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DE102021203650B4 - Method for producing a cover substrate with optically active window areas, method for producing a hermetically packaged optoelectronic component and hermetically packaged optoelectronic component - Google Patents

Method for producing a cover substrate with optically active window areas, method for producing a hermetically packaged optoelectronic component and hermetically packaged optoelectronic component Download PDF

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DE102021203650B4
DE102021203650B4 DE102021203650.3A DE102021203650A DE102021203650B4 DE 102021203650 B4 DE102021203650 B4 DE 102021203650B4 DE 102021203650 A DE102021203650 A DE 102021203650A DE 102021203650 B4 DE102021203650 B4 DE 102021203650B4
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DE
Germany
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substrate
cover substrate
cover
mold
lens
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DE102021203650.3A
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German (de)
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Wolfgang Reinert
Vanessa Stenchly
Hans-Joachim Quenzer
Dirk Kähler
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Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Abstract

Verfahren (100) zum Herstellen eines geformten Abdeckungssubstrats (20') mit folgenden Schritten:
Bereitstellen (120) eines Formsubstrats (10) und eines Abdeckungssubstrats (20), die miteinander verbunden sind, wobei ein Oberflächenbereich des Formsubstrats (10) und/oder des Abdeckungssubstrats (20) strukturiert sind, um eine abgeschlossene Kavität (30) zwischen dem Abdeckungssubstrat (20) und dem Formsubstrat (10) zu bilden, wobei das Abdeckungssubstrat (20) mit einem Linsenmaterialabschnitt (22), der als eine vorstrukturierte Erhöhung ausgebildet und in einer ausgerichteten Position zu der abgeschlossenen Kavität (30) angeordnet ist, ein Glasmaterial aufweist;
Tempern (130) des Abdeckungssubstrats (20) und des Formsubstrats (10), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats zu verringern, und Bereitstellen (140) eines Überdrucks in der abgeschlossenen Kavität (30) gegenüber der umgebenden Atmosphäre, um basierend auf der verringerten Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats (20) und dem Überdruck in der abgeschlossenen Kavität (30) gegenüber der umgebenden Atmosphäre ein definiertes Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats (20) ausgehend von der abgeschlossenen Kavität (30) bis zu einer von dem Abdeckungssubstrat beabstandeten Anschlagfläche (40-1) eines Anschlagelements (40) zu bewirken, um ein geformtes Abdeckungssubstrat (20') mit einem Deckelelement (24) zu erhalten, wobei das definierte Auswölben das Ausbilden eines Linsenelements (26) aus dem Linsenmaterialabschnitt (22) an dem Deckelelement bewirkt; und
Entfernen (150) des Anschlagelements (40) und des Formsubstrats (10) von dem geformten Abdeckungssubstrat (20').

Figure DE102021203650B4_0000
Method (100) for producing a molded cover substrate (20') comprising the following steps:
Providing (120) a mold substrate (10) and a cover substrate (20) which are connected to one another, wherein a surface region of the mold substrate (10) and/or the cover substrate (20) are structured to form a closed cavity (30) between the cover substrate (20) and the mold substrate (10), wherein the cover substrate (20) comprises a glass material with a lens material portion (22) which is formed as a pre-structured elevation and arranged in an aligned position to the closed cavity (30);
Tempering (130) the cover substrate (20) and the mold substrate (10) to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate, and providing (140) an overpressure in the closed cavity (30) relative to the surrounding atmosphere in order to cause, based on the reduced viscosity of the glass material of the cover substrate (20) and the overpressure in the closed cavity (30) relative to the surrounding atmosphere, a defined bulging of the glass material of the cover substrate (20) starting from the closed cavity (30) up to a stop surface (40-1) of a stop element (40) spaced apart from the cover substrate in order to obtain a molded cover substrate (20') with a cover element (24), wherein the defined bulging causes the formation of a lens element (26) from the lens material section (22) on the cover element; and
Removing (150) the stop element (40) and the mold substrate (10) from the molded cover substrate (20').
Figure DE102021203650B4_0000

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Deckelsubstrats zum Häusen (= Unterbringen in einem Gehäuse) eines oder einer Mehrzahl von optischen oder optoelektronischen Bauelementen, wobei ein bei dem Herstellungsverfahren geformtes Abdeckungssubstrat das Deckelsubstrat mit dem zumindest einen Deckelelement bildet.The present invention relates to a method for producing a cover substrate for housing (= accommodating in a housing) one or a plurality of optical or optoelectronic components, wherein a cover substrate formed in the manufacturing method forms the cover substrate with the at least one cover element.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen oder optoelektronischen Bauelements, wobei die Herstellung einzeln oder auf Waferebene durchgeführt werden kann. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein hermetisch gehäustes, optisches (optoelektronisches) Bauelement, das mit diesem Herstellungsverfahren hergestellt wird.The present invention further relates to a method for producing a hermetically packaged optical or optoelectronic component, wherein the production can be carried out individually or at wafer level. The present invention further relates to a hermetically packaged optical (optoelectronic) component which is produced using this production method.

Beispielsweise wird ein Verkappungskonzept für optoelektronische Bauelemente, wie z. B. für Laserdioden, bereitgestellt, wobei das Herstellungsverfahren auf Waferebene und/oder Einzelsubstratebene durchgeführt werden kann, um die optoelektronischen Bauelemente mit einem Deckelsubstrat mit optisch aktiven Fensterbereichen zu häusen.For example, a packaging concept for optoelectronic components, such as laser diodes, is provided, wherein the manufacturing process can be carried out at wafer level and/or single substrate level in order to package the optoelectronic components with a cover substrate with optically active window areas.

Blaue und grüne Laserdioden finden immer breitere Einsatzfelder. Etabliert und weitverbreitet ist die Verwendung blauer Laserdioden als entscheidende Komponente beim Auslesen hochdichter optischer Speichermedien (wie z.B. Blue Ray). Inzwischen zeichnen sich vielfältige weitere Anwendungen leistungsstarker blauer und grüner Laserdioden ab, wie etwa als RGB-Quellen in mobilen Bild- und Videoprojektionen. Sowohl grüne als auch blaue Laserdioden sollten immer hermetisch dicht in einem Gehäuse verpackt werden. Möglich ist, derartige Laserdioden mit einer Verkappungstechnologie mit speziellen TO-Headern (z.B. TO 38) mit integriertem optischem Fenster und Kupferwärmesenke zu verkappen.Blue and green laser diodes are finding ever wider applications. The use of blue laser diodes as a crucial component in reading high-density optical storage media (such as Blue Ray) is established and widespread. A wide range of other applications for high-performance blue and green laser diodes are now emerging, such as as RGB sources in mobile image and video projections. Both green and blue laser diodes should always be hermetically sealed in a housing. It is possible to encapsulate such laser diodes using a capping technology with special TO headers (e.g. TO 38) with an integrated optical window and copper heat sink.

Neben den genannten Consumer-Anwendungen gibt es im Feld der medizinischen und industriellen Spektroskopie ebenfalls einen Bedarf an hermetisch verkapselten Halbleiter basierten Lichtquellen mit besonders guter Wärmeabfuhr und organikfreiem Gehäuse, um die erforderlichen hohen Lebensdauern zu garantieren.In addition to the consumer applications mentioned above, there is also a need in the field of medical and industrial spectroscopy for hermetically encapsulated semiconductor-based light sources with particularly good heat dissipation and organic-free housing in order to guarantee the required long service lives.

Die US 2015 / 0 040 368 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen strukturierter optischer Komponenten in Form von Abdeckungen mit optisch transparenten Fenstern zur Verkapselung von Mikrosystemen.The US 2015 / 0 040 368 A1 refers to a method for producing structured optical components in the form of covers with optically transparent windows for encapsulating microsystems.

Die DE 10 2016 105 440 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung optischer Komponenten und zur Verwendung von Funktionselementen.The DE 10 2016 105 440 A1 refers to a method for manufacturing optical components and using functional elements.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Deckelsubstrats zur Verkappung von strahlungsemittierenden Bauelementen bereitzustellen, und ferner ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optoelektronischen Bauelements bereitzustellen, wodurch dementsprechend gehäuste strahlungsemittierende Bauelemente, die verbesserte Eigenschaften aufweisen, schaffen werden können.The object underlying the present invention is therefore to provide an improved method for producing a cover substrate for encapsulating radiation-emitting components, and further to provide an improved method for producing a hermetically packaged optoelectronic component, whereby correspondingly packaged radiation-emitting components which have improved properties can be created.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.The problem is solved by the subject matter of the independent claims.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Anmeldung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Advantageous embodiments and further developments of the present application are the subject of the dependent patent claims.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, mit einem heißviskosen Glasfließverfahren optisch aktive Glasfenster in Deckelelementen eines Glasabschlussdeckels (= Abdeckungssubstrat) für die Häusung von strahlungsemittierenden Bauelementen herzustellen. Diese Fensterflächen verhalten sich wie optische Linsen. Sofern die von den optoelektronischen Bauelementen, z.B. Halbleiter-Emittern, abgegebene Strahlung divergent ist, kann diese Strahlung bei Durchgang durch ein „seitliches“ Fenster mindestens in einer Achse und bei Durchgang durch ein „oberes“ Fenster in zwei Achsen vor-kollimiert bzw. bei Einstrahlung auf einen Lichtsensor, z.B. eine Photodiode, im Gehäuse (in umgekehrter Strahlrichtung) fokussiert werden. Je nach Anforderung an die Strahleigenschaften können ggfs. weitere Linsen oder andere optische Elemente eingesetzt werden, die als zusätzliche optische Bauteile entweder innerhalb der versiegelten Gehäusung oder außerhalb auf einer seitlich angeordneten optischen Bank oder oberhalb der Glaskappe montiert sind.The present invention is based on the discovery that a hot-viscous glass flow process can be used to produce optically active glass windows in cover elements of a glass cover (= cover substrate) for housing radiation-emitting components. These window surfaces behave like optical lenses. If the radiation emitted by the optoelectronic components, e.g. semiconductor emitters, is divergent, this radiation can be pre-collimated in at least one axis when passing through a "side" window and in two axes when passing through an "upper" window, or focused in the housing (in the opposite beam direction) when irradiated onto a light sensor, e.g. a photodiode. Depending on the requirements for the beam properties, additional lenses or other optical elements can be used if necessary, which are mounted as additional optical components either inside the sealed housing or outside on an optical bench arranged on the side or above the glass cap.

Die vorliegende Erfindung basiert ferner auf der Erkenntnis, dass ein solches Deckelsubstrat (= geformtes Abdeckungssubstrat) für ein verbessertes gehäustes strahlungsemittierendes Bauelement besonders vorteilhaft auf Waferebene mit deutlich vereinfachtem Aufwand hergestellt werden kann, weil z.B. nur ein (einziges) Glasmaterial eingesetzt wird. Nutzt man ein Formsubstrat zum Ausformen von Deckelsubstraten durch Glasfließverfahren, können eine große Anzahl von Glaskappen mit gleichartig geformtem, optisch aktiven Fensterbereich in einem Deckelsubstrat ausgebildet werden, womit man empfindliche Strahlungsquellen anschließend hermetisch dicht verkappen kann. Sofern Gründe der Aufbautechnik es erfordern, können diese geformten Glas-Deckelsubstrate auch vorvereinzelt werden und die Deckel können für eine Einzelverkappung auf bestückten Trägersubstraten sowohl auf Wafer- wie auch auf Einzelsubstratebene eingesetzt werden.The present invention is further based on the finding that such a cover substrate (= shaped cover substrate) for an improved housed radiation-emitting component can be produced particularly advantageously at wafer level with significantly simplified expenditure, because, for example, only one (single) glass material is used. If a mold substrate is used to form cover substrates using a glass flow process, a large number of glass caps with a similarly shaped, optically active window area can be formed in a cover substrate, which can then be used to hermetically seal sensitive radiation sources. If reasons If the assembly technology requires it, these formed glass lid substrates can also be pre-separated and the lids can be used for individual encapsulation on populated carrier substrates at both the wafer and individual substrate level.

Somit kann erreicht werden, dass die gehäusten, strahlungsemittierenden und/oder strahlungsempfindlichen Bauelemente eine lange Lebensdauer bei gleichbleibend guter Strahl- und Leistungsqualität aufweisen. Insbesondere kann eine Eintrübung des Auslassfensters und eine Beschädigung der Laserfacetten verringert oder verhindert werden, da eine Einwirkung von Wasserdampf und flüchtiger organischer Komponenten unter Einwirkung der extrem intensiven und energiereichen Laserstrahlung verringert oder verhindert werden kann. Zudem kann die Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse verbessert werden. Ferner können niedrige Herstellungskosten erreicht werden.This means that the packaged, radiation-emitting and/or radiation-sensitive components can have a long service life with consistently good beam and performance quality. In particular, clouding of the outlet window and damage to the laser facets can be reduced or prevented, since the effect of water vapor and volatile organic components under the influence of the extremely intense and high-energy laser radiation can be reduced or prevented. In addition, heat dissipation from the housing can be improved. Furthermore, low manufacturing costs can be achieved.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2-8 beispielhafte prinzipielle Ablaufdiagramme des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens gemäß weiteren Ausführungsbeispielen;
  • 9 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
  • 10-14 beispielhafte prinzipielle Ablaufdiagramme des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements gemäß weiteren Ausführungsbeispielen;
  • 15-20 beispielhafte Ausführungsformen für ein hermetisch gehäustes, optoelektronisches Bauelement gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, die beispielsweise jeweils mit dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Preferred embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. They show:
  • 1 a flow chart of the manufacturing method according to the invention according to an embodiment;
  • 2-8 exemplary basic flow diagrams of the manufacturing method according to the invention according to further embodiments;
  • 9 a flow chart of the inventive method for producing a hermetically packaged optical component according to a further embodiment;
  • 10-14 exemplary basic flow diagrams of the inventive method for producing a hermetically packaged optical component according to further embodiments;
  • 15-20 exemplary embodiments for a hermetically packaged optoelectronic component according to further embodiments, which are each manufactured using the method described here, for example.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte, Funktionsblöcke und/oder Verfahrensschritte in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente, Objekte, Funktionsblöcke und/oder Verfahrensschritte (mit gleichen Bezugszeichen) untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.Before exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the drawings, it is pointed out that identical, functionally identical or equivalent elements, objects, functional blocks and/or method steps in the different figures are provided with the same reference numerals, so that the description of these elements, objects, functional blocks and/or method steps (with the same reference numerals) shown in different exemplary embodiments is interchangeable or can be applied to one another.

In der nachfolgenden Beschreibung bedeutet die Beschreibung eines Elements aus einem Halleitermaterial, dass das Element ein Halbleitermaterial aufweist, d.h. zumindest teilweise oder auch vollständig aus dem Halbleitermaterial gebildet ist. In der nachfolgenden Beschreibung bedeutet die Beschreibung eines Elements aus einem Glasmaterial, dass das Element ein Glasmaterial aufweist, d.h. zumindest teilweise oder auch vollständig aus dem Glasmaterial gebildet ist.In the following description, the description of an element made of a semiconductor material means that the element has a semiconductor material, i.e. is formed at least partially or completely from the semiconductor material. In the following description, the description of an element made of a glass material means that the element has a glass material, i.e. is formed at least partially or completely from the glass material.

Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, es direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann oder Zwischenelemente vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz ein Element als „direkt“ mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, sind keine Zwischenelemente vorhanden. Sonstige zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen benutzten Ausdrücke sollten auf gleichartige Weise ausgelegt werden (z.B. „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „benachbart“ gegenüber „direkt benachbart“ usw.).It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "coupled" to another element, it may be directly connected or coupled to the other element, or there may be intervening elements. Conversely, when an element is referred to as being "directly connected" or "coupled" to another element, there are no intervening elements. Other terms used to describe the relationship between elements should be interpreted in a similar manner (e.g., "between" versus "directly between," "adjacent" versus "directly adjacent," etc.).

Zur Vereinfachung der Beschreibung der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele weisen die Figuren ein kartesisches Koordinatensystem x, y, z auf, wobei die Richtungen x, y, z orthogonal zueinander angeordnet sind. Bei den Ausführungsbeispielen entspricht die x-y-Ebene dem Hauptoberflächenbereich eines Trägers bzw. Substrats (= Referenzebene = x-y-Ebene), wobei die dazu vertikale Richtung nach oben bezüglich der Referenzebene (x-y-Ebene) der „+z“-Richtung entspricht, und wobei die Richtung vertikal nach unten bezüglich der Referenzebene (x-y-Ebene) der „-z“-Richtung entspricht. In der folgenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck „lateral“ eine Richtung parallel zu der x- und/oder y-Richtung, d. h. parallel zu der x-y-Ebene, wobei der Ausdruck „vertikal“ eine Richtung parallel zu der +/- z-Richtung angibt.To simplify the description of the different embodiments, the figures have a Cartesian coordinate system x, y, z, where the directions x, y, z are arranged orthogonally to one another. In the embodiments, the x-y plane corresponds to the main surface area of a carrier or substrate (= reference plane = x-y plane), where the vertical direction upwards with respect to the reference plane (x-y plane) corresponds to the "+z" direction, and where the direction vertically downwards with respect to the reference plane (x-y plane) corresponds to the "-z" direction. In the following description, the term "lateral" means a direction parallel to the x and/or y direction, i.e. parallel to the x-y plane, where the term "vertical" indicates a direction parallel to the +/- z direction.

1 zeigt nun beispielhaft ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. So zeigt das Flussdiagramm von 1 beispielsweise ein Verfahren 100 zur Herstellung eines Deckelsubstrats zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen oder optoelektronischen Bauelementen, wobei das geformte Abdeckungssubstrat das Deckelsubstrat mit den zumindest einem Deckelelement bildet. Ein optoelektronischen Bauelement ist beispielsweise ein strahlungsemittierendes und/oder strahlungsempfindliches Halbleiterbauelement, wie z.B. ein optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsbauelement. 1 shows an example of a flow chart of the manufacturing method 100 according to the invention according to an embodiment. The flow chart of 1 for example, a method 100 for producing a cover substrate for housing one or a plurality of optical or optoelectronic components, wherein the shaped cover substrate forms the cover substrate with the at least one cover element. An optoelectronic component is, for example, a radiation-emitting and/or radiation-sensitive semiconductor component, such as e.g. an optoelectronic transmitting and/or receiving component.

Da für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Deckelsubstrats zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen/optoelektronischen Bauelementen, z. B. auf Waferebene, ein ein Halbleitermaterial aufweisendes Formsubstrat eingesetzt wird, das beispielsweise als ein vorbearbeiteter Silizium-Wafer ausgebildet ist, wird im Nachfolgenden auch von einem Silizium-Formsubstrat oder Silizium-Wafer gesprochen. Es sollte aber deutlich werden, dass die Verwendung von Silizium als Material für das Formsubstrat (Halbleiter-Wafer) nur beispielhaft ist, wobei je nach Anwendungsbereich bzw. Herstellungsprozess beispielsweise auch andere, geeignet prozessierbare Materialien oder Halbleitermaterialien für das Formsubstrat eingesetzt werden können.Since the method according to the invention for producing a cover substrate for housing one or a plurality of optical/optoelectronic components, e.g. at wafer level, uses a mold substrate comprising a semiconductor material, which is designed, for example, as a pre-processed silicon wafer, the following will also refer to a silicon mold substrate or silicon wafer. However, it should be clear that the use of silicon as a material for the mold substrate (semiconductor wafer) is only an example, whereby, depending on the area of application or production process, other suitably processable materials or semiconductor materials can also be used for the mold substrate.

Bezugnehmend auf das Verfahren 100 von 1 werden nun bei Schritt 120 ein Formsubstrat und ein Abdeckungssubstrat, die miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei ein Oberflächenbereich des Formsubstrats und/oder des Abdeckungssubstrats strukturiert (ausgebildet) sind, um zumindest eine abgeschlossene Kavität zwischen dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat zu bilden.Referring to the method 100 of 1 Now, in step 120, a mold substrate and a cover substrate bonded to each other are provided, wherein a surface region of the mold substrate and/or the cover substrate is structured (formed) to form at least one closed cavity between the cover substrate and the mold substrate.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Formsubstrat als ein Halbleitersubstrat (Halbleiter-Wafer oder Silizium-Wafer) und das Abdeckungssubstrat als ein Glassubstrat bzw. Glaswafer ausgebildet sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind das Formsubstrat und das Abdeckungssubstrat hermetisch miteinander verbunden bzw. gefügt, wobei dies beispielsweise mit einem anodischen Bond-Vorgang oder auch einem anderen Fügevorgang erreicht werden kann. Ferner ist ein Oberflächenbereich des Formsubstrats und/oder des Abdeckungssubstrats mit einer Vertiefung bzw. mehreren Vertiefungen versehen, um die abgeschlossene Kavität zwischen dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat zu bilden.According to one embodiment, the mold substrate can be designed as a semiconductor substrate (semiconductor wafer or silicon wafer) and the cover substrate as a glass substrate or glass wafer. According to one embodiment, the mold substrate and the cover substrate are hermetically connected or joined to one another, whereby this can be achieved, for example, with an anodic bonding process or another joining process. Furthermore, a surface region of the mold substrate and/or the cover substrate is provided with a recess or several recesses in order to form the closed cavity between the cover substrate and the mold substrate.

Dabei weist das Abdeckungssubstrat ein Glasmaterial mit einem Linsenmaterialabschnitt auf, der in einer ausgerichteten Position bzw. einer vorgegebenen Position zu der abgeschlossenen Kavität angeordnet ist.The cover substrate comprises a glass material with a lens material portion which is arranged in an aligned position or a predetermined position to the closed cavity.

Das Abdeckungssubstrat weist beispielsweise ein einziges homogenes Material bzw. Glasmaterial auf, um mit den folgenden Herstellungsschritten daraus das geformte Abdeckungssubstrat als Deckelsubstrat bzw. Glaskappe zu bilden.The cover substrate comprises, for example, a single homogeneous material or glass material in order to form the shaped cover substrate as a lid substrate or glass cap using the following manufacturing steps.

Das Formsubstrat ist beispielsweise ein Substrat mit einer Form, Kontur oder Topographie, wie z. B. ein topographisch strukturiertes Substrat. Das Formsubstrat kann beispielsweise als ein Halbleiter-Wafer (z. B. ein Silizium-Wafer) ausgebildet sein, wobei die Oberflächenstrukturierung bzw. die Topographie des Formsubstrats mittels Halbleiterbearbeitungsprozessschritten (Siliziumbearbeitungsprozessschritten) äußerst exakt erhalten werden kann, wobei insbesondere solche Halbleiterbearbeitungsprozesse technisch äußerst gut beherrscht werden. Ferner können auch mechanische Oberflächenbearbeitungsverfahren, z.B. für ein CNC-Fräsen, zum Bilden der Struktur in dem Formsubstrat angewendet werden. Ferner können neben Halleitermaterialien, wie z.B. Si, SiGe, beispielsweise auch andere Materialien, wie z.B. AIN, SiC, hochschmelzendes Glas (z.B. Schott AF 32), für das Formsubstrat eingesetzt werden, die für ein fotolithografisches oder mechanisches Oberflächenbearbeitungsverfahren zum Bilden der Struktur in dem Formsubstrat geeignet sind und ferner bei den Tempervorgängen während des Verfahrens zur Herstellung des Deckelsubstrats ausreichend temperaturstabil sind.The mold substrate is, for example, a substrate with a shape, contour or topography, such as a topographically structured substrate. The mold substrate can be designed, for example, as a semiconductor wafer (e.g. a silicon wafer), wherein the surface structuring or the topography of the mold substrate can be obtained extremely precisely by means of semiconductor processing steps (silicon processing steps), wherein such semiconductor processing processes in particular are technically extremely well mastered. Furthermore, mechanical surface processing methods, e.g. for CNC milling, can also be used to form the structure in the mold substrate. Furthermore, in addition to semiconductor materials such as Si, SiGe, other materials such as AIN, SiC, high-melting glass (e.g. Schott AF 32) can also be used for the mold substrate, which are suitable for a photolithographic or mechanical surface treatment process for forming the structure in the mold substrate and are also sufficiently temperature-stable during the tempering processes during the process for producing the cover substrate.

Bei einem (nachfolgenden) Schritt 130 wird nun das Abdeckungssubstrat und das Formsubstrat getempert, d.h. einer Temperaturbehandlung unterzogen bzw. erhitzt (erwärmt), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats zu verringern. Ferner wird bei einem Schritt 140 ein Überdruck in der (zumindest einen) abgeschlossenen Kavität bzw. den abgeschlossenen Kavitäten gegenüber der umgebenden Atmosphäre bereitgestellt, um basierend auf der verringerten Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats und dem Überdruck in der abgeschlossenen Kavität gegenüber der umgebenden Atmosphäre ein definiertes Auswölben, z. B. Ausblasen oder Verformen, des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats ausgehend von der abgeschlossenen Kavität bis zu einer von dem Abdeckungssubstrat beabstandeten Anschlagfläche eines Anschlagelements zu bewirken. Das definierte Auswölben des Glasmaterials aufgrund des Überdrucks in der abgeschlossenen Kavität und der verringerten Viskosität des Glasmaterials kann auch als Ausblasen oder Verformen des Glasmaterials bezeichnet werden. Durch das definierte Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats wird somit ein geformtes Abdeckungssubstrat mit (zumindest) einem Deckelelement (=Auswölbung oder Verformung) erhalten. Als Deckelelement wird somit die erhaltene Auswölbung oder Verformung des geformten Abdeckungssubstrats (= Deckelsubstrat) bezeichnet.In a (subsequent) step 130, the cover substrate and the mold substrate are now tempered, i.e. subjected to a temperature treatment or heated (warmed) in order to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate. Furthermore, in a step 140, an overpressure is provided in the (at least one) closed cavity or the closed cavities relative to the surrounding atmosphere in order to cause a defined bulging, e.g. blowing out or deformation, of the glass material of the cover substrate starting from the closed cavity to a stop surface of a stop element spaced apart from the cover substrate, based on the reduced viscosity of the glass material of the cover substrate and the overpressure in the closed cavity relative to the surrounding atmosphere. The defined bulging of the glass material due to the overpressure in the closed cavity and the reduced viscosity of the glass material can also be referred to as blowing out or deformation of the glass material. By means of the defined bulging of the glass material of the cover substrate, a shaped cover substrate with (at least) one cover element (=bulging or deformation) is obtained. The resulting bulging or deformation of the shaped cover substrate (= cover substrate) is therefore referred to as the cover element.

Ferner wird durch das definierte Auswölben des Abdeckungssubstrats aus dem Linsenmaterialabschnitt an dem Abdeckungssubstrat ein Linsenelement an dem Deckelelement bewirkt bzw. geformt. Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position des Linsenmaterialabschnitts an dem Abdeckungssubstrat bezüglich der Position der abgeschlossenen Kavität wird das Linsenelement durch den Auswölbungsvorgang des Abdeckungssubstrats an einer vorgegebenen Position und mit einer vorgegebenen Ausrichtung an dem Deckelelement bewirkt. Der mit dem Linsenelement versehene Bereich des Deckelelements wird auch als optisch aktives Fensterelement oder optisch aktives Glasfenster bezeichnet.Furthermore, a lens element is formed on the cover element by the defined bulging of the cover substrate from the lens material section on the cover substrate. Due to the aligned or predetermined position of the lens material section on the cover The lens element is positioned at a predetermined position and with a predetermined orientation on the cover element by the bulging process of the cover substrate with respect to the position of the closed cavity. The area of the cover element provided with the lens element is also referred to as an optically active window element or optically active glass window.

Bei einem nachfolgenden Schritt 150 wird nun das Anschlagelement und das Formsubstrat von dem geformten Abdeckungssubstrat entfernt, wobei nun das geformte Abdeckungssubstrat das Deckelsubstrat mit dem zumindest einen Deckelelement bildet. Wie die nachfolgenden Ausführungen noch zeigen werden, kann das Deckelsubstrat zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen oder optoelektronischen Bauelementen eingesetzt werden.In a subsequent step 150, the stop element and the mold substrate are now removed from the molded cover substrate, whereby the molded cover substrate now forms the cover substrate with the at least one cover element. As the following explanations will show, the cover substrate can be used to house one or a plurality of optical or optoelectronic components.

Wie im Vorhergehenden bereits angesprochen wurde, weist das Abdeckungssubstrat gemäß einem Ausführungsbeispiel ein einziges homogenes Material, z. B. ein Glasmaterial, auf, um das geformte Abdeckungssubstrat, d. h. das Deckelsubstrat bzw. die Glaskappe, aus einem einzigen homogenen Material zu bilden. Somit sind auch die einzelnen Deckelelemente einteilig (einstückig) und aus einem einzigen homogenen Material, z. B. dem Glasmaterial, ausgebildet.As already mentioned above, according to one embodiment, the cover substrate comprises a single homogeneous material, e.g. a glass material, in order to form the molded cover substrate, i.e. the lid substrate or the glass cap, from a single homogeneous material. Thus, the individual lid elements are also formed in one piece (in one piece) and from a single homogeneous material, e.g. the glass material.

In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen, die diese Verfahrensschritte zeigen bzw. umsetzen.In this context, reference is also made to the 2-8 and the associated description, which show or implement these procedural steps.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann nun der Schritt 120 des Bereitstellens des Formsubstrats und Abdeckungssubstrats, die miteinander verbunden sind, folgende Schritte (Teilschritte) aufweisen. So wird zunächst in einem Schritt 110 das Formsubstrat, z. B. ein Silizium-Wafer, mit dem strukturierten (= mit Vertiefungen bzw. Ausnehmungen versehenen) Oberflächenbereich bereitgestellt. Ferner wird das Abdeckungssubstrat, z. B. ein Glaswafer, bereitgestellt, das ein Glasmaterial mit einem Linsenmaterialabschnitt aufweist.According to one embodiment, the step 120 of providing the mold substrate and cover substrate, which are connected to one another, can now comprise the following steps (sub-steps). Thus, firstly in a step 110, the mold substrate, e.g. a silicon wafer, is provided with the structured surface area (= provided with depressions or recesses). Furthermore, the cover substrate, e.g. a glass wafer, is provided, which comprises a glass material with a lens material section.

Bei einem Schritt 112 wird das Abdeckungssubstrat auf dem strukturierten Oberflächenbereich des Formsubstrats ausgerichtet angeordnet, um den Linsenmaterialabschnitt des Abdeckungssubstrats in einer ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position (Ausrichtung) mit dem strukturierten Oberflächenbereich des Formsubstrats anzuordnen.In a step 112, the cover substrate is placed in alignment on the structured surface area of the mold substrate to place the lens material portion of the cover substrate in an aligned or predetermined position (alignment) with the structured surface area of the mold substrate.

So kann beispielsweise der Oberflächenbereich des Abdeckungssubstrats, der an dem Formsubstrat anliegt (= diesem gegenüberliegt), eben bzw. plan (= ohne Ausnehmungen oder Vertiefungen) ausgebildet sein.For example, the surface area of the cover substrate that lies against the mold substrate (= opposite it) can be flat or planar (= without recesses or depressions).

Bei einem Schritt 114 wird dann das Abdeckungssubstrat mit dem Formsubstrat verbunden bzw. gefügt, z. B. mittels anodischen Bondens oder einer anderen Fügetechnik hermetisch verbunden, um zumindest eine abgeschlossene Kavität zwischen dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat zu bilden. Dabei bildet die in dem Formsubstrat angeordnete Vertiefung bzw. bilden die in dem Formsubstrat angeordneten Vertiefungen dann jeweils die zumindest eine abgeschlossene Kavität zwischen dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat.In a step 114, the cover substrate is then connected or joined to the mold substrate, e.g. hermetically connected by means of anodic bonding or another joining technique, in order to form at least one closed cavity between the cover substrate and the mold substrate. The depression arranged in the mold substrate or the depressions arranged in the mold substrate then each form the at least one closed cavity between the cover substrate and the mold substrate.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Schritt 110 des Bereitstellens des Formsubstrats und des Abdeckungssubstrats folgende Schritte bzw. Teilschritte aufweisen. So kann bei einem Schritt 112-1 das Formsubstrat, z. B. ein Silizium-Wafer, bereitgestellt werden. Bei einem Schritt 114-1 kann das Abdeckungssubstrat, z. B. ein Glaswafer, das einen strukturierten (= mit Vertiefungen versehenen) Oberflächenbereich und ferner ein Glasmaterial mit einem Linsenmaterialabschnitt aufweist, auf dem Formsubstrat ausgerichtet angeordnet bzw. positioniert werden. So kann beispielsweise der Oberflächenbereich des Formsubstrats, der an dem Abdeckungssubstrat anliegt bzw. diesem gegenüberliegt, eine ebene bzw. plane Form aufweisen.According to a further embodiment, step 110 of providing the mold substrate and the cover substrate can comprise the following steps or sub-steps. For example, in a step 112-1, the mold substrate, e.g. a silicon wafer, can be provided. In a step 114-1, the cover substrate, e.g. a glass wafer, which has a structured (= provided with depressions) surface area and also a glass material with a lens material section, can be arranged or positioned in an aligned manner on the mold substrate. For example, the surface area of the mold substrate that rests against the cover substrate or is opposite it can have a flat or planar shape.

Bei dem Schritt 114 wird nun wieder das Abdeckungssubstrat mit dem Formsubstrat verbunden bzw. gefügt, z. B. mittels anodischen Bondens oder mittels eines Fügevorgangs hermetisch verbunden, um zumindest die abgeschlossene Kavität zwischen dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat zu bilden. Die zumindest eine abgeschlossene Kavität wird damit beispielsweise durch die in dem Abdeckungssubstrat angeordneten Vertiefung(en) bzw. Struktur(en) ausgebildet.In step 114, the cover substrate is again connected or joined to the mold substrate, e.g. hermetically connected by means of anodic bonding or by means of a joining process, in order to form at least the closed cavity between the cover substrate and the mold substrate. The at least one closed cavity is thus formed, for example, by the depression(s) or structure(s) arranged in the cover substrate.

Gemäß einem weiteren, alternativen Ausführungsbeispiel können sowohl das Formsubstrat als auch das Abdeckungssubstrat einen strukturierten, mit Vertiefungen versehenen Oberflächenbereich aufweisen, um gemeinsam die zumindest eine abgeschlossene Kavität zwischen dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat zu bilden, und dabei kann beispielsweise bei dem ausgerichteten Anordnen des Abdeckungssubstrats an dem Formsubstrat die jeweils in dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat vorgesehenen Vertiefungen in Ausrichtung zueinander gebracht werden, um dann bei dem Schritt des Verbindens, z. B. des hermetischen Verbindens mittels anodischen Bondens, die abgeschlossene Kavität(en) zwischen dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat zu bilden.According to a further alternative embodiment, both the mold substrate and the cover substrate can have a structured surface area provided with depressions in order to jointly form the at least one closed cavity between the cover substrate and the mold substrate, and in this case, for example, when the cover substrate is arranged in an aligned manner on the mold substrate, the depressions provided in the cover substrate and the mold substrate can be brought into alignment with one another in order to then form the closed cavity(ies) between the cover substrate and the mold substrate in the step of connecting, e.g. hermetic connecting by means of anodic bonding.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist das Abdeckungssubstrat auf einem von dem Form-Substrat abgewandten Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats den als Linsenstruktur ausgebildetes Linsenmaterialabschnitt an einer Position auf, die nach dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks einem lateralen Seitenwandbereich des Deckelelements des geformten Abdeckungssubstrats entspricht. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-5 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, the cover substrate has the lens material section formed as a lens structure on a main surface area of the cover substrate facing away from the mold substrate at a position which, after the step of tempering and providing an overpressure, corresponds to a lateral side wall area of the cover element of the molded cover substrate. In this context, reference is also made, for example, to the 2-5 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist das Abdeckungssubstrat auf einem von dem Form-Substrat abgewandten Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats zwei als Linsenstrukturen ausgebildete Linsenmaterialabschnitte an Positionen auf, die nach dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks an gegenüberliegenden Seitenwandbereichen des Deckelelements des geformten Abdeckungssubstrats als gegenüberliegende Linsenstrukturen ausgebildet werden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, the cover substrate has two lens material sections formed as lens structures at positions on a main surface area of the cover substrate facing away from the mold substrate, which are formed as opposite lens structures after the step of tempering and providing an overpressure on opposite side wall areas of the cover element of the molded cover substrate. In this context, reference is also made, for example, to the 2 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann das Abdeckungssubstrat eine bereichsweise ausgebildete Ausnehmung (= bereichsweise Ausdünnung) in dem ersten Hauptoberflächenbereich aufweisen. Diese bereichsweise Ausnehmung kann nun vorgesehen sein, um beispielsweise den (bei dem Ausblasvorgang nicht-ausgewölbten) Sockelbereich der Deckelelemente des geformten Abdeckungssubstrats möglichst dünn auszugestalten. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, the cover substrate can have a recess formed in some areas (= thinning in some areas) in the first main surface area. This recess in some areas can now be provided in order to make the base area of the cover elements of the formed cover substrate (which is not curved during the blowing process) as thin as possible. In this context, reference is also made to the 2 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist das Abdeckungssubstrat eine Versteifungsstruktur auf, die an dem Abdeckungssubtrat an einer gegenüberliegenden Seitenfläche des Abdeckungssubtrats und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend und zentriert (= zentriert ausgerichtet) zu dem Linsenmaterialabschnitt angeordnet ist. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 3-6 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method, the cover substrate has a stiffening structure which is arranged on the cover substrate on an opposite side surface of the cover substrate and (with respect to a vertical projection) opposite and centered (= centered aligned) to the lens material section. In this context, reference is also made, for example, to the 3-6 and the corresponding description.

Die bei dem Verfahren eingesetzten Versteifungsstrukturen weisen beispielsweise ein Siliziummaterial auf, um entsprechende Siliziumversteifungsstrukturen zu bilden. Alternativ können aber auch andere Materialien eingesetzt werden, die selektiv von dem Glasmaterial des Abdeckungssubstrats entfernt bzw. weggeätzt werden können. Eine Materialeigenschaft der eingesetzten Materialien für die Versteifungsstrukturen besteht ferner darin, dass die Versteifungsstrukturen bei den erhöhten Temperaturen des Tempervorgangs nicht mit dem Glas reagieren bzw. durchreagieren, um beispielsweise ein „Verschmelzen“ der Materialien des Abdeckungssubstrats und der Versteifungsstrukturen zu verhindern. Als weitere Materialien für die Versteifungsstruktur können beispielsweise Siliziumbasierte Materialkombinationen, wie z. B. SiGe (Siliziumgermanium), etc. eingesetzt werden.The stiffening structures used in the method comprise, for example, a silicon material in order to form corresponding silicon stiffening structures. Alternatively, other materials can also be used that can be selectively removed or etched away from the glass material of the cover substrate. A further material property of the materials used for the stiffening structures is that the stiffening structures do not react or react through with the glass at the elevated temperatures of the tempering process, for example to prevent the materials of the cover substrate and the stiffening structures from "melting". Other materials that can be used for the stiffening structure include, for example, silicon-based material combinations such as SiGe (silicon germanium), etc.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist das Abdeckungssubstrat eine Versteifungsstruktur auf, die an dem Abdeckungssubtrat (als eine Versteifungsschicht über) auf dem Linsenmaterialabschnitt angeordnet ist. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 4-6 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method, the cover substrate has a stiffening structure which is arranged on the cover substrate (as a stiffening layer over) the lens material section. In this context, reference is also made, for example, to the 4-6 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner folgenden Schritt auf: Entfernen der Versteifungsstruktur nach dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks von dem geformten Abdeckungssubstrat. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 3-6 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method further comprises the following step: removing the stiffening structure after the step of tempering and providing an overpressure from the formed cover substrate. In this context, reference is also made, for example, to the 3-6 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist das Abdeckungssubstrat zwei gegenüberliegende Versteifungsstrukturen auf, die an dem Abdeckungssubtrat an gegenüberliegenden Seitenflächen des Abdeckungssubtrats und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend und z.B. zentriert (= zentriert ausgerichtet) zueinander an einer Position angeordnet sind, um bei dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks einen geneigten (= winklig angestellten), planen Seitenwandbereich des Deckelelements des geformten Abdeckungssubstrats zu erhalten. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 4-5 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method, the cover substrate has two opposing stiffening structures which are arranged on the cover substrate on opposite side surfaces of the cover substrate and (with respect to a vertical projection) opposite and e.g. centered (= centered aligned) to each other at a position in order to obtain an inclined (= angled), planar side wall region of the cover element of the formed cover substrate in the step of tempering and providing an overpressure. In this context, reference is also made, for example, to the 4-5 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann das Abdeckungssubstrat dann optional so ausgebildet werden, dass eine Seitenwand mit einem Linsenelement und die gegenüberliegende, schräge Seitenwand mit einer innenseitigen Verspiegelung, die z.B. als ein Umlenkspiegel wirksam ist, ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 4 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method, the cover substrate can then optionally be designed such that one side wall is designed with a lens element and the opposite, inclined side wall is designed with an inner mirror coating, which acts, for example, as a deflection mirror. In this context, reference is also made, for example, to the 4 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist das Abdeckungssubstrat eine Versteifungsstruktur auf, die an dem Abdeckungssubtrat an einer gegenüberliegenden Seitenfläche des Abdeckungssubtrats und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend bzw. zentriert (= zentriert ausgerichtet) zu dem Linsenmaterialabschnitt angeordnet ist, um bei dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks an dem Deckenbereich des Deckelelements des Abdeckungssubstrats vertikal gegenüberliegend zur Linsenstruktur einen definierten (planen) Oberflächenbereich an dem Deckenbereich des Deckelelements des Abdeckungssubstrats auszubilden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 4-6 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method, the cover substrate has a stiffening structure which is attached to the cover substrate on an opposite side surface of the cover substrate and (with respect to a vertical projection) opposite or centered (= centered aligned) to the lens material section. is arranged in order to form a defined (planar) surface area on the ceiling area of the cover element of the cover substrate vertically opposite the lens structure during the step of tempering and providing an overpressure on the ceiling area of the cover element of the cover substrate. In this context, reference is also made, for example, to the 4-6 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist das Abdeckungssubstrat auf einem von dem Formsubstrat abgewandten Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats den Linsenmaterialabschnitt an einer Position auf, um bei dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks an einem inneren Deckenwandbereich des Deckelelements die (z.B. nach innen gewölbte) Linsenstruktur auszubilden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 7 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method, the cover substrate has the lens material section on a main surface area of the cover substrate facing away from the mold substrate in a position to form the (eg inwardly curved) lens structure in the step of tempering and providing an overpressure on an inner ceiling wall area of the cover element. In this context, reference is also made, for example, to the 7 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist das Abdeckungssubstrat auf einem dem Formsubstrat zugewandten Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats den Linsenmaterialabschnitt an einer Position auf, um bei dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks an einem inneren Deckenwandbereich des Deckelelements die (z.B. nach innen gewölbte) Linsenstruktur auszubilden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method, the cover substrate has the lens material section on a main surface area of the cover substrate facing the mold substrate in a position to form the (eg inwardly curved) lens structure in the step of tempering and providing an overpressure on an inner ceiling wall area of the cover element. In this context, reference is also made, for example, to the 8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird das (hermetische) Verbinden des Abdeckungssubstrats mit dem Formsubstrat in einer Atmosphäre mit einem definierten atmosphärischen Umgebungsdruck durchgeführt, um einen definierten atmosphärischen Druck in den abgeschlossenen Kavitäten einzuschließen. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method, the (hermetic) bonding of the cover substrate to the mold substrate is carried out in an atmosphere with a defined atmospheric ambient pressure in order to enclose a defined atmospheric pressure in the closed cavities. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens sind das Abdeckungssubstrat und/oder das Formsubstrat ausgebildet sind, um die abgeschlossene Kavität mit einer Mehrzahl von abgeschlossenen Kavitätsbereichen zwischen dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat zu bilden, wobei die abgeschlossenen Kavitätsbereiche fluidisch getrennt voneinander angeordnet sind, oder wobei ferner Gasaustauschkanäle zwischen den von der Umgebungsatmosphäre abgeschlossenen Kavitätsbereichen vorgesehen sind, um diese fluidisch miteinander zu verbinden, um einen gemeinsamen definierten atmosphärischen Druck in den verbundenen Kavitätsbereichen zu erhalten. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, the cover substrate and/or the mold substrate are designed to form the closed cavity with a plurality of closed cavity regions between the cover substrate and the mold substrate, wherein the closed cavity regions are arranged fluidically separated from one another, or wherein gas exchange channels are further provided between the cavity regions closed from the ambient atmosphere in order to fluidically connect them to one another in order to obtain a common defined atmospheric pressure in the connected cavity regions. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird der Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks als ein Glasfließprozess in einem Unterdruckofen durchgeführt, um in der abgeschlossenen Kavität einen definierten atmosphärischen Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu erhalten. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, the step of tempering and providing an overpressure is carried out as a glass flow process in a vacuum furnace in order to obtain a defined atmospheric overpressure in the closed cavity compared to the surrounding atmosphere. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner folgende Schritte auf: Abkühlen des Anschlagelements, des Formsubstrats und des geformten Abdeckungssubstrats, und Anschließendes Entfernen des Formsubstrats mittels eines Ätzvorgangs, z.B. mittels eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Material des Formsubstrats. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method further comprises the following steps: cooling the stop element, the mold substrate and the molded cover substrate, and subsequently removing the mold substrate by means of an etching process, e.g. by means of a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material of the mold substrate. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner folgenden Schritt auf: Anschließendes Entfernen des Anschlagelements mittels eines Ätzvorgangs. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method further comprises the following step: Subsequent removal of the stop element by means of an etching process. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird das Abdeckungssubstrat bei dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks im Bereich der abgeschlossenen Kavität bis zu einer Höhe, die durch den vertikalen Abstand der Anschlagfläche zu dem Abdeckungssubstrat vorgegeben ist, ausgewölbt bzw. ausgeblasen. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, the cover substrate is bulged or blown out during the step of tempering and providing an overpressure in the region of the closed cavity up to a height that is predetermined by the vertical distance of the stop surface from the cover substrate. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist der der Kavität oder den Kavitätsbereichen gegenüberliegende Bereich der Anschlagfläche des Anschlagelements eben und parallel zu dem Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats ausgebildet, um bei dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks einen ebenen Deckenbereich des Deckelelements zu bilden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, the region of the stop surface of the stop element opposite the cavity or the cavity regions is flat and parallel to the main surface region of the cover substrate in order to form a flat cover region of the cover element during the step of tempering and providing an overpressure. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird bei dem Abkühlen des geformten Abdeckungssubstrats in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C, ein atmosphärischer Überdruck in den abgeschlossenen Kavitäten gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt, um eine (konvexe) Wölbung der Seitenwandbereiche (= Seitenfenster) des Deckelelements des geformten Abdeckungssubstrats nach außen zu erzeugen.According to an embodiment of the method, when cooling the formed cover substrate in a temperature range above 650°C, eg between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C, an atmospheric overpressure in the closed cavities compared to the surrounding atmosphere to produce a (convex) curvature of the side wall regions (= side windows) of the cover element of the molded cover substrate outwards.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird der Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks in einem Unterdruckofen durchgeführt, wobei der atmosphärische Überdruck in den abgeschlossenen Kavitäten gegenüber der umgebenden Atmosphäre durch einen verringerten atmosphärischen Druck in dem Unterdruckofen erhalten wird. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method, the step of tempering and providing an overpressure is carried out in a vacuum oven, wherein the atmospheric overpressure in the closed cavities compared to the surrounding atmosphere is maintained by a reduced atmospheric pressure in the vacuum oven. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird bei dem Abkühlen des geformten Abdeckungssubstrats in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C, ein atmosphärischer Unterdruck in den abgeschlossenen Kavitäten gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt, um eine (konkave) Wölbung der Seitenwandbereiche (= Seitenfenster) des Deckelelements des geformten Abdeckungssubstrats nach innen zu erzeugen.According to one embodiment of the method, when the molded cover substrate is cooled in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C, an atmospheric negative pressure is created in the closed cavities compared to the surrounding atmosphere in order to produce a (concave) curvature of the side wall regions (= side windows) of the cover element of the molded cover substrate inwards.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird der Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks in einem Unterdruckofen durchgeführt, wobei ferner der atmosphärische Unterdruck in den abgeschlossenen Kavitäten gegenüber der umgebenden Atmosphäre durch einen erhöhten atmosphärischen Druck in dem Unterdruckofen erhalten wird. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, the step of tempering and providing an overpressure is carried out in a vacuum oven, wherein the atmospheric negative pressure in the closed cavities compared to the surrounding atmosphere is maintained by an increased atmospheric pressure in the vacuum oven. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist das Anschlagelement (= Chuck) als ein wiederverwendbares Werkzeug ausgeführt und eine Antihaftbeschichtung für das Glasmaterial des Abdeckungssubstrats zumindest an dem der Kavität gegenüberliegenden Bereich der Anschlagfläche oder an der gesamten Anschlagfläche aufweist. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, the stop element (= chuck) is designed as a reusable tool and has a non-stick coating for the glass material of the cover substrate at least on the area of the stop surface opposite the cavity or on the entire stop surface. In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Das Anschlagelement kann beispielsweise ein Halbleitermaterial, wie z. B. Silizium, aufweisen oder daraus bestehen, und eine zumindest bereichsweise oder auch vollständig ebene (plane) Anschlagfläche gegenüberliegend zu dem Abdeckungssubstrat aufweisen. Neben einem Halbleitermaterial kann das Anschlagelement beispielsweise auch andere Materialien, wie z. B. Siliziumkarbid (SiC), Graphit oder Aluminiumnitrid (AIN) aufweisen oder daraus bestehen.The stop element can, for example, comprise or consist of a semiconductor material, such as silicon, and have an at least partially or completely flat (plane) stop surface opposite the cover substrate. In addition to a semiconductor material, the stop element can also comprise or consist of other materials, such as silicon carbide (SiC), graphite or aluminum nitride (AIN).

Hinsichtlich des in 2 dargestellten Herstellungsverfahrens 100 mittels des Flussdiagramms 100-1 wird nun eine weitere alternative Ausgestaltung des Abdeckungssubstrats 20 mit einem bereichsweise ausgebildeten Ausnehmung (= bereichsweise Ausdünnung) 20-3 in dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 dargestellt.Regarding the 2 illustrated manufacturing method 100 by means of the flow chart 100-1, a further alternative embodiment of the cover substrate 20 with a partially formed recess (= partially thinned out) 20-3 in the first main surface region 20-1 of the cover substrate 20 is now shown.

