器件封装及其制造和测试方法技术

本发明专利技术涉及一种密封器件封装，包括：基底；盖子，包含在基底上的半导体材料；在基底和盖子之间的密封容积；以及在密封容积中的设备；其中密封容积处于使得盖子的壁具有可测量的偏折的一个压强下，并且其中偏折的程度依据所密封的容积压强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及器件封装(device package)，并且尤其但非局限地涉及密封微光器件封装。本专利技术还涉及测试器件封装的方法，诸如检测内部泄漏的方法以及电气和光学测试器件封装的方法。本专利技术还涉及密封通孔结构，连接器化的光电子器件，以及光电器件封装盖子。另外，本专利技术涉及将部件粘结在一起的方法。
技术介绍
光电子器件在数据通讯中起着着至关重要的作用。然而，为了推进这些设备的应用和使用，希望有效制造光电子器件的能力达到所需要的低成本目标。尤其重要的是降低封装光电子器件工艺的成本，这是由于光电子通讯设备的大部分(达75％之多)是封装成本。封装一般在逐个单元(unit-by-unit)的基础上进行。从成本上考虑，使得光电子器件在大范围例如在晶片级别或网格级别(grid level)上进行制造将是有益的。我们已经知道了密封光电子器件封装。这种组件提供了对于所封装的设备和部件的保持和保护，使之不受存在于该组件外侧的大气中的污染物和水蒸气的影响。这种组件还提供使所封装的光电子器件连接到其它光学部件，如光纤的能力。这些组件一般包括由Kovar制成的敞口式外壳，该外壳包括其中安装有激光器的空腔区域。具有通过壳体内壁的馈通(feedthrough)延伸到空腔中的光纤，并且盖子附着在外壳上从而密封该空腔。但是使用这种光纤馈通存在许多缺点。例如，在形成密封中使用金属化光纤的情况下，成本非常高。另外，很难有效地在馈通中密封光纤，使得组件在密封中容易泄漏和损耗。因此希望一种不依赖光纤馈通的密封组件。此外，器件封装中的泄漏一般导致所容纳的部件暴露到水蒸气和污染物中，使得部件的性能降低。这对于光电子和光学部件是特别的情形。因此用于测试所密封的器件封装的简单技术是有利的。因此相对于现有技术，在本领域中需要克服或显著改善一个或多个上述问题的技术。
技术实现思路
根据本专利技术第一方面，提供一种光电子器件封装。该组件包括基底，该基底具有在基底表面上的光电子器件安装区域和盖子安装区域。光电子器件安装在光电子安装区域上。盖子安装在盖子安装区域上，从而在基底和盖子之间形成密封容积。光电子器件在所密封的容积中。该盖子具有光传输区域，该光传输区域适于沿着光路径将给定波长的光传输到光电子器件或者从光电子器件传输给定波长的光，其中至少盖子安装区域的一部分沿着光路径设置在基底表面下小于光路径的深度上。根据本专利技术的另一方面，提供一种晶片或网格级的光电子器件封装盖子。该盖子包括具有多个单元片(die)的硅晶片或网格，其中每个单元片具有多个侧壁以及一个连接到侧壁上的顶部，从而形成空腔。一个或多个侧壁具有光传输区域，该光传输区域用于沿着光轴传输给定波长的光通过侧壁。根据本专利技术的又一方面，提供一种在晶片或网格级上形成光电子器件盖子的方法。该方法包括提供具有多个单元片的硅晶片或网格；以及蚀刻该晶片或网格从而产生多个盖结构，每个盖结构具有多个侧壁以及连接到这些侧壁的一个顶部，从而形成空腔。每个盖结构的一个或多个侧壁具有光传输区域，该光传输区域适合于沿着光轴传输给定波长的光通过侧壁。根据本专利技术的再一方面，提供一种连接器化光电子器件。该设备包括连接器以及光电子器件封装，该连接器具有内部空腔以及光接口，该光电子器件封装设置在空腔中与光接口进行光通讯。该光器件封装可包括基底，该基底具有光电子器件安装区域以及盖子安装区域；安装在光电子器件安装区域上的光电子器件；以及安装在盖子安装区域上从而在基底和盖子之间形成密封容积的盖子。该盖子具有光传输区域，该光传输区域适合于沿着光轴将给定波长的光传输到光电子器件或者从光电子器件传输给定波长的光。根据本专利技术的又一方面，提供一种形成密封通孔结构的方法。