【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、由于需要非常低高度的背照式光电检测器芯片集成在具有感测功能的显示器的背板上，因此需要建立如何生成这样的薄光电检测器芯片并将它们准备好以用于传送工艺的过程。在光电检测器芯片的一定高度以上，对于后续的工艺步骤如集成发光器件例如led来说，地形会太大。目前，用于制备这样的薄光电检测器芯片的经典方法——例如通过晶片研磨或基于蚀刻的减薄进行后端组装——缺乏所需的准确度。
2、目的是提供用于制造薄光电检测器器件的方法。另外的目的是提供光电检测器器件和包括该光电检测器器件的显示器。
3、该目的是利用根据独立权利要求的光电检测器器件实现的。实施方式从从属权利要求得到。
4、本公开内容旨在建立工艺集成流程，以生成薄的例如小于10μm的光电检测器芯片，以用于传送至作为显示器的背板的目标基板。通过这样的异质集成，通常不相容的材料如iii-v半导体和硅可以组合在一起，以实现新型传感器产品或甚至双向(传感/发射)显示器。此外，这些光电检测器芯片的生成可以由前端工艺流程覆盖。
技术实现思路
1、在实施方式中，用于制造光电检测器器件的方法包括提供载体基板，其中，器件层布置在载体基板的主表面处，并且绝缘层布置在器件层与载体基板之间。
2、载体基板可以包括半导体材料，例如硅(si)。载体基板具有主延伸平面。主延伸平面在侧向方向上延伸。在垂直于侧向方向延展的横向方向上，绝缘层布置在载体基板的主表面上。通过示例的方式，绝缘层可以包括二氧化硅(sio2)。在
3、载流子基板、绝缘层和器件层可以形成所谓的soi晶片(soi：绝缘体上硅)。绝缘层与器件层的接口限定了所得光电检测器器件的最终厚度。载体基板确保前端处理期间针对层堆叠的机械稳定性。在后续工艺步骤中去除载体基板，其中绝缘层用作蚀刻停止层。因此，剩余的层，特别是器件层，可以非常薄。因此，该光电检测器器件适用于背侧照明(bsi)，并且可以集成在诸如显示器的薄电子设备中。
4、该方法还包括在器件层中形成多个光电检测器元件。形成光电检测器元件可以包括在器件层中形成pn结。每个光电检测器元件可以由至少一个光电二极管形成。每个光电检测器元件还可以包括多于一个的光电二极管，例如光电二极管阵列。形成pn结可以通过一个或更多个离子注入步骤来进行。通过注入，器件层至少在某些地方被反掺杂。因此，在形成pn结之后，器件层的区域被掺杂用于第二类型的导电性，例如p型。
5、特别地，光电检测器元件可以由pin光电二极管形成，其中本征掺杂区(i区)布置在p+型掺杂阳极区与n+型掺杂阴极区之间。因此，p+型掺杂阳极区和n+型掺杂阴极区不直接接触。当施加反向电压时，形成比经典pn二极管更大的空间电荷区。当电磁辐射撞击光电检测器器件时，在空间电荷区生成光致电荷载流子，从而产生光电流。通过测量光电流，可以检测电磁辐射。
6、在实施方式中，在器件层中仅形成光电检测器元件。这可以意味着在器件层中不形成另外的电路，特别是读出电路。电信号可以由外部读出装置读出。因此，光电检测器元件可以是紧凑的，并且可以在侧向方向和横向方向上都具有小尺寸。
7、该方法还包括在器件层上形成金属间介电质，其中电连接至光电检测器元件的接触焊盘嵌入在金属间介电质中。
8、金属间介电质包括电绝缘材料，例如sio2。在横向方向上，金属间介电质布置在器件层上背向绝缘层的一侧。一个或更多个布线层布置在金属间介电质中，其中接触焊盘由布线层中的一个形成。接触焊盘电连接至光电检测器元件的端子，特别是光电二极管的阳极端子和阴极端子。布线层，特别是接触焊盘，可以包括金属，例如铝(al)和/或钨(w)。
9、该方法还包括在金属间介电质中形成焊盘开口。焊盘开口到达接触焊盘。焊盘开口从金属间介电质的背向器件层的一侧朝向接触焊盘地到达接触焊盘。形成焊盘开口可以包括去除部分金属间介电质的蚀刻工艺。焊盘开口可以在横向方向上延伸。接触焊盘可以经由焊盘开口接近。
10、该方法还包括将处理基板安装在金属间介电质上。处理基板安装在金属间介电质上，使得覆盖焊盘开口。例如，处理基板是结合在金属间介电质上的另一半导体晶片。特别地，可以应用永久接合技术。在实施方式中，处理基板借助于粘合剂被接合在金属间介电质上。在其他实施方式中，使用熔融接合技术。在另外的实施方式中，处理基板可以是通过施加静电力安装在金属间介电质上的静电晶片或卡盘。甚至可以通过表面粗糙化方法将处理基板安装在金属间介电质上。通过应用处理基板，层堆叠可以翻转用于背侧处理。