Diese bereichsweise Ausnehmung 20-3 kann nun vorgesehen sein, um beispielsweise den (nicht-ausgewölbten) Sockelbereich 24-3 der Deckelelemente 24 des geformten Abdeckungssubstrats (= Deckelsubstrat) 20' möglichst dünn auszugestalten, das heißt, um den Sockelbereich 24-3 zumindest angrenzend an den lateralen Strahlaustrittsbereich 24-1 (z.B. mit dem daran ausgebildeten Linsenelement 26) möglichst dünn bzw. flach auszugestalten. Dadurch kann erreicht werden, dass bei einer (nachfolgenden) Häusung eines an einem Bauelementesubstrat angeordneten optischen Bauelements (Sende- und/oder Empfangsbauelements) eine möglichst niedrige, erforderliche Aufbauhöhe des optischen Bauelements oberhalb der Bauelementsubstratebene erhalten wird. Damit kann bei dem optoelektronischen Bauelement erreicht werden, dass dieses Bauelement (z. B. ein Laseremitter oder eine Photodiode) nicht mit zusätzlichem Aufwand z.B. erhöht auf einem Submount aufgebaut werden braucht, um eine Kollision der Sende- oder Empfangsstrahlung des optischen Bauelements mit einem ansonsten erhöhten Glassockel zu vermeiden.This area-wise recess 20-3 can now be provided in order, for example, to make the (non-bulging) base region 24-3 of the cover elements 24 of the formed cover substrate (= cover substrate) 20' as thin as possible, that is to say, to make the base region 24-3 as thin or flat as possible at least adjacent to the lateral beam exit region 24-1 (e.g. with the lens element 26 formed thereon). This can ensure that, in a (subsequent) housing of an optical component (transmitting and/or receiving component) arranged on a component substrate, the required installation height of the optical component above the component substrate level is as low as possible. This means that the optoelectronic component (e.g. a laser emitter or a photodiode) does not need to be mounted on a submount with additional effort, e.g. in a raised position, in order to avoid a collision of the transmitting or receiving radiation of the optical component with an otherwise raised glass base.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann den Sockelbereich 24-3 des Deckelelements 24 zumindest in Richtung des lateralen Strahldurchgangs der Sende- oder Empfangsstrahlung des optoelektronischen Bauelements (relativ) flach ausgebildet werden, um das optoelektronische Bauelement nicht auf einer zusätzlichen Erhöhung, z.B. auf einem (erhöhten) Submount, auf dem Bauelementsubstrat aufbauen zu brauchen, damit die Sende- und/oder Empfangsstrahlung des optoelektronischen Bauelements 1 nicht mit dem Sockelbereich (Glassockel) 24-3 des Deckelelements kollidiert bzw. von diesem gestört wird.According to this exemplary embodiment, the base region 24-3 of the cover element 24 can be designed to be (relatively) flat, at least in the direction of the lateral beam passage of the transmitting or receiving radiation of the optoelectronic component, in order to avoid having to build the optoelectronic component on an additional elevation, e.g. on a (raised) submount, on the component substrate, so that the transmitting and/or receiving radiation of the optoelectronic component 1 does not collide with the base region (glass base) 24-3 of the cover element or is disturbed by it.

Hierzu wird das Glasmaterial des Abdeckungssubstrats 20 bereits mit einem ausgedünnten Bereich 20-3 an der Oberseite (= an dem ersten Hauptoberflächenbereich) 20-1 auf das Formsubstrat 10 aufgelegt, wobei sich diese Ausdünnung 20-3 mindestens in der Strahlauskoppelrichtung bis in den Rahmenbereich des Abdeckungselements (der Glaskappe) 24 oder z.B. bis hin zum Vereinzelungsbereich des Abdeckungssubstrats 20' erstreckt.For this purpose, the glass material of the cover substrate 20 is already placed on the mold substrate 10 with a thinned area 20-3 on the upper side (= on the first main surface area) 20-1, wherein this thinning 20-3 extends at least in the beam coupling direction up to the frame area of the cover element (the glass cap) 24 or, for example, up to the separation area of the cover substrate 20'.

Diese Ausdünnung 20-3 kann sich auch in den Bereich der noch auszublasenden Fensterfläche 24-1 erstrecken, die nach dem Auswölbungsvorgang z.B. vertikal stehend angeordnet ist, um z.B. im Strahldurchtrittsbereich ein besonders dünnwandiges Fensterelement mit einer geringen optischen Wirkung zu erzeugen. Zudem weist das dünnwandige Fensterelement aufgrund des flach ausgebildeten Sockelbereichs 24-3 einen großen Strahldurchtrittsbereich auf, ohne bei dem Ausblasvorgang der Glaskappe (des Abdeckungssubstrats) 20 dieses besonders hoch ausblasen zu brauchen.This thinning 20-3 can also extend into the area of the window surface that still needs to be blown out 24-1, which is arranged vertically after the bulging process, for example, in order to produce a particularly thin-walled window element with a low optical effect in the beam passage area, for example. In addition, the thin-walled window element has a large beam passage area due to the flat base area 24-3, without having to blow the glass cap (the cover substrate) 20 out particularly high during the blowing out process.

2a zeigt beispielhaft ein solches mit Ausdünnungsbereichen 20-3 versehenes Abdeckungssubstrat bei dem Schritt 110 des Bereitstellens und ferner nach Durchlaufen des Herstellungsverfahrens 100 bei den Schritt 160, 170, wobei deutlich die verringerte Dicke des Sockelbereichs 24-3 des Deckelsubstrats 20' dargestellt wird. 2a shows, by way of example, such a cover substrate provided with thinned regions 20-3 in the step 110 of providing and further after passing through the manufacturing method 100 in the steps 160, 170, wherein the reduced thickness of the base region 24-3 of the cover substrate 20' is clearly shown.

Das Vorsehen dieser Ausdünnungsbereiche 20-3 in dem Deckelsubstrat ist auf die nachfolgend dargestellten unterschiedlichen Prozessabläufe des Herstellungsverfahrens 100 gleichermaßen anwendbar, wobei die Ausdünnungsbereiche 20-3 des Abdeckungssubstrats 20 dort vorgesehen werden, um eine gezielte, dünne Ausgestaltung des resultierenden Deckelelements 24 in den gewünschten Seitenwandbereichen und die daraus resultierenden (verbesserten) optischen Eigenschaften zu erhalten.The provision of these thinned areas 20-3 in the cover substrate is equally applicable to the different process sequences of the manufacturing method 100 shown below, wherein the thinned areas 20-3 of the cover substrate 20 are provided there in order to obtain a targeted, thin configuration of the resulting cover element 24 in the desired side wall areas and the resulting (improved) optical properties.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner den Schritt des Aufbringens, wie Z.B. Abscheiden, einer Metallisierung als eine zusammenhängende Rahmenstruktur (= einen Versiegelungsrahmen) auf Verbindungsbereichen an nicht-ausgewölbten Bereichen (= Sockelbereichen) des geformten Abdeckungssubstrats (= des Deckelsubstrats) auf. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method further comprises the step of applying, such as depositing, a metallization as a coherent frame structure (= a sealing frame) on connection areas at non-bulging areas (= base areas) of the formed cover substrate (= the lid substrate). In this context, reference is also made, for example, to the 2-8 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird eine Antireflexions-Beschichtung auf einen Bereich (Deckenbereich und/oder Seitenwandbereich) des Deckelelements des geformten Abdeckungssubstrats aufgebracht bzw. abgeschieden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 2-8 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment of the method, an anti-reflection coating is applied or deposited on a region (ceiling region and/or side wall region) of the cover element of the formed cover substrate. In this context, for example, reference is also made to the 2-8 and the corresponding description.

Im Folgenden werden noch einige weitere technische Erläuterungen zu den oben dargestellten unterschiedlichen Schritten des Herstellungsverfahrens 100 sowie den genannten Elementen bzw. Strukturen beispielhaft dargestellt. Diese nachfolgenden Ausführungen sind (sofern dies nicht anders angegeben ist) auf alle Ausführungsbeispiele anwendbar und als alternative oder zusätzliche Ausgestaltung einzelner Verfahrensschritte bzw. einzelner Elemente oder Strukturen anzusehen.In the following, some further technical explanations of the different steps of the manufacturing method 100 described above as well as the elements or structures mentioned are presented as examples. These following explanations are (unless otherwise stated) applicable to all embodiments and are to be viewed as an alternative or additional embodiment of individual method steps or individual elements or structures.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird das Formsubstrat beispielsweise mit einem topographisch strukturierten Oberflächenbereich (ersten Hauptoberflächenbereich) bereitgestellt. Das bedeutet, dass ein Oberflächenbereich (der erste Hauptoberflächenbereich) des Formsubstrats eine oder mehrere Vertiefungen aufweist. Dabei kann der Oberflächenbereich des Formsubstrats über seine gesamte laterale Ausdehnung bis einige Millimeter an bzw. vor dem Rand betrachtet die Vertiefungen aufweisen, um die Kavitäten und/oder Gasaustauschkanäle bei dem hermetischen Verbinden des Formsubstrats mit dem Abdeckungssubstrat zu erhalten. Das Formsubstrat kann also eine negative Topographie aufweisen.In the context of the present description, the mold substrate is provided, for example, with a topographically structured surface region (first main surface region). This means that a surface region (the first main surface region) of the mold substrate has one or more depressions. The surface region of the mold substrate can have the depressions over its entire lateral extent up to a few millimeters at or in front of the edge in order to obtain the cavities and/or gas exchange channels when the mold substrate is hermetically connected to the cover substrate. The mold substrate can therefore have a negative topography.

Ferner können erste Vertiefungen (Kavitätsbereiche) in dem Formsubstrat dafür vorgesehen sein, Kavitäten bzw. Auswölbungen für ein optoelektronisches (strahlungsemittierendes oder strahlungsempfangendes) Bauelement in dem Deckelsubstrat durch Ausblasen während des Glasfließprozesses auszubilden. Ferner können benachbarte zweite Kavitätsbereiche dafür ausgebildet sein, einen Hohlraum für eine Vereinzelungsstraße (dicing lane) zu bilden, bzw. dazu zu dienen, bei nachfolgenden Prozessschritten die elektrischen Anschlusspads im Gehäuse freilegen zu können.Furthermore, first depressions (cavity regions) in the mold substrate can be provided to form cavities or bulges for an optoelectronic (radiation-emitting or radiation-receiving) component in the cover substrate by blowing out during the glass flow process. Furthermore, adjacent second cavity regions can be designed to form a cavity for a dicing lane or to be used to expose the electrical connection pads in the housing in subsequent process steps.

Gemäß der vorliegenden Beschreibung ist ferner auch eine Invertierung oder invertierte Anordnung dieser Funktionseinheiten möglich. So kann ein Kavitätsbereich bzw. eine Vertiefung gemäß der vorliegenden Beschreibung eine zur Substratoberfläche vertiefte Fläche oder Grabenstruktur sein, die durch einen Ätzprozess in das Formsubstrat eingebracht wurde. Grundgeometrien für die Kavitätsbereiche können von der erforderlichen Kappengeometrie (Deckelsubstratgeometrie) abhängen und sind im Wesentlichen geometrisch frei wählbar. So sind quadratische, rechteckige, Trapezoid-förmige und linear gestreckte Formen mit gegebenenfalls nicht unbedingt rechteckigen Ecken sowie auch andere Formen mit linearen Kantenabschnitten möglich. Ferner sind auch kreisförmige oder ellipsoide Grundformen möglich.According to the present description, an inversion or inverted arrangement of these functional units is also possible. For example, a cavity region or a depression according to the present description can be a surface or trench structure that is recessed to the substrate surface and that was introduced into the mold substrate by an etching process. Basic geometries for the cavity regions can depend on the required cap geometry (cover substrate geometry) and are essentially freely selectable geometrically. For example, square, rectangular, trapezoidal and linearly elongated shapes with possibly not necessarily rectangular corners as well as other shapes with linear edge sections are possible. Furthermore, circular or ellipsoidal basic shapes are also possible.

Unter Tempern (siehe Schritt 130) versteht man im Zusammenhang der vorliegenden Beschreibung ein Temperaturbehandeln, beispielsweise ein zeitlich kontrolliertes, homogenes Erhitzen oder Abkühlen, wobei dieser Temper-Schritt beispielsweise in einer definiert regelbaren Druckumgebung durchgeführt wird, d.h. mit definierten Umgebungsdruckbedingungen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schritt 130 des Temperns in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C durchgeführt werden.In the context of the present description, tempering (see step 130) is understood to mean a temperature treatment, for example a time-controlled, homogeneous heating or cooling, wherein this tempering step is carried out, for example, in a defined, controllable pressure environment, i.e. with defined ambient pressure conditions. According to one embodiment, the tempering step 130 can be carried out in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C.

Ein Glasmaterial im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist beispielsweise ein amorpher anorganischer Werkstoff, dessen Viskosität sich bei steigender Temperatur (z. B. kontinuierlich) verringert.A glass material within the meaning of the present description is, for example, an amorphous inorganic material whose viscosity decreases with increasing temperature (e.g. continuously).

Bei dem dargestellten Herstellungsverfahren 100 wird ein Deckelsubstrat (geformtes Abdeckungssubstrat) mit einem oder mehreren Deckelelementen erzeugt, wobei das Deckelelement einen seitlichen und einen oberen Seitenwandbereich aufweist, die auch als optische Fensterbereiche wirksam sein können. Diese optischen Fensterbereiche erlauben eine zum Trägersubstrat laterale bis vertikale Strahlaus- und/oder Strahleinkopplung. Der mit einem Linsenelement versehene Fensterbereich des Deckelelements zeichnet sich gemäß der vorliegenden Beschreibung durch einen Einfluss auf die Strahlausbreitung (eines einfallenden und/oder ausfallenden optischen Strahlens) aus, so dass eine zusätzlich auf den Strahl aufgeprägte Richtungsänderung beim Durchgang durch das Fensterelement sich im Bereich ≥ 6° bewegt.In the illustrated manufacturing method 100, a cover substrate (molded cover substrate) is produced with one or more cover elements, wherein the cover element has a lateral and an upper side wall region, which can also act as optical window regions. These optical window regions allow a lateral to vertical beam coupling and/or coupling in to the carrier substrate. According to the present description, the window region of the cover element provided with a lens element is characterized by an influence on the beam propagation (of an incident and/or emerging optical beam), so that an additional change in direction impressed on the beam when passing through the window element moves in the range ≥ 6°.

Fensterbereiche mit einer reflektierenden Spiegelbeschichtung sind gemäß der vorliegenden Beschreibung zur Grundebene (zum ersten Hauptoberflächenbereich) des Deckelsubstrats geneigte, plane und gewölbte Flächen zur Strahlablenkung und Strahlfokussierung. Linsenelemente sind gemäß der vorliegenden Beschreibung passiv abbildende Elemente, z. B. uniaxiale Zylinder-Linsen, rotationssymmetrische Sammellinsen und Freiform-Linsen.According to the present description, window areas with a reflective mirror coating are flat and curved surfaces inclined to the base plane (the first main surface area) of the cover substrate for beam deflection and beam focusing. According to the present description, lens elements are passively imaging elements, e.g. uniaxial cylinder lenses, rotationally symmetrical converging lenses and free-form lenses.

Gemäß dem dargestellten Herstellungsverfahren 100, wird das Deckelsubstrat, das auch als Kappen- oder Deckelwafer bezeichnet werden kann, mit den lateralen optischen Fensterflächen aus Glas beispielsweise für eine Vielzahl von Gehäusen hergestellt. Die lateralen optischen Fensterflächen können somit beispielsweise vertikal (= sich vertikal erstreckend) zu dem ursprünglichen Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats ausgebildet werden.According to the illustrated manufacturing method 100, the cover substrate, which can also be referred to as a cap or cover wafer, is manufactured with the lateral optical window surfaces made of glass, for example for a variety of housings. The lateral optical window surfaces can thus be formed, for example, vertically (= extending vertically) to the original main surface area of the cover substrate.

Das dargestellte Verfahren basiert wesentlich auf Techniken des sogenannten Glasflie-ßens. Bei den Ausführungsformen kann es sich bei dem Glasmaterial des Abdeckungssubstrats um Borofloat® -Glas oder ein anderes Glas wie z.B. Schott AF32, Corning Eagle XG, Hoya SD2 handeln. Der thermische Ausdehnungskoeffizient (CTE = coefficient of thermal expansion) der Glasmaterialien wird z.B. gewählt, um zum verwendeten Halbleitermaterial zu passen, da sowohl die Herstellung des Deckelwafers (Deckelsubstrats) als auch das Bonden des Deckelwafers auf dem Halbleitermaterial des Formsubstrats, beispielsweise auf einem Siliziumsubstrat, erfolgen. Zu große Unterschiede des thermischen Ausdehnungskoeffizienten könnten ansonsten zu sehr großen thermomechanischen Spannungen oder zur Zerstörung der beteiligten Elemente führen, wenn der CTE des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats nicht (z.B. innerhalb eines Toleranzbereichs von kleiner 1%, 5% oder 10%) an den CTE des Halbleitermaterials des Formsubstrats angepasst ist. Angepasst bedeutet dabei beispielsweise, dass das CTE des Glasmaterials in Ausführungsformen nicht um mehr als 1 - 2 ppm/K von dem CTE des Halbleitermaterials abweicht. In den Ausführungsformen weicht das CTE des Glasmaterials beispielweise um weniger als 0,5 ppm/K von dem CTE des Halbleitermaterials ab.The method shown is essentially based on so-called glass flow techniques. In the embodiments, the glass material of the cover substrate can be Borofloat® glass or another glass such as Schott AF32, Corning Eagle XG, Hoya SD2. The coefficient of thermal expansion (CTE) of the glass materials is chosen, for example, to match the semiconductor material used, since both the production of the cover wafer (cover substrate) and the bonding of the cover wafer take place on the semiconductor material of the mold substrate, for example on a silicon substrate. Too great differences in the coefficient of thermal expansion could otherwise lead to very large thermomechanical stresses or to the destruction of the elements involved if the CTE of the glass material of the cover substrate is not adapted (e.g. within a tolerance range of less than 1%, 5% or 10%) to the CTE of the semiconductor material of the mold substrate. Adapted means, for example, that the CTE of the glass material in embodiments does not deviate from the CTE of the semiconductor material by more than 1 - 2 ppm/K. In the embodiments, the CTE of the glass material deviates from the CTE of the semiconductor material by less than 0.5 ppm/K, for example.

Eine mögliche Prozessabfolge bei der Herstellung dieser Deckelwafer mit optischen Fensterflächen wird beispielsweise nachfolgend anhand der 2-8 beschrieben. Als optische Fensterflächen werden beispielsweise solche Bereiche des Deckelwafers angesehen, deren Oberflächen eine Rauigkeit kleiner 50 nm aufweisen. Die Oberflächen optischer Fensterflächen können geometrisch sehr unterschiedlich ausgeformt sein: beispielsweise sowohl plan-plan und plan-konvex, konvex, konkav, zylindrisch, aber auch andere Verhältnisse sind einstellbar. Die Hauptebene der Fensterfläche kann in einem Winkel zwischen 0° und 110°C relativ zur unteren Basisebene des Deckelwafers geneigt sein, rotationssymmetrisch geneigt (kegelförmig) und ggfs. mit lateralem Offset zum Mittelpunkt verschoben sein. Die Höhenlage der optischen Fensterfläche relativ zur Basisebene des Deckelwafers ist beispielsweise durch die Prozessparameter und das Design einstellbar.A possible process sequence for the production of these lid wafers with optical window surfaces is shown below using the 2-8 described. For example, areas of the lid wafer whose surfaces have a roughness of less than 50 nm are considered optical window surfaces. The surfaces of optical window surfaces can have very different geometric shapes: for example, both flat-flat and flat-convex, convex, concave, cylindrical, but other ratios can also be set. The main plane of the window surface can be inclined at an angle between 0° and 110°C relative to the lower base plane of the lid wafer, inclined rotationally symmetrically (conical) and, if necessary, shifted with a lateral offset to the center. The height of the optical window surface relative to the base plane of the lid wafer can be adjusted, for example, by the process parameters and the design.

Die optischen Fensterflächen dienen der Strahlauskopplung und/oder Strahleinkopplung für mindestens ein Strahlungs- bzw. Licht-emittierendes Bauelement und optional für einen oder mehrere Photodetektoren. Beispielsweise können auch mehrere optische Seitenfenster im gleichen Deckelelement an verschiedenen Seiten vorgesehen sein um z.B. eine laterale Strahlauskopplung in unterschiedlichen Richtungen zu erlauben.The optical window surfaces are used for beam coupling and/or beam input for at least one radiation or light-emitting component and optionally for one or more photodetectors. For example, several optical side windows can be provided in the same cover element on different sides in order to allow lateral beam output in different directions, for example.

Bei den unterschiedlichen Ausführungsformen (z.B. den nachfolgend dargestellten Prozessabläufen in 2-8) des Verfahrens 100 ist vorgesehen, dass die Deckelelemente (= Glasdeckel) durch einen Temperprozess geformt werden. Die am Ende des Prozesses erzielte Geometrie wird von vier Größen beeinflusst, dem eingeschlossenen Gasvolumen, dem Temperaturverlauf, dem Druck im Ofen, sowie dem Abstand des Anschlags.In the different embodiments (e.g. the process sequences shown below in 2-8 ) of the method 100, it is provided that the lid elements (= glass lids) are formed by a tempering process. The geometry achieved at the end of the process is influenced by four variables, the enclosed gas volume, the temperature profile, the pressure in the furnace, and the distance of the stop.

In einer möglichen (einfachen) Realisierung des Prozessablaufs ist der Druck im Ofen über die gesamte Zeit konstant, wobei der in der Kavität eingeschlossene Druck zumindest zeitweise größer ist als der Druck im Ofen. Die Ofentemperatur sollte einem Profil folgen, mit (bestehend aus) einer Erwärmungsphase, einer Prozessphase und einer Abkühlphase. Die Temperatur der Prozessphase sollte oberhalb der Erweichungstemperatur des Glases liegen, damit der Druck des eingeschlossenen Gases die Kavität aufblasen kann. Ist der Druck innerhalb der Kavität stets größer als der Druck im Ofen stellt sich eine konvexe Oberfläche der Wand ein. Wird der Prozess hingegen so geführt, dass sich der Druck in der aufgeblasenen Kavität an den Ofendruck annähert (Gleichgewichtszustand), kann durch eine Abkühlung des Ofens eine Druckumkehr erzielt werden, so dass der Druck im Ofen größer ist als innerhalb der Kavität. Dies führt zu einer Deformation der konvexen Oberfläche, so dass eine zumindest in Teilbereichen eine flache, fast plane Wand erzielt werden kann. Die Geometriekontrolle wird jedoch durch die zusätzlichen Versteifungselemente (= Versteifungsstrukturen) und Versteifungsschichten sowie das Aufblasen gegen einen Anschlag wesentlich erhöht. Abgesehen von dem beschriebenen Effekt der Temperaturänderung kann eine solche Umkehr der Druckverhältnisse auch durch eine Änderung des, z.B. geregelten, Ofendrucks erfolgen. Die Versteifungselemente bzw. Versteifungsstrukturen sind auf dem Abdeckungssubtrat als eine strukturierte Versteifungsschicht angeordnetIn a possible (simple) implementation of the process, the pressure in the furnace is constant throughout the entire time, whereby the pressure enclosed in the cavity is at least temporarily greater than the pressure in the furnace. The furnace temperature should follow a profile, with (consisting of) a heating phase, a process phase and a cooling phase. The temperature of the process phase should be above the softening temperature of the glass so that the pressure of the enclosed gas can inflate the cavity. If the pressure inside the cavity is always greater than the pressure in the furnace, the wall surface will have a convex surface. If, on the other hand, the process is carried out in such a way that the pressure in the inflated cavity approaches the furnace pressure (equilibrium state), a pressure reversal can be achieved by cooling the furnace so that the pressure in the furnace is greater than inside the cavity. This leads to a deformation of the convex surface so that a flat, almost plane wall can be achieved, at least in some areas. However, the geometry control is significantly increased by the additional stiffening elements (= stiffening structures) and stiffening layers as well as by inflating against a stop. Apart from the described effect of the temperature change, such a reversal of the pressure conditions can also be achieved by changing the, e.g. regulated, oven pressure. The stiffening elements or stiffening structures are arranged on the cover substrate as a structured stiffening layer

Bei den unterschiedlichen Ausführungsformen (z.B. den nachfolgend dargestellten Prozessabläufen in 2-8) des Verfahrens 100 ist vorgesehen, dass bei den Schritten 110 und 112 das Formsubstrat und das Abdeckungssubstrat bereitgestellt werden und dieselben anodisch gebondet werden.In the different embodiments (e.g. the process sequences shown below in 2-8 ) of the method 100, it is provided that in steps 110 and 112 the mold substrate and the cover substrate are provided and the same are anodically bonded.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren 100 hinsichtlich des Bereitstellens 110 des Formsubstrats folgende Schritte umfassen: Bereitstellen eines Halbleiterwafers mit einer Passivierungsschicht auf einer Oberfläche (= erster Hauptoberflächenbereich), Lithographieren der Passivierungsschicht, sodass die Lackschicht dort auf der Oberfläche entfernt wird, wo die Vertiefungen und Gaskanäle vorgesehen sind, Ätzen der Passivierungsschicht auf der Oberfläche des Halbleiterwafers hinsichtlich der lithographierten Bereiche, Entfernung der Lackschicht, Ätzen des exponierten Halbleitermaterials, sodass eine Dicke des Halbleiterwafers senkrecht zu den lithographierten Bereichen der Oberfläche verringert wird, um den Oberflächenbereich zu strukturieren und somit Vertiefungen, z.B. Kavitäten und Gaskanäle, vorzugeben, und vollständiges Entfernen der Passivierungsschicht.According to one embodiment, the method 100 with regard to providing 110 the mold substrate may comprise the following steps: providing a semiconductor wafer with a passivation layer on a surface (= first main surface region), lithographing the passivation layer so that the resist layer is removed on the surface where the depressions and gas channels are provided, etching the passivation layer on the surface of the semiconductor wafer with regard to the lithographed regions, removing the resist layer, etching the exposed semiconductor material so that a thickness of the semiconductor wafer is reduced perpendicular to the lithographed regions of the surface in order to structure the surface region and thus provide depressions, e.g. cavities and gas channels, and completely removing the passivation layer.

Dadurch kann beispielsweise das Formsubstrat mit einem zweckmäßig strukturierten Oberflächenbereich hergestellt und bereitgestellt werden. Beispielsweise ist der Halbleiterwafer ein Siliziumwafer. Der Halbleiterwafer kann mit einer ätzfesten Passivierung beschichtet werden, beispielsweise aus LP-Nitrid (LP = low pressure) bei einem LP-CVD-Prozess (LP-CVD = low pressure chemical vapor deposition). Anschließend wird die Lithographie durchgeführt. Die Passivierung wird durch Plasmaätzen geöffnet. Die lithographierten Bereiche können durch plasmaunterstütztes Gasphasenätzen, beispielsweise anisotrophes Hochratenätzen oder isotrophes Naßätzen bearbeitet werden, sodass die Oberfläche des Halbleiterwafers hinsichtlich der lithographierten Bereiche geätzt wird. Schließlich wird die Passivierungsschicht beispielsweise dadurch vollständig entfernt, dass sie abgeätzt wird.This allows, for example, the mold substrate to be manufactured and provided with a suitably structured surface area. For example, the semiconductor wafer is a silicon wafer. The semiconductor wafer can be coated with an etch-resistant passivation, for example made of LP nitride (LP = low pressure) in an LP-CVD process (LP-CVD = low pressure chemical vapor deposition). Lithography is then carried out. The passivation is opened by plasma etching. The lithographed areas can be processed by plasma-assisted gas phase etching, for example anisotropic high-rate etching or isotropic wet etching, so that the surface of the semiconductor wafer is etched with respect to the lithographed areas. Finally, the passivation layer is completely removed, for example by etching it away.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des ersten Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verfahren bei dem Anordnen 112 und Verbinden 114 des Abdeckungssubstrats folgenden Schritt umfasst: Flächiges anodisches Bonden des mit Vertiefungen strukturierten Oberflächenbereichs des Formsubstrats mit dem aufliegenden Oberflächenbereich des Abdeckungssubstrats. Ein Glaswafer, der als Abdeckungssubstrat geeignet ist, kann beispielsweise (aus) Pyrex, (aus) Borofloat® 33 oder ähnliche(n) Glasmaterialien mit niedrigem CTE aufweisen (bestehen). Derartige Glasmaterialien können sich dadurch auszeichnen, dass sie besonders gut in Glasfließprozessen verwendet werden können.According to an embodiment of the first method, the method comprises the following step in the arrangement 112 and connection 114 of the cover substrate: surface anodic bonding of the surface region of the mold substrate structured with depressions to the overlying surface region of the cover substrate. A glass wafer that is suitable as a cover substrate can, for example, comprise (consist of) Pyrex, Borofloat® 33 or similar glass materials with a low CTE. Such glass materials can be characterized by the fact that they can be used particularly well in glass flow processes.

Im Folgenden werden nun anhand der 2-8 beispielhafte Prozessfolgen bzw. Prozessabläufe zur Implementierung des in 1 dargestellten, prinzipiellen Herstellungsverfahrens 100 beschrieben. In den 2-8 erstreckt sich die Zeichenebene parallel zu der x-z-Ebene.In the following, the 2-8 exemplary process sequences or process flows for the implementation of the 1 The basic manufacturing process 100 shown in FIG. 1 is described in 2-8 the drawing plane extends parallel to the xz-plane.

Alle nachfolgend beschriebenen Prozessalternativen des Verfahrens 100 basieren auf dem grundlegenden Konzept, dass ein Deckelsubstrat zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen (optoelektronischen) Bauelementen mittels eines heißviskosen Glasfließverfahrens hergestellt wird, wobei das geformte Abdeckungssubstrat das Deckelsubstrat mit dem zumindest einen optisch aktiven Deckelelement bildet. Das optisch aktive Deckelelement weist beispielsweise ein als Linsenelement wirksames Seitenfenster (= Glasfenster) auf. Dabei werden hermetisch abgeschlossene Kavitäten zwischen dem Abdeckungssubstrat und dem Formsubstrat genutzt, um beim Tempern des Abdeckungssubstrats und des Formsubstrats durch die Verringerung der Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats und durch das Bereitstellen eines Überdrucks in der abgeschlossenen Kavität gegenüber der umgebenden Atmosphäre ein definiertes Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats ausgehend von der abgeschlossenen Kavität bis zu einer von dem Abdeckungssubstrat beabstandeten Anschlagfläche zu bewirken. Dadurch wird das geformte Abdeckungssubstrat mit dem optischen aktiven Deckelelement bzw. der Auswölbung erhalten. Da das Abdeckungssubstrat ein Glasmaterial mit einem Linsenmaterialabschnitt aufweist, wird bei diesem Ausformungs- bzw. Auswölbungsvorgang ferner das Ausbilden eines Linsenelements (aus dem Linsenmaterialabschnitt) an dem Deckelelement bewirkt, d. h., das optisch aktive Glasfenster an dem Deckelelement (Glasabschlussdeckel) wird erhalten. Dieses Deckelelement mit dem optisch aktiven Glasfenster (Linsenelement) kann nun zur Häusung von optoelektronischen Bauelementen, wie z. B. strahlungsemittierenden Bauelementen, eingesetzt werden.All process alternatives of the method 100 described below are based on the basic concept that a cover substrate for housing one or a plurality of optical (optoelectronic) components is produced by means of a hot-viscous glass flow process, wherein the molded cover substrate forms the cover substrate with the at least one optically active cover element. The optically active cover element has, for example, a side window (= glass window) that acts as a lens element. Hermetically sealed cavities between the cover substrate and the mold substrate are used in order to bring about a defined bulging of the glass material of the cover substrate, starting from the closed cavity up to a stop surface spaced from the cover substrate, during the tempering of the cover substrate and the mold substrate by reducing the viscosity of the glass material of the cover substrate and by providing an overpressure in the closed cavity compared to the surrounding atmosphere. The molded cover cover substrate with the optically active cover element or the bulge is obtained. Since the cover substrate has a glass material with a lens material section, this forming or bulging process also causes the formation of a lens element (from the lens material section) on the cover element, ie the optically active glass window on the cover element (glass cover cover) is obtained. This cover element with the optically active glass window (lens element) can now be used to house optoelectronic components, such as radiation-emitting components.

2 zeigt nun ein beispielhaftes Ablaufdiagramm 100-1 des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 100 zur Herstellung eines Deckelsubstrats, das beispielsweise zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen bzw. optoelektronischen Bauelementen eingesetzt werden kann, wobei das hergestellte Deckelsubstrat das Deckelelement mit dem optisch aktiven Fensterelement (Linsenelement) aufweist. Die Fensterelemente können damit beispielsweise als seitlich angekippte Linsen (Linsenelemente) gebildet werden. 2 now shows an exemplary flow chart 100-1 of the manufacturing method 100 according to the invention for producing a cover substrate, which can be used, for example, for housing one or a plurality of optical or optoelectronic components, wherein the produced cover substrate has the cover element with the optically active window element (lens element). The window elements can thus be formed, for example, as laterally tilted lenses (lens elements).

Bei Schritt 110 werden zunächst das Formsubstrat 10, z. B. ein Halbleiter- oder Silizium-Wafer, mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, d.h. das Formsubstrat 10 ist mit zumindest einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 12 versehen. Ferner wird das Abdeckungssubstrat 20, z. B. ein Glaswafer, bereitgestellt. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an einem ersten Hauptoberflächenbereich (Oberseite) 20-1 desselben zumindest einen Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist.In step 110, first the mold substrate 10, e.g. a semiconductor or silicon wafer, is provided with the structured surface region 10-1, i.e. the mold substrate 10 is provided with at least one depression or recess 12. Furthermore, the cover substrate 20, e.g. a glass wafer, is provided. The cover substrate 20 further has at least one lens material section 22 on a first main surface region (top side) 20-1 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 has a glass material.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Linsenmaterialabschnitt 22 auch an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 angeordnet sein. Dabei sind die nachfolgenden Prozessschritte auf diese vertauschte Anordnung der Linsenmaterialabschnitte 22 an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 entsprechend anwendbar.According to a further embodiment, the lens material section 22 can also be arranged on the second main surface region 20-2 of the cover substrate 20. The following process steps are accordingly applicable to this swapped arrangement of the lens material sections 22 on the second main surface region 20-2 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Formsubstrat 10 als ein Halbleitersubstrat (Halbleiter-Wafer oder Silizium-Wafer) und das Abdeckungssubstrat 20 als ein Glassubstrat bzw. Glaswafer ausgebildet sein. Das Formsubstrat 10 ist beispielsweise ein geformtes Substrat mit einer Form, Kontur oder Topographie, wie z. B. ein topographisch strukturiertes Substrat. Das Formsubstrat kann beispielsweise als ein Halbleiter-Wafer, z. B. ein Silizium-Wafer, ausgebildet sein, wobei die Oberflächenstrukturierung bzw. die Topographie des Formsubstrats mittels Halbleiterbearbeitungsprozessschritten bzw. Siliziumbearbeitungsprozessschritten äußerst exakt erhalten werden kann. Das Abdeckungssubstrat 20 weist beispielsweise ein einziges homogenes Material bzw. Glasmaterial auf, um mit den folgenden Herstellungsschritten daraus das geformte Abdeckungssubstrat 20 als Deckelsubstrat bzw. Glaskappe einstückig zu bilden.According to one embodiment, the mold substrate 10 can be designed as a semiconductor substrate (semiconductor wafer or silicon wafer) and the cover substrate 20 as a glass substrate or glass wafer. The mold substrate 10 is, for example, a molded substrate with a shape, contour or topography, such as a topographically structured substrate. The mold substrate can, for example, be designed as a semiconductor wafer, e.g. a silicon wafer, wherein the surface structuring or the topography of the mold substrate can be obtained extremely precisely by means of semiconductor processing steps or silicon processing steps. The cover substrate 20 has, for example, a single homogeneous material or glass material in order to form the molded cover substrate 20 as a cover substrate or glass cap in one piece using the following manufacturing steps.

Bei einem Schritt 112 wird das Abdeckungssubstrat 20 auf dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 ausgerichtet angeordnet, um den Linsenmaterialabschnitt 22 des Abdeckungssubstrats in einer ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position (= Ausrichtung) mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 anzuordnen. So kann beispielsweise der zweite Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20, der an dem Formsubstrat 10, d.h. an den erhöhten Bereichen des strukturierten Oberflächenbereichs 10-1 des Formsubstrats 10 anliegt, eben bzw. plan sein und somit ohne Ausnehmungen oder Vertiefungen ausgebildet sein.In a step 112, the cover substrate 20 is arranged in alignment on the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10 in order to arrange the lens material section 22 of the cover substrate in an aligned or predetermined position (= alignment) with the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10. For example, the second main surface region 20-2 of the cover substrate 20, which rests on the mold substrate 10, i.e. on the raised regions of the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10, can be flat or planar and thus be designed without recesses or depressions.

Falls der Linsenmaterialabschnitt 22 an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 angeordnet ist, wird bei Schritt 112 der Linsenmaterialabschnitt 2 innerhalb einer der Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10, d.h. zwischen den erhöhten Bereichen des strukturierten Oberflächenbereichs 10-1 des Formsubstrats 10, angeordnet.If the lens material portion 22 is arranged on the second main surface region 20-2 of the cover substrate 20, in step 112 the lens material portion 22 is arranged within one of the recesses 12 of the mold substrate 10, i.e. between the raised regions of the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10.

Bei einem Schritt 114 wird dann das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Formsubstrat 10 verbunden bzw. gefügt, z. B. mittels anodischen Bondens hermetisch verbunden, um zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden. Dabei bildet die in dem Formsubstrat 10 angeordnete Vertiefung 12 bzw. bilden die in dem Formsubstrat 10 angeordneten Vertiefungen 12 dann jeweils die zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10.In a step 114, the cover substrate 20 is then connected or joined to the mold substrate 10, e.g. hermetically connected by means of anodic bonding, in order to form at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. The depression 12 arranged in the mold substrate 10 or the depressions 12 arranged in the mold substrate 10 then each form the at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-1 des Verfahrens 100 wird das (hermetische) Verbinden 114 des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 in einer Atmosphäre mit einem definierten atmosphärischen Umgebungsdruck durchgeführt, um einen definierten atmosphärischen Druck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 einzuschließen.According to an embodiment of the flow chart 100-1 of the method 100, the (hermetic) bonding 114 of the cover substrate 20 to the mold substrate 10 is performed in an atmosphere with a defined ambient atmospheric pressure in order to enclose a defined atmospheric pressure in the sealed cavities 30.

In der Vorbereitung des eigentlichen Herstellungsprozesses wird ein mit Linsenstrukturen 22 (Linsenmaterialabschnitten) vorbereiteter Glaswafer 20 (= Abdeckungssubstrat) bereitgestellt. In der Vorbereitung wird zudem das Formsubstrat 10, z.B. ein Silizium-Formsubstrat, mit einseitigen Kavitäten und Kanalstrukturen 12 (= Ausnehmungen oder Vertiefungen) versehen. Der Glaswafer 20 wird zu dem Formsubstrat 10 ausgerichtet und in einer definierten Atmosphäre beispielsweise anodisch gebondet, um einen (definierten) Gasdruck in den Kavitäten und Kanalstrukturen 30 einzuschließen. Die Linsenstrukturen 22 schauen zum Formsubstrat 10 oder vom Formsubstrat 10 weg.In preparation for the actual manufacturing process, a glass wafer 20 (= cover substrate) prepared with lens structures 22 (lens material sections) is provided. In the preparation In addition, during preparation, the mold substrate 10, e.g. a silicon mold substrate, is provided with one-sided cavities and channel structures 12 (= recesses or depressions). The glass wafer 20 is aligned with the mold substrate 10 and bonded, for example anodically, in a defined atmosphere in order to enclose a (defined) gas pressure in the cavities and channel structures 30. The lens structures 22 face the mold substrate 10 or away from the mold substrate 10.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-1 des Verfahrens 100 sind das Abdeckungssubstrat 20 und/oder das Formsubstrat 10 ausgebildet sind, um die abgeschlossene Kavität 30 mit einer Mehrzahl von abgeschlossenen Kavitätsbereichen 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden, wobei die abgeschlossenen Kavitätsbereiche 30 fluidisch getrennt voneinander angeordnet sind, oder wobei ferner Gasaustauschkanäle 30-1 zwischen den von der Umgebungsatmosphäre abgeschlossenen Kavitätsbereichen 30 vorgesehen sind, um diese fluidisch miteinander zu verbinden, um einen gemeinsamen definierten atmosphärischen Druck in den verbundenen Kavitätsbereichen 30 zu erhalten.According to an embodiment of the flow chart 100-1 of the method 100, the cover substrate 20 and/or the mold substrate 10 are designed to form the closed cavity 30 with a plurality of closed cavity regions 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10, wherein the closed cavity regions 30 are arranged fluidically separated from one another, or wherein gas exchange channels 30-1 are further provided between the cavity regions 30 closed from the ambient atmosphere in order to fluidically connect them to one another in order to obtain a common defined atmospheric pressure in the connected cavity regions 30.

Bei Schritt 120 werden also das Formsubstrat 10 und das Abdeckungssubstrat 20, die miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei der Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 strukturiert (mit Vertiefungen oder Kanalstrukturen 12 ausgebildet) ist, um die zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden. Bei Schritt 120 wird also beispielweise ein anodisch gebondetes Glas-Silizium- Deckelsubstrat 10, 20 erhalten bzw. bereitgestellt.In step 120, the mold substrate 10 and the cover substrate 20, which are connected to one another, are provided, wherein the surface region 10-1 of the mold substrate 10 is structured (formed with depressions or channel structures 12) in order to form the at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. In step 120, for example, an anodically bonded glass-silicon cover substrate 10, 20 is obtained or provided.

Bei einem (nachfolgenden) Schritt 130 wird nun das Abdeckungssubstrat 20 und das Formsubstrat 10 getempert, d.h. einer Temperaturbehandlung unterzogen bzw. erhitzt (erwärmt), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu verringern. Ferner wird bei einem Schritt 140 ein Überdruck in der (zumindest einen) abgeschlossenen Kavität bzw. den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bereitgestellt, um basierend auf der verringerten Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 und dem Überdruck in der abgeschlossenen Kavität 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre ein definiertes Auswölben, z. B. Ausblasen oder Verformen, des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 ausgehend von der abgeschlossenen Kavität 30 bis zu einer von dem Abdeckungssubstrat 20 beabstandeten Anschlagfläche 40-1 eines Anschlagelements 40 zu bewirken. Das definierte Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 aufgrund des Überdrucks in der abgeschlossenen Kavität 30 und der verringerten Viskosität des Glasmaterials kann auch als Ausblasen oder Verformen des Glasmaterials bezeichnet werden. Durch das definierte Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 wird somit ein geformtes Abdeckungssubstrat 20' mit (zumindest) einem Deckelelement 24 (= Auswölbung oder Verformung) erhalten. Als Deckelelement 24 wird somit die erhaltene Auswölbung oder Verformung des geformten Abdeckungssubstrats (= Deckelsubstrat) 20' bezeichnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schritt 130 des Temperns in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C durchgeführt werden.In a (subsequent) step 130, the cover substrate 20 and the mold substrate 10 are now tempered, i.e. subjected to a temperature treatment or heated (warmed) in order to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate 20. Furthermore, in a step 140, an overpressure is provided in the (at least one) closed cavity or the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to cause a defined bulging, e.g. blowing out or deformation, of the glass material of the cover substrate 20 starting from the closed cavity 30 up to a stop surface 40-1 of a stop element 40 spaced apart from the cover substrate 20, based on the reduced viscosity of the glass material of the cover substrate 20 and the overpressure in the closed cavity 30 compared to the surrounding atmosphere. The defined bulging of the glass material of the cover substrate 20 due to the overpressure in the closed cavity 30 and the reduced viscosity of the glass material can also be referred to as blowing out or deforming the glass material. The defined bulging of the glass material of the cover substrate 20 thus produces a shaped cover substrate 20' with (at least) one cover element 24 (= bulging or deformation). The resulting bulging or deformation of the shaped cover substrate (= cover substrate) 20' is thus referred to as the cover element 24. According to one embodiment, the tempering step 130 can be carried out in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C.

Ferner wird durch das definierte Auswölben des Abdeckungssubstrats 20 aus dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 ein Linsenelement 26 an dem Deckelelement 24 bewirkt bzw. geformt. Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position des Linsenmaterialabschnitts 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 bezüglich der Position der abgeschlossenen Kavität 30 wird das Linsenelement 26 durch den Auswölbungsvorgang 130, 140 des Abdeckungssubstrats 20 an einer vorgegebenen Position und/oder mit einer vorgegebenen Ausrichtung an dem Deckelelement 24 des Deckelsubstrats 20' bewirkt. Der mit dem Linsenelement 26 versehene Bereich des Deckelelements 24 wird auch als optisch aktives Fensterelement oder optisch aktives Glasfenster 26 bezeichnet.Furthermore, a lens element 26 is formed or formed on the cover element 24 by the defined bulging of the cover substrate 20 from the lens material section 22 on the cover substrate 20. Due to the aligned or predetermined position of the lens material section 22 on the cover substrate 20 with respect to the position of the closed cavity 30, the lens element 26 is formed at a predetermined position and/or with a predetermined orientation on the cover element 24 of the cover substrate 20' by the bulging process 130, 140 of the cover substrate 20. The region of the cover element 24 provided with the lens element 26 is also referred to as an optically active window element or optically active glass window 26.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-1 des Verfahrens 100 wird der Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks als ein Glasfließprozess in einem Unterdruckofen 50 durchgeführt, um in der abgeschlossenen Kavität 30 einen definierten atmosphärischen Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu erhaltenAccording to an embodiment of the flow chart 100-1 of the method 100, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure is carried out as a glass flow process in a vacuum furnace 50 in order to obtain a defined atmospheric overpressure in the closed cavity 30 compared to the surrounding atmosphere.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-1 des Verfahrens 100 wird das Abdeckungssubstrat 20 bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks im Bereich der abgeschlossenen Kavität 30 bis zu einer Höhe h, die durch den vertikalen Abstand der Anschlagfläche 40-1 des Anschlags 40 zu dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 vorgegeben ist, ausgewölbt bzw. ausgeblasen.According to an embodiment of the flow chart 100-1 of the method 100, the cover substrate 20 is bulged or blown out in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure in the region of the closed cavity 30 up to a height h which is predetermined by the vertical distance of the stop surface 40-1 of the stop 40 to the first main surface region 20-1 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-1 des Verfahrens 100 ist der der Kavität 30 oder den Kavitätsbereichen 30 gegenüberliegende Bereich der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 eben und parallel zu dem Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 ausgebildet, um bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einen ebenen Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 zu bilden.According to an embodiment of the flow chart 100-1 of the method 100, the region of the stop surface 40-1 of the stop element 40 opposite the cavity 30 or the cavity regions 30 is flat and parallel to the main surface region 20-1 of the cover substrate 20 in order to be able to provide a overpressure to form a flat ceiling area 24-2 of the cover element 24.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Anschlagelement 40 als ein wiederverwendbares Werkzeug ausgeführt sein und eine Antihaftbeschichtung 40-1 (als bzw. an der Anschlagfläche 40-1) für das Glasmaterial des Abdeckungssubstrats 20 zumindest an dem der Kavität 30 gegenüberliegenden Bereich der Anschlagfläche 40-1 oder an der gesamten Anschlagfläche 40-1 aufweisen.According to one embodiment, the stop element 40 can be designed as a reusable tool and have a non-stick coating 40-1 (as or on the stop surface 40-1) for the glass material of the cover substrate 20 at least on the region of the stop surface 40-1 opposite the cavity 30 or on the entire stop surface 40-1.

Die Durchführung des Glasfließprozesses 130, 140 kann also in einem druckkontrollierten Ofen 50 erfolgen. Der Glaswafer (Abdeckungssubstrat) 20 wird im Bereich der Kavitäten 30 ausgeblasen bis zu der Höhe h, die durch eine Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 bestimmt werden kann. Der Anschlag 40 und damit die Anschlagfläche 40-1 ist beispielsweise eben ausgeführt. Nach dem Glasfließprozesses 130, 140 erfolgt beispielsweise ein Abkühlen des Deckelsubstrats 20' und Entnahme des Deckelsubstrats 20' aus dem Ofen 50.The glass flow process 130, 140 can therefore be carried out in a pressure-controlled furnace 50. The glass wafer (cover substrate) 20 is blown out in the area of the cavities 30 up to the height h, which can be determined by a stop surface 40-1 of the stop element 40. The stop 40 and thus the stop surface 40-1 is designed to be flat, for example. After the glass flow process 130, 140, the cover substrate 20' is cooled, for example, and the cover substrate 20' is removed from the furnace 50.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-1 des Verfahrens 100 weist das Abdeckungssubstrat 20 auf einem von dem Formsubstrat 10 abgewandten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 den als Linsenstruktur 22 ausgebildeten Linsenmaterialabschnitt an einer Position auf, die bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einem lateralen Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' entspricht.According to an embodiment of the flow chart 100-1 of the method 100, the cover substrate 20 has, on a main surface region 20-1 of the cover substrate 20 facing away from the mold substrate 10, the lens material section formed as a lens structure 22 at a position which, in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure, corresponds to a lateral side wall region 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20'.

Wie nun beispielhaft in 2 dargestellt ist, kann das Abdeckungssubstrat 20 auf dem von dem Formsubstrat 10 abgewandten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 auch zwei (= paarweise) als Linsenstrukturen 22 ausgebildete Linsenmaterialabschnitte an Positionen aufweisen, die bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks an gegenüberliegenden Seitenwandbereichen 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' als gegenüberliegende Linsenstrukturen 26 ausgebildet werden.As exemplified in 2 As shown, the cover substrate 20 can also have two (= in pairs) lens material sections formed as lens structures 22 at positions on the main surface region 20-1 of the cover substrate 20 facing away from the mold substrate 10, which are formed as opposing lens structures 26 in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure on opposite side wall regions 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-1 des Verfahrens 100 kann bei einem Schritt 142 des (definierten) Abkühlens des geformten Abdeckungssubstrats 20' in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C, ein atmosphärischer Überdruck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt werden, um eine (konvexe) Wölbung der Seitenwandbereiche (Seitenfenster) 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' nach außen zu erzeugen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann der Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks in einem Unterdruckofen 50 durchgeführt, wobei der atmosphärische Überdruck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre durch einen verringerten atmosphärischen Druck in dem Unterdruckofen 50 erhalten wird.According to an embodiment of the flow chart 100-1 of the method 100, in a step 142 of (defined) cooling of the molded cover substrate 20' in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C, an atmospheric overpressure in the closed cavities 30 relative to the surrounding atmosphere can be brought about in order to produce a (convex) curvature of the side wall regions (side windows) 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' outwards. According to an embodiment of the method, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure can be carried out in a vacuum furnace 50, wherein the atmospheric overpressure in the closed cavities 30 relative to the surrounding atmosphere is maintained by a reduced atmospheric pressure in the vacuum furnace 50.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-1 des Verfahrens 100 kann bei dem Schritt 142 des (definierten) Abkühlens des geformten Abdeckungssubstrats 20' in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C, ein atmosphärischer Unterdruck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt, um eine (konkave) Wölbung der Seitenwandbereiche (Seitenfenster) 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' nach innen zu erzeugen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100-1 wird der Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 des Überdrucks in dem Unterdruckofen 50 durchgeführt, wobei ferner der atmosphärische Unterdruck P in den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre durch einen erhöhten atmosphärischen Druck in dem Unterdruckofen 50 erhalten wird.According to a further embodiment of the flow chart 100-1 of the method 100, in the step 142 of (defined) cooling of the molded cover substrate 20' in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C, an atmospheric negative pressure can be brought about in the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to produce a (concave) curvature of the side wall regions (side windows) 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' inwards. According to an embodiment of the method 100-1, the step of annealing 130 and providing 140 the overpressure in the vacuum furnace 50 is carried out, wherein furthermore the atmospheric negative pressure P in the closed cavities 30 relative to the surrounding atmosphere is maintained by an increased atmospheric pressure in the vacuum furnace 50.

Bei einem nachfolgenden Schritt 150 wird nun das Anschlagelement 40 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, wobei nun das geformte Abdeckungssubstrat 20' das Deckelsubstrat 20' mit dem zumindest einen Deckelelement 24 bildet. Das Deckelsubstrat 20' kann z.B. zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen oder optoelektronischen Bauelementen eingesetzt werden.In a subsequent step 150, the stop element 40 and the mold substrate 10 are now removed from the molded cover substrate 20', whereby the molded cover substrate 20' now forms the lid substrate 20' with the at least one lid element 24. The lid substrate 20' can be used, for example, to house one or a plurality of optical or optoelectronic components.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ablaufdiagramm 100-1 des Verfahrens 100 ferner den Schritt 142 des Abkühlens des Anschlagelements 40, des Formsubstrats 10 und des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, wobei dann bei dem Schritt 150 anschließend das Formsubstrat 10 mittels eines Ätzvorgangs, z.B. eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Material des Formsubstrats, entfernt wird.According to an embodiment, the flow chart 100-1 of the method 100 may further comprise the step 142 of cooling the stop element 40, the mold substrate 10 and the molded cover substrate 20', wherein the mold substrate 10 is then subsequently removed in step 150 by means of an etching process, e.g. a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material of the mold substrate.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Schritt 150 des Entfernens des Anschlagelements 40 auch mittels eines Ätzvorgangs durchgeführt, z.B. mittels eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Materials des Anschlags 40.According to one embodiment, the step 150 of removing the stop element 40 is also carried out by means of an etching process, e.g. by means of a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material of the stop 40.

