TWI763148B - 積體電路及其形成方法及半導體裝置 - Google Patents

積體電路及其形成方法及半導體裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI763148B
TWI763148B TW109141440A TW109141440A TWI763148B TW I763148 B TWI763148 B TW I763148B TW 109141440 A TW109141440 A TW 109141440A TW 109141440 A TW109141440 A TW 109141440A TW I763148 B TWI763148 B TW I763148B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
dielectric
photosensitive material
integrated circuit
refractive index
trench
Prior art date
Application number
TW109141440A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202131525A (zh
Inventor
許峻維
洪蔡豪
林重佑
陳盈薰
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 台灣積體電路製造股份有限公司 filed Critical 台灣積體電路製造股份有限公司
Publication of TW202131525A publication Critical patent/TW202131525A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI763148B publication Critical patent/TWI763148B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/1446—Devices controlled by radiation in a repetitive configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14629—Reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0296—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe
    • H01L31/02966—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe including ternary compounds, e.g. HgCdTe
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L31/03046—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including ternary or quaternary compounds, e.g. GaAlAs, InGaAs, InGaAsP
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H01L31/0324—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIVBVI or AIIBIVCVI chalcogenide compounds, e.g. Pb Sn Te
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L31/1808—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table including only Ge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L31/1812—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table including only AIVBIV alloys, e.g. SiGe
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1828—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe
    • H01L31/1832—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe comprising ternary compounds, e.g. Hg Cd Te
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
    • H01L31/1844—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising ternary or quaternary compounds, e.g. Ga Al As, In Ga As P

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

一種積體電路，包括光電偵測器。光電偵測器包括位於半導體基板中的溝槽中的一或多個介電結構。光電偵測器包括位於溝槽中並覆蓋一或多個介電結構的光敏材料。介電結構及光敏材料的配置促進了鈍化層內光的全內反射。

Description

積體電路及其形成方法及半導體裝置
本揭示案係關於一種積體電路、一種積體電路的形成方法，以及一種半導體裝置。
諸多光電積體電路包括光電偵測器。光電偵測器偵測光並產生可指示光的電信號。若光電偵測器不吸收入射光，則即使光入射至光電偵測器上，光電偵測器亦不會產生電信號。此表示光電偵測器缺乏靈敏度。
本揭示內容提供一種積體電路，其包括半導體基板、介電材料的一或多個介電結構、光敏材料及介電材料層。介電材料的一或多個介電結構從半導體基板的表面突出。光敏材料位於半導體基板上並覆蓋一或多個介電結構，其中光敏材料的折射率高於一或多個介電結構的介電材料的折射率。介電材料層覆蓋光敏材料，介電材料層的介電材料的折射率小於光敏材料的折射率。
本揭示內容提供一種形成積體電路的方法，其包括 以下操作。形成溝槽在半導體基板中。形成從溝槽的底表面突出的介電材料的一或多個介電結構。沉積光敏材料在覆蓋一或多個介電結構的溝槽中，其中光敏材料的折射率高於一或多個介電結構的介電材料的折射率。沉積介電材料層在光敏材料上，其中介電材料層的介電材料的折射率小於光敏材料的折射率。
本揭示內容提供一種半導體裝置，其包括半導體基板、介電材料的一或多個介電結構、光敏材料、複數個透鏡及介電材料層。半導體基板包括複數個溝槽。介電材料的一或多個介電結構從每個溝槽的底表面突出。光敏材料位於覆蓋一或多個介電結構的每個溝槽中，並且其所具有的折射率大於一或多個介電結構的介電材料的折射率。每個透鏡用以將光聚焦到相應溝槽中的光敏材料上。介電材料層覆蓋每個溝槽中的光敏材料，介電材料層的介電材料的折射率低於光敏材料的折射率。
6:橫剖面線
100:積體電路
102:光電偵測器
104:半導體基板
106:光敏材料
108:介電結構
110:介電材料層
112:控制電路系統
114:光
118:介電材料層
