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TW201701450A - 在具有徑向變化之曲度的模具中彎折半導體晶片 - Google Patents

在具有徑向變化之曲度的模具中彎折半導體晶片 Download PDF

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TW201701450A
TW201701450A TW105109432A TW105109432A TW201701450A TW 201701450 A TW201701450 A TW 201701450A TW 105109432 A TW105109432 A TW 105109432A TW 105109432 A TW105109432 A TW 105109432A TW 201701450 A TW201701450 A TW 201701450A
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photonic
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TW105109432A
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安卓 基夫
傑佛瑞Ｐ 麥克奈特
裘雷莫 赫瑞拉
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微軟技術授權有限責任公司
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Abstract

本案提出用於製造具有彎曲表面之半導體晶片的技術，包括置放一實質上平坦的光子感測器晶片在一模具的一凹陷表面上，使得該光子感測器晶片的一活動區至少部分地覆蓋該模具的一凹形中心區域，且該光子感測器晶片的一不活動區至少部分地覆蓋該模具的一凸形周圍區域。該模具具有一徑向變化之曲度且該凹陷表面包括該凹形中心區域，且該凸形周圍區域同心地圍繞該凹形中心區域。可施加壓力在該光子感測器晶片上，以按壓及彎折該光子感測器晶片至該模具中。

Description

在具有徑向變化之曲度的模具中彎折半導體晶片
本發明係關於在具有徑向變化之曲度的模具中彎折半導體晶片。
光學系統常見用於許多裝置中，像是攝影機、天文望遠鏡、雙筒望遠鏡、辦公室設備、及科學儀器（僅舉數例）。光學系統鉸鏈的效能部分基於系統之各元件的設計，以及系統的整體設計，後者提出了元件之間的光學性互動。
本揭示案描述用於彎折及成形半導體晶片（像是光子感測器晶片）的技術及架構。特定言之，從平坦、相較易碎之材質（例如像是矽或氮化鎵）製成的光子感測器晶片可在該光子感測器晶片製成後經成形，使得該光子感測器晶片的感光表面彎曲，以具有球形、非球面、或其他形狀。
欲成形彎曲的光子感測器晶片，該光子感測器晶片可經置放在具有徑向變化之曲度的模具中。可對該光子感測器晶片施力以將該光子感測器晶片彎折進入該模具的形狀中。使用具有徑向變化之曲度的模具可減少在彎折期間於該光子感測器晶片之最外側（無光活性(non-photoactive)）區域的應力。此種應力的減少可允許該光子感測器晶片集中於活動感測器區域處的更急劇的轉折（更高的彎曲程度），以符合所欲的光學設計，而該轉折可能超過一個。在該活動感測器區域之外，模具的彎曲程度可能相較地小以減少該光子感測器晶片的彎折應力。
本發明內容部分經提供以簡化之形式介紹一些概念，以下將在實施方式部分進一步說明該些概念。本發明內容部分並不為了識別出所請標的之關鍵特徵或基本特徵，也不意圖被用為決定所請標的之範疇的輔助。舉例來說，「技術」一詞可指製造設備、控制系統、方法、電腦可讀取指令、模組、演算法、或硬體邏輯（例如現場可程式化閘極陣列(FPGA)、應用特定積體電路(ASIC)、應用特定標準產品(ASSP)、單晶片系統(SOC)、複合式可程式化邏輯裝置(CPLD)），其可被用來實行以上前文及整個文件所允許之技術。
一般而言，光學系統可包含透鏡、反射鏡、及（或）一或更多光感測（light sensing）裝置，像是電荷耦合裝置（CCD）或能將光能量轉換成電氣信號的其他裝置。複數個CCD可經配置成被製造在一基板上的陣列（例如像素化陣列），該基板可為（例如）矽、鍺、或其他半導體材質。被製造在一基板上的感光裝置（像是CCD、CCD陣列、或一或更多其他光感測實體）在此稱為「光子感測器晶片」。此名稱可指光感測器，其不一定是經配置來感測影像，反而是任何電磁信號（可見或不可見）。
光子感測器晶片可被彎折，使得該光子感測器晶片的感光表面（活動區）具有彎曲的形狀，這比起平坦表面之光子感測器晶片而言，對於光學系統的設計可提供數個優點。尤其對於包含透鏡、反射鏡、及（或）其他光學組件（比方晶圓層級之光學元件）的光學系統，在此種光學系統包括彎曲的光子感測器晶片時，比起包括平坦表面之光子感測器晶片具有較少的設計限制。例如，一些設計限制可包括透鏡的個數、色度及（或）空間像差的可接受容許度、等等。具有球形、非球形、或其他表面的光子感測器晶片可導致高效能的光學系統，其在遍及該光子感測器晶片之表面上產生相對一致的光密度及空間頻率響應。
