方形成阻挡层； 向下刻蚀所述阻挡层的一部分直到所述反射层在所述接合区域上方的部分；以及 在所述反射层的所述部分上形成焊料层。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯德拉J盖洛普，詹姆斯A马修斯，马莎约翰逊，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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