120:溝槽
122:底表面
124:側壁
130:介電側壁塗層
132:電觸點
140:電晶體
144:介電堆疊
146:金屬互連件
148:透鏡
150:絕緣層
152:導電插塞
160:光電裝置
161:CMOS積體電路
166:介電堆疊
168:半導體基板
170:金屬互連件
180:邏輯電路
1100:方法
1102:步驟
1104:步驟
1106:步驟
1108:步驟
第1圖是根據一個實施例的積體電路的方塊圖。
第2-6B圖及第8圖圖示根據一個實施例的積體電路在不同製造階段的橫剖面圖。
第7A圖是根據一個實施例的第6A圖的積體電路的俯視圖。
第7B圖是根據一個實施例的第6B圖的積體電路的俯視圖。
第9A圖圖示根據一個實施例的通過一積體電路的光路。
第9B圖圖示根據一個實施例的通過第8圖的積體電路的光路。
第10A圖圖示根據一個實施例的正面照明積體電路。
第10B圖圖示根據一個實施例的背面照明積體電路。
第10C圖圖示根據一個實施例的光電裝置，其包括結合在一起的光電積體電路及互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)積體電路。
第11圖是根據一個實施例的用於形成積體電路的方法的流程圖。
在以下描述中，針對積體電路內的各種層及結構描述了諸多厚度及材料。各種實施例皆藉由實例給定了具體的尺寸及材料。根據本揭示案，熟習此項技術者將認識到，在不脫離本揭示案範疇的情況下，在諸多情況下均可使用其他尺寸及材料。
以下揭示案提供眾多不同實施例或實例以用於實施本案描述標的的不同特徵。下文描述部件及配置的特定實例以簡化本文描述。當然，此僅係實例，並非意欲限制。例如，下文描述中第一特徵於第二特徵上方或之上的形成可包括第一特徵與第二特徵直接接觸而形成的實施例，及亦可包括第一特徵與第二特徵之間可能形成額外特徵，以使得第一特徵與第二特徵不可直接接觸的實施例。此外， 本揭示案可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複係以簡單與明晰為目的，且其自身不規定本文論述的各種實施例及/或配置之間的關係。
而且，本案可能使用諸如「在...之下」、「在...下方」、「下部」、「在...之上」、「上部」等等空間相對術語以便於描述，以描述一個部件或特徵與另一(或更多個)部件或特徵的關係，如圖式中所示。除圖式中繪示的定向之外，空間相對術語意欲包括元件在使用或操作中的不同定向。設備可能以其他方式定向(旋轉90度或其他定向)，且可由此類似理解本案所使用的空間相對描述詞。
在以下描述中，闡述了某些具體細節，以便提供對本揭示案的各種實施例的透徹理解。然而，熟習此項技術者將理解，在沒有此些具體細節之情況下亦可實施本揭示案。在其他情況下，並未詳細描述與電子部件及製造技術相關聯的眾所熟知的結構，以避免無謂地使本揭示案的實施例描述模糊不清。
除非上下文另有要求，否則在整個說明書及隨後的專利申請範圍中，詞語「包括(comprise)」及其變體，如「包括(comprises)」及「包括(comprising)」，應被解釋為開放的、包含之意，即「包括但不限於」。
使用諸如第一、第二及第三等序數詞並非一定意味著排序分級的意義，而是可能僅區分一個動作或結構的多個實例。
在整個說明書中對「一個實施例」或「一實施例」 的引用意味著結合此實施例描述的特定特徵、結構或特性被包括在至少一個實施例中。因此，在本說明書各處出現的短語「在一個實施例中」或「在一實施例中」並非一定指示同一實施例。此外，在一或多個實施例中，特定特徵、結構或特性可以任何合適的方式結合。
如本說明書及所附專利申請範圍中所使用的，單數形式「一(a)」、「一(an)」及「此」包括複數個指代物，除非本案另有明確規定。亦應注意，術語「或」大體以其包括「及/或」的含義使用，除非本案另有明確規定。
第1圖是依據一實施例的積體電路100的方塊圖。積體電路100包括光電偵測器102及控制電路系統112。光電偵測器102包括半導體基板104、光敏材料106、介電結構108及介電材料層110。積體電路100的元件操作用於偵測入射光的一或多個參數。
積體電路100可包括未在第1圖中詳細示出的各種層及結構。例如，積體電路100可包括各種半導體材料層、各種介電材料層及各種金屬互連結構。積體電路100可包括以複雜排列方式耦合在一起的多個電晶體。
積體電路100的光電偵測器102用以偵測入射光的一或多個參數。例如，光114可入射到積體電路100上。光114可穿過各種透明材料層，並且可被光電偵測器102接收。光電偵測器102偵測光114。
控制電路系統112耦合到光電偵測器102。控制電路系統112可從光電偵測器102接收信號，包括反應偵 測到的光而產生的電信號。控制電路系統112可處理電信號，並且可輸出指示由光電偵測器102偵測到的光114的一或多個參數的資料或其他信號。
在一個實施例中，控制電路系統112包括形成在積體電路100中的複數個電晶體。電晶體可參與操作光電偵測器102，並參與處理從光電偵測器102接收的信號。電晶體亦可參與與積體電路100功能關聯的其他流程，包括從記憶體讀取資料、向記憶體寫入資料、處理資料、輸出資料及控制通信。
在一個實施例中，控制電路系統112可向光電偵測器102施加電壓。控制電路系統112可偏置光電偵測器，以確保光電偵測器102接收的光將產生可被控制電路系統112讀取的電信號。因此，控制電路系統112可藉由金屬互連線路、金屬插塞及導電觸點耦合到光電偵測器102，藉由上述各者可向光電偵測器102施加電壓，並且可從光電偵測器102接收信號。
在一個實施例中，光電偵測器102藉由吸收光114來操作。更特定而言，光114由可被光電偵測器102吸收的光子組成。當光電偵測器102吸收光子時，反應光子的吸收產生電信號。因此，光114的特性，或者僅僅光114的存在，由光電偵測器102反應吸收光子而產生的電信號來指示。
當光穿過第一材料並且入射到第一材料與第二材料之間的邊界上時，光可在邊界處被反射或者可透過邊界 透射到第二材料中。光在兩種材料之間的邊界處的反射或透射是基於兩種材料的特性及光的特性。此兩種材料的相關特性可包括其透射係數及反射係數。光的相關特性可包括光的波長及光入射到邊界上的角度。
當光穿過一材料時，一些光可能被此材料吸收。將被材料吸收的光的量部分地基於材料的吸收係數及光穿過材料的路徑長度。較高的吸收係數產生較高的吸收率。同樣，到達材料的路徑越長，即產生越高的材料吸收率。此外，材料的吸收係數隨光的波長而變化。某一材料可能比其他波長的光更容易吸收某些波長的光。
穿過材料的單個光子有可能被材料吸收。吸收的概率取決於光子的波長、此波長下材料的吸收係數及光子穿過材料的路徑長度。所有此些因素都與光電偵測器102偵測光的方式相關。
光電偵測器102利用光敏材料106來吸收光，從而偵測光。光敏材料106是對於選定波長範圍的光具有相對高的吸收係數的材料。所選範圍可對應於可見光的特定顏色。所選擇的範圍可對應於與光通信相關的波長範圍。
積體電路100用以使光114穿過各層到達光敏材料106，而在到達光敏材料106之前不被吸收或反射。因此，積體電路100可包括具有低吸收及反射係數的多個透明層，從而使光114能夠穿過積體電路100到達光敏材料106。
光電偵測器102利用介電結構108來增強光電偵 測器102的靈敏度。介電結構108藉由增加單個光子穿過光敏材料106的路徑長度，提高光電偵測器102的靈敏度。特定而言，介電結構108被擺放為促進光子在光敏材料106內的反射，但不離開光敏材料106。單個光子被光敏材料106內的介電結構108反射的次數越多，光子在光敏材料106內的路徑長度就越長。光敏材料106內的較長路徑使光子被光敏材料106吸收的可能性更高。因此，光敏材料106內的較長路徑使光電偵測器102的靈敏度有效增加。
