包括晶片級無機電介質(zhì)和有機濾色器的混合的光學(xué)傳感器器件的制作方法
【專利摘要】本文中描述了單片光學(xué)傳感器器件和用于制造這些器件的方法。在實施例中，一種半導(dǎo)體晶片襯底包括多個光電檢測器（PD）區(qū)域。晶片級無機電介質(zhì)濾光器被沉積并由此形成在多個PD區(qū)域的至少子集上。一個或多個晶片級有機濾色器被沉積并由此形成在位于選定PD區(qū)域之上的晶片級無機電介質(zhì)濾光器的一個或多個選定部分上。例如，有機紅過濾器、有機綠過濾器以及有機藍過濾器可分別位于處在第一、第二和第三PD區(qū)域之上的晶片級無機電介質(zhì)濾光器的部分之上。
【專利說明】包括晶片級無機電介質(zhì)和有機濾色器的混合的光學(xué)傳感器器件
[0001]優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請要求2012年6月28日提交的美國專利申請N0.13/535,925的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的實施例一般涉及單片光傳感器器件，其包括光電檢測器、一個或多個晶片級圖案化的無機電介質(zhì)濾光器、以及一個或多個晶片級圖案化的有機濾色器。
【背景技術(shù)】
[0004]光檢測器可用作環(huán)境光傳感器(ALS)，例如用作顯示器的節(jié)能光傳感器、用于控制諸如移動電話和膝上計算機之類的便攜設(shè)備中的背光、以及用于許多其它類型的光級測量和管理。作為更具體的示例，ALS能用于通過檢測明亮和暗淡的環(huán)境光狀況來降低顯示系統(tǒng)的總功耗并提高液晶顯示器(LCD)光源的壽命，作為控制顯示器和/或鍵區(qū)背光的手段。在沒有ALS的情況下，IXD顯示器背光控制通常手動地完成，藉此當(dāng)周圍環(huán)境變得更亮?xí)r用戶將提高LCD的亮度。通過使用ALS，用戶能將LCD亮度調(diào)節(jié)至他們的偏好，從而當(dāng)周圍環(huán)境變化時，顯示器亮度調(diào)節(jié)以使顯示器在相同的可感知水平上看起來一致；這使得電池壽命被延長、用戶眼疲勞減少、以及LCD壽命延長。同樣，在沒有ALS的情況下，鍵區(qū)背光的控制非常依賴于用戶和軟件。例如，可通過觸發(fā)器或定時器將鍵區(qū)背光打開10秒，其中觸發(fā)器可通過按壓鍵區(qū)觸發(fā)。在使用ALS的情況下，鍵區(qū)背光僅當(dāng)周圍環(huán)境暗淡的時候被打開，這將導(dǎo)致更長的電池壽命。為實現(xiàn)更好的環(huán)境光感測，ALS優(yōu)選具有接近人眼響應(yīng)的光譜響應(yīng)，而且具有優(yōu)秀的紅外(IR)噪聲抑制(也稱為IR拒絕)。這樣的光譜響應(yīng)通常被稱為“真實人眼響應(yīng)”或“適光響應(yīng)(photopic response)”。
[0005]使用光電檢測器(諸如光電二極管)作為ALS時存在的潛在問題是，它既檢測可見光又檢測諸如紅外(IR)光之類的不可見光(開始于約700nm)。相反，人眼不檢測IR光。因此，尤其當(dāng)光由白熾光產(chǎn)生時(包括大量IR光)，光電檢測器的響應(yīng)會顯著不同于人眼的響應(yīng)。如果光電檢測器被用作ALS以例如調(diào)節(jié)背光等，則這將提供顯著低于最優(yōu)調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)。因此，已經(jīng)嘗試了各種技術(shù)來提供具有接近人眼的光譜響應(yīng)的光傳感器(也稱為光學(xué)傳感器)，以使此類光傳感器能用于例如適當(dāng)?shù)卣{(diào)整顯示器的背光，或用于類似用途。這些技術(shù)中的一些涉及用濾光器覆蓋光電檢測器。
