本發(fā)明涉及光電器件封裝領(lǐng)域，具體地涉及一種光學(xué)元件和光學(xué)元件的晶圓級(jí)封裝方法。

背景技術(shù)：

1、對(duì)于光學(xué)元件單元，目前行業(yè)內(nèi)的晶圓級(jí)模塊封裝都是把光學(xué)晶圓與封裝后的傳感器晶圓進(jìn)行鍵合，切割后對(duì)外周做噴涂遮光，或者是切割后置入磨具中做遮光保護(hù)，實(shí)際不是完全的晶圓級(jí)模塊封裝。因此，當(dāng)前的封裝流程在生產(chǎn)效率和生產(chǎn)良率上依然存在較大的可提升空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)元件和光學(xué)元件的晶圓級(jí)封裝方法，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件單的全流程晶圓級(jí)封裝。

2、本發(fā)明提供一種光學(xué)元件的晶圓級(jí)封裝方法，其包括步驟：

3、提供第一晶圓，所述第一晶圓具有相對(duì)的第一面和第二面，所述第一晶圓第一面形成有多個(gè)規(guī)律排布的光學(xué)功能結(jié)構(gòu)；

4、將所述第一晶圓置于一臨時(shí)承載晶圓上，所述第一晶圓第二面朝向所述臨時(shí)承載晶圓設(shè)置；

5、將所述第一晶圓分割為多顆光學(xué)元件單元，每顆所述光學(xué)元件單元包括至少一所述光學(xué)功能結(jié)構(gòu)；

6、解鍵合臨時(shí)承載晶圓，得到單顆光學(xué)元件單元。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在將所述第一晶圓第二面鍵合于一臨時(shí)承載晶圓之前，還包括步驟：

8、提供第二晶圓，將所述第二晶圓鍵合于所述第一晶圓第一面。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，將所述第一晶圓分割為多顆光學(xué)元件單元，具體包括：

10、通過(guò)機(jī)械切割或化學(xué)刻蝕將所述第二晶圓和所述第一晶圓分割為多顆所述光學(xué)元件單元，每顆所述光學(xué)元件單元包括至少一光學(xué)功能結(jié)構(gòu)。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在將所述第一晶圓第二面鍵合于一臨時(shí)承載晶圓之前，還包括步驟：

12、將完成封裝的傳感器晶圓級(jí)基板鍵合于所述第一晶圓第二面，所述傳感器晶圓級(jí)基板包括多個(gè)規(guī)律排布的傳感器，鍵合后，所述傳感器與所述光學(xué)功能結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)排布設(shè)置。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述將所述第一晶圓置于一臨時(shí)承載晶圓上，具體包括：

14、將所述傳感器晶圓級(jí)基板鍵合于所述臨時(shí)承載晶圓上，使所述第一晶圓和所述傳感器晶圓級(jí)基板置于所述臨時(shí)承載晶圓上。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述將所述第一晶圓分割為多顆光學(xué)元件單元，具體包括：

16、通過(guò)機(jī)械切割或化學(xué)刻蝕將所述第一晶圓和所述傳感器晶圓級(jí)基板分割為多顆所述光學(xué)元件單元，每顆所述光學(xué)元件單元包括至少一所述光學(xué)功能結(jié)構(gòu)和一所述傳感器。

17、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述解鍵合臨時(shí)承載晶圓之前，還包括步驟：

18、在所述光學(xué)元件單元表面覆蓋遮光保護(hù)材料；

19、去除所述光學(xué)元件單元部分表面區(qū)域的所述遮光保護(hù)材料，形成透出至少部分光學(xué)功能結(jié)構(gòu)的通光區(qū)域，并使相鄰所述光學(xué)元件單元之間分離；

20、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述光學(xué)元件單元表面覆蓋遮光保護(hù)材料，具體包括：

21、通過(guò)旋涂和化學(xué)氣相沉積在所述光學(xué)元件單元表面覆蓋所述遮光保護(hù)材料，形成覆蓋光學(xué)元件單元表面及填充于光學(xué)元件單元表面之間區(qū)域的保護(hù)層。

22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，去除所述光學(xué)元件單元部分表面區(qū)域的遮光保護(hù)材料，形成透出至少部分所述光學(xué)功能結(jié)構(gòu)的通光區(qū)域，并使相鄰所述光學(xué)元件單元之間分離，具體包括：

23、通過(guò)干法刻蝕去除所述光學(xué)元件單元部分表面區(qū)域的所述遮光保護(hù)材料，形成透出至少部分光學(xué)功能結(jié)構(gòu)的所述通光區(qū)域；

24、通過(guò)刻蝕或切割去除相鄰所述光學(xué)元件單元之間的所述遮光保護(hù)材料，使相鄰所述光學(xué)元件單元之間分離。

25、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述在所述光學(xué)元件單元表面覆蓋遮光保護(hù)材料，具體包括：