基於全內反射原理，介電結構108有助於增加光子在光敏材料106內的路徑。當穿過具有第一折射率n1的第一材料的光遇到第一材料與第二材料之間的邊界，而第二材料具有比第一材料的折射率n1低的第二折射率n2時，發生全內反射。若光在邊界上的入射角大於臨界角θC，則將發生全內反射，且光將在邊界處被反射，而不是穿過邊界透射到第二材料中。臨界角θC的值由以下關係式給定：θC=反正弦(n2/n1)，其中n2<n1。因此，選擇光敏材料106及介電結構108的介電材料，使得光敏材料106具有比介電結構108的介電材料更高的折射率。光敏材料106及介電結構108的介電材料的折射率相差越大，產生的全內反射的入射角範圍就越大。在本說明書中，介電結構的介電材料的折射率可替代地被稱為介電結構108的折射率。
在一個實施例中，介電結構108位於半導體基板 104的表面上。介電結構108從半導體基板104的表面突出。光敏材料106覆蓋介電結構108。選擇介電結構108的位置及形狀及光敏材料106的尺寸及形狀，以使得光從光敏材料106內的介電結構108中被反射出。可選擇相對位置及形狀，以便在進入光敏材料106的光的各種角度下，在光敏材料106內產生光的全內反射，此將在下文更詳細地描述。
在一個實施例中，介電結構108包括從半導體基板104的表面突出或延伸到光敏材料106中的一或多個介電材料圓柱或柱。
在一個實施例中，介電結構108亦可包括位於光敏材料106與界定光敏材料106的材料側壁之間的介電材料。因此，若光從介電材料柱反射並前往光敏材料106的側壁，則光可再次被位於光敏材料106與界定光敏材料106的材料側壁之間的介電材料反射。
在一個實施例中，光敏材料106位於半導體基板104中形成的溝槽中。一或多個介電材料圓柱或柱可從溝槽的底表面突出，並且可具有完全被光敏材料106覆蓋的側表面及上表面。溝槽的側壁可用相同的介電材料覆蓋。從半導體基板104進入光敏材料106的光可在一或多個圓柱與覆蓋溝槽側壁的介電材料之間被多次反射。此可大大增加光穿過光敏材料106的平均路徑長度。
在一個實施例中，介電材料層110覆蓋光敏材料106的頂表面。選擇介電材料層110以促進從光敏材料 106內部入射到光敏材料106及介電材料層110之間的邊界上的光的全內反射。因此，介電材料層110的介電材料的折射率低於光敏材料106的折射率。
在一個實施例中，進入光敏材料106的光可在光敏材料106與介電結構108之間的邊界及光敏材料106與介電材料層110之間的邊界處反射多次。取決於光敏材料106與介電結構108的折射率之間及光敏材料106與介電材料層110的介電材料之間的折射率差值的大小，穿過光敏材料106的光可能經歷大量的內部反射。此可大大增加光穿過光敏材料106的路徑長度。路徑長度的增加使得光電偵測器102靈敏度相應增加。
在一個實施例中，光電偵測器102包括光電二極體。光電二極體包括多個半導體材料區域。例如，光敏材料可包括摻雜有第一摻雜劑類型的單晶半導體材料，第一摻雜劑類型可為P型或N型。半導體基板104可包括摻雜有第二摻雜劑類型的單晶半導體材料，第二摻雜劑類型與第一摻雜劑類型互補。光敏材料106及半導體基板104形成P-N接面。當光的光子被光敏材料106吸收時，電子接收對應於光子波長的能，並從價帶移動到導帶。控制電路系統112偏置光敏材料106及半導體基板104，使得導帶中的電子作為控制電路系統112偵測到的電流流動。因此，控制電路系統112將光114的亮度或強度偵測為由電子形成的電流，此些電子藉由光的吸收從價帶過渡到導帶。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，光電二極體可包括除了 上文描述各者之外的其他配置的P及N半導體區域。此外，光電二極體可包括由本徵半導體區域分開的P及N區域。本徵半導體區域可對應於基本上不含摻雜劑的半導體。
在一個實施例中，光電偵測器102可為光電偵測器，而非光電二極體。利用光敏材料106對光的吸收，光電偵測器的諸多可能的配置是可能的。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，可在此些其他類型的光電偵測器中實現如本文所述的利用介電結構108及介電材料層110來增加光敏材料106內的光路長度的原理。
在一個實施例中，光敏材料106包括鍺，介電結構108包括二氧化矽，介電材料層110包括二氧化矽。鍺對波長在400奈米到1700奈米之間的光具有相對高的吸收係數。此外，鍺具有相對較高的折射率4。二氧化矽的折射率為1.46。此種材料的結合產生了臨界角：θC=arcsin(1.46/4)=21.4度。因此，光敏材料106與介電結構108之間或者光敏材料106與介電材料層110之間的任何大於21.4度的入射角將導致全內反射。
光敏材料106可包括除鍺以外的材料。例如，光敏材料106可包括矽、矽鍺、砷化銦鎵、硫化鉛、碲化汞鎘或其他光敏材料。根據本揭示案，熟習此項技術者將認識到，在不脫離本揭示案的範疇的情況下，光敏材料106可包括除了上述材料之外的材料。光敏材料106可包括一或多個P摻雜區域。光敏材料106可包括一或多個N摻雜 區域。光敏材料106可同時包括P摻雜區域及N摻雜區域。
介電結構108可包括除二氧化矽之外的材料。例如，介電結構108可包括氮化矽、碳摻雜氧化矽或其他介電材料。諸多種類的介電材料可用於介電結構108，而不脫離本揭示案的範疇。
介電材料層110可包括除二氧化矽之外的材料。例如，介電結構108可包括氮化矽、碳摻雜氧化矽或其他介電材料。諸多種類的介電材料可用於介電結構108，而不脫離本揭示案的範疇。
半導體基板104可包括一或多層半導體材料，包括矽、鍺、矽鍺、碳化矽、砷化鎵、砷化銦、磷化銦、矽鍺碳化物、鎵砷磷化物或鎵銦磷化物。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，其他半導體可用於半導體基板104。
儘管第1圖中僅示出了單個光電偵測器102，但在一個實施例中，積體電路100可包括複數個光電偵測器102。積體電路100可包括多種類型的光電偵測器102，用於偵測不同波長的光。積體電路100亦可包括用於將光聚焦到每個光電偵測器102的光敏材料106上的透鏡。
積體電路100可包括正面照明積體電路。在正面照明積體電路中，光從積體電路100的正面進入光敏材料106。透鏡可安裝在積體電路100的正面，或者靠近正面，以將光聚焦到光敏材料106上。
積體電路100可包括背面照明積體電路。在背面照明積體電路中，光從積體電路100的背面進入光敏材料 106。透鏡可安裝在積體電路100的背面或內部靠近背面或底表面的位置，以將光聚焦到光敏材料106上。
積體電路100可結合到第二積體電路。積體電路100可將光電偵測器102產生的電子信號傳遞給包括在第二積體電路中的電路系統。第二積體電路可包括處理電信號的處理電路系統。
第2圖是根據一實施例的處於中間處理階段的積體電路100的一部分的橫剖面圖。特定而言，第2圖的視圖示出了用於在積體電路100內形成光電偵測器102的流程的一部分。在第2圖所示的階段，積體電路100的所示部分包括半導體基板104及介電材料層118。
半導體基板104可包括一或多層半導體材料。半導體材料可包括矽、鍺、矽鍺、碳化矽、砷化鎵、砷化銦、磷化銦、矽鍺碳化物、鎵砷磷化物或鎵銦磷化物。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，其他半導體材料可用於半導體基板104。半導體基板104可包括單晶半導體材料或多層單晶半導體材料。