[0006]如從上述討論中所能理解，對光電檢測器的一種潛在的期望響應(yīng)是適光響應(yīng)。然而，這僅僅是一種示例性響應(yīng)。例如，可能期望一個光電檢測器的響應(yīng)指示檢測到多少紅光、另一光電檢測器的響應(yīng)指示檢測到多少綠光、以及又一光電檢測器的響應(yīng)指示檢測到多少藍光。這三種光電檢測器的響應(yīng)可被組合，例如用于提供適光響應(yīng)。替代地，這三種光電檢測器的響應(yīng)可單獨地被用作反饋，以用于調(diào)節(jié)使用數(shù)字照相機和/或數(shù)字視頻記錄儀捕捉的數(shù)字圖像中的顏色，例如使得所捕捉的圖像/視頻更逼真地相似于操作照相機/視頻記錄儀的人所真實看到的內(nèi)容。這三種光電檢測器的響應(yīng)還可用于LED背光系統(tǒng)或LED投影儀的色彩調(diào)節(jié)、用于色彩檢測和/或用于白平衡調(diào)節(jié)。對光電檢測器的另一種潛在的期望響應(yīng)是檢測IR光并且拒絕可見光，例如，如果該光電檢測器被用于基于IR的接近度和/或運動檢測器的情況。不管實際想要的響應(yīng)為何，如果能以提供高準(zhǔn)確度和高產(chǎn)量的方式制造具有任何特定期望響應(yīng)的光電檢測器，則將是有益的。
[0007]低成本的半導(dǎo)體光傳感器通常是位于單層有機濾色器下方的硅光電二極管。例如，常規(guī)的傳感器設(shè)計通常包括染色的有機過濾器(也稱為有機濾色器)，該有機過濾器直接被沉積在覆蓋光電二極管傳感器區(qū)域的鈍化層上。該鈍化層典型地位于也覆蓋光電二極管傳感器區(qū)域的一個或多個金屬間電介質(zhì)(MD)層上。染色的有機過濾器吸收特定光頻率范圍，其具有低成本和容易集成到常規(guī)集成電路(IC)制造流程中的優(yōu)點。染色的有機過濾器的缺點是，它們允許過量的紅外(IR)能量透射。換言之，染色的有機過濾器在吸收大于700nm波長方面不夠好。然而，在存在提供適光響應(yīng)或提供指示特定可見顏色(例如紅色、綠色和/或藍色)的響應(yīng)的需求的情況下，也需要濾掉或以其它方式拒絕大于700nm的波長。此外，通常想要將ALS和基于IR的接近度傳感器二者包括在同一封裝內(nèi)。在這種情況下，需要在同一封裝內(nèi)既提供拒絕IR光的光電二極管，又提供檢測IR光的光電二極管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在以下詳細描述中，參考形成本說明書一部分的附圖，其中通過圖示示出了特定圖解說明實施例。應(yīng)理解，可利用其它實施例，且可作出機械和電氣改變。因此，以下詳細描述不應(yīng)按照限制的意義來理解。在以下描述中，在全部附圖中將使用相似的標(biāo)號或參考標(biāo)注來指示相似的部分或要素。此外，參考標(biāo)號的第一位標(biāo)識該參考標(biāo)號首先出現(xiàn)的附圖。
[0009]以下描述的本發(fā)明的某些實施例涉及單片光學(xué)傳感器器件，該單片光學(xué)傳感器器件包括光電檢測器(例如光電二極管)、一個或多個晶片級圖案化無機電介質(zhì)濾光器、以及一個或多個晶片級圖案化有機濾色器。以下描述的本發(fā)明的某些實施例使一個或多個光電檢測器能拒絕IR光，同時一個或多個其他光電檢測器能檢測IR光，即使所有這些光電檢測器和過濾器在共同半導(dǎo)體晶片襯底上/之中制造。
[0010]圖1A示出根據(jù)本發(fā)明實施例的單片光學(xué)傳感器器件102。參考圖1A，示出了半導(dǎo)體晶片襯底104，該半導(dǎo)體晶片襯底104包括五個光電檢測器(PD)區(qū)域，標(biāo)注為ro1、PD2,PD3、PD4和TO5。每個ro區(qū)域可以是(例如)光電二極管、光敏電阻器、光伏電池、光電晶體管、或電荷耦合器件(CCD )，但不限于此，且可用于產(chǎn)生指示所檢測的光的電流或電壓。對于該討論的余下部分，假定每個ro區(qū)域是光電二極管，除非另有聲明。每個ro區(qū)域也可能由彼此連接(例如串聯(lián)或并聯(lián))的多個光電二極管(或光敏電阻器、CCD等)的陣列組成，以使它們共同產(chǎn)生指示所檢測光的電流或電壓。