光子感測器晶片可包含數種半導體材質中任意者，像是砷化銦鎵、鍺、矽、硫化鉛、砷化銦、碲化汞鎘、和鉑矽化物（僅舉數例）。在一些實施方式中，用於彎折平坦的光子感測器晶片（比方說晶粒(die)）的程序包括向該光子感測器晶片施力以將該光子感測器晶片彎折到彎曲的（比方說球形的）模具中，該模具具有徑向變化之彎曲程度。例如，該光子感測器晶片的活動區可經針對該模具之特定彎曲程度（或彎曲範圍）來塑形，同時不活動區可經針對該模具之另一特定彎曲程度（或彎曲範圍）來塑形。此種模具可不具有斜度不連續之梯階，斜度不連續之梯階會加劇彎折該光子感測器晶片期間的應力。如此相對於（例如）具有包括斜度不連續性、梯階、或單一彎曲程度之表面的模具，經彎折之光子感測器晶片之全部部分皆被賦予該單一彎曲程度。藉由使用對該光子感測器晶片之活動區而言具較大彎曲程度、而對不活動區具有相對較低之彎曲程度的模具，在該光子感測器晶片中因彎折所生的應力可被降低，而此比起整個光子感測器晶片針對具有單一彎曲程度之模具來塑形的情況來說允許在活動區的更大偏移（比方說更急劇的彎折）。例如，當針對具有單一彎曲程度之模具來塑形時，25微米厚的光子感測器晶片在超過50～75微米時將變得難以變形（在不斷裂之下）。相對地，利用對光子感測器晶片之不活動區具有比活動區相對低之彎曲程度的模具可能導致該活動區中超過約150微米的中心偏移。偏移可經量測，例如當作從未偏移的光子感測器晶片到該光子感測器晶片之最高點的距離。
在各種例子中，彎曲的光子感測器晶片經黏合至一模具或一基板的組合可包含一獨立的（stand-alone）光學裝置，該光學裝置可經後續併入光學系統中。例如，製造者可製造一光學裝置，該光學裝置包含經黏合至模具之彎曲光子感測器晶片的組合，該模具經用來成形該光子感測器晶片。製造者可供應這樣的光學裝置給製成光學系統的另一製造者。該光學裝置可經併入此種光學系統中。
將進一步參看第1～12圖說明各種例子。   範例環境
第1圖是範例光子感測器晶片100的俯視圖。本說明書所述技術及設備的例子可經施用至半導體晶片，而不限於彎曲光子感測器晶片。然而為例示之目的，以下所述例子及實施方式涉及光子感測器晶片。應注意，利用這些範例技術及實施方式可成形或彎折數種其他類型半導體晶片中任何者。
光子感測器晶片100包括一半導體基板102，在該半導體基板上建有一感光部104。例如，感光部104（可為CCD陣列）包括一或更多感光元件106。此種感光元件106之各者（例如）可對應於由感光部104（部分地）所產生之影像的一像素。感光部104可指「活動區」，其能夠轉換光能量成為電能量或電氣信號。除非經相反指明，「光」一詞指頻譜之任意部分中的電磁能量。因此，舉例來說，光或光能量涵蓋電磁頻譜的可見光、紅外光（IR）、近紅外光（NIR）及紫外光（UV）部分。儘管經圖示有一個活動區，在光子感測器晶片100中可包括超過一個感光部104。
一個不活動區108可至少部分地圍繞感光部104。不活動區108（其可能沒有或實質上沒有感光元件）可包括用於操作感光部104的各種電路元件、導線、等等。例如，如果感光部104是CCD陣列，則不活動區108可包括用於控制CCD元件之列和行的電路系統。感光部104及不活動區108各可佔有光子感測器晶片100之面積的任意部分。感光部104可（例如）為具有任何縱橫比例（例如寬對高）的方形或矩形（或其他形狀）。光子感測器晶片100的寬度110或長度112可在大約5毫米起至大約25毫米的範圍內，不過本案所請標的不受限於此態樣。在一特定範例實施方式中，從感光部104之邊緣到半導體基板102之角落邊緣的距離114～118可在寬度110或長度112之1%起到大約50%的範圍中。此種數值僅為舉例，而本案所請標的不受此限制。模具表面120的一部分經圖示以表示平坦光子感測器晶片100的一角落122可經置放在模具表面上，同時該光子感測器晶片的其他部分不接觸該模具表面，如下所述。
半導體基板102可包含任意個數的元件，包括此類元件的組合，該些組合中任意者可包括添加的雜質（比方說摻雜劑）。例如，半導體基板102可為矽或鍺。在一些例子中，光子感測器晶片100的厚度範圍可從大約5至10微米達到大約50微米。在其他例子中，光子感測器晶片100的厚度可超過50微米。
光子感測器晶片100（可為平坦的或彎曲的）可經整合至一光學系統中，該光學系統以一特定方式像光子感測器晶片100提供光。例如在一些實施方式中，透鏡系統可經配置以具有與光子感測器晶片100的位置重合的一焦點平面。在一特定實施方式中，透鏡系統可經配置以具有與光子感測器晶片100經彎曲之版本的彎曲表面重合的一焦點平面。在其他實施方式中，透鏡系統可經配置以具有與光子感測器晶片100之焦距一致的焦距。光學系統的光學元件（比方透鏡及(或)反射鏡）可至少部分地決定焦點平面的位置及焦距。尤其，對感光部104提供光線的光學系統之一部分可至少部分地基於感光部104的特定細節而經設計，像是感光部104的尺寸、感光部104的解析度、及感光部104相對於該光學系統之其餘部分的定位。光學系統的效能至少部分地因該光學系統之各光學元件的設計、還有該光學系統之整體設計（其闡述了光學元件之間的光學性互動）而異。例如，一透鏡的光輸出可能是一接續透鏡的光輸入。一般來說，光學元件的品質和其相對彼此的排列方式隨著解析度（比方說感光元件106的密度，像是對應於像素的CCD元件）增加而增加。例如，此種品質可至少部分地基於個別光學元件的參數，該些參數包括（但不限於）結構性及光學性像差、光學傳輸或反射、光一致性、定位、等等。
