将不对称地定位的透镜与半导体装置一起使用，所述半导体装置包含不对称地定位于其表面上的光学活性区。所述透镜的光轴与所述光学活性区的中心对准。可制造半导体装置及透镜的晶片级组合件，将其与对准于所述不对称地放置的光学活性区上方的所述不对称地放置的透镜互相紧固，且对其进行单一化以形成封装，例如图像传感器封装。本发明专利技术还揭示相关方法以及并入有具有不对称地放置的光学活性区及经对准透镜的装置的系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及用于光敏装置(例如，图像传感器封装)的透镜对准、用于其 制造的晶片级结构及用于其的组件与制造方法。更明确地说，本专利技术的实施例涉及一个或 一个以上透镜与图像传感器的光敏区的不对称地放置的像素阵列的对准。
技术介绍
基于半导体裸片的图像传感器是电子/光子学
的技术人员众所周知的， 且在小型化配置中可用于在数码相机、个人数字助理(PDA)、因特网器具、蜂窝式电话、测试 装备等中俘获电磁辐射(例如，可见、IR或UV)信息以供观看、进一步处理或其两者。对于 在前述极端竞争性市场中的商业使用来说，图像传感器封装必须非常小。对于一些应用来 说，具有约为半导体裸片或芯片自身的尺寸的封装或所谓的"芯片级"封装是合乎需要的 (如果并不是要求的话)。 尽管常规上将传统半导体装置(例如，处理器及存储器)封装于不透明的保护材 料中，但图像传感器通常包含光波长频率辐射敏感性集成电路(还称为"光敏"电路或区或 者"成像区域")，所述集成电路被制造于半导体裸片的活性表面上并由光学透射元件覆盖， 其中图像传感器的光敏电路经定位以经由光学透射元件而从外部源接收光辐射。因此，图 像传感器封装的一个表面在常规上包含透明部分，所述透明部分通常为光透射玻璃或塑料 盖。对于需要高分辨率的摄影或其它目的来说，芯片经定位以从与其相关联的光学透镜接 收聚焦辐射。图像传感器可为电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)中的 一者。每一此类传感器的光敏电路在常规上包括含有呈光门、光敏晶体管或光电二极管形 式的光传感器的像素阵列，其通常称为"成像器阵列"。 当将图像聚焦于成像器阵列上时，对应于图像的光被引导到像素。像素的成像器 阵列可包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括用于每一像素的凸微透镜。每一微透镜可用 以将传入光引导穿过对应像素的电路区而到达光传感器区，从而增加到达光传感器的光的 量且增加像素的填充因数。微透镜还可用以增强来自非发光显示装置(例如，液晶显示装 置)的像素的照明光以增加显示器的亮度、形成待在液晶或发光二极管打印机中打印的图 像或甚至提供聚焦以用于将发光装置或接收装置耦合到光纤。 在图像传感器封装的设计与制造中考虑各种因素。举例来说，可以晶片级来至少 部分地(如果并非完全地)同时制造大量封装的程度是重要的成本考虑因素。此外，如果 封装设计或制造方法(即使以晶片级来进行)使封装位于其上的所有图像传感器半导体裸 片成为必要而不管显著数目的裸片是否有缺陷，那么导致浪费大量材料。而且，必须相对于 光敏电路而将封装透镜仔细地定位于所述裸片中的每一者上以实现均匀高质量成像，同时4排除湿气及其它污染物进入到在光敏电路与透镜之间界定的腔室中。 当将包含像素阵列的成像区域不对称地定位于图像传感器裸片上时，出现常规透 镜定位技术的一个显著问题，而常规透镜经配置以使得透镜的光学中心作为一个整体而对 称地或中心地定位于图像传感器上方且并不定位于像素阵列上方。像素阵列的不对称位置 经常由集成电路设计约束来规定，所述约束由电路(例如，存储器)及位于图像传感器裸片 的活性表面上的结合垫的位置强加。换句话说，由于电路设计者尝试优化图像传感器裸片 的电学方面，所以像素阵列变成被定位成偏离中心。 因此，仍然需要一种适应将成像区域不对称地定位于图像传感器上的封装技术， 所述技术可以晶片级来实现且提供并入有不对称成像区域的高质量图像传感器封装。
技术实现思路
