光感应芯片及其制备方法、激光雷达及电子设备技术

技术编号：41129675 阅读：10 留言：0更新日期：2024-04-30 17:58

本申请涉及半导体封装技术领域，提供一种光感应芯片及其制备方法、激光雷达及电子设备；制备方法包括如下步骤：提供一晶圆；晶圆包含多个可切割分离的芯体，芯体包括基底和设置在基底上的光检测模组；提供一透光体；透光体与晶圆适配；于晶圆或透光体中的至少一者上设置用于遮光的介质层；介质层在对应于光检测模组的区域分别形成有透光孔；键合晶圆和透光体形成芯片板组；使介质层形成于晶圆与透光体之间，以通过透光孔形成容置光检测模组的腔室；对芯片板组进行切割以得到多个光感应芯片。通过芯体、介质层、透光体三者层叠设置即形成可靠的封装结构，封装结构精简；简化了制作步骤，能够大大提高光感应芯片的制作效率。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及芯片封装，尤其提供一种光感应芯片及其制备方法、激光雷达及电子设备。

技术介绍

1、飞行时间(time of flight，tof)装置通过测量光感应芯片所发射的光信号在空间中的飞行时间来获得物体的三维信息，比如说，物体的距离信息或表面深度信息。由于其具有感测距离长、测量范围大等优点被广泛应用于消费电子、自动驾驶、ar/vr等领域。

2、当前市面上的tof装置的光感应芯片的封装结构通常包括封装基板及盖体，将盖体与封装基板准确对位以对芯片进行封装，甚至有些光感应芯片的封装过程中还需要采用塑封操作；封装结构较复杂，会增加封装工艺难度，导致成本上升且封装效率不高。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的提供一种光感应芯片及其制备方法、激光雷达及电子设备，旨在解决现有的光感应芯片封装难度大、且封装效率不高的问题。

2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种光感应芯片的制备方法，包括如下步骤：提供一晶圆；所述晶圆包含多个可切割分离的芯体，所述芯体包括基底和设置在所述基底上的光检测模组；提供一透光体；所述透光体与所述晶圆适配；于所述晶圆或所述透光体中的至少一者上设置用于遮光的介质层；所述介质层在对应于所述光检测模组的区域分别形成有透光孔；键合所述晶圆和所述透光体形成芯片板组；使所述介质层形成于所述晶圆与所述透光体之间，以通过所述透光孔形成容置所述光检测模组的腔室；对所述芯片板组进行切割以得到多个所述光感应芯片。</p>

4、在一种可能的设计中，所述于所述晶圆或所述透光体中的至少一者上设置介质层，所述介质层在对应于所述光检测模组的区域分别形成有透光孔，包括：

5、于所述晶圆上形成第一介质层；于所述第一介质层上开设第一透光孔，以使暴露出各所述芯体上的所述光检测模组；和/或，于所述透光体的其中一面上设置第二介质层；于所述第二介质层上开设第二透光孔，所述第一透光孔与所述第二透光孔一一对应。

6、在一种可能的设计中，所述光检测模组包括相间隔设置的第一光接收件及第二光接收件；所述于所述第一介质层上开设第一透光孔，以暴露出各所述芯体上的所述光检测模组，包括：

7、在所述第一介质层上开设间隔设置的第一子透光孔和第二子透光孔，使所述第一光接收件暴露于所述第一子透光孔中，以及使所述第二光接收件暴露于所述第二子透光孔中。

8、在一种可能的设计中，所述芯体还包括光源键合区，所述第一光接收件相对于所述第二光接收件更靠近所述光源键合区；所述在所述第一介质层上开设间隔设置的第一子透光孔和第二子透光孔之后，包括：

9、提供一光源组件，将所述光源组件设于所述光源键合区；使所述光源组件与所述第一光接收件均暴露于所述第一子透光孔。

10、在一种可能的设计中，所述于所述第二介质层上开设第二透光孔；包括：

11、在所述第二介质层上开设与所述第一子透光孔相匹配的第三子透光孔、以及与所述第二子透光孔相匹配的第四子透光孔；其中，所述第三子透光孔用于与所述第一子透光孔形成第一腔室，所述第四子透光孔用于与所述第二子透光孔形成第二腔室。

12、在一种可能的设计中，所述键合所述晶圆和所述透光体形成芯片板组，包括：

13、所述第一介质层与所述第二介质层通过光固化键合；或者，

14、所述第一介质层与所述第二介质层通过热压键合。

15、在一种可能的设计中，所述提供一透光体；包括：

16、所述透光体选用透红外线且阻挡可见光的材料；和/或，在所述透光体背离所述晶圆的一面设置滤光膜层。

17、在一种可能的设计中，在所述键合所述晶圆和所述透光体形成芯片板组之后，以及对所述芯片板组进行切割以得到多个所述光感应芯片之前，包括：

18、于所述晶圆远离所述透光体的一面，对所述晶圆进行减薄处理；在所述晶圆内形成多个贯穿所述晶圆的硅通孔；在所述晶圆远离所述透光体的一面上形成重布线层。

19、在一种可能的设计中，所述第一介质层的波长红外透光率及所述第二介质层的波长红外透光率均配置为小于或等于1％；和/或，所述第一介质层的厚度范围及所述第二介质层的厚度范围均设置为90um-150um。

20、第二方面，本申请还提供了一种光感应芯片，采用所述的制备方法得到，所述光感应芯片包括依次层叠设置的芯体、介质层及透光体；所述芯体具有光源键合区及光检测模组，所述光源键合区设置有光源组件；所述光检测模组包括相间隔设置的第一光接收件及第二光接收件，所述第一光接收件相对于所述第二光接收件更靠近所述光源组件；所述介质层具有不透光性，所述光感应芯片于所述介质层中形成有连通于所述透光体与所述芯体之间的第一腔室及第二腔室，所述光源组件及所述第一光接收件位于所述第一腔室中，所述第二光接收件位于所述第二腔室中。

21、在一种可能的设计中，所述介质层包括形成于所述芯体上的第一介质层以及形成于所述透光体上的第二介质层；所述第一腔室以及所述第二腔室分别贯通于所述第一介质层及所述第二介质层。

22、第三方面，本申请还提供了一种激光雷达，包括处理电路以及所述的光感应芯片，所述处理电路与所述光感应芯片电性连接，用于控制所述光感应芯片感测空间中物体的三维信息。

23、第四方面，本申请还提供了一种电子设备，包括所述的激光雷达。

24、本申请实施例提供的光感应芯片的制备方法的有益效果在于：通过在晶圆与透光体之间形成具有遮光作用的介质层，并在介质层上制作透光孔，使得晶圆与透光体键合后，介质层于透光孔处即形成用于容置光源组件及第一光接收件的第一腔室和用于容置第二光接收件的第二腔室，仅通过芯体、介质层、透光体三者层叠设置即形成可靠的封装结构，整体封装结构精简，有利于节省成本；并且，直接通过对键合后的芯片板组进行切割即得到多个形成有效封装结构的光感应芯片成品，切割后无需再对芯体进行封装操作；简化制作步骤，降低光感应芯片封装难度，能够大大提高光感应芯片的制作效率。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光感应芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述于所述晶圆或所述透光体中的至少一者上设置介质层，所述介质层在对应于所述光检测模组的区域分别形成有透光孔，包括：

3.根据权利要求2所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述光检测模组包括相间隔设置的第一光接收件及第二光接收件；

4.根据权利要求3所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述芯体还包括光源键合区，所述第一光接收件相对于所述第二光接收件更靠近所述光源键合区；

5.根据权利要求4所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述于所述第二介质层上开设第二透光孔；包括：

6.根据权利要求2所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述键合所述晶圆和所述透光体形成芯片板组，包括：

7.根据权利要求1-6中任一项所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述提供一透光体；包括：

8.根据权利要求1所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，在所述键合所述晶圆和所述透光体形成芯片板组之后，

9.根据权利要求2-6中任一项所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述第一介质层的波长红外透光率及所述第二介质层的波长红外透光率均配置为小于或等于1％；和/或，

10.一种光感应芯片，采用如权利要求1-9中任一项所述的制备方法得到，其特征在于，所述光感应芯片包括依次层叠设置的芯体、介质层及透光体；所述芯体具有光源键合区及光检测模组，所述光源键合区设置有光源组件；

11.根据权利要求10所述的光感应芯片，其特征在于，所述介质层包括形成于所述芯体上的第一介质层以及形成于所述透光体上的第二介质层；所述第一腔室以及所述第二腔室分别贯通于所述第一介质层及所述第二介质层。

12.一种激光雷达，其特征在于，包括：处理电路以及如权利要求10或11所述的光感应芯片，所述处理电路与所述光感应芯片电性连接，用于控制所述光感应芯片感测空间中物体的三维信息。

13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求12所述的激光雷达。

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【技术特征摘要】

1.一种光感应芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述光检测模组包括相间隔设置的第一光接收件及第二光接收件；

5.根据权利要求4所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述于所述第二介质层上开设第二透光孔；包括：

6.根据权利要求2所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述键合所述晶圆和所述透光体形成芯片板组，包括：

7.根据权利要求1-6中任一项所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，所述提供一透光体；包括：

8.根据权利要求1所述的光感应芯片的制备方法，其特征在于，在所述键合所述晶圆和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艺章，朱文龙，温绍飞，区国雄，陈华云，
申请(专利权)人：成都阜时科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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