第2圖是按照各種例子之一光子感測器晶片200的截面圖。光子感測器晶片200可相同於或類似於第1圖中圖示的光子感測器晶片100。光子感測器晶片200包括一半導體基板202，在該基板上製造有一感光活動區204。儘管經圖示有一個活動區，但在光子感測器晶片200中可包括超過一個感光活動區204。在一些範例實施方式中，儘管本案所請標的不受此限制，基板202可具有一厚度206，該厚度範圍從大約5至10微米達到大約50微米。
活動區204包括一或更多感光元件，像是第1圖中圖示的106。一不活動區208可至少部分地圍繞活動區204。不活動區208（其可能沒有或實質上沒有感光元件）可包括用於操作活動區204的各種電路元件、導線、等等。活動區204及不活動區208各可佔有光子感測器晶片200之面積的任意部分。光子感測器晶片200可經定位或排列以在活動區204之至少一部分上接收光210。模具表面212的一部分經圖示以表示平坦光子感測器晶片200的一角落214可經置放在模具表面上，同時該光子感測器晶片的其他部分不接觸該模具表面，如下所述。
第3圖包括按照各種例子，一矩形光子感測器晶片304在一模具306中的俯視圖300及截面圖302。例如，光子感測器晶片304（可相同或類似於第2圖中所示的光子感測器晶片202）可包括一活動區308及圍繞活動區308的一不活動區310。在彎折程序中，光子感測器晶片304可被置放在模具306中，使得光子感測器晶片304的角落312接觸到模具306的一表面314。據此，如截面圖302中所示，光子感測器晶片304的其餘部分懸空在表面314上方。
本說明書所述範例涉及的模具所具形狀可為球形、拋物線形、非球形、或具有一或更多個轉折點的複合形狀（僅舉數例）。在特定實施方式中，模具306具有徑向變化的曲度，使得模具306之表面314包括一凹形中心區域316、一凸形過渡區域318、及一外側周圍區域320。凸形過渡區域318在外圍圍繞凹形中心區域316。外側周圍區域320在外圍圍繞凹形中心區域316及凸形過渡區域318兩者。凹形中心區域316包括表面314的頂點或最底層之部分。凹形中心區域316可具有相對高的彎曲程度。相對地，外側周圍區域320可具有相對小的彎曲程度，或可為直線（零度的曲度）。凸形過渡區域318包括一轉折點，於該轉折點處曲度從凹形變成凸形，且該轉折點相對於凹形中心區域316為凸形。凸形過渡區域318可具有居於凹形中心區域316及外側周圍區域320中間的彎曲程度。凸形過渡區域318是當作凹形中心區域316及外側周圍區域320之間的平滑而連續之過渡，使得表面314在該些區域之間具有一連續而平滑的斜度。一般而言，一表面具有相對大之彎曲程度的凹形區域可幾何上包括一凸型區域，該凸形區域平滑地過渡至具有相對小之彎曲程度的表面。
在一些例子中，凹形中心區域316、凸形過渡區域318、及外側周圍區域320各可包含彼此相異的材質。特定言之，凹形中心區域316可包含與凸形過渡區域318及外側周圍區域320兩者都不同的材質。例如，凹形中心區域316可包含可針對一相對高之精確度來加工或成形的材質。相對地，用於凸形過渡區域318及（或）外側周圍區域320的材質可能相對地低廉（比方說材質方面及（或）製程方面），因為既為光學不敏感，成形該凸形過渡區域及該外側周圍區域不需如同凹形中心區域的高精確度。
在一些例子中，活動區308是在凹形中心區域316上方且實質上覆蓋凹形中心區域316，而不活動區310至少部分地在凸形過渡區域318及（或）外側周圍區域320上方。據此，如果對光子感測器晶片304施力以推入及彎折該光子感測器晶片至模具306之表面314中，則活動區308將由凹形中心區域316塑形，凹形中心區域316是表面314具有最高彎曲程度的部分。此種曲度可對應於針對光子感測器晶片304之活動區308的形狀的所欲光學處方。不活動區310的形狀不一定為光學上重要的，因為不活動區在光學上不被使用。因此，不活動區310不一定針對具有如活動區308一樣高彎曲程度的形狀來被彎折。比起整個光子感測器晶片晶針對同樣相對高之彎曲程度而經彎折的情況，光子感測器晶片304除了活動區之外的部分的相對小彎曲程度（比方外側部分）可導致光子感測器晶片304體驗到降低的彎折應力（針對一所欲光學處方而言）。一般而言，在某些情況中，降低光子感測器晶片於角落及（或）邊緣處的應力可能是有益的，因為比起光子感測器晶片的中心區域，邊緣及角落傾向更易於碎裂或斷裂。
第4圖以截面圖圖示一範例光子感測器晶片402的示意性表示方式400。為了清楚起見，某些圖式藉由示意性表示方式400來圖示一光子感測器晶片（像是402）。換言之，光子感測器晶片402（其可包括一活動區404及一不活動區406）在某些圖式中以粗線或曲線來圖示。示意性表示方式400可代表數種類型之半導體晶片中任意者，而不限於代表光子感測器晶片。刻度標記408指示出活動區404及不活動區406之間的界線。特定言之，活動區是位在刻度標記之間。該些界線不一定對應於該光子感測器晶片之結構中的實體改變/變化。
第5圖包括按照各種例子，在彎折程序期間一光子感測器晶片500在一模具502之凹陷表面上的截面圖。該圖圖示有彎折程序的階段I、II、及III。光子感測器晶片500（可相同或類似於第3圖中所示光子感測器晶片304）可包括一活動區504及圍繞活動區504的一不活動區506。刻度標記508指示出活動區及不活動區之間的界線。針對一彎折程序，光子感測器晶片500可經置放在模具502中，使得光子感測器晶片500之部分（比方說角落510）接觸到模具502的一表面512（像是於位置514處）。據此，光子感測器晶片500的其餘部分懸空在表面512上方。在一些實施方式中，可在光子感測器晶片500上置放一分開的彎折基板（未圖示）。此一彎折基板可被用來修改光子感測器晶片500的硬度或其他物理特性。在其他實施方式中，可在光子感測器晶片500上方置放一處理基板（未圖示）。如果光子感測器晶片500不包括一不活動區時（舉例）可使用此種處理基板，否則不活動區可用來處理及操控光子感測器晶片500的定位及置放。
在特定例子中，模具502具有徑向變化之曲度，使得模具502之表面512包括一凹形中心區域、一凸形過渡區域、及一外側周圍區域，如以上針對第3圖所示之例子說明者。光子感測器晶片500經相對於模具502定位，使得活動區504在模具502之凹形中心區域上方且實質上覆蓋模具502之凹形中心區域，而不活動區506至少部分地在該凸形過渡區域及（或）該外側周圍區域上方（且至少部分地覆蓋該凸形過渡區域及(或)該外側周圍區域）。該凹形中心區域可具有相對高的彎曲程度，以滿足用於光子感測器晶片500的所欲光學處方。相對地，該凸形過渡區域及該外側周圍區域可具有相對小的彎曲程度（該外側周圍區域可為直線的）。光子感測器晶片500的不活動區506不一定被彎折成與該活動區一樣高的彎曲程度。據此，該凸形過渡區域及該外側周圍區域具有相對低的彎曲程度，以降低在彎折程序期間賦予光子感測器晶片500的彎折應力。
在階段I中，光子感測器晶片500經置放在模具502的凹陷表面上且由該光子感測器晶片擱置在表面512上的角落510所支撐。詳細言之，光子感測器晶片500可經置放在該模具的凹陷表面上，使得活動區504至少部分地覆蓋該凹形中心區域而不活動區506至少部分地覆蓋該凸形周圍區域。特定言之，該活動區藉由被懸空在該凹形中心區域上方而覆蓋該凹形中心區域。換言之，在彎折該光子感測器晶片之前，該光子感測器晶片之活動區及該凹形中心區域彼此不接觸。然而，該活動區經相對於該模具之凹陷表面512定位，使得若該光子感測器晶片被推入成為接觸該凹陷表面，則該活動區將接觸到該凹形中心區域。
在一些實施方式中，可在表面512的至少一部分上置放一黏著劑516。在階段II中，可對光子感測器晶片500的頂端（比方說光子感測器晶片500包括該活動區的一側）施加一力518。在一些實施方式中，可遍及光子感測器晶片500之面積實質上一致地施加力518。例如，遍及該面積而施加的力可具有某種變化但具有實質一致性，使得力一致性適於將光子感測器晶片500從實質上平坦變形成一所欲曲度。數種技術中任意者可被用來施加此力。例如，在一種技術中（以下將進一步詳細說明），光子感測器晶片500上方的壓力可被設定成高於該光子感測器晶片下方的壓力。所導致的淨壓力差別可朝向表面512來變形及彎折光子感測器晶片500。例如，此變形可為有彈性的。此種壓力差別可為實質上恆定（比方說在穩定狀態），但可隨時間改變。在另一技術中，可從光子感測器晶片500上方對光子感測器晶片500施加流體（比方氣體或液體）噴射。
在一些實施方式中，可藉由以一成形工具（比方說印戳）按壓在光子感測器晶片500上，來遍及該晶片之面積施加力518，該成形工具具有非一致的密度或彈性。例如，光子感測器晶片500上的壓力可藉由具有特定形狀、且包含具有特定順應性/剛性之材質的成形工具來施加，使得該壓力以一種有利地漸進且受控之方式經施加在該光子感測器晶片之面積上。施加這樣的成形工具可允許光子感測器晶片500歷經對應於成形程序的位移。具有比表面512更高之曲度半徑的成形工具可被推至光子感測器晶片500上。該成形工具的中心部分可比該成形工具的邊緣更軟（比方說更有彈性）。如此允許隨著該成形工具被對著該感測器晶片推入（比方說壓地）被施加至光子感測器晶片500的壓力被相較慢地組成。
在階段III中，隨著力518持續被施加到光子感測器晶片500的頂端，光子感測器晶片500可持續彎折。以這種方式，光子感測器晶片500可被彎折成接觸模具502之表面512並符合模具502之表面512的形狀。黏著劑516可將光子感測器晶片500黏著（比方說在固化程序後）至表面512，使得力518可不再繼續而該光子感測器晶片不會有彈性地回復其原來平坦的形狀。如下所述，光子感測器晶片500及模具502的組合（兩者彼此黏合）可包含一彎曲的光感測器，該光感測器能經併入一光學裝置或系統中（舉例來說）。
第6圖是按照各種例子之一光子感測器晶片600被安裝至一模具602的截面圖。光子感測器晶片600及模具602的組合（光子感測器晶片600及模具602彼此黏合）可包含一獨立的彎曲光感測器604，該光感測器可經併入（例如）一光學裝置或系統中。如上所述，對於第3及5圖中所示的例子，活動區606（其界線由刻度標記608所指示）可具有比光子感測器晶片600之不活動區610相對高的彎曲程度。
在一些例子中，模具602的凸形過渡區域及（或）外側周圍區域可包括電子電路系統612。在光子感測器晶片600及模具602互相黏合之後，此種電路系統可與光子感測器晶片600的活動區606電子互連。
第7圖是按照各種例子，一光子感測器晶片700在一模具702中並被一彈性膜706覆蓋的截面圖。如上提及，可對光子感測器晶片700的頂端（比方說光子感測器晶片700包括活動區的一側）施加一力（比方第5圖中所示的力518）。用於產生及施加此種力的一範例技術包括將光子感測器晶片700上方的壓力設定成高於該光子感測器晶片下方的壓力。為了製造一個允許此種壓力差別的環境，可置放一彈性膜706在光子感測器晶片700上。彈性膜706可與光子感測器晶片700重疊並延伸超過光子感測器晶片700的邊緣，且擱置在模具702的上部708上。以這種方式，彈性膜706可在該彈性膜上方之一容積712以及該彈性膜下方之一容積714之間形成一實質上不可滲透的密封710。例如，密封710可為實質上流體（像是氣體或液體）無法滲透。據此，遍及該彈性膜可存在壓力差別。更甚者，由於彈性膜706被置放在光子感測器晶片700上，此種壓力差別可遍及該光子感測器晶片而存在。在一些例子中，該彈性膜可進一步作用以分散對光子感測器晶片700的力。