本专利技术的一实施例包含一种用于形成图像传感器封装的方法，所述方法包含将透镜固定于图像传感器裸片上方，所述图像传感器裸片具有不对称地位于其上的成像器阵 列，其中所述透镜与所述成像器阵列光学对准。 本专利技术的另一实施例包含一种图像传感器封装，其包括图像传感器，其具有不对 称地定位于其上的光敏区；安置于光敏区上方的衬底，其具有穿过其的通路；及透镜，其支 撑于所述通路上方且与不对称地定位的光敏区对准。 本专利技术的又一实施例包含一种形成透镜结构的方法，其包含形成透镜元件，所述 透镜元件具有透镜，所述透镜具有被定位成与所述透镜元件的至少一个其它周边边缘相比 更接近所述透镜元件的至少一个周边边缘的光学中心；及将所述透镜配置有至少一个被截 侧，所述至少一个被截侧与所述至少一个周边边缘一致。 本专利技术的再一实施例包含一种晶片级成像器组合件，其包含晶片级半导体衬底， 所述半导体衬底包括图像传感器阵列。每一图像传感器包括不对称地定位的成像器阵列。 所述组合件还包括晶片级衬底，所述晶片级衬底包含位于其上的透镜元件阵列，每一透镜 元件包含透镜，所述透镜具有与成像器阵列的中心对准的光学中心。 本专利技术的又一实施例包含一种成像系统。 本专利技术的额外实施例包含形成透镜元件、透镜元件阵列及透镜元件与图像传感器 的晶片级组合件的方法。附图说明 在图式中描绘本专利技术的实施例且各种元件未必按比例绘制，在所述图式中 图1A是根据本专利技术的实施例的图像传感器阵列的一部分的示意性俯视正视图， 所述图像传感器阵列具有承载于块状半导体衬底上的不对称地定位的成像区域，每一成像 区域具有不对称地定位于其上方的透镜； 图1B是沿图1A的线B-B的示意性侧面剖视正视图； 图2A是在从块状半导体衬底单一化之后图1A及图1B的图像传感器中的一者的 实施例的放大的示意性侧面剖视正视图； 图2B是在从块状半导体衬底单一化之后图1A及图1B的图像传感器中的一者的 另一实施例的放大的示意性侧面剖视正视 图3A到图3C描绘在制造本专利技术的透镜的一个实施例中的动作； 图4展示本专利技术的晶片级透镜阵列的一个实施例；及 图5是说明包括如相对于图1到图4所展示及描述的透镜的成像系统的实施例的 简化框图。具体实施例方式大体参看附图，以半导体封装结构及用于组装这些封装结构的方法的形式来说明 本专利技术的各种实施例。以相同参考标号来指定所说明的实施例的共同元件。应理解，所呈 现的图式并不打算说明特定半导体封装结构的任何特定部分的实际视图，而是仅为用以更 清楚地且完整地描绘本专利技术的理想化示意性表示。 仅出于方便起见而在本专利技术的实施例的此描述中结合图中所描绘的特征的定向 来使用术语"上部"、"下部"、"顶部"及"底部"。然而，这些术语大体上用以指示相反的方向 及位置，而并非参照重力。举例来说，实际上可在制造或使用期间将根据本专利技术的实施例的 图像传感器封装定向于任何合适的方向上。 本专利技术的各种实施例涉及光敏半导体装置，一种类型的此类装置为图像传感器。 如本文中所使用，术语"光敏"仅指示所述装置响应于可见光或其它波长的光在其上的撞 击，且并非在任何意义上限制此装置的本质。 图1A描绘块状半导体衬底100的一部分，所述块状半导体衬底100具有制造于其 上的呈半导体裸片形式的图像传感器200(其还可称为图像传感器裸片)的阵列。块状半 导体衬底100可包含常规半导体材料晶片(例如，硅、砷化镓或磷化铟晶片)，或可包含安 置于载体衬底(例如，如由玻璃上硅(SOG)衬底或蓝宝石上硅(SOS)衬底例证的绝缘体上 硅(SOI)衬底)上的半导体材料。在任何情况下，可通过所属领域的技术人员众所周知且 无需在本文中进一步描述的技术来将所述阵列的图像传感器200制造于其上。 每一图像传感器200包括位于其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于形成图像传感器封装的方法，其包含：将透镜固定于图像传感器裸片上方，所述图像传感器裸片具有不对称地定位于其上的成像器阵列，其中所述透镜与所述成像器阵列光学对准。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克E塔特尔，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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