[0011]晶片襯底104的整個表面被一個或多個金屬間電介質(zhì)(IMD)層覆蓋,金屬間電介質(zhì)層可包括一種或多種氧化物和/或氮化物，但不限于此。在最上方的MD層106上可能存在一個或多個鈍化層。鈍化層典型地被分類為“硬”或“軟”。硬鈍化典型地是氮化硅，而軟鈍化典型地是通常沉積在硬鈍化層上的聚酰亞胺。替代的鈍化材料也是可能的。硬鈍化層可以或可以不利用CMP (化學(xué)機械拋光)來平坦化。優(yōu)選地，鈍化表面在光學(xué)傳感器應(yīng)用中是平坦的，但本發(fā)明并不要求平坦的鈍化。MD層和鈍化層共同標(biāo)注為106。
[0012]晶片級無機電介質(zhì)濾光器108被圖案化以覆蓋ro1、PD2, PD3和TO4，但不覆蓋PD5。圖案化的晶片級無機電介質(zhì)濾光器108包括多層無機電介質(zhì)薄膜。各薄膜厚度典型地從約IOnm到300nm,但不限于此。電介質(zhì)濾光器的總厚度可以(例如)在2 μ m至10 μ m的范圍內(nèi)，但不限于此。這樣的無機電介質(zhì)膜可使用常規(guī)的半導(dǎo)體加工來沉積，以獲得(例如)交替折射率的高一低一高一低(HLHL)模式?？刹捎酶鞣N常規(guī)沉積方法來對晶片級無機電介質(zhì)濾光器108進行圖案化，諸如化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、等離子體增強 CVD (PECVD)JgSCVD (LPCVD)、金屬有機 CVD (MOCVD)、分子束外延(MBE)、外延、蒸鍍、濺射、原子層沉積(ALD )、原位射流氣相沉積(JVD )或類似方法。
[0013]用于形成晶片級無機電介質(zhì)濾光器108的電介質(zhì)材料可包括二氧化硅(Si02)、氫化娃(SixHy )、氮化娃(SixNy )、氧氮化娃(SixOzNy )、氧化鉭(TaxOy )、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)以及類似物。濾光器中的交替層可具有貫穿該濾光器疊層的恒定或變化的膜厚度，以實現(xiàn)所期望的光學(xué)響應(yīng)。通過小心地選擇這些層的實際組分、厚度以及數(shù)量，有可能將該濾光器的反射率和透射率調(diào)整為產(chǎn)生幾乎任何期望的光譜特性。例如，可使反射率增大至超過99.99%，以產(chǎn)生高反射(HR)涂層。反射水平也可被調(diào)諧至任何特定值，例如用于產(chǎn)生在某些波長范圍上反射落在其上的光的90%且透射該光的10%的反射鏡。這樣的反射鏡常被用作分束器，且用作激光器中的輸出耦合器。替代地，晶片級無機電介質(zhì)濾光器108可被設(shè)計成使該反射鏡僅在窄波長帶中反射光，從而產(chǎn)生反射性濾光器。
[0014]一般而言，高折射率材料和低折射率材料的層上下交替。該周期性或交替的結(jié)構(gòu)顯著增強了該表面在特定波長范圍中的反射率(稱為帶阻)，該波長范圍的寬度僅由所使用的兩個折射率之比確定(對于四分之一波系統(tǒng))，而最大反射率通過該疊層中的多個層增大至接近高達100%。這些層的厚度一般是四分之一波(如此，相比于由相同材料組成的非四分之一波系統(tǒng)，它們產(chǎn)生最寬的高反射帶)，設(shè)置成使所反射的光束彼此相長地干涉，以使反射最大化且使透射最小化。利用上述結(jié)構(gòu)，高反射性涂層能在寬波長范圍(可見光譜范圍中的數(shù)十納米)中實現(xiàn)非常高的反射率(例如99.9%)，在其它波長范圍上實現(xiàn)較低的反射率，由此實現(xiàn)期望的光譜響應(yīng)。通過操縱反射性疊層中層的實際厚度和組分，可將反射特性調(diào)諧至期望的光譜響應(yīng)，且可既包含高反射性波長區(qū)域又包含抗反射性波長區(qū)域。晶片級無機電介質(zhì)濾光器108可被設(shè)計為長`通或短通濾光器、帶通或陷波濾光器、或具有特定反射率的反射鏡。在本發(fā)明的特定實施例中，晶片級無機電介質(zhì)濾光器108被設(shè)計為短通濾光器，該短通濾光器通過小于700nm的可見波長，并拒絕700nm以上的波長(例如包括IR波長)，在該情況下該晶片級無機電介質(zhì)濾光器108可被稱為IR截止濾光器。
[0015]仍參考圖認，？01、？02、？03和^)4中的每一個被示為也被不同的晶片級圖案化有機濾色器Iio覆蓋。這樣的圖案化有機濾色器可以在組分上類似于光阻，且可具有例如0.5至2 μ m的厚度。這些有機濾色器典型地是旋涂的光敏有機膜，其具有色素添加劑從而導(dǎo)致吸收期望的光頻率(例如藍色、綠色或紅色)。在圖1A中，PDl被晶片級無機電介質(zhì)濾光器108和晶片級有機紅過濾器IlOR 二者覆蓋。PD2被晶片級無機電介質(zhì)濾光器108和晶片級有機綠過濾器IlOG 二者覆蓋。PD3被晶片級無機電介質(zhì)濾光器108和晶片級有機監(jiān)過濾器IlOB 二者覆蓋。PD4被晶片級無機電介質(zhì)濾光器108和晶片級有機黑過濾器IlOBk 二者覆蓋。PD5未被晶片級無機電介質(zhì)濾光器108覆蓋，且未被任何有機濾色器110覆蓋。在圖1A和圖2-8中，各層未按比例繪制。例如，IMD層和鈍化層106加起來有可能比晶片級無機電介質(zhì)濾光器108和/或有機濾色器110厚。[0016]注意，諸如濾光器108之類的晶片級無機電介質(zhì)濾光器通常實現(xiàn)起來相對較昂貴，因為交替電介質(zhì)材料在非常精細的幾何形狀(數(shù)十到數(shù)百納米)下的沉積過程(例如濺射或蒸鍍)(且要對層厚度和材料組分進行精確控制)通?；ㄙM若干小時。此外，晶片級無機電介質(zhì)濾光器通常是利用在化學(xué)溶劑浴中的光阻剝離來圖案化的，由于在光阻溶劑浴中相對長的駐留時間(即浸泡持續(xù)時間)以及相對窄的工藝裕量，這通常成本高。因此，如果期望利用單個單片光學(xué)傳感器器件實現(xiàn)多種(例如三種或更多種)不同的光電檢測器響應(yīng)，則利用多個不同的晶片級無機電介質(zhì)濾光器來實現(xiàn)多種不同響應(yīng)將會成本很高。這是因為可能需要多次沉積和多次剝離工藝來在共同半導(dǎo)體襯底上形成多個不同的晶片級無機電介質(zhì)濾光器，這將需要非常長的循環(huán)時間。本文中描述的本發(fā)明的特定實施例利用了多種期望響應(yīng)中的共同特性，例如IR拒絕，從而利用共同的晶片級無機電介質(zhì)濾光器并結(jié)合多個有機濾色器，使用單個單片光學(xué)傳感器器件實現(xiàn)了多種不同的光電檢測器響應(yīng)。
[0017]圖1B示出了紅、綠和藍有機過濾器的示例性透射光譜。圖1C示出被設(shè)計為短波通過濾光器的電介質(zhì)濾光器的示例性透射光譜，該短波通過濾光器也可被稱為IR截止濾光器，因為它截止或拒絕IR光。圖1D示出可通過在無機電介質(zhì)濾光器上圖案化各種有機濾色器而實現(xiàn)的透射光譜。有利地，無機電介質(zhì)濾光器能被用于拒絕、更具體而言反射700nm以上的波長。這使得H)區(qū)域能被紅、綠和藍有機過濾器(以及電介質(zhì)濾光器)覆蓋，以分別主要檢測紅光、綠光和藍光。
[0018]圖2示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的單片光學(xué)傳感器器件202。在圖2中，再次示出半導(dǎo)體晶片襯底104，其包括標(biāo)注為PD1、PD2、PD3、PD4和TO5的五個H)區(qū)域。該晶片襯底的整個表面也被一個或多個MD層和鈍化層(共同標(biāo)注為106)覆蓋。晶片級無機電介質(zhì)濾光器108也被圖案化以覆蓋PD1、PD2、PD3和TO4，但不覆蓋H)5。PDl被晶片級無機電介質(zhì)濾光器108和晶片級有機紅過濾器IlOR 二者覆蓋。PD2被晶片級無機電介質(zhì)濾光器108和晶片級有機綠過濾器IlOG以及晶片級有機紅過濾器IlOR覆蓋。換言之，有機綠和有機紅過濾器上下層疊在一起，且該疊層在無機電介質(zhì)濾光器108之上。PD3被無機電介質(zhì)濾光器108和有機綠過濾器IlOG 二者覆蓋。PD4被無機電介質(zhì)濾光器108和有機黑過濾器IlOBk二者覆蓋。PD5既未被無機電介質(zhì)濾光器108覆蓋，也未被任何有機濾色器110覆蓋。