在一個實施例中，介電材料層118可包括氧化矽、氮化矽或另一介電材料。介電材料層118的厚度在1μm與500μm之間。介電材料層118可藉由一或多個薄膜沉積製程來沉積，包括化學氣相沉積、物理氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積或其他類型的沉積製程。介電材料層118可包括除了上述材料、厚度及沉積製程之外的其他材料、厚度及沉積製程，而不脫離本揭示案的範 疇。
第3圖是根據一實施例的處於處理中間階段的積體電路100的一部分的橫剖面圖。在第3圖中，已經在半導體基板104中打開了溝槽120。溝槽120界定了底表面122及側壁124。溝槽120可具有高達700μm的深度。溝槽120可具有高達700μm的寬度。溝槽120可具有其他尺寸及上述尺寸，而不脫離本揭示案的範疇。
在一個實施例中，藉由利用光微影技術形成溝槽120。光微影技術可包括在介電材料層118上沉積光阻劑，藉由光微影遮罩將光阻劑曝光，及根據遮罩界定的圖案去除部分光阻劑。
在圖案化光阻劑之後，積體電路100被曝露於蝕刻製程。蝕刻製程首先蝕刻介電材料層118的曝露部分。可使用一或多種濕式蝕刻、乾式蝕刻或其他類型的蝕刻製程來蝕刻介電材料層118。半導體基板104可在蝕刻介電材料層118的相同蝕刻製程中被蝕刻。或者，在介電材料層118的曝露部分已經被蝕刻之後，可使用單獨的蝕刻製程來蝕刻半導體基板104。
在介電材料層118及半導體基板104的曝露部分上已經執行了一或多個蝕刻製程之後，形成了溝槽120。溝槽120包括側壁124及底表面122。
第4圖是根據一實施例的處於處理中間階段的積體電路100的一部分的橫剖面圖。在第4圖中，介電材料層124已經沉積在介電材料層118上及溝槽120中的半 導體基板104上。介電材料層124可包括二氧化矽、氮化矽或另一介電材料。介電材料層124可藉由薄膜沉積製程沉積，包括化學氣相沉積、物理氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積或其他薄膜沉積技術中的一或多種。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，除了上述各者之外，介電材料層124可使用其他介電材料及沉積製程。
第5圖是根據一實施例的處於處理中間階段的積體電路100的一部分的橫剖面圖。在第5圖中，介電材料層124已經被圖案化及蝕刻，留下從溝槽120的底表面122突出的介電結構108。在一或多個蝕刻製程之後，介電側壁塗層130保留在溝槽120的側壁124上。介電側壁塗層130及介電結構108是介電材料層124的殘餘物。
介電結構108及介電側壁塗層130可部分地利用光微影技術來形成。例如，光微影技術可包括在介電材料層124上沉積光阻劑，藉由光微影遮罩將光阻劑曝光，及根據遮罩界定的圖案去除部分光阻劑。
在光阻劑被圖案化之後，介電材料層124的曝露部分經受各向異性蝕刻製程。各向異性蝕刻製程選擇性地向下蝕刻。此意味著各向異性蝕刻製程在向下的方向上，而不是在其他方向上蝕刻介電材料層124。更特定而言，各向異性蝕刻在向下的方向上比在其他方向上更快地蝕刻介電材料層。
在第一次各向異性蝕刻製程之後，可去除光阻劑。介電材料層124的剩餘部分隨後經受定時各向異性蝕刻。 定時各向異性蝕刻在選定的時間段內在向下方向上蝕刻介電材料層的剩餘部分。可選擇此時間段，使得介電結構108在蝕刻結束後具有期望的高度。在一個實施例中，介電結構108的高度在5μm及15μm之間。在一個實施例中，介電結構108的高度被選擇為稍微大於溝槽深度的一半，使得介電結構108不會突出超過溝槽120的頂部。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，介電結構108可具有不同於此處描述的彼等高度。
在一個實施例中，介電結構108具有柱、圓柱或壁的形狀。根據第5圖的視圖，介電結構108可沿著溝槽120的寬度延伸到圖式所在的頁面內外。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，介電結構108可具有不同於上述的其他形狀、輪廓及尺寸。
儘管第5圖示出了兩個介電結構108，但實際上不同數量的介電結構108可位於溝槽120中。例如，單個介電結構108可位於溝槽中。或者，可在溝槽中放置兩個以上的介電結構。介電側壁塗層亦可被認為是介電結構108中的一部分。
第6A圖是根據一實施例的處於中間處理階段的積體電路100的橫剖面圖。在第6A圖中，光敏材料106已經沉積在溝槽120中。光敏材料106覆蓋介電結構108，使得介電結構108位於光敏材料106內。光敏材料106亦抵住介電側壁塗層130而定位。
如先前關於第1圖所述，光敏材料106是對於選 定波長範圍的光具有相對高的吸收係數的材料。此外，光敏材料106是與介電結構108的介電材料及介電側壁塗層130的介電材料相比具有相對高的折射率的材料。因此，選擇光敏材料106以結合介電結構108及介電側壁塗層130來促進光在光敏材料106內發生全內反射。
在一個實施例中，光敏材料106包括鍺、矽、矽鍺、砷化銦鎵、硫化鉛、碲化汞鎘或其他光敏材料中的一或多種。根據本揭示案，熟習此項技術者將認識到，在不脫離本揭示案的範疇的情況下，光敏材料106可包括除了上述材料之外的材料。
在一個實施例中，光敏材料106與半導體基板104一起形成光電二極體。因此，光敏材料106可包括單晶半導體結構。光敏材料106可包括一或多個用作光電二極體的摻雜區域。光敏材料106可包括一或多個P摻雜區域。光敏材料106可包括一或多個N摻雜區域。光敏材料106可同時包括P摻雜區域及N摻雜區域。
在一個實施例中，光敏材料106藉由磊晶生長沉積在溝槽120中。特定而言，光敏材料106可從半導體基板104磊晶生長。半導體基板104的晶體結構充當種晶以生長光敏材料106的晶體結構。
磊晶生長可發生在一或多個階段。若要摻雜光敏材料106，則摻雜可在光敏材料106的磊晶生長期間原位發生。若光敏材料106要包括多個不同摻雜的區域，則摻雜可在磊晶生長過程的連續階段原位發生。光敏材料106可 包括摻雜相對較少或者沒有摻雜的本徵區域。根據結合半導體基板104的光電偵測器102的設計，選擇不同區域中的摻雜分佈及摻雜或摻雜不足的類型。
一或多個磊晶生長過程繼續，直到光敏材料106完全覆蓋介電結構108。光敏材料106亦可完全覆蓋介電側壁塗層130。光敏材料106可突出到介電材料層108的頂表面之上。因此，光敏材料106所具有的高度可大於溝槽120的深度及介電材料層118的厚度。或者，光敏材料可具有不超過溝槽124的頂部及介電材料層118的頂部的高度。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，光敏材料可具有不同於本文所述的其他形狀及高度。
第6B圖是根據一實施例的處於中間處理階段的積體電路100的橫剖面圖。第6B圖的積體電路100基本上類似於第6A圖的積體電路100，但光敏材料106的頂表面是彎曲的。實際上，本案描述的光電偵測器102的諸多實施例可具有如第6B圖所示的曲面。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，光敏材料106的其他表面形狀亦是可能的。
第7A圖是根據一實施例的第6A圖的積體電路100的俯視圖。第7A圖示出了溝槽120具有大致矩形形狀的實施例。或者，在不脫離本揭示案的範疇的情況下，溝槽120可具有圓形或其他形狀。第7A圖示出了介電結構108沿著溝槽的長度延伸。溝槽120填充有光敏材料106。光敏材料106覆蓋介電結構108。第6A圖表示沿 著第7A圖中的橫剖面線6截取的視圖。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，可利用溝槽120及介電結構108的其他形狀及尺寸。
