一种晶圆级封装红外探测器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种晶圆级封装红外探测器及其制作方法，属于半导体技术领域。该晶圆级封装红外探测器的制作方法，包括：在盖子晶圆的键合区域形成键合层；对除键合区域外且与键合区域位于同一表面的盖子晶圆进行减薄处理；在盖子晶圆的开窗区域涂覆红外增透抗反射膜，在盖子晶圆的气体吸附区域形成第一凹槽，并在第一凹槽的底壁和侧壁均涂覆气体吸附膜层；将基板晶圆与盖子晶圆进行键合封装，形成晶圆级封装红外探测器，基板晶圆包括有红外敏感像素和读出电路芯片。本申请实施例中，采用一种新的封装工艺工序，来降低封装成本，并进一步通过增加气体吸附剂(层)的面积来提高整个密封腔体的可靠性，进而提高整个设备的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆级封装红外探测器及其制作方法
本专利技术属于半导体
，具体涉及一种晶圆级封装红外探测器及其制作方法。
技术介绍
红外探测器(InfraredDetector)是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件，在军事、工业、交通、安防监控、气象、医学等各行业具有广泛的应用。非制冷红外焦平面探测器无需制冷装置，能够工作在室温状态下，具有体积小、质量轻、功耗小、寿命长、成本低、启动快等优点。目前非制冷焦平面探测器主要是采用真空封装、金属管壳封装、陶瓷管壳封装、晶圆级封装等形式。晶圆级封装技术的集成度更高，工艺步骤也有所简化，更适合大批量和低成本生产。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种晶圆级封装红外探测器及其制作方法，通过增加气体吸附剂(层)的面积来提高整个密封腔体的可靠性。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种晶圆级封装红外探测器的制作方法，包括：在盖子晶圆的键合区域形成键合层；对除所述键合区域外且与所述键合区域位于同一表面的所述盖子晶圆进行减薄处理；在所述盖子晶圆的开窗区域涂覆红外增透抗反射膜，在所述盖子晶圆的气体吸附区域形成第一凹槽，并在所述第一凹槽的底壁和侧壁均涂覆气体吸附膜层；将基板晶圆与所述盖子晶圆进行键合封装，形成晶圆级封装红外探测器，所述基板晶圆包括有红外敏感像素和读出电路芯片。本申请实施例中，采用一种新的封装工艺工序，来降低封装成本，并进一步提高整个设备的可靠性，即通过在盖子晶圆的键合区域形成键合层、开窗区域涂覆红外增透抗反射膜以及在气体吸附区域形成第一凹槽，并在第一凹槽的底壁和侧壁均涂覆气体吸附膜层的新工艺来降低封装成本；通过在第一凹槽的底壁和侧壁均涂覆气体吸附膜层，也即通过增加气体吸附剂(层)的面积来提高整个密封腔体的可靠性，进而提高设备的可靠性。在本专利技术可选的实施例中，在所述盖子晶圆的开窗区域涂覆红外增透抗反射膜，包括：在所述盖子晶圆的开窗区域形成第二凹槽，并在所述第二凹槽的底壁和侧壁均涂覆红外增透抗反射膜。在本专利技术可选的实施例中，将所述基板晶圆与所述盖子晶圆进行键合封装之前，所述方法还包括：在所述盖子晶圆的正面涂覆红外增透抗反射膜，所述正面与所述键合区域所在的面为相对面。在本专利技术可选的实施例中，将所述基板晶圆与所述盖子晶圆进行键合封装之后，所述方法还包括：在所述盖子晶圆的正面涂覆红外增透抗反射膜，所述正面与所述键合区域所在的面为相对面。本专利技术实施例还提供了一种晶圆级封装红外探测器，包括：一盖子晶圆，在所述盖子晶圆的背面上设置有开窗区域、气体吸附区域以及围绕所述气体吸附区域和所述开窗区域的键合区域；所述气体吸附区域开设有用于涂覆气体吸附膜层的第一凹槽，所述键合区域设置有键合层，所述开窗区域涂覆有红外增透抗反射膜。本申请实施例中，通过在气体吸附区域开设用于涂覆气体吸附膜层的第一凹槽，以便在第一凹槽的底壁和侧壁均涂覆气体吸附膜层，通过增加气体吸附剂(层)的面积来提高整个密封腔体的可靠性，进而提高设备的可靠性。在本专利技术可选的实施例中，所述气体吸附区域包括：位于所述开窗区域第一侧的第一区域和位于所述开窗区域第二侧的第二区域，相应地，所述第一区域和所述第二区域均开设有所述第一凹槽，所述第一侧与所述第二侧为相对侧。在本专利技术可选的实施例中，所述气体吸附区域围绕所述开窗区域设置。在本专利技术可选的实施例中，所述开窗区域开设有第二凹槽，所述红外增透抗反射膜涂覆于所述第二凹槽的底壁和侧壁。