Da das Abdeckungssubstrat 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel ein einziges homogenes Material, z. B. ein Glasmaterial, aufweist, ist auch das geformte Abdeckungssubstrat 20', d. h. das Deckelsubstrat bzw. die Glaskappe, mit dem zumindest einen Deckelelement 24 einteilig (einstückig) und aus einem einzigen homogenen Material, z. B. dem Glasmaterial, ausgebildet.Since the cover substrate 20 according to one embodiment is a single homogeneous material, e.g. a glass material, the shaped cover substrate 20', ie the lid substrate or the glass cap, is also formed in one piece (in one piece) with the at least one lid element 24 and from a single homogeneous material, e.g. the glass material.

Bei Schritt 150 wird somit z.B. ein Glas-Deckelsubstrat 20' mit konvexen Linsen 26 in den Seitenfenstern 24-1 der Glaskappen 24 nach der beidseitigen Entfernung des Siliziums des Formsubstrats 10 und des Anschlagelements 50 erhalten. Die Linsen 26 können umlaufend oder segmentiert ausgebildet sein, wobei auch nur eine individuelle Linse 26 ausgebildet sein kann.In step 150, for example, a glass cover substrate 20' with convex lenses 26 in the side windows 24-1 of the glass caps 24 is thus obtained after the removal of the silicon on both sides of the mold substrate 10 and the stop element 50. The lenses 26 can be formed circumferentially or segmented, whereby only one individual lens 26 can be formed.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 160 kann der Prozessablauf 100-1 des Verfahrens 100 ferner ein Aufbringen bzw. Abscheiden einer Metallisierung 60 als eine (zusammenhängende) Rahmenstruktur bzw. als ein Versiegelungsrahmen auf Verbindungsbereichen 62 an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 an nicht-ausgewölbten Bereichen (Sockelbereichen) 24-3 der Deckelelemente 24 des geformten Abdeckungssubstrats (des Deckelsubstrats) 20' aufweisen.In an (optional) subsequent step 160, the process flow 100-1 of the method 100 may further comprise applying or depositing a metallization 60 as a (continuous) frame structure or as a sealing frame on connection regions 62 on the second main surface region 20-2 on non-bulged regions (base regions) 24-3 of the cover elements 24 of the molded cover substrate (the cover substrate) 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann bei Schritt 160 ferner eine Antireflexions-Beschichtung 64 auf einen innenseitigen und/oder außenseitigen Bereich, z.B. innenseitig und/oder außenseitig auf den Deckenbereich 24-2 und/oder Seitenwandbereich 24-1, des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufgebracht oder abgeschieden werden.According to one embodiment, at step 160, an anti-reflective coating 64 may further be applied or deposited on an inside and/or outside region, e.g., inside and/or outside on the ceiling region 24-2 and/or sidewall region 24-1, of the lid member 24 of the molded cover substrate 20'.

Bei dem optionalen Schritt 160 kann somit eine Abscheidung von Versiegelungsrahmen 60 und/oder optionale Antireflexbeschichtungen 64 auf das Deckelsubstrat 20' erfolgen. Mit diesem Glas-Deckelsubstrat 20' können dann optische Aufbauten auf Waferebene hermetisch versiegelt werden, wie dies nachfolgend noch erläutert wird.In the optional step 160, a deposition of sealing frames 60 and/or optional anti-reflective coatings 64 can thus be carried out on the cover substrate 20'. This glass cover substrate 20' can then be used to hermetically seal optical structures at the wafer level, as will be explained below.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 170 kann der Prozessablauf 100-1 des Verfahrens 100 ferner ein Vereinzeln des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, um vereinzelte Deckelelemente 24' zu erhalten. Das Vereinzeln 170 des Glas-Deckelsubstrats 20' kann beispielsweise durch Sägen oder Lasertrennung erfolgen. Mit den vereinzelten Kappen 24' können optische Aufbauten auf Einzelsubstratebene oder auf Waferebene durch Einzelverkappung hermetisch versiegelt werden, wie dies nachfolgend noch erläutert wird.In an (optional) subsequent step 170, the process sequence 100-1 of the method 100 can further comprise separating the formed cover substrate 20' in order to obtain separated cover elements 24'. The separating 170 of the glass cover substrate 20' can be carried out, for example, by sawing or laser separation. With the separated caps 24', optical structures can be hermetically sealed at the individual substrate level or at the wafer level by individual capping, as will be explained below.

Im Folgenden werden nun nochmals einige Verfahrensschritte des Prozessablaufs 100-1 des Verfahrens 100 von 2 nochmals zusammengefasst dargestellt.In the following, some process steps of the process flow 100-1 of the method 100 of 2 summarized again.

2 zeigt also ein Flussdiagramm 100-1, das anhand der Schritte 110 bis 170 einen ersten Prozessablauf 100-1 zur Herstellung eines Deckelsubstrats 20' veranschaulicht. Das aus dem Herstellungsverfahren 100-1 resultierende Deckelsubstrat 20' weist nach dem Prozessablauf beispielsweise ein optisches Seitenfenster 24-1 auf, das integraler Bestandteil des Deckelelements 24 (Kappe) ist und eine laterale Strahlauskopplung und/oder Strahleinkopplung erlaubt. Beispielsweise können auch mehrere laterale (seitliche) Seitenfenster 24-1 (z.B. mit vertikaler Erstreckung) vorgesehen sein, die integraler Bestandteil des Deckelelements 24 (Kappe) des Deckelsubstrats 20' sind und eine laterale Strahlauskopplung bzw. Strahleinkopplung in unterschiedlichen Richtungen, z. B. in unterschiedlichen Richtungen parallel zur Referenzebene (x-y-Ebene), erlauben. Beispielsweise kann auch ein vertikales (oberes) Seitenfenster 24-2 (z.B. mit lateraler Erstreckung) vorgesehen sein, das integraler Bestandteil des Deckelelements 24 (Kappe) des Deckelsubstrats 20' ist und eine vertikale Strahlauskopplung bzw. Strahleinkopplung, z. B. senkrecht zur Referenzebene (x-y-Ebene), erlauben. 2 thus shows a flow chart 100-1 which uses steps 110 to 170 to illustrate a first process sequence 100-1 for producing a cover substrate 20'. After the process sequence, the cover substrate 20' resulting from the production method 100-1 has, for example, an optical side window 24-1 which is an integral component of the cover element 24 (cap) and allows lateral beam decoupling and/or beam coupling. For example, several lateral (side) side windows 24-1 (e.g. with a vertical extension) can also be provided, which are an integral component of the cover element 24 (cap) of the cover substrate 20' and allow lateral beam decoupling or beam coupling in different directions, e.g. in different directions parallel to the reference plane (xy plane). For example, a vertical (upper) side window 24-2 (e.g. with lateral extension) can also be provided, which is an integral part of the cover element 24 (cap) of the cover substrate 20' and allows a vertical beam coupling or beam coupling, e.g. perpendicular to the reference plane (xy plane).

Der Prozessablauf 100-1 von 2 umfasst also als einen Schritt 110 das Bereitstellen des Formsubstrats mit einem strukturierten (mit Vertiefungen versehenen) Oberflächenbereich, wobei das Formsubstrat ein Halbleitermaterial, wie z. B. Silizium, aufweist, oder aus dem Halbleitermaterial, z. B. Silizium, besteht. Es folgt darauf das Anordnen des Abdeckungssubstrats auf dem strukturierten Oberflächenbereich des Formsubstrats, wobei das Abdeckungssubstrat mit Linsen (Linsenmaterialabschnitten) vorstrukturiert ist. Das Abdeckungssubstrat weist ein Glasmaterial auf oder besteht aus einem Glasmaterial, wobei die Linsen zum Formsubstrat hin ausgerichtet oder von dem Formsubstrat weg ausgerichtet sind. Bei dem Anordnen des Abdeckungssubstrats an dem Formsubstrat wird die strukturierte Oberfläche des Formsubstrats mit einer Oberfläche des Abdeckungssubstrats mindestens teilweise überdeckend angeordnet und bei dem Verbinden des Abdeckungssubstrats mit dem Formsubstrat z.B. anodisch gebondet oder hermetisch gefügt. Dabei wird die strukturierte Oberfläche des Formsubstrats mit der Oberfläche des Abdeckungssubstrats z. B. gasdicht mit einer definierten eingeschlossenen Innenatmosphäre in den Vertiefungen (Kavitäten) verbunden.The process flow 100-1 of 2 thus comprises, as a step 110, the provision of the mold substrate with a structured (provided with recesses) surface region, wherein the mold substrate comprises a semiconductor material, such as silicon, or consists of the semiconductor material, e.g. silicon. This is followed by the arrangement of the cover substrate on the structured surface region of the mold substrate, wherein the cover substrate is pre-structured with lenses (lens material sections). The cover substrate comprises a glass material or consists of a glass material, wherein the lenses are aligned towards the mold substrate or aligned away from the mold substrate. When the cover substrate is arranged on the mold substrate, the structured surface of the mold substrate is arranged to at least partially overlap a surface of the cover substrate and when the cover substrate is connected to the mold substrate, it is e.g. anodically bonded or hermetically joined. The structured surface of the mold substrate is connected to the surface of the cover substrate, e.g. in a gas-tight manner with a defined enclosed internal atmosphere in the recesses (cavities).

Darauf folgt beispielsweise das Tempern 130 der verbundenen Substrate 10, 20 in einem Unterdruckofen derart, dass ein Ausblasen des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats im Bereich der Vertiefungen durch den eingeschlossenen Druck in Relation zum Ofendruck bewirkt wird. Die Temperaturen werden dabei so gewählt, dass sich die Viskosität des Glasmaterials stark verringert und sich das Glasmaterial im Fensterbereich gut kontrolliert ausdehnen kann aber nicht zerfließt. Um das Ausblasen zu unterstützen, kann eine, z.B. eingestellte, Druckdifferenz zwischen den Innenräumen bzw. Kavitäten, die zwischen den Substraten angeordnet sind, und der Umgebungsatmosphäre im Ofen vorliegen. Ein eingeschlossener Gasdruck in den Innenräumen kann vorgesehen sein, um das Ausblasen des Glasmaterials durch eine Druckdifferenz zu unterstützen. Dadurch kann der Vorgang in einem Temperschritt ausgeführt werden. Die vorliegende Druckdifferenz zwischen dem eingeschlossenen Gasdruck in den vertieften Innenräumen und dem kontrollierten Vakuum der Ofenatmosphäre unterstützt den ganzen Fließvorgang.This is followed, for example, by tempering 130 of the connected substrates 10, 20 in a vacuum oven such that blowing out of the glass material of the cover substrate in the region of the recesses by the enclosed pressure in relation to the furnace pressure. The temperatures are chosen so that the viscosity of the glass material is greatly reduced and the glass material in the window area can expand in a well-controlled manner but does not melt. To support the blowing out, a pressure difference, e.g. a set one, can be present between the interior spaces or cavities arranged between the substrates and the ambient atmosphere in the furnace. An enclosed gas pressure in the interior spaces can be provided to support the blowing out of the glass material by means of a pressure difference. This allows the process to be carried out in one tempering step. The existing pressure difference between the enclosed gas pressure in the recessed interior spaces and the controlled vacuum of the furnace atmosphere supports the entire flow process.

Bei dem Glasfließvorgang erfolgt ein Stopp der Fließfront an der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 in einstellbarem Abstand h im Unterdruckofen, wobei das Anschlagelement 40 mit der Anschlagfläche 40-1 z.B. einen Siliziumwafer aufweist oder aus einem Siliziumwafer besteht. Der Fließprozess mit Anschlagfläche 40-1 in einem statischen Abstand basiert also auf der verringerten Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 und dem Überdruck in der abgeschlossenen Kavität 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre, wobei das Auswölben (Ausblasen / Verformen) des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 ausgehend von der abgeschlossenen Kavität 30 bis zu der von dem Abdeckungssubstrat 20 beabstandeten Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 bewirkt wird, um das geformte Abdeckungssubstrat 20' mit dem (zumindest) einem Deckelelement (= Auswölbung) 24 zu erhalten.During the glass flow process, the flow front is stopped at the stop surface 40-1 of the stop element 40 at an adjustable distance h in the vacuum furnace, wherein the stop element 40 with the stop surface 40-1 has, for example, a silicon wafer or consists of a silicon wafer. The flow process with the stop surface 40-1 at a static distance is therefore based on the reduced viscosity of the glass material of the cover substrate 20 and the overpressure in the closed cavity 30 compared to the surrounding atmosphere, wherein the bulging (blowing out / deformation) of the glass material of the cover substrate 20 is effected starting from the closed cavity 30 up to the stop surface 40-1 of the stop element 40 spaced apart from the cover substrate 20 in order to obtain the shaped cover substrate 20' with (at least) one cover element (= bulge) 24.

Bei dem Glasfließvorgang 130, 140 erfolgt eine Abkühlung der verbundenen Substrate unter reproduzierbarer Temperatur- und Druckrampe und schließlich eine Entnahme des Deckelsubstrats 20' mit dem Formsubstrat und z.B. dem Anschlagelement 40 aus dem Ofen 50.During the glass flow process 130, 140, the connected substrates are cooled under a reproducible temperature and pressure ramp and finally the cover substrate 20' with the mold substrate and, for example, the stop element 40 is removed from the furnace 50.

Dann erfolgt ein Entfernen 150 des Anschlagelements 40 und des Formsubstrates 10, um das aus dem Abdeckungssubstrat 20 durch den Ausblasprozess gewonnene strukturierte Deckelsubstrat 20' zu erhalten. Das Entfernen 150 kann ein Trennen oder ein selektives Abätzen des Halbleitermaterials des Formsubstrats 10 und/oder des Anschlagelements 40 mittels eines Ätzvorgangs (Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgang des Silizium- oder Halbleiter-Materials) bedeuten, z.B. in heißer Kalilauge. Auf diese Weise wird ein effektives Verfahren zur Herstellung eines Deckelsubstrats 20' zur Verkappung von strahlungsemittierenden Bauelementen bereitgestellt, da das Deckelsubstrat 20', das durch das Verfahren 100, wie es in 2-8 schematisch beschrieben ist, erhalten wird, ein optisches Auskoppelfenster 26 umfasst, das mittels des Fensterbauelements 24 gebildet wird.Then, the stop element 40 and the mold substrate 10 are removed 150 in order to obtain the structured cover substrate 20' obtained from the cover substrate 20 by the blow-out process. The removal 150 can mean a separation or a selective etching of the semiconductor material of the mold substrate 10 and/or the stop element 40 by means of an etching process (silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material), e.g. in hot potassium hydroxide solution. In this way, an effective method for producing a cover substrate 20' for encapsulating radiation-emitting components is provided, since the cover substrate 20' obtained by the method 100 as described in 2-8 described schematically, comprises an optical output window 26 which is formed by means of the window component 24.

Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens 100 zur Herstellung eines Deckelsubstrats 20' weist das resultierende Deckelsubstrat 20' beispielsweise ein optisches Seitenfenster 26 auf, das integraler Bestandteil der Kappe (des Deckelelements) 24 ist und eine laterale (= seitliche) Strahlauskopplung erlaubt. Beispielsweise können auch mehrere optische Seitenfenster 24-1 vorgesehen sein, die integraler Bestandteil der Kappe 24 sind und eine laterale Strahlauskopplung in unterschiedlichen Richtungen, z.B. jeweils in einer unterschiedlichen Richtung, erlauben.In an alternative embodiment of the method 100 for producing a cover substrate 20', the resulting cover substrate 20' has, for example, an optical side window 26, which is an integral part of the cap (the cover element) 24 and allows lateral (= side) beam extraction. For example, several optical side windows 24-1 can also be provided, which are an integral part of the cap 24 and allow lateral beam extraction in different directions, e.g. each in a different direction.

Bei dem optionalen Schritt 160 kann ferner ein Aufbringen (Abscheiden) der Metallisierung 60 als eine (zusammenhängende) Rahmenstruktur (ein Versiegelungsrahmen) auf Verbindungsbereichen 62 auf den zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 an den nicht-ausgewölbten Bereichen (Sockelbereichen) 62 des geformten Abdeckungssubstrats (Deckelsubstrats) 20' durchgeführt werden. Bei dem optionalen Schritt 160 kann ferner eine Antireflexions-Beschichtung 64 auf einen Bereich (Deckenbereich und/oder Seitenwandbereich) des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufgebracht oder abgeschieden werden. Bei einem weiteren optionalen Schritt 170 kann das geformte Abdeckungssubstrat 20' vereinzelt werden, um vereinzelte Deckelelemente 24' zu erhalten.In the optional step 160, furthermore, applying (depositing) the metallization 60 as a (continuous) frame structure (a sealing frame) on connection regions 62 on the second main surface region 20-2 at the non-bulging regions (base regions) 62 of the molded cover substrate (lid substrate) 20' may be performed. In the optional step 160, furthermore, an anti-reflection coating 64 may be applied or deposited on a region (ceiling region and/or sidewall region) of the lid element 24 of the molded cover substrate 20'. In a further optional step 170, the molded cover substrate 20' may be singulated to obtain singulated lid elements 24'.

Das im vorhergehenden dargestellte Herstellungsverfahren 100 mit dem beispielhaften Prozessablauf von 2 ist eine sehr effektive und einfache Vorgehensweise der Linsenaufstellung an Seitenbereichen 24-1 des jeweiligen Deckelelements 24.The manufacturing method 100 described above with the exemplary process flow of 2 is a very effective and simple procedure for positioning the lenses on the side areas 24-1 of the respective cover element 24.

3 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 100-2 des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. 3 now shows a further exemplary basic flow diagram 100-2 of the inventive manufacturing method 100 according to a further embodiment.

Im Folgenden werden im wesentlichen Unterschiede bzw. unterschiedliche Verfahrensschritte des Ablaufdiagramms 100-2 von 3 gegenüber dem Ablaufdiagramm 100-1 von 2 dargestellt. Daher kann die obige Beschreibung der 1 und 2 entsprechend auf die nachfolgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels von 3 angewendet werden, wobei in der nachfolgenden Beschreibung vor allem auch Unterschiede, wie z.B. unterschiedliche (= alternative und/oder zusätzliche) Prozessschritte und/oder Elemente, zu dem Prozessablauf 100-1 von 2 und die daraus resultierenden technischen Effekte beschrieben werden.The following describes the main differences or different process steps of the flow chart 100-2 of 3 compared to flow chart 100-1 of 2 Therefore, the above description of the 1 and 2 accordingly to the following description of the embodiment of 3 be applied, whereby the following description also includes differences, such as different (= alternative and/or additional) process steps and/or elements, to the process flow 100-1 of 2 and the resulting technical effects are described.

Bei Schritt 110 werden zunächst das Formsubstrat 10, z. B. ein Halbleiter- oder Silizium-Wafer, mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, d.h. das Formsubstrat 10 ist mit zumindest einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 12 versehen. Ferner wird das Abdeckungssubstrat 20, z. B. ein Glaswafer, bereitgestellt. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an einem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 desselben zumindest einen Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist.In step 110, first the mold substrate 10, e.g. a semiconductor or silicon wafer, is provided with the structured surface region 10-1, ie the mold substrate 10 is provided with at least one depression or recess 12. Furthermore, the cover substrate 20, e.g. a glass wafer, is provided. The cover substrate 20 further has at least one lens material section 22 on a first main surface region 20-1 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 has a glass material.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abdeckungssubstrat 20 einseitig eine Versteifungsstruktur 28 auf, die an dem Abdeckungssubtrat 22 an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-2 des Abdeckungssubtrats und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) z.B. gegenüberliegend und zentriert (= zentriert ausgerichtet) zu dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 angeordnet ist.According to one embodiment, the cover substrate 20 has a stiffening structure 28 on one side, which is arranged on the cover substrate 22 on an opposite side surface 20-2 of the cover substrate and (with respect to a vertical projection), e.g. opposite and centered (= centered aligned) to the lens material section 22 on the cover substrate 20.

Gemäß einem weiteren (alternativen) Ausführungsbeispiel kann der Linsenmaterialabschnitt 22 auch an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 und die (einseitige) Versteifungsstruktur 28 an dem ersten Hauptoberflächenbereich (Seitenfläche) 20-1 des Abdeckungssubtrats und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend und zentriert (= zentriert ausgerichtet) zu dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 angeordnet sein. Dabei sind die nachfolgenden Prozessschritte auf diese vertauschte Anordnung der Linsenmaterialabschnitte 22 und der Versteifungsstruktur(en) 28 an dem Abdeckungssubstrat 20 entsprechend anwendbar.According to a further (alternative) embodiment, the lens material section 22 can also be arranged on the second main surface area 20-2 of the cover substrate 20 and the (one-sided) stiffening structure 28 on the first main surface area (side surface) 20-1 of the cover substrate and (with respect to a vertical projection) opposite and centered (= centered alignment) to the lens material section 22 on the cover substrate 20. The following process steps are accordingly applicable to this swapped arrangement of the lens material sections 22 and the stiffening structure(s) 28 on the cover substrate 20.

Bei einem Schritt 112 wird das Abdeckungssubstrat 20 auf dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 ausgerichtet angeordnet, um den Linsenmaterialabschnitt 22 des Abdeckungssubstrats in einer ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position (= Ausrichtung) mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 anzuordnen. So kann beispielsweise die Versteifungsstruktur 28 an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 innerhalb einer der Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 angeordnet sein, d.h. zwischen den erhöhten Bereichen des strukturierten Oberflächenbereichs 10-1 des Formsubstrats 10.In a step 112, the cover substrate 20 is arranged in alignment on the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10 in order to arrange the lens material portion 22 of the cover substrate in an aligned or predetermined position (= alignment) with the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10. For example, the stiffening structure 28 can be arranged on the second main surface region 20-2 of the cover substrate 20 within one of the recesses 12 of the mold substrate 10, i.e. between the raised regions of the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10.

Bei einem Schritt 114 wird dann das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Formsubstrat 10 verbunden, z. B. mittels anodischen Bondens (beispielsweise in einer definierten Atmosphäre) hermetisch verbunden, um zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden. Dabei bildet die in dem Formsubstrat 10 angeordnete Vertiefung 12 bzw. bilden die in dem Formsubstrat 10 angeordneten Vertiefungen 12 dann jeweils die zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-2 des Verfahrens 100 wird das (hermetische) Verbinden 114 des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 in einer Atmosphäre mit einem definierten atmosphärischen Umgebungsdruck durchgeführt, um einen definierten atmosphärischen Druck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 einzuschließen. Die Linsenstrukturen 22 schauen also zum Formsubstrat 10 oder vom Formsubstrat 10 weg.In a step 114, the cover substrate 20 is then connected to the mold substrate 10, e.g. hermetically connected by means of anodic bonding (e.g. in a defined atmosphere) in order to form at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. In this case, the depression 12 arranged in the mold substrate 10 or the depressions 12 arranged in the mold substrate 10 then each form the at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. According to an embodiment of the flow chart 100-2 of the method 100, the (hermetic) bonding 114 of the cover substrate 20 to the mold substrate 10 is carried out in an atmosphere with a defined atmospheric ambient pressure in order to enclose a defined atmospheric pressure in the closed cavities 30. The lens structures 22 therefore face towards the mold substrate 10 or away from the mold substrate 10.

Bei Schritt 120 werden also das Formsubstrat 10 und das Abdeckungssubstrat 20, die miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei der Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 strukturiert ist, d.h. mit den Vertiefungen und/oder Kanalstrukturen 12 ausgebildet ist. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an einem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 desselben zumindest einen Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist, und wobei an dem Abdeckungssubstrat 20 eine zugeordnete Versteifungsstruktur 28 angeordnet ist.In step 120, the mold substrate 10 and the cover substrate 20, which are connected to one another, are provided, wherein the surface region 10-1 of the mold substrate 10 is structured, i.e. is formed with the depressions and/or channel structures 12. The cover substrate 20 further has at least one lens material section 22 on a first main surface region 20-1 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 has a glass material, and wherein an associated stiffening structure 28 is arranged on the cover substrate 20.

In der Vorbereitung des eigentlichen Herstellungsprozesses wird also ein mit Linsenstrukturen 22 (Linsenmaterialabschnitten) vorbereiteter Glaswafer 20 (= Abdeckungssubstrat) bereitgestellt, der rückseitig eine oder eine Mehrzahl von Versteifungsstrukturen 28 aufweist. Die Versteifungsstruktur weist ein Halbleitermaterial, wie z. B. Silizium, auf, oder besteht aus dem Halbleitermaterial, z. B. Silizium. Durch die Größe und geometrische Anordnung der Versteifungsstruktur(en) 28 kann der Linsenanstellwinkel bezogen auf den Abstand h der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 sehr genau definiert werden.In preparation for the actual manufacturing process, a glass wafer 20 (= cover substrate) prepared with lens structures 22 (lens material sections) is provided, which has one or a plurality of stiffening structures 28 on the back. The stiffening structure has a semiconductor material, such as silicon, or consists of the semiconductor material, e.g. silicon. The size and geometric arrangement of the stiffening structure(s) 28 allows the lens angle to be defined very precisely in relation to the distance h of the stop surface 40-1 of the stop element 40.

In der Vorbereitung wird zudem das Formsubstrat 10, z.B. ein Silizium-Formsubstrat, mit einseitigen Kavitäten und Kanalstrukturen 12 (= Ausnehmungen oder Vertiefungen) versehen. Der Glaswafer 20 wird zu dem Formsubstrat 10 ausgerichtet und in einer definierten Atmosphäre beispielsweise anodisch gebondet, um einen (definierten) Gasdruck in den Kavitäten und Kanalstrukturen 30 einzuschließen. Die Linsenstrukturen 22 schauen zum Formsubstrat 10 oder vom Formsubstrat 10 weg.In preparation, the mold substrate 10, e.g. a silicon mold substrate, is also provided with one-sided cavities and channel structures 12 (= recesses or depressions). The glass wafer 20 is aligned with the mold substrate 10 and bonded, for example anodically, in a defined atmosphere in order to enclose a (defined) gas pressure in the cavities and channel structures 30. The lens structures 22 face the mold substrate 10 or away from the mold substrate 10.

Bei dem (nachfolgenden) Schritt 130 wird nun das Abdeckungssubstrat 20 und das Formsubstrat 10 getempert, d.h. einer Temperaturbehandlung unterzogen bzw. erhitzt (erwärmt), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu verringern. Ferner wird bei einem Schritt 140 ein Überdruck in der (zumindest einen) abgeschlossenen Kavität bzw. den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bereitgestellt, ein definiertes Auswölben, z. B. Ausblasen oder Verformen, des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu bewirken. Durch das definierte Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 wird somit ein geformtes Abdeckungssubstrat 20' mit (zumindest) einem Deckelelement 24 (= Auswölbung oder Verformung) erhalten.In the (subsequent) step 130, the cover substrate 20 and the mold substrate 10 are now tempered, ie subjected to a temperature treatment subjected to or heated (warmed) in order to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate 20. Furthermore, in a step 140, an overpressure is provided in the (at least one) closed cavity or the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to bring about a defined bulging, e.g. blowing out or deformation, of the glass material of the cover substrate 20. The defined bulging of the glass material of the cover substrate 20 thus produces a shaped cover substrate 20' with (at least) one cover element 24 (= bulging or deformation).

Ferner wird durch das definierte Auswölben des Abdeckungssubstrats 20 aus dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 ein Linsenelement 26 an dem Deckelelement 24 bewirkt bzw. geformt. Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position des Linsenmaterialabschnitts 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 bezüglich der Position der abgeschlossenen Kavität 30 wird das Linsenelement 26 durch den Auswölbungsvorgang 130, 140 des Abdeckungssubstrats 20 an einer vorgegebenen Position und/oder mit einer vorgegebenen Ausrichtung an dem Deckelelement 24 des Deckelsubstrats 20' bewirkt.Furthermore, a lens element 26 is formed or formed on the cover element 24 by the defined bulging of the cover substrate 20 from the lens material section 22 on the cover substrate 20. Due to the aligned or predetermined position of the lens material section 22 on the cover substrate 20 with respect to the position of the closed cavity 30, the lens element 26 is formed at a predetermined position and/or with a predetermined orientation on the cover element 24 of the cover substrate 20' by the bulging process 130, 140 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-2 des Verfahrens 100 wird der Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks als ein Glasfließprozess in einem Unterdruckofen 50 durchgeführt, um in der abgeschlossenen Kavität 30 einen definierten atmosphärischen Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu erhaltenAccording to an embodiment of the flow chart 100-2 of the method 100, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure is carried out as a glass flow process in a vacuum furnace 50 in order to obtain a defined atmospheric overpressure in the closed cavity 30 compared to the surrounding atmosphere.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-2 des Verfahrens 100 wird das Abdeckungssubstrat 20 bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks im Bereich der abgeschlossenen Kavität 30 bis zu einer Höhe h, die durch den vertikalen Abstand der Anschlagfläche 40-1 des Anschlags 40 zu dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 vorgegeben ist, ausgewölbt bzw. ausgeblasen.According to an embodiment of the flow chart 100-2 of the method 100, the cover substrate 20 is bulged or blown out in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure in the region of the closed cavity 30 up to a height h which is predetermined by the vertical distance of the stop surface 40-1 of the stop 40 to the first main surface region 20-1 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-2 des Verfahrens 100 ist der der Kavität 30 oder den Kavitätsbereichen 30 gegenüberliegende Bereich der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 eben und parallel zu dem Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 ausgebildet, um bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einen ebenen Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 zu bilden.According to an embodiment of the flow chart 100-2 of the method 100, the region of the stop surface 40-1 of the stop element 40 opposite the cavity 30 or the cavity regions 30 is flat and parallel to the main surface region 20-1 of the cover substrate 20 in order to form a flat cover region 24-2 of the cover element 24 in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure.

Die Durchführung des Glasfließprozesses 130, 140 kann also in einem druckkontrollierten Ofen 50 erfolgen. Der Glaswafer (Abdeckungssubstrat) 20 wird im Bereich der Kavitäten 30 ausgeblasen bis zu der Höhe h, die durch eine Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 bestimmt werden kann. Der Anschlag 40 und damit die Anschlagfläche 40-1 ist beispielsweise eben ausgeführt. Nach dem Glasfließprozesses 130, 140 erfolgt beispielsweise ein Abkühlen des Deckelsubstrats 20' und Entnahme des Deckelsubstrats 20' aus dem Ofen 50.The glass flow process 130, 140 can therefore be carried out in a pressure-controlled furnace 50. The glass wafer (cover substrate) 20 is blown out in the area of the cavities 30 up to the height h, which can be determined by a stop surface 40-1 of the stop element 40. The stop 40 and thus the stop surface 40-1 is designed to be flat, for example. After the glass flow process 130, 140, the cover substrate 20' is cooled, for example, and the cover substrate 20' is removed from the furnace 50.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-2 des Verfahrens 100 weist das Abdeckungssubstrat 20 auf einem von dem Formsubstrat 10 abgewandten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 den als Linsenstruktur 22 ausgebildetes Linsenmaterialabschnitt an einer Position auf, die bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einem lateralen Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' entspricht.According to an embodiment of the flow chart 100-2 of the method 100, the cover substrate 20 has, on a main surface region 20-1 of the cover substrate 20 facing away from the mold substrate 10, the lens material section formed as a lens structure 22 at a position which, in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure, corresponds to a lateral side wall region 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-2 des Verfahrens 100 kann bei einem Schritt 142 des Abkühlens des geformten Abdeckungssubstrats 20' in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C, ein atmosphärischer Überdruck oder auch Unterdruck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt werden, um eine Wölbung der Seitenwandbereiche (Seitenfenster) 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' nach außen (konvexe) oder nach innen (konkav) zu erzeugen.According to an embodiment of the flow chart 100-2 of the method 100, in a step 142 of cooling the molded cover substrate 20' in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C, an atmospheric overpressure or also a negative pressure can be brought about in the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to produce a curvature of the side wall regions (side windows) 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' outwards (convex) or inwards (concave).

Bei einem nachfolgenden Schritt 150 wird nun das Anschlagelement 40 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, wobei nun das geformte Abdeckungssubstrat 20' das Deckelsubstrat 20' mit dem zumindest einen Deckelelement 24 bildet. Das Deckelsubstrat 20' kann z.B. zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen oder optoelektronischen Bauelementen eingesetzt werden.In a subsequent step 150, the stop element 40 and the mold substrate 10 are now removed from the molded cover substrate 20', whereby the molded cover substrate 20' now forms the lid substrate 20' with the at least one lid element 24. The lid substrate 20' can be used, for example, to house one or a plurality of optical or optoelectronic components.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ablaufdiagramm 100-2 des Verfahrens 100 ferner den Schritt 142 des Abkühlens des Anschlagelements 40, des Formsubstrats 10 und des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, wobei dann bei dem Schritt 150 anschließend das Formsubstrat 10 mittels eines Ätzvorgangs, z.B. eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Material des Formsubstrats, entfernt wird.According to an embodiment, the flowchart 100-2 of the method 100 may further comprise the step 142 of cooling the stop element 40, the mold substrate 10 and the molded cover substrate 20', wherein the mold substrate 10 is then subsequently removed in step 150 by means of an etching process, e.g. a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material of the mold substrate.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner einen Schritt 152 des Entfernens der Versteifungsstruktur 28 nach dem Schritt 130, 140 des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' auf. Das Entfernen der Versteifungsstruktur 28 kann auch mittels eines Ätzvorgangs, z.B. zusammen mit dem Ätzvorgang des Formsubstrats 10, durchgeführt werden, z.B. mittels eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Materials.According to one embodiment, the method further comprises a step 152 of removing ens of the stiffening structure 28 after the step 130, 140 of annealing and providing an overpressure from the molded cover substrate 20'. The removal of the stiffening structure 28 can also be carried out by means of an etching process, eg together with the etching process of the mold substrate 10, eg by means of a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material.

Da das Abdeckungssubstrat 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel ein einziges homogenes Material, z. B. ein Glasmaterial, aufweist, ist auch das geformte Abdeckungssubstrat 20', d. h. das Deckelsubstrat bzw. die Glaskappe, mit dem zumindest einen Deckelelement 24 einteilig (einstückig) und aus einem einzigen homogenen Material, z. B. dem Glasmaterial, ausgebildet. Bei Schritt 150 wird somit z.B. ein Glas-Deckelsubstrat 20' mit konvexen Linsen 26 in den Seitenfenstern 24-1 der Glaskappen 24 nach der beidseitigen Entfernung des Siliziums des Formsubstrats 10 und des Anschlagelements 50 erhalten. Die Linsen 26 können umlaufend oder segmentiert ausgebildet sein, wobei auch nur eine individuelle Linse 26 ausgebildet sein kann.Since the cover substrate 20 according to one embodiment comprises a single homogeneous material, e.g. a glass material, the molded cover substrate 20', i.e. the cover substrate or the glass cap, is also formed in one piece with the at least one cover element 24 and from a single homogeneous material, e.g. the glass material. In step 150, for example, a glass cover substrate 20' with convex lenses 26 in the side windows 24-1 of the glass caps 24 is thus obtained after the silicon of the mold substrate 10 and the stop element 50 have been removed on both sides. The lenses 26 can be formed circumferentially or segmented, whereby only one individual lens 26 can be formed.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 160 kann der Prozessablauf 100-2 des Verfahrens 100 ferner ein Aufbringen bzw. Abscheiden einer Metallisierung 60 als eine (zusammenhängende) Rahmenstruktur bzw. als ein Versiegelungsrahmen auf Verbindungsbereichen 62 auf den zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 an nicht-ausgewölbten Bereichen (Sockelbereichen) 24-3 der Deckelelemente 24 des geformten Abdeckungssubstrats (des Deckelsubstrats) 20' aufweisen.In an (optional) subsequent step 160, the process flow 100-2 of the method 100 may further comprise applying or depositing a metallization 60 as a (continuous) frame structure or as a sealing frame on connection regions 62 on the second main surface region 20-2 at non-bulged regions (base regions) 24-3 of the cover elements 24 of the molded cover substrate (the cover substrate) 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann bei Schritt 160 ferner eine Antireflexions-Beschichtung 64 auf einen innenseitigen und/oder außenseitigen Bereich, z.B. innenseitig und/oder außenseitig auf den Deckenbereich 24-2 und/oder Seitenwandbereich 24-1, des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufgebracht oder abgeschieden werden.According to one embodiment, at step 160, an anti-reflective coating 64 may further be applied or deposited on an inside and/or outside region, e.g., inside and/or outside on the ceiling region 24-2 and/or sidewall region 24-1, of the lid member 24 of the molded cover substrate 20'.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 170 kann der Prozessablauf 100-2 des Verfahrens 100 ferner ein Vereinzeln des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, um vereinzelte Deckelelemente 24' zu erhalten.In an (optional) subsequent step 170, the process flow 100-2 of the method 100 may further comprise singulating the formed cover substrate 20' to obtain singulated cover elements 24'.

Im Folgenden werden nun nochmals einige Verfahrensschritte des Prozessablaufs 100-2 des Verfahrens 100 von 3 nochmals zusammengefasst dargestellt. 3 zeigt also ein Flussdiagramm 100-2, das anhand der Schritte 110 bis 170 einen weiteren Prozessablauf 100-2 zur Herstellung des Deckelsubstrats 20' veranschaulicht.In the following, some process steps of the process flow 100-2 of the method 100 of 3 summarized again. 3 thus shows a flow chart 100-2 which illustrates a further process sequence 100-2 for producing the cover substrate 20' using steps 110 to 170.

Zunächst wird bei Schritt 110 ein Formsubstrat 10 mit einem mit Vertiefungen 12 strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, wobei das Formsubstrat 10 z.B. Silizium aufweist oder aus Silizium besteht. Es folgt der Schritt 112 des Anordnens eines mit Linsen (Linsenmaterialstrukturen) 22 auf der Oberseite 20-1 und Versteifungsstrukturen 28 auf der Unterseite 20-2 vorstrukturierten Abdeckungssubstrats 20 auf dem mit Vertiefungen 12 vorstrukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10, wobei das Abdeckungssubstrat 20 ein Glasmaterial und die Versteifungsstrukturen Silizium aufweisen (oder daraus bestehen) und wobei die Linsen 22 vom Formsubstrat 10 weg und die Versteifungsstrukturen 28 zum Formsubstrat 10 hin schauen (oder in invertierter Anordnung) und Linsen und Versteifungsstrukturen zueinander zentriert oder (bewusst) auf eine definierte Weise de-zentriert (um die resultierenden Linsenelemente 26 schräg zu stellen) angeordnet sind.First, in step 110, a mold substrate 10 having a surface region 10-1 structured with depressions 12 is provided, wherein the mold substrate 10 comprises, for example, silicon or consists of silicon. This is followed by step 112 of arranging a cover substrate 20 pre-structured with lenses (lens material structures) 22 on the top side 20-1 and stiffening structures 28 on the bottom side 20-2 on the surface region 10-1 of the mold substrate 10 pre-structured with depressions 12, wherein the cover substrate 20 comprises (or consists of) a glass material and the stiffening structures silicon, and wherein the lenses 22 face away from the mold substrate 10 and the stiffening structures 28 face towards the mold substrate 10 (or in an inverted arrangement), and lenses and stiffening structures are arranged centered relative to one another or (deliberately) de-centered in a defined manner (in order to slant the resulting lens elements 26).

Bei dem Schritt 114 des Verbindens des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 wird die strukturierte Oberfläche 10-1 des Formsubstrats 10 mit der Oberfläche 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 gasdicht mit einer definierten eingeschlossenen Innenatmosphäre in den Vertiefungen 12 verbunden, um die miteinander verbundenen Substrate 10, 20 bereitzustellen (Schritt 120). Bei dem Schritt 130 des Temperns der verbundenen Substrate 10, 20 in einem Unterdruckofen 50 wird ein Ausblasen des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 bezogen auf die Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 durch den eingeschlossenen Druck in Relation zum Ofendruck bewirkt. Die Fließfront stoppt an der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 in dem einstellbaren Abstand h in dem Unterdruckofen 50, wobei das Anschlagelement 40 mit der Anschlagfläche 40-1 einen Siliziumwafer aufweist oder aus einem Siliziumwafer besteht. Schließlich erfolgt eine Abkühlung der verbundenen Substrate 10, 20 unter definierter bzw. reproduzierbarer Temperatur- und Druckrampe und dann die Entnahme aus dem Ofen. Bei Schritt 152 wird die Anschlagfläche 40-1 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, um das aus dem Abdeckungssubstrat 20 durch den Ausblasprozess gewonnene, strukturierte Deckelsubstrat 20' zu erhalten.In the step 114 of connecting the cover substrate 20 to the mold substrate 10, the structured surface 10-1 of the mold substrate 10 is connected to the surface 20-2 of the cover substrate 20 in a gas-tight manner with a defined enclosed internal atmosphere in the recesses 12 to provide the interconnected substrates 10, 20 (step 120). In the step 130 of annealing the interconnected substrates 10, 20 in a vacuum furnace 50, the glass material of the cover substrate 20 is blown out with respect to the recesses 12 of the mold substrate 10 by the enclosed pressure in relation to the furnace pressure. The flow front stops at the stop surface 40-1 of the stop element 40 at the adjustable distance h in the vacuum furnace 50, wherein the stop element 40 with the stop surface 40-1 has a silicon wafer or consists of a silicon wafer. Finally, the connected substrates 10, 20 are cooled under a defined or reproducible temperature and pressure ramp and then removed from the furnace. In step 152, the stop surface 40-1 and the mold substrate 10 are removed from the molded cover substrate 20' in order to obtain the structured cover substrate 20' obtained from the cover substrate 20 by the blow-out process.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass durch die rückseitige Versteifung des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Versteifungselement 28 eine plan-konvexe Linse 26 in einen Winkel angekippt (Linsenaufstellung) wird. Die Linse 26 kann aber etwas an Rundung verlieren, weil Glas aus der vorgeformten Linse (= Linsenstrukturmaterial) beim Aufblasen wegfließt. Sofern auch die rückseitige Versteifung 28 in einem weiteren Planbereich angeordnet ist, entsteht ein Fensterbereich 26 mit planer Innenwand 26-1, der z.B. auch zu einem Umlenkspiegel metallisiert werden kann. Durch die Technik der Versteifungselemente 28 können Scharnierfunktionen (während des Ausblasprozesses) erzeugt werden, die z.B. Einfluss auf die Formgebung der Seitenwände des Deckelelements (= Kappe) während des Ausblasprozesses nehmen (können).In this context, it should be noted that the rear stiffening of the cover substrate 20 with the stiffening element 28 tilts a plano-convex lens 26 into an angle (lens positioning). The lens 26 can, however, lose some of its roundness because glass flows away from the preformed lens (= lens structure material) when it is inflated. If the rear stiffening 28 is also arranged in a further plan area, a window area 26 is created with flat inner wall 26-1, which can also be metallized to form a deflecting mirror, for example. The technology of the stiffening elements 28 can be used to create hinge functions (during the blow-out process), which can, for example, influence the shape of the side walls of the cover element (= cap) during the blow-out process.

4 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 100-3 des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden im wesentlichen Unterschiede bzw. unterschiedliche Verfahrensschritte des Ablaufdiagramms 100-3 von 4 gegenüber den Ablaufdiagrammen 100-1, 100-2 von 2 und 3 dargestellt. Daher kann die obige Beschreibung der 1 - 3 entsprechend auf die nachfolgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels von 4 angewendet werden, wobei in der nachfolgenden Beschreibung vor allem auch Unterschiede, wie z.B. unterschiedliche (= alternative und/oder zusätzliche) Prozessschritte und/oder Elemente, zu den vorherigen Prozessabläufen und die daraus resultierenden technischen Effekte beschrieben werden. 4 now shows a further exemplary basic flow chart 100-3 of the inventive manufacturing method 100 according to a further embodiment. In the following, essential differences or different method steps of the flow chart 100-3 of 4 compared to flow charts 100-1, 100-2 of 2 and 3 Therefore, the above description of the 1 - 3 accordingly to the following description of the embodiment of 4 applied, whereby the following description also describes differences, such as different (= alternative and/or additional) process steps and/or elements, to the previous process sequences and the resulting technical effects.

Bei Schritt 110 werden zunächst das Formsubstrat 10, z. B. ein Halbleiter- oder Silizium-Wafer, mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, d.h. das Formsubstrat 10 ist mit zumindest einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 12 versehen. Ferner wird das Abdeckungssubstrat 20, z. B. ein Glaswafer, bereitgestellt. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an einem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 desselben zumindest einen Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist.In step 110, first the mold substrate 10, e.g. a semiconductor or silicon wafer, is provided with the structured surface region 10-1, i.e. the mold substrate 10 is provided with at least one depression or recess 12. Furthermore, the cover substrate 20, e.g. a glass wafer, is provided. The cover substrate 20 further has at least one lens material section 22 on a first main surface region 20-1 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 has a glass material.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abdeckungssubstrat 20 eine Versteifungsstruktur 28 auf, die an dem Abdeckungssubtrat 22 an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-2 des Abdeckungssubtrats und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend und z.B. zentriert (= zentriert ausgerichtet) zu dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 angeordnet ist. Ferner weist das Abdeckungssubstrat 20 eine weitere Versteifungsstruktur 29 auf, die an dem Abdeckungssubtrat 20 als eine strukturierte Versteifungsschicht auf bzw. über dem Linsenmaterialabschnitt 22, d.h. den Linsenmaterialabschnitt 22 überdeckend, angeordnet ist. Die weitere Versteifungsstruktur 29 überdeckt den Linsenmaterialabschnitt 22 zumindest teilweise oder auch vollständig. Somit ist eine doppelseitige Versteifungsstruktur über dem Linsenmaterialabschnitt 22 sowie an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-2 des Abdeckungssubtrats zur Erhaltung der Linsenform bei dem Glasfließprozess (Schritte 130, 140) vorgesehen.According to one embodiment, the cover substrate 20 has a stiffening structure 28 which is arranged on the cover substrate 22 on an opposite side surface 20-2 of the cover substrate and (with respect to a vertical projection) opposite and, for example, centered (= centeredly aligned) to the lens material section 22 on the cover substrate 20. Furthermore, the cover substrate 20 has a further stiffening structure 29 which is arranged on the cover substrate 20 as a structured stiffening layer on or above the lens material section 22, i.e. covering the lens material section 22. The further stiffening structure 29 covers the lens material section 22 at least partially or completely. Thus, a double-sided stiffening structure is provided over the lens material portion 22 as well as on an opposite side surface 20-2 of the cover substrate to maintain the lens shape during the glass flow process (steps 130, 140).

Gemäß einem weiteren (alternativen) Ausführungsbeispiel kann der Linsenmaterialabschnitt 22 (mit der weiteren Versteifungsstruktur 29) auch an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 und die Versteifungsstruktur 28 an dem ersten Hauptoberflächenbereich (Seitenfläche) 20-1 des Abdeckungssubtrats und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend und zentriert (= zentriert ausgerichtet) zu dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 angeordnet sein. Dabei sind die nachfolgenden Prozessschritte auf diese vertauschte Anordnung der Linsenmaterialabschnitte 22 und der Versteifungsstruktur(en) 28 an dem Abdeckungssubstrat 20 entsprechend anwendbar.According to a further (alternative) embodiment, the lens material section 22 (with the further stiffening structure 29) can also be arranged on the second main surface area 20-2 of the cover substrate 20 and the stiffening structure 28 on the first main surface area (side surface) 20-1 of the cover substrate and (with respect to a vertical projection) opposite and centered (= centered aligned) to the lens material section 22 on the cover substrate 20. The following process steps are accordingly applicable to this swapped arrangement of the lens material sections 22 and the stiffening structure(s) 28 on the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abdeckungssubstrat 20 ferner weitere (z.B. zwei) gegenüberliegende Versteifungsstrukturen 28-1, 28-2 auf, die an dem Abdeckungssubtrat 20 an gegenüberliegenden Seitenflächen 20-1, 20-2 des Abdeckungssubtrats 20 und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend (und zentriert / ausgerichtet) zueinander an einer Position lokal angeordnet sind. Das weitere Paar von gegenüberliegenden Versteifungsstrukturen 28-1, 28-2 ist nun vorgesehen, um bei dem (späteren) Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einen geneigten (winklig angestellten), planen Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' zu erhalten.According to one embodiment, the cover substrate 20 further comprises further (e.g. two) opposing stiffening structures 28-1, 28-2, which are arranged locally on the cover substrate 20 on opposite side surfaces 20-1, 20-2 of the cover substrate 20 and (with respect to a vertical projection) opposite (and centered/aligned) to each other at a position. The further pair of opposing stiffening structures 28-1, 28-2 is now provided in order to obtain an inclined (angled), planar side wall region 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' in the (later) step of tempering 130 and providing 140 an overpressure.

Somit sind an den Oberflächenbereichen 20-1, 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 die Linsenmaterialabschnitte (= Linsenstrukturen) 22 sowie weitere Bereiche lokal mit den Versteifungsstrukturen 28, 28-1, 28-2, 29 (= strukturierte Versteifungsschichten) überzogen bzw. bedeckt.Thus, on the surface regions 20-1, 20-2 of the cover substrate 20, the lens material sections (= lens structures) 22 as well as further regions are locally coated or covered with the stiffening structures 28, 28-1, 28-2, 29 (= structured stiffening layers).

Bei Schritt 112 wird das Abdeckungssubstrat 20 auf dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 ausgerichtet angeordnet, um den Linsenmaterialabschnitt 22 des Abdeckungssubstrats in einer ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position (= Ausrichtung) mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 anzuordnen. So können beispielsweise die Versteifungsstruktur 28 und die weitere Versteifungsstruktur 28-2 an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 innerhalb einer der Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 angeordnet sein, d.h. zwischen den erhöhten Bereichen des strukturierten Oberflächenbereichs 10-1 des Formsubstrats 10.In step 112, the cover substrate 20 is arranged in alignment on the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10 in order to arrange the lens material section 22 of the cover substrate in an aligned or predetermined position (= alignment) with the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10. For example, the stiffening structure 28 and the further stiffening structure 28-2 can be arranged on the second main surface region 20-2 of the cover substrate 20 within one of the recesses 12 of the mold substrate 10, i.e. between the raised regions of the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10.

Bei einem Schritt 114 wird dann das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Formsubstrat 10 verbunden, z. B. mittels anodischen Bondens (beispielsweise in einer definierten Atmosphäre) hermetisch verbunden, um zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden. Dabei bildet die in dem Formsubstrat 10 angeordnete Vertiefung 12 bzw. bilden die in dem Formsubstrat 10 angeordneten Vertiefungen 12 dann jeweils die zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-3 des Verfahrens 100 wird das (hermetische) Verbinden 114 des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 in einer Atmosphäre mit einem definierten atmosphärischen Umgebungsdruck durchgeführt, um einen definierten atmosphärischen Druck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 einzuschließen. Die Linsenstrukturen 22 schauen also zum Formsubstrat 10 oder vom Formsubstrat 10 weg.In a step 114, the cover substrate 20 is then connected to the mold substrate 10, e.g. hermetically connected by means of anodic bonding (e.g. in a defined atmosphere) in order to form at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. In this case, the depression 12 arranged in the mold substrate 10 or the depressions 12 arranged in the mold substrate 10 then each form the at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. According to an embodiment of the flow chart 100-3 of the method 100, the (hermetic) bonding 114 of the cover substrate 20 to the mold substrate 10 is carried out in an atmosphere with a defined atmospheric ambient pressure in order to enclose a defined atmospheric pressure in the closed cavities 30. The lens structures 22 therefore face towards the mold substrate 10 or away from the mold substrate 10.

