薄和緊致組件的薄型封裝的可回焊的互補金屬氧化物半導(dǎo)體硅芯片上實現(xiàn)照相機功能。
[0028]圖7顯不一種如上所述實施例的一立方芯片700。一發(fā)光二極管芯片702和一互補金屬氧化物半導(dǎo)體芯片704共享一共同透鏡706，包括在一發(fā)光二極管透鏡間隔710的上的發(fā)光二極管透鏡部分區(qū)域708和一在傳感器間隔714的上的傳感器透鏡部分區(qū)域712。一光分路器716將發(fā)光二極管透鏡間隔710與傳感器間隔714分離。光分路器是鍍上或由不透明物質(zhì)所制成來防止發(fā)光二極管芯片702產(chǎn)生的光線進入到傳感器的間隔714。該傳感器透鏡部分區(qū)域712集中入射光線718來投射到該互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器704。這通常代表該透鏡的傳感器透鏡部分區(qū)域712是為凸透鏡，也就是正透鏡。
[0029]該發(fā)光二極管透鏡部分區(qū)域708引導(dǎo)光線720自發(fā)光二極管芯片702經(jīng)過該發(fā)光二極管間隔710向外發(fā)射。發(fā)光二極管透鏡部分區(qū)域708是可是凸透鏡或正透鏡當以會聚光線為目的時，或者該透鏡亦是可為凹透鏡或負透鏡當以發(fā)散光線為目的時。該發(fā)光二極管的透鏡區(qū)域和該傳感器透鏡部分是可因為光線會聚或發(fā)散而有不同的光學特性。在該范例中，兩個部分區(qū)域708，712是為光會聚，他們是可有不同的焦距深度?；パa金屬氧化物半導(dǎo)體芯片704和發(fā)光二極管芯片702藉由導(dǎo)線722，724共享電源，例如和前述揭露一樣從工作電壓電極和接地線共享電源。一選擇性的相對增加硬度的頂層726，例如護罩玻璃，是可保護該共享透鏡706。
[0030]該共享透鏡706是可是自一塊環(huán)氧樹脂沖壓或壓印而成，舉例來說，其中藉由一沖壓來形成共享透鏡706，是包括一用以形成該發(fā)光二極管透鏡部分區(qū)域708的第一附加部分和形成該傳感器透鏡部分區(qū)域712的第二附加部分。當該共享透鏡是由光蝕刻法制程技術(shù)制成，其光罩是含蓋住該發(fā)光二極管部分和該傳感器部分。
[0031]圖8說明如圖7的一實施例，但是該共享透鏡706僅覆蓋傳感器的間隔714。圖7和圖8相同部件的類似編號保留來說明該發(fā)光二極管透鏡部分區(qū)域708是選擇性的省略。
[0032]在共享一基板上制造發(fā)光二極管和互補金屬氧化物半導(dǎo)體
[0033]基本概念是在相同基板如砷化鎵上制作互補金屬氧化物半導(dǎo)體和發(fā)光二極管。傳統(tǒng)上互補金屬氧化物半導(dǎo)體是在硅基板上制作。然而，砷化鎵亦可被用為互補金屬氧化物半導(dǎo)體裝置的一替代基板。發(fā)光二極管一般是在鋁砷化鎵基板上制成，該基板是可由砷化鎵來形成。因此，它有是可從砷化鎵開始，如前所述的修改互補金屬氧化物半導(dǎo)體部分區(qū)域和發(fā)光二極管部分區(qū)域，然后繼續(xù)在基板的修改部分區(qū)域制作發(fā)光二極管和互補金屬氧化物半導(dǎo)體組件。
[0034]砷化鎵具有一晶格常數(shù)565.35皮米(pm)。鋁砷化鎵具有一晶格常數(shù)565.33皮米，所以是可在砷化鎵基板上形成晶格化成長而不會造成顯著的晶格應(yīng)變。相反的，砷化銦鎵具有一晶格常數(shù)586.87皮米，所以其是無法在砷化鎵基板上形成而不造成顯著的晶格應(yīng)變。實際上，習知技術(shù)通常是在磷化銦上形成砷化銦鎵的成長晶格。在本發(fā)明所揭露，砷化銦鎵是藉由布植銦到一砷化鎵基板內(nèi)所形成。鋁砷化鎵是可自砷化鎵基板上直接成長，或藉由布植鋁到砷化鎵內(nèi)所形成。
[0035]在發(fā)光二極管一側(cè)，藉由布植鋁而修改形成的鋁砷化鎵而制成一紅外線的發(fā)射器，是能產(chǎn)生波長大于760奈米的紅外光。相反的，藉由布植銦修改傳感器一側(cè)而形成的砷化銦鎵能產(chǎn)生一偵測波長介于700到2600奈米的紅外線的傳感器。
[0036]舉例來說，圖9說明一如前述制造一整合基板的流程。該基板是可包括一發(fā)光二極管的鋁砷化鎵部分區(qū)域和一互補金屬氧化物半導(dǎo)體影像傳感器的砷化銦鎵部分區(qū)域。該制造流程900從步驟P902開始，將一砷化鎵基板904覆蓋上一光阻906，并移除一區(qū)域908的光阻以作為鋁布植來形成鋁砷化鎵。步驟P912是先將光阻906移除，并添加一新的光阻914覆蓋于鋁砷化鎵材質(zhì)的區(qū)域908。將銦是布植916到原本光阻906的下而今裸露的砷化鎵部分區(qū)域以形成砷化銦鎵。最后，步驟P918是移除覆蓋于鋁砷化鎵部分區(qū)域的光阻914。最終的基板具有一提供給發(fā)光二極管用的鋁砷化鎵部分區(qū)域和一提供給互補金屬氧化物半導(dǎo)體影像傳感器用的砷化銦鎵部分區(qū)域922。
[0037]步驟P924形成其他影像傳感器必需的電子電路，舉例來說，配套組件包括邏輯電路例如讀出電路是可在未布植鋁或銦的砷化鎵基板上形成。
[0038]步驟P926，該互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器是在由步驟P918所產(chǎn)生的砷化銦鎵材質(zhì)922的上形成。熟知的詳細制造互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器的技藝，舉例來說，如授權(quán)給Dickinson的美國專利號5，631，704所述，和授權(quán)給Clark的6，133，563等，這兩者可完全參照本發(fā)明相同的延伸來結(jié)合。步驟P928，該LED芯片是在由步驟P912所產(chǎn)生的鋁砷化鎵材質(zhì)920的上形成。熟知的詳細制造發(fā)光二極管芯片的技藝，舉例來說，如授權(quán)給Katoh的美國專利號5，032，960所述，和授權(quán)給Yang的8，368，114等，這兩者亦可完全參照本發(fā)明相同的延伸來結(jié)合。
