[发明专利]形成光学模块的方法

说明书

本公开涉及形成光学模块的方法。提供了光学模块及其形成方法。在一个实施例中，示例性方法包括：在第一晶圆之上形成多个第一光学元件，在第二晶圆之上形成多个第二光学元件，在第三晶圆之上形成多个第三光学元件，将第一晶圆与第二晶圆对准，使得在第一晶圆与第二晶圆的对准后，每个第一光学元件与对应的第二光学元件竖直交叠。该方法还包括将第一晶圆与第二晶圆键合以形成第一键合结构，将第二晶圆与第三晶圆对准，使得在将第一键合结构的第二晶圆键合至第三晶圆时，在第二晶圆与第三晶圆的对准后，每个第二光学元件与对应的第三光学元件竖直交叠。

技术领域

本公开涉及半导体领域，更具体地，涉及形成光学模块的方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)行业经历了指数级增长。IC材料和设计的技术进步产生了几代IC，每一代的电路都比上一代更小、更复杂。在IC演进过程中，功能密度(即每芯片面积的互连模块数量)普遍增加，而几何尺寸(即可以使用制造工艺创建的最小组件(或线))减少。这种按比例缩小的过程通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供好处。

尽管在半导体制造方面取得了进步，但形成光学模块的现有方法可能仍需要改进。例如，每个光学模块可能通过将多个单独的光学元件对准和组装来形成，导致体积庞大的光学模块，复杂的模块组装过程，以及增加了成本。因此，尽管现有的形成光学模块的方法通常已经足够，但它们在并非在所有方面都是令人满意的。

发明内容

本公开的第一方面涉及一种用于形成半导体结构的方法，包括：在第一晶圆之上形成多个第一光学元件；在第二晶圆之上形成多个第二光学元件；将所述第一晶圆与所述第二晶圆对准，其中，在将所述第一晶圆与所述第二晶圆对准后，所述多个第一光学元件中的每个第一光学元件与所述多个第二光学元件中对应的第二光学元件竖直交叠；在将所述第一晶圆与所述第二晶圆对准后，将所述第一晶圆与所述第二晶圆键合，从而得到第一键合结构；在第三晶圆之上形成多个第三光学元件；将所述第一键合结构的所述第二晶圆与所述第三晶圆对准，其中，在将所述第二晶圆与所述第三晶圆对准后，所述多个第二光学元件中的每个第二光学元件与所述多个第三光学元件中对应的第三光学元件竖直交叠；以及在将所述第二晶圆与所述第三晶圆对准后，将所述第一键合结构的所述第二晶圆键合至所述第三晶圆，从而得到第二键合结构。

本公开的第二方面涉及一种用于形成半导体结构的方法，包括：在第一晶圆之上形成多个第一光学元件；在第二晶圆之上形成多个第二光学元件；在第三晶圆之上形成多个第三光学元件；在形成所述多个第一光学元件以及形成所述多个第二光学元件之后，将所述第一晶圆与所述第二晶圆对准；在所述第一晶圆与所述第二晶圆的对准后，将所述第一晶圆与所述第二晶圆键合；在形成所述多个第三光学元件后，将所述第二晶圆与所述第三晶圆对准；在所述第二晶圆与所述第三晶圆的对准后，将所述第一晶圆和所述第二晶圆与所述第三晶圆键合，从而得到键合结构；以及切割所述键合结构以形成多个第一光学模块，其中，所述多个第一光学模块中的每个第一光学模块包括所述多个第一光学元件之一、所述多个第二光学元件之一和所述多个第三光学元件之一，并且其中，所述多个第一光学模块中的每个第一光学模块包括竖直侧壁。

本公开的第三方面涉及一种光学模块，包括：第一衬底；图像传感器，设置在所述第一衬底之上并电耦合到所述第一衬底；第一粘合层，设置在所述图像传感器之上；第二衬底，设置在所述图像传感器之上并通过所述第一粘合层附接到所述图像传感器；滤光器，设置在所述第二衬底之上并设置在所述图像传感器的正上方；第三衬底，设置在所述滤光器之上并通过第二粘合层附接到所述滤光器；以及透镜结构，设置在所述第三衬底之上并且设置在所述图像传感器和所述滤光器的正上方，其中，所述第一衬底的侧壁表面与所述第二衬底的侧壁表面对准。

附图说明

当与附图一起阅读时，从以下详细描述可以最好地理解本公开。需要强调的是，根据行业的标准做法，各种特征未按比例绘制，仅用于说明目的。事实上，为了讨论的清晰，可以任意增加或减少各种特征的尺寸。