Bei Schritt 120 werden also das Formsubstrat 10 und das Abdeckungssubstrat 20, die miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei der Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 strukturiert (mit Vertiefungen oder Kanalstrukturen 12 ausgebildet) ist. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an einem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 desselben zumindest einen Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist, und wobei an dem Abdeckungssubstrat 20 zugeordnete Versteifungsstrukturen 28, 29 und 28-1, 28-2 angeordnet sind.In step 120, the mold substrate 10 and the cover substrate 20, which are connected to one another, are provided, wherein the surface region 10-1 of the mold substrate 10 is structured (formed with depressions or channel structures 12). The cover substrate 20 further has at least one lens material section 22 on a first main surface region 20-1 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 has a glass material, and wherein associated stiffening structures 28, 29 and 28-1, 28-2 are arranged on the cover substrate 20.

In der Vorbereitung des eigentlichen Herstellungsprozesses wird also ein mit Linsenstrukturen 22 (Linsenmaterialabschnitten) vorbereiteter Glaswafer 20 (= Abdeckungssubstrat) bereitgestellt, der rückseitig (an der Rückseite 20-2) eine oder eine Mehrzahl von Versteifungsstrukturen 28, 28-2 und an vorderseitig (an der Vorderseite 20-1) die Versteifungsstrukturen 28-1, 29 aufweist. Die Versteifungsstrukturen weisen ein Halbleitermaterial, wie z. B. Silizium, auf, oder besteht aus dem Halbleitermaterial, z. B. Silizium. Durch die Größe und geometrische Anordnung der Versteifungsstruktur(en) 28, 28-1, 28-2 und 29 kann der Linsenanstellwinkel bezogen auf den Abstand h der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 sehr genau definiert werden. Ferner kann durch die doppelseitige, gegenüberliegende Anordnung der Versteifungsstrukturen 28, 29 über dem Linsenmaterialabschnitt 22 sowie an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-2 des Abdeckungssubtrats die gewünschte Linsenform der Linsenstruktur 22 bei dem Glasfließprozess (Schritte 130, 140) erhalten bzw. beibehalten werden.In preparation for the actual manufacturing process, a glass wafer 20 (= cover substrate) prepared with lens structures 22 (lens material sections) is provided, which has one or a plurality of stiffening structures 28, 28-2 on the back (on the back 20-2) and the stiffening structures 28-1, 29 on the front (on the front 20-1). The stiffening structures have a semiconductor material, such as silicon, or consist of the semiconductor material, e.g. silicon. The size and geometric arrangement of the stiffening structure(s) 28, 28-1, 28-2 and 29 allow the lens angle to be defined very precisely in relation to the distance h of the stop surface 40-1 of the stop element 40. Furthermore, the double-sided, opposing arrangement of the stiffening structures 28, 29 over the lens material section 22 and on an opposite side surface 20-2 of the cover substrate allows the desired lens shape of the lens structure 22 to be obtained or maintained during the glass flow process (steps 130, 140).

In der Vorbereitung wird zudem das Formsubstrat 10, z.B. ein Silizium-Formsubstrat, mit einseitigen Kavitäten und Kanalstrukturen 12 (= Ausnehmungen oder Vertiefungen) versehen. Der Glaswafer 20 wird zu dem Formsubstrat 10 ausgerichtet und in einer definierten Atmosphäre beispielsweise anodisch gebondet, um einen (definierten) Gasdruck in den Kavitäten und Kanalstrukturen 30 einzuschließen. Die Linsenstrukturen 22 schauen zum Formsubstrat 10 oder vom Formsubstrat 10 weg.In preparation, the mold substrate 10, e.g. a silicon mold substrate, is also provided with one-sided cavities and channel structures 12 (= recesses or depressions). The glass wafer 20 is aligned with the mold substrate 10 and bonded, for example anodically, in a defined atmosphere in order to enclose a (defined) gas pressure in the cavities and channel structures 30. The lens structures 22 face the mold substrate 10 or away from the mold substrate 10.

Bei dem (nachfolgenden) Schritt 130 wird nun das Abdeckungssubstrat 20 und das Formsubstrat 10 getempert, d.h. einer Temperaturbehandlung unterzogen bzw. erhitzt (erwärmt), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu verringern. Ferner wird bei einem Schritt 140 ein Überdruck in der (zumindest einen) abgeschlossenen Kavität bzw. den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bereitgestellt, ein definiertes Auswölben, z. B. Ausblasen oder Verformen, des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu bewirken. Durch das definierte Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 wird somit ein geformtes Abdeckungssubstrat 20' mit (zumindest) einem Deckelelement 24 (= Auswölbung oder Verformung) erhalten.In the (subsequent) step 130, the cover substrate 20 and the mold substrate 10 are now tempered, i.e. subjected to a temperature treatment or heated (warmed) in order to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate 20. Furthermore, in a step 140, an overpressure is provided in the (at least one) closed cavity or the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to cause a defined bulging, e.g. blowing out or deformation, of the glass material of the cover substrate 20. The defined bulging of the glass material of the cover substrate 20 thus produces a molded cover substrate 20' with (at least) one cover element 24 (= bulging or deformation).

Ferner wird durch das definierte Auswölben des Abdeckungssubstrats 20 aus dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 ein Linsenelement 26 an dem Deckelelement 24 bewirkt bzw. geformt. Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position des Linsenmaterialabschnitts 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 bezüglich der Position der abgeschlossenen Kavität 30 wird das Linsenelement 26 durch den Auswölbungsvorgang 130, 140 des Abdeckungssubstrats 20 an einer vorgegebenen Position und/oder mit einer vorgegebenen Ausrichtung an dem Deckelelement 24 des Deckelsubstrats 20' bewirkt.Furthermore, a lens element 26 is formed or formed on the cover element 24 by the defined bulging of the cover substrate 20 from the lens material section 22 on the cover substrate 20. Due to the aligned or predetermined position of the lens material section 22 on the cover substrate 20 with respect to the position of the closed cavity 30, the lens element 26 is formed at a predetermined position and/or with a predetermined orientation on the cover element 24 of the cover substrate 20' by the bulging process 130, 140 of the cover substrate 20.

Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position des weiteren Paars von gegenüberliegenden Versteifungsstrukturen 28-1, 28-2 wird nun bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks bewirkt, dass sich ein geneigter (winklig angestellter), planer Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' ergibt.. Durch die Größe und geometrische Anordnung der weiteren Versteifungsstrukturen 28-, 28-2 kann sowohl die Neigung bzw. der Anstellwinkel als auch die Länge des geneigten Seitenwandbereichs 24-1 des Deckelelements 24 (z.B. bezogen auf den Abstand h der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40) sehr genau definiert werden. Ferner kann durch die doppelseitige, gegenüberliegende Anordnung der Versteifungsstrukturen 28, 29 über dem Linsenmaterialabschnitt 22 sowie an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-2 des Abdeckungssubtrats die gewünschte Linsenform der Linsenstruktur 22 bei dem Glasfließprozess (Schritte 130,140) erhalten werden.Due to the aligned or predetermined position of the further pair of opposing stiffening structures 28-1, 28-2, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure now results in an inclined (angled), planar side wall region 24-1 of the cover element 24 of the formed cover substrate 20'. Due to the size and geometric arrangement of the further stiffening structures 28-, 28-2, both the inclination or the angle of incidence as well as the length of the inclined side wall region 24-1 of the cover element 24 (e.g. based on the distance h of the stop surface 40-1 of the stop element 40) can be defined very precisely. Furthermore, the double-sided, opposing arrangement of the stiffening structures 28, 29 above the lens material material portion 22 and on an opposite side surface 20-2 of the cover substrate, the desired lens shape of the lens structure 22 can be obtained in the glass flow process (steps 130,140).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-3 des Verfahrens 100 wird der Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks als ein Glasfließprozess in einem Unterdruckofen 50 durchgeführt, um in der abgeschlossenen Kavität 30 einen definierten atmosphärischen Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu erhalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-3 des Verfahrens 100 wird das Abdeckungssubstrat 20 bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks im Bereich der abgeschlossenen Kavität 30 bis zu einer Höhe h, die durch den vertikalen Abstand der Anschlagfläche 40-1 des Anschlags 40 zu dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 vorgegeben ist, ausgewölbt bzw. ausgeblasen.According to an embodiment of the flow chart 100-3 of the method 100, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure is carried out as a glass flow process in a vacuum furnace 50 in order to obtain a defined atmospheric overpressure in the closed cavity 30 compared to the surrounding atmosphere. According to an embodiment of the flow chart 100-3 of the method 100, the cover substrate 20 is bulged or blown out in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure in the region of the closed cavity 30 up to a height h which is predetermined by the vertical distance of the stop surface 40-1 of the stop 40 to the first main surface region 20-1 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-3 des Verfahrens 100 ist der der Kavität 30 oder den Kavitätsbereichen 30 gegenüberliegende Bereich der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 eben und parallel zu dem Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 ausgebildet, um bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einen ebenen Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 zu bilden.According to an embodiment of the flow chart 100-3 of the method 100, the region of the stop surface 40-1 of the stop element 40 opposite the cavity 30 or the cavity regions 30 is flat and parallel to the main surface region 20-1 of the cover substrate 20 in order to form a flat cover region 24-2 of the cover element 24 in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure.

Die Durchführung des Glasfließprozesses 130, 140 kann also in einem druckkontrollierten Ofen 50 erfolgen. Der Glaswafer (Abdeckungssubstrat) 20 wird im Bereich der Kavitäten 30 ausgeblasen bis zu der Höhe h, die durch eine Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 bestimmt werden kann. Der Anschlag 40 und damit die Anschlagfläche 40-1 ist beispielsweise eben ausgeführt. Nach dem Glasfließprozesses 130, 140 erfolgt beispielsweise ein Abkühlen des Deckelsubstrats 20' und Entnahme des Deckelsubstrats 20' aus dem Ofen 50.The glass flow process 130, 140 can therefore be carried out in a pressure-controlled furnace 50. The glass wafer (cover substrate) 20 is blown out in the area of the cavities 30 up to the height h, which can be determined by a stop surface 40-1 of the stop element 40. The stop 40 and thus the stop surface 40-1 is designed to be flat, for example. After the glass flow process 130, 140, the cover substrate 20' is cooled, for example, and the cover substrate 20' is removed from the furnace 50.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-3 des Verfahrens 100 weist das Abdeckungssubstrat 20 auf einem von dem Formsubstrat 10 abgewandten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 den als Linsenstruktur 22 ausgebildeten Linsenmaterialabschnitt an einer Position auf, die bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einem lateralen Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' entspricht.According to an embodiment of the flow chart 100-3 of the method 100, the cover substrate 20 has, on a main surface region 20-1 of the cover substrate 20 facing away from the mold substrate 10, the lens material section formed as a lens structure 22 at a position which, in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure, corresponds to a lateral side wall region 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-3 des Verfahrens 100 kann bei einem Schritt 142 des Abkühlens des geformten Abdeckungssubstrats 20' in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C, ein atmosphärischer Überdruck oder alternativ ein atmosphärischer Unterdruck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt werden, um eine Wölbung der Seitenwandbereiche (Seitenfenster) 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' nach außen (konvexe) oder alternativ nach innen (konkav) zu erzeugen.According to an embodiment of the flow chart 100-3 of the method 100, in a step 142 of cooling the molded cover substrate 20' in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C, an atmospheric overpressure or alternatively an atmospheric underpressure can be brought about in the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to produce a curvature of the side wall regions (side windows) 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' outwards (convex) or alternatively inwards (concave).

Bei einem nachfolgenden Schritt 150 wird nun das Anschlagelement 40 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, wobei nun das geformte Abdeckungssubstrat 20' das Deckelsubstrat 20' mit dem zumindest einen Deckelelement 24 bildet. Das Deckelsubstrat 20' kann z.B. zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen oder optoelektronischen Bauelementen eingesetzt werden.In a subsequent step 150, the stop element 40 and the mold substrate 10 are now removed from the molded cover substrate 20', whereby the molded cover substrate 20' now forms the lid substrate 20' with the at least one lid element 24. The lid substrate 20' can be used, for example, to house one or a plurality of optical or optoelectronic components.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ablaufdiagramm 100-3 des Verfahrens 100 ferner den Schritt 142 des Abkühlens des Anschlagelements 40, des Formsubstrats 10 und des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, wobei dann bei dem Schritt 150 anschließend das Formsubstrat 10 mittels eines Ätzvorgangs, z.B. eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Material des Formsubstrats, entfernt wird.According to an embodiment, the flowchart 100-3 of the method 100 may further comprise the step 142 of cooling the stop element 40, the mold substrate 10 and the molded cover substrate 20', wherein the mold substrate 10 is then subsequently removed in step 150 by means of an etching process, e.g. a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material of the mold substrate.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner einen Schritt 152 des Entfernens der Versteifungsstrukturen 28, 28-1, 28-2, 29 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' nach dem Schritt 130, 140 des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks auf. Das Entfernen der Versteifungsstrukturen 28, 28-1, 28-2 und 29 kann auch mittels eines Ätzvorgangs z.B. zusammen mit dem Ätzvorgang des Formsubstrats 10 durchgeführt werden, z.B. mittels eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Materials.According to one embodiment, the method further comprises a step 152 of removing the stiffening structures 28, 28-1, 28-2, 29 from the molded cover substrate 20' after the step 130, 140 of annealing and providing an overpressure. The removal of the stiffening structures 28, 28-1, 28-2 and 29 can also be carried out by means of an etching process, e.g. together with the etching process of the mold substrate 10, e.g. by means of a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material.

Da das Abdeckungssubstrat 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel ein einziges homogenes Material, z. B. ein Glasmaterial, aufweist, ist auch das geformte Abdeckungssubstrat 20', d. h. das Deckelsubstrat bzw. die Glaskappe, mit dem zumindest einen Deckelelement 24 einteilig (einstückig) und aus einem einzigen homogenen Material, z. B. dem Glasmaterial, ausgebildet. Bei Schritt 150 wird somit z.B. ein Glas-Deckelsubstrat 20' mit konvexen Linsen 26 in einem Seitenfenster 24-1 des Deckelelements (= der Glaskappe) 24 und ein geneigtes Seitenfenster 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' z.B. auf (lateral) gegenüberliegenden Seiten des Deckelelements 24, nach der beidseitigen Entfernung des Siliziums des Formsubstrats 10 und des Anschlagelements 50 erhalten.Since the cover substrate 20 according to an embodiment comprises a single homogeneous material, e.g. a glass material, the shaped cover substrate 20', ie the cover substrate or the glass cap, is also formed in one piece with the at least one cover element 24 and from a single homogeneous material, e.g. the glass material. In step 150, for example, a glass cover substrate 20' with convex lenses 26 in a side window 24-1 of the cover element (= the glass cap) 24 and an inclined side window 24-1 of the cover element 24 of the shaped cover substrate 20', e.g. on (lateral) opposite sides of the cover element 24, after the removal of the silicon from both sides of the mold substrate 10 and the stop element 50.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 160 kann der Prozessablauf 100-3 des Verfahrens 100 ferner ein Aufbringen bzw. Abscheiden einer Metallisierung 60 als eine (zusammenhängende) Rahmenstruktur bzw. als ein Versiegelungsrahmen auf Verbindungsbereichen 62 an nicht-ausgewölbten Bereichen (Sockelbereichen) 24-3 der Deckelelemente 24 (auf den zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2) des geformten Abdeckungssubstrats (des Deckelsubstrats) 20' aufweisen.In an (optional) subsequent step 160, the process flow 100-3 of the method 100 may further comprise applying or depositing a metallization 60 as a (continuous) frame structure or as a sealing frame on connection regions 62 on non-bulged regions (base regions) 24-3 of the cover elements 24 (on the second main surface region 20-2) of the molded cover substrate (the cover substrate) 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann bei Schritt 160 ferner eine Antireflexions-Beschichtung 64 auf einen innenseitigen und/oder außenseitigen Bereich, z.B. innenseitig und/oder außenseitig auf den Deckenbereich 24-2 und/oder Seitenwandbereich 24-1, des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufgebracht oder abgeschieden werden.According to one embodiment, at step 160, an anti-reflective coating 64 may further be applied or deposited on an inside and/or outside region, e.g., inside and/or outside on the ceiling region 24-2 and/or sidewall region 24-1, of the lid member 24 of the molded cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann das Abdeckungssubstrat 20' dann optional so ausgebildet werden, dass eine Seitenwand 24-1 mit einem Linsenelement und die gegenüberliegende, schräge Seitenwand 24-1 mit einer innenseitigen Verspiegelung 65, die z.B. als ein Umlenkspiegel wirksam ist, ausgebildet ist.According to an embodiment of the method, the cover substrate 20' can then optionally be designed such that a side wall 24-1 is formed with a lens element and the opposite, inclined side wall 24-1 is formed with an inner mirror coating 65, which acts, for example, as a deflecting mirror.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 170 kann der Prozessablauf 100-3 des Verfahrens 100 ferner ein Vereinzeln des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, um vereinzelte Deckelelemente 24' zu erhalten.In an (optional) subsequent step 170, the process flow 100-3 of the method 100 may further comprise singulating the formed cover substrate 20' to obtain singulated cover elements 24'.

Im Folgenden werden nun nochmals einige Verfahrensschritte des Prozessablaufs 100-3 des Verfahrens 100 von 4 nochmals zusammengefasst dargestellt. 4 zeigt also ein Flussdiagramm 100-3, das anhand der Schritte 110 bis 170 einen weiteren Prozessablauf 100-3 zur Herstellung des Deckelsubstrats 20' veranschaulicht.In the following, some process steps of process flow 100-3 of method 100 of 4 summarized again. 4 thus shows a flow chart 100-3 which illustrates a further process sequence 100-3 for producing the cover substrate 20' using steps 110 to 170.

Zunächst wird bei Schritt 110 ein Formsubstrat 10 mit einem mit Vertiefungen 12 strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, wobei das Formsubstrat 10 z.B. Silizium aufweist oder aus Silizium besteht. Es folgt der Schritt 112 des Anordnens eines Abdeckungssubstrates 20 mit einer strukturierten Versteifungsschicht 28-1, 29 auf der mit Linsen (Linsenmaterialstrukturen) 22 vorgeformten Oberseite 20-1 und strukturierten Versteifungsstrukturen 28, 28-2 auf der Unterseite 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 auf dem mit Vertiefungen 12 vorstrukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10, wobei das Abdeckungssubstrat 20 ein Glasmaterial aufweist (oder daraus besteht) und die Versteifungsstrukturen bzw. Versteifungsschichten 28, 28-1, 28-2, 29 Silizium aufweisen (oder daraus bestehen) und die abgedeckten Linsen und Planflächen vom Formsubstrat 10 weg oder zum Formsubstrat 10 hin schauen und wobei Versteifungsschichten bzw. Versteifungsstrukturen 28-1, 28-2 und 28, 29 (paarweise gegenüberliegend) zueinander ausgerichtet sind.First, in step 110, a mold substrate 10 having a surface region 10-1 structured with depressions 12 is provided, wherein the mold substrate 10 comprises, for example, silicon or consists of silicon. This is followed by step 112 of arranging a cover substrate 20 with a structured stiffening layer 28-1, 29 on the top side 20-1 preformed with lenses (lens material structures) 22 and structured stiffening structures 28, 28-2 on the bottom side 20-2 of the cover substrate 20 on the surface area 10-1 of the mold substrate 10 prestructured with depressions 12, wherein the cover substrate 20 comprises (or consists of) a glass material and the stiffening structures or stiffening layers 28, 28-1, 28-2, 29 comprise (or consist of) silicon and the covered lenses and flat surfaces face away from the mold substrate 10 or towards the mold substrate 10 and wherein stiffening layers or stiffening structures 28-1, 28-2 and 28, 29 (opposite each other in pairs).

Bei dem Schritt 114 des Verbindens des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 wird die strukturierte Oberfläche 10-1 des Formsubstrats 10 mit der Oberfläche 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 gasdicht mit einer definierten eingeschlossenen Innenatmosphäre in den Vertiefungen 12 verbunden, um die miteinander verbundenen Substrate 10, 20 bereitzustellen (Schritt 120). Bei dem Schritt 130 des Temperns der verbundenen Substrate 10, 20 in einem Unterdruckofen 50 wird ein Ausblasen des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 bezogen auf die Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 durch den eingeschlossenen Druck in Relation zu dem Ofendruck bewirkt. Die Fließfront stoppt an der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 in dem einstellbaren Abstand h in dem Unterdruckofen 50, wobei das Anschlagelement 40 mit der Anschlagfläche 40-1 einen Siliziumwafer aufweist oder aus einem Siliziumwafer besteht. Der einstellbare Abstand h im Unterdruckofen ist fix eingestellt und bleibt während des Aufblas- und Abkühlungsprozesses unverändert. Schließlich erfolgt eine Abkühlung der verbundenen Substrate 10, 20 unter definierter bzw. reproduzierbarer Temperatur- und Druckrampe und dann die Entnahme aus dem Ofen. Bei Schritt 152 wird die Anschlagfläche 40-1 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, um das aus dem Abdeckungssubstrat 20 durch den Ausblasprozess gewonnene, strukturierte Deckelsubstrat 20' zu erhalten.In the step 114 of bonding the cover substrate 20 to the mold substrate 10, the structured surface 10-1 of the mold substrate 10 is bonded to the surface 20-2 of the cover substrate 20 in a gas-tight manner with a defined enclosed internal atmosphere in the recesses 12 to provide the bonded substrates 10, 20 (step 120). In the step 130 of annealing the bonded substrates 10, 20 in a vacuum furnace 50, the glass material of the cover substrate 20 is blown out with respect to the recesses 12 of the mold substrate 10 by the enclosed pressure in relation to the furnace pressure. The flow front stops at the stop surface 40-1 of the stop element 40 at the adjustable distance h in the vacuum furnace 50, wherein the stop element 40 with the stop surface 40-1 has a silicon wafer or consists of a silicon wafer. The adjustable distance h in the vacuum furnace is fixed and remains unchanged during the blowing and cooling process. Finally, the connected substrates 10, 20 are cooled under a defined or reproducible temperature and pressure ramp and then removed from the furnace. In step 152, the stop surface 40-1 and the mold substrate 10 are removed from the molded cover substrate 20' in order to obtain the structured cover substrate 20' obtained from the cover substrate 20 by the blowing process.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass durch diesen Mechanismus mehrere plane Seitenwände 24-1 mit einem definierten Kippwinkel in einem Deckelelement (= Gehäuse) 24 hergestellt und zudem mit Linsenelementen 26 kombiniert werden können. Durch die Abdeckung der Linse (der Linsenmaterialstruktur) 22 auf beiden Seiten mit den gegenüberliegenden Versteifungsstrukturen 28, 29 bleibt die ursprüngliche Linsenform besser erhalten und es können höher brechende Linsen mit kürzerem Fokusabstand hergestellt werden. Der Kippmechanismus gegen einen Anschlag 40 kann auch zum vertikalen Aufstellen der Fensterflächen 24-1 genutzt werden, wodurch eine sehr hohe Reproduzierbarkeit des Anstellwinkels erreicht wird. Die beidseitige Belegung mit Versteifungsstrukturen und Versteifungsschichten 28-1, 28-2 führt zu einer plan-plan Fensterfläche 24-1 ohne wesentliche Dickenvariation über ca. 90% der so geschützten Fensterfläche. Der Kippmechanismus unterstützt auch Mehrlinsenanordnungen, die nebeneinander und begrenzt auch übereinander angeordnet in einen definierten Winkel angekippt werden können. Man kann hier von Linsen- bzw. Spiegelflächenaufstellung sprechen.In this context, it should be noted that this mechanism allows several flat side walls 24-1 with a defined tilt angle to be produced in a cover element (= housing) 24 and can also be combined with lens elements 26. By covering the lens (the lens material structure) 22 on both sides with the opposing stiffening structures 28, 29, the original lens shape is better preserved and lenses with a higher refractive index and a shorter focus distance can be produced. The tilting mechanism against a stop 40 can also be used to set up the window surfaces 24-1 vertically, thereby achieving a very high reproducibility of the angle of attack. The covering of both sides with stiffening structures and stiffening layers 28-1, 28-2 leads to a flat-flat window surface 24-1 without significant Thickness variation over approximately 90% of the window surface protected in this way. The tilting mechanism also supports multiple lens arrangements, which can be arranged next to each other and, to a limited extent, on top of each other and tilted to a defined angle. This can be referred to as lens or mirror surface arrangement.

5 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 100-4 des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden im wesentlichen Unterschiede bzw. unterschiedliche Verfahrensschritte des Ablaufdiagramms 100-4 von 5 gegenüber den Ablaufdiagrammen 100-1 - 100-3 von 2 - 4 dargestellt. Daher kann die obige Beschreibung der 1 - 4 entsprechend auf die nachfolgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels von 5 angewendet werden, wobei in der nachfolgenden Beschreibung vor allem auch Unterschiede, wie z.B. unterschiedliche (= alternative und/oder zusätzliche) Prozessschritte und/oder Elemente, zu den vorherigen Prozessabläufen und die daraus resultierenden technischen Effekte beschrieben werden. 5 now shows a further exemplary basic flow chart 100-4 of the inventive manufacturing method 100 according to a further embodiment. In the following, essential differences or different method steps of the flow chart 100-4 of 5 compared to the flow charts 100-1 - 100-3 of 2 - 4 Therefore, the above description of the 1 - 4 accordingly to the following description of the embodiment of 5 applied, whereby the following description also describes differences, such as different (= alternative and/or additional) process steps and/or elements, to the previous process sequences and the resulting technical effects.

Bei Schritt 110 werden zunächst das Formsubstrat 10, z. B. ein Halbleiter- oder Silizium-Wafer, mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, d.h. das Formsubstrat 10 ist mit zumindest einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 12 versehen. Ferner wird das Abdeckungssubstrat 20, z. B. ein Glaswafer, bereitgestellt. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an einem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 desselben zumindest einen vorstrukturierten Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist. Das Abdeckungssubstrat 20 weist eine Versteifungsstruktur 29 auf, die an dem Abdeckungssubtrat 20 als eine strukturierte Versteifungsschicht auf bzw. über dem Linsenmaterialabschnitt 22, d.h. den Linsenmaterialabschnitt 22 überdeckend, angeordnet ist. Die weitere Versteifungsstruktur 29 überdeckt den Linsenmaterialabschnitt 22 zumindest teilweise oder auch vollständig.In step 110, first the mold substrate 10, e.g. a semiconductor or silicon wafer, is provided with the structured surface region 10-1, i.e. the mold substrate 10 is provided with at least one depression or recess 12. Furthermore, the cover substrate 20, e.g. a glass wafer, is provided. The cover substrate 20 further has at least one pre-structured lens material section 22 on a second main surface region 20-2 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 has a glass material. The cover substrate 20 has a stiffening structure 29, which is arranged on the cover substrate 20 as a structured stiffening layer on or above the lens material section 22, i.e. covering the lens material section 22. The further stiffening structure 29 covers the lens material section 22 at least partially or completely.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abdeckungssubstrat 20 eine Versteifungsstruktur 28 auf, die an dem Abdeckungssubtrat 22 an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-1 des Abdeckungssubtrats 20 und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend und zentriert (= zentriert ausgerichtet) zu dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 angeordnet ist. Somit ist eine doppelseitige Versteifungsstruktur über dem Linsenmaterialabschnitt 22 sowie an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-2 des Abdeckungssubtrats zur Erhaltung der Linsenform bei dem Glasfließprozess (Schritte 130, 140) vorgesehen.According to one embodiment, the cover substrate 20 has a stiffening structure 28 arranged on the cover substrate 22 on an opposite side surface 20-1 of the cover substrate 20 and (with respect to a vertical projection) opposite and centered (= centered aligned) to the lens material portion 22 on the cover substrate 20. Thus, a double-sided stiffening structure is provided over the lens material portion 22 and on an opposite side surface 20-2 of the cover substrate for maintaining the lens shape during the glass flow process (steps 130, 140).

Die gegenüberliegend zu der Linsenstruktur 22 angeordnete Versteifungsstruktur 28 ist nun beispielsweise relativ dick ausgeführt, um als ein Kippanschlag bei dem Glasfließvorgang (Schritte 130, 140) zu dienen. Durch die (besonders) dick ausgeführte Versteifungsstruktur 28 kann bei dem Glasfließvorgang (Schritte 130, 140) ein Überkippen der Linsenstruktur 22 vermieden werden und so besonders reproduzierbar der Aufstellwinkel der Linsenelemente 26, z.B. von Linsenelemente 26 im Bereich 90° relativ zum Formsubstrat 10, hergestellt werdenThe stiffening structure 28 arranged opposite the lens structure 22 is now, for example, relatively thick in order to serve as a tilt stop during the glass flow process (steps 130, 140). The (particularly) thick stiffening structure 28 can prevent the lens structure 22 from tipping over during the glass flow process (steps 130, 140) and the installation angle of the lens elements 26, e.g. of lens elements 26 in the range of 90° relative to the mold substrate 10, can thus be produced in a particularly reproducible manner.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abdeckungssubstrat 20 ferner eine weitere Versteifungsstruktur 28-1 an einem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 auf. Gemäß einem weiteren optionalen Ausführungsbeispiel können auch weitere, paarweise gegenüberliegende Versteifungsstrukturen 28-1, 28-2 an dem Abdeckungssubtrat 20 an gegenüberliegenden Seitenflächen 20-1, 20-2 des Abdeckungssubtrats 20 und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend (und z.B. zentriert / ausgerichtet) zueinander lokal angeordnet sind.According to one embodiment, the cover substrate 20 further comprises a further stiffening structure 28-1 on a second main surface region 20-2 of the cover substrate 20. According to a further optional embodiment, further stiffening structures 28-1, 28-2 lying opposite one another in pairs can also be arranged locally on the cover substrate 20 on opposite side surfaces 20-1, 20-2 of the cover substrate 20 and (with respect to a vertical projection) opposite one another (and e.g. centered/aligned).

Bei einem Schritt 112 wird das Abdeckungssubstrat 20 auf dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 ausgerichtet angeordnet, um den Linsenmaterialabschnitt 22 des Abdeckungssubstrats in einer ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position (= Ausrichtung) mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 anzuordnen. So können beispielsweise die Linsenstruktur 22 mit der Versteifungsstruktur 29 und die weitere Versteifungsstruktur 28-1 an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 innerhalb einer der Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 angeordnet sein, d.h. zwischen den erhöhten Bereichen des strukturierten Oberflächenbereichs 10-1 des Formsubstrats 10.In a step 112, the cover substrate 20 is arranged in alignment on the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10 in order to arrange the lens material section 22 of the cover substrate in an aligned or predetermined position (= alignment) with the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10. For example, the lens structure 22 with the stiffening structure 29 and the further stiffening structure 28-1 can be arranged on the second main surface region 20-2 of the cover substrate 20 within one of the recesses 12 of the mold substrate 10, i.e. between the raised regions of the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10.

Bei einem Schritt 114 wird dann das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Formsubstrat 10 verbunden, z. B. mittels anodischen Bondens (beispielsweise in einer definierten Atmosphäre) hermetisch verbunden, um zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden. Dabei bildet die in dem Formsubstrat 10 angeordnete Vertiefung 12 bzw. bilden die in dem Formsubstrat 10 angeordneten Vertiefungen 12 dann jeweils die zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-4 des Verfahrens 100 wird das (hermetische) Verbinden 114 des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 in einer Atmosphäre mit einem definierten atmosphärischen Umgebungsdruck durchgeführt, um einen definierten atmosphärischen Druck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 einzuschließen.In a step 114, the cover substrate 20 is then connected to the mold substrate 10, e.g. hermetically connected by means of anodic bonding (e.g. in a defined atmosphere) in order to form at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. In this case, the depression 12 arranged in the mold substrate 10 or the depressions 12 arranged in the mold substrate 10 then each form the at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. According to an embodiment of the flow chart 100-4 of the method 100, the (hermetic) connection 114 of the cover substrate 20 to the mold substrate 10 is carried out in an atmosphere with a defined atmospheric ambient pressure in order to enclose a defined atmospheric pressure in the closed cavities 30.

Bei Schritt 120 werden also das Formsubstrat 10 und das Abdeckungssubstrat 20, die miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei der Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 strukturiert (mit Vertiefungen oder Kanalstrukturen 12 ausgebildet) ist. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 desselben (zumindest) einen Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist, und wobei an dem Abdeckungssubstrat 20 eine zugeordnete Versteifungsstruktur 28 angeordnet ist.In step 120, the mold substrate 10 and the cover substrate 20, which are connected to one another, are provided, wherein the surface region 10-1 of the mold substrate 10 is structured (formed with depressions or channel structures 12). The cover substrate 20 further comprises (at least) one lens material section 22 on the second main surface region 20-2 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 comprises a glass material, and wherein an associated stiffening structure 28 is arranged on the cover substrate 20.

In der Vorbereitung des eigentlichen Herstellungsprozesses wird also ein mit vorstrukturierten Linsen (Linsenstrukturen oder Linsenmaterialabschnitten) 22 vorbereiteter Glaswafer 20 (= Abdeckungssubstrat) bereitgestellt, der eine Mehrzahl von Versteifungsstrukturen 28, 28-1, 29 aufweist, wobei dicke Silizium-Versteifungsstrukturen 28 auf der den vorstrukturierten Linsen 22 gegenüberliegenden Wafer-Seite. So können ferner die Linsenstrukturen und optional andere Bereiche des Glaswafers (Abdeckungssubstrats) 20 lokal mit einer Versteifungsschicht auf der Oberseite des Glaswafers 20 überzogen sein. Die Versteifungsstrukturen weisen ein Halbleitermaterial, wie z. B. Silizium, auf, oder bestehen aus dem Halbleitermaterial, z. B. Silizium. Durch die Größe und geometrische Anordnung der Versteifungsstruktur 28 kann der Linsenanstellwinkel (z.B. 90°) sehr genau eingestellt werden. Ferner kann durch die doppelseitige, gegenüberliegende Anordnung der Versteifungsstrukturen 28, 29 über dem Linsenmaterialabschnitt 22 sowie an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-2 des Abdeckungssubtrats die gewünschte Linsenform der Linsenstruktur 22 bei dem Glasfließprozess (Schritte 130, 140) erhalten bzw. beibehalten werden.In preparation for the actual manufacturing process, a glass wafer 20 (= cover substrate) prepared with pre-structured lenses (lens structures or lens material sections) 22 is provided, which has a plurality of stiffening structures 28, 28-1, 29, with thick silicon stiffening structures 28 on the wafer side opposite the pre-structured lenses 22. Furthermore, the lens structures and optionally other areas of the glass wafer (cover substrate) 20 can be locally coated with a stiffening layer on the top side of the glass wafer 20. The stiffening structures have a semiconductor material, such as silicon, or consist of the semiconductor material, e.g. silicon. The size and geometric arrangement of the stiffening structure 28 allows the lens angle (e.g. 90°) to be set very precisely. Furthermore, the double-sided, opposing arrangement of the stiffening structures 28, 29 over the lens material section 22 and on an opposite side surface 20-2 of the cover substrate allows the desired lens shape of the lens structure 22 to be obtained or maintained during the glass flow process (steps 130, 140).

In der Vorbereitung wird zudem das Formsubstrat 10, z.B. ein Silizium-Formsubstrat, mit einseitigen Kavitäten und Kanalstrukturen 12 (= Ausnehmungen oder Vertiefungen) versehen. Der Glaswafer 20 wird zu dem Formsubstrat 10 ausgerichtet und in einer definierten Atmosphäre beispielsweise anodisch gebondet, um einen (definierten) Gasdruck in den Kavitäten und Kanalstrukturen 30 einzuschließen. Die Linsenstrukturen 22 schauen zum Formsubstrat 10 oder vom Formsubstrat 10 weg.In preparation, the mold substrate 10, e.g. a silicon mold substrate, is also provided with one-sided cavities and channel structures 12 (= recesses or depressions). The glass wafer 20 is aligned with the mold substrate 10 and bonded, for example anodically, in a defined atmosphere in order to enclose a (defined) gas pressure in the cavities and channel structures 30. The lens structures 22 face the mold substrate 10 or away from the mold substrate 10.

Bei dem (nachfolgenden) Schritt 130 wird nun das Abdeckungssubstrat 20 und das Formsubstrat 10 getempert, d.h. einer Temperaturbehandlung unterzogen bzw. erhitzt (erwärmt), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu verringern. Ferner wird bei einem Schritt 140 ein Überdruck in der (zumindest einen) abgeschlossenen Kavität bzw. den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bereitgestellt, um ein definiertes Auswölben, z. B. Ausblasen oder Verformen, des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu bewirken. Durch das definierte Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 wird somit ein geformtes Abdeckungssubstrat 20' mit (zumindest) einem Deckelelement 24 (= Auswölbung oder Verformung) erhalten.In the (subsequent) step 130, the cover substrate 20 and the mold substrate 10 are now tempered, i.e. subjected to a temperature treatment or heated (warmed) in order to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate 20. Furthermore, in a step 140, an overpressure is provided in the (at least one) closed cavity or the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to cause a defined bulging, e.g. blowing out or deformation, of the glass material of the cover substrate 20. The defined bulging of the glass material of the cover substrate 20 thus produces a molded cover substrate 20' with (at least) one cover element 24 (= bulging or deformation).

Ferner wird durch das definierte Auswölben des Abdeckungssubstrats 20 aus dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 ein Linsenelement 26 an dem Deckelelement 24 bewirkt bzw. geformt. Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position des Linsenmaterialabschnitts 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 bezüglich der Position der abgeschlossenen Kavität 30 wird das Linsenelement 26 durch den Auswölbungsvorgang 130, 140 des Abdeckungssubstrats 20 an einer vorgegebenen Position und/oder mit einer vorgegebenen Ausrichtung an dem Deckelelement 24 des Deckelsubstrats 20' bewirkt.Furthermore, a lens element 26 is formed or formed on the cover element 24 by the defined bulging of the cover substrate 20 from the lens material section 22 on the cover substrate 20. Due to the aligned or predetermined position of the lens material section 22 on the cover substrate 20 with respect to the position of the closed cavity 30, the lens element 26 is formed at a predetermined position and/or with a predetermined orientation on the cover element 24 of the cover substrate 20' by the bulging process 130, 140 of the cover substrate 20.

Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position und der relativ großen Dicke der Versteifungsstruktur 28, die der Linsenstruktur 22 und der daran angeordneten Versteifungsstruktur 29 an dem Abdeckungssubstrat 20 gegenüberliegt, wird nun bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks bewirkt, dass die dicke Versteifungsstruktur 28 als ein Kippanschlag bei dem Glasfließvorgang dient. Durch die (besonders) dick ausgeführte Versteifungsstruktur 28 kann bei dem Glasfließvorgang (Schritte 130, 140) ein Überkippen der Linsenstruktur 22 vermieden werden und so besonders reproduzierbar der Aufstellwinkel der Linsen bzw. Linsenelemente 26 in einem Bereich von 90° relativ zum Formsubstrat 10 hergestellt werden. Der Anstellwinkel der Linsenelement 26 wird somit prozesstechnisch durch Aufsetzen der seitlichen Kante der dicken Versteifungsstrukturen 28 bestimmt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schritt 130 des Temperns in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C durchgeführt werden. Ferner kann durch die doppelseitige, gegenüberliegende Anordnung der Versteifungsstrukturen 28, 29 über dem Linsenmaterialabschnitt 22 sowie an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-2 des Abdeckungssubtrats die gewünschte Linsenform der Linsenstruktur 22 bei dem Glasfließprozess (Schritte 130, 140) erhalten werden.Due to the aligned or predetermined position and the relatively large thickness of the stiffening structure 28, which is opposite the lens structure 22 and the stiffening structure 29 arranged thereon on the cover substrate 20, the step of tempering 130 and providing 140 of an overpressure now causes the thick stiffening structure 28 to serve as a tilt stop during the glass flow process. The (particularly) thick stiffening structure 28 can prevent the lens structure 22 from tipping over during the glass flow process (steps 130, 140) and the setting angle of the lenses or lens elements 26 can thus be produced in a particularly reproducible manner in a range of 90° relative to the mold substrate 10. The setting angle of the lens element 26 is thus determined in terms of process technology by placing the lateral edge of the thick stiffening structures 28 on. According to one embodiment, the tempering step 130 can be carried out in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C. Furthermore, the double-sided, opposing arrangement of the stiffening structures 28, 29 above the lens material section 22 and on an opposite side surface 20-2 of the cover substrate can achieve the desired lens shape of the lens structure 22 in the glass flow process (steps 130, 140).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-4 des Verfahrens 100 wird der Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks als ein Glasfließprozess in einem Unterdruckofen 50 durchgeführt, um in der abgeschlossenen Kavität 30 einen definierten atmosphärischen Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu erhaltenAccording to an embodiment of the flow chart 100-4 of the method 100, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure is carried out as a glass flow process in a vacuum furnace 50 in order to obtain a defined atmospheric overpressure in the closed cavity 30 compared to the surrounding atmosphere.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-4 des Verfahrens 100 wird das Abdeckungssubstrat 20 bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks im Bereich der abgeschlossenen Kavität 30 bis zu einer Höhe h, die durch den vertikalen Abstand der Anschlagfläche 40-1 des Anschlags 40 zu dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 vorgegeben ist, ausgewölbt bzw. ausgeblasen.According to an embodiment of the flow chart 100-4 of the method 100, the cover substrate 20 is bulged or blown out in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure in the region of the closed cavity 30 up to a height h which is predetermined by the vertical distance of the stop surface 40-1 of the stop 40 to the first main surface region 20-1 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-4 des Verfahrens 100 ist der der Kavität 30 oder den Kavitätsbereichen 30 gegenüberliegende Bereich der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 eben und parallel zu dem Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 ausgebildet, um bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einen ebenen Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 zu bilden.According to an embodiment of the flow chart 100-4 of the method 100, the region of the stop surface 40-1 of the stop element 40 opposite the cavity 30 or the cavity regions 30 is flat and parallel to the main surface region 20-1 of the cover substrate 20 in order to form a flat cover region 24-2 of the cover element 24 in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure.

Die Durchführung des Glasfließprozesses 130, 140 kann also in einem druckkontrollierten Ofen 50 erfolgen. Der Glaswafer (Abdeckungssubstrat) 20 wird im Bereich der Kavitäten 30 ausgeblasen bis zu der Höhe h, die durch eine Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 bestimmt werden kann. Der Anschlag 40 und damit die Anschlagfläche 40-1 ist beispielsweise eben ausgeführt. Nach dem Glasfließprozesses 130, 140 erfolgt beispielsweise ein Abkühlen des Deckelsubstrats 20' und Entnahme des Deckelsubstrats 20' aus dem Ofen 50.The glass flow process 130, 140 can therefore be carried out in a pressure-controlled furnace 50. The glass wafer (cover substrate) 20 is blown out in the area of the cavities 30 up to the height h, which can be determined by a stop surface 40-1 of the stop element 40. The stop 40 and thus the stop surface 40-1 is designed to be flat, for example. After the glass flow process 130, 140, the cover substrate 20' is cooled, for example, and the cover substrate 20' is removed from the furnace 50.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-4 des Verfahrens 100 weist das Abdeckungssubstrat 20 auf einem von dem Formsubstrat 10 abgewandten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 den als Linsenstruktur 22 ausgebildetes Linsenmaterialabschnitt an einer Position auf, die bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einem lateralen Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' entspricht.According to an embodiment of the flow chart 100-4 of the method 100, the cover substrate 20 has, on a main surface region 20-1 of the cover substrate 20 facing away from the mold substrate 10, the lens material section formed as a lens structure 22 at a position which, in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure, corresponds to a lateral side wall region 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-4 des Verfahrens 100 kann bei einem Schritt 142 des Abkühlens des geformten Abdeckungssubstrats 20' in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C, ein atmosphärischer Überdruck oder alternativ ein atmosphärischer Unterdruck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt werden, um eine Wölbung der Seitenwandbereiche (Seitenfenster) 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' nach außen (konvexe) oder alternativ nach innen (konkav) zu erzeugen.According to an embodiment of the flow chart 100-4 of the method 100, in a step 142 of cooling the molded cover substrate 20' in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C, an atmospheric overpressure or alternatively an atmospheric underpressure can be brought about in the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to produce a curvature of the side wall regions (side windows) 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' outwards (convex) or alternatively inwards (concave).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ablaufdiagramm 100-4 des Verfahrens 100 ferner den Schritt 142 des Abkühlens des Anschlagelements 40, des Formsubstrats 10 und des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, wobei dann bei dem Schritt 150 anschließend das Formsubstrat 10 mittels eines Ätzvorgangs, z.B. eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Material des Formsubstrats, entfernt wird.According to an embodiment, the flowchart 100-4 of the method 100 may further comprise the step 142 of cooling the stop element 40, the mold substrate 10 and the molded cover substrate 20', wherein the mold substrate 10 is then subsequently removed in step 150 by means of an etching process, e.g. a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material of the mold substrate.

Bei einem nachfolgenden Schritt 150 wird nun das Anschlagelement 40 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, wobei nun das geformte Abdeckungssubstrat 20' das Deckelsubstrat 20' mit dem zumindest einen De-ckelelement 24 bildet. Das Deckelsubstrat 20' kann z.B. zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen oder optoelektronischen Bauelementen eingesetzt werden.In a subsequent step 150, the stop element 40 and the mold substrate 10 are now removed from the molded cover substrate 20', whereby the molded cover substrate 20' now forms the lid substrate 20' with the at least one lid element 24. The lid substrate 20' can be used, for example, to house one or a plurality of optical or optoelectronic components.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner einen Schritt 152 des Entfernens der Versteifungsstrukturen 28, 28-1, 29 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' nach dem Schritt 130, 140 des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks auf. Das Entfernen der Versteifungsstrukturen 28, 28-1 und 29 kann auch mittels eines Ätzvorgangs, z.B. zusammen mit dem Ätzvorgang des Formsubstrats 10, durchgeführt werden, z.B. mittels eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Materials.According to one embodiment, the method further comprises a step 152 of removing the stiffening structures 28, 28-1, 29 from the molded cover substrate 20' after the step 130, 140 of annealing and providing an overpressure. The removal of the stiffening structures 28, 28-1 and 29 can also be carried out by means of an etching process, e.g. together with the etching process of the mold substrate 10, e.g. by means of a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material.

Da das Abdeckungssubstrat 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel ein einziges homogenes Material, z. B. ein Glasmaterial, aufweist, ist auch das geformte Abdeckungssubstrat 20', d. h. das Deckelsubstrat bzw. die Glaskappe, mit dem zumindest einen Deckelelement 24 einteilig (einstückig) und aus einem einzigen homogenen Material, z. B. dem Glasmaterial, ausgebildet. Bei Schritt 150 wird somit z.B. ein Glas-Deckelsubstrat 20' mit konvexen Linsen 26 in einem Seitenfenster 24-1 des Deckelelements (= der Glaskappe) 24 und ein geneigtes Seitenfenster 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' z.B. auf (lateral) gegenüberliegenden Seiten des Deckelelements 24, nach der beidseitigen Entfernung des Siliziums des Formsubstrats 10 und des Anschlagelements 50 erhalten. Somit wird beispielsweise ein Glas-Deckelsubstrat 20' mit mindestens einer konvexen Linse 26 in mindestens einem ersten Seitenfenster 24-1 und einer winklig angestellten Planfläche 24-1 beispielsweise auf der gegenüberliegenden Seite zu dem ersten Seitenfenster 24-1 nach der beidseitigen Entfernung des Siliziums erhalten.Since the cover substrate 20 according to one embodiment comprises a single homogeneous material, e.g. a glass material, the molded cover substrate 20', i.e. the cover substrate or the glass cap, is also formed in one piece with the at least one cover element 24 and from a single homogeneous material, e.g. the glass material. In step 150, for example, a glass cover substrate 20' with convex lenses 26 in a side window 24-1 of the cover element (= the glass cap) 24 and an inclined side window 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20', e.g. on (laterally) opposite sides of the cover element 24, are thus obtained after the silicon of the mold substrate 10 and the stop element 50 have been removed from both sides. Thus, for example, a glass cover substrate 20' with at least one convex lens 26 in at least one first side window 24-1 and one angled planar surface 24-1, for example on the opposite side to the first side window 24-1 after the removal of the silicon on both sides.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 160 kann der Prozessablauf 100-4 des Verfahrens 100 ferner ein Aufbringen bzw. Abscheiden einer Metallisierung 60 als eine (zusammenhängende) Rahmenstruktur bzw. als ein Versiegelungsrahmen auf Verbindungsbereichen 62 an nicht-ausgewölbten Bereichen (Sockelbereichen) 24-3 der Deckelelemente 24 des geformten Abdeckungssubstrats (des Deckelsubstrats) 20' aufweisen.In an (optional) subsequent step 160, the process flow 100-4 of the method 100 may further comprise applying or depositing a metallization 60 as a (continuous) frame structure or as a sealing frame on connection regions 62 on non-bulged regions (base regions) 24-3 of the cover elements 24 of the molded cover substrate (the cover substrate) 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann bei Schritt 160 ferner eine Antireflexions-Beschichtung 64 auf einen innenseitigen und/oder außenseitigen Bereich, z.B. innenseitig und/oder außenseitig auf den Deckenbereich 24-2 und/oder Seitenwandbereich 24-1, des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufgebracht oder abgeschieden werden.According to one embodiment, at step 160, an anti-reflective coating 64 may further be applied or deposited on an inside and/or outside region, e.g., inside and/or outside on the ceiling region 24-2 and/or sidewall region 24-1, of the lid member 24 of the molded cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann das Abdeckungssubstrat 20' dann optional so ausgebildet werden, dass eine Seitenwand 24-1 mit einem Linsenelement 26 und die gegenüberliegende, schräge Seitenwand 24-1 mit einer innenseitigen Verspiegelung 65, die z.B. als ein Umlenkspiegel wirksam ist, ausgebildet ist.According to an embodiment of the method, the cover substrate 20' can then optionally be designed such that a side wall 24-1 is designed with a lens element 26 and the opposite, inclined side wall 24-1 is designed with an inner mirror coating 65, which acts, for example, as a deflecting mirror.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 170 kann der Prozessablauf 100-4 des Verfahrens 100 ferner ein Vereinzeln, z.B. durch Sägen oder Lasertrennung, des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, um vereinzelte Deckelelemente (Kappen) 24' zu erhalten, mit denen beispielsweise optische Aufbauten auf Einzelsubstratebene oder auf Waferebene durch Einzelverkappung hermetisch versiegelt werden können.In an (optional) subsequent step 170, the process sequence 100-4 of the method 100 may further comprise a singulation, e.g. by sawing or laser separation, of the shaped cover substrate 20' in order to obtain individual cover elements (caps) 24' with which, for example, optical structures at the individual substrate level or at the wafer level can be hermetically sealed by individual capping.

6 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 100-5 des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden im wesentlichen Unterschiede bzw. unterschiedliche Verfahrensschritte des Ablaufdiagramms 100-5 von 6 gegenüber den Ablaufdiagrammen 100-1 - 100-4 von 2 - 5 dargestellt. Daher kann die obige Beschreibung der 1 - 5 entsprechend auf die nachfolgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels von 6 angewendet werden, wobei in der nachfolgenden Beschreibung vor allem auch Unterschiede, wie z.B. unterschiedliche (= alternative und/oder zusätzliche) Prozessschritte und/oder Elemente, zu den vorherigen Prozessabläufen und die daraus resultierenden technischen Effekte beschrieben werden. 6 now shows a further exemplary basic flow chart 100-5 of the inventive manufacturing method 100 according to a further embodiment. In the following, essential differences or different method steps of the flow chart 100-5 of 6 compared to flow charts 100-1 - 100-4 of 2 - 5 Therefore, the above description of the 1 - 5 accordingly to the following description of the embodiment of 6 applied, whereby the following description also describes differences, such as different (= alternative and/or additional) process steps and/or elements, to the previous process sequences and the resulting technical effects.