第7A圖亦示出了接觸光敏材料106的電觸點132。實際上，電觸點132在處理的此階段將不存在。然而，值得注意的是，最終可形成一或多個電觸點132，以向光敏材料106提供偏置電壓並從光敏材料106接收信號。電觸點132可示出連接裝置，光敏材料106藉由此等連接裝置連接到控制電路系統112。在其他實施例中，可能沒有與光敏材料106的電接觸。
第7B圖是根據一實施例的處於處理中間階段的第6B圖的積體電路100的俯視圖。積體電路100及第7B圖大致上類似於第7A圖，但有不同數量的介電結構108。此外，介電結構108具有不同於第7A圖的介電結構108的形狀。在不脫離本揭示案的範疇的情況下，可利用介電結構108的諸多其他配置。
第8圖是根據一實施例的處於中間處理階段的積體電路100的橫剖面圖。在第8圖中，介電材料層110已經沉積在光敏材料106及介電材料層118上。介電材料層110是介電材料。介電材料層110可包括氧化矽、氮化矽或其他介電材料中的一或多種。因此，介電材料層110可為另一層介電材料。
在一個實施例中，介電材料層110是與介電結構108及介電側壁塗層130相同的材料。或者，介電材料層 110可為不同於介電結構108及介電側壁塗層130的材料。
半導體基板104、光敏材料106、介電結構108、介電側壁塗層130及介電材料層110共同包括光電偵測器102。當光入射到光敏材料106上時，光敏材料106可吸收光。光的吸收導致電子進入導帶。電子流可流動，表明光的強度或亮度。如前所述，並且如下文將更詳細說明，光敏材料106、介電結構108、介電側壁塗層130及介電材料層110的組合使得光敏材料內發生全內反射的可能性更大，並且光敏材料106內的光的路徑長度相應更長。此使得光電偵測器102產生更高的靈敏度。
第9A圖是根據一個實施例的積體電路100的橫截面。第9A圖示出了在溝槽120中沒有介電結構108及介電側壁塗層130的光電偵測器102的一實施例。在第9A圖的其他實施例中，介電結構108及/或介電側壁塗層130包括在第9A圖的光電偵測器102中。
第9A圖示出了光114以特定角度經由半導體基板104進入光敏材料106的可能傳播路徑。光朝著介電材料層110前進。若基於光敏材料106及介電材料層110的材料，此角度大於全內反射的臨界角，則光114可僅反射一次，隨後前往半導體基板104，並從光敏材料106傳遞到半導體基板104。如前所述，當在光敏材料106內傳播時，單個光子可能被或可能不被光敏材料106吸收。光敏材料106內的傳播路徑越長，光子越有可能被吸收，從而被偵測到。
在一個實施例中，根據本揭示案原理的光電偵測器102為穿過光敏材料的光子提供了更長的路徑長度。光敏材料對光子的吸收及相應的電信號可被認為是量子效應。因此，增加量子效應路徑長度，即光子穿過光敏材料的路徑長度(在此期間可能發生吸收)藉由本揭示案的原理大大增加。此是由於光敏材料106中可能出現大量的全內反射。因此，光電偵測器102具有相對高的靈敏度。
第9B圖示出了包括介電結構108及介電側壁塗層130的第8圖的積體電路100。第9B圖示出了光114以特定角度經由半導體基板104進入光敏材料106的可能傳播路徑。光114首先從介電結構108之一反射出去。光114隨後反射離開介電側壁塗層130。隨後光從介電材料層110反射出去。光再次反射離開介電材料層110。隨後，光從介電側壁塗層130反射出去。隨後，光從另一個介電結構108反射出去。光再次從介電側壁塗層130反射，隨後穿過光敏材料106進入半導體基板104。此些反射中的每一次都是由於全內反射原理而發生的。
第9B圖中的光114具有比第9A圖中更長的可能傳播路徑。因此，與第9A圖所示的傳播路徑相比，光114更有可能在第9B圖所示的傳播路徑期間被光敏材料106吸收。
第9B圖的光電偵測器102促進入射到光敏材料106上的、可能具有各種角度的光的全內反射。因此，第9B圖的光電偵測器102對於各種入射角皆具有改進的靈 敏度。
儘管圖中未示出，但是當光114在半導體基板104及光敏材料106之間穿行時，光114亦可稍微折射。
第10A圖是根據一個實施例的積體電路100的橫截面。積體電路100包括半導體基板104及位於半導體基板104上的介電堆疊144。積體電路100包括複數個光電偵測器102。光電偵測器102可包括本案結合第1-8圖、第9B圖描述的光電偵測器的實施例。特定而言，光電偵測器102包括光敏層106及位於光敏材料106中的一或多個介電結構108。
除了光電感測器102之外，積體電路100亦包括常見積體電路結構及元件。例如，積體電路100包括結合半導體基板104形成的電晶體140。積體電路100包括遍佈介電堆疊144的金屬互連件146。金屬互連件146使電晶體140、光電偵測器102、連接墊(未示出)及積體電路100中可能包括的任何其他電路部件之間能夠連接。電晶體140可包括針對第1圖描述的控制電路系統112。金屬互連件146賦能向光電偵測器102應用偏置電壓，及從光電偵測器102讀取信號。
第10A圖的積體電路100是正面照明光電積體電路。正面照明是指光經由積體電路100的正面到達光電偵測器102的配置。如本文所使用的，正面是指積體電路中更靠近金屬互連件146或介電堆疊144而不是半導體基板104的一側。一般而言，主半導體基板104對應於積體電 路的背面，即使積體電路被倒置，使得介電堆疊144更靠近接地(半導體基板104)亦如此。
第10A圖的積體電路100包括形成在積體電路100的前表面或頂表面的透鏡148。透鏡148將光114聚焦到光電偵測器102的光敏材料106上。透鏡可包括光電積體電路中常用的任何類型的透鏡。透鏡148可包括回流型透鏡、非回流型透鏡、蝕刻透鏡及其他類型的透鏡。儘管第10A圖的積體電路100的透鏡148被示為形成在積體電路100的表面上，但是透鏡148亦可位於介電堆疊144的內部。
介電堆疊144包括透鏡148與光電偵測器102之間的複數個透明介電層。這使得光能夠自由穿過介電層到達光敏材料106。金屬互連件146被設置遠離透鏡148與光電偵測器102之間的光114的預期路徑。介電堆疊144可包括介電材料層110。
第10B圖是根據一個實施例的積體電路100的橫截面。積體電路100包括半導體基板104及位於半導體基板104上的介電堆疊144。積體電路100包括複數個光電偵測器102。光電偵測器102可包括本文結合第1-8圖、第9B圖描述的光電偵測器的實施例。特定而言，光電偵測器102包括光敏層106及位於光敏材料106中的一或多個介電結構108。除了光電感測器102之外，積體電路100亦包括常見積體電路結構及元件，如針對第10A圖的積體電路100所述。
第10B圖的積體電路100是背面照明光電積體電路。此意味著光經由半導體基板104到達光電偵測器102。如本文所使用的，「背面」是指積體電路的更靠近半導體基板104而不是介電堆疊144的一側。
第10B圖的積體電路100包括絕緣體上矽配置。具體而言，絕緣層150耦合到半導體基板104的背面。第10B圖的積體電路100包括形成在絕緣層150中的透鏡148。透鏡148將光114聚焦到光電偵測器102的光敏材料106上。透鏡148可包括光電積體電路中常用的任何類型的透鏡。透鏡148可包括回流型透鏡、非回流型透鏡、蝕刻透鏡及其他類型的透鏡。光114可自由穿過絕緣層150及半導體基板104並前往光敏材料106。
第10B圖的積體電路100亦包括導電插塞152。導電插塞152電耦合到積體電路100的墊或端子。導電插塞152使墊與光電偵測器102之間能夠通信。