11、该方法还包括去除载体基板。载体基板的去除可以在背侧处理期间进行。去除载体基板可以包括研磨和/或蚀刻。例如，在第一步骤中，通过化学机械抛光(cmp)去除载体基板的主要部分。在第二步骤中，将蚀刻步骤应用于剩余的载体基板，其中绝缘层用作蚀刻停止层。这意味着移除载体基板使绝缘层暴露。通过该过程，绝缘层可以变薄。例如，变薄的绝缘层可以具有至少700nm的厚度。通过去除载体基板，所得层堆叠可以是薄的，使得光电检测器器件可以集成在薄电子设备例如显示器中。此外，光电检测器元件靠近辐射入口侧，并且电磁辐射不需要穿过载体基板。
12、该方法还包括对多个光电检测器元件进行分割(singulate)，使得形成包括一个光电检测器元件的多个单独的光电检测器芯片。
13、分割可以包括蚀刻工艺。在这种情况下，蚀刻通道可以从暴露的绝缘层形成至处理基板。蚀刻可以在前端制造厂(例如cmos前端制造厂)中进行。有利地，光电检测器器件的大部分制造可以在同一个制造工厂中进行。此外，通过蚀刻工艺，可以提供精确和狭窄的通道。与传统切割相比，几乎不会出现碎片。
14、然而，在另一实施方式中，光电检测器元件通过激光烧蚀方法被分割。激光烧蚀切割可以在不同于前端制造工厂的制造工厂中进行。有利地，可以使用会导致前端制造厂污染问题的另外的材料。例如，包括银(ag)等的可选干涉滤波器可以在分割之前应用在每个光电检测器元件上方。
15、在分割之后，多个光电检测器芯片附接至处理基板上，但是彼此分离。每个光电检测器芯片可以仅包括一个光电检测器元件，包括光电检测器元件上方的金属间介电质和相应的接触焊盘。有利地，每个光电检测器芯片在侧向方向和横向方向上都具有小尺寸。在实施方式中，每个光电检测器芯片在横向方向上具有高度，该高度为至多10μm、至多15μm或至多2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于制造光电检测器器件的方法，所述方法包括：
2.根据前述权利要求所述的方法，还包括：在所述绝缘层(30)与所述器件层(20)之间提供高掺杂埋层(40)，其中，所述高掺杂埋层(40)包括与所述器件层(20)相同类型的导电性。
3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括：在所述器件层上形成所述金属间介电质之前，形成穿透所述器件层(20)的沟槽(25)，所述沟槽(25)各自围绕所述检测器元件(50)中的一个并且用填充材料填充。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，在所述器件层(20)上形成所述金属间介电质(60)还包括在所述接触焊盘(70)上或上方形成钝化层(65)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括：在形成所述焊盘开口(80)之后，用导电插头(83)填充所述焊盘开口(80)以及/或者用间隔件(87)覆盖所述焊盘开口(80)的侧壁。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括：在移除所述载体基板(10)使所述绝缘层(30)暴露之后，在所述绝缘层上形成干涉滤波器(90)。
7
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，从所述处理基板(100)释放所述光电检测器芯片(55)包括欠蚀刻，其中，所述金属间介电质(60)的部分被移除，并且其中，蚀刻停止层(65，83，87)被配置成防止对所述金属间介电质(60)的进一步蚀刻。
9.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，将所述光电检测器芯片(55)传送至所述目标基板(500)上包括通过使用弹性体印模(600)并行传送多个光电检测器芯片(55)。
10.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括：将所述接触焊盘(70)电连接至所述目标基板(500)的所述主表面(550)上布置的电极(570)。
11.一种用于检测电磁辐射的光电检测器器件，包括：
12.根据前述权利要求所述的光电检测器器件，其中，每个光电检测器芯片(55)还包括高掺杂埋层(40)，所述高掺杂埋层布置在所述器件层(20)上背向所述金属间介电质(60)的侧处，其中，所述高掺杂埋层(40)包括与所述器件层(20)相同类型的导电性。
13.根据权利要求11至12中的一项所述的光电检测器器件，其中，所述光电检测器元件(50)形成包括至少一个pn结和空间电荷区的光电二极管。