Bei Schritt 110 werden zunächst das Formsubstrat 10, z. B. ein Halbleiter- oder SiliziumWafer, mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, d.h. das Formsubstrat 10 ist mit zumindest einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 12 versehen. Ferner wird das Abdeckungssubstrat 20, z. B. ein Glaswafer, bereitgestellt. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an dem zweiten Hauptoberflächenbereich (an der zweiten Seitenfläche) 20-2 desselben zumindest einen Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist.In step 110, first the mold substrate 10, e.g. a semiconductor or silicon wafer, is provided with the structured surface region 10-1, i.e. the mold substrate 10 is provided with at least one depression or recess 12. Furthermore, the cover substrate 20, e.g. a glass wafer, is provided. The cover substrate 20 further has at least one lens material section 22 on the second main surface region (on the second side surface) 20-2 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 has a glass material.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abdeckungssubstrat 20 eine Versteifungsstruktur 28 auf, die an dem Abdeckungssubtrat 22 an einer gegenüberliegenden (ersten) Seitenfläche 20-1 des Abdeckungssubtrats und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend und zentriert (= zentriert ausgerichtet) zu dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 angeordnet ist. Ferner weist das Abdeckungssubstrat 20 eine weitere Versteifungsstruktur 29 auf, die an dem Abdeckungssubtrat 20 als eine strukturierte Versteifungsschicht auf bzw. über dem Linsenmaterialabschnitt 22, d.h. den Linsenmaterialabschnitt 22 überdeckend, angeordnet ist. Die weitere Versteifungsstruktur 29 überdeckt den Linsenmaterialabschnitt 22 zumindest teilweise oder auch vollständig. Somit ist eine doppelseitige Versteifungsstruktur 28, 29 über dem Linsenmaterialabschnitt 22 sowie an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-1 des Abdeckungssubtrats 20 zur Erhaltung der Linsenform bei dem Glasfließprozess (Schritte 130, 140) vorgesehen.According to one embodiment, the cover substrate 20 has a stiffening structure 28, which is arranged on the cover substrate 22 on an opposite (first) side surface 20-1 of the cover substrate and (with respect to a vertical projection) opposite and centered (= centered aligned) to the lens material section 22 on the cover substrate 20. Furthermore, the cover substrate 20 has a further stiffening structure 29, which is arranged on the cover substrate 20 as a structured stiffening layer on or above the lens material section 22, i.e. covering the lens material section 22. The further stiffening structure 29 covers the lens material section 22 at least partially or completely. Thus, a double-sided stiffening structure 28, 29 is provided over the lens material portion 22 and on an opposite side surface 20-1 of the cover substrate 20 to maintain the lens shape during the glass flow process (steps 130, 140).

Gemäß einem weiteren (alternativen) Ausführungsbeispiel kann der Linsenmaterialabschnitt 22 (mit der weiteren Versteifungsstruktur 29) auch an dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 und die Versteifungsstruktur 28 an dem zweiten Hauptoberflächenbereich (Seitenfläche) 20-2 des Abdeckungssubtrats und (hinsichtlich einer vertikalen Projektion) gegenüberliegend und zentriert (= zentriert ausgerichtet) zu dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 angeordnet sein. Dabei sind die nachfolgenden Prozessschritte auf diese vertauschte Anordnung der Linsenmaterialabschnitte 22 und der Versteifungsstruktur(en) 28, 29 an dem Abdeckungssubstrat 20 entsprechend anwendbar.According to a further (alternative) embodiment, the lens material section 22 (with the further stiffening structure 29) can also be arranged on the first main surface area 20-1 of the cover substrate 20 and the stiffening structure 28 on the second main surface area (side surface) 20-2 of the cover substrate and (with respect to a vertical projection) opposite and centered (= centered alignment) to the lens material section 22 on the cover substrate 20. The following process steps are accordingly applicable to this swapped arrangement of the lens material sections 22 and the stiffening structure(s) 28, 29 on the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Abdeckungssubstrat 20 ferner weitere Versteifungsstrukturen aufweisen, die an dem Abdeckungssubtrat 20 an den Seitenflächen 20-1, 20-2 des Abdeckungssubtrats 20 lokal angeordnet sein können. Die optionalen weiteren Versteifungsstrukturen können z.B. einzeln oder auch paarweise gegenüberliegend (und zentriert / ausgerichtet) zueinander an dem Abdeckungssubtrat 20 angeordnet sein. Die weiteren Versteifungsstrukturen können nun vorgesehen sein, um bei dem (späteren) Schritt des Temperns 130 einen geneigten (winklig angestellten) oder vertikalen, planen Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' zu erhalten.According to one embodiment, the cover substrate 20 can further comprise further stiffening structures, which can be arranged locally on the cover substrate 20 on the side surfaces 20-1, 20-2 of the cover substrate 20. The optional further stiffening structures can be arranged individually or in pairs opposite each other (and centered / aligned) on the cover substrate 20. The further stiffening structures can now be provided in order to obtain an inclined (angled) or vertical, planar side wall region 24-1 of the cover element 24 of the formed cover substrate 20' in the (later) tempering step 130.

Somit sind an den Oberflächenbereichen 20-1, 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 die Linsenmaterialabschnitte (= Linsenstrukturen) 22 sowie weitere Bereiche lokal mit den Versteifungsstrukturen 28, 29 (= strukturierte Versteifungsschichten) überzogen bzw. bedeckt.Thus, on the surface regions 20-1, 20-2 of the cover substrate 20, the lens material sections (= lens structures) 22 as well as further regions are locally coated or covered with the stiffening structures 28, 29 (= structured stiffening layers).

Bei einem Schritt 112 wird das Abdeckungssubstrat 20 auf dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 ausgerichtet angeordnet, um den Linsenmaterialabschnitt 22 des Abdeckungssubstrats in einer ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position (= Ausrichtung) mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 anzuordnen. So kann beispielsweise der Linsenmaterialabschnitt 22 mit der die Versteifungsstruktur 29 an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 innerhalb einer der Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 angeordnet sein, d.h. zwischen den erhöhten Bereichen des strukturierten Oberflächenbereichs 10-1 des Formsubstrats 10.In a step 112, the cover substrate 20 is arranged in alignment on the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10 in order to arrange the lens material section 22 of the cover substrate in an aligned or predetermined position (= alignment) with the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10. For example, the lens material section 22 with the stiffening structure 29 can be arranged on the second main surface region 20-2 of the cover substrate 20 within one of the recesses 12 of the mold substrate 10, i.e. between the raised regions of the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10.

Bei einem Schritt 114 wird dann das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Formsubstrat 10 verbunden, z. B. mittels anodischen Bondens (beispielsweise in einer definierten Atmosphäre) hermetisch verbunden, um zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden. Das anodische Bonden wird beispielsweise so durchgeführt, dass der Stromfluss bei dem Bondvorgang (möglichst) nicht über die erhabenen (erhöhten) Versteifungsstrukturen 28, 29 (z.B. Silizium-Versteifungsstrukturen 28, 29) geleitet wird.In a step 114, the cover substrate 20 is then connected to the mold substrate 10, e.g. hermetically connected by means of anodic bonding (e.g. in a defined atmosphere) in order to form at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. The anodic bonding is carried out, for example, in such a way that the current flow during the bonding process is (if possible) not conducted via the raised (elevated) stiffening structures 28, 29 (e.g. silicon stiffening structures 28, 29).

Dabei bildet nun die in dem Formsubstrat 10 angeordnete Vertiefung 12 bzw. bilden die in dem Formsubstrat 10 angeordneten Vertiefungen 12 dann jeweils die zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-5 des Verfahrens 100 wird das (hermetische) Verbinden 114 des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 in einer Atmosphäre mit einem definierten atmosphärischen Umgebungsdruck durchgeführt, um einen definierten atmosphärischen Druck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 einzuschließen. Die Linsenstrukturen 22 schauen also zum Formsubstrat 10.In this case, the depression 12 arranged in the mold substrate 10 or the depressions 12 arranged in the mold substrate 10 then each form the at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. According to an embodiment of the flow chart 100-5 of the method 100, the (hermetic) connection 114 of the cover substrate 20 to the mold substrate 10 is carried out in an atmosphere with a defined atmospheric ambient pressure in order to enclose a defined atmospheric pressure in the closed cavities 30. The lens structures 22 therefore face the mold substrate 10.

In der Vorbereitung des eigentlichen Herstellungsprozesses wird also ein mit Linsenstrukturen 22 (Linsenmaterialabschnitten) vorbereiteter Glaswafer 20 (= Abdeckungssubstrat) bereitgestellt, der vorderseitig (an der Vorderseite 20-1) eine oder eine Mehrzahl von Versteifungsstrukturen 28 und an rückseitig (an der Rückseite 20-2) die Versteifungsstruktur 29 über der Linsenstruktur 22 (Linsenmaterialabschnitt) aufweist. Die Versteifungsstrukturen weisen ein Halbleitermaterial, wie z. B. Silizium, auf, oder bestehen aus dem Halbleitermaterial, z. B. Silizium.In preparation for the actual manufacturing process, a glass wafer 20 (= cover substrate) prepared with lens structures 22 (lens material sections) is provided, which has one or a plurality of stiffening structures 28 on the front side (on the front side 20-1) and the stiffening structure 29 on the back side (on the back side 20-2) above the lens structure 22 (lens material section). The stiffening structures have a semiconductor material, such as silicon, or consist of the semiconductor material, e.g. silicon.

In der Vorbereitung wird zudem das Formsubstrat 10, z.B. ein Silizium-Formsubstrat, mit einseitigen Kavitäten und Kanalstrukturen 12 (= Ausnehmungen oder Vertiefungen) versehen. Der Glaswafer 20 wird zu dem Formsubstrat 10 ausgerichtet und in einer definierten Atmosphäre beispielsweise anodisch gebondet, um einen (definierten) Gasdruck in den Kavitäten und Kanalstrukturen 30 einzuschließen. Die Linsenstrukturen 22 schauen zum Formsubstrat 10.In preparation, the mold substrate 10, e.g. a silicon mold substrate, is also provided with one-sided cavities and channel structures 12 (= recesses or depressions). The glass wafer 20 is aligned with the mold substrate 10 and bonded, for example anodically, in a defined atmosphere in order to enclose a (defined) gas pressure in the cavities and channel structures 30. The lens structures 22 face the mold substrate 10.

Bei Schritt 120 werden also das Formsubstrat 10 und das Abdeckungssubstrat 20, die miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei der Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 strukturiert (mit Vertiefungen oder Kanalstrukturen 12 ausgebildet) ist.Thus, in step 120, the mold substrate 10 and the cover substrate 20 bonded together are provided, wherein the surface region 10-1 of the mold substrate 10 is structured (formed with recesses or channel structures 12).

Bei dem (nachfolgenden) Schritt 130 wird nun das Abdeckungssubstrat 20 und das Formsubstrat 10 getempert, d.h. einer Temperaturbehandlung unterzogen bzw. erhitzt (erwärmt), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu verringern. Ferner wird bei einem Schritt 140 ein Überdruck in der (zumindest einen) abgeschlossenen Kavität bzw. den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bereitgestellt, ein definiertes Auswölben, z. B. Ausblasen oder Verformen, des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu bewirken. Durch das definierte Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 wird somit ein geformtes Abdeckungssubstrat 20' mit (zumindest) einem Deckelelement 24 (= Auswölbung oder Verformung) erhalten.In the (subsequent) step 130, the cover substrate 20 and the mold substrate 10 are now tempered, i.e. subjected to a temperature treatment or heated (warmed) in order to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate 20. Furthermore, in a step 140, an overpressure is provided in the (at least one) closed cavity or the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to cause a defined bulging, e.g. blowing out or deformation, of the glass material of the cover substrate 20. The defined bulging of the glass material of the cover substrate 20 thus produces a molded cover substrate 20' with (at least) one cover element 24 (= bulging or deformation).

Ferner wird durch das definierte Auswölben des Abdeckungssubstrats 20 aus dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 ein Linsenelement 26 an dem Deckelelement 24 bewirkt bzw. geformt. Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position des Linsenmaterialabschnitts 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 bezüglich der Position der abgeschlossenen Kavität 30 wird das Linsenelement 26 durch den Auswölbungsvorgang 130, 140 des Abdeckungssubstrats 20 an einer vorgegebenen Position und/oder mit einer vorgegebenen Ausrichtung an dem Deckelelement 24 des Deckelsubstrats 20' bewirkt.Furthermore, a lens element 26 is formed or formed on the cover element 24 by the defined bulging of the cover substrate 20 from the lens material section 22 on the cover substrate 20. Due to the aligned or predetermined position of the lens material section 22 on the cover substrate 20 with respect to the position of the closed cavity 30, the lens element 26 is formed at a predetermined position and/or with a predetermined orientation on the cover element 24 of the cover substrate 20' by the bulging process 130, 140 of the cover substrate 20.

Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position der gegenüberliegenden Versteifungsstrukturen 28, 29 wird nun bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks bewirkt, dass eine seitliche Innenlinse 26 an dem Deckelelement 24 gebildet wird. Ferner kann durch die doppelseitige, gegenüberliegende Anordnung der Versteifungsstrukturen 28, 29 über dem Linsenmaterialabschnitt 22 sowie an einer gegenüberliegenden Seitenfläche 20-2 des Abdeckungssubtrats die gewünschte Linsenform der Linsenstruktur 22 bei dem Glasfließprozess (Schritte 130, 140) erhalten werden.Due to the aligned or predetermined position of the opposing stiffening structures 28, 29, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure now causes a lateral inner lens 26 to be formed on the cover element 24. Furthermore, the double-sided, opposing arrangement of the stiffening structures 28, 29 over the lens material section 22 and on an opposite side surface 20-2 of the cover substrate can achieve the desired lens shape of the lens structure 22 in the glass flow process (steps 130, 140).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-5 des Verfahrens 100 wird der Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks als ein Glasfließprozess in einem Unterdruckofen 50 durchgeführt, um in der abgeschlossenen Kavität 30 einen definierten atmosphärischen Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu erhalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-5 des Verfahrens 100 wird das Abdeckungssubstrat 20 bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks im Bereich der abgeschlossenen Kavität 30 bis zu einer Höhe h, die durch den vertikalen Abstand der Anschlagfläche 40-1 des Anschlags 40 zu dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 vorgegeben ist, ausgewölbt bzw. ausgeblasen.According to an embodiment of the flow chart 100-5 of the method 100, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure is carried out as a glass flow process in a vacuum furnace 50 in order to obtain a defined atmospheric overpressure in the closed cavity 30 compared to the surrounding atmosphere. According to an embodiment of the flow chart 100-5 of the method 100, the cover substrate 20 is bulged or blown out in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure in the region of the closed cavity 30 up to a height h that is predetermined by the vertical distance of the stop surface 40-1 of the stop 40 to the first main surface region 20-1 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-5 des Verfahrens 100 ist der der Kavität 30 oder den Kavitätsbereichen 30 gegenüberliegende Bereich der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 eben und parallel zu dem Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 ausgebildet, um bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einen ebenen Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 zu bilden.According to an embodiment of the flow chart 100-5 of the method 100, the region of the stop surface 40-1 of the stop element 40 opposite the cavity 30 or the cavity regions 30 is flat and parallel to the main surface region 20-1 of the cover substrate 20 in order to form a flat cover region 24-2 of the cover element 24 in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure.

Die Durchführung des Glasfließprozesses 130, 140 kann also in einem druckkontrollierten Ofen 50 erfolgen. Der Glaswafer (Abdeckungssubstrat) 20 wird im Bereich der Kavitäten 30 ausgeblasen bis zu der Höhe h, die durch eine Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 bestimmt werden kann. Der Anstellwinkel (bzgl. der Referenzebene) der Linsen 26 ist damit kontrollierbar und einstellbar. Der Anschlag 40 und damit die Anschlagfläche 40-1 ist beispielsweise eben ausgeführt. Nach dem Glasfließprozesses 130, 140 erfolgt beispielsweise ein Abkühlen des Deckelsubstrats 20' und Entnahme des Deckelsubstrats 20' aus dem Ofen 50.The glass flow process 130, 140 can therefore be carried out in a pressure-controlled furnace 50. The glass wafer (cover substrate) 20 is blown out in the area of the cavities 30 up to the height h, which can be determined by a stop surface 40-1 of the stop element 40. The angle of attack (with respect to the reference plane) of the lenses 26 can thus be controlled and adjusted. The stop 40 and thus the stop surface 40-1 is designed to be flat, for example. After the glass flow process 130, 140, the cover substrate 20' is cooled, for example, and the cover substrate 20' is removed from the furnace 50.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-5 des Verfahrens 100 weist das Abdeckungssubstrat 20 auf einem von dem Formsubstrat 10 abgewandten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 den als Linsenstruktur 22 ausgebildetes Linsenmaterialabschnitt an einer Position auf, die bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einem lateralen Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' entspricht.According to an embodiment of the flow chart 100-5 of the method 100, the cover substrate 20 has, on a main surface region 20-1 of the cover substrate 20 facing away from the mold substrate 10, the lens material section formed as a lens structure 22 at a position which, in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure, corresponds to a lateral side wall region 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-5 des Verfahrens 100 kann bei einem Schritt 142 des Abkühlens des geformten Abdeckungssubstrats 20' in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C, ein atmosphärischer Überdruck oder alternativ ein atmosphärischer Unterdruck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt werden, um eine Wölbung der Seitenwandbereiche (Seitenfenster) 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' nach außen (konvexe) oder alternativ nach innen (konkav) zu erzeugen.According to an embodiment of the flow chart 100-5 of the method 100, in a step 142 of cooling the molded cover substrate 20' in a temperature range above 650°C, e.g. between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C, an atmospheric overpressure or alternatively an atmospheric underpressure can be brought about in the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to produce a curvature of the side wall regions (side windows) 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' outwards (convex) or alternatively inwards (concave).

Bei einem nachfolgenden Schritt 150 wird nun das Anschlagelement 40 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, wobei nun das geformte Abdeckungssubstrat 20' das Deckelsubstrat 20' mit dem zumindest einen Deckelelement 24 bildet. Das Deckelsubstrat 20' kann z.B. zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen oder optoelektronischen Bauelementen eingesetzt werden.In a subsequent step 150, the stop element 40 and the mold substrate 10 are now removed from the molded cover substrate 20', whereby the molded cover substrate 20' now forms the lid substrate 20' with the at least one lid element 24. The lid substrate 20' can be used, for example, to house one or a plurality of optical or optoelectronic components.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ablaufdiagramm 100-5 des Verfahrens 100 ferner den Schritt 142 des Abkühlens des Anschlagelements 40, des Formsubstrats 10 und des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, wobei dann bei dem Schritt 150 anschließend das Formsubstrat 10 mittels eines Ätzvorgangs, z.B. eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Material des Formsubstrats, entfernt wird.According to an embodiment, the flowchart 100-5 of the method 100 may further comprise the step 142 of cooling the stop element 40, the mold substrate 10 and the molded cover substrate 20', wherein the mold substrate 10 is then subsequently removed in the step 150 by means of an etching process, e.g. a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material of the mold substrate.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner einen Schritt 152 des Entfernens der Versteifungsstrukturen 28, 29 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' nach dem Schritt 130, 140 des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks auf. Das Entfernen der Versteifungsstrukturen 28, 29 kann auch mittels eines Ätzvorgangs z.B. zusammen mit dem Ätzvorgang des Formsubstrats 10 durchgeführt werden, z.B. mittels eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Materials.According to one embodiment, the method further comprises a step 152 of removing the stiffening structures 28, 29 from the molded cover substrate 20' after the step 130, 140 of annealing and providing an overpressure. The removal of the stiffening structures 28, 29 can also be carried out by means of an etching process, e.g. together with the etching process of the mold substrate 10, e.g. by means of a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material.

Da das Abdeckungssubstrat 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel ein einziges homogenes Material, z. B. ein Glasmaterial, aufweist, ist auch das geformte Abdeckungssubstrat 20', d. h. das Deckelsubstrat bzw. die Glaskappe, mit dem zumindest einen Deckelelement 24 einteilig (einstückig) und aus einem einzigen homogenen Material, z. B. dem Glasmaterial, ausgebildet. Bei Schritt 150 wird somit z.B. ein Glas-Deckelsubstrat 20' mit einer oder mehreren konvexen Linsen 26 in dem Seitenfenster 24-1 des Deckelelements (= der Glaskappe) 24 und ein geneigtes oder vertikales Seitenfenster 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' z.B. auf (lateral) gegenüberliegenden Seiten des Deckelelements 24, nach der beidseitigen Entfernung des Siliziums des Formsubstrats 10 und des Anschlagelements 50 erhalten.Since the cover substrate 20 according to an embodiment comprises a single homogeneous material, e.g. a glass material, the formed cover substrate 20', ie the Cover substrate or the glass cap, with the at least one cover element 24, is formed in one piece (in one piece) and from a single homogeneous material, e.g. the glass material. In step 150, a glass cover substrate 20' with one or more convex lenses 26 in the side window 24-1 of the cover element (= the glass cap) 24 and an inclined or vertical side window 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20', e.g. on (laterally) opposite sides of the cover element 24, is thus obtained after the removal of the silicon of the mold substrate 10 and the stop element 50 on both sides.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 160 kann der Prozessablauf 100-5 des Verfahrens 100 ferner ein Aufbringen bzw. Abscheiden einer Metallisierung 60 als eine (zusammenhängende) Rahmenstruktur bzw. als ein Versiegelungsrahmen auf Verbindungsbereichen 62 an nicht-ausgewölbten Bereichen (Sockelbereichen) 24-3 der Deckelelemente 24 (auf den zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2) des geformten Abdeckungssubstrats (des Deckelsubstrats) 20' aufweisen.In an (optional) subsequent step 160, the process flow 100-5 of the method 100 may further comprise applying or depositing a metallization 60 as a (continuous) frame structure or as a sealing frame on connection regions 62 on non-bulged regions (base regions) 24-3 of the cover elements 24 (on the second main surface region 20-2) of the molded cover substrate (the cover substrate) 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann bei Schritt 160 ferner eine Antireflexions-Beschichtung 64 auf einen innenseitigen und/oder außenseitigen Bereich, z.B. innenseitig und/oder außenseitig auf den Deckenbereich 24-2 und/oder Seitenwandbereich 24-1, des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufgebracht oder abgeschieden werden.According to one embodiment, at step 160, an anti-reflective coating 64 may further be applied or deposited on an inside and/or outside region, e.g., inside and/or outside on the ceiling region 24-2 and/or sidewall region 24-1, of the lid member 24 of the molded cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann das Abdeckungssubstrat 20' dann optional so ausgebildet werden, dass eine Seitenwand 24-1 mit einem Linsenelement und die gegenüberliegende, schräge Seitenwand 24-1 mit einer innenseitigen Verspiegelung 65, die z.B. als ein Umlenkspiegel wirksam ist, ausgebildet ist.According to an embodiment of the method, the cover substrate 20' can then optionally be designed such that a side wall 24-1 is formed with a lens element and the opposite, inclined side wall 24-1 is formed with an inner mirror coating 65, which acts, for example, as a deflecting mirror.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 170 kann der Prozessablauf 100-5 des Verfahrens 100 ferner ein Vereinzeln, z.B. durch Sägen oder Lasertrennung, des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, um vereinzelte Deckelelemente (Kappen) 24' zu erhalten, mit denen beispielsweise optische Aufbauten auf Einzelsubstratebene oder auf Waferebene durch Einzelverkappung hermetisch versiegelt werden können.In an (optional) subsequent step 170, the process sequence 100-5 of the method 100 may further comprise a singulation, e.g. by sawing or laser separation, of the shaped cover substrate 20' in order to obtain individual cover elements (caps) 24' with which, for example, optical structures at the individual substrate level or at the wafer level can be hermetically sealed by individual capping.

Im Folgenden werden nun nochmals einige Verfahrensschritte des Prozessablaufs 100-5 des Verfahrens 100 von 6 nochmals zusammengefasst dargestellt. 6 zeigt also ein Flussdiagramm 100-5, das anhand der Schritte 110 bis 170 einen weiteren Prozessablauf 100-5 zur Herstellung des Deckelsubstrats 20' veranschaulicht.In the following, some process steps of process flow 100-5 of method 100 of 6 summarized again. 6 thus shows a flow chart 100-5 which illustrates a further process sequence 100-5 for producing the cover substrate 20' using steps 110 to 170.

Zunächst wird bei Schritt 110 ein Formsubstrat 10 mit einem mit Vertiefungen 12 strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, wobei das Formsubstrat 10 z.B. Silizium aufweist oder aus Silizium besteht. Es folgt der Schritt 112 des Anordnens eines Abdeckungssubstrates 20 mit einer strukturierten Versteifungsschicht 29 auf der mit Linsen (Linsenmaterialstrukturen) 22 vorgeformten Unterseite 20-2 und strukturierten Versteifungsstrukturen 28 auf der Oberseite 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 auf dem mit Vertiefungen 12 vorstrukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10, wobei das Abdeckungssubstrat 20 ein Glasmaterial aufweist (oder daraus besteht) und die Versteifungsstrukturen bzw. Versteifungsschichten 28, 29 Silizium aufweisen (oder daraus bestehen). Die abgedeckten Linsen 22, 29 schauen zum Formsubstrat 10 hin, wobei die Versteifungsstruktur(en) 28 vom Formsubstrat 10 weg schauen, und wobei Versteifungsschichten bzw. Versteifungsstrukturen 28, 29 (z.B. paarweise gegenüberliegend) zueinander ausgerichtet sind.First, in step 110, a mold substrate 10 is provided with a surface region 10-1 structured with depressions 12, wherein the mold substrate 10 comprises, for example, silicon or consists of silicon. This is followed by step 112 of arranging a cover substrate 20 with a structured stiffening layer 29 on the underside 20-2 preformed with lenses (lens material structures) 22 and structured stiffening structures 28 on the top side 20-1 of the cover substrate 20 on the surface region 10-1 of the mold substrate 10 prestructured with depressions 12, wherein the cover substrate 20 comprises (or consists of) a glass material and the stiffening structures or stiffening layers 28, 29 comprise (or consist of) silicon. The covered lenses 22, 29 face toward the mold substrate 10, with the stiffening structure(s) 28 facing away from the mold substrate 10, and with stiffening layers or stiffening structures 28, 29 aligned with each other (e.g., opposite each other in pairs).

Bei dem Schritt 114 des Verbindens des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 wird die strukturierte Oberfläche 10-1 des Formsubstrats 10 mit der Oberfläche 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 gasdicht mit einer definierten eingeschlossenen Innenatmosphäre in den Vertiefungen 12 verbunden, um die miteinander verbundenen Substrate 10, 20 bereitzustellen (Schritt 120). Bei dem Schritt 130 des Temperns der verbundenen Substrate 10, 20 in einem Unterdruckofen 50 wird ein Ausblasen des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 bezogen auf die Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 durch den eingeschlossenen Druck in Relation zu dem Ofendruck bewirkt. Die Fließfront stoppt an der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 in dem einstellbaren Abstand h in dem Unterdruckofen 50, wobei das Anschlagelement 40 mit der Anschlagfläche 40-1 einen Siliziumwafer aufweist oder aus einem Siliziumwafer besteht. Der einstellbare Abstand h im Unterdruckofen ist fix eingestellt und bleibt während des Aufblas- und Abkühlungsprozesses unverändert. Schließlich erfolgt eine Abkühlung der verbundenen Substrate 10, 20 unter definierter bzw. reproduzierbarer Temperatur- und Druckrampe und dann die Entnahme aus dem Ofen. Bei Schritt 152 wird die Anschlagfläche 40-1 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, um das aus dem Abdeckungssubstrat 20 durch den Ausblasprozess gewonnene, strukturierte Deckelsubstrat 20' zu erhalten.In the step 114 of bonding the cover substrate 20 to the mold substrate 10, the structured surface 10-1 of the mold substrate 10 is bonded to the surface 20-2 of the cover substrate 20 in a gas-tight manner with a defined enclosed internal atmosphere in the recesses 12 to provide the bonded substrates 10, 20 (step 120). In the step 130 of annealing the bonded substrates 10, 20 in a vacuum furnace 50, the glass material of the cover substrate 20 is blown out with respect to the recesses 12 of the mold substrate 10 by the enclosed pressure in relation to the furnace pressure. The flow front stops at the stop surface 40-1 of the stop element 40 at the adjustable distance h in the vacuum furnace 50, wherein the stop element 40 with the stop surface 40-1 has a silicon wafer or consists of a silicon wafer. The adjustable distance h in the vacuum furnace is fixed and remains unchanged during the blowing and cooling process. Finally, the connected substrates 10, 20 are cooled under a defined or reproducible temperature and pressure ramp and then removed from the furnace. In step 152, the stop surface 40-1 and the mold substrate 10 are removed from the molded cover substrate 20' in order to obtain the structured cover substrate 20' obtained from the cover substrate 20 by the blowing process.

In den obigen 3- 6 wurde die Verwendung von Versteifungsstrukturen für das Herstellungsverfahren beschrieben, wobei der Aufbau und die Funktion von „dünnen“ Versteifungsstrukturen in 3, 4, 5, 6 und von „dicken“ Versteifungsstrukturen in 5 dargestellt wurden.In the above 3-6 The use of stiffening structures for the manufacturing process was described, whereby the structure and function of “thin” stiffening structures in 3 , 4 , 5 , 6 and of “thick” stiffening structures in 5 were presented.

Die in den 3 bis 6 dargestellten dünnen Versteifungsstrukturen (in 3 dünne Versteifungsstrukturen 28, in 4 dünne Versteifungsstrukturen 28, 28-1, 28-2, in 5 dünne Versteifungsstrukturen 28-1, und in 6 dünne Versteifungsstrukturen 28) sind beispielsweise als dünne Plättchen, die z.B. ein Siliziummaterial, wie Si, SiGe, ..., aufweisen oder daraus bestehen, ausgebildet, die z. B. eine Dicke in einem Bereich von 150 µm bis 400 µm oder in einem Bereich von 200 µm bis 300 µm aufweisen. Ferner können die dünnen Versteifungsstrukturen eine laterale Abmessung (z. B. Länge und/oder Breite) in einem Bereich einiger Millimeter, z. B. in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm oder von 2 mm bis 4 mm, aufweisen.The 3 to 6 thin stiffening structures shown (in 3 thin stiffening structures 28, in 4 thin stiffening structures 28, 28-1, 28-2, in 5 thin stiffening structures 28-1, and in 6 Thin stiffening structures 28) are designed, for example, as thin plates which, for example, comprise or consist of a silicon material such as Si, SiGe, ..., which, for example, have a thickness in a range from 150 µm to 400 µm or in a range from 200 µm to 300 µm. Furthermore, the thin stiffening structures can have a lateral dimension (e.g. length and/or width) in a range of a few millimeters, e.g. in a range from 1 mm to 5 mm or from 2 mm to 4 mm.

Die dicke Versteifungsstruktur 28 von 5 kann eine Dicke in einem Bereich von 250 µm bis 1000 µm oder von etwa 400 µm bis 725 µm aufweisen. Bezüglich der lateralen Abmessungen (Länge und/oder Breite) der dicken Versteifungsstruktur 28 von 5 kann eine liegende Breite der Versteifungsstruktur in einem Bereich von einigen mm bis ca. 12 mm (z.B. von 2 bis 12 mm) und eine stehende Länge (nach dem Auswölbungsvorgang bzw. Ausblasen) Versteifungsstruktur in einem Bereich von 1 µm bis zu 5 mm liegen. Das heißt, die Breite des Versteifungselements 28 von 5 (bei der Darstellung von Schritt 130/140) erstreckt sich vertikal zur Zeichenebene (parallel zur y-Richtung), während sich die Länge der Versteifungsstruktur 28 in der Zeichenebene (parallel zur z-Achse) erstreckt.The thick stiffening structure 28 of 5 may have a thickness in a range of 250 µm to 1000 µm or from about 400 µm to 725 µm. Regarding the lateral dimensions (length and/or width) of the thick stiffening structure 28 of 5 a horizontal width of the stiffening structure can be in a range from a few mm to about 12 mm (eg from 2 to 12 mm) and a standing length (after the bulging process or blowing out) of the stiffening structure can be in a range from 1 µm to 5 mm. This means that the width of the stiffening element 28 of 5 (in the representation of step 130/140) extends vertically to the drawing plane (parallel to the y-direction), while the length of the stiffening structure 28 extends in the drawing plane (parallel to the z-axis).

7 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 100-6 des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden im wesentlichen Unterschiede bzw. unterschiedliche Verfahrensschritte des Ablaufdiagramms 100-6 von 7 gegenüber den Ablaufdiagrammen 100-1 - 100-6 von 2 - 6 dargestellt. Daher kann die obige Beschreibung der 1 - 6 entsprechend auf die nachfolgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels von 7 angewendet werden, wobei in der nachfolgenden Beschreibung vor allem auch Unterschiede, wie z.B. unterschiedliche (= alternative und/oder zusätzliche) Prozessschritte und/oder Elemente, zu den vorherigen Prozessabläufen und die daraus resultierenden technischen Effekte beschrieben werden. 7 now shows a further exemplary basic flow chart 100-6 of the inventive manufacturing method 100 according to a further embodiment. In the following, essential differences or different method steps of the flow chart 100-6 of 7 compared to the flow charts 100-1 - 100-6 of 2 - 6 Therefore, the above description of the 1 - 6 accordingly to the following description of the embodiment of 7 applied, whereby the following description also describes differences, such as different (= alternative and/or additional) process steps and/or elements, to the previous process sequences and the resulting technical effects.

Bei Schritt 110 werden zunächst das Formsubstrat 10, z. B. ein Halbleiter- oder SiliziumWafer, mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, d.h. das Formsubstrat 10 ist mit zumindest einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 12 versehen. Ferner wird das Abdeckungssubstrat 20, z. B. ein Glaswafer, bereitgestellt. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an dem ersten Hauptoberflächenbereich (an der ersten Seitenfläche bzw. Vorderseite) 20-1 desselben zumindest einen Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist. Das Abdeckungssubstrat 20 ist somit beispielsweise als ein einseitig (an der Oberseite 20-1) strukturierter (durch Glasätzverfahren bzw. Glasfließtechnik hergestellter) Glaswafer 20 ausgebildet, d.h. die Linsenmaterialabschnitte 22 können in Vorbereitung des weiteren Herstellungsablaufs durch Glasätzverfahren bzw. Glasfließtechnik hergestellt werden.In step 110, first the mold substrate 10, e.g. a semiconductor or silicon wafer, is provided with the structured surface region 10-1, i.e. the mold substrate 10 is provided with at least one depression or recess 12. Furthermore, the cover substrate 20, e.g. a glass wafer, is provided. The cover substrate 20 further has at least one lens material section 22 on the first main surface region (on the first side surface or front side) 20-1 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 has a glass material. The cover substrate 20 is thus designed, for example, as a glass wafer 20 structured on one side (on the top side 20-1) (produced by glass etching processes or glass flow technology), i.e. the lens material sections 22 can be produced by glass etching processes or glass flow technology in preparation for the further production process.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Abdeckungssubstrat 20 optional Versteifungsstrukturen aufweisen, die an dem Abdeckungssubtrat 20 an den Seitenflächen 20-1 und/oder 20-2 des Abdeckungssubtrats 20 lokal angeordnet sein können. Die optionalen weiteren Versteifungsstrukturen können z.B. einzeln oder auch paarweise gegenüberliegend (und zentriert / ausgerichtet) zueinander an dem Abdeckungssubtrat 20 angeordnet sein. Die weiteren Versteifungsstrukturen können nun vorgesehen sein, um bei dem (späteren) Schritt des Temperns 130 einen geneigten (winklig angestellten) oder vertikalen, planen Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' zu erhalten.According to one embodiment, the cover substrate 20 can optionally have stiffening structures that can be arranged locally on the cover substrate 20 on the side surfaces 20-1 and/or 20-2 of the cover substrate 20. The optional additional stiffening structures can be arranged, for example, individually or in pairs opposite one another (and centered/aligned) to one another on the cover substrate 20. The additional stiffening structures can now be provided in order to obtain an inclined (angled) or vertical, planar side wall region 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' in the (later) tempering step 130.

Bei einem Schritt 112 wird das Abdeckungssubstrat 20 auf dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 ausgerichtet angeordnet, um den Linsenmaterialabschnitt 22 des Abdeckungssubstrats in einer ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position (= Ausrichtung) mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 anzuordnen. So kann beispielsweise der Linsenmaterialabschnitt 22 an dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 (z.B. zentriert) gegenüber einer der Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 angeordnet werden.In a step 112, the cover substrate 20 is arranged in alignment on the structured surface area 10-1 of the mold substrate 10 in order to arrange the lens material section 22 of the cover substrate in an aligned or predetermined position (= alignment) with the structured surface area 10-1 of the mold substrate 10. For example, the lens material section 22 can be arranged on the first main surface area 20-1 of the cover substrate 20 (e.g. centered) opposite one of the recesses 12 of the mold substrate 10.

Bei einem Schritt 114 wird dann das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Formsubstrat 10 verbunden, z. B. mittels anodischen Bondens (beispielsweise in einer definierten Atmosphäre) hermetisch verbunden, um zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden. Das (hermetische) Verbinden 114 des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 kann in einer Atmosphäre mit einem definierten atmosphärischen Umgebungsdruck durchgeführt werden, um einen definierten atmosphärischen Druck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 einzuschließen. Das Abdeckungssubstrat 20 und/oder das Formsubstrat 10 sind ausgebildet, um die abgeschlossene Kavität 30 mit einer oder einer Mehrzahl von abgeschlossenen Kavitätsbereichen 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden, wobei die abgeschlossenen Kavitätsbereiche 30 fluidisch getrennt voneinander angeordnet sind, oder wobei ferner Gasaustauschkanäle 30-1 zwischen den von der Umgebungsatmosphäre abgeschlossenen Kavitätsbereichen 30 vorgesehen sein können, um diese fluidisch miteinander zu verbinden, um einen gemeinsamen definierten atmosphärischen Druck in den verbundenen Kavitätsbereichen 30 zu erhalten. Die Linsenstrukturen 22 schauen vom Formsubstrat 10 weg.In a step 114, the cover substrate 20 is then connected to the mold substrate 10, e.g. hermetically connected by means of anodic bonding (e.g. in a defined atmosphere) in order to form at least one closed cavity 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. The (hermetic) connection 114 of the cover substrate 20 to the mold substrate 10 can be carried out in an atmosphere with a defined atmospheric ambient pressure in order to enclose a defined atmospheric pressure in the closed cavities 30. The cover substrate 20 and/or the mold substrate 10 are designed to form the closed cavity 30 with one or more a plurality of closed cavity regions 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10, wherein the closed cavity regions 30 are arranged fluidically separated from one another, or wherein gas exchange channels 30-1 can also be provided between the cavity regions 30 closed from the ambient atmosphere in order to fluidically connect them to one another in order to obtain a common defined atmospheric pressure in the connected cavity regions 30. The lens structures 22 face away from the mold substrate 10.

Bei Schritt 120 werden also das Formsubstrat 10 und das Abdeckungssubstrat 20, die miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei der Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 strukturiert (mit Vertiefungen oder Kanalstrukturen 12 ausgebildet) ist.Thus, in step 120, the mold substrate 10 and the cover substrate 20 bonded together are provided, wherein the surface region 10-1 of the mold substrate 10 is structured (formed with recesses or channel structures 12).

Bei dem (nachfolgenden) Schritt 130 wird nun das Abdeckungssubstrat 20 und das Formsubstrat 10 getempert, d.h. einer Temperaturbehandlung unterzogen bzw. erhitzt (erwärmt), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu verringern. Ferner wird bei einem Schritt 140 ein Überdruck in der (zumindest einen) abgeschlossenen Kavität bzw. den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bereitgestellt, ein definiertes Auswölben, z. B. Ausblasen oder Verformen, des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu bewirken. Durch das definierte Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 wird somit ein geformtes Abdeckungssubstrat 20' mit (zumindest) einem Deckelelement 24 (= Auswölbung oder Verformung) erhalten.In the (subsequent) step 130, the cover substrate 20 and the mold substrate 10 are now tempered, i.e. subjected to a temperature treatment or heated (warmed) in order to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate 20. Furthermore, in a step 140, an overpressure is provided in the (at least one) closed cavity or the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to cause a defined bulging, e.g. blowing out or deformation, of the glass material of the cover substrate 20. The defined bulging of the glass material of the cover substrate 20 thus produces a molded cover substrate 20' with (at least) one cover element 24 (= bulging or deformation).

Ferner wird durch das definierte Auswölben des Abdeckungssubstrats 20 aus dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 ein Linsenelement 26 an dem Deckelelement 24 bewirkt bzw. geformt. Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position des Linsenmaterialabschnitts 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 bezüglich der Position der abgeschlossenen Kavität 30 wird das Linsenelement 26 durch den Auswölbungsvorgang 130, 140 des Abdeckungssubstrats 20 an einer vorgegebenen Position und/oder mit einer vorgegebenen Ausrichtung an dem Deckelelement 24 des Deckelsubstrats 20' bewirkt.Furthermore, a lens element 26 is formed or formed on the cover element 24 by the defined bulging of the cover substrate 20 from the lens material section 22 on the cover substrate 20. Due to the aligned or predetermined position of the lens material section 22 on the cover substrate 20 with respect to the position of the closed cavity 30, the lens element 26 is formed at a predetermined position and/or with a predetermined orientation on the cover element 24 of the cover substrate 20' by the bulging process 130, 140 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-6 des Verfahrens 100 wird der Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks als ein Glasfließprozess in einem Unterdruckofen 50 durchgeführt, um in der abgeschlossenen Kavität 30 einen definierten atmosphärischen Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu erhalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-6 des Verfahrens 100 wird das Abdeckungssubstrat 20 bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks im Bereich der abgeschlossenen Kavität 30 bis zu einer Höhe h, die durch den vertikalen Abstand der Anschlagfläche 40-1 des Anschlags 40 zu dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 vorgegeben ist, ausgewölbt bzw. ausgeblasen.According to an embodiment of the flow chart 100-6 of the method 100, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure is carried out as a glass flow process in a vacuum furnace 50 in order to obtain a defined atmospheric overpressure in the closed cavity 30 compared to the surrounding atmosphere. According to an embodiment of the flow chart 100-6 of the method 100, the cover substrate 20 is bulged or blown out in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure in the region of the closed cavity 30 up to a height h that is predetermined by the vertical distance of the stop surface 40-1 of the stop 40 to the first main surface region 20-1 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-6 des Verfahrens 100 ist der der Kavität 30 oder der den Kavitätsbereichen 30 gegenüberliegende Bereich der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 eben und parallel zu dem Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 ausgebildet, um bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einen ebenen Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 zu bilden. Die Durchführung des Glasfließprozesses 130, 140 kann also in einem druckkontrollierten Ofen (z.B. in einem Unterdruckofen) 50 erfolgen. Der Glaswafer (Abdeckungssubstrat) 20 wird im Bereich der Kavitäten 30 ausgeblasen bis zu der Höhe h, die durch eine Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 bestimmt werden kann.According to an embodiment of the flow chart 100-6 of the method 100, the region of the stop surface 40-1 of the stop element 40 opposite the cavity 30 or the cavity regions 30 is flat and parallel to the main surface region 20-1 of the cover substrate 20 in order to form a flat cover region 24-2 of the cover element 24 in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure. The glass flow process 130, 140 can therefore be carried out in a pressure-controlled furnace (e.g. in a vacuum furnace) 50. The glass wafer (cover substrate) 20 is blown out in the region of the cavities 30 up to the height h, which can be determined by a stop surface 40-1 of the stop element 40.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abdeckungssubstrat 20 somit auf einem von dem Formsubstrat 10 abgewandten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 den Linsenmaterialabschnitt 22 an einer Position auf, um bei dem Schritt 130, 140 des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks an einem inneren Deckenwandbereich 24-2 des Deckelelements 24 die (z.B. nach innen gewölbte) Linsenstruktur 26 auszubilden. Das Herstellungsverfahren 100 gemäß dem Ablaufdiagramm 100-6 stellt somit bei dem Glasfließvorgang der Schritte 130, 140) quasi eine Linseninversion von der Oberseite 20-1 des Abdeckungssubstrates 20 auf die Unterseite 20-2 des strukturierten Deckelsubstrats 20' dar. Die resultierenden konvexen Linsenelemente 26 können im Deckelelement 24 mit einer Brechkraft hergestellt werden, die etwas niedriger als bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist, da ohne Versteifungselemente eine gewisse Linsenabflachung auftreten kann bzw. wird.According to one embodiment, the cover substrate 20 thus has the lens material section 22 at a position on a main surface region 20-1 of the cover substrate 20 facing away from the mold substrate 10 in order to form the (e.g. inwardly curved) lens structure 26 in the step 130, 140 of tempering and providing an overpressure on an inner ceiling wall region 24-2 of the cover element 24. The manufacturing method 100 according to the flow chart 100-6 thus represents, in the glass flow process of steps 130, 140), a lens inversion from the top side 20-1 of the cover substrate 20 to the bottom side 20-2 of the structured cover substrate 20'. The resulting convex lens elements 26 can be manufactured in the cover element 24 with a refractive power that is somewhat lower than in the previous embodiments, since a certain lens flattening can or will occur without stiffening elements.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-6 des Verfahrens 100 kann bei einem Schritt 142 des Abkühlens des geformten Abdeckungssubstrats 20' in einem Temperaturbereich über 650°C, z.B. zwischen 650°C und 955°C oder zwischen 650°C und 750°C, ein atmosphärischer Überdruck oder alternativ ein atmosphärischer Unterdruck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt werden, um eine Wölbung der Seitenwandbereiche (Seitenfenster) 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' nach außen (konvexe) oder alternativ nach innen (konkav) zu erzeugen.According to an embodiment of the flow chart 100-6 of the method 100, in a step 142 of cooling the molded cover substrate 20' in a temperature range above 650°C, eg between 650°C and 955°C or between 650°C and 750°C, an atmospheric overpressure or alternatively an atmospheric underpressure can be brought about in the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to prevent a curvature of the side wall regions (side window) 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' outwardly (convex) or alternatively inwardly (concave).

Bei einem nachfolgenden Schritt 150 wird nun das Anschlagelement 40 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, wobei nun das geformte Abdeckungssubstrat 20' das Deckelsubstrat 20' mit dem zumindest einen Deckelelement 24 bildet. Das Deckelsubstrat 20' kann z.B. zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen oder optoelektronischen Bauelementen eingesetzt werden.In a subsequent step 150, the stop element 40 and the mold substrate 10 are now removed from the molded cover substrate 20', whereby the molded cover substrate 20' now forms the lid substrate 20' with the at least one lid element 24. The lid substrate 20' can be used, for example, to house one or a plurality of optical or optoelectronic components.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ablaufdiagramm 100-6 des Verfahrens 100 ferner den Schritt 142 des Abkühlens des Anschlagelements 40, des Formsubstrats 10 und des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, wobei dann bei dem Schritt 150 anschließend das Formsubstrat 10 mittels eines Ätzvorgangs, z.B. eines Silizium- oder Halbleiter-Ätzvorgangs des Silizium- oder Halbleiter-Material des Formsubstrats, entfernt wird.According to an embodiment, the flowchart 100-6 of the method 100 may further comprise the step 142 of cooling the stop element 40, the mold substrate 10 and the molded cover substrate 20', wherein the mold substrate 10 is then subsequently removed in the step 150 by means of an etching process, e.g. a silicon or semiconductor etching process of the silicon or semiconductor material of the mold substrate.

Da das Abdeckungssubstrat 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel ein einziges homogenes Material, z. B. ein Glasmaterial, aufweist, ist auch das geformte Abdeckungssubstrat 20', d. h. das Deckelsubstrat bzw. die Glaskappe, mit dem zumindest einen Deckelelement 24 einteilig (einstückig) und aus einem einzigen homogenen Material, z. B. dem Glasmaterial, ausgebildet. Bei Schritt 150 wird somit z.B. ein Glas-Deckelsubstrat 20' mit einer oder mehreren konvexen Linsen 26, die in Richtung der Kavität 30 ausgerichtet sind, an dem Deckenbereich 24-2 der jeweiligen Deckelelemente (= der Glaskappen) 24 nach der beidseitigen Entfernung des Siliziums des Formsubstrats 10 und des Anschlagelements 50 erhalten.Since the cover substrate 20 according to one embodiment comprises a single homogeneous material, e.g. a glass material, the molded cover substrate 20', i.e. the cover substrate or the glass cap, is also formed in one piece with the at least one cover element 24 and from a single homogeneous material, e.g. the glass material. In step 150, for example, a glass cover substrate 20' with one or more convex lenses 26, which are aligned in the direction of the cavity 30, is thus obtained on the ceiling region 24-2 of the respective cover elements (= the glass caps) 24 after the silicon of the mold substrate 10 and the stop element 50 have been removed from both sides.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 160 kann der Prozessablauf 100-6 des Verfahrens 100 ferner ein Aufbringen bzw. Abscheiden einer Metallisierung 60 als eine (zusammenhängende) Rahmenstruktur bzw. als ein Versiegelungsrahmen auf Verbindungsbereichen 62 an nicht-ausgewölbten Bereichen (Sockelbereichen) 24-3 der Deckelelemente 24 (auf den zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2) des geformten Abdeckungssubstrats (des Deckelsubstrats) 20' aufweisen.In an (optional) subsequent step 160, the process flow 100-6 of the method 100 may further comprise applying or depositing a metallization 60 as a (continuous) frame structure or as a sealing frame on connection regions 62 on non-bulged regions (base regions) 24-3 of the cover elements 24 (on the second main surface region 20-2) of the molded cover substrate (the cover substrate) 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann bei Schritt 160 ferner eine Antireflexions-Beschichtung 64 auf einen innenseitigen und/oder außenseitigen Bereich, z.B. innenseitig und/oder außenseitig auf den Deckenbereich 24-2 und/oder Seitenwandbereich 24-1, des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufgebracht oder abgeschieden werden.According to one embodiment, at step 160, an anti-reflective coating 64 may further be applied or deposited on an inside and/or outside region, e.g., inside and/or outside on the ceiling region 24-2 and/or sidewall region 24-1, of the lid member 24 of the molded cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann das Abdeckungssubstrat 20' dann optional so ausgebildet werden, dass eine Seitenwand 24-1 mit einem Linsenelement und die gegenüberliegende, schräge Seitenwand 24-1 mit einer innenseitigen Verspiegelung 65, die z.B. als ein Umlenkspiegel wirksam ist, ausgebildet ist.According to an embodiment of the method, the cover substrate 20' can then optionally be designed such that a side wall 24-1 is formed with a lens element and the opposite, inclined side wall 24-1 is formed with an inner mirror coating 65, which acts, for example, as a deflecting mirror.

Bei einem (optionalen) nachfolgenden Schritt 170 kann der Prozessablauf 100-6 des Verfahrens 100 ferner ein Vereinzeln, z.B. durch Sägen oder Lasertrennung, des geformten Abdeckungssubstrats 20' aufweisen, um vereinzelte Deckelelemente (Kappen) 24' zu erhalten, mit denen beispielsweise optische Aufbauten auf Einzelsubstratebene oder auf Waferebene durch Einzelverkappung hermetisch versiegelt werden können.In an (optional) subsequent step 170, the process sequence 100-6 of the method 100 may further comprise a singulation, e.g. by sawing or laser separation, of the shaped cover substrate 20' in order to obtain individual cover elements (caps) 24' with which, for example, optical structures at the individual substrate level or at the wafer level can be hermetically sealed by individual capping.

Im Folgenden werden nun nochmals einige Verfahrensschritte des Prozessablaufs 100-6 des Verfahrens 100 von 7 nochmals zusammengefasst dargestellt. 7 zeigt also ein Flussdiagramm 100-6, das anhand der Schritte 110 bis 170 einen weiteren Prozessablauf 100-6 zur Herstellung des Deckelsubstrats 20' veranschaulicht.In the following, some process steps of process flow 100-6 of method 100 of 7 summarized again. 7 thus shows a flow chart 100-6 which illustrates a further process sequence 100-6 for producing the cover substrate 20' using steps 110 to 170.