[0019]圖3示出單片光學(xué)傳感器器件302，在該器件302中，標(biāo)注為OFl、0F2、0F3以及0F4的多個晶片級無機電介質(zhì)濾光器以不同的組合被層疊。雖然未在圖3中示出，但也向該電介質(zhì)濾光器的疊層中添加一個或多個有機濾色器。其示例在圖4中示出，圖4示出了作為圖2和3的實施例的組合的單片光學(xué)傳感器器件402。與本文中描述的其它實施例相t匕，圖3和4的實施例可能成本更高，因為它們需要多次沉積和剝離工藝來提供多個晶片級無機電介質(zhì)濾光器(例如0F1、0F2、0F3和0F4)。圖4還包括附加的H)區(qū)域PD6和TO7。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的單片光學(xué)傳感器器件。
[0021]圖1B示出用于紅、綠和藍有機過濾器的示例性透射光譜。
[0022]圖1C示出被配置為短波通過濾光器的無機電介質(zhì)濾光器的示例性透射光譜，該短波通過濾光器也可被稱為IR截止濾光器。
圖1D示出可通過在無機電介質(zhì)濾光器上圖案化各種有機濾色器而實現(xiàn)的透射光譜。[0023]圖2示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的單片光學(xué)傳感器器件。
[0024]圖3示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的單片光學(xué)傳感器器件。
[0025]圖4示出根據(jù)本發(fā)明又一實施例的單片光學(xué)傳感器器件。
[0026]圖5A-5E用于說明如何制造根據(jù)本發(fā)明多個實施例的單片光學(xué)傳感器器件
[0027]圖6示出根據(jù)本發(fā)明特定實施例的單片光學(xué)傳感器器件。
[0028]圖7示出根據(jù)本發(fā)明另一特定實施例的單片光學(xué)傳感器器件。
[0029]圖8示出根據(jù)本發(fā)明又一特定實施例的單片光學(xué)傳感器器件。
[0030]圖9是用于概括根據(jù)本發(fā)明某些實施例的用于制造單片光學(xué)傳感器器件的方法的高級流程圖。
[0031]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括單片光學(xué)傳感器器件的系統(tǒng)。
[0032]附圖標(biāo)記說明
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造單片光學(xué)傳感器器件的方法，包括: (a)在半導(dǎo)體晶片襯底中的多個光電檢測器(PD)區(qū)域之上沉積并由此形成一個或多個金屬間電介質(zhì)(MD)層； (b)在位于所述多個H)區(qū)域的至少子集之上的最上方的所述MD層的至少一部分上沉積并由此形成晶片級無機電介質(zhì)濾光器；以及 (c)在位于選定H)區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的一個或多個選定部分上沉積并由此形成一個或多個晶片級有機濾色器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 步驟(a)包括在所述半導(dǎo)體晶片襯底中的第一 ro區(qū)域、第二 ro區(qū)域和第三ro區(qū)域上沉積并由此形成一個或多個金屬間電介質(zhì)(IMD)層； 步驟(b)包括在位于所述第一、第二和第三ro區(qū)域之上的最上方的所述MD層的至少一部分上沉積并由此形成所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器；以及步驟(C)包括 在位于所述第一 ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的至少一部分上沉積并形成第一晶片級有機濾色器； 在位于所述第二 ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的至少一部分上沉積并形成第二晶片級有機濾色器；以及 在位于所述第三ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的至少一部分上沉積并形成第三晶片級有機濾色器；` 其中所述第一、第二和第三晶片級有機濾色器彼此顏色不同。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器包括配置成拒絕紅外(IR)光并通過可見光的IR截止濾光器。