14.根据权利要求13中的一项所述的光电检测器器件，其中，所述光电检测器元件(50)的空间电荷区与所述光电检测器芯片(55)的辐射入口侧(58)具有距离，使得可见范围内的入射电磁辐射在所述空间电荷区中生成光致电荷载流子。
15.根据权利要求11至14中的一项所述的光电检测器器件，其中，每个光电检测器芯片(55)还包括干涉滤波器(90)，所述干涉滤波器在所述光电检测器芯片(55)的面向入射电磁辐射的背侧处被布置在所述器件层(20)上或上方。
16.根据权利要求11至15中的一项所述的光电检测器器件，其中，每个光电检测器芯片(55)还包括覆盖所述光电检测器芯片(55)的侧表面的聚合物封装(95)。
17.根据权利要求11至16中的一项所述的光电检测器器件，
18.根据权利要求11至17中的一项所述的光电检测器器件，
19.根据权利要求14至18中的一项所述的光电检测器器件，其中，所述目标基板(500)形成显示器(590)的背板，并且其中，发光元件(R，G，B)布置在所述目标基板(500)上的所述光电检测器芯片(55)之间。
20.一种显示器(590)，包括根据前述权利要求所述的光电检测器器件，其中，所述显示器(590)形成特别是可穿戴设备显示器、电视显示器、计算机显示器、膝上型电脑显示器、平板电脑显示器、智能电话显示器或汽车平视显示器。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于制造光电检测器器件的方法，所述方法包括：
2.根据前述权利要求所述的方法，还包括：在所述绝缘层(30)与所述器件层(20)之间提供高掺杂埋层(40)，其中，所述高掺杂埋层(40)包括与所述器件层(20)相同类型的导电性。
3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括：在所述器件层上形成所述金属间介电质之前，形成穿透所述器件层(20)的沟槽(25)，所述沟槽(25)各自围绕所述检测器元件(50)中的一个并且用填充材料填充。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，在所述器件层(20)上形成所述金属间介电质(60)还包括在所述接触焊盘(70)上或上方形成钝化层(65)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括：在形成所述焊盘开口(80)之后，用导电插头(83)填充所述焊盘开口(80)以及/或者用间隔件(87)覆盖所述焊盘开口(80)的侧壁。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括：在移除所述载体基板(10)使所述绝缘层(30)暴露之后，在所述绝缘层上形成干涉滤波器(90)。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，进一步包括：在将所述多个光电检测器元件(50)分割之后，施加覆盖所述光电检测器芯片(55)的侧表面(59)的聚合物封装(95)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，从所述处理基板(100)释放所述光电检测器芯片(55)包括欠蚀刻，其中，所述金属间介电质(60)的部分被移除，并且其中，蚀刻停止层(65，83，87)被配置成防止对所述金属间介电质(60)的进一步蚀刻。
9.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，将所述光电检测器芯片(55)传送至所述目标基板(500)上包括通过使用弹性体印模(600)并行传送多个光电检测器芯片(55)。
10.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括：将所述接触焊盘(70)电连接至所述目标基板(500)的所述主表面(55...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷纳·米尼克斯霍弗，约尔格·西格特，安格斯·陈，弗朗茨·施兰克，
申请(专利权)人：艾迈斯欧司朗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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