Zunächst wird bei Schritt 110 ein Formsubstrat 10 mit einem mit Vertiefungen 12 strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, wobei das Formsubstrat 10 z.B. Silizium aufweist oder aus Silizium besteht. Es folgt der Schritt 112 des Anordnens des mit Erhöhungen 22 vorstrukturierten Abdeckungssubstrates 20 auf dem mit Vertiefungen 12 vorstrukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10, wobei das Abdeckungssubstrat 20 ein Glasmaterial aufweist (oder daraus besteht). Die Linsenstrukturen 22 (an dem Vorderseite 20-1 des Abdeckungssubstrats 20) schauen von Formsubstrat 10 weg.First, in step 110, a mold substrate 10 is provided with a surface region 10-1 structured with depressions 12, wherein the mold substrate 10 comprises, for example, silicon or consists of silicon. This is followed by step 112 of arranging the cover substrate 20 pre-structured with elevations 22 on the surface region 10-1 of the mold substrate 10 pre-structured with depressions 12, wherein the cover substrate 20 comprises (or consists of) a glass material. The lens structures 22 (on the front side 20-1 of the cover substrate 20) face away from the mold substrate 10.

Bei dem Schritt 114 des Verbindens des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 wird die strukturierte Oberfläche 10-1 des Formsubstrats 10 mit der Oberfläche 20-2 des Abdeckungssubstrats 20 gasdicht mit einer definierten eingeschlossenen Innenatmosphäre in den Vertiefungen 12 verbunden, um die miteinander verbundenen Substrate 10, 20 bereitzustellen (Schritt 120).In the step 114 of connecting the cover substrate 20 to the mold substrate 10, the structured surface 10-1 of the mold substrate 10 is connected to the surface 20-2 of the cover substrate 20 in a gas-tight manner with a defined enclosed internal atmosphere in the recesses 12 to provide the interconnected substrates 10, 20 (step 120).

Bei dem Schritt 130 des Temperns der verbundenen Substrate 10, 20 in einem Unterdruckofen 50 wird ein Ausblasen des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 bezogen auf die Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 durch den eingeschlossenen Druck in Relation zu dem Ofendruck bewirkt. Die Fließfront stoppt an der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 in dem einstellbaren Abstand h in dem Unterdruckofen 50, wobei das Anschlagelement 40 mit der Anschlagfläche 40-1 z.B. einen Siliziumwafer aufweist oder aus einem Siliziumwafer besteht. Der einstellbare Abstand h im Unterdruckofen ist fix eingestellt und bleibt während des Aufblas- und Abkühlungsprozesses unverändert.In the step 130 of tempering the bonded substrates 10, 20 in a vacuum oven 50, a blowing out of the glass material of the cover substrate 20 relative to the recesses 12 of the mold substrate 10 is caused by the enclosed pressure in relation to the oven pressure. The flow front stops at the stop surface 40-1 of the stop element 40 at the adjustable distance h in the vacuum oven 50, wherein the stop element 40 with the stop surface 40-1 comprises, for example, a silicon wafer or is made of a silicon wafer The adjustable distance h in the vacuum oven is fixed and remains unchanged during the inflation and cooling process.

Schließlich erfolgt eine Abkühlung der verbundenen Substrate 10, 20 unter definierter bzw. reproduzierbarer Temperatur- und Druckrampe und dann die Entnahme aus dem Ofen. Bei Schritt 152 wird die Anschlagfläche 40-1 und das Formsubstrat 10 von dem geformten Abdeckungssubstrat 20' entfernt, um das aus dem Abdeckungssubstrat 20 durch den Ausblasprozess gewonnene, strukturierte Deckelsubstrat 20' zu erhalten.Finally, the connected substrates 10, 20 are cooled under a defined or reproducible temperature and pressure ramp and then removed from the oven. In step 152, the stop surface 40-1 and the mold substrate 10 are removed from the molded cover substrate 20' in order to obtain the structured cover substrate 20' obtained from the cover substrate 20 by the blow-out process.

8 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 100-7 des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden im Wesentlichen Unterschiede bzw. unterschiedliche Verfahrensschritte des Ablaufdiagramms 100-7 von 8 gegenüber den Ablaufdiagrammen 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6 der 2 bis 7 dargestellt. Daher kann die obige Beschreibung der 1 bis 7 entsprechend auf die nachfolgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels von 8 angewendet werden, wobei in der nachfolgenden Beschreibung vor allem auf Unterschiede, wie z. B. unterschiedliche (= alternative und/oder zusätzliche) Prozessschritte und/oder Elemente, zu den vorherigen Prozessabläufen und die daraus resultierenden technischen Effekte beschrieben werden. 8 now shows a further exemplary basic flow chart 100-7 of the inventive manufacturing method 100 according to a further embodiment. In the following, differences or different method steps of the flow chart 100-7 of 8 compared to flow charts 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6 of 2 to 7 Therefore, the above description of the 1 to 7 accordingly to the following description of the embodiment of 8 applied, whereby the following description focuses primarily on differences, such as different (= alternative and/or additional) process steps and/or elements, to the previous process sequences and the resulting technical effects.

Bei Schritt 110 werden zunächst das Formsubstrat 10, z. B. ein Halbleiter- oder SiliziumWafer, mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 bereitgestellt, d.h. das Formsubstrat 10 ist mit zumindest einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 12 versehen. Ferner wird das Abdeckungssubstrat 20, z. B. ein Glaswafer, bereitgestellt. Das Abdeckungssubstrat 20 weist ferner an dem ersten Hauptoberflächenbereich (an der ersten Seitenfläche bzw. Vorderseite) 20-1 desselben zumindest einen Linsenmaterialabschnitt 22 auf, wobei das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22 ein Glasmaterial aufweist. Das Abdeckungssubstrat 20 ist somit beispielsweise als ein einseitig (an der Oberseite 20-1) strukturierter (durch Glasätzverfahren bzw. Glasfließtechnik hergestellter) Glaswafer 20 ausgebildet, d.h. die Linsenmaterialabschnitte 22 können in Vorbereitung des weiteren Herstellungsablaufs durch Glasätzverfahren bzw. Glasfließtechnik hergestellt werden.In step 110, first the mold substrate 10, e.g. a semiconductor or silicon wafer, is provided with the structured surface region 10-1, i.e. the mold substrate 10 is provided with at least one depression or recess 12. Furthermore, the cover substrate 20, e.g. a glass wafer, is provided. The cover substrate 20 further has at least one lens material section 22 on the first main surface region (on the first side surface or front side) 20-1 thereof, wherein the cover substrate 20 with the lens material section 22 has a glass material. The cover substrate 20 is thus designed, for example, as a glass wafer 20 structured on one side (on the top side 20-1) (produced by glass etching processes or glass flow technology), i.e. the lens material sections 22 can be produced by glass etching processes or glass flow technology in preparation for the further production process.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Abdeckungssubstrat 20 optional Versteifungsstrukturen aufweisen, die an dem Abdeckungssubtrat 20 an den Seitenflächen 24-1 und/oder 24-2 des Abdeckungssubtrats 20 lokal angeordnet sein können. Die optionalen weiteren Versteifungsstrukturen können z.B. einzeln oder auch paarweise gegenüberliegend (und zentriert / ausgerichtet) zueinander an dem Abdeckungssubtrat 20 angeordnet sein. Die weiteren Versteifungsstrukturen können nun vorgesehen sein, um bei dem (späteren) Schritt des Temperns 130 einen geneigten (winklig angestellten) oder vertikalen, planen Seitenwandbereich 24-1 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' zu erhalten.According to one embodiment, the cover substrate 20 can optionally have stiffening structures that can be arranged locally on the cover substrate 20 on the side surfaces 24-1 and/or 24-2 of the cover substrate 20. The optional additional stiffening structures can be arranged, for example, individually or in pairs opposite one another (and centered/aligned) to one another on the cover substrate 20. The additional stiffening structures can now be provided in order to obtain an inclined (angled) or vertical, planar side wall region 24-1 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' in the (later) tempering step 130.

Bei einem Schritt 112 wird das Abdeckungssubstrat 20 auf dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 ausgerichtet angeordnet, um den Linsenmaterialabschnitt 22 des Abdeckungssubstrats in einer ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position (= Ausrichtung) mit dem strukturierten Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 anzuordnen. So kann beispielsweise der Linsenmaterialabschnitt 22 an dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 lateral versetzt zu einer der Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 bzw. (bzgl. einer vertikalen Projektion) jeweils zwischen zwei benachbarten Vertiefungen 12 des Formsubstrats 10 angeordnet sein.In a step 112, the cover substrate 20 is arranged in an aligned manner on the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10 in order to arrange the lens material section 22 of the cover substrate in an aligned or predetermined position (= alignment) with the structured surface region 10-1 of the mold substrate 10. For example, the lens material section 22 can be arranged on the first main surface region 20-1 of the cover substrate 20 laterally offset from one of the recesses 12 of the mold substrate 10 or (with respect to a vertical projection) between two adjacent recesses 12 of the mold substrate 10.

Bei einem Schritt 114 wird dann das Abdeckungssubstrat 20 mit dem Formsubstrat 10 verbunden, z. B. mittels anodischen Bondens (beispielsweise in einer definierten Atmosphäre) hermetisch verbunden, um zumindest eine abgeschlossene Kavität 30 oder eine Mehrzahl von Teilkavitäten zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden. Das (hermetische) Verbinden 114 des Abdeckungssubstrats 20 mit dem Formsubstrat 10 kann in einer Atmosphäre mit einem definierten atmosphärischen Umgebungsdruck durchgeführt werden, um einen definierten atmosphärischen Druck in den abgeschlossenen Kavitäten 30 einzuschließen. Das Abdeckungssubstrat 20 und/oder das Formsubstrat 10 sind ausgebildet, um die abgeschlossene Kavität 30 mit einer oder einer Mehrzahl von abgeschlossenen Kavitätsbereichen 30 zwischen dem Abdeckungssubstrat 20 und dem Formsubstrat 10 zu bilden, wobei die abgeschlossenen Kavitätsbereiche 30 fluidisch getrennt voneinander angeordnet sind, oder wobei ferner Gasaustauschkanäle 30-1 zwischen den von der Umgebungsatmosphäre abgeschlossenen Kavitätsbereichen 30 vorgesehen sein können, um diese fluidisch miteinander zu verbinden, um einen gemeinsamen definierten atmosphärischen Druck in den verbundenen Kavitätsbereichen 30 zu erhalten. Die Linsenstrukturen 22 schauen vom Formsubstrat 10 weg.In a step 114, the cover substrate 20 is then connected to the mold substrate 10, e.g. hermetically connected by means of anodic bonding (e.g. in a defined atmosphere) to form at least one closed cavity 30 or a plurality of partial cavities between the cover substrate 20 and the mold substrate 10. The (hermetic) connection 114 of the cover substrate 20 to the mold substrate 10 can be carried out in an atmosphere with a defined atmospheric ambient pressure in order to enclose a defined atmospheric pressure in the closed cavities 30. The cover substrate 20 and/or the mold substrate 10 are designed to form the closed cavity 30 with one or a plurality of closed cavity regions 30 between the cover substrate 20 and the mold substrate 10, wherein the closed cavity regions 30 are arranged fluidically separated from one another, or wherein gas exchange channels 30-1 can also be provided between the cavity regions 30 closed from the ambient atmosphere in order to fluidically connect them to one another in order to obtain a common defined atmospheric pressure in the connected cavity regions 30. The lens structures 22 face away from the mold substrate 10.

Bei Schritt 120 werden also das Formsubstrat 10 und das Abdeckungssubstrat 20, die (fest) miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei der Oberflächenbereich 10-1 des Formsubstrats 10 strukturiert (mit Vertiefungen oder Kanalstrukturen 12 ausgebildet) ist. In step 120, the mold substrate 10 and the cover substrate 20, which are (firmly) connected to each other, are provided, wherein the surface region 10-1 of the mold substrate 10 is structured (formed with recesses or channel structures 12).

Bei dem (nachfolgenden) Schritt 130 wird nun das Abdeckungssubstrat 20 und das Formsubstrat 10 getempert, d.h. einer Temperaturbehandlung unterzogen bzw. erhitzt (erwärmt), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu verringern. Ferner wird bei einem Schritt 140 ein Überdruck in der (zumindest einen) abgeschlossenen Kavität bzw. den abgeschlossenen Kavitäten 30 gegenüber der umgebenden Atmosphäre bereitgestellt, ein definiertes Auswölben, z. B. Ausblasen oder Verformen, des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 zu bewirken. Durch das definierte Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats 20 wird somit ein geformtes Abdeckungssubstrat 20' mit (zumindest) einem Deckelelement 24 erhalten, wobei die Auswölbungen oder Verformungen, d.h. die ausgeblasenen Bereiche, dann die Seitenwandbereiche 24-1 und die Sockelbereiche 24-3 der resultierenden Deckelelemente 24 bilden, und wobei ferner die Deckenbereiche 24-2 der Deckelelements 24 mit dem daran angeordneten (nach innen ausgerichteten) Linsenelement 26 bilden.In the (subsequent) step 130, the cover substrate 20 and the mold substrate 10 are now tempered, ie subjected to a temperature treatment or heated (warmed) in order to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate 20. Furthermore, in a step 140, an overpressure is provided in the (at least one) closed cavity or the closed cavities 30 compared to the surrounding atmosphere in order to bring about a defined bulging, e.g. blowing out or deformation, of the glass material of the cover substrate 20. By the defined bulging of the glass material of the cover substrate 20, a shaped cover substrate 20' with (at least) one cover element 24 is thus obtained, wherein the bulges or deformations, ie the blown-out areas, then form the side wall areas 24-1 and the base areas 24-3 of the resulting cover elements 24, and further wherein the ceiling areas 24-2 of the cover element 24 with the (inwardly aligned) lens element 26 arranged thereon.

Durch das definierte Auswölben des Abdeckungssubstrats 20 wird also aus dem Linsenmaterialabschnitt 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 ein Linsenelement 26 an dem Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 bewirkt bzw. geformt. Aufgrund der ausgerichteten bzw. vorgegebenen Position des Linsenmaterialabschnitts 22 an dem Abdeckungssubstrat 20 bezüglich der Position der abgeschlossenen Kavität 30 wird das Linsenelement 26 durch den Auswölbungsvorgang 130, 140 des Abdeckungssubstrats 20 an einer vorgegebenen Position und/oder mit einer vorgegebenen Ausrichtung an dem Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 des Deckelsubstrats 20' bewirkt.As a result of the defined bulging of the cover substrate 20, a lens element 26 is created or formed on the ceiling region 24-2 of the cover element 24 from the lens material section 22 on the cover substrate 20. Due to the aligned or predetermined position of the lens material section 22 on the cover substrate 20 with respect to the position of the closed cavity 30, the lens element 26 is created by the bulging process 130, 140 of the cover substrate 20 at a predetermined position and/or with a predetermined orientation on the ceiling region 24-2 of the cover element 24 of the cover substrate 20'.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-7 des Verfahrens 100 wird der Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks als ein Glasfließprozess in einem Unterdruckofen 50 durchgeführt, um in der abgeschlossenen Kavität 30 einen definierten atmosphärischen Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu erhalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-7 des Verfahrens 100 wird das Abdeckungssubstrat 20 bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks im Bereich der abgeschlossenen Kavität 30 bis zu einer Höhe h, die durch den vertikalen Abstand der Anschlagfläche 40-1 des Anschlags 40 zu dem ersten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 vorgegeben ist, ausgewölbt bzw. ausgeblasen.According to an embodiment of the flow chart 100-7 of the method 100, the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure is carried out as a glass flow process in a vacuum furnace 50 in order to obtain a defined atmospheric overpressure in the closed cavity 30 compared to the surrounding atmosphere. According to an embodiment of the flow chart 100-7 of the method 100, the cover substrate 20 is bulged or blown out in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure in the region of the closed cavity 30 up to a height h which is predetermined by the vertical distance of the stop surface 40-1 of the stop 40 to the first main surface region 20-1 of the cover substrate 20.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Ablaufdiagramms 100-7 des Verfahrens 100 ist der der Kavität 30 oder der den Kavitätsbereichen 30 gegenüberliegende Bereich der Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 eben und parallel zu dem Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 ausgebildet, um bei dem Schritt des Temperns 130 und des Bereitstellens 140 eines Überdrucks einen ebenen Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 zu bilden. Die Durchführung des Glasfließprozesses 130, 140 kann also in einem druckkontrollierten Ofen (z.B. in einem Unterdruckofen) 50 erfolgen. Der Glaswafer (Abdeckungssubstrat) 20 wird im Bereich der Kavitäten 30 ausgeblasen bis zu der Höhe h, die durch eine Anschlagfläche 40-1 des Anschlagelements 40 bestimmt werden kann.According to an embodiment of the flow chart 100-7 of the method 100, the region of the stop surface 40-1 of the stop element 40 opposite the cavity 30 or the cavity regions 30 is flat and parallel to the main surface region 20-1 of the cover substrate 20 in order to form a flat cover region 24-2 of the cover element 24 in the step of tempering 130 and providing 140 an overpressure. The glass flow process 130, 140 can therefore be carried out in a pressure-controlled furnace (e.g. in a vacuum furnace) 50. The glass wafer (cover substrate) 20 is blown out in the region of the cavities 30 up to the height h, which can be determined by a stop surface 40-1 of the stop element 40.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abdeckungssubstrat 20 somit auf einem von dem Formsubstrat 10 abgewandten Hauptoberflächenbereich 20-1 des Abdeckungssubstrats 20 den Linsenmaterialabschnitt 22 an einer Position auf, um bei dem Schritt 130, 140 des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks an einem inneren Deckenwandbereich 24-2 des Deckelelements 24 die (z.B. nach innen gewölbte) Linsenstruktur 26 auszubilden.According to one embodiment, the cover substrate 20 thus has the lens material section 22 at a position on a main surface region 20-1 of the cover substrate 20 facing away from the mold substrate 10 in order to form the (e.g. inwardly curved) lens structure 26 in the step 130, 140 of tempering and providing an overpressure on an inner ceiling wall region 24-2 of the cover element 24.

Bei dem anhand von 8 dargestellten, weiteren Prozessablauf 100-7 des Herstellungsverfahrens 100 werden also die Rahmen (Seitenwandbereiche 24-1 und Deckenbereiche 24-2) der Deckelelemente 24 auf- bzw. ausgeblasen. Dadurch wird quasi eine Inversion der Glaskappe (Kavität zeigt nach oben = z-Richtung) mit dem Linsenelement 26 im Deckenbereich 24-2 erhalten. Bei dieser Vorgehensweise kann erreicht werden, das (exakt) vordefinierte Linsenformen nicht durch den Glasfließprozess beeinträchtigt werden. Das Abdeckungssubstrat 20 mit dem (vertikal) nach oben zeigenden Linsenmaterialabschnitt 22 wird anodisch am Formsubstrat 10 fest gebondet und die umlaufenden Kanalstrukturen bzw. Grabenstrukturen 12 im Formsubstrat 10 werden ausgeblasen und bildet die Kavität(en) 30 mit dem Abstand h.In the case of 8 In the further process sequence 100-7 of the manufacturing method 100 shown, the frames (side wall regions 24-1 and ceiling regions 24-2) of the cover elements 24 are blown up or out. This essentially results in an inversion of the glass cap (cavity points upwards = z-direction) with the lens element 26 in the ceiling region 24-2. With this procedure, it can be achieved that (exactly) predefined lens shapes are not affected by the glass flow process. The cover substrate 20 with the lens material section 22 pointing (vertically) upwards is anodically bonded to the mold substrate 10 and the circumferential channel structures or trench structures 12 in the mold substrate 10 are blown out and forms the cavity(ies) 30 with the distance h.

Durch die Invertierung der ausgeblasenen Bereiche 30 kann die vorgeformte Linsenform 22 sehr gut erhalten werden und hochbrechende Linsenelemente 26 werden so mit einem Abstandshalter (Höhe h) versehen. Entsprechend ihres Fokusabstandes plus einer optionalen Zugabe um eine Bauteilhöhe auszugleichen sind sie parallel zur ehemaligen Hauptoberfläche 10-1 des Formsubstrates 10 vertikal versetzt.By inverting the blown-out areas 30, the preformed lens shape 22 can be very well preserved and high-refractive lens elements 26 are thus provided with a spacer (height h). According to their focus distance plus an optional addition to compensate for a component height, they are vertically offset parallel to the former main surface 10-1 of the mold substrate 10.

Als Alternative kann der Prozessablauf 100-7 ferner so gestaltet werden, dass z.B. die Sägerahmen über umlaufende Grabenstrukturen 12 liegen und mit den Linsenmaterialabschnitt 22 für die Linsenelemente 26 ausgeblasen werden. Die resultierenden Linsenelemente 26 werden dabei über den Anschlag 40 in einen Winkel angestellt. So zieht die notwendigerweise breitere umlaufende Grabenstruktur 12 zwar weniger Ausbeute pro Wafer (Substrat) nach sich. Da aber das obere Fenster 24-2, d.h. der Deckenbereich 24-2 mit dem Linsenmaterialabschnitt 22, nicht ausgeblasen wird und auf dem Siliziumwafer verbleibt, wird dessen optische Qualität behalten.As an alternative, the process sequence 100-7 can also be designed in such a way that, for example, the saw frames lie over circumferential trench structures 12 and are blown out with the lens material section 22 for the lens elements 26. The resulting lens elements 26 are set at an angle via the stop 40. In this way, the The necessarily wider circumferential trench structure 12 results in a lower yield per wafer (substrate). However, since the upper window 24-2, ie the ceiling region 24-2 with the lens material section 22, is not blown out and remains on the silicon wafer, its optical quality is retained.

2 - 8 veranschaulichen mögliche und optionale Teilschritte und Prozessabläufe des Verfahrens 100 zur Herstellung eines Deckelsubstrats 20', wie es anhand der 1 beschrieben wurde. Diese in 2-8 dargestellten Teilschritte und Prozessabläufe sind nur als beispielhaft zu sehen und können in anderen Ausführungen Variationen aufweisen. Es sind mögliche Prozessabfolge dargestellt, wie die Herstellung des Deckelwafer 20', also der Deckelsubstrate 20', mit integrierten vertikalen optischen Fensterflächen 24-1, 24-2 ablaufen kann. Das Verfahren 100 basiert wesentlich auf Techniken des so genannten Glasfließens. In einem Vorbereitungsschritt erfolgt ein Beschichten eines Siliziumwafers 40, also einer Anschlagfläche 40-1, mit einer Glas-abweisenden Schicht. 2 - 8 illustrate possible and optional sub-steps and process sequences of the method 100 for producing a cover substrate 20', as described in 1 This in 2-8 The partial steps and process sequences shown are only to be seen as examples and can have variations in other embodiments. Possible process sequences are shown as to how the production of the cover wafer 20', i.e. the cover substrates 20', with integrated vertical optical window surfaces 24-1, 24-2 can proceed. The method 100 is essentially based on so-called glass flow techniques. In a preparatory step, a silicon wafer 40, i.e. a stop surface 40-1, is coated with a glass-repellent layer.

Das spezielle Deckelsubstrat 20' ist z.B. eine Voraussetzung für das Herstellen verbesserter gehäuster strahlungsemittierender Bauelemente 1' mit dem nachfolgend beschriebenen Verfahren 200. Die obigen Teilschritte und Prozessabläufe sind nur als beispielhaft zu sehen und können in anderen Ausführungen Variationen aufweisen. Es ist eine mögliche Prozessabfolge dargestellt, wie die Herstellung dieser Deckelwafer, also der Deckelsubstrate, mit integrierten vertikalen und/oder lateralen optischen Fensterflächen 24-1, 24-2 ablaufen kann.The special cover substrate 20' is, for example, a prerequisite for producing improved housed radiation-emitting components 1' using the method 200 described below. The above sub-steps and process sequences are only to be seen as examples and can have variations in other embodiments. A possible process sequence is shown as to how the production of these cover wafers, i.e. the cover substrates, with integrated vertical and/or lateral optical window surfaces 24-1, 24-2 can proceed.

9 zeigt nun beispielsweise ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements 1' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel 9 now shows, for example, a flow chart of a method 200 according to the invention for producing a hermetically packaged optical component 1' according to a further embodiment

Bevor die nachfolgenden Ausführungsbeispiele im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird nochmals darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte, Funktionsblöcke und/oder Verfahrensschritte in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente, Objekte, Funktionsblöcke und/oder Verfahrensschritte untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.Before the following embodiments are explained in more detail with reference to the drawings, it is pointed out again that identical, functionally equivalent or equivalent elements, objects, functional blocks and/or method steps in the different figures are provided with the same reference numerals, so that the description of these elements, objects, functional blocks and/or method steps shown in different embodiments is interchangeable or can be applied to one another.

Bei dem Verfahren 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements, z.B. eine optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsbauelements, werden nun folgende Schritte durchgeführt. So wird zunächst das oben beschriebene Verfahren 100 mit den beispielhaften Prozessabläufen 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, zur Herstellung eines geformten Abdeckungssubstrats (= strukturiertes Deckelsubstrat) 20' durchgeführt. Dabei kann das geformte Abdeckungssubstrat 20' ein einzelnes oder vereinzeltes Deckelelement 24' aufweisen oder kann auch eine Mehrzahl bzw. eine Vielzahl von Deckelelementen 24 aufweisen.In the method 200 for producing a hermetically housed optical component, e.g. an optoelectronic transmitting and/or receiving component, the following steps are now carried out. First, the method 100 described above is carried out with the exemplary process sequences 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6 for producing a shaped cover substrate (= structured cover substrate) 20'. The shaped cover substrate 20' can have a single or isolated cover element 24' or can also have a plurality or a multiplicity of cover elements 24.

Ferner wird bei Schritt 220 ein Bauelementsubstrats 2 mit zumindest einem daran angeordneten, optoelektronischen Bauelement 1 (= Sende- und/oder Empfangsbauelement) bereitgestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Bauelementsubstrat 2 mit einem einzelnen optoelektronischen Bauelement 1 oder als ein Bauelement-Wafer 2 mit einer Mehrzahl daran angeordneter, optoelektronischer Bauelemente 1 bereitgestellt werden.Furthermore, in step 220, a component substrate 2 with at least one optoelectronic component 1 (= transmitting and/or receiving component) arranged thereon is provided. According to one embodiment, a component substrate 2 can be provided with a single optoelectronic component 1 or as a component wafer 2 with a plurality of optoelectronic components 1 arranged thereon.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren beispielsweise ferner einen Schritt 210 des Durchführens des Verfahrens 200 zur Herstellung von (hermetisch) gehäusten, optischen Bauelementen 1' auf Waferebene, wobei eine Vielzahl von optischen Bauelementen 1 an dem Bauelementesubstrat 2 angeordnet sind, und wobei das geformte Abdeckungssubstrat 20' eine Vielzahl von Deckelelementen 24 aufweist. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 13 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method further comprises, for example, a step 210 of carrying out the method 200 for producing (hermetically) housed optical components 1' at wafer level, wherein a plurality of optical components 1 are arranged on the component substrate 2, and wherein the formed cover substrate 20' has a plurality of cover elements 24. In this context, reference is also made, for example, to the 10 - 13 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren beispielsweise ferner einen Schritt 230 des Verbindens des Bauelementesubstrats 2 und des geformten Abdeckungssubstrats 20' entlang eines dazwischenliegenden Verbindungsbereichs 60, 61, wie z.B. eines Bondrahmens. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method further comprises, for example, a step 230 of connecting the component substrate 2 and the formed cover substrate 20' along an intermediate connection region 60, 61, such as a bonding frame. In this context, reference is also made, for example, to the 10 - 14 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens 20 weist der Verbindungbereich 60 an dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2 z.B. eine Metallisierung auf, um eine Rahmenstruktur, z.B. eine zusammenhängende Rahmenstruktur, auf nicht-ausgewölbten Bereichen 24-3 (= Sockelbereichen) des geformten Abdeckungssubstrats 20' auszubilden, wobei das Verfahren 200 beispielsweise ferner einen Schritt 230 des Verbindens des geformten Abdeckungssubstrats 20' und des Bauelementesubstrats 2 mittels eines Bondrahmens 60 aufweist. Der Bondrahmen 60 kann beispielsweise ein metallisches Lotmaterial 66 aufweisen. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to an embodiment of the method 20, the connection region 60 on the second main surface region 20-2 has, for example, a metallization in order to form a frame structure, eg a continuous frame structure, on non-bulged regions 24-3 (= base regions) of the formed cover substrate 20', wherein the method 200 further comprises, for example, a step 230 of connecting the formed cover substrate 20' and the component substrate 2 by means of a bonding frame 60. The bonding frame 60 can, for example, comprise a metallic solder material 66. In this context, reference is also made, for example, to the 10 - 14 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 200 beispielsweise ferner einen Schritt 230 des Verbindens des Bauelementesubstrat 2 und des Abdeckungssubstrats 20' mittels Laserdirektschweißens, Laserlötens, eutektischen Lötverbindens, Thermokompressionsbondens, Glasfritbondens, reaktiven Nano-Metallschicht-Lötens (RMS) oder Induktionslötens entlang des Verbindungsbereichs 62. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method 200 further comprises, for example, a step 230 of connecting the component substrate 2 and the cover substrate 20' by means of laser direct welding, laser soldering, eutectic soldering, thermocompression bonding, glass frit bonding, reactive nano-metal layer soldering (RMS) or induction soldering along the connection region 62. In this context, reference is also made, for example, to the 10 - 14 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 200 beispielsweise ferner die Schritte des Vereinzelns 170 des geformten Abdeckungssubstrats 20', um vereinzelte Deckelelemente 24' zu erhalten, und des (hermetischen) Verbindens 230 des vereinzelten Deckelelements 24' mit einem Bauelementesubstrat 2, um das gehäuste, optische Bauelement 1' zu erhalten. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method 200 further comprises, for example, the steps of singulating 170 the shaped cover substrate 20' in order to obtain singulated cover elements 24' and (hermetically) connecting 230 the singulated cover element 24' to a component substrate 2 in order to obtain the packaged optical component 1'. In this context, reference is also made, for example, to the 14 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 200 beispielsweise ferner die Schritte des (hermetischen) Verbindens 230 des geformten Abdeckungssubstrats 20' mit der Vielzahl von Deckelelementen 24 mit dem Bauelementesubstrat 2, das eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen 1 aufweist, um eine Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' (auf Waferebene) zu erhalten, und ferner den Schritt des Vereinzelns 240 der Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1', um vereinzelte, hermetisch gehäuste optische Bauelemente 1' zu erhalten. Der Schritt des Vereinzelns 240 kann beispielsweise durch Sägen oder durch Lasertrennung erfolgen. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 13 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method 200 further comprises, for example, the steps of (hermetically) connecting 230 the formed cover substrate 20' with the plurality of cover elements 24 to the component substrate 2, which has a plurality of optoelectronic components 1, in order to obtain a plurality of packaged optical components 1' (at wafer level), and further the step of singulating 240 the plurality of packaged optical components 1' in order to obtain singulated, hermetically packaged optical components 1'. The step of singulating 240 can be carried out, for example, by sawing or by laser separation. In this context, reference is also made, for example, to the 10 - 13 and the corresponding description.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 200 beispielsweise ferner die Schritte des Vereinzelns des geformten Abdeckungssubstrats 20', um vereinzelte Deckelelemente 24' zu erhalten, des Vereinzelns des Bauelementesubstrats 2, um vereinzelte Bauelemente 1 auf den vereinzelten Bauelementsubstraten 2' zu erhalten, und des (hermetischen) Verbindens 230 jeweils des vereinzelten Deckelelements 24' mit dem vereinzelten Bauelement 1, um ein gehäustes, optisches Bauelement 1' zu erhalten. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.According to one embodiment, the method 200 further comprises, for example, the steps of singulating the shaped cover substrate 20' in order to obtain singulated cover elements 24', singulating the component substrate 2 in order to obtain singulated components 1 on the singulated component substrates 2', and (hermetically) connecting 230 each of the singulated cover elements 24' to the singulated component 1 in order to obtain a housed optical component 1'. In this context, reference is also made, for example, to the 14 and the corresponding description.

Bei dem Verfahren 200 zur Herstellung eines gehäusten strahlungsemittierenden Bauelementes 1, das beispielsweise auf Waferebene durchgeführt werden kann, ist es gemäß einem Ausführungsbeispiel ebenfalls vorgesehen, dass das Anordnen und hermetische Bonden 230 der Substrate 2, 20', d.h. des Bauelementesubstrats 2 und des geformten Abdeckungssubstrats 20', unter einer vorgegebenen Atmosphäre erfolgt. So kann sichergestellt werden, dass das Gehäuse 2, 20' bzw. dessen Innenvolumen 30 völlig frei von organischen Substanzen oder Wasserdampf ist, so dass die Lebensdauer der optoelektronischen Bauelemente 1, wie z.B. Leuchtdioden bzw. Laserdioden, nicht beeinträchtigt wird.In the method 200 for producing a housed radiation-emitting component 1, which can be carried out, for example, at wafer level, it is also provided according to an embodiment that the arrangement and hermetic bonding 230 of the substrates 2, 20', i.e. the component substrate 2 and the shaped cover substrate 20', takes place under a predetermined atmosphere. This ensures that the housing 2, 20' or its internal volume 30 is completely free of organic substances or water vapor, so that the service life of the optoelectronic components 1, such as light-emitting diodes or laser diodes, is not impaired.

In der Kavität 30 befindet sich beispielsweise trockene Luft (= reaktive Atmosphäre), Stickstoff oder eine andere Art inerte Atmosphäre, aber auch ein Unterdruck oder gar ein vollständiges Vakuum kann prinzipiell eingestellt werden und zusätzlich durch Einbringung besonderer Getterschichten 4 auch über lange Zeiträume erhalten werden. Als Vakuum kann ein reduzierter atmosphärischer Druck (Unterduck) in der Kavität 30 von etwa 100 Torr, 50 Torr, 5 Torr oder 1 Torr oder darunterliegende Druckwerte angesehen werden. Die Kavität 30 kann auch gegenüber dem Eindringen von Wasserdampf hermetisch dicht ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.For example, the cavity 30 contains dry air (= reactive atmosphere), nitrogen or another type of inert atmosphere, but a negative pressure or even a complete vacuum can also be set in principle and can also be maintained over long periods of time by introducing special getter layers 4. A reduced atmospheric pressure (underpressure) in the cavity 30 of approximately 100 Torr, 50 Torr, 5 Torr or 1 Torr or lower pressure values can be considered a vacuum. The cavity 30 can also be hermetically sealed against the ingress of water vapor. In this context, reference is also made to the 10 - 14 and the corresponding description.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste optoelektronische (strahlungsemittierende oder strahlungsempfindliche) Bauelement 1 derart ausgeführt, dass das Bauelementesubstrat 2 als ein Gehäusesockel und als eine Lagerfläche für das strahlungsemittierende Bauelement 1 dient, wobei das Deckelsubstrat 20' mit dem Gehäusesockel 2 zusammenwirkt, um die Kavität 30 des Gehäuses 5 hermetisch abzudichten. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 11 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.In some embodiments, the packaged optoelectronic (radiation-emitting or radiation-sensitive) component 1 is designed such that the component substrate 2 serves as a housing base and as a bearing surface for the radiation-emitting component 1, wherein the cover substrate 20' cooperates with the housing base 2 to hermetically seal the cavity 30 of the housing 5. In this context, reference is also made, for example, to the 11 and the corresponding description.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1' derart ausgeführt, dass der Gehäusesockel 2 (Bauelementesubstrat) als ein Sockelwafer, der mehrere Gehäusesockelelemente 2' umfasst, ausgebildet ist und/oder das Deckelsubstrat 20' als einem Deckelwafer, der mehrere Deckelelemente 24 umfasst, ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.In some embodiments, the packaged radiation-emitting component 1' is designed such that the housing base 2 (component substrate) is designed as a base wafer comprising a plurality of housing base elements 2' and/or the cover substrate 20' is designed as a cover wafer comprising a plurality of cover elements 24. In this context, reference is also made, for example, to the 10 - 14 and the corresponding description.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1' derart ausgeführt, dass zwischen dem Bauelementesubstrat 2 und dem strahlungsemittierenden Bauelement 1 ein Zwischenträger 6 für das strahlungsemittierende Bauelement 1 angeordnet ist, so dass das Bauelementesubstrat 2 das strahlungsemittierende Bauelement 1 mittelbar (über den Zwischenträger 6) trägt. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 und 12 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.In some embodiments, the housed radiation-emitting component 1' is designed such that an intermediate carrier 6 for the radiation-emitting component 1 is arranged between the component substrate 2 and the radiation-emitting component 1, so that the component substrate 2 carries the radiation-emitting component 1 indirectly (via the intermediate carrier 6). In this context, reference is also made, for example, to the 10 and 12 - 14 and the corresponding description.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1' derart ausgeführt, dass das Bauelementesubstrat 2 und das Deckelsubstrat 20' mittels eines Bondrahmens 60, 61, der ein metallisches Lotmaterial 66 aufweist, aneinander befestigt sind. Der Bondrahmen 60, 61 kann die gegenüberliegenden Metallsierungen 60, 61 an dem Deckelsubstrat 20' (auf dem zweiten Hauptoberflächenbereich 20-2) und dem Bauelementesubstrat 2 (auf dem ersten Hauptoberflächenbereich 2-1) mit dem dazwischenliegenden Lotmaterial 66, das eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Metallisierungen 60, 61 herstellt. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.In some embodiments, the packaged radiation-emitting component 1' is designed such that the component substrate 2 and the cover substrate 20' are attached to one another by means of a bonding frame 60, 61, which has a metallic solder material 66. The bonding frame 60, 61 can bond the opposing metallizations 60, 61 to the cover substrate 20' (on the second main surface region 20-2) and the component substrate 2 (on the first main surface region 2-1) with the solder material 66 in between, which establishes a mechanical and electrical connection between the metallizations 60, 61. In this context, reference is also made, for example, to the 10 - 14 and the corresponding description.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1' derart ausgeführt, dass eine Leiterbahn 7 zum elektrischen Anbinden des strahlungsemittierenden Bauelements 1 seitens des Bauelementesubstrats 2 angeordnet ist und die Leiterbahn 7 zwischen dem Deckelsubstrat 20' und dem Bauelementesubstrat 2 aus der Kavität 30, z.B. seitlich, herausgeführt ist. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.In some embodiments, the housed radiation-emitting component 1' is designed such that a conductor track 7 for electrically connecting the radiation-emitting component 1 is arranged on the side of the component substrate 2 and the conductor track 7 is led out of the cavity 30, e.g. laterally, between the cover substrate 20' and the component substrate 2. In this context, reference is also made, for example, to the 10 - 14 and the corresponding description.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1' derart ausgeführt, dass eine Leiterbahn 7 zum elektrischen Anbinden des strahlungsemittierenden Bauelements 1 seitens des Bauelementesubstrats 2 angeordnet ist und die Leiterbahn 7 durch das Bauelementesubstrat 2 aus der Kavität 30 nach unten herausgeführt ist. Dazu kann beispielsweise eine TSV- und/oder TGV-Anordnung 7-1 (Through silicon vias (TSV) oder Through Glass Via (TGV)) eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 10 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.In some embodiments, the housed radiation-emitting component 1' is designed such that a conductor track 7 for electrically connecting the radiation-emitting component 1 is arranged on the component substrate 2 and the conductor track 7 is led downwards through the component substrate 2 out of the cavity 30. For this purpose, for example, a TSV and/or TGV arrangement 7-1 (Through silicon vias (TSV) or Through Glass Via (TGV)) can be used. In this context, reference is also made, for example, to the 10 - 14 and the corresponding description.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1' derart ausgeführt, dass dem optischen Auskoppelfenster (optisches Seitenfenster) 24-1 seitens des Bauelementesubstrats 2 eine optische Bank 8 mit einem oder mehreren zusätzlichen optischen Elementen 8-1, z.B. diskreten Linsenelementen, vorgelagert ist, so dass das optische Auskoppelfenster 24-1 zwischen der optischen Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Element 8-1 und dem strahlungsemittierenden Bauelement 1 angeordnet ist. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 12 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.In some embodiments, the housed radiation-emitting component 1' is designed such that an optical bench 8 with one or more additional optical elements 8-1, e.g. discrete lens elements, is arranged in front of the optical output window (optical side window) 24-1 on the component substrate 2, so that the optical output window 24-1 is arranged between the optical bench 8 with the additional optical element 8-1 and the radiation-emitting component 1. In this context, reference is also made, for example, to the 12 - 14 and the corresponding description.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1 derart ausgeführt, dass die optische Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Elemente 8-1, z.B. Linsen, Prismen, Spiegel, Aperturen etc., auf dem Bauelementesubstrat 2 angeordnet ist und sich in der Abstrahlrichtung des strahlungsemittierenden Bauelements 2 befindet. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auch auf die 12 - 14 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.In some embodiments, the housed radiation-emitting component 1 is designed such that the optical bench 8 with the additional optical elements 8-1, e.g. lenses, prisms, mirrors, apertures, etc., is arranged on the component substrate 2 and is located in the radiation direction of the radiation-emitting component 2. In this context, reference is also made, for example, to the 12 - 14 and the corresponding description.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1 derart ausgeführt, dass es ferner ein für eine Lichtfarbenumwandlung des emittierten Lichts wirksames Element (Konversionselement) 9 aufweist, so dass das optische Auskoppelfenster 24-1 zwischen dem wirksamen Element 9 und dem strahlungsemittierenden Bauelement 1 angeordnet ist.In some embodiments, the housed radiation-emitting component 1 is designed such that it further comprises an element (conversion element) 9 which is effective for a light color conversion of the emitted light, so that the optical coupling-out window 24-1 is arranged between the effective element 9 and the radiation-emitting component 1.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1 derart ausgeführt, dass die Kavität 30 eine reaktive Atmosphäre aufweist und/oder die Kavität 30 ausschließlich anorganische Substanzen enthält. Die Kavität 30 kann auch gegenüber dem Eindringen von Wasserdampf hermetisch dicht ausgebildet sein. Dadurch kann ein langlebiger Betrieb z.B. von blauen und grünen Laserdioden gewährleitet oder zumindest unterstützt werden.In some embodiments, the housed radiation-emitting component 1 is designed such that the cavity 30 has a reactive atmosphere and/or the cavity 30 contains exclusively inorganic substances. The cavity 30 can also be hermetically sealed against the ingress of water vapor. This can ensure or at least support long-lasting operation of, for example, blue and green laser diodes.

Bei einigen Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1 derart ausgeführt, dass in der Kavität eine elektronische Treiberschaltung 3 angeordnet ist. Die eine elektronische Treiberschaltung 3 kann z.B. in dem Bestückungssubstrat 2 integriert sein.In some embodiments, the housed radiation-emitting component 1 is designed such that an electronic driver circuit 3 is arranged in the cavity. The electronic driver circuit 3 can be integrated, for example, in the assembly substrate 2.

Bei einigen Ausführungsformen weist das gehäuste optoelektronische Bauelement 1 ein Detektorelement und ein Emitter-Element in einem Gehäuse 5 auf.In some embodiments, the packaged optoelectronic component 1 comprises a detector element and an emitter element in a housing 5.

Den voranstehenden Ausführungen entsprechend ermöglicht das Herstellungsverfahren 200 zur hermetischen Häusung eine optoelektronischen Bauelements 1 verschiedene Ausführungsformen und Ausgestaltungen des resultierenden, hermetisch gehäusten, optoelektronischen Bauelements 1', beispielsweise:

  • Eine Verkappung von einzelnen Laserdioden 1 (oder allg. einzelnen optoelektronischen Bauelementen 1) auf einem Submount 6 in einem hermetisch dichten Gehäuse 5, geschaffen durch Aufbonden eines Deckels 20' mit mindestens einer seitlichen optischen Fensterfläche 24-1.
In accordance with the above statements, the manufacturing method 200 for hermetically packaging an optoelectronic component 1 enables various embodiments and configurations of the resulting hermetically packaged optoelectronic component 1', for example:
  • A capping of individual laser diodes 1 (or generally individual optoelectronic components 1) on a submount 6 in a hermetically sealed housing 5, created by bonding a cover 20' with at least one lateral optical window surface 24-1.

Eine Verkappung von einzelnen Laserdioden 1 direkt auf dem Substrat 2 in einem hermetisch dichten Gehäuse 5, geschaffen durch Aufbonden eines Deckels 20' mit mindestens einer seitlichen optischen Fensterfläche 24-1.A capping of individual laser diodes 1 directly on the substrate 2 in a hermetically sealed housing 5, created by bonding a Cover 20' with at least one lateral optical window surface 24-1.

Eine Verkappung von einzelnen Laserdioden 1 und einzelnen passiven optischen Elementen in einem hermetisch dichten Gehäuse 5, geschaffen durch Aufbonden eines Deckels 20' mit mindestens einer seitlichen Fensterfläche 24-1.A casing of individual laser diodes 1 and individual passive optical elements in a hermetically sealed housing 5, created by bonding a cover 20' with at least one lateral window surface 24-1.

Eine Verkappung von einer oder mehreren Laserdioden 1 mit „Fast-Focus-Kollimation“ (fast focus collimation) durch eine gemeinsame Zylinderlinse 26 in einem optischen Fensterbereich 24-1, 24-2 (oben oder Seite), optional mit jeweils einer weiteren Linse oder einer gemeinsamen Mehrfach-Zylinderlinse 8 zur Slow-Axis-Kollimation (slow axis collimation) außerhalb der hermetischen Gehäusung 5.A capping of one or more laser diodes 1 with “fast focus collimation” by a common cylindrical lens 26 in an optical window area 24-1, 24-2 (top or side), optionally with one further lens each or a common multiple cylindrical lens 8 for slow axis collimation outside the hermetic housing 5.

Eine Verkappung von einer oder mehreren Laserdioden 1 mit Strahlkollimation durch individuelle Sammellinsen 26 in einem optischen Fensterbereich 24-1, 24-2 (oben oder Seite), optional mit jeweils einer weiteren Linse oder einer gemeinsamen Mehrfach-Sammellinse 8 zur weiteren Strahlkollimation außerhalb der hermetischen Gehäusung 5.A casing of one or more laser diodes 1 with beam collimation by individual collecting lenses 26 in an optical window area 24-1, 24-2 (top or side), optionally with one further lens each or a common multiple collecting lens 8 for further beam collimation outside the hermetic housing 5.

Eine Verkappung von einer oder mehreren Laserdioden 1 mit Strahlkollimation durch individuelle Sammellinsen 26 in einem optischen Fensterbereich 24-1, 24-2 (oben oder Seite), optional mit jeweils einer weiteren Linse oder einer gemeinsamen Mehrfach-Sammellinse 8 zur weiteren Strahlkollimation außerhalb der hermetischen Gehäusung 5, optional mit einer optischen Struktur zur Strahlüberlagerung und optional zur statischen Strahlablenkung.A casing of one or more laser diodes 1 with beam collimation by individual collecting lenses 26 in an optical window area 24-1, 24-2 (top or side), optionally with a further lens or a common multiple collecting lens 8 for further beam collimation outside the hermetic housing 5, optionally with an optical structure for beam superposition and optionally for static beam deflection.

Eine Verkappung von einer oder mehreren Laserdioden 1 mit oder ohne Submount mit oder ohne Fast-Axis-Kollimation und einer Lichtfarbenumwandlung durch einen außen angeordneten Phosphorkörper, der als Formkörper fixiert oder als in einem Polymer (Epoxy oder Silikonmatrix) gebundener Phosphor aufdispensiert und ausgehärtet wird.A capping of one or more laser diodes 1 with or without submount with or without fast-axis collimation and a light color conversion by an externally arranged phosphor body, which is fixed as a molded body or dispensed and cured as phosphor bound in a polymer (epoxy or silicone matrix).

Die außen (= außerhalb des Gehäuses 5) angeordneten optisch aktiven Bauelemente können gelötet oder durch eine Klebung fixiert werden, weil organische Ausgasungen keine Eintrübungen im Strahlaustritt erzeugen.The optically active components arranged on the outside (= outside the housing 5) can be soldered or fixed by gluing, because organic outgassing does not cause clouding in the beam exit.

Eine Verkappung mindestens einer Halbleiter-basierten Lichtquelle 1 und mindestens eines Photodetektors 1-2 in dem hermetisch abgedichteten Gehäuse 5 geschaffen durch Aufbonden (= Verfahren 200) eines nach den genannten Verfahren 100 hergestellten Glasdeckels 20' z.B. mit einer vom Substrat 2 wegzeigenden optischen Fensterfläche.A capping of at least one semiconductor-based light source 1 and at least one photodetector 1-2 in the hermetically sealed housing 5 created by bonding (= method 200) a glass cover 20' produced according to the aforementioned method 100, e.g. with an optical window surface pointing away from the substrate 2.

Die in der Kavität 30 angeordneten Bauelemente 1 und die Verkappung 20' selbst können beispielsweise durch metallische Fügeverfahren wie Löten, eutektisch AuSn Löten, etc. gefügt werden, um organische Ausgasungen im Gehäuse 5 zu vermeiden. Flussmittel brauchen nicht verwendet zu werden.The components 1 arranged in the cavity 30 and the capping 20' itself can be joined, for example, by metallic joining methods such as soldering, eutectic AuSn soldering, etc. in order to avoid organic outgassing in the housing 5. Fluxes do not need to be used.

Die obigen Ausführungsbeispiele und Ausgestaltungen können einzeln oder in beliebiger Kombination für das erfindungsgemäße Konzept angewendet werden.The above embodiments and configurations can be used individually or in any combination for the inventive concept.

Im Folgenden werden nun anhand der 10 - 14 beispielhafte Prozessfolgenden bzw. Prozessabläufe zur Implementierung des in 9 dargestellten, prinzipiellen Herstellungsverfahrens 200 beschrieben. In den 10 - 14 erstreckt sich die Zeichenebene wieder parallel zu der x-z-Ebene.In the following, the 10 - 14 exemplary process sequences or process flows for the implementation of the 9 The basic manufacturing process 200 shown in FIG. 1 is described in 10 - 14 the drawing plane again extends parallel to the xz-plane.

Alle nachfolgend beschriebenen Prozessalternativen zu dem Verfahren 200 basieren auf dem grundlegenden Konzept, dass zunächst das geformte Abdeckungssubstrat 20', d. h. das strukturierte Deckelsubstrat mit einem oder einer Mehrzahl von Deckelelementen 24, mit dem obigen Verfahren 100 durchgeführt wird. Ferner wird ein Bauelementesubstrat 2, an dem ein oder eine Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen 1 angeordnet ist, bereitgestellt (Schritt 220). Bei einem Schritt 230 werden nun das geformte Abdeckungssubstrat 20' und das Bauelement des Substrats 1 miteinander verbunden, z. B. hermetisch miteinander verbunden/gebondet, um das optische Bauelement 1 hermetisch zu häusen, d. h. gegenüber der Umgebungsatmosphäre bzw. gegenüber Umgebungseinflüssen hermetisch dicht in einem Gehäuse unterzubringen. Als eine hermetische oder hermetisch dichte Häusung wird eine fluidisch dichte, mechanische Verbindung (Verkappung) des Bauelementesubstrat 2 und des geformten Abdeckungssubstrats 20' angesehen.All process alternatives to the method 200 described below are based on the basic concept that first the shaped cover substrate 20', i.e. the structured cover substrate with one or a plurality of cover elements 24, is carried out using the above method 100. Furthermore, a component substrate 2 on which one or a plurality of optoelectronic components 1 is arranged is provided (step 220). In a step 230, the shaped cover substrate 20' and the component of the substrate 1 are now connected to one another, e.g. hermetically connected/bonded to one another, in order to hermetically house the optical component 1, i.e. to accommodate it in a housing that is hermetically sealed against the ambient atmosphere or against ambient influences. A hermetic or hermetically sealed housing is considered to be a fluidically tight, mechanical connection (encapsulation) of the component substrate 2 and the molded cover substrate 20'.