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于: 所述第一晶片級有機濾色器是紅色的； 所述第二晶片級有機濾色器是綠色的；以及 所述第三晶片級有機濾色器是藍色的。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于: 步驟(a)還包括在所述半導(dǎo)體晶片襯底中的第四ro區(qū)域上沉積并由此形成所述一個或多個MD層；以及還包括 (e)在位于所述第四H)區(qū)域之上的最上方的所述MD層的至少一部分上沉積并由此形成第二晶片級無機電介質(zhì)濾光器； 其中所述第二晶片級無機電介質(zhì)濾光器包括配置成通過IR光并拒絕可見光的IR通過濾光器。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于: 步驟(a)還包括在所述半導(dǎo)體晶片襯底中的第四PD區(qū)域上沉積并由此形成所述一個或多個MD層；以及 還包括在位于所述第四H)區(qū)域之上的最上方的所述MD層的至少一部分上沉積并由此形成一個或多個晶片級有機濾色器。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 在步驟(b)與(c)之間，在最上方的所述MD層上沉積并由此形成一個或多個鈍化層；其中，在步驟(c)，在最上方的所述鈍化層上沉積并由此形成所述一個或多個晶片級有機濾色器。
8.一種用于制造多個單片光學(xué)傳感器器件的方法，包括: (a)在形成于半導(dǎo)體晶片襯底中的多個H)區(qū)域上沉積并由此形成晶片級無機電介質(zhì)濾光器； (b)在位于所述多個ro區(qū)域的第一子集之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的部分上沉積并由此形成第一晶片級有機濾色器； (c)在位于所述多個ro區(qū)域的第二子集之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的另外的部分上沉積并由此形成第二晶片級有機濾色器；以及 (d)將所述半導(dǎo)體晶片襯底切割成多個單片光學(xué)傳感器器件，每個單片光學(xué)傳感器器件包括 至少一個所述ro區(qū)域，既被所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器覆蓋又被所述第一晶片級有機濾色器覆蓋，以及 至少一個所述ro區(qū)域，既被所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器覆蓋又被所述第二晶片級有機濾色器覆蓋。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述單片光學(xué)傳感器器件中的每一個還包括未被在步驟(a)中形成的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器覆蓋的至少一個ro區(qū)域。`
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括在步驟(a)之前，在所述半導(dǎo)體晶片襯底中的所述多個ro區(qū)域上沉積并由此形成一個或多個金屬間電介質(zhì)(MD)層。
11.一種單片光學(xué)傳感器器件，包括: 半導(dǎo)體晶片襯底，包括多個光電檢測器(PD)區(qū)域； 一個或多個金屬間電介質(zhì)(MD)層，位于所述多個ro區(qū)域之上； 晶片級無機電介質(zhì)濾光器，在位于所述多個ro區(qū)域的至少子集之上的最上方的所述MD層的至少一部分之上；以及 一個或多個晶片級有機濾色器，在位于選定ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的一個或多個選定部分之上。