26、通過(guò)原子層沉積在所述光學(xué)元件單元表面覆蓋所述遮光保護(hù)材料，形成覆蓋所述光學(xué)元件單元表面和臨時(shí)承載晶圓表面的保護(hù)層。

27、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，去除所述光學(xué)元件單元部分表面區(qū)域的所述遮光保護(hù)材料，形成透出至少部分所述光學(xué)功能結(jié)構(gòu)的通光區(qū)域，并使相鄰所述光學(xué)元件單元之間分離，具體包括：

28、通過(guò)干法刻蝕去除光學(xué)元件單元部分表面區(qū)域的遮光保護(hù)材料，形成透出至少部分光學(xué)功能結(jié)構(gòu)的通光區(qū)域。

29、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一晶圓第一面形成有多個(gè)規(guī)律排布的光學(xué)功能結(jié)構(gòu)，具體包括：

30、所述第一晶圓第一面形成有多個(gè)規(guī)律排布的超表面光學(xué)元件，所述超表面光學(xué)元件表面形成納米級(jí)微結(jié)構(gòu)單元陣列。

31、本發(fā)明還提供一種光學(xué)元件的晶圓級(jí)封裝方法，其包括步驟：

32、提供第一晶圓，所述第一晶圓具有相對(duì)的第一面和第二面，所述第一晶圓第一面形成有多個(gè)規(guī)律排布的光學(xué)功能結(jié)構(gòu)；

33、將所述第一晶圓置于一重組晶圓上，所述第一晶圓第二面朝向所述重組晶圓設(shè)置，所述重組晶圓包括多個(gè)規(guī)律排布的重布線區(qū)，所述重布線區(qū)與光學(xué)功能結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)排布設(shè)置；

34、將所述第一晶圓分割為多顆光學(xué)元件單元，每顆所述光學(xué)元件單元包括至少一所述光學(xué)功能結(jié)構(gòu)；

35、去除所述重組晶圓表面鍵合層，暴露出所述重組晶圓表面的電連接區(qū)；

36、切割重組晶圓，得到單顆光學(xué)元件單元。

37、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述去除所述重組晶圓表面鍵合層之前，還包括步驟：

38、提供第二晶圓，將所述第二晶圓鍵合于所述第一晶圓第一面；

39、將所述第一晶圓和所述第二晶圓分割為多顆光學(xué)元件單元，每顆所述光學(xué)元件單元包括至少一光學(xué)功能結(jié)構(gòu)。

40、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述將所述第二晶圓鍵合于所述第一晶圓第一面，具體包括：

41、將所述第二晶圓通過(guò)鍵合材料直接鍵合于所述晶圓第一面；或

42、在所述第一晶圓和所述第二晶圓之間加入支撐墊，將所述第二晶圓通過(guò)鍵合材料借助所述支撐墊鍵合于所述晶圓第一面。

43、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鍵合材料為sio2、sin、al2o3、si、或薄膜黏合劑，或環(huán)氧樹脂。

44、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述切割重組晶圓之前，還包括步驟：

45、在所述光學(xué)元件單元表面覆蓋遮光保護(hù)材料；

46、去除所述重組芯片表面和光學(xué)元件單元部分表面區(qū)域的遮光保護(hù)材料，形成透出至少部分光學(xué)功能結(jié)構(gòu)的通光區(qū)域。

47、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一晶圓第一面形成有多個(gè)規(guī)律排布的光學(xué)功能結(jié)構(gòu)，具體包括：

48、所述第一晶圓第一面形成有多個(gè)規(guī)律排布的超表面光學(xué)元件，所述超表面光學(xué)元件表面形成納米級(jí)微結(jié)構(gòu)單元陣列。

49、一種采用上述的光學(xué)元件的晶圓級(jí)封裝方法制作的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件包括重組晶圓基板，所述重組晶圓基板表面設(shè)置有相互電連接的重布線區(qū)和電連接區(qū)；

50、所述重組晶圓基板上設(shè)置有第一光學(xué)結(jié)構(gòu)件，所述第一光學(xué)結(jié)構(gòu)件與所述重組晶圓基板相背離的表面設(shè)置有光學(xué)功能結(jié)構(gòu)，所述第一光學(xué)結(jié)構(gòu)件暴露出所述電連接區(qū)。

51、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一光學(xué)結(jié)構(gòu)件上還設(shè)置有第二光學(xué)結(jié)構(gòu)件，所述第一光學(xué)結(jié)構(gòu)件和所述第二光學(xué)結(jié)構(gòu)件外表面覆蓋有遮光保護(hù)材料，且所述遮光保護(hù)材料至少暴露出部分所述光學(xué)功能結(jié)構(gòu)。

52、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)使用承載基板或重組晶圓起到承載晶圓的作用，在封裝過(guò)程中，從晶圓切割到去除遮光保護(hù)材料的步驟都通過(guò)晶圓級(jí)的操作方式進(jìn)行，能夠顯著提升封裝效率，降低封裝成本，并且整體采用晶圓級(jí)封裝，能夠提高產(chǎn)品的一致性。