第10C圖是根據一個實施例的光電裝置160的橫截面。光電裝置160包括光電積體電路100及互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)積體電路161。光電積體電路100及CMOS積體電路161使用常見半導體晶圓接合技術接合在一起。光電積體電路100是類似於第10B圖的背面照明積體電路100的背面照明積體電路。第10C圖的光電積體電路100包括位於半導體基板104背面的透鏡148。透鏡將光114聚焦到光電偵測器102的光敏材料上。
CMOS積體電路161包括介電堆疊166及半導體基板168。CMOS積體電路161亦包括邏輯電路180。邏輯電路180可包括以複雜佈置耦合在一起的複數個電晶體。邏輯電路180亦可包括參考第1圖描述的控制電路系統112的部分。CMOS積體電路161包括金屬互連件170。
晶圓接合技術使信號能夠在光電積體電路100與CMOS積體電路161之間傳遞。特定而言，邏輯電路180可向光電積體電路100的光電偵測器102施加偏置電壓。邏輯電路180亦可從光電偵測器102接收信號。插塞152使光電積體電路100與邏輯電路180的墊與端子之間能夠通信。
第11圖是根據一個實施例的用於形成積體電路的方法1100的流程圖。在1102，方法1100包括在半導體基板中形成溝槽。半導體基板的一個實例是第8圖的半導體基板104。溝槽的一個實例是第8圖的溝槽120。在1104，方法1100包括形成從溝槽的底表面突出的一或多個介電結構。一或多個介電結構的一個實例是第8圖的介電結構108。溝槽底表面的一個實例是第8圖的溝槽120的底表面122。在1106，方法1100包括在覆蓋一或多個介電結構的溝槽中沉積光敏材料，其中光敏材料的折射率高於一或多個介電結構的折射率。光敏材料的一個實例是第8圖的光敏材料106。在1108，方法1100包括在光敏材料上沉積一層介電材料，其中介電材料層的介電材料的折射率小於光敏材料的折射率。介電材料層的一個實 例是第8圖的介電材料層110。
在一個實施例中，積體電路包括半導體基板及從半導體基板的表面突出的一或多個介電材料的介電結構。積體電路包括位於半導體基板上並覆蓋一或多個介電結構的光敏材料。光敏材料的折射率高於一或多個介電結構的介電材料的折射率。積體電路包括覆蓋光敏材料的介電材料層，此介電材料層的折射率小於光敏材料的折射率。
在一個實施例中，一或多個介電結構包括氧化矽或氮化矽。
在一個實施例中，介電材料層包括氧化矽或氮化矽。
在一個實施例中，光敏材料位於形成於半導體基板中的溝槽中。
在一個實施例中，一或多個介電結構從溝槽的底部突出。
在一個實施例中，一或多個介電結構包括從溝槽的底部延伸的一或多個圓柱。
在一個實施例中，這些圓柱端接於溝槽的頂部或其下方。
在一個實施例中，光電偵測器進一步包括介電材料的介電側壁覆蓋物，介電側壁覆蓋物位於與光敏材料接觸的溝槽的側壁上，介電側壁覆蓋物的介電材料具有小於光敏材料的折射率的折射率。
在一個實施例中，積體電路進一步包括用以將光聚焦在光敏材料上的透鏡。
在一個實施例中，光敏材料及半導體基板充當光電偵測器，光電偵測器藉由吸收光敏層中的多個光子並產生指示光敏材料吸收的這些光子的電信號來偵測光。
在一個實施例中，光電偵測器是光電二極體。
在一個實施例中，光敏材料包括鍺。
在一個實施例中，一種形成積體電路的方法包括在半導體基板中形成溝槽，並形成從溝槽的底表面突出的一或多個介電結構。此方法包括在覆蓋一或多個介電結構的溝槽中沉積光敏材料。光敏材料的折射率高於一或多個介電結構的介電材料的折射率。此方法包括在光敏材料上沉積介電材料層，其中介電材料層的介電材料的折射率小於光敏材料的折射率。
在一個實施例中，半導體基板及光敏材料共同形成光電二極體。
在一個實施例中，方法進一步包括在溝槽的側壁上沉積介電材料的介電側壁塗層，其中沉積光敏材料包括用光敏材料覆蓋溝槽的這些側壁上的介電側壁塗層。
在一個實施例中，方法進一步包括形成透鏡，透鏡用以將光聚焦到光敏材料上。
在一個實施例中，一種半導體裝置包括半導體基板，此半導體基板包括複數個溝槽及從每個溝槽的底表面突出的一或多個介電材料的介電結構。此裝置包括光敏材料，此光敏材料位於覆蓋一或多個介電結構的每個溝槽中，並且其折射率大於一或多個介電結構的折射率。此裝置包括 複數個透鏡，每個透鏡用以將光聚焦到相應溝槽中的光敏材料上。此裝置包括覆蓋每個溝槽中光敏材料的介電材料層，此介電材料層的介電材料的折射率低於光敏材料的折射率。
在一個實施例中，半導體裝置進一步包括第一積體電路，第一積體電路包括半導體基板及光敏材料。
在一個實施例中，半導體裝置進一步包括第二積體電路，第二積體電路結合到第一積體電路並且包括控制電路系統，控制電路系統用以接收來自光敏材料的多個電信號，光敏材料反應入射到光敏材料上的光。
在一個實施例中，第一積體電路包括通信耦合到光敏材料的複數個電晶體。
可結合上述各種實施例以提供更多實施例。若需要，可修改實施例的態樣，以採用各種專利、申請案及公開案的理念來提供更多實施例。
根據以上詳細描述，可對實施例進行此些及其他改變。一般而言，在以下專利申請範圍中，所使用的術語不應被解釋為將專利申請範圍限定於說明書及專利申請範圍中揭示的特定實施例，而是應被解釋為包括所有可能的實施例及得到此些專利申請範圍授權的同等內容的全部範疇。因此，專利申請範圍不受本揭示案的限制。
100:積體電路
102:光電偵測器
104:半導體基板
106:光敏材料
108:介電結構
110:介電材料層
112:控制電路系統
114:光

Claims (10)

  1. 一種積體電路，包括：一半導體基板；一介電材料的一或多個介電結構，從該半導體基板的一表面突出；一光敏材料，位於該半導體基板上並覆蓋該一或多個介電結構，位於形成於該半導體基板中的一溝槽中，其中該光敏材料的一折射率高於該一或多個介電結構的該介電材料的一折射率；一介電材料的一介電側壁覆蓋物，該介電側壁覆蓋物位於與該光敏材料接觸的該溝槽的一側壁上，該介電側壁覆蓋物的該介電材料具有小於該光敏材料的該折射率的一折射率；及一介電材料層，覆蓋該光敏材料，該介電材料層的該介電材料的一折射率小於該光敏材料的一折射率。
  2. 根據請求項1所述的積體電路，其中該一或多個介電結構包括氧化矽或氮化矽。
  3. 根據請求項1所述的積體電路，其中該一或多個介電結構從該溝槽的一底部突出。
  4. 根據請求項3所述的積體電路，其中該一或多個介電結構包括從該溝槽的該底部延伸的一或多個圓 柱。
  5. 根據請求項1所述的積體電路，進一步包括用以將光聚焦在該光敏材料上的一透鏡。
  6. 一種形成積體電路的方法，包括：形成一溝槽在一半導體基板中；形成從該溝槽的一底表面突出的一介電材料的一或多個介電結構；沉積一介電材料的一介電側壁塗層在該溝槽的一側壁上；沉積一光敏材料在該溝槽中，以覆蓋該一或多個介電結構及該溝槽的該側壁上的該介電側壁塗層，其中該光敏材料的一折射率高於該一或多個介電結構的該介電材料的一折射率；及沉積一介電材料層在該光敏材料上，其中該介電材料層的該介電材料的一折射率小於該光敏材料的該折射率。
  7. 根據請求項6所述的方法，其中該半導體基板及該光敏材料共同形成一光電二極體。
  8. 根據請求項6所述的方法，進一步包括形成一透鏡，該透鏡用以將光聚焦到該光敏材料上。
  9. 一種半導體裝置，包括：一半導體基板，包括複數個溝槽；一介電材料的一或多個介電結構，從每個溝槽的一底表面突出；一光敏材料，位於覆蓋該一或多個介電結構的每個溝槽中，並且其所具有的一折射率大於該一或多個介電結構的該介電材料的一折射率；一介電材料的一介電側壁覆蓋物，該介電側壁覆蓋物位於與該光敏材料接觸的每個溝槽的一側壁上，該介電側壁覆蓋物的該介電材料具有小於該光敏材料的該折射率的一折射率；複數個透鏡，每個透鏡用以將光聚焦到一相應溝槽中的該光敏材料上；及一介電材料層，覆蓋每個溝槽中的該光敏材料，該介電材料層的該介電材料的一折射率低於該光敏材料的該折射率。
