光学传感器制造技术

本发明专利技术公开了光学传感器，该光学传感器包含半导体块，包含前侧与背侧。导波区位于半导体块的背侧上方，包含核心层，导波区用以引导入射光。光感测区域位于半导体块中，包含多接合光二极管。光感测区域用以感测来自导光区的发射光。本发明专利技术通过在生物样品与互连之间放置光二极管，从影像传感器的电子元件分离光学元件。金属互连将来自样品的光开通，因而降低光的损失，并且可达到高量子效率。随着光感测区域越接近样品，光感测区域暴露至更高强度的待测光。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及光学传感
，尤其涉及光学传感器。
技术介绍
光学传感器广泛适用于不同的应用与产品中，例如摄影机、扫描器、复印机等。在不同
中所使用的光学传感器设计为因应不同目的。不同形式的改良应用于合适的
中。为了改良光学传感器的效能与尺寸缩小，使用不同的光学传感器的设计。评估效能的方式之一为量测光学传感器的量子效率。量子效率为撞击光学元件的光子百分比，其产生电荷载体。其为光学传感器对于光的电子敏感性的量测。
技术实现思路
本公开的一些实施例提供一种光学传感器，其包括半导体块，其包括前侧与背侧；导波区，其位于该半导体块的该背侧上方，其包括核心层，该导波区用于引导入射光；以及光感测区域，其位于该半导体块中，其包括多接合光二极管，该光感测区域用于感测发射光。本公开的一些实施例提供一种光学传感器，其包括半导体块，其包括前侧与背侧；导波区，其包括核心层，该导波区用于引导入射光；光感测区域，该光感测区域用于感测发射光；以及互连区，其位于该前侧上方，该互连区用于耦合该光感测区域，其中该互连区位于该光感测区域与该导波区之间。通过本专利技术提供的光学传感器，通过在生物样品与互连之间放置光二极管，从影像传感器的电子元件分离光学元件。金属互连将来自样品的光开通，因而降低光的损失，并且可达到高量子效率。随着光感测区域越接近样品，光感测区域暴露至更高强度的待测光。【附图说明】由以下详细说明与附随附图得以最佳了解本公开的各方面。注意，根据产业的标准实施方式，各种特征并非依比例绘示。实际上，为了清楚讨论，可任意增大或缩小各种特征的尺寸。图1至4为根据本公开的一些实施例说明光学传感器的剖面图。图5至29为根据本公开的一些实施例说明制造光学传感器的方法的操作的剖面图。图30至31为根据本公开的一些实施例说明光学传感器的剖面图。图32为根据本公开的一些实施例说明光学传感器的剖面图。附图标记说明:8 光20入射部21光栅结构23样品放置部25通路结构27介电层、核心层28介电层28上包覆层30滤光层31阻层33离子植入操作51磊晶区52隔离区53源极区域54漏极区域55光感测区域56栅极介电57栅极电极58栅极结构59晶体管70介电层71第一层通路、接点72互连73互连区75层间介电(ILD)层81光82光83光88反射光100光学传感器105光学传感器200导波区231样品278导波部281覆盖层282介电层、下包覆层511半导体块551、559、558 接点插塞551、558、559 重掺杂区域552浅槽区553区域554中间槽区555区域557深槽区561栅极介电层570掺杂区571栅极电极层578高掺杂区579高掺杂区800前侧光学传感器SI前侧S2背侧S23侧壁S27上表面S45、S235、S534、S523 界面S55顶部表面S57顶部表面SlOO 暴露部S105 暴露部【具体实施方式】以下公开内容提供许多不同的实施例或范例，用于实施本申请案的不同特征。元件与配置的特定范例的描述如下，以简化本申请案的公开内容。当然，这些仅为范例，并非用于限制本申请案。例如，以下描述在第二特征上或上方形成第一特征可包含形成直接接触的第一与第二特征的实施例，亦可包含在该第一与第二特征的间形成其他特征的实施例，因而该第一与第二特征并非直接接触。此外，本申请案可在不同范例中重复元件符号和/或字母。此重复为了简化与清楚的目的，而非支配不同实施例和/或所讨论架构之间的关系O再者，本申请案可使用空间对应语词，例如“之下”、“低于”、“较低”、“高于”、“较高”等类似语词的简单说明，以描述附图中一元件或特征与另一元件或特征的关系。