该方法包括(a)提供具有第一表面和第二表面的半导体基底，该第二表面与第一表面相对；(b)在基底的第一表面上形成层；(c)从第二表面到该层蚀刻通过基底的通孔，该通孔在第一表面上具有第一周长；(d)在该层中形成孔，其中该孔具有第一周长之内的第二周长；以及(e)提供用于密封该通孔结构的导电结构。根据本专利技术的另一方面，提供一种形成密封通孔结构的方法。该方法包括(a)提供具有第一表面和第二表面的半导体基底，第二表面与第一表面相对；(b)在基底的第一表面上形成绝缘层；(c)从第二表面到绝缘层蚀刻通过基底的通孔；(d)在该层中形成孔；以及(e)提供用于密封通孔结构的金属化结构。根据本专利技术的又一方面，提供一种密封通孔结构。该通孔结构包括具有第一表面和第二表面的半导体基底，该第二表面与第一表面相对；在基底的第一表面上的层；从第二表面到该层通过基底的通孔，该通孔在第一表面中具有第一周长；在层中的孔，其中该孔具有第一周长内的第二周长；以及密封通孔结构的金属化结构。根据本专利技术的再一方面，提供一种密封通孔结构。该通孔结构包括具有第一表面和第二表面的半导体基底，该第二表面与第一表面相对；在基底第一表面上的绝缘层；从第二表面通过基底到该层的通孔；在绝缘层中的孔；以及密封该通孔结构的金属化结构。根据本专利技术的另一方面，提供一种检测密封器件封装中的泄漏的方法。该方法包括(a)提供包含设备的密封组件，其中在组件的内壁中提供可测量的偏转的情况下密封该组件，并且其中偏转的程度依赖于组件内部的压力；以及(b)在密封组件后测量内壁的偏转。根据本专利技术的又一方面，提供一种密封器件封装。该组件包括基底；盖子，该盖子包括基底上的半导体材料；基底和盖子之间的密封容积；以及在所密封的容积中的设备。该密封容积处于一压力下使得盖子的内壁具有可测量的偏转的压力下，以及其中偏转的程度依赖于所密封的容积的压力。根据本专利技术的再一方面，提供一种器件封装。该器件封装包括具有第一表面的基底；安装在基底第一表面上的设备；基底中的空腔；以及在空腔中用于去掉由设备产生的热的冷却结构。根据本专利技术的又一方面，提供一种器件封装。该器件封装包括基底，该基底包括盖子安装区域和设备安装区域；在盖子安装区域上的盖子，从而在基底和盖子之间形成密封容积；在设备安装区域上密封容积中的设备；以及在空腔中的冷却结构。根据本专利技术的再一方面，提供一种将第一部件粘结到第二部件的方法。该方法包括(a)在第一和第二部件之间提供多个层，该多个层包括第一成分层，与第一成分层不同组成的第二成分层，以及扩散势垒层，其中扩散势垒层设置在第一成分层和第二成分层之间，并且第二成分层设置在第一部件和扩散势垒层之间；(b)施加压力到第一部件上，从而在第一部件和第二成分层之间形成粘结；以及(c)加热该粘结结构到某个温度一段时间，从而足够使得第一和第二成分层之间原子内部扩散。所得到的结构具有比加热温度高的整体熔点。附图说明当结合附图进行阅读时，本专利技术的前述概要和后面的示范性实施例的详细描述将更易理解，其中图1A至1C示意性地示出了根据本专利技术不同制造阶段的光微型台的透视图；图2A和2B示意性地示出了分别沿每个截取线2A和2B的图1A和1C的微型台的侧剖面图；图3A和3B示意性地示出了根据本专利技术的具有与图1A-C所示地凹进区域不同的设置的微型台的其它结构的侧剖面图；图4A示意性地示出了根据本专利技术的包括多个光微型台的底部晶片的顶视图；图4B示意性地示出了根据本专利技术的包括多个盖子的晶片的顶视图(向盖子空腔里看)；图4C示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测密封器件封装中的泄漏的方法，包括：（ａ）提供包含设备的密封封装，其中在封装的壁中提供可测量偏折的条件下密封该封装，并且其中偏折的程度依据封装内的压强；以及（ｂ）在密封封装后测量壁的偏折。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维W谢里尔，拉里J拉斯内克，约翰J费希尔，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯电子材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]