在本专利技术可选的实施例中，所述第一凹槽的底面和所述第二凹槽的底面位于同一水平线上。在本专利技术可选的实施例中，远离所述第二凹槽的所述第一凹槽的内侧壁呈台阶状。在本专利技术可选的实施例中，所述盖子晶圆的正面上设置有对准标记，所述对准标记正对所述键合层的中心。在本专利技术可选的实施例中，所述盖子晶圆的正面上涂覆有红外增透抗反射膜。在本专利技术可选的实施例中，所述开窗区域位于盖子晶圆的中心位置。在本专利技术可选的实施例中，所述晶圆级封装红外探测器还包括：一带有红外敏感像素和读出电路芯片的基板晶圆，所述基板晶圆与所述盖子晶圆的键合层以真空密封的方式键合。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1示出了本专利技术实施例提供的一种晶圆级封装红外探测器的结构示意图。图2示出了本专利技术实施例提供的一种晶圆级封装红外探测器的制作方法的流程图。图3示出了本专利技术实施例提供的在盖子晶圆的键合区域形成键合层的结构示意图。图4示出了本专利技术实施例提供的对盖子晶圆进行减薄处理后的结构示意图。图5示出了本专利技术实施例提供的在盖子晶圆的气体吸附区域形成第一凹槽的结构示意图。图6示出了本专利技术实施例提供的在盖子晶圆的开窗区域涂覆红外增透抗反射膜以及在第一凹槽内壁涂覆气体吸附膜层的结构示意图。图7示出了本专利技术实施例提供的在盖子晶圆的开窗区域形成第二凹槽的结构示意图。图8示出了本专利技术实施例提供的在盖子晶圆的第二凹槽内壁涂覆红外增透抗反射膜以及在第一凹槽内壁涂覆气体吸附膜层的结构示意图。图9示出了本专利技术实施例提供的基板晶圆的结构示意图。图10示出了本专利技术实施例提供的基板晶圆与盖子晶圆封装形成晶圆级封装红外探测器的结构示意图。图标：10－晶圆级封装红外探测器；1－盖子晶圆；11－键合层；12－对准标记；13－第一凹槽；14－气体吸附膜层；15－红外增透抗反射膜；16－第二凹槽；2－基板晶圆；21－红外敏感像素；22－PAD焊点。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆级封装红外探测器的制作方法，其特征在于，包括：在盖子晶圆的键合区域形成键合层；对除所述键合区域外且与所述键合区域位于同一表面的所述盖子晶圆进行减薄处理；在所述盖子晶圆的开窗区域涂覆红外增透抗反射膜，在所述盖子晶圆的气体吸附区域形成第一凹槽，并在所述第一凹槽的底壁和侧壁均涂覆气体吸附膜层；将基板晶圆与所述盖子晶圆进行键合封装，形成晶圆级封装红外探测器，所述基板晶圆包括有红外敏感像素和读出电路芯片。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆级封装红外探测器的制作方法，其特征在于，包括：在盖子晶圆的键合区域形成键合层；对除所述键合区域外且与所述键合区域位于同一表面的所述盖子晶圆进行减薄处理；在所述盖子晶圆的开窗区域涂覆红外增透抗反射膜，在所述盖子晶圆的气体吸附区域形成第一凹槽，并在所述第一凹槽的底壁和侧壁均涂覆气体吸附膜层；将基板晶圆与所述盖子晶圆进行键合封装，形成晶圆级封装红外探测器，所述基板晶圆包括有红外敏感像素和读出电路芯片。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述盖子晶圆的开窗区域涂覆红外增透抗反射膜，包括：在所述盖子晶圆的开窗区域形成第二凹槽，并在所述第二凹槽的底壁和侧壁均涂覆红外增透抗反射膜。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述基板晶圆与所述盖子晶圆进行键合封装之前，所述方法还包括：在所述盖子晶圆的正面涂覆红外增透抗反射膜，所述正面与所述键合区域所在的面为相对面。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述基板晶圆与所述盖子晶圆进行键合封装之后，所述方法还包括：在所述盖子晶圆的正面涂覆红外增透抗反射膜，所述正面与所述键合区域所在的面为相对面。5.一种晶圆级封装红外探测器，其特征在于，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：马清杰，许正一，陈敏，吴多武，
申请(专利权)人：南京方旭智芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32