光传感器结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种光传感器结构及其制造方法，该光传感器结构包括一基板，其两侧分别具有一第一表面及一第二表面；一感光元件，设置于该第一表面，该感光元件具有一感光区域；及一反射层，设置于该第二表面且覆盖该第二表面和该感光元件的感光区域对位的部分。面和该感光元件的感光区域对位的部分。面和该感光元件的感光区域对位的部分。

【技术实现步骤摘要】
光传感器结构及其制造方法


[0001]本专利技术指一种光传感器结构及制造方法，尤指一种设有感光元件的光传感器结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]近接传感器(proximity sensor，PS)及环境光传感器(ambient light sensor)等光传感器广泛应用于移动电话等携带式行动装置或其它消费性电子装置内。近接传感器可用来侦测使用者的脸部或其他物体与电子装置之间的距离；环境光传感器可应用于电子产品中以感测环境光的强度。如图1所示，近接传感器和环境光传感器都需使用感光元件91，而且近接传感器一般还需要使用发光元件92(例如红外线发射器或雷射光发射器)。
[0003]请参照图2所示，其为图1中感光元件91一区域A的局部放大示意图。感光元件91一般设置于一半导体基板93上，用来接收光讯号，并且透过后级电路对所接收的光讯号的强度或成分进行判断，以完成上述近接传感器和环境光传感器的功能。随着当前的电子装置逐渐朝向高屏占比甚至全面屏发展的趋势，距离传感器被迫采用屏下式设计设置于显示屏幕的下方，因此对于光传感器的尺寸限制越趋严格。在此情况下，光传感器制造商不得不尝试缩减光传感器的整体厚度，例如磨薄供感光元件91设置的基板93，来制作后度更薄的光传感器。
[0004]然而，当光传感器厚度变薄时，部分射向感光元件91的光讯号会因为基板93的厚度较薄而直接穿出光传感器，如此会减少感光元件91的有效感光区域而导致光学感度降低。基于上述缺失，实有必要提供一种光传感器的结构与制程来达到整体微型化的目的，同时又保有光传感器的光学感度，以更符合实际应用的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的的一即在于提供一种光传感器结构及其制造方法，尤指一种在半导体基板上设置一反射层，以在射向感光元件感光区域的光讯号穿过感光元件和基板时，将其反射而回到该感光元件的光传感器结构及其制造方法。藉此本专利技术可在缩减光传感器的整体厚度的同时，仍可确保光传感器的光学感度。
[0006]本专利技术揭露一种光传感器结构，包括一基板，其两侧分别具有一第一表面及一第二表面；一感光元件，设置于该第一表面，该感光元件具有一感光区域；及一反射层，设置于该第二表面且覆盖该第二表面和该感光元件的感光区域对位的部分。
[0007]本专利技术另揭露一种光传感器结构制造方法，包含于一基板的一第一表面上设置一感光元件；对该基板与该第一表面相对的一第二表面进行晶圆背面研磨；及经由晶背金属化在该第二表面镀膜形成一反射层，并使该反射层覆盖该第二表面和该感光元件的一感光区域对位的部分。
[0008]本专利技术还揭露另一种光传感器结构制造方法，包含于一基板的一第一表面上设置一感光元件；在一背板镀膜形成一反射层；及将该背板贴合固定于该基板与该第一表面相
对的一第二表面，并使该反射层覆盖该第二表面和该感光元件的一感光区域对位的部分。
附图说明
图1为现有光传感器结构的剖视示意图。图2为现有光传感器结构感光元件的局部剖视示意图。图3为本专利技术第一实施例光传感器结构制的局部剖视示意图。图4为本专利技术第一实施例光传感器结构制造方法的流程图。图5为本专利技术第二实施例光传感器结构及其制造方法选用镀膜材料的特性对照图。图6到图8为本专利技术第三实施例光传感器结构的封装流程示意图。图9为本专利技术第三实施例光传感器结构制造方法的流程图。【图号对照说明】1
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基板1a
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第一表面1b
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第二表面11
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反射层2
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感光元件3
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反射构造31
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反射层32
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背板M1
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第一镀膜材料M2
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第二镀膜材料R1
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第一波长范围R2
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第二波长范围91
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感光元件92
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发光元件93
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基板A
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区域
具体实施方式
[0009]为了使本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：
[0010]请参照图3所示，为本专利技术第一实施例的光传感器结构，包含一基板1和一感光元件2。该基板1为一半导体基板(例如硅晶圆)，该感光元件2可以被整合于一特定应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)中，以使光传感器结构同时包含该感光元件2和运算电路(例如近接传感器及/或环境光传感器的运算电路)。该基板1两侧分别具有一第一表面1a及一第二表面1b。该感光元件2设置于该第一表面1a。该感光元件2可以为光电二极管(photodiode)，故可透过在该第一表面1a上制作PN接面或PIN型二极管来形成该感光元件2。
[0011]该基板1的第二表面1b设有一反射层11。在本实施例中，该反射层11可以覆盖该基板1的整个第二表面1b。然而，在本专利技术其他实施例中，该反射层11也可以仅覆盖该基板1的局部第二表面1b，例如只覆盖该第二表面1b和该感光元件2对位的部分。更详言的，该感光元件2为光电二极管时，包含上述PN接面或PIN型二极管所构成的感光区域，以及周边的讯号处理电路及连接垫等构造，该反射层11较佳为至少覆盖该第二表面1b和该感光元件2的感光区域对位的部分。
[0012]该反射层11由具有良好反射率的材料制成，举例而言可为铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、钨(W)、金(Au)、银(Ag)、Pt(铂)、钽(Ta)、镍(Ni)、钒(V)、硅(Si)等单一材料及其氧化物，或者是该些材料的合金产物，又或者是多层上述材料的组合。
[0013]该反射层11可以通过镀膜方式形成于该第二表面1b，其中，较佳采用晶背金属镀膜制程(Backside Grinding&amp本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光传感器结构，其特征在于，包括：一基板，其两侧分别具有一第一表面及一第二表面；一感光元件，设置于该第一表面，该感光元件具有一感光区域；及一反射层，设置于该第二表面且覆盖该第二表面和该感光元件的感光区域对位的部分。2.如权利要求1所述的光传感器结构，其特征在于，其中该反射层以晶背金属镀膜制程镀膜形成于该第二表面。3.如权利要求1所述的光传感器结构，其特征在于，其中反射层镀膜形成于一背板，且该背板固定于该基板的第二表面。4.如权利要求1所述的光传感器结构，其特征在于，其中该反射层的镀膜材料对于波长在850~1450nm的光讯号具有高于70%的反射率。5.如权利要求1所述的光传感器结构，其特征在于，其中该反射层的镀膜材料对于波长在一第一波长范围：850~1000nm的光讯号或波长在一第二波长范围：1150~1450nm的光讯号具有高于70%的反射率。6.如权利要求5所述的光传感器结构，其特征在于，其中该反射层的镀膜材料对于波长在1050nm~1100nm的光讯号具有低于70%的反射率。7.如权利要求1所述的光传感器结构，其特征在于，其中另设有一发光元件，该发光元件产生的发射光部分穿过该感光元件该和该基板，并受该反射层反射。8.一种光传感器结构制造方法，其特征在于，包含：于一基板的一第一表面上设置一感光元件；对该基板与该第一表面相对的一第二表面进行晶圆背面研磨；及经由晶背金属化在该第二表面镀膜形成一反射层，并使该反射层覆盖该第二表面和该感光元件的一感光区域对...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏吏千，廖彦玮，许源卿，
申请(专利权)人：昇佳电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：