容積712可被彈性膜706以及該彈性膜（比方說裝袋膜）上方的一結構或空腔（未圖示）所封閉。容積714可被彈性膜706以及模具702之表面716所封閉。藉由增加容積712的壓力以使其大於容積714的壓力，可產生壓力差別。選擇性地，藉由減少容積714的壓力（比方製造部分真空）以使其小於容積712的壓力，可產生壓力差別。此種壓力差別可在光子感測器晶片700上產生一實質上一致的力，以將該光子感測器晶片彎折成為表面716的形狀。可使用一黏著劑718來永久地接合光子感測器晶片700至表面716。
第8圖是按照數個例子具有表面802的一模具800的示意圖，表面802具有徑向變化之曲度，該模具包括一球形中心部分804、過渡區域806、及一外側周圍區域808。可在彎折程序（像是前述者）中使用模具800來製造球形（舉例）。此圖中包括一虛擬球體810以示範球形中心部分804的球形。從中心812之後跟著表面802，球形中心部分804具有相對高的彎曲程度，該彎曲程度對應於針對彎曲的光子感測器晶片之活動區而言之所欲光學處方的球形。到達過渡區域806之後，表面802的彎曲程度開始減少並從該球型中心部分的球形偏離。過了該過渡區域，外側周圍區域808的彎曲程度進一步減少，且對表面802的此部分而言可能為零。
第9圖是具有一表面902之一模具900的示意圖，表面902具有徑向變化之曲度，該模具包括一非球面中心部分904、一過渡區域906、及一外側周圍區域908。可在彎折程序（像是前述者）中使用模具900來製造簡單或複合形狀（舉例）。從中心910之後跟著表面902，非球面中心部分904的部分具有相對高的彎曲程度，該彎曲程度對應於針對彎曲的光子感測器晶片之活動區而言之所欲光學處方的非球面形狀。到達過渡區域906之後，表面902的彎曲程度開始減少。過了該過渡區域，外側周圍區域908的彎曲程度進一步減少，且對表面902的此部分而言可能為零。當然，模具的表面可具有任何球形或非球面形狀之組合，而本案所請標的不受此限。
第10圖是按照各種例子之一彎曲的光子感測器晶片1000及一基板1002的截面圖。例如，光子感測器晶片1000可相同於或類似於接續上述彎折程序之後的光子感測器晶片500。在一些實施方式中，基板1002可相同於或類似於第5圖中所示的模具502。光子感測器晶片1000的活動區（由刻度標記1004指示）是在基板1002之一表面1008的中心區域1006中的刻度標記之間。
經黏合至基板（比方說先前是用以成形彎曲的光子感測器晶片的模具）的彎曲的光子感測器晶片的組合可包含一獨立的光學裝置，該光學裝置可後續地經併入光學系統中。此類光學系統的一光軸1010經圖示關聯於光子感測器晶片1000。當光子感測器晶片1000被併入一光學系統中時，光子感測器晶片1000之活動區的焦距（其至少部分地基於該活動區的彎曲形狀）可為一顯著因子。當光子感測器晶片1000的形狀為實質上球形時，光子感測器晶片1000的焦距可為至少逼近相等於光子感測器晶片1000之活動區的曲度半徑R 的倒數。如果光子感測器晶片1000之活動區具有一非球形，則該活動區隨著離光軸1010的距離改變。併有光子感測器晶片1000的光學系統可經設計以容許此種可變的曲度半徑。
第11圖是按照各種例子之一光學系統1100的截面圖，該光學系統1100包括一彎曲的光子感測器模組1102及一透鏡組合件1104。特定言之，光子感測器模組1102包含一彎曲的光子感測器晶片1106及一基板1108，該基板先前可曾被用以成形光子感測器晶片1106。彎曲的光子感測器晶片1106包括一活動區1110。彎曲的光子感測器晶片1106及基板1108可類似或相同於第5圖中所示的彎曲的光子感測器晶片500及模具502。在一些實施方式中，基板1108足夠剛性以維持彎曲的光子感測器晶片1106之彎曲形狀。
彎曲的光子感測器晶片1106（比方說活動區1110）可具有引起一焦距的形狀。當將光子感測器模組1102置放在光學系統1100中時可考慮此焦距。特定言之，可設計透鏡組合件1104以接收光1112，光學地操作該光，並製造光輸出1114，該光輸出將影像聚焦在彎曲的光子感測器晶片1106上，該彎曲的光子感測器晶片1106離透鏡組合件1104有一距離1116。距離1116可至少逼近地等於彎曲的光子感測器晶片1106的焦距。在一些實施方式中，彎曲的光子感測器晶片1106之焦距的倒數至少逼近地等於彎曲的光子感測器晶片1106的曲度半徑。透鏡組合件1104及光子感測器模組1102可沿一光軸1118對齊。
第12圖是圖示按照一些例子用於彎折一光子感測器晶片之程序1200的流程圖。例如，此一光子感測器晶片可相同或類似於第5圖中所示的光子感測器晶片500。程序1200可類似或相同於第5圖中描繪之程序的至少一部分，且可由製造者所進行，於方塊1202，製造者可提供一模具以使用在程序1100中。此種模具可具有徑向變化之曲度。該模具可包含一凹陷表面，該凹陷表面包括一凹形中心區域及同心地圍繞該凹形中心區域的一凸形周圍區域。
於方塊1104，製造者可置放一實質上平坦之光子感測器晶片在該模具的該凹陷表面上，使得該光子感測器晶片的一活動區至少部分地覆蓋該凹形中心區域，而該光子感測器晶片的一不活動區至少部分地覆蓋該凸形周圍區域。特定言之，該活動區藉由被懸空在該凹形中心區域上方以覆蓋該凹形中心區域。換言之，在彎折該光子感測器晶片之前，該光子感測器晶片的活動區及該凹形中心區域彼此不接觸。然而，該活動區經相對於該模具的該凹陷表面定位，使得若該光子感測器晶片被推入成接觸該凹陷表面，則該活動區將接觸該凹形中心區域。
於方塊1606，製造者可在該光子感測器晶片施加壓力，以按壓及彎折該光子感測器晶片到該模具中而形成該光子感測器晶片的一凹形活動區。在一些實施方式中，該壓力導致在該光子感測器晶片上的一力，該力遍及該光子感測器晶片之面積實質上一致地施加。   範例條文
A. 一種方法，包含下列步驟：置放一實質上平坦的光子感測器晶片在一模具的一凹陷表面上，使得該光子感測器晶片的一活動區至少部分地覆蓋該模具的一凹形中心區域，且該光子感測器晶片的一不活動區至少部分地覆蓋該模具的一凸形周圍區域，其中該模具具有一徑向變化之曲度且該凹陷表面包括該凹形中心區域，且該凸形周圍區域同心地圍繞該凹形中心區域；及施加壓力在該光子感測器晶片上，以按壓及彎折該光子感測器晶片至該模具中。
B. 如段落A所述之方法，其中置放該實質上平坦的光子感測器晶片在該模具的該凹陷表面上的步驟進一步包含：將該光子感測器晶片的邊緣或角落置放於接觸該模具的該凹陷表面，其中該光子感測器晶片的該活動區懸空在該凹陷表面的該凹形中心區域上方。
C. 如段落B所述之方法，其中該光子感測器晶片的該邊緣或角落經置放於接觸該凹陷表面的該凸形周圍區域。
D. 如段落A所述之方法，其中該模具的該凹陷表面進一步包括一直線周圍區域，該直線周圍區域同心地圍繞該凸形周圍區域，且其中置放該實質上平坦的光子感測器晶片在該模具的該凹陷表面上的步驟進一步包含：將該光子感測器晶片的邊緣或角落置放於接觸該凹陷表面的該直線周圍區域，其中該光子感測器晶片的該活動區懸空在該模具之該凹陷表面的該凹形中心區域上方。
E. 如段落D所述之方法，其中在(1)該凹形中心區域及該凸形周圍區域之間、及(2)該凸形周圍區域及該直線周圍區域之間的該凹陷表面上的過渡是平滑而連續的。
F. 如段落A所述之方法，其中在該光子感測器晶片上的該壓力遍及該光子感測器晶片的面積為實質上一致。
G. 如段落A所述之方法，進一步包含：在施加該壓力之前在該光子感測器晶片上置放一彈性膜，其中該彈性膜實質上為流體不可滲透的。
H. 如段落G所述之方法，其中施加該壓力之步驟進一步包含：將該彈性膜上方之容積的氣壓設定為大於在(1)該彈性膜下方及(2)該光子偵測器晶片下方之容積的氣壓。
I. 一種方法，包含下列步驟：置放一實質上平坦的光子感測器晶片在一凹形模具的一凹陷表面上，使得(1)該光子感測器晶片的一活動區懸空在該凹陷表面的一第一區域上方，且(2)該光子感測器晶片的一不活動區的部分接觸到該凹陷表面的一第二區域，其中該第一區域的彎曲程度大於該第二區域的彎曲程度；及在該光子感測器晶片上施加一實質上一致的力，以朝該凹形模具之該凹陷表面的該第一區域彎折該光子感測器晶片的該活動區。
J. 如段落I所述之方法，其中接觸到該凹陷表面的該第二區域的該光子感測器晶片之該不活動區的該等部分包含該光子感測器晶片的角落或邊緣。
K. 如段落I所述之方法，其中該凹陷表面進一步包括在該第一區域及該第二區域之間的一過渡區域，其中該過渡區域的一彎曲程度在該第一區域之彎曲程度及該第二區域之彎曲程度之間，且其中該凹陷表面在(1)該第一區域及該過渡區域之間、及(2)該過渡區域及該第二區域之間是平滑而連續的。
L. 如段落I所述之方法，其中該光子感測器晶片是矩形的，而該凹陷表面的截面是圓形或橢圓形。
M. 如段落I所述之方法，進一步包含：在置放該實質上平坦之光子感測器晶片到該凹形模具之該凹陷表面上之前，在該凹陷表面之至少一部分上置放一黏著劑，以將在彎折狀態中的該光子感測器晶片黏著至該凹陷表面。
N. 如段落M所述之方法，進一步包含：持續施加該實質上一致的力，直到該光子感測器晶片足夠彎曲以接觸該黏著劑；對該黏著劑施加電磁輻射以固化該黏著劑；及在該黏著劑已固化之後，移除該實質上一致的力。
O. 如段落I所述之方法，其中該凹陷表面的該第二區域包括電子電路系統以供傳輸來自該光子偵測器晶片之該活動區的電子信號，且該方法進一步包含：將該光子感測器晶片之該活動區與該電子電路系統電子地互連。
P. 一種裝置，包含：一彎曲基板，該彎曲基板具有徑向變化之曲度，其中該彎曲基板包括一凹形中心部分及同心地圍繞該凹形中心部分的一凸形周圍部分；及一彎曲光子感測器晶片，該彎曲光子感測器晶片被安裝（mount）至該彎曲基板，使得該光子感測器晶片的一活動區實質上覆蓋該凹形中心部分，而該光子感測器晶片的一不活動區覆蓋該凸形周圍部分的至少一部分，該不活動區圍繞該光子感測器晶片的該活動區。
Q. 如段落P所述之裝置，其中該彎曲基板進一步包括一直線周圍部分，該直線周圍部分同心地圍繞該凸形周圍部分，且其中該不活動區至少部分地覆蓋該彎曲基板的該直線周圍部分。
R. 如段落Q所述之裝置，其中該直線周圍部分包括電子電路系統以供傳輸來自該光子感測器晶片之該活動區的電子信號。
S. 如段落Q所述之裝置，其中在(1)該凹形中心區域及該凸形周圍區域之間、及(2)該凸形周圍區域及該直線周圍區域之間的過渡是平滑而連續的。
T. 如段落P所述之裝置，其中該凹形中心部分包含一第一材質而該凸形周圍部分包含一第二材質，且其中該第一材質不同於該第二材質。   結論
雖然本案所請標的已經以特定於結構特徵及（或）方法動作的語言來說明，應理解在隨附申請專利範圍中界定的標的不一定受限於以上說明的該些特定特徵或動作。相反地，以上說明的特定特徵及方法係經揭露以作為實施申請專利範圍的範例形式。
上述之方法及流程全部可體現在由一或更多通用電腦或處理器執行的軟體代碼模組中（且完全經由該等軟體代碼模組來自動化）。該等代碼模組可經儲存在任何類型的電腦可讀取媒體、電腦儲存媒體、或其他電腦儲存裝置中。該些方法的部分或全部可替代地經體現在專門電腦硬體中，像是（例如）量子電腦或量子退火器。
像是「能」、「能夠」、「可」、「可能」之條件式語言（僅舉數例），除非特別相反指明，則在前後中應理解為表示該特定例子包括（而其他例子不包括）特定特徵、元件及（或）步驟。因此，此類條件式語言一般不意圖隱含特定特徵、元件及（或）步驟對一或更多例子而言為必要，或隱含一或更多例子必須包括用於決定是否特定特徵、元件及（或）步驟在任何特定例子中被包括或是將被進行的邏輯件（不管有無使用者輸入或提示）。
像是「X、Y或Z中至少一者」之結合式語言，除非特別相反指明，則應被理解為表示一項目、用語、等等可為X、Y或Z，或其等之組合。
本說明書中所述流程圖中及（或）描繪在所附圖式中的任何例行性描述、元件或方塊，應被理解為可能代表了模組、段落、或代碼的部分，其包括一或更多可執行指令以供實施例行之特定邏輯性功能或元件。替代的實施方式被包括在本說明書所述之例子的範疇內，在該些替代實施方式中依照所牽涉之功能性而定，元件或功能可經刪除、或是不按照所顯示或討論的順序來執行（包括大致同步地或以相反順序），此為本發明所屬技術領域之技藝人士能夠理解的。
應強調的是，對於前述之例子可做許多變化及修改，這些例子的元件應理解為從數種可接受的例子中所舉出者。全部的此類修改及變化意圖被包括在本說明書中，而落在本揭示案之範疇內並由以下之申請專利範圍所保護。
100‧‧‧光子感測器晶片
102‧‧‧半導體基板
104‧‧‧感光部
106‧‧‧感光元件
108‧‧‧不活動區
110‧‧‧寬度
112‧‧‧長度
114、116、118‧‧‧距離
120‧‧‧模具表面
122‧‧‧角落
200‧‧‧光子感測器晶片
202‧‧‧基板
204‧‧‧活動區
206‧‧‧厚度
208‧‧‧不活動區
210‧‧‧光
212‧‧‧模具表面
214‧‧‧角落
300‧‧‧俯視圖
302‧‧‧截面圖
304‧‧‧光子感測器晶片
306‧‧‧模具
308‧‧‧活動區
310‧‧‧不活動區
312‧‧‧角落
314‧‧‧表面
316‧‧‧凹形中心區域
318‧‧‧凸形過渡區域
320‧‧‧外側周圍區域
400‧‧‧示意性表示方式
402‧‧‧光子感測器晶片
404‧‧‧活動區
406‧‧‧不活動區
408‧‧‧刻度標記
500‧‧‧光子感測器晶片
502‧‧‧模具
504‧‧‧活動區
506‧‧‧不活動區
508‧‧‧刻度標記
510‧‧‧角落
512‧‧‧凹陷表面
514‧‧‧位置
516‧‧‧黏著劑
518‧‧‧力
600‧‧‧光子感測器晶片
602‧‧‧模具
604‧‧‧光感測器
606‧‧‧活動區
608‧‧‧刻度標記
610‧‧‧不活動區
612‧‧‧電子電路系統
700‧‧‧光子感測器晶片
702‧‧‧模具
706‧‧‧彈性膜
708‧‧‧上部
710‧‧‧密封
712、714‧‧‧容積
716‧‧‧表面
718‧‧‧黏著劑
800‧‧‧模具
802‧‧‧表面
804‧‧‧球形中心部分
806‧‧‧過渡區域
808‧‧‧外側周圍區域
810‧‧‧虛擬球體
812‧‧‧中心
900‧‧‧模具
902‧‧‧表面
904‧‧‧非球面中心部分
906‧‧‧過渡區域
908‧‧‧外側周圍區域
1000‧‧‧光子感測器晶片
1002‧‧‧基板
1004‧‧‧刻度標記
1006‧‧‧中心區域
1008‧‧‧表面
1010‧‧‧光軸
1100‧‧‧光學系統
1102‧‧‧光子感測器模組
1104‧‧‧透鏡組合件
1106‧‧‧彎曲的光子感測器晶片
1108‧‧‧基板
1110‧‧‧活動區
1112‧‧‧光
1114‧‧‧光輸出
1116‧‧‧距離
1118‧‧‧光軸
1200‧‧‧程序
1202、1204、1206‧‧‧方塊
I、II、III‧‧‧階段
R‧‧‧活動區的曲度半徑
以下參看隨附圖式來闡述實施方式。圖式中，元件符號之最左一位識別出該符號首次出現的圖號。相同的元件符號被使用在不同圖式中表示出類似或相同的項目或特徵。
第1圖是一範例光子感測器晶片的俯視圖。
第2圖是一範例光子感測器晶片的截面圖。
第3圖包括一範例矩形光子感測器晶片在一模具中的俯視圖及截面圖。
第4圖圖示一範例光子感測器晶片的示意性表示方式。
第5圖包括在彎折程序期間一範例光子感測器晶片在一模具中的漸進截面圖。
第6圖是被安裝（mount）至一模具的一範例光子感測器晶片的截面圖。
第7圖是在一模具中並被覆蓋以一彈性膜之一範例光子感測器晶片的截面圖。
第8圖是具有徑向變化之曲度及一球形中心部分的一範例模具之示意圖。
第9圖是具有徑向變化之曲度及一非球形中心部分的一範例模具之示意圖。
第10圖是一範例彎曲光子感測器晶片及一基板的截面圖。
第11圖是一範例光學系統的截面圖，該光學系統包括一彎曲的光子感測器晶片及一基板。
第12圖是圖示了彎折光子感測器晶片之範例程序的流程圖。
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300‧‧‧俯視圖
302‧‧‧截面圖