10 zeigt nun ein erstes beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 200-1 des erfindungsgemäßen Verfahrens 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements 1' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigt 10 eine Abfolge des Verkappungsprozesses 200-1 mit optisch aktiven Seitenfenstern 24-1 auf Waferebene bis hin zur Wafervereinzelung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Variante mit Linsen 26 in der seitlichen Fensterfläche 24-1, wobei die optisch aktiven Auskoppelfenster (Seitenfenster) 24-1 eine Linsengeometrie mit z.B. einer 90° Ausrichtung zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweisen, und wobei das strahlungsemittierende Bauelement 1 beispielsweise eine Abstrahlrichtung bzw. Hauptabstrahlrichtung (bei einem divergierenden bzw. sich aufweitenden Strahl) i.W. parallel zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweist. 10 now shows a first exemplary basic flow diagram 200-1 of the inventive method 200 for producing a hermetically packaged optical component 1' according to a further embodiment. In particular, 10 a sequence of the capping process 200-1 with optically active side windows 24-1 at wafer level up to wafer separation according to an embodiment in a variant with lenses 26 in the lateral window surface 24-1, wherein the optically active coupling-out windows (side windows) 24-1 have a lens geometry with, for example, a 90° orientation to the carrier substrate plane (xy plane), and wherein the radiation-emitting component 1 has, for example, a radiation direction or main radiation direction (in the case of a diverging or widening beam) essentially parallel to the carrier substrate plane (xy plane).

Bei dem Verfahren 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements, z.B. eines optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsbauelements, werden nun folgende Schritte durchgeführt. So wird zunächst das oben beschriebene Verfahren 100 mit den beispielhaften Prozessabläufen 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5 zur Herstellung eines geformten Abdeckungssubstrats (= strukturiertes Deckelsubstrat) 20' durchgeführt. Dabei kann das geformte Abdeckungssubstrat 20' eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Deckelelementen 24 aufweisen. Ferner wird bei Schritt 220 ein Bauelementsubstrat 2, z.B. als ein Bauelement-Wafer, mit einer Mehrzahl daran angeordneter optoelektronischer Bauelemente 1 bereitgestellt. Dabei kann jeweils einem Deckelelement 24 ein optoelektronisches Bauelement 1 zugeordnet sein. Bei dem Schritt des (hermetischen) Verbindens 230 des geformten Abdeckungssubstrats 20' mit der Vielzahl von Deckelelementen 24 mit dem Bauelementesubstrat 2, das wiederum eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen 1 aufweist, wird somit eine Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' (auf Waferebene) erhalten.In the method 200 for producing a hermetically packaged optical component, e.g. an optoelectronic transmitting and/or receiving component, the following steps are now carried out. First, the method 100 described above is carried out with the exemplary process sequences 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5 for producing a shaped cover substrate (= structured cover substrate) 20'. The shaped cover substrate 20' can have a plurality or multiplicity of cover elements 24. Furthermore, in step 220, a component substrate 2, e.g. as a component wafer, with a plurality of optoelectronic components 1 arranged thereon is provided. An optoelectronic component 1 can be assigned to each cover element 24. In the step of (hermetically) connecting 230 the shaped cover substrate 20' with the plurality of cover elements 24 to the component substrate 2, which in turn has a plurality of optoelectronic components 1, a plurality of packaged optical components 1' (at wafer level) is thus obtained.

Der Schritt des Verbindens des Bauelementesubstrats 2 und des geformten Abdeckungssubstrats 20' kann beispielsweise entlang eines dazwischenliegenden Verbindungsbereichs 60, wie z.B. eines Bondrahmens, erfolgen. Der Verbindungbereich 60 kann eine Metallisierung aufweisen, um eine Rahmenstruktur, z.B. eine zusammenhängende Rahmenstruktur, auf nicht-ausgewölbten Bereichen 24-3 (= Sockelbereichen) des geformten Abdeckungssubstrats 20' auszubilden. Der Bondrahmen 60 kann beispielsweise ein metallisches Lotmaterial 66 aufweisen.The step of connecting the component substrate 2 and the formed cover substrate 20' can be carried out, for example, along an intermediate connection region 60, such as a bonding frame. The connection region 60 can have a metallization in order to form a frame structure, e.g. a continuous frame structure, on non-bulged regions 24-3 (= base regions) of the formed cover substrate 20'. The bonding frame 60 can have a metallic solder material 66, for example.

Der Schritt des Verbindens 230 des Bauelementesubstrat 2 und des Abdeckungssubstrats 20' kann auch mittels Laserdirektschweißens, Laserlötens, eutektischen Lötverbindens, Thermokompressionsbondens, Glasfritbondens, reaktiven Nano-Metallschicht-Lötens (RMS) oder Induktionslötens entlang des Verbindungsbereichs 60 durchgeführt werden.The step of connecting 230 the device substrate 2 and the cover substrate 20' can also be carried out by means of laser direct welding, laser soldering, eutectic solder bonding, thermocompression bonding, glass frit bonding, reactive nano metal layer soldering (RMS) or induction soldering along the connection region 60.

Ferner wird ein Schritt des Vereinzelns 240 der Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' durchgeführt, um vereinzelte, hermetisch gehäuste optische Bauelemente 1' zu erhalten. Der Schritt des Vereinzelns 240 kann beispielsweise durch Sägen oder durch Lasertrennung erfolgen.Furthermore, a step of singulating 240 the plurality of housed optical components 1' is carried out in order to obtain singulated, hermetically housed optical components 1'. The step of singulating 240 can be carried out, for example, by sawing or by laser separation.

Das Verfahren 200 zur Herstellung eines gehäusten strahlungsemittierenden Bauelementes 1 kann beispielsweise auf Waferebene durchgeführt werden kann, wobei das Anordnen und hermetische Bonden 230 der Substrate 2, 20', d.h. des Bauelementesubstrats 2 und des geformten Abdeckungssubstrats 20', unter der vorgegebenen Atmosphäre erfolgt. So kann sichergestellt werden, dass das Gehäuse 2, 20' bzw. dessen Innenvolumen 30 völlig frei von organischen Substanzen oder Wasserdampf ist, so dass die Lebensdauer der optoelektronischen Bauelemente 1, wie z.B. Leuchtdioden bzw. Laserdioden, nicht beeinträchtigt wird. In der Kavität 30 befindet sich beispielsweise trockene Luft (= reaktive Atmosphäre), Stickstoff oder eine andere Art inerte Atmosphäre, aber auch ein Unterdruck oder gar ein vollständiges Vakuum kann prinzipiell eingestellt werden und zusätzlich durch Einbringung besonderer Getterschichten 4 auch über lange Zeiträume erhalten werden. Als Vakuum kann ein reduzierter atmosphärischer Druck (Unterduck) in der Kavität 30 von etwa 100 Torr, 50 Torr, 5 Torr oder 1 Torr oder darunterliegende Druckwerte angesehen werden. Die Kavität 30 kann auch gegenüber dem Eindringen von Wasserdampf hermetisch dicht ausgebildet sein.The method 200 for producing a housed radiation-emitting component 1 can be carried out, for example, at wafer level, with the arrangement and hermetic bonding 230 of the substrates 2, 20', i.e. the component substrate 2 and the shaped cover substrate 20', taking place under the predetermined atmosphere. This ensures that the housing 2, 20' or its internal volume 30 is completely free of organic substances or water vapor, so that the service life of the optoelectronic components 1, such as light-emitting diodes or laser diodes, is not impaired. The cavity 30 contains, for example, dry air (= reactive atmosphere), nitrogen or another type of inert atmosphere, but a negative pressure or even a complete vacuum can also be set in principle and can also be maintained over long periods of time by introducing special getter layers 4. A reduced atmospheric pressure (underpressure) in the cavity 30 of approximately 100 Torr, 50 Torr, 5 Torr or 1 Torr or lower pressure values can be considered a vacuum. The cavity 30 can also be hermetically sealed against the ingress of water vapor.

Ferner kann zwischen dem Bauelementesubstrat 2 und dem strahlungsemittierenden Bauelement 1 ein Zwischenträger 6 für das strahlungsemittierende Bauelement 1 angeordnet ist, so dass das Bauelementesubstrat 2 das strahlungsemittierende Bauelement 1 mittelbar (= über den Zwischenträger 6) trägt. Bei dem Ausführungsformen ist das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1' derart ausgeführt, dass eine Leiterbahn 7 zum elektrischen Anbinden des strahlungsemittierenden Bauelements 1 seitens des Bauelementesubstrats 2 angeordnet ist und die Leiterbahn 7 zwischen dem Deckelsubstrat 20' und dem Bauelementesubstrat 2 aus der Kavität 30, z.B. seitlich, und/oder nach unten herausgeführt ist. Dazu kann beispielsweise eine TSV- und/oder TGV-Anordnung 7-1 (Through silicon vias (TSV) oder Through Glass Via (TGV)) eingesetzt werden.Furthermore, an intermediate carrier 6 for the radiation-emitting component 1 can be arranged between the component substrate 2 and the radiation-emitting component 1, so that the component substrate 2 carries the radiation-emitting component 1 indirectly (= via the intermediate carrier 6). In the embodiments, the housed radiation-emitting component 1' is designed such that a conductor track 7 for electrically connecting the radiation-emitting component 1 is arranged on the side of the component substrate 2 and the conductor track 7 is led out of the cavity 30, e.g. laterally, and/or downwards, between the cover substrate 20' and the component substrate 2. For this purpose, for example, a TSV and/or TGV arrangement 7-1 (through silicon vias (TSV) or through glass via (TGV)) can be used.

11 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 200-2 des erfindungsgemäßen Verfahrens 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements 1' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigt 11 eine Abfolge des Verkappungsprozesses 200-2 mit optisch aktiven Seitenfenstern 24-2 auf Waferebene bis hin zur Wafervereinzelung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Variante mit Linsen 26 in der oberen Fensterfläche 24-2, wobei das optisch aktiven Auskoppelfenster (Deckenfenster) 24-2 eine Linsengeometrie mit z.B. einer parallelen Ausrichtung zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweist, und wobei das strahlungsemittierende Bauelement 1 beispielsweise eine Abstrahlrichtung bzw. Hauptabstrahlrichtung (bei einem divergierenden Strahl) i.W. senkrecht zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweist. 11 now shows a further exemplary basic flow diagram 200-2 of the inventive method 200 for producing a hermetically packaged optical component 1' according to a further embodiment. In particular, 11 a sequence of the capping process 200-2 with optically active side windows 24-2 at wafer level up to wafer separation according to an embodiment in a variant with lenses 26 in the upper window surface 24-2, wherein the optically active coupling-out window (ceiling window) 24-2 has a lens geometry with, for example, a parallel alignment to the carrier substrate plane (xy plane), and wherein the radiation-emitting component 1 has, for example, a radiation direction or main radiation direction (in the case of a diverging beam) essentially perpendicular to the carrier substrate plane (xy plane).

Bei dem Verfahren 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements, z.B. eine optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsbauelements, werden nun folgende Schritte durchgeführt. So wird zunächst das oben beschriebene Verfahren 100 mit den beispielhaften Prozessablauf 100-6 zur Herstellung eines geformten Abdeckungssubstrats (= strukturiertes Deckelsubstrat) 20' durchgeführt. Dabei kann das geformte Abdeckungssubstrat 20' eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Deckelelementen 24 aufweisen. Ferner wird bei Schritt 220 ein Bauelementsubstrat 2, z.B. als ein Bauelement-Wafer, mit einer Mehrzahl daran angeordneter optoelektronischer Bauelemente 1 bereitgestellt. Dabei kann jeweils einem Deckelelement 24 ein optoelektronisches Bauelement 1 zugeordnet sein. Bei dem Schritt des (hermetischen) Verbindens 230 des geformten Abdeckungssubstrats 20' mit der Vielzahl von Deckelelementen 24 mit dem Bauelementesubstrat 2, das wiederum eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen 1 aufweist, wird somit eine Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' (auf Waferebene) erhalten. In the method 200 for producing a hermetically housed optical component, e.g. an optoelectronic transmitting and/or receiving component, the following steps are now carried out. First, the method 100 described above is carried out with the exemplary process sequence 100-6 for producing a shaped cover substrate (= structured lid substrate) 20'. The shaped cover substrate 20' can have a plurality or multiplicity of lid elements 24. Furthermore, in step 220, a component substrate 2, e.g. as a component wafer, with a plurality of optoelectronic components 1 arranged thereon is provided. An optoelectronic component 1 can be assigned to each lid element 24. In the step of (hermetically) connecting 230 the shaped cover substrate 20' with the plurality of cover elements 24 to the component substrate 2, which in turn has a plurality of optoelectronic components 1, a plurality of packaged optical components 1' (at wafer level) is thus obtained.

Ferner wird ein Schritt des Vereinzelns 240 der Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' durchgeführt, um vereinzelte, hermetisch gehäuste optische Bauelemente 1' zu erhalten. Der Schritt des Vereinzelns 240 kann beispielsweise durch Sägen oder durch Lasertrennung erfolgen.Furthermore, a step of singulating 240 the plurality of housed optical components 1' is carried out in order to obtain singulated, hermetically housed optical components 1'. The step of singulating 240 can be carried out, for example, by sawing or by laser separation.

12 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 200-3 des erfindungsgemäßen Verfahrens 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements 1' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigt 12 eine Abfolge des Verkappungsprozesses 200-3 mit optisch aktiven Seitenfenstern auf Waferebene bis hin zur Wafervereinzelung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Variante mit Linsen 26 in der seitlichen Fensterfläche 24-1, wobei die optisch aktiven Auskoppelfenster (Seitenfenster) 24-1 eine Linsengeometrie mit z.B. einer 90° Ausrichtung zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweisen, und wobei das strahlungsemittierende Bauelement 1 beispielsweise eine Abstrahlrichtung bzw. Hauptabstrahlrichtung (bei einem sich aufweitenden Strahl) i.W. parallel zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweist. 12 now shows a further exemplary basic flow diagram 200-3 of the inventive method 200 for producing a hermetically packaged optical component 1' according to a further embodiment. In particular, 12 a sequence of the capping process 200-3 with optically active side windows on the wafer level up to the wafer separation according to an embodiment in a variant with lenses 26 in the lateral window area 24-1, wherein the optically active coupling-out windows (side windows) 24-1 have a lens geometry with, for example, a 90° orientation to the carrier substrate plane (xy plane), and wherein the radiation-emitting component 1 has, for example, a radiation direction or main radiation direction (in the case of an expanding beam) essentially parallel to the carrier substrate plane (xy plane).

Bei dem Verfahren 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements, z.B. eine optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsbauelements, werden nun folgende Schritte durchgeführt. So wird zunächst das oben beschriebene Verfahren 100 mit den beispielhaften Prozessabläufen 100-1 ... 100-6 zur Herstellung eines geformten Abdeckungssubstrats (= strukturiertes Deckelsubstrat) 20' durchgeführt. Dabei kann das geformte Abdeckungssubstrat 20' eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Deckelelementen 24 aufweisen. Ferner wird bei Schritt 220 ein Bauelementsubstrat 2, z.B. als ein Bauelement-Wafer, mit einer Mehrzahl daran angeordneter optoelektronischer Bauelemente 1 bereitgestellt. Dabei kann jeweils einem Deckelelement 24 ein optoelektronisches Bauelement 1 zugeordnet sein. Bei dem Schritt des (hermetischen) Verbindens 230 des geformten Abdeckungssubstrats 20' mit der Vielzahl von Deckelelementen 24 mit dem Bauelementesubstrat 2, das wiederum eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen 1 aufweist, wird somit eine Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' (auf Waferebene) erhalten (= 12a).In the method 200 for producing a hermetically housed optical component, e.g. an optoelectronic transmitting and/or receiving component, the following steps are now carried out. First, the method 100 described above is carried out with the exemplary process sequences 100-1 ... 100-6 for producing a shaped cover substrate (= structured cover substrate) 20'. The shaped cover substrate 20' can have a plurality or multiplicity of cover elements 24. Furthermore, in step 220, a component substrate 2, e.g. as a component wafer, with a plurality of optoelectronic components 1 arranged thereon is provided. An optoelectronic component 1 can be assigned to each cover element 24. In the step of (hermetically) connecting 230 the shaped cover substrate 20' with the plurality of cover elements 24 to the component substrate 2, which in turn has a plurality of optoelectronic components 1, a plurality of packaged optical components 1' (at wafer level) is thus obtained (= 12a) .

Ferner wird ein Schritt des Vereinzelns 240 der Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' durchgeführt, um vereinzelte, hermetisch gehäuste optische Bauelemente 1' zu erhalten. Der Schritt des Vereinzelns 240 kann beispielsweise durch Sägen oder durch Lasertrennung erfolgen.Furthermore, a step of singulating 240 the plurality of housed optical components 1' is carried out in order to obtain singulated, hermetically housed optical components 1'. The step of singulating 240 can be carried out, for example, by sawing or by laser separation.

Bei dem Schritt des Vereinzelns 240 wird, wie bei 12b dargestellt ist, ein Zwischenbereich 20'-1 des Deckelsubstrats 20' beispielsweise mittels Sägen oder Lasertrennung abgetrennt und bei 12c von der Anordnung entfernt. Bei der Anordnung von 12c sind also die optoelektronischen Bauelementen 1 auf dem Bauelementsubstrat 2 jeweils einzeln mit einem Deckelelement 24' hermetisch gehäust.In the step of separating 240, as in 12b As shown, an intermediate region 20'-1 of the cover substrate 20' is separated, for example by sawing or laser separation, and at 12c removed from the arrangement. When arranging 12c Thus, the optoelectronic components 1 are each individually hermetically housed on the component substrate 2 with a cover element 24'.

Wie in 12d-f beispielhaft dargestellt ist, kann der Schritt des Vereinzelns 240 der Vielzahl von gehäusten optoelektronischen Bauelementen 1' in unterschiedliche Teilprozessabläufe aufgeteilt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1' nun derart ausgeführt sein, dass dem optischen Auskoppelfenster (optisches Seitenfenster) 24-1 seitens des Bauelementsubstrats 2 eine optische Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Element 8-1 vorgelagert ist, so dass das optische Auskoppelfenster 24-1 zwischen der optischen Bank 8 und dem strahlungsemittierenden Bauelement (optoelektronischen Bauelement) 1 angeordnet ist.

  1. 1. Alternative - Prozessfolge gemäß 12a-b-c-d-f: Wie bei 12d beispielhaft dargestellt ist, können die gehäusten, optoelektronischen Bauelemente 1' vereinzelt werden, um die vereinzelten, hermetisch gehäusten, optoelektronischen Bauelemente 1' zu erhalten. Gemäß der ersten Alternative werden nun an den vereinzelten Bauelementsubstraten 2' jeweils (zumindest) eine optische Bank 8 vorgelagert zu dem optischen Auskoppelfenster 24-1, d.h. außerhalb des Gehäuses 5 mit dem strahlungsemittierenden Bauelement (optoelektronischen Bauelement) 1, angeordnet. Somit wird die in 12f dargestellte Anordnung der vereinzelten, hermetisch gehäusten optischen Bauelementen 1' mit der vorgelagerten optischen Bank 8 auf dem Bauelementsubstrat 8 erhalten.
  2. 2. Alternative - Prozessfolge gemäß 12a-b-c-e-f: Wie bei 12c beispielhaft dargestellt ist, werden die einzeln gehäusten, optoelektronischen Bauelemente 1' auf dem gemeinsamen Bauelementsubstrat 2 erhalten. Gemäß der zweiten Alternative wird nun an dem Bauelementsubstrat 2 jeweils (zumindest) eine optische Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Element 8-1 vorgelagert zu dem optischen Auskoppelfenster 24-1, d.h. außerhalb des Gehäuses 5 mit dem strahlungsemittierenden Bauelement (optoelektronischen Bauelement) 1, angeordnet, wie dies in 21e dargestellt ist. Wie bei 21f beispielhaft dargestellt ist, werden nun die gehäusten, optoelektronischen Bauelemente 1' vereinzelt, um die vereinzelten, hermetisch gehäusten, optoelektronischen Bauelemente 1' zu erhalten. Somit wird wieder die in 12f dargestellte Anordnung der vereinzelten, hermetisch gehäusten optischen Bauelementen 1' mit der vorgelagerten optischen Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Element 8-1 auf dem Bauelementsubstrat 8 erhalten.
As in 12d -f is shown by way of example, the step of isolating 240 the plurality of housed optoelectronic components 1' can be divided into different sub-process sequences. According to one embodiment, the housed radiation-emitting component 1' can now be designed such that an optical bench 8 with the additional optical element 8-1 is arranged in front of the optical coupling-out window (optical side window) 24-1 on the component substrate 2, so that the optical coupling-out window 24-1 is arranged between the optical bench 8 and the radiation-emitting component (optoelectronic component) 1.
  1. 1st alternative - process sequence according to 12a -bcdf: As with 12d As shown by way of example, the housed optoelectronic components 1' can be separated in order to obtain the separated, hermetically housed optoelectronic components 1'. According to the first alternative, (at least) one optical bench 8 is arranged on the separated component substrates 2' in front of the optical coupling-out window 24-1, ie outside the housing 5 with the radiation-emitting component (optoelectronic component) 1. Thus, the 12f illustrated arrangement of the individual, hermetically packaged optical components elements 1' with the upstream optical bench 8 on the component substrate 8.
  2. 2nd alternative - process sequence according to 12a -bcef: As with 12c As shown by way of example, the individually housed optoelectronic components 1' are obtained on the common component substrate 2. According to the second alternative, (at least) one optical bench 8 with the additional optical element 8-1 is arranged on the component substrate 2 in front of the optical coupling-out window 24-1, ie outside the housing 5 with the radiation-emitting component (optoelectronic component) 1, as shown in 21e As with 21f As shown by way of example, the housed optoelectronic components 1' are now separated in order to obtain the separated, hermetically housed optoelectronic components 1'. Thus, the 12f illustrated arrangement of the isolated, hermetically housed optical components 1' with the upstream optical bench 8 with the additional optical element 8-1 on the component substrate 8 is obtained.

Die 12a-f zeigen also eine Abfolge eines Verkappungsprozesses mit optisch aktiven Seitenfenstern 24-1 auf Waferebene bis hin zur Wafer-Vereinzelung. Das Trägersubstrat 2 ist mit einer optischen Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Element 8-1 ausgestattet. Fügeprozesse mit hohen Temperaturanforderungen werden zuerst auf dem Trägersubstrat durchgeführt. Die Verkappung wird auf Waferebene mit einem Glaskappenwafer ausgeführt. Der Standardablauf erfolgt von 12a-c, wobei eine Verzweigung der Prozessabfolge durch Substratvereinzelung in 12a-b-c-e-f (1. Alternative) oder 12a-b-c-d-f (2. Alternative). Hier verzweigt der Prozessfluss: Die Abfolge a-b-c-d-f zeigt die Optikmontage auf der optischen Bank 8 im Fall der vorgelagerten Wafervereinzelung, während die Abfolge a-b-c-e-f die Optikmontage auf der optischen Bank 8 im Fall der nachgelagerten Wafervereinzelung zeigt. Optional sind neben den Halbleiter-Emittern 1 auch Monitordioden 1-2 zur Überwachung der Laserleistung, Linsen oder andere optische Elemente innerhalb des hermetischen Gehäuses 5 montiert, z.B. aufgelötet. Die zusätzlichen optischen Elemente 8-1 sind auf der offenen optischen Bank durch Klebstoff montiert.The 12a -f thus show a sequence of a capping process with optically active side windows 24-1 at wafer level up to wafer separation. The carrier substrate 2 is equipped with an optical bench 8 with the additional optical element 8-1. Joining processes with high temperature requirements are first carried out on the carrier substrate. The capping is carried out at wafer level with a glass cap wafer. The standard procedure is carried out from 12a -c, where a branching of the process sequence by substrate separation in 12a -bcef (1st alternative) or 12a -bcdf (2nd alternative). The process flow branches here: The sequence abcdf shows the optics assembly on the optical bench 8 in the case of upstream wafer separation, while the sequence abcef shows the optics assembly on the optical bench 8 in the case of downstream wafer separation. In addition to the semiconductor emitters 1, monitor diodes 1-2 for monitoring the laser power, lenses or other optical elements are optionally mounted within the hermetic housing 5, e.g. soldered on. The additional optical elements 8-1 are mounted on the open optical bench using adhesive.

Die für die Strahlkollimation und Strahlkombination notwendigen optischen Funktionen können auf einer offenen, angeschlossenen optischen Bank 8 außerhalb des hermetischen Gehäuses 5 integriert bzw. angeordnet sein.The optical functions necessary for beam collimation and beam combination can be integrated or arranged on an open, connected optical bench 8 outside the hermetic housing 5.

12f zeigt somit eine verteilte Anordnung der optischen Elemente 8, 26, wobei ein Teil der optischen Funktionen als Teil des hermetisch verschlossenen Gehäuses 5 in dem Glasdeckel 20' als die Linsenelemente 26 aufgebaut ist. Hierzu werden vorzugsweise organikfreie Verbindungstechniken auf Basis von Weichloten eingesetzt. Weitere notwendige optische Elemente 8-1 sind auf der angeschlossenen optischen Bank 8 aufgebaut. 12f thus shows a distributed arrangement of the optical elements 8, 26, with some of the optical functions being constructed as part of the hermetically sealed housing 5 in the glass cover 20' as the lens elements 26. For this purpose, organic-free connection techniques based on soft solder are preferably used. Other necessary optical elements 8-1 are constructed on the connected optical bench 8.

12a-f zeigt ferner beispielhaft eine Ausführungsform, bei der das Bauelementesubstrat 2, in diesem Fall z.B. ein Siliziumträgerchip, im Bereich der Optiken 8 (optischen Bank) durch Ätzen um eine Absenkhöhe „Δz“ abgesenkt wurde, um dadurch mehr vertikalen Bauraum für die Optiken 8 zu schaffen. Dabei können die Optiken 8 mittels Klebeverbindungen als die optischen Bank 8 auf dem Bauelementsubstrat 2 angeordnet sein. Wie in 12f dargestellt ist, liegt die Ebene der optischen Bank 8 auf einer anderen, (vertikal) niedrigeren Höhenebene als die Montageebene für die Laserdioden 1 bzw. dem Versiegelungsrahmen 3. 12a -f also shows an example of an embodiment in which the component substrate 2, in this case e.g. a silicon carrier chip, was lowered in the area of the optics 8 (optical bench) by etching by a lowering height “Δz” in order to thereby create more vertical installation space for the optics 8. The optics 8 can be arranged as the optical bench 8 on the component substrate 2 by means of adhesive connections. As in 12f As shown, the plane of the optical bench 8 is located on a different, (vertically) lower height plane than the mounting plane for the laser diodes 1 or the sealing frame 3.

Die Ebene der optischen Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Element 8-1 kann auch gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auf einer anderen, vertikal höheren Höhenebene liegen als die Montageebene für die Laserdioden 1 bzw. dem Versiegelungsrahmen 3. Auch eine erhöhte Montageebene kann im Trägerwafer gebildet werden (z.B. als eine Mesastruktur).According to further embodiments, the plane of the optical bench 8 with the additional optical element 8-1 can also be located on a different, vertically higher height plane than the mounting plane for the laser diodes 1 or the sealing frame 3. A raised mounting plane can also be formed in the carrier wafer (e.g. as a mesa structure).

13 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 200-4 des erfindungsgemäßen Verfahrens 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements 1' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigt 12 eine Abfolge des Verkappungsprozesses 200-4 mit optisch aktiven Seitenfenstern auf Waferebene bis hin zur Wafervereinzelung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Variante mit Linsen 26 in der seitlichen Fensterfläche 24-1, wobei die optisch aktiven Auskoppelfenster (Seitenfenster) 24-1 eine Linsengeometrie mit z.B. einer 90° Ausrichtung zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweisen, und wobei das strahlungsemittierende Bauelement 1 beispielsweise eine Abstrahlrichtung bzw. Hauptabstrahlrichtung (bei einem divergierenden Strahl) i.W. parallel zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweist. 13 now shows a further exemplary basic flow diagram 200-4 of the inventive method 200 for producing a hermetically packaged optical component 1' according to a further embodiment. In particular, 12 a sequence of the capping process 200-4 with optically active side windows on the wafer level up to the wafer separation according to an embodiment in a variant with lenses 26 in the lateral window area 24-1, wherein the optically active coupling-out windows (side windows) 24-1 have a lens geometry with, for example, a 90° orientation to the carrier substrate plane (xy plane), and wherein the radiation-emitting component 1 has, for example, a radiation direction or main radiation direction (in the case of a diverging beam) essentially parallel to the carrier substrate plane (xy plane).

Bei dem Verfahren 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements, z.B. eine optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsbauelements, werden nun folgende Schritte durchgeführt. So wird zunächst das oben beschriebene Verfahren 100 mit den beispielhaften Prozessabläufen 100-1 ... 100-6 zur Herstellung eines geformten Abdeckungssubstrats (= strukturiertes Deckelsubstrat) 20' durchgeführt, wobei das geformte Abdeckungssubstrats 20' vereinzelt wird, um vereinzelte Deckelelemente 24' zu erhalten und diese für den nachfolgenden Bond-Schritt bereitzustellen. Somit kann das geformte Abdeckungssubstrat 20' jeweils ein vereinzeltes Deckelelement 24' aufweisen. Ferner wird bei Schritt 220 ein Bauelementsubstrat 2, z.B. als ein Bauelement-Wafer, mit einer Mehrzahl daran angeordneter optoelektronischer Bauelemente 1 bereitgestellt. Dabei kann jeweils einem optoelektronischen Bauelement 1 auf dem Bauelementsubstrat 2 (Bauelementwafer) ein vereinzeltes Deckelelement 24' zugeordnet sein. Bei dem Schritt des (hermetischen) Verbindens 230 werden also die vereinzelten Deckelelemente 24' des geformten Abdeckungssubstrats 20' mit dem Bauelementesubstrat 2, das eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen 1 aufweist, verbunden, um die optolektronischen Bauelemente hermetisch zu häusen, und um somit eine Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' auf dem Bauelementsubstrat 2 erhalten.In the method 200 for producing a hermetically housed optical component, e.g. an optoelectronic transmitting and/or receiving component, the following steps are now carried out. First, the method 100 described above is carried out with the exemplary process sequences 100-1 ... 100-6 for producing a shaped cover substrate (= structured cover substrate rat) 20', wherein the formed cover substrate 20' is separated in order to obtain separated cover elements 24' and to provide these for the subsequent bonding step. Thus, the formed cover substrate 20' can each have a separated cover element 24'. Furthermore, in step 220, a component substrate 2, e.g. as a component wafer, with a plurality of optoelectronic components 1 arranged thereon is provided. In this case, an separated cover element 24' can be assigned to each optoelectronic component 1 on the component substrate 2 (component wafer). In the step of (hermetic) bonding 230, the isolated cover elements 24' of the molded cover substrate 20' are bonded to the component substrate 2, which has a plurality of optoelectronic components 1, in order to hermetically house the optoelectronic components and thus to obtain a plurality of housed optical components 1' on the component substrate 2.

Ferner wird ein Schritt des Vereinzelns 240 der Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' durchgeführt, um vereinzelte, hermetisch gehäuste optische Bauelemente 1' zu erhalten. Der Schritt des Vereinzelns 240 kann beispielsweise durch Sägen oder durch Lasertrennung erfolgen.Furthermore, a step of singulating 240 the plurality of housed optical components 1' is carried out in order to obtain singulated, hermetically housed optical components 1'. The step of singulating 240 can be carried out, for example, by sawing or by laser separation.

Bei dem Prozessablauf 200-4 von 13 erfolgt also eine Einzelverkappung der optoelektronischen Bauelemente 1 mit den vereinzelten Deckelelementen 24', wobei gegenüber dem Prozessablauf 200-4 von 12 eine Entfernung eines Mittelabschnitt 20'-1 des Deckelsubstrats 20' nicht erforderlich ist. Wie bei 13c beispielhaft dargestellt ist, werden die einzeln gehäusten, optoelektronischen Bauelemente 1' auf dem gemeinsamen Bauelementsubstrat 2 erhalten.In process flow 200-4 of 13 Thus, the optoelectronic components 1 are individually capped with the individual cover elements 24', whereby compared to the process sequence 200-4 of 12 a removal of a central portion 20'-1 of the cover substrate 20' is not necessary. As with 13c As shown by way of example, the individually housed optoelectronic components 1' are maintained on the common component substrate 2.

Wie in 13d-f beispielhaft dargestellt ist, kann der Schritt des Vereinzelns 240 der Vielzahl von gehäusten optoelektronischen Bauelementen 1' in unterschiedliche Teilprozessabläufe aufgeteilt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das gehäuste strahlungsemittierende Bauelement 1' nun derart ausgeführt sein, dass dem optischen Auskoppelfenster (optisches Seitenfenster) 24-1 seitens des Bauelementsubstrats 2 eine optische Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Element 8-1 vorgelagert ist, so dass das optische Auskoppelfenster 24-1 zwischen der optischen Bank 8 und dem strahlungsemittierenden Bauelement (optoelektronischen Bauelement) 1 angeordnet ist.As in 13d -f is shown by way of example, the step of isolating 240 the plurality of housed optoelectronic components 1' can be divided into different sub-process sequences. According to one embodiment, the housed radiation-emitting component 1' can now be designed such that an optical bench 8 with the additional optical element 8-1 is arranged in front of the optical coupling-out window (optical side window) 24-1 on the component substrate 2, so that the optical coupling-out window 24-1 is arranged between the optical bench 8 and the radiation-emitting component (optoelectronic component) 1.

Die obige Beschreibung des Prozessablaufs 200-3 hinsichtlich der 12d-f ist mit den unterschiedlichen Alternativen ist gleichermaßen und entsprechend auch den Prozessablauf 200-4 in der 13d-f anwendbar.The above description of the process flow 200-3 regarding the 12d -f is with the different alternatives is equally and accordingly also the process flow 200-4 in the 13d -f applicable.

Die 13a-f zeigt also eine Abfolge eines Verkappungsprozesses mit optisch aktiven Seitenfenstern 24-1 auf Waferebene bis hin zur Wafer-Vereinzelung. Das Trägersubstrat 2 ist mit einer optischen Bank 8 ausgestattet. Fügeprozesse mit hohen Temperaturanforderungen werden zuerst auf dem Trägersubstrat durchgeführt. Die Verkappung wird auf Waferebene durch einzelne Glaskappen ausgeführt. Der Standardablauf erfolgt von 13a-c, wobei eine Verzweigung der Prozessabfolge durch Substratvereinzelung in 13a-b-c-e-f (1. Alternative) oder 13a-b-c-d-f (2. Alternative). Hier verzweigt der Prozessfluss: Die Abfolge a-b-c-d-f zeigt die Optikmontage auf der optischen Bank 8 im Fall der vorgelagerten Wafervereinzelung, während die Abfolge a-b-c-e-f die Optikmontage auf der optischen Bank 8 im Fall der nachgelagerten Wafervereinzelung zeigt. Optional sind neben den Halbleiter-Emittern 1 auch Monitordioden 1-2 zur Überwachung der Laserleistung, Linsen oder andere optische Elemente innerhalb des hermetischen Gehäuses 5 montiert, z.B. aufgelötet. Zusätzliche optische Elemente 8-1 sind auf der offenen optischen Bank durch Klebstoff montiert. Der Fall gilt auch, wenn die Kappen zwar einzeln aufgesetzt werden, aber alle gemeinsam in einem Fügeprozessschritt hermetisch mit dem Trägersubstrat gefügt werden.The 13a -f thus shows a sequence of a capping process with optically active side windows 24-1 at wafer level up to wafer separation. The carrier substrate 2 is equipped with an optical bench 8. Joining processes with high temperature requirements are first carried out on the carrier substrate. The capping is carried out at wafer level by means of individual glass caps. The standard procedure is carried out from 13a -c, where a branching of the process sequence by substrate separation in 13a -bcef (1st alternative) or 13a -bcdf (2nd alternative). The process flow branches here: The sequence abcdf shows the optics assembly on the optical bench 8 in the case of upstream wafer separation, while the sequence abcef shows the optics assembly on the optical bench 8 in the case of downstream wafer separation. In addition to the semiconductor emitters 1, monitor diodes 1-2 for monitoring the laser power, lenses or other optical elements are optionally mounted within the hermetic housing 5, e.g. soldered on. Additional optical elements 8-1 are mounted on the open optical bench using adhesive. This also applies if the caps are put on individually, but are all hermetically joined to the carrier substrate together in one joining process step.

14 zeigt nun ein weiteres beispielhaftes prinzipielles Ablaufdiagramm 200-5 des erfindungsgemäßen Verfahrens 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements 1' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigt 14 eine Abfolge eines Einzelverkappungsprozesses 200-5 mit optisch aktiven Seitenfenstern 24-1. Diese Vorrichtung wird aus vereinzelten Trägersubstraten 2' und Glaskappen 24' auf Einzelsubstratebene erzeugt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die optisch aktiven Auskoppelfenster (Seitenfenster) 24-1 mit einer Linsengeometrie in z.B. einer 90° Ausrichtung zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) angeordnet, wobei das strahlungsemittierende Bauelement 1 beispielsweise eine Abstrahlrichtung bzw. Hauptabstrahlrichtung (bei einem sich aufweitenden Strahl) i.W. parallel zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweist. 14 now shows a further exemplary basic flow diagram 200-5 of the inventive method 200 for producing a hermetically packaged optical component 1' according to a further embodiment. In particular, 14 a sequence of an individual capping process 200-5 with optically active side windows 24-1. This device is produced from individual carrier substrates 2' and glass caps 24' on the individual substrate level. According to one embodiment, the optically active coupling-out windows (side windows) 24-1 are arranged with a lens geometry in, for example, a 90° alignment to the carrier substrate plane (xy plane), wherein the radiation-emitting component 1 has, for example, a radiation direction or main radiation direction (with an expanding beam) essentially parallel to the carrier substrate plane (xy plane).

Bei dem Verfahren 200 zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements, z.B. eine optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsbauelements, werden nun folgende Schritte durchgeführt. So wird zunächst das oben beschriebene Verfahren 100 mit den beispielhaften Prozessabläufen 100-1 ... 100-6 zur Herstellung eines geformten Abdeckungssubstrats (= strukturiertes Deckelsubstrat) 20' durchgeführt. Dabei kann das geformte Abdeckungssubstrat 20' ein einzelnes oder vereinzeltes Deckelelement 24' aufweisen oder auch eine Mehrzahl bzw. eine Vielzahl von Deckelelementen 24 in dem geformten Abdeckungssubstrat 20' bereitgestellt werden. Ferner wird bei Schritt 220 ein Bauelementsubstrats mit einem daran angeordneten, optoelektronischen Bauelement (Sende- und/oder Empfangsbauelement) bereitgestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Bauelementsubstrat mit einem einzelnen optoelektronischen Bauelement oder einem Bauelementsubstrats als ein Bauelement-Wafer mit einer Mehrzahl daran angeordneter optoelektronischer Bauelemente (z.B. Halbleiterlichtquellen oder Photodetektoren) bereitgestellt werden.In the method 200 for producing a hermetically housed optical component, e.g. an optoelectronic transmitting and/or receiving component, the following steps are now carried out. Firstly, the method 100 described above is carried out with the exemplary process sequences 100-1 ... 100-6 for producing a shaped cover substrate (= structured cover substrate) 20'. The shaped cover substrate 20' can be a single or combined individual cover element 24' or a plurality or a multiplicity of cover elements 24 are provided in the molded cover substrate 20'. Furthermore, in step 220, a component substrate with an optoelectronic component (transmitting and/or receiving component) arranged thereon is provided. According to one embodiment, a component substrate with a single optoelectronic component or a component substrate as a component wafer with a plurality of optoelectronic components (eg semiconductor light sources or photodetectors) arranged thereon can be provided.

Bei dem Schritt des (hermetischen) Verbindens 230 des geformten Abdeckungssubstrats 20' z.B. mit der Vielzahl von Deckelelementen 24' mit dem Bauelementesubstrat 2, das wiederum z.B. eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen 1 aufweist, werden somit die gehäusten, optischen Bauelementen 1' erhalten.In the step of (hermetically) connecting 230 the shaped cover substrate 20', e.g. with the plurality of cover elements 24', to the component substrate 2, which in turn has e.g. a plurality of optoelectronic components 1, the housed optical components 1' are thus obtained.

Wie in 14a beispielhaft dargestellt ist, wird bei dem Schritt des (hermetischen) Verbindens 230 des geformten Abdeckungssubstrats 20' mit dem Bauelementesubstrat 2 das geformte Abdeckungssubstrat 20' bzw. die Fensterkappe 24' auf das Bauelementsubstrat 2' (= Trägersubstrat) mit vormontierten und kontaktierten Halbleiter-Emittern (oder HalbleiterDetektoren) 1 aufgesetzt und verbunden. Optional kann eine Monitordiode 1-2 in diesem Fall exemplarisch für eine integrierte optische Sensorik vorgesehen sein.As in 14a As shown by way of example, in the step of (hermetically) connecting 230 the shaped cover substrate 20' to the component substrate 2, the shaped cover substrate 20' or the window cap 24' is placed on the component substrate 2' (= carrier substrate) with pre-assembled and contacted semiconductor emitters (or semiconductor detectors) 1 and connected. Optionally, a monitor diode 1-2 can be provided in this case as an example for an integrated optical sensor system.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann nun an dem Bauelementsubstrat 2' eine optische Bank 8 mit einem zusätzlichen optischen Element 8-1 vorgelagert zu dem optischen Auskoppelfenster 24-1, d.h. außerhalb des Gehäuses 5 mit dem strahlungsemittierenden Bauelement (optoelektronischen Bauelement) 1, angeordnet werden. Es kann also eine Montage von Linsen 8-1 auf der optischen Bank 8 desselben Trägersubstrates 2' außerhalb der Glaskappe 24' erfolgen, wie dies beispielhaft in 14b dargestellt ist.According to one embodiment, an optical bench 8 with an additional optical element 8-1 can now be arranged on the component substrate 2' in front of the optical coupling-out window 24-1, ie outside the housing 5 with the radiation-emitting component (optoelectronic component) 1. Lenses 8-1 can therefore be mounted on the optical bench 8 of the same carrier substrate 2' outside the glass cap 24', as is shown by way of example in 14b is shown.

Wie nun in 14c beispielhaft dargestellt ist, kann optional ein Gehäuseelement oder zusätzliches Deckelelement 68 mit einem Fensterbereich 68-1 vorgesehen werden, das (z.B. nicht hermetisch) mit dem Bauelementsubstrat 2' gefügt ist, um das in dem Gehäuse 5 untergebrachte optoelektronische Bauelement 1' nach außen abzuschließen.As now in 14c As shown by way of example, a housing element or additional cover element 68 with a window region 68-1 can optionally be provided, which is joined (eg not hermetically) to the component substrate 2' in order to seal off the optoelectronic component 1' accommodated in the housing 5 from the outside.

In 14d ist die resultierende Anordnung mit angedeuteten Lichtstrahlen L1, L2 beispielhaft dargestellt. Hier misst beispielsweise eine integrierte Monitordiode 1-2 die Strahlleistung L2 einer kantenemittierenden Laserdiode 1 mit dem ausgekoppelten Lichtstrahl L1.In 14d the resulting arrangement is shown as an example with indicated light beams L 1 , L 2 . Here, for example, an integrated monitor diode 1-2 measures the beam power L 2 of an edge-emitting laser diode 1 with the coupled-out light beam L 1 .

Somit zeigt 14 eine Abfolge eines Einzelverkappungsprozesses 200-5 mit optisch aktiven Seitenfenstern 24-1. Diese Vorrichtung wird aus vereinzelten Trägersubstraten 2' und Glaskappen 24' auf Einzelsubstratebene erzeugt.Thus, 14 a sequence of a single capping process 200-5 with optically active side windows 24-1. This device is produced from individual carrier substrates 2' and glass caps 24' at the single substrate level.

Die Prozessabfolge 200-5 von 14 ist auch auf den Fall anwendbar, falls auf dem Bauelementsubstrat 2 eine Vielzahl von gehäusten optoelektronischen Bauelementen 1' angeordnet sind, wobei dann ferner optional noch der Schritt des Vereinzelns 240 der Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen 1' durchgeführt werden kann, um die vereinzelten, hermetisch gehäusten optischen Bauelemente 1' zu erhalten. The process sequence 200-5 of 14 is also applicable to the case where a plurality of housed optoelectronic components 1' are arranged on the component substrate 2, wherein the step of singulating 240 the plurality of housed optical components 1' can then optionally also be carried out in order to obtain the singulated, hermetically housed optical components 1'.

Ausführungsbeispiele beschreiben somit ein Verfahren 200 zur hermetisch dichten Gehäusung von strahlungsemittierenden und strahlungsnachweisenden Bauelementen 1, also beispielsweise Laserdioden oder LEDs und PIN-Dioden, APD, SPAD, Silicon Photomultiplier, das mit WLP-IVA (wafer level packages - with integrated vertical optical apertures) bezeichnet werden kann. Günstig kann dabei insbesondere der optische Fensterbereich 24-1, 24-2 sein, der eine zum Trägersubstrat 2' laterale bis vertikale Strahlaus- und Einkopplung erlaubt. Der optische Fensterbereich 24-1, 24-2 mit einer Linse 26 ist im Sinne der vorliegenden Beschreibung durch einen Einfluss auf die Strahlausbreitung ausgezeichnet, so das eine zusätzlich auf den Strahl aufgeprägte Richtungsänderung beim Durchgang durch das Fenster sich im Bereich größer 6° bewegt. Fensterbereiche mit einer reflektierenden Spiegelbeschichtung 65 sind im Sinne der vorliegenden Beschreibung zur Grundebene des Deckelsubstrats 20' geneigte, plane und gewölbte Flächen zur Strahlablenkung und Strahlfokussierung. Linsen 26 im Sinnes der vorliegenden Beschreibung sind passiv abbildende Elemente z.B. uniaxiale Zylinder-Linsen, rotationssymmetrische Sammellinsen und Freiform-Linsen.Embodiments thus describe a method 200 for the hermetically sealed housing of radiation-emitting and radiation-detecting components 1, for example laser diodes or LEDs and PIN diodes, APD, SPAD, silicon photomultiplier, which can be referred to as WLP-IVA (wafer level packages - with integrated vertical optical apertures). The optical window region 24-1, 24-2, which allows a lateral to vertical beam coupling and coupling to the carrier substrate 2', can be particularly advantageous. The optical window region 24-1, 24-2 with a lens 26 is characterized in the sense of the present description by an influence on the beam propagation, so that an additional change in direction impressed on the beam when passing through the window moves in the range greater than 6°. Window areas with a reflective mirror coating 65 are, in the sense of the present description, flat and curved surfaces inclined to the base plane of the cover substrate 20' for beam deflection and beam focusing. Lenses 26 in the sense of the present description are passively imaging elements, e.g. uniaxial cylinder lenses, rotationally symmetrical converging lenses and free-form lenses.

Die Montage der Laserdioden 1, 1A und ggfs. weiterer optischer Elemente und Photodetektoren 1-2 kann beispielsweise auf einem Halbleiterwafer als Substrat, beispielsweise einem Siliziumwafer, erfolgen und der Verkappungsprozess kann für alle bis zu diesem Schritt montierten Bauelemente auf dem Substrat zusammen durch Aufbonden eines Deckelsubstrates mit Fensterbereichen zumeist mit einer gleichartigen Anordnung durchgeführt werden. Sofern zusätzliche optische Elemente 8-1 auf einer optischen Bank 8 montiert werden sollen geschieht dieser Schritt vorzugsweise nach dem Trennen des Deckelsubstrates, wodurch die Bereiche der optischen Bank für die Montage frei zugänglich werden. Aus Gründen der Anlagentechnik, der Ausbeuteanhebung und auch um den Wärmeeintrag gering zu halten kann eine Einzelverkappung durch das Aufsetzen und Versiegeln einzelner (vorvermessener) Glasdeckel realisiert werden. Die optische Bank 8 bleibt so exponiert und kann direkt mit weiteren optischen Elementen 8-1 bestückt werden. Erst danach erfolgt für beide Prozessvarianten das Trennen bzw. Vereinzeln des Trägersubstrats in einzelne Chips, genauer in einzelne Bauelemente.The assembly of the laser diodes 1, 1A and possibly further optical elements and photodetectors 1-2 can be carried out, for example, on a semiconductor wafer as a substrate, for example a silicon wafer, and the capping process can be carried out for all components assembled up to this step on the substrate together by bonding a cover substrate with window areas, usually with a similar arrangement. If additional optical elements 8-1 are to be mounted on an optical bench 8, this step preferably takes place after separating the cover substrate, whereby the areas of the optical bench are freely accessible for assembly. For reasons of system technology, increasing yield and also in order to keep the heat input low, individual capping can be carried out by bonding placing and sealing individual (pre-measured) glass covers. The optical bench 8 remains exposed and can be directly equipped with further optical elements 8-1. Only then is the carrier substrate separated or separated into individual chips, or more precisely into individual components, for both process variants.

Alternativ kann die Montage der Laserdioden auf einem Einzelstück eines bereits vereinzelten Halbleiterwafers, hier als Einzelsubstrat benannt, beispielsweise einem ausgesägten Chip aus einem Trägerwafer, erfolgen und der Verkappungsprozess kann für die montierten Bauelemente auf dem Einzelsubstrat durch Aufbonden eines bereits aus einem Deckelsubstrat vereinzelten Glasdeckels mit mindestens einem optischen Fenster erfolgen.Alternatively, the laser diodes can be mounted on a single piece of an already separated semiconductor wafer, referred to here as a single substrate, for example a sawn-out chip from a carrier wafer, and the encapsulation process for the mounted components on the single substrate can be carried out by bonding a glass cover with at least one optical window that has already been separated from a cover substrate.

15 zeigt nun eine beispielhafte Ausführungsform für ein hermetisch gehäustes, optoelektronisches Bauelement 1' gemäß einem Ausführungsbeispiel, das beispielsweise mit einem oben beschriebenen Verfahren 200 hergestellt wird. 15 now shows an exemplary embodiment for a hermetically packaged optoelectronic component 1' according to an embodiment, which is manufactured, for example, using a method 200 described above.

Wie in 15 beispielhaft dargestellt ist, weist das hermetisch gehäuste, optoelektronische Bauelement 1', das z.B. mit dem Herstellungsverfahren 200 hergestellt wird, ein an dem vereinzelten Bauelementesubstrat 2' angeordneten optischen Bauelement 1, und ferner ein geformtes Abdeckungssubstrat 20' bzw. vereinzeltes Deckelelement 24' auf, das eine hermetisch abgedichtete Abdeckung bzw. Häusung 5 für das optische Bauelement 1 bereitstellt. Innerhalb der Häusung 5 ist das optische Bauelement 1 untergebracht. Das geformte Abdeckungssubstrat 20' kann ein (gewölbtes) Deckelement 24' mit einem (nach innen oder nach außen) gewölbten Seitenwandbereich 24-1 zwischen einem Deckenbereich 24-2 und einem Sockelbereich 24-3 aufweisen.As in 15 As shown by way of example, the hermetically housed optoelectronic component 1', which is produced, for example, using the production method 200, has an optical component 1 arranged on the separated component substrate 2', and furthermore a shaped cover substrate 20' or separated cover element 24', which provides a hermetically sealed cover or housing 5 for the optical component 1. The optical component 1 is housed within the housing 5. The shaped cover substrate 20' can have a (curved) cover element 24' with a (inwardly or outwardly) curved side wall region 24-1 between a ceiling region 24-2 and a base region 24-3.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Seitenwandbereich 24-1 und/oder der Deckenbereich 24-2 des Deckelelements 24 des geformten Abdeckungssubstrats 20' ein für die Sende- oder Empfangsstrahlung des optoelektronischen Bauelements 1 durchlässigen Material auf und ist zur Ein- und/oder Auskopplung elektromagnetischer Strahlung (der Sende- oder Empfangsstrahlung) vorgesehen.According to one embodiment, the side wall region 24-1 and/or the ceiling region 24-2 of the cover element 24 of the molded cover substrate 20' comprises a material that is permeable to the transmitting or receiving radiation of the optoelectronic component 1 and is provided for coupling in and/or coupling out electromagnetic radiation (the transmitting or receiving radiation).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die hermetisch abgedichtete Abdeckung 24' mit der Kavität 30 eine reaktive Atmosphäre auf und/oder die Kavität 30 enthält ausschließlich anorganische Substanzen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die hermetisch abgedichtete Abdeckung 24' mit der Kavität 30 gegenüber dem Eindringen von Wasserdampf hermetisch dicht. Bei der in 15 gezeigten Ausführungsform wird ein hermetisch versiegelter Bereich mit Versiegelung z.B. auf einer Höhenebene erzeugt, wobei eine Variante mit optischer Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Element 8-1 auf Oberflächenniveau des Trägerwafers 2' beispielhaft dargestellt ist.According to one embodiment, the hermetically sealed cover 24' with the cavity 30 has a reactive atmosphere and/or the cavity 30 contains exclusively inorganic substances. According to one embodiment, the hermetically sealed cover 24' with the cavity 30 is hermetically sealed against the ingress of water vapor. In the 15 In the embodiment shown, a hermetically sealed region is produced with sealing, for example, at a height level, wherein a variant with optical bench 8 with the additional optical element 8-1 at the surface level of the carrier wafer 2' is shown as an example.