12.如權(quán)利要求11所述的單片光學(xué)傳感器器件，其特征在于: 所述半導(dǎo)體晶片襯底至少包括第一 ro區(qū)域、第二 ro區(qū)域和第三ro區(qū)域； 所述一個或多個MD層位于至少所述第一、第二和第三ro區(qū)域之上； 所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器位于最上方的所述MD層的至少一部分之上，所述MD層位于所述第一、第二和第三ro區(qū)域之上； 第一晶片級有機濾色器在位于所述第一 ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的至少一部分之上； 第二晶片級有機濾色器在位于所述第二 ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的至少一部分之上；以及 第三晶片級有機濾色器在位于所述第三ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的至少一部分之上；其中所述第一、第二和第三晶片級有機濾色器彼此顏色不同。
13.如權(quán)利要求12所述的單片光學(xué)傳感器器件，其特征在于，所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器包括配置成拒絕紅外(IR)光并通過可見光的IR截止濾光器。
14.如權(quán)利要求13所述的單片光學(xué)傳感器器件，其特征在于: 所述第一晶片級有機濾色器是紅色的； 所述第二晶片級有機濾色器是綠色的；以及 所述第三晶片級有機濾色器是藍色的。
15.如權(quán)利要求13所述的單片光學(xué)傳感器器件，其特征在于: 所述半導(dǎo)體晶片襯底還包括第四H)區(qū)域；以及 還包括第二晶片級無機電介質(zhì)濾光器，在位于所述第四ro區(qū)域之上的最上方的所述IMD層的至少一部分之上； 其中所述第二晶片級無機電介質(zhì)濾光器包括配置成通過IR光并拒絕可見光的IR通過濾光器。
16.如權(quán)利要求13所述的單片光學(xué)傳感器器件，其特征在于: 所述半導(dǎo)體晶片襯底還包括第四ro區(qū)域；以及 還包括一個或多個晶片級有機濾色器，在位于所述第四ro區(qū)域之上的最上方的所述IMD層的至少一部分之上。
17.如權(quán)利要求11所述的單 片光學(xué)傳感器器件，其特征在于，還包括: 一個或多個鈍化層，位于最上方的所述MD層與所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器之間。
18.一種單片光學(xué)傳感器器件，包括: 半導(dǎo)體晶片襯底，包括多個光電檢測器(PD)區(qū)域； 晶片級無機電介質(zhì)濾光器，位于所述多個H)區(qū)域的至少子集之上；以及一個或多個晶片級有機濾色器，在位于選定ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的一個或多個選定部分之上。
19.如權(quán)利要求18所述的單片光學(xué)傳感器器件，其特征在于: 所述半導(dǎo)體晶片襯底至少包括第一 ro區(qū)域、第二 ro區(qū)域和第三ro區(qū)域； 第一晶片級有機濾色器在位于所述第一 ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的至少一部分之上； 第二晶片級有機濾色器在位于所述第二 ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的至少一部分之上；以及 第三晶片級有機濾色器在位于所述第三ro區(qū)域之上的所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器的至少一部分之上； 其中所述第一、第二和第三晶片級有機濾色器彼此顏色不同。
20.如權(quán)利要求18所述的單片光學(xué)傳感器器件，其特征在于，還包括: 一個或多個IMD層和一個或多個鈍化層，位于所述半導(dǎo)體晶片襯底與所述晶片級無機電介質(zhì)濾光器之間。
【文檔編號】H01L27/146GK103515399SQ201210266127
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】M·I-S·孫, F·希伯特, K·C·戴爾, E·S·李 申請人:英特賽爾美國有限公司