[0039]在步驟P930中，一組合透鏡是形成給該發(fā)光二極管芯片和該互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器使用。舉例來說，這個透鏡是可利用沖壓或壓紋制法形成。如前所述該透鏡的一個部分區(qū)域是提供給發(fā)光二極管投射的用且另一部分是給互補金屬氧化物半導(dǎo)體接收光的用。該透鏡組合是堆棧在整合的發(fā)光二極管-互補金屬氧化物半導(dǎo)體芯片的上。最終產(chǎn)品是為一芯片組和一透鏡組的一整合是統(tǒng)，是由一發(fā)光二極管芯片的作動來發(fā)射光線，也可由一互補金屬氧化物影像傳感器的作動來感測光線。此外，當復(fù)數(shù)個互補金屬氧化物影像傳感器被整合在此一整合是統(tǒng)中時，這些復(fù)數(shù)個傳感器是可用來做3D影像感測。
[0040]前述討論在此技藝中的那些技術(shù)可理解為當作范例而非當作限制。那些不能分離本發(fā)明范圍和精神的表示和說明皆可視為非實質(zhì)的改變。如前所述，發(fā)明者特此宣告他們的發(fā)明是依靠均等論，如有必要在本專利權(quán)申請范圍中保護本專利的完整權(quán)利。
【主權(quán)項】
1.一種在微電子芯片中承載互補金屬氧化物半導(dǎo)體影像傳感器，其改良包括: 發(fā)光二極管發(fā)射器與該芯片整合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子芯片，其是形成于砷化鎵基板上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電子芯片，其包括發(fā)光二極管部分區(qū)域，是形成于砷化鋁鎵的上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電子芯片，其包括互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器部分區(qū)域，是形成于砷化銦鎵的上。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電子芯片，其包括形成在砷化鋁鎵的上的發(fā)光二極管部分區(qū)域以及形成在砷化銦鎵的上的互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器部分區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子芯片，其包括該微電子芯片的協(xié)助運作電路，是形成于未處理的砷化鎵的上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子芯片，其包括發(fā)光二極管透鏡間隔，是用以提供該發(fā)光二極管發(fā)射器所投射的光線光學路徑。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子芯片，其包括互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器透鏡間隔，是用以提供光學路徑使光線傳遞至該互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子芯片，其包括: 發(fā)光二極管透鏡間隔，是用以提供該發(fā)光二極管發(fā)射器所投射的光線第一光學路徑；互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器透鏡間隔，是用以提供第二光學路徑使光線傳遞至該互補金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器；以及 光分路器，是實質(zhì)上將該第一光學路徑與該第二光學路徑隔離。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子芯片，其包括該發(fā)光二極管發(fā)射器與該互補金屬氧化物半導(dǎo)體影像傳感器共享的至少一個共享電性連接。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微電子芯片，其中該共享電性連接是包括電源線。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微電子芯片，其中該共享電性連接是包括接地線。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微電子芯片，其中該至少一個共享電性連接包括電源線和接地線。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微電子芯片，其中該互補金屬氧化物半導(dǎo)體影像傳感器是在前面照射方向。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微電子芯片，其中該互補金屬氧化物半導(dǎo)體影像傳感器是在背面照射方向。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子芯片，其是可安裝在內(nèi)視鏡的上操作，以提供影像的用。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子芯片，其是安裝在相機的上，以提供影像的用。
【專利摘要】一微電子芯片包含與一發(fā)光二極管芯片整合的一互補金屬氧化物半導(dǎo)體影像傳感器。電路是建立在該芯片的上，以供共享電源方案。
【IPC分類】A61B1/06, A61B1/05
【公開號】CN104970756
【申請?zhí)枴緾N201510427862
【發(fā)明人】雷俊釗, 古安豪·G·查奧
【申請人】全視技術(shù)有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年7月8日
【公告號】CN104284110A, US20150018611