[实用新型]半导体器件

说明书

本实用新型涉及半导体器件。所述半导体器件包括非矩形半导体管芯，所述非矩形半导体管芯包括弯曲图像传感器区域。本实用新型解决的一个技术问题是减少传感器开裂和其他制造缺陷。本实用新型实现的一种技术效果是提供改进半导体器件。

技术领域

本实用新型总体涉及半导体器件，并且更具体地涉及半导体管芯以及形成抗屈曲稳健性的弯曲图像传感器区域的方法。

背景技术

半导体器件在现代电子产品中很常见。电子部件的半导体器件的数量和密度各不相同。半导体器件执行多种多样的功能，诸如模拟和数字信号处理、传感器、电磁信号的发送和接收、电子器件控制、功率管理以及音频/视频信号处理。分立半导体器件通常包含一种类型的电子部件，例如，发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器、二极管、整流器、半导体闸流管以及功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包括数百至数百万的电子部件。集成半导体器件的示例包括微控制器、图像传感器、专用集成电路(ASIC)、电源转换、标准逻辑、放大器、时钟管理、存储器、接口电路以及其他信号处理电路。

图像传感器是通过将光或电磁辐射转换为电信号来检测和记录图像的半导体器件类型。可利用互补金属氧化物半导体(CMOS)或N型金属氧化物半导体(NMOS)技术中的半导体电荷耦合器件(CCD)和有源像素传感器来实现图像传感器，它们应用于数字相机、录像机、医疗成像设备、夜视设备、热学成像设备、雷达、声纳和其他图像检测设备中。

来自图像场景的光通常通过一个或多个光学透镜(例如，多达四个或更多个透镜)聚焦在平坦或平面图像传感器表面上。光学聚焦透镜为相机封装增加了成本、复杂性和高度。即使利用光学透镜，图像质量也是通常在图像传感器的中心区域中更好，而边缘则较差。图像传感器不断地朝更高的分辨率、更快的聚焦时间、更好的聚焦深度、更低的轮廓和更低的成本发展。

一种使光学聚焦透镜数量减少的方法是使图像传感器具有弯曲表面。已知的是，相较具有平坦图像传感器的相机来说，使用弯曲图像传感器的相机具有某些性能优点，例如在移动数字相机应用中。

图1示出了具有底部基板材料12的半导体晶圆10。多个半导体管芯 14形成在晶圆10上，该晶圆通过管芯间晶圆区域或锯道16分开。半导体管芯14包含图像传感器区域，如上所述。半导体管芯14具有带有线性侧边缘20和拐角22以及平坦表面的矩形或正方形的形状因数(shape factor)。半导体晶圆10的厚度通常减小，并且通过锯道16而切割成单独薄半导体管芯14。

具有平坦表面的薄矩形半导体管芯14被放置在具有弯曲或凹形凹陷的模塑(mold)或基板上方。薄半导体管芯14的表面因空气压力或其他力而偏转到该模塑的凹形凹陷中，以形成弯曲图像传感器区域32，如图2a和图 2b所示。

半导体管芯14的矩形形状因数不易配合到弯曲凹陷中。矩形管芯形状因数在弯曲凹陷上方的附加表面区域产生应力集中区域。当被迫进入该模塑的弯曲凹陷时，矩形图像传感器管芯14经受应力。如图2a所示，应力集中区域可能导致平面外变形或屈曲，如图像传感器区域32的区域34中所示。图2b示出了图像传感器区域32的区域36中的屈曲的另一个示例。屈曲取决于管芯形状因数、管芯大小、管芯厚度、负载和管芯宽度与曲率半径比。矩形半导体管芯不易适形于凹形凹陷。具有较小曲率半径的较小管芯更易屈曲。其中压缩力超过底部基板材料的刚度的机械不稳定性可能引起屈曲。在一些情况下，具有图像传感器区域32的半导体管芯14易受传感器开裂和其他制造缺陷影响。

实用新型内容

本实用新型解决的一个技术问题是减少传感器开裂和其他制造缺陷。

根据本实用新型的一个方面，半导体器件包括非矩形半导体管芯，该非矩形半导体管芯包括弯曲图像传感器区域。

根据一个实施方案，非矩形半导体管芯包括具有非线性边缘的形状因数。

根据一个实施方案，非矩形半导体管芯包括圆形形状因数。