  10. 根據請求項9所述的半導體裝置，進一步包括一第一積體電路，該第一積體電路包括該半導體基板及該光敏材料。
TW109141440A 2020-02-11 2020-11-25 積體電路及其形成方法及半導體裝置 TWI763148B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/788,145 2020-02-11
US16/788,145 US11309347B2 (en) 2020-02-11 2020-02-11 Integrated circuit photodetector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202131525A TW202131525A (zh) 2021-08-16
TWI763148B true TWI763148B (zh) 2022-05-01

Family

ID=77176184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109141440A TWI763148B (zh) 2020-02-11 2020-11-25 積體電路及其形成方法及半導體裝置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11309347B2 (zh)
KR (1) KR102423371B1 (zh)
CN (1) CN113314625B (zh)
DE (1) DE102020104351B4 (zh)
TW (1) TWI763148B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090105732A (ko) * 2008-04-03 2009-10-07 삼성전자주식회사 태양전지
JP2015095293A (ja) * 2013-11-08 2015-05-18 昭和電工株式会社 有機ｅｌ素子、並びに、それを備えた画像表示装置及び照明装置
TW201834231A (zh) * 2016-11-29 2018-09-16 台灣積體電路製造股份有限公司 使用雙邊多重吸收結構的量子效率方法
TW201843825A (zh) * 2017-03-08 2018-12-16 日商索尼半導體解決方案公司 固態成像裝置及電子裝置
TW202001298A (zh) * 2018-06-12 2020-01-01 台灣積體電路製造股份有限公司 半導體影像感測器

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3660879B2 (ja) * 1998-11-20 2005-06-15 カリフォルニア・インスティチュート・オブ・テクノロジー スロット付き量子井戸センサ
US6560006B2 (en) * 2001-04-30 2003-05-06 Agilent Technologies, Inc. Two-dimensional photonic crystal slab waveguide
JP2003035845A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Matsushita Electric Works Ltd 光電変換装置
JP3828426B2 (ja) * 2002-01-08 2006-10-04 アルプス電気株式会社 光導波路装置
US7427798B2 (en) * 2004-07-08 2008-09-23 Micron Technology, Inc. Photonic crystal-based lens elements for use in an image sensor
US8314327B2 (en) * 2005-11-06 2012-11-20 Banpil Photonics, Inc. Photovoltaic cells based on nano or micro-scale structures
KR100720462B1 (ko) * 2005-12-28 2007-05-22 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서 및 그의 제조방법
US7922976B2 (en) * 2006-10-23 2011-04-12 Banpil Photonics, Inc. High sensitivity sensor device and manufacturing thereof
JP2010027794A (ja) * 2008-07-17 2010-02-04 Fujifilm Corp 光電変換デバイス
US9000353B2 (en) * 2010-06-22 2015-04-07 President And Fellows Of Harvard College Light absorption and filtering properties of vertically oriented semiconductor nano wires
US7972885B1 (en) * 2008-09-25 2011-07-05 Banpil Photonics, Inc. Broadband imaging device and manufacturing thereof
RU2012132819A (ru) * 2010-01-07 2014-02-27 Шарп Кабусики Кайся Фотоэлектрический преобразователь
JP5663925B2 (ja) * 2010-03-31 2015-02-04 ソニー株式会社 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
JP2012038986A (ja) * 2010-08-10 2012-02-23 Sony Corp 固体撮像装置とその製造方法、並びに電子機器
JP2014003042A (ja) * 2010-10-18 2014-01-09 Sharp Corp 光センサ素子内蔵の液晶表示装置
US8633067B2 (en) * 2010-11-22 2014-01-21 International Business Machines Corporation Fabricating photonics devices fully integrated into a CMOS manufacturing process
JP5682312B2 (ja) 2011-01-05 2015-03-11 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP6061544B2 (ja) * 2012-08-07 2017-01-18 キヤノン株式会社 撮像装置の製造方法
JP6024755B2 (ja) 2012-09-18 2016-11-16 富士通株式会社 半導体受光素子及びその製造方法
US20140264998A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Q1 Nanosystems Corporation Methods for manufacturing three-dimensional metamaterial devices with photovoltaic bristles