Bei der nachfolgenden Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele des hermetisch gehäusten, optoelektronischen Bauelement 1' werden im Wesentlichen die jeweiligen Unterschiede (= alternative und/oder zusätzliche Elemente) gegenüber der Anordnung von 15 dargestellt und die daraus resultierenden technischen Effekte beschrieben. Daher kann die obige Beschreibung der 15 entsprechend auch auf die nachfolgende Beschreibung der weiteren Ausführungsbeispiele angewendet werden.In the following description of further embodiments of the hermetically packaged optoelectronic component 1', the respective differences (= alternative and/or additional elements) compared to the arrangement of 15 and the resulting technical effects are described. Therefore, the above description of the 15 can also be applied accordingly to the following description of the other embodiments.

16 zeigt nun eine weitere beispielhafte Ausführungsform für ein hermetisch gehäustes, optoelektronisches Bauelement 1' gemäß einem Ausführungsbeispiel, das beispielsweise mit einem oben beschriebenen Verfahren 200 hergestellt wird 16 now shows a further exemplary embodiment for a hermetically packaged optoelectronic component 1' according to an embodiment, which is produced, for example, using a method 200 described above

16 zeigt eine Ausführungsform, bei der beispielhaft eine tiefergelegte optische Bank 8 auf dem vereinzelten Bauelementsubstrat 2' zur Montage passiver optischer Bauelemente 8, 26 angeordnet ist. Die Ebene der optischen Bank 8 mit dem zusätzlichen optischen Element 8-1 kann auf einer anderen Höhenebene liegen als die Montageebene für die Bauelemente 1, wie z.B. Laserdioden, bzw. dem Versiegelungsrahmen. Das Bauelementsubstrat kann im Bereich der Optiken 8 (optischen Bank) z.B. durch Ätzen um eine Absenkhöhe „Δz“ abgesenkt sein. Auch eine erhöhte Montageebene kann im Trägerwafer 2' z.B. in Form einer Mesastruktur gebildet werden. 16 shows an embodiment in which, for example, a lowered optical bench 8 is arranged on the isolated component substrate 2' for mounting passive optical components 8, 26. The level of the optical bench 8 with the additional optical element 8-1 can be at a different height than the mounting level for the components 1, such as laser diodes, or the sealing frame. The component substrate can be lowered in the area of the optics 8 (optical bench), e.g. by etching, by a lowering height "Δz". A raised mounting level can also be formed in the carrier wafer 2', e.g. in the form of a mesa structure.

Innerhalb des Glasdeckels 24' werden beispielsweise keine Klebstoffe eingesetzt. Außerhalb werden Linsen, Prismen, Spiegel, Aperturen etc., z.B. als Teil der optischen Bank, vorzugsweise mit UV-Klebstoff assembliert. Es können auch mehrere optische Elemente 8-1 (Linsen, Prismen, Spiegel, Aperturen etc.) auf derselben optischen Bank 8 sein.For example, no adhesives are used inside the glass cover 24'. Outside, lenses, prisms, mirrors, apertures, etc., e.g. as part of the optical bench, are assembled preferably with UV adhesive. There can also be several optical elements 8-1 (lenses, prisms, mirrors, apertures, etc.) on the same optical bench 8.

Diese Anordnung mit lateralen Vias 7-2 kann für eine oder mehrere Bauelemente 1, z.B. Laserdioden, genutzt werden und so angeordnet werden, dass sich achsenparallele Strahlen oder sich in einem Punkt kreuzende Strahlen L1 ergeben. Zudem können die aktiven Bauelemente 1 auch über Flip-Chip-Technik elektrisch kontaktiert werden.This arrangement with lateral vias 7-2 can be used for one or more components 1, e.g. laser diodes, and can be arranged in such a way that beams L 1 that are parallel to the axis or that cross at a point are produced. In addition, the active components 1 can also be electrically contacted using flip-chip technology.

17 zeigt nun eine weitere beispielhafte Ausführungsform für ein hermetisch gehäustes, optoelektronisches Bauelement 1' gemäß einem Ausführungsbeispiel, das beispielsweise mit dem oben beschriebenen Verfahren 200 und z.B. dem Prozessablauf 100-3 des Verfahrens 100 hergestellt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des hermetisch gehäusten, optoelektronischen Bauelements 1' kann das Abdeckungssubstrat 20' optional so ausgebildet werden, dass eine Seitenwand 24-1 mit einem Linsenelement und die gegenüberliegende, schräge Seitenwand 24-1 mit einer innenseitigen Verspiegelung 65, die z.B. als ein Umlenkspiegel wirksam ist, ausgebildet ist. 17 now shows a further exemplary embodiment for a hermetically packaged optoelectronic component 1' according to an embodiment, which can be produced, for example, using the method 200 described above and eg the Process flow 100-3 of method 100. According to an embodiment of the hermetically housed optoelectronic component 1', the cover substrate 20' can optionally be designed such that a side wall 24-1 is designed with a lens element and the opposite, inclined side wall 24-1 is designed with an inner mirror coating 65, which acts as a deflection mirror, for example.

So zeigt 17 beispielsweise eine Anordnung für einen Photodetektor 1 mit angedeuteten Lichtstrahlen L1 mit einer ersten Linse 26 im Fensterbereich 24-1 des Glasdeckels 24' und einem Umlenkspiegel 65 auf der gegenüberliegenden Seite. Die Anstellwinkel sowohl des Spiegels 65 als auch der Linse 26 können in einem Winkelbereich von 0° bis 100° definiert eingestellt werden, z.B. mit dem Prozessablauf 100-3 des Verfahrens 100.. Das Trägersubstrat 2' weist hermetische laterale Metallisierungen 7 mit vertikalen Durchführungen (Vias) 7-1 auf, die sowohl für die Laserkontaktierung durch Drahtbands aber auch durch Flip-Chip-Verbindungstechniken genutzt werden können.This shows 17 for example, an arrangement for a photodetector 1 with indicated light beams L 1 with a first lens 26 in the window area 24-1 of the glass cover 24' and a deflection mirror 65 on the opposite side. The angle of attack of both the mirror 65 and the lens 26 can be set in a defined angle range from 0° to 100°, e.g. with the process sequence 100-3 of the method 100. The carrier substrate 2' has hermetic lateral metallizations 7 with vertical vias 7-1, which can be used both for laser contacting by means of wire bands and also by means of flip-chip connection techniques.

18 zeigt nun eine weitere beispielhafte Ausführungsform für ein hermetisch gehäustes, optoelektronisches Bauelement 1' gemäß einem Ausführungsbeispiel, das beispielsweise mit dem oben beschriebenen Verfahren 200 und z.B. dem Prozessablauf 100-6 des Verfahrens 100 hergestellt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des hermetisch gehäustes, optoelektronisches Bauelements 1' kann das Abdeckungssubstrat 20' optional so ausgebildet werden, dass die obere Seitenwand 24-2 mit einem Linsenelement 26 ausgebildet ist. 18 now shows a further exemplary embodiment for a hermetically packaged, optoelectronic component 1' according to an embodiment, which is produced, for example, using the method 200 described above and eg the process sequence 100-6 of the method 100. According to an embodiment of the hermetically packaged, optoelectronic component 1', the cover substrate 20' can optionally be formed such that the upper side wall 24-2 is formed with a lens element 26.

Es ist also die Linse 26 in der oberen Fensterfläche 24-2 vorgesehen, wobei das optisch aktive Auskoppelfenster (Deckenfenster) 24-2 eine Linsengeometrie mit z.B. einer parallelen Ausrichtung zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweisen, und wobei das strahlungsemittierende Bauelement 1 beispielsweise eine Abstrahlrichtung bzw. Hauptabstrahlrichtung (bei einem divergierenden Strahl) mit dem ausgekoppelten Lichtstrahl L1 i.W. senkrecht zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweist.The lens 26 is therefore provided in the upper window surface 24-2, wherein the optically active coupling-out window (ceiling window) 24-2 has a lens geometry with, for example, a parallel alignment to the carrier substrate plane (xy plane), and wherein the radiation-emitting component 1 has, for example, a radiation direction or main radiation direction (in the case of a diverging beam) with the coupled-out light beam L 1 iW perpendicular to the carrier substrate plane (xy plane).

Bei der Anordnung von 18 ermöglichen die Glaskappen 24' (unabhängig von der Geometrie der Seitenfenster 24-1) auch die optische Auskopplung bzw. Einkopplung nach oben bzw. vom Trägersubstrat 2' (z.B. vertikal) weg zeigend.When arranging 18 the glass caps 24' (independent of the geometry of the side windows 24-1) also enable optical coupling or coupling upwards or away from the carrier substrate 2' (e.g. vertically).

19 zeigt nun eine weitere beispielhafte Ausführungsform für ein hermetisch gehäustes, optoelektronisches Bauelement 1' gemäß einem Ausführungsbeispiel, das beispielsweise mit einem oben beschriebenen Verfahren 200 hergestellt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des hermetisch gehäustes, optoelektronisches Bauelements 1' kann das Abdeckungssubstrat 20' optional so ausgebildet werden, dass die obere Seitenwand 24-2 mit zwei Linsenelementen 26, 26-1 ausgebildet ist. Das optoelektronische Bauelement 1 weist beispielsweise ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement 1A, wie z.B. ein optoelektronisches Sendebauelement, und ein strahlungsempfindliches Halbleiterbauelement 1B, wie z.B. ein optoelektronisches Empfangsbauelement bzw. eine Photodiode, auf. Das erste Linsenelement 26 ist dem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement 1A zugeordnet, wobei das zweite Linsenelement 26-1 dem strahlungsempfindlichen Halbleiterbauelement 1B zugeordnet. 19 now shows a further exemplary embodiment for a hermetically housed optoelectronic component 1' according to an embodiment, which is produced, for example, using a method 200 described above. According to an embodiment of the hermetically housed optoelectronic component 1', the cover substrate 20' can optionally be designed such that the upper side wall 24-2 is formed with two lens elements 26, 26-1. The optoelectronic component 1 has, for example, a radiation-emitting semiconductor component 1A, such as an optoelectronic transmitting component, and a radiation-sensitive semiconductor component 1B, such as an optoelectronic receiving component or a photodiode. The first lens element 26 is assigned to the radiation-emitting semiconductor component 1A, wherein the second lens element 26-1 is assigned to the radiation-sensitive semiconductor component 1B.

Es ist also die Linse 26 in der oberen Fensterfläche 24-2 vorgesehen, wobei das optisch aktive Auskoppelfenster (Deckenfenster) 24-2 eine Linsengeometrie mit z.B. einer parallelen Ausrichtung zur Trägersubstratebene (x-y-Ebene) aufweisen, und wobei das strahlungsemittierende Bauelement 1A beispielsweise eine Abstrahlrichtung bzw. Hauptabstrahlrichtung (bei einem divergierenden Strahl) mit dem ausgekoppelten Lichtstrahl L1 von der Trägersubstratebene (x-y-Ebene) weg-zeigend aufweist.The lens 26 is therefore provided in the upper window surface 24-2, wherein the optically active coupling-out window (ceiling window) 24-2 has a lens geometry with, for example, a parallel alignment to the carrier substrate plane (xy plane), and wherein the radiation-emitting component 1A has, for example, a radiation direction or main radiation direction (in the case of a diverging beam) with the coupled-out light beam L 1 pointing away from the carrier substrate plane (xy plane).

19 zeigt also eine Ausführungsform, bei der weitere elektronische Komponenten in das Gehäuse 24' für den Laser 1A, also in die Kavität 30, integriert sind. Dies ist für Applikationen geeignet, wenn beispielsweise eine oder mehrere zusätzliche Photodioden 1B zur Überwachung der Leistung des strahlungsemittierenden Bauelements 17, beispielsweise des Lasers 1A, oder der Treiberschaltungen für die strahlungsemittierenden Bauelemente 1A vorgesehen werden soll. Dabei kann von dem Empfangselement 1B die von dem Objekt 70 reflektierte Strahlung erfasst werden. 19 thus shows an embodiment in which further electronic components are integrated into the housing 24' for the laser 1A, i.e. into the cavity 30. This is suitable for applications when, for example, one or more additional photodiodes 1B are to be provided for monitoring the performance of the radiation-emitting component 17, for example the laser 1A, or the driver circuits for the radiation-emitting components 1A. The radiation reflected by the object 70 can be detected by the receiving element 1B.

In der 19 sind also in der Kavität der Treiber-IC mit dem Sendelement 1A und eine Monitor-Photodiode 1B gezeigt. Bei der in 19 gezeigten Ausführungsform in der Kavität 30 des Deckelements 24' eine elektronische Treiberschaltung als Teil des Sendeelements 1A angeordnet.In the 19 The driver IC with the transmitting element 1A and a monitor photodiode 1B are shown in the cavity. 19 In the embodiment shown, an electronic driver circuit is arranged in the cavity 30 of the cover element 24' as part of the transmitting element 1A.

20 zeigt nun eine weitere beispielhafte Ausführungsform für ein hermetisch gehäustes, optoelektronisches Bauelement 1' gemäß einem Ausführungsbeispiel, das beispielsweise mit einem oben beschriebenen Verfahren 200 hergestellt wird. 20 zeigt eine Anordnung mit Mehrfachkavitäten 30 mit optischer Entkopplung. 20 now shows a further exemplary embodiment for a hermetically packaged optoelectronic component 1' according to an embodiment, which is manufactured, for example, using a method 200 described above. 20 shows an arrangement with multiple cavities 30 with optical decoupling.

Die Anordnung des gehäusten optoelektronischen Bauelements 1 von 20 unterscheidet sich lediglich dadurch von der Anordnung von 19, dass das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement 1A, wie z.B. ein optoelektronisches Sendebauelement, und das strahlungsempfindliche Halbleiterbauelement 1B, wie z.B. ein optoelektronisches Empfangsbauelement bzw. eine Photodiode, in optisch getrennten Kavitäten 30, 30' des Deckelelements 24' angeordnet sind, wobei das erste Linsenelement 26 in der Kavität 30 wieder dem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement 1A und das zweite Linsenelement 26-1 in der Kavität 30' dem strahlungsempfindlichen Halbleiterbauelement 1B zugeordnet ist.The arrangement of the packaged optoelectronic component 1 of 20 differs only in this from the arrangement of 19 that the radiation-emitting semiconductor component element 1A, such as an optoelectronic transmitting component, and the radiation-sensitive semiconductor component 1B, such as an optoelectronic receiving component or a photodiode, are arranged in optically separated cavities 30, 30' of the cover element 24', wherein the first lens element 26 in the cavity 30 is again assigned to the radiation-emitting semiconductor component 1A and the second lens element 26-1 in the cavity 30' is assigned to the radiation-sensitive semiconductor component 1B.

Das Bauelement 1 mit zwei individuellen Kavitäten 30, 30' in der Kappe 24' versehen, wobei eine optische Absorberschicht 25 die beiden Kavitäten 30, 30' des Deckelements 24' optisch trennt und optisch entkoppelt. Diese optische Entkopplung kann durch vielfältige weitere Techniken erzeugt werden: z.B. durch eine Oberflächenmetallisierung, die im Trennbereich automatisch tiefgezogen wird, durch eine dünne Oberflächenbelegung mit Silizium, das tiefgezogen und eingeschmolzen wird, durch eine nachträgliche Dünnschichtabscheidung (Metall, Metalloxide) und Strukturierung der Austrittsaperturen, durch eine dispensierte Polymerschicht mit dunkler bzw. schwarzer Färbung, etc.The component 1 is provided with two individual cavities 30, 30' in the cap 24', with an optical absorber layer 25 optically separating and optically decoupling the two cavities 30, 30' of the cover element 24'. This optical decoupling can be produced by a variety of other techniques: e.g. by surface metallization, which is automatically deep-drawn in the separation area, by a thin surface coating with silicon, which is deep-drawn and melted, by subsequent thin-film deposition (metal, metal oxides) and structuring of the exit apertures, by a dispensed polymer layer with a dark or black color, etc.

Die 10 -14 und die 15 - 20 zeigen Ausführungsformen mit vorteilhafter elektrischer Kontaktierung. Für einen besonders kompakten Aufbau des Laserdiodengehäuses 5, also des gehäusten strahlungsemittierenden Bauelements 1', ist es günstig, die elektrischen Anschlüsse 7 in Form vertikaler Durchführungen 7-1 durch das Bauelementesubstrat 2' zu führen. Auf der Rückseite können die notwendigen Anschlusspads, wie in den Figuren gezeigt, mit einer lötfähigen Metallisierung 7 versehen werden. Wenn diese Anschlussbereiche besonders flächenintensiv ausgeführt werden, so eignen diese Areale sich auch dazu, die Entwärmung des Gehäuses sicherzustellen. Ansonsten sind in den Ausführungsbeispielen das Deckelsubstrat 20', also der Glasdeckel, und das Bauelementesubstrat 2, in diesem Fall ein Siliziumchip, wieder mittels eines Bondrahmens 60, 61, 66 miteinander verbunden, so dass eine hermetische Kavität 30 für ein strahlungsemittierendes Bauelement 1, z.B. eine Laserdiode, bereitgestellt ist. Die optischen Flächen können mit einer Entspiegelung 64 (ARC=Anti Reflex Coating) versehen sein.The 10 -14 and the 15 - 20 show embodiments with advantageous electrical contacting. For a particularly compact structure of the laser diode housing 5, i.e. the housed radiation-emitting component 1', it is advantageous to lead the electrical connections 7 in the form of vertical feedthroughs 7-1 through the component substrate 2'. On the back, the necessary connection pads can be provided with a solderable metallization 7, as shown in the figures. If these connection areas are designed to be particularly surface-intensive, these areas are also suitable for ensuring the heat dissipation of the housing. Otherwise, in the exemplary embodiments, the cover substrate 20', i.e. the glass cover, and the component substrate 2, in this case a silicon chip, are again connected to one another by means of a bonding frame 60, 61, 66, so that a hermetic cavity 30 is provided for a radiation-emitting component 1, e.g. a laser diode. The optical surfaces can be provided with an anti-reflective coating 64 (ARC=Anti Reflex Coating).

Ferner können Ausführungsformen mit mehreren strahlungsemittierenden Bauelementen im selben Gehäuse gebildet werden. Dies ist ein Beispiel einer Ausführung für die Montage mehrerer Laserdioden in einem Gehäuse, z.B. einer RGB-Laserquelle. Über Zwischenträger 6 sind die z.B. drei strahlungsemittierenden Bauelemente 1 jeweils mit dem Bauelementesubstrat 2' mechanisch verbunden. So wird eine günstige Wärmeableitung erreicht. Die strahlungsemittierenden Bauelemente 1 sind jeweils mittels Leiterbahnen 7 und lateraler Durchführungen 7-2, die durch einen hermetisch dichten Bondrahmen hindurch aus der Kavität 30 herausgeführt sind, elektrisch angebunden. Günstig kann es sein, die jeweiligen optischen Komponenten für die Strahlaufbereitung außerhalb des hermetisch dichten Gehäuses 5 und dem optischen Fenster, also den optischen Flächen, vorgelagert zu platzieren. Diese optische Komponenten können beispielsweise Zylinderlinsen oder andere Arten von Linsen sein. Dann können diese optischen Komponenten auch Substanzen umfassen, die in der hermetisch abgedichteten Kavität unerwünscht sind, wie beispielsweise organische Substanzen.Furthermore, embodiments with several radiation-emitting components can be formed in the same housing. This is an example of an embodiment for the assembly of several laser diodes in a housing, e.g. an RGB laser source. The three radiation-emitting components 1, for example, are each mechanically connected to the component substrate 2' via intermediate carriers 6. This achieves favorable heat dissipation. The radiation-emitting components 1 are each electrically connected by means of conductor tracks 7 and lateral feedthroughs 7-2, which are led out of the cavity 30 through a hermetically sealed bonding frame. It can be advantageous to place the respective optical components for beam processing outside the hermetically sealed housing 5 and in front of the optical window, i.e. the optical surfaces. These optical components can be, for example, cylindrical lenses or other types of lenses. These optical components can then also include substances that are undesirable in the hermetically sealed cavity, such as organic substances.

Obwohl einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung als Merkmale im Zusammenhang einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist es klar, dass eine solche Beschreibung ebenfalls als eine Beschreibung entsprechender Verfahrensmerkmale betrachtet werden kann. Obwohl einige Aspekte als Merkmale im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben wurden, ist klar, dass eine solche Beschreibung auch als eine Beschreibung entsprechender Merkmale einer Vorrichtung bzw. der Funktionalität einer Vorrichtung betrachtet werden können. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden. Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software oder zumindest teilweise in Hardware oder zumindest teilweise in Software implementiert sein.Although some aspects of the present disclosure have been described as features in the context of an apparatus, it is clear that such a description may also be considered as a description of corresponding method features. Although some aspects have been described as features in the context of a method, it is clear that such a description may also be considered as a description of corresponding features of an apparatus or the functionality of an apparatus. Some or all of the method steps may be performed by a hardware apparatus (or using a hardware apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the method steps may be performed by such an apparatus. Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software, or at least partially in hardware or at least partially in software.

In der vorhergehenden detaillierten Beschreibung wurden teilweise verschiedene Merkmale in Beispielen zusammen gruppiert, um die Offenbarung zu rationalisieren. Diese Art der Offenbarung soll nicht als die Absicht interpretiert werden, dass die beanspruchten Beispiele mehr Merkmale aufweisen als ausdrücklich in jedem Anspruch angegeben sind. Vielmehr kann, wie die folgenden Ansprüche wiedergeben, der Gegenstand in weniger als allen Merkmalen eines einzelnen offenbarten Beispiels liegen. Folglich werden die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann. Während jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann, sei angemerkt, dass, obwohl sich abhängige Ansprüche in den Ansprüchen auf eine spezifische Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen zurückbeziehen, andere Beispiele auch eine Kombination von abhängigen Ansprüchen mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen Anspruchs oder einer Kombination jedes Merkmals mit anderen abhängigen oder unabhängigen Ansprüchen umfassen. Solche Kombinationen seien umfasst, es sei denn es ist ausgeführt, dass eine spezifische Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner ist beabsichtigt, dass auch eine Kombination von Merkmalen eines Anspruchs mit jedem anderen unabhängigen Anspruch umfasst ist, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch ist.In the foregoing Detailed Description, in some cases, various features have been grouped together in examples in order to streamline the disclosure. This manner of disclosure should not be interpreted as an intention that the claimed examples have more features than are expressly recited in each claim. Rather, as the following claims reflect, the subject matter may lie in fewer than all of the features of a single disclosed example. Accordingly, the following claims are hereby incorporated into the Detailed Description, with each claim being able to stand as its own separate example. While each claim may stand as its own separate example, it should be noted that although dependent claims in the claims refer to a specific combination with one or more other claims, other examples may also refer to a combination of dependent claims with the subject matter of any other dependent claim or a combination of any feature with other dependent or independent claims. Such combinations are intended to be encompassed unless it is stated that a specific combination is not intended. Furthermore, it is intended to encompass a combination of features of a claim with any other independent claim, even if that claim is not directly dependent on the independent claim.

Claims (36)

Verfahren (100) zum Herstellen eines geformten Abdeckungssubstrats (20') mit folgenden Schritten: Bereitstellen (120) eines Formsubstrats (10) und eines Abdeckungssubstrats (20), die miteinander verbunden sind, wobei ein Oberflächenbereich des Formsubstrats (10) und/oder des Abdeckungssubstrats (20) strukturiert sind, um eine abgeschlossene Kavität (30) zwischen dem Abdeckungssubstrat (20) und dem Formsubstrat (10) zu bilden, wobei das Abdeckungssubstrat (20) mit einem Linsenmaterialabschnitt (22), der als eine vorstrukturierte Erhöhung ausgebildet und in einer ausgerichteten Position zu der abgeschlossenen Kavität (30) angeordnet ist, ein Glasmaterial aufweist; Tempern (130) des Abdeckungssubstrats (20) und des Formsubstrats (10), um die Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats zu verringern, und Bereitstellen (140) eines Überdrucks in der abgeschlossenen Kavität (30) gegenüber der umgebenden Atmosphäre, um basierend auf der verringerten Viskosität des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats (20) und dem Überdruck in der abgeschlossenen Kavität (30) gegenüber der umgebenden Atmosphäre ein definiertes Auswölben des Glasmaterials des Abdeckungssubstrats (20) ausgehend von der abgeschlossenen Kavität (30) bis zu einer von dem Abdeckungssubstrat beabstandeten Anschlagfläche (40-1) eines Anschlagelements (40) zu bewirken, um ein geformtes Abdeckungssubstrat (20') mit einem Deckelelement (24) zu erhalten, wobei das definierte Auswölben das Ausbilden eines Linsenelements (26) aus dem Linsenmaterialabschnitt (22) an dem Deckelelement bewirkt; und Entfernen (150) des Anschlagelements (40) und des Formsubstrats (10) von dem geformten Abdeckungssubstrat (20').Method (100) for producing a molded cover substrate (20') with the following steps: Providing (120) a mold substrate (10) and a cover substrate (20) which are connected to one another, wherein a surface area of the mold substrate (10) and/or the cover substrate (20) is structured to form a closed cavity (30) between the cover substrate (20) and the mold substrate (10), wherein the cover substrate (20) comprises a glass material with a lens material portion (22) which is formed as a pre-structured elevation and arranged in an aligned position with the closed cavity (30); Tempering (130) the cover substrate (20) and the mold substrate (10) to reduce the viscosity of the glass material of the cover substrate, and providing (140) an overpressure in the closed cavity (30) relative to the surrounding atmosphere in order to cause, based on the reduced viscosity of the glass material of the cover substrate (20) and the overpressure in the closed cavity (30) relative to the surrounding atmosphere, a defined bulging of the glass material of the cover substrate (20) starting from the closed cavity (30) up to a stop surface (40-1) of a stop element (40) spaced apart from the cover substrate in order to obtain a molded cover substrate (20') with a cover element (24), wherein the defined bulging causes the formation of a lens element (26) from the lens material section (22) on the cover element; and removing (150) the stop member (40) and the mold substrate (10) from the molded cover substrate (20'). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (120) des Bereitstellens des Formsubstrats und Abdeckungssubstrats folgende Schritte aufweist: - Bereitstellen (110) eines Formsubstrats (10) mit einem strukturierten Oberflächenbereich und eines Abdeckungssubstrats (20), das ein Glasmaterial mit einem Linsenmaterialabschnitt (22), der als eine vorstrukturierte Erhöhung ausgebildet ist, aufweist; - Ausgerichtetes Anordnen (112) des Abdeckungssubstrats (20) auf dem strukturierten Oberflächenbereich des Formsubstrats (10), um den Linsenmaterialabschnitt (22) des Abdeckungssubstrats (20) in einer ausgerichteten Position mit dem strukturierten Oberflächenbereich des Formsubstrats (10) anzuordnen; - Verbinden (114) des Abdeckungssubstrats (20) mit dem Formsubstrat (10), um eine abgeschlossene Kavität (30) zwischen dem Abdeckungssubstrat (20) und dem Formsubstrat (10) zu bilden.procedure according to claim 1 , wherein the step (120) of providing the mold substrate and cover substrate comprises the following steps: - providing (110) a mold substrate (10) having a structured surface region and a cover substrate (20) comprising a glass material with a lens material portion (22) formed as a pre-structured elevation; - aligned placement (112) of the cover substrate (20) on the structured surface region of the mold substrate (10) to arrange the lens material portion (22) of the cover substrate (20) in an aligned position with the structured surface region of the mold substrate (10); - bonding (114) the cover substrate (20) to the mold substrate (10) to form a sealed cavity (30) between the cover substrate (20) and the mold substrate (10). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bereitstellens (120) eines Formsubstrats (10) und eines Abdeckungssubstrats (20) folgende Schritte aufweist: - Bereitstellen (110) eines Formsubstrats (10) und eines Abdeckungssubstrats (20), das einen strukturierten Oberflächenbereich und ferner ein Glasmaterial mit einem Linsenmaterialabschnitt (22), der als eine vorstrukturierte Erhöhung ausgebildet ist, aufweist; - Ausgerichtetes Anordnen (112) des Abdeckungssubstrats (20) auf dem Formsubstrat (10); - Verbinden (114) des Abdeckungssubstrats (20) mit dem Formsubstrat (10), um die abgeschlossene Kavität (30) zwischen dem Abdeckungssubstrat (20) und dem Formsubstrat (10) zu bilden.procedure according to claim 1 , wherein the step of providing (120) a mold substrate (10) and a cover substrate (20) comprises the following steps: - providing (110) a mold substrate (10) and a cover substrate (20) having a structured surface area and further comprising a glass material with a lens material portion (22) formed as a pre-structured elevation; - aligning (112) the cover substrate (20) on the mold substrate (10); - bonding (114) the cover substrate (20) to the mold substrate (10) to form the sealed cavity (30) between the cover substrate (20) and the mold substrate (10). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abdeckungssubstrat (20) auf einem von dem Formsubstrat (10) abgewandten Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats (20) den als Linsenstruktur ausgebildeten Linsenmaterialabschnitt (22) an einer Position aufweist, die nach dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks einem Seitenwandbereich (24-1) des Deckelelements (24) des geformten Abdeckungssubstrats (20') entspricht.Method according to one of the preceding claims, wherein the cover substrate (20) has, on a main surface region of the cover substrate (20) facing away from the mold substrate (10), the lens material section (22) formed as a lens structure at a position which, after the step of tempering and providing an overpressure, corresponds to a side wall region (24-1) of the cover element (24) of the molded cover substrate (20'). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abdeckungssubstrat (20) auf einem von dem Formsubstrat (10) abgewandten Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats (20) zwei als Linsenstrukturen ausgebildete Linsenmaterialabschnitte (22) an Positionen aufweist, die nach dem Schritt des Temperns und des Bereitstellens eines Überdrucks an gegenüberliegenden Seitenwandbereichen (24-1) des Deckelelements (24) des geformten Abdeckungssubstrats (20') als gegenüberliegende Linsenstrukturen (26) ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the cover substrate (20) has, on a main surface region of the cover substrate (20) facing away from the mold substrate (10), two lens material sections (22) formed as lens structures at positions which, after the step of tempering and providing an overpressure on opposite side wall regions (24-1) of the cover element (24) of the molded cover substrate (20'), are formed as opposite lens structures (26). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abdeckungssubstrat (20) eine Versteifungsstruktur (28) aufweist, die an dem Abdeckungssubtrat (20) an einer gegenüberliegenden Seitenfläche des Abdeckungssubstrats (20) und gegenüberliegend und zentriert zu dem Linsenmaterialabschnitt (22) angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the cover substrate (20) has a stiffening structure (28) which is attached to the cover substrate (20) on an opposite side surface of the cover substrate (20) and is arranged opposite and centered to the lens material portion (22). Verfahren nach Anspruch 6, ferner mit folgendem Schritt: Entfernen der Versteifungsstruktur (28) nach dem Schritt des Temperns (130) und des Bereitstellens eines Überdrucks (140) von dem geformten Abdeckungssubstrat (20').procedure according to claim 6 , further comprising the step of: removing the stiffening structure (28) from the molded cover substrate (20') after the step of annealing (130) and providing an overpressure (140). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abdeckungssubstrat (20) zwei gegenüberliegende Versteifungsstrukturen (28, 29) aufweist, die an dem Abdeckungssubtrat (20) an gegenüberliegenden Seitenflächen des Abdeckungssubstrats (20) und gegenüberliegend zueinander an einer Position angeordnet sind, um bei dem Schritt des Temperns (130) und des Bereitstellens eines Überdrucks (140) einen geneigten, planen Seitenwandbereich (24-1) des Deckelelements (24) des geformten Abdeckungssubstrats (20') zu erhalten.Method according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the cover substrate (20) has two opposing stiffening structures (28, 29) which are arranged on the cover substrate (20) on opposite side surfaces of the cover substrate (20) and opposite one another at a position to obtain an inclined, planar side wall region (24-1) of the cover element (24) of the molded cover substrate (20') in the step of tempering (130) and providing an overpressure (140). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abdeckungssubstrat (20) eine Versteifungsstruktur (28) aufweist, die an dem Abdeckungssubtrat (20) an einer gegenüberliegenden Seitenfläche des Abdeckungssubstrats (20) und gegenüberliegend zu dem Linsenmaterialabschnitt (22) angeordnet ist, um bei dem Schritt des Temperns (130) und des Bereitstellens (140) eines Überdrucks an dem Deckenbereich (24-2) des Deckelelements (24) des Abdeckungssubstrats (20') vertikal gegenüberliegend zur Linsenstruktur (26) einen definierten Oberflächenbereich an dem Deckenbereich (24-2) des Deckelelements (24) des Abdeckungssubstrats (20') auszubilden.Method according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the cover substrate (20) has a stiffening structure (28) which is arranged on the cover substrate (20) on an opposite side surface of the cover substrate (20) and opposite the lens material section (22) in order to form a defined surface area on the ceiling area (24-2) of the cover element (24) of the cover substrate (20') vertically opposite the lens structure (26) during the step of tempering (130) and providing (140) an overpressure on the ceiling area (24-2) of the cover element (24) of the cover substrate (20'). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abdeckungssubstrat (20) auf einem von dem Formsubstrat (10) abgewandten Hauptoberflächenbereich oder auf einem dem Formsubstrat (10) zugewandten Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats (20) den Linsenmaterialabschnitt (22) an einer Position aufweist, um bei dem Schritt des Temperns (130) und des Bereitstellens eines Überdrucks (140) an einem inneren Deckenwandbereich des Deckelelements (24) die Linsenstruktur (26) auszubilden.Method according to one of the preceding claims, wherein the cover substrate (20) has the lens material section (22) at a position on a main surface region facing away from the mold substrate (10) or on a main surface region of the cover substrate (20) facing the mold substrate (10) in order to form the lens structure (26) in the step of tempering (130) and providing an overpressure (140) on an inner top wall region of the cover element (24). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das Verbinden (114) des Abdeckungssubstrats (20) mit dem Formsubstrat (10) in einer Atmosphäre mit einem definierten atmosphärischen Umgebungsdruck durchgeführt wird, um einen definierten atmosphärischen Druck in der abgeschlossenen Kavität (30) einzuschließen.Method according to one of the Claims 2 or 3 , wherein the bonding (114) of the cover substrate (20) to the mold substrate (10) is carried out in an atmosphere with a defined ambient atmospheric pressure in order to enclose a defined atmospheric pressure in the closed cavity (30). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abdeckungssubstrat (20) und/oder das Formsubstrat (10) ausgebildet sind, um die abgeschlossene Kavität (30) mit einer Mehrzahl von abgeschlossenen Kavitätsbereichen zwischen dem Abdeckungssubstrat (20) und dem Formsubstrat (10) zu bilden, wobei die abgeschlossenen Kavitätsbereiche (30) fluidisch getrennt voneinander angeordnet sind, oder wobei ferner Gasaustauschkanäle (30-1) zwischen den von der Umgebungsatmosphäre abgeschlossenen Kavitätsbereichen (30) vorgesehen sind, um diese fluidisch miteinander zu verbinden, um einen gemeinsamen definierten atmosphärischen Druck in den verbundenen Kavitätsbereichen (30) zu erhalten.Method according to one of the preceding claims, wherein the cover substrate (20) and/or the mold substrate (10) are designed to form the closed cavity (30) with a plurality of closed cavity regions between the cover substrate (20) and the mold substrate (10), wherein the closed cavity regions (30) are arranged fluidically separated from one another, or wherein gas exchange channels (30-1) are further provided between the cavity regions (30) closed from the ambient atmosphere in order to fluidically connect them to one another in order to obtain a common defined atmospheric pressure in the connected cavity regions (30). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Temperns (130) und des Bereitstellens (140) eines Überdrucks als ein Glasfließprozess in einem Unterdruckofen (50) durchgeführt wird, um in der abgeschlossenen Kavität (30) einen definierten atmosphärischen Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu erhalten.Method according to one of the preceding claims, wherein the step of tempering (130) and providing (140) an overpressure is carried out as a glass flow process in a vacuum furnace (50) in order to obtain a defined atmospheric overpressure in the closed cavity (30) compared to the surrounding atmosphere. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Entfernens (150) des Anschlagelements (40) und des Formsubstrats (10) ferner folgende Schritte umfasst: Abkühlen (142) des Anschlagelements (40), des Formsubstrats (10) und des geformten Abdeckungssubstrats (20'), und Anschließendes Entfernen (150) des Formsubstrats (10) mittels eines Ätzvorgangs.A method according to any preceding claim, wherein the step of removing (150) the stop element (40) and the mold substrate (10) further comprises the steps of: cooling (142) the stop element (40), the mold substrate (10) and the molded cover substrate (20'), and subsequently removing (150) the mold substrate (10) by means of an etching process. Verfahren nach Anspruch 14, ferner mit folgendem Schritt: Anschließendes Entfernen (150) des Anschlagelements (40) mittels eines Ätzvorgangs.procedure according to claim 14 , further comprising the following step: subsequent removal (150) of the stop element (40) by means of an etching process. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Anschlagelement (40) als ein wiederverwendbares Werkzeug ausgeführt ist und eine Antihaftbeschichtung (40-1) für das Glasmaterial des Abdeckungssubstrats (20) zumindest an dem der Kavität gegenüberliegenden Bereich der Anschlagfläche oder an der gesamten Anschlagfläche aufweist.Method according to one of the Claims 1 until 14 , wherein the stop element (40) is designed as a reusable tool and has a non-stick coating (40-1) for the glass material of the cover substrate (20) at least on the region of the stop surface opposite the cavity or on the entire stop surface. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abdeckungssubstrat (40) bei dem Schritt des Temperns (130) und des Bereitstellens (140) eines Überdrucks im Bereich der abgeschlossenen Kavität (30) bis zu einer Höhe, die durch den Abstand der Anschlagfläche (40-1) zu dem Abdeckungssubstrat (20) vorgegeben ist, ausgewölbt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the cover substrate (40) is bulged in the step of tempering (130) and providing (140) an overpressure in the region of the closed cavity (30) up to a height which is predetermined by the distance of the stop surface (40-1) from the cover substrate (20). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der der Kavität (30) oder den Kavitätsbereichen (30) gegenüberliegende Bereich der Anschlagfläche (40-1) des Anschlagelements (40) eben und parallel zu dem Hauptoberflächenbereich des Abdeckungssubstrats (20) ausgebildet ist, um bei dem Schritt des Temperns (130) und des Bereitstellens (140) eines Überdrucks einen ebenen Deckenbereich des Deckelelements (24) zu bilden.Method according to one of the preceding claims, wherein the cavity (30) or the The region of the stop surface (40-1) of the stop element (40) opposite the cavity regions (30) is flat and parallel to the main surface region of the cover substrate (20) in order to form a flat ceiling region of the cover element (24) in the step of tempering (130) and providing (140) an overpressure. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei bei dem Abkühlen (142) des geformten Abdeckungssubstrats (20') in einem Temperaturbereich über 650°C oder zwischen 650°C und 955°C ein atmosphärischer Überdruck in der abgeschlossenen Kavität (30) gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt wird, um eine Wölbung der Seitenwandbereiche des Deckelelements (24) des geformten Abdeckungssubstrats (20) nach außen zu erzeugen.Method according to one of the Claims 14 or 15 , wherein during the cooling (142) of the molded cover substrate (20') in a temperature range above 650°C or between 650°C and 955°C, an atmospheric overpressure is caused in the closed cavity (30) compared to the surrounding atmosphere in order to produce an outward curvature of the side wall regions of the cover element (24) of the molded cover substrate (20). Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Temperns (130) und des Bereitstellens (140) eines Überdrucks in einem Unterdruckofen (50) durchgeführt wird, wobei der atmosphärische Überdruck in der abgeschlossenen Kavität (30) gegenüber der umgebenden Atmosphäre durch einen verringerten atmosphärischen Druck in dem Unterdruckofen (50) erhalten wird.procedure according to claim 19 , wherein the step of annealing (130) and providing (140) an overpressure is carried out in a vacuum furnace (50), wherein the atmospheric overpressure in the closed cavity (30) relative to the surrounding atmosphere is maintained by a reduced atmospheric pressure in the vacuum furnace (50). Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei bei dem Abkühlen (142) des geformten Abdeckungssubstrats (20') in einem Temperaturbereich über 650°C oder zwischen 650°C und 955°C ein atmosphärischer Unterdruck in der abgeschlossenen Kavität (30) gegenüber der umgebenden Atmosphäre bewirkt wird, um eine Wölbung der Seitenwandbereiche des Deckelelements (24) des geformten Abdeckungssubstrats (20') nach innen zu erzeugen.Method according to one of the Claims 14 or 15 , wherein during the cooling (142) of the molded cover substrate (20') in a temperature range above 650°C or between 650°C and 955°C, an atmospheric negative pressure is caused in the closed cavity (30) compared to the surrounding atmosphere in order to produce an inward curvature of the side wall regions of the cover element (24) of the molded cover substrate (20'). Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Temperns (130) und des Bereitstellens (140) eines Überdrucks in einem Unterdruckofen (50) durchgeführt wird, wobei ferner der atmosphärische Unterdruck in der abgeschlossenen Kavität (30) gegenüber der umgebenden Atmosphäre durch einen erhöhten atmosphärischen Druck in dem Unterdruckofen (50) erhalten wird.procedure according to claim 21 , wherein the step of annealing (130) and providing (140) an overpressure is carried out in a vacuum furnace (50), wherein further the atmospheric negative pressure in the closed cavity (30) relative to the surrounding atmosphere is maintained by an increased atmospheric pressure in the vacuum furnace (50). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt: Aufbringen (160) einer Metallisierung (60) als eine Rahmenstruktur auf Verbindungsbereichen (62) an nicht-ausgewölbten Bereichen des geformten Abdeckungssubstrats (20').A method according to any preceding claim, further comprising the step of: applying (160) a metallization (60) as a frame structure on connection areas (62) at non-bulged areas of the molded cover substrate (20'). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt: Aufbringen (160) einer Antireflexions-Beschichtung (64) auf einen Bereich des Deckelelements (24) des geformten Abdeckungssubstrats (20').A method according to any preceding claim, further comprising the step of: applying (160) an anti-reflective coating (64) to a portion of the cover member (24) of the molded cover substrate (20'). Verwendung des Verfahrens (100) nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Deckelsubstrats (20') zum Häusen eines oder einer Mehrzahl von optischen Bauelementen, wobei das geformte Abdeckungssubstrat (20') das Deckelsubstrat mit dem Deckelelement (24) bildet.Use of the method (100) according to claim 1 for producing a cover substrate (20') for housing one or a plurality of optical components, wherein the molded cover substrate (20') forms the cover substrate with the cover element (24). Verfahren (200) zur Herstellung eines hermetisch gehäusten, optischen Bauelements (1'), mit folgenden Schritten: Durchführen (210) des Verfahrens (100) zur Herstellung eines geformten Abdeckungssubstrats (20') gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, Bereitstellen (220) eines Bauelementesubstrats (2) mit einem daran angeordneten, optischen Bauelement (1), und Verbinden (230) des geformten Abdeckungssubstrats (20') mit dem Bauelementesubstrat (2), um das optische Bauelement (1) zu häusen.Method (200) for producing a hermetically packaged optical component (1'), comprising the following steps: carrying out (210) the method (100) for producing a shaped cover substrate (20') according to one of the Claims 1 until 24 , Providing (220) a component substrate (2) with an optical component (1) arranged thereon, and connecting (230) the molded cover substrate (20') to the component substrate (2) in order to house the optical component (1). Verfahren nach Anspruch 26, ferner mit folgendem Schritt: Durchführen des Verfahrens (200) zur Herstellung von gehäusten, optischen Bauelementen auf Waferebene, wobei eine Vielzahl von optischen Bauelementen (1) an dem Bauelementesubstrat (2) angeordnet sind, und wobei das geformte Abdeckungssubstrat (20') eine Vielzahl von Deckelelementen (24) aufweist.procedure according to claim 26 , further comprising the following step: carrying out the method (200) for producing packaged optical components at wafer level, wherein a plurality of optical components (1) are arranged on the component substrate (2), and wherein the molded cover substrate (20') has a plurality of cover elements (24). Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, ferner mit folgendem Schritt: Verbinden (230) des Bauelementesubstrats (2) und des Abdeckungssubstrats (20') entlang eines dazwischenliegenden Verbindungsbereichs (60, 61).procedure according to claim 26 or 27 , further comprising the following step: connecting (230) the component substrate (2) and the cover substrate (20') along an intermediate connecting region (60, 61). Verfahren nach Anspruch 28, wobei der Verbindungbereich (60, 61) eine Metallisierung aufweist, um eine Rahmenstruktur auf nicht-ausgewölbten Bereichen des geformten Abdeckungssubstrats (20') auszubilden, ferner mit folgendem Schritt: Verbinden (230) des geformten Abdeckungssubstrats (20') und des Bauelementesubstrats (2) mittels eines Bondrahmens (60, 61), der ein metallisches Lotmaterial (66) aufweist.procedure according to claim 28 , wherein the connection region (60, 61) has a metallization to form a frame structure on non-bulged regions of the molded cover substrate (20'), further comprising the step of: connecting (230) the molded cover substrate (20') and the component substrate (2) by means of a bonding frame (60, 61) which has a metallic solder material (66). Verfahren nach Anspruch 28, ferner mit folgendem Schritt: Verbinden (230) des Bauelementesubstrats (2) und des Abdeckungssubstrats (2) mittels Laserdirektschweißens, Laserlötens, eutektischen Lötverbindens, Thermokompressionsbondens, Glasfritbondens, reaktiven Nano-Metallschicht-Lötens (RMS) oder Induktionslötens entlang des Verbindungsbereichs (60, 61).procedure according to claim 28 , further comprising the following step: connecting (230) the component substrate (2) and the cover substrate (2) by means of laser direct welding, laser soldering, eutectic solder bonding, thermocompression bonding, glass frit bonding, reactive nano-metal layer soldering (RMS) or induction soldering along the connection region (60, 61). Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, ferner mit folgenden Schritten: Vereinzeln (170) des geformten Abdeckungssubstrats (20'), um vereinzelte Deckelelemente (24') zu erhalten, und Verbinden (230) des vereinzelten Deckelelements (24') mit einem Bauelementesubstrat (2), um ein gehäustes, optisches Bauelement (1') zu erhalten.Method according to one of the Claims 27 until 30 , further comprising the following steps: separating (170) the formed cover substrate rats (20') to obtain isolated cover elements (24'), and connecting (230) the isolated cover element (24') to a component substrate (2) to obtain a housed optical component (1'). Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, ferner mit folgenden Schritten: Verbinden (230) des geformten Abdeckungssubstrats (20') mit der Vielzahl von Deckelelementen (24') mit dem Bauelementesubstrat (2), das eine Vielzahl von optischen Bauelementen (1) aufweist, um eine Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen (1') zu erhalten; und Vereinzeln (240) der Vielzahl von gehäusten, optischen Bauelementen (1'), um vereinzelte, hermetisch gehäuste optische Bauelemente zu erhalten.Method according to one of the Claims 27 until 30 , further comprising the steps of: connecting (230) the molded cover substrate (20') with the plurality of cover elements (24') to the component substrate (2) having a plurality of optical components (1) to obtain a plurality of packaged optical components (1'); and singulating (240) the plurality of packaged optical components (1') to obtain singulated, hermetically packaged optical components. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, ferner mit folgenden Schritten: Vereinzeln (170) des geformten Abdeckungssubstrats (20'), um vereinzelte Deckelelemente (24') zu erhalten, Vereinzeln (240) des Bauelementesubstrats (2), um vereinzelte Bauelemente (1') zu erhalten, und Verbinden (240) des vereinzelten Deckelelements (24') mit den vereinzelten Bauelementen (1'), um ein gehäustes, optisches Bauelement zu erhalten.Method according to one of the Claims 27 until 30 , further comprising the following steps: singulating (170) the formed cover substrate (20') to obtain singulated cover elements (24'), singulating (240) the component substrate (2) to obtain singulated components (1'), and connecting (240) the singulated cover element (24') to the singulated components (1') to obtain a housed optical component. Hermetisch gehäustes, optisches Bauelement (1'), das mit dem Herstellungsverfahren (200) gemäß den Ansprüchen 26 bis 33 hergestellt ist, mit folgenden Merkmalen: dem an dem Bauelementesubstrat (2) angeordneten optischen Bauelement (1); und dem geformten Abdeckungssubstrat (20'), das eine hermetisch abgedichtete Abdeckung für das optische Bauelement (1) bereitstellt, innerhalb welcher das optische Bauelement (1) gehäust ist, wobei das geformte Abdeckungssubstrat (20') das Deckelement (24) mit dem daran angeordneten Linsenelement (26) und mit dem gewölbten Seitenwandbereich (24-1) zwischen dem Sockelbereich (24-3) und dem Deckenbereich (24-2) aufweist.Hermetically sealed optical component (1') manufactured by the manufacturing method (200) according to the claims 26 until 33 is manufactured, with the following features: the optical component (1) arranged on the component substrate (2); and the molded cover substrate (20') which provides a hermetically sealed cover for the optical component (1), within which the optical component (1) is housed, wherein the molded cover substrate (20') has the cover element (24) with the lens element (26) arranged thereon and with the curved side wall region (24-1) between the base region (24-3) and the ceiling region (24-2). Hermetisch gehäustes, optisches Bauelement (1') gemäß Anspruch 34, wobei das Linsen-element (26) in dem Seitenwandbereich (24-1) und/oder dem Deckenbereich (24-2) des Deckelelements (24) des geformten Abdeckungssubstrats (24) ein für die Sende- oder Empfangsstrahlung des optischen Bauelements (1) durchlässigen Material aufweist, und zur Ein- und/oder Auskopplung elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist.Hermetically sealed optical component (1') according to claim 34 , wherein the lens element (26) in the side wall region (24-1) and/or the ceiling region (24-2) of the cover element (24) of the molded cover substrate (24) has a material that is permeable to the transmitting or receiving radiation of the optical component (1), and is provided for coupling in and/or coupling out electromagnetic radiation. Gehäustes strahlungsemittierendes Bauelement (1') nach Anspruch 34 oder 35, wobei die hermetisch abgedichtete Abdeckung (20') eine reaktive Atmosphäre aufweist und/oder die Kavität (30) ausschließlich anorganische Substanzen enthält, und/oder wobei die hermetisch abgedichtete Abdeckung (20') gegenüber dem Eindringen von Wasserdampf hermetisch dicht ist.Housed radiation-emitting component (1') according to claim 34 or 35 , wherein the hermetically sealed cover (20') has a reactive atmosphere and/or the cavity (30) contains exclusively inorganic substances, and/or wherein the hermetically sealed cover (20') is hermetically sealed against the penetration of water vapor.
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