304‧‧‧光子感測器晶片
306‧‧‧模具
308‧‧‧活動區
310‧‧‧不活動區
312‧‧‧角落
314‧‧‧表面
316‧‧‧凹形中心區域
318‧‧‧凸形過渡區域
320‧‧‧外側周圍區域

Claims (20)

  1. 一種方法，包含下列步驟： 置放一實質上平坦的光子感測器晶片在一模具的一凹陷表面上，使得該光子感測器晶片的一活動區至少部分地覆蓋該模具的一凹形中心區域，且該光子感測器晶片的一不活動區至少部分地覆蓋該模具的一凸形周圍區域，其中該模具具有一徑向變化之曲度且該凹陷表面包括該凹形中心區域，且該凸形周圍區域同心地圍繞該凹形中心區域；及施加壓力在該光子感測器晶片上，以按壓及彎折該光子感測器晶片至該模具中。
  2. 如請求項1所述之方法，其中置放該實質上平坦的光子感測器晶片在該模具的該凹陷表面上的步驟進一步包含下列步驟： 將該光子感測器晶片的邊緣或角落置放於接觸該模具的該凹陷表面，其中該光子感測器晶片的該活動區懸空在該凹陷表面的該凹形中心區域上方。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該光子感測器晶片的該邊緣或角落經置放於接觸該凹陷表面的該凸形周圍區域。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該模具的該凹陷表面進一步包括一直線周圍區域，該直線周圍區域同心地圍繞該凸形周圍區域，且其中置放該實質上平坦的光子感測器晶片在該模具的該凹陷表面上的步驟進一步包含下列步驟： 將該光子感測器晶片的邊緣或角落置放於接觸該凹陷表面的該直線周圍區域，其中該光子感測器晶片的該活動區懸空在該模具之該凹陷表面的該凹形中心區域上方。
  5. 如請求項4所述之方法，其中在(1)該凹形中心區域及該凸形周圍區域之間、及(2)該凸形周圍區域及該直線周圍區域之間的該凹陷表面上的過渡是平滑而連續的。
  6. 如請求項1所述之方法，其中在該光子感測器晶片上的該壓力遍及該光子感測器晶片的面積為實質上一致。
  7. 如請求項1所述之方法，進一步包含下列步驟： 在施加該壓力之前在該光子感測器晶片上置放一彈性膜，其中該彈性膜實質上為流體不可滲透的。
  8. 如請求項7所述之方法，其中施加該壓力之步驟進一步包含下列步驟： 將該彈性膜上方之容積的氣壓設定為大於在(1)該彈性膜下方及(2)該光子偵測器晶片下方之容積的氣壓。
  9. 一種方法，包含下列步驟： 置放一實質上平坦的光子感測器晶片在一凹形模具的一凹陷表面上，使得(1)該光子感測器晶片的一活動區懸空在該凹陷表面的一第一區域上方，且(2)該光子感測器晶片的一不活動區的部分接觸到該凹陷表面的一第二區域，其中該第一區域的彎曲程度大於該第二區域的彎曲程度；及在該光子感測器晶片上施加一實質上一致的力，以朝該凹形模具之該凹陷表面的該第一區域彎折該光子感測器晶片的該活動區。
  10. 如請求項9所述之方法，其中接觸到該凹陷表面的該第二區域的該光子感測器晶片之該不活動區的該等部分包含該光子感測器晶片的角落或邊緣。
  11. 如請求項9所述之方法，其中該凹陷表面進一步包括在該第一區域及該第二區域之間的一過渡區域，其中該過渡區域的一彎曲程度在該第一區域之彎曲程度及該第二區域之彎曲程度之間，且其中該凹陷表面在(1)該第一區域及該過渡區域之間、及(2)該過渡區域及該第二區域之間是平滑而連續的。
  12. 如請求項9所述之方法，其中該光子感測器晶片是矩形的，而該凹陷表面的截面是圓形或橢圓形。
  13. 如請求項9所述之方法，進一步包含下列步驟： 在置放該實質上平坦之光子感測器晶片到該凹形模具之該凹陷表面上之前，在該凹陷表面之至少一部分上置放一黏著劑，以將在彎折狀態中的該光子感測器晶片黏著至該凹陷表面。
  14. 如請求項13所述之方法，進一步包含下列步驟： 持續施加該實質上一致的力，直到該光子感測器晶片足夠彎曲以接觸該黏著劑； 對該黏著劑施加電磁輻射以固化該黏著劑；及 在該黏著劑已固化之後，移除該實質上一致的力。
  15. 如請求項9所述之方法，其中該凹陷表面的該第二區域包括電子電路系統以供傳輸來自該光子偵測器晶片之該活動區的電子信號，且該方法進一步包含下列步驟： 將該光子感測器晶片之該活動區與該電子電路系統電子地互連。
  16. 一種裝置，包含： 一彎曲基板，該彎曲基板具有徑向變化之曲度，其中該彎曲基板包括一凹形中心部及同心地圍繞該凹形中心部的一凸形周圍部；及 一彎曲光子感測器晶片，該彎曲光子感測器晶片被安裝至該彎曲基板，使得該光子感測器晶片的一活動區實質上覆蓋該凹形中心部，而該光子感測器晶片的一不活動區覆蓋該凸形周圍部的至少一部分，該不活動區圍繞該光子感測器晶片的該活動區。
  17. 如請求項16所述之裝置，其中該彎曲基板進一步包括一直線周圍部，該直線周圍部同心地圍繞該凸形周圍部，且其中該不活動區至少部分地覆蓋該彎曲基板的該直線周圍部。
  18. 如請求項17所述之裝置，其中該直線周圍部包括電子電路系統以供傳輸來自該光子感測器晶片之該活動區的電子信號。
  19. 如請求項17所述之裝置，其中在(1)該凹形中心區域及該凸形周圍區域之間、及(2)該凸形周圍區域及該直線周圍區域之間的過渡是平滑而連續的。
  20. 如請求項16所述之裝置，其中該凹形中心部包含一第一材質，該凸形周圍部包含一第二材質，且其中該第一材質不同於該第二材質。
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