US10700225B2 (en) * 2013-05-22 2020-06-30 W&Wsens Devices, Inc. Microstructure enhanced absorption photosensitive devices
JP6303803B2 (ja) * 2013-07-03 2018-04-04 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US9130077B2 (en) * 2013-08-15 2015-09-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Structure of dielectric grid with a metal pillar for semiconductor device
JP2016001633A (ja) * 2014-06-11 2016-01-07 ソニー株式会社 固体撮像素子、および電子装置
US9991307B2 (en) * 2015-04-16 2018-06-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Stacked grid design for improved optical performance and isolation
WO2016208403A1 (ja) 2015-06-23 2016-12-29 ソニー株式会社 イメージセンサ、および電子機器
CN106784028B (zh) * 2016-12-29 2021-04-13 北京邮电大学 一种亚波长分束光栅混合集成光电探测器阵列
US10854656B2 (en) * 2017-02-23 2020-12-01 Iris Industries Sa Short-wave infrared detector array and method for the manufacturing thereof
US10566173B2 (en) * 2017-07-31 2020-02-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Nano vacuum tube
DE112018006551T5 (de) 2017-12-22 2020-09-03 Sony Semiconductor Solutions Corporation Festkörper-bildaufnahmevorrichtung und elektronische vorrichtung
GB2575039B (en) * 2018-06-25 2022-07-27 X Fab Semiconductor Foundries Gmbh Anti-reflective layers in semiconductor devices
AU2020297509A1 (en) * 2019-06-19 2022-01-27 Quantum-Si Incorporated Optical nanostructure rejecter for an integrated device and related methods
US11688754B2 (en) * 2020-05-06 2023-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photonic device and method having increased quantum effect length

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090105732A (ko) * 2008-04-03 2009-10-07 삼성전자주식회사 태양전지
JP2015095293A (ja) * 2013-11-08 2015-05-18 昭和電工株式会社 有機ｅｌ素子、並びに、それを備えた画像表示装置及び照明装置
TW201834231A (zh) * 2016-11-29 2018-09-16 台灣積體電路製造股份有限公司 使用雙邊多重吸收結構的量子效率方法
TW201843825A (zh) * 2017-03-08 2018-12-16 日商索尼半導體解決方案公司 固態成像裝置及電子裝置
TW202001298A (zh) * 2018-06-12 2020-01-01 台灣積體電路製造股份有限公司 半導體影像感測器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210102810A (ko) 2021-08-20
US11309347B2 (en) 2022-04-19
TW202131525A (zh) 2021-08-16
US20210249464A1 (en) 2021-08-12
DE102020104351B4 (de) 2024-04-25
KR102423371B1 (ko) 2022-07-22
DE102020104351A1 (de) 2021-08-26
CN113314625B (zh) 2023-01-17
US11923396B2 (en) 2024-03-05
CN113314625A (zh) 2021-08-27
US20220238591A1 (en) 2022-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11721714B2 (en) Pixel isolation elements, devices and associated methods
TWI422019B (zh) 形成ｃｍｏｓ影像感測器之抗反射結構之方法
TWI608600B (zh) 影像感測器及其製作方法
TWI577033B (zh) 具有加強電磁輻射偵測之裝置與相關方法
US11735618B2 (en) Stacked grid design for improved optical performance and isolation
KR20190054881A (ko) 흡수 강화 반도체 층을 가진 이미지 센서
US9219177B2 (en) Photo detector and integrated circuit
TWI807558B (zh) 光偵測器、影像感測器及製造光偵測器之方法
TWI713210B (zh) 圖像感測器以及用於形成圖像感測器的方法
KR20160038345A (ko) 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
TW202119645A (zh) 影像感測器、積體晶片、形成影像感測器的方法
CN104425519A (zh) 图像传感器及其形成方法
TWI755937B (zh) 圖像感測器及其形成方法
TWI763148B (zh) 積體電路及其形成方法及半導體裝置
US20240178264A1 (en) Integrated circuit photodetector
TWI774353B (zh) 積體電路、畫素感測器及其形成方法
TWI757031B (zh) 積體電路、光電偵測器以及形成積體電路的方法
CN117497551B (zh) 图像传感器及其制备方法
KR102420729B1 (ko) 이미지 센서의 양자 효율을 증가시키도록 구성되는 렌즈 구조물
TW202226562A (zh) 短波紅外線焦點平面陣列及其使用方法和製造方法