空间对应语词用以包括除了附图中描述的位向之外，装置于使用或操作中的不同位向。装置或可被定位(旋转90度或是其他位向)，并且可相应解释本申请案使用的空间对应描述。可理解当一特征形成于另一特征或基板上方时，可有其他特征存在于其间。再者，本申请案可使用空间对应语词，例如“之下”、“低于”、“较低”、“高于”、“较高”等类似语词的简单说明，以描述附图中一元件或特征与另一元件或特征的关系。空间对应语词用以包括除了附图中描述的位向之外，装置于使用或操作中的不同位向。装置或可被定位(旋转90度或是其他位向)，并且可相应解释本申请案使用的空间对应描述。关于例如前侧照射光学生物传感器的前侧照射影像传感器，从生物样品发射的光移动穿过传导材料，例如金属互连，以及环绕该互连的介电材料，以到达设计用于感测所发射的光的光感测区域。金属互连可阻挡或散射部分的光，并且不可避免地削减光的强度，因而呈现低灵敏度。通过在生物样品与互连之间放置光二极管，从影像传感器的电子元件分离光学元件。金属互连将来自样品的光开通，因而降低光的损失，并且可达到高量子效率。随着光感测区域越接近样品，光感测区域暴露至更高强度的待测光。图1说明光学传感器100，其包含互连区73、导波区200以及光感测区域55。在一些实施例中，导波区200在互连区73和/或光感测区域55上方。光感测区域55在导波区200与互连区73之间。光感测区域55在导波区200下方并且在互连区73上方。半导体块511包含在磊晶区51中的磊晶层。光感测区域55在磊晶区51中。半导体块511包含前侧SI与背侧S2。在一些实施例中，导波区200在半导体块511的背侧S2上方。互连区73接近或接触前侧SI。参阅图1，光8入射在入射部20的光栅结构21上。在一些实施例中，介电层28包含在光栅结构21上方的凹处，因而介电层27中的光栅结构21暴露，以及光8直接入射在介电层27上。在一些实施例中，光8的波长范围为约450纳米至约550纳米。光8从入射部20移动，并且在导波部278中传播。光8几乎都局限在介电层27中。光8可为在导波区200中移动的雷射光。光8可为在介电层27中传播的入射光。在一些实施例中，介电层27为导波区200的核心层27。导波区200导引光8从光源(未绘示)穿过导波区200的核心层27。光8到达导波区200的样品放置部23，并且照射在样品231上。由于光8局限在导波区200的核心层27中，因而光8本身可不与位于样品放置部23中的样品231反应。在一些实施例中，光8的表面消逝波(evanescent wave)親合核心层27上方的样品231。响应光8的消散波，样品231发出某波长的光，例如萤光。例如，发射的萤光的波长可为样品231中的材料特征。例如，在一些实施例中，样品231发出不同波长的萤光，例如光81、光82与光83。光81、82与83穿过靠近导波区200底部的滤光层30。或者，从样品231发出的波长可穿透滤光层30。在一些实施例中，光81、82与83移动穿过滤光层30至磊晶区51ο在一些实施例中，滤光层30可为阻挡预定波长范围的滤波器。在一些实施例中，滤光层30设计用于过滤小于或大于光81、82与83的波长的光8的波长，因而光81、82与83系可穿透滤光层30，而光8无法穿透。光81、82与83穿过磊晶区51并且进入光感测区域55。光感测区域55感测光，例如来自导波区200的发射光。在光感测区域55中，发射光，例如光81、82与83系分别在不同区域552、554与557被吸收。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学传感器，其特征在于，包括：半导体块，其包括前侧与背侧；导波区，其位于该半导体块的该背侧上方，其包括核心层，该导波区用于引导入射光；以及光感测区域，其位于该半导体块中，其包括多接合光二极管，该光感测区域用于感测发射光。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：游腾健，
申请(专利权)人：PGI股份有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY