光学半导体元件的制作方法

本申请案主张美国第17/564,522号专利申请案的优先权(即优先权日为“2021年12月29日”)，其内容以全文引用的方式并入本文中。本公开关于一种光学半导体元件。特别是有关于一种具有实现晶粒内连接的多个集成通孔的光学半导体元件。

背景技术：

1、光学半导体元件使用在不同的电子应用，例如个人电脑、手机、数码相机，或其他电子设备。光学半导体元件的尺寸逐渐地缩减，以符合计算能力所逐渐增加的需求。然而，在尺寸缩减的制程期间，增加不同的问题，且如此的问题持续增加。因此，仍然持续着在达到改善品质、良率、效能与可靠度以及降低复杂度方面的挑战。

2、上文的“先前技术”说明仅提供背景技术，并未承认上文的“先前技术”说明揭示本公开的标的，不构成本公开的先前技术，且上文的“先前技术”的任何说明均不应作为本案的任一部分。

技术实现思路

1、本公开的一实施例提供一种光学半导体元件，包括一逻辑晶粒，包括一核心电路区以及一逻辑周围电路区；一存储器晶粒，设置在该逻辑晶粒上并包括一存储器胞区以及一存储器周围区；以及一第一晶粒内通孔，设置在该存储器周围区中且电性连接到该逻辑周围电路区；以及一感测器晶粒，设置在该存储器晶粒上并包括一感测器像素区以及一感测器周围区；一第一晶粒间通孔，设置在该感测器周围区中且经由该第一晶粒内通孔而电性耦接到该逻辑周围电路区；以及一第二晶粒间通孔，设置在该感测器周围区中。该第一晶粒间通孔的一高度大于该第二晶粒间通孔的一高度。

2、本公开的另一实施例提供一种光学半导体元件，包括一逻辑晶粒，包括一前表面；一存储器晶粒，包括一前表面，设置在该逻辑晶粒的该前表面上；以及一后表面，相对该存储器晶粒的该前表面设置；以及一感测器晶粒，包括一前表面，设置在该存储器晶粒的该后表面上；一后表面，相对该感测器晶粒的该前表面设置；一感测器单元，设置在该感测器晶粒的该后表面处；一彩色滤光片，设置在该感测器晶粒的该后表面上；以及一微透镜，设置在彩色滤光片上。

3、本公开的另一实施例提供一种光学半导体元件，包括一逻辑晶粒，包括一核心电路区以及一逻辑周围电路区；一存储器晶粒，设置在该逻辑晶粒上并包括一存储器胞区以及一存储器周围区；一第一晶粒内通孔，设置在该存储器周围区中；一着陆垫，设置在该第一晶粒内通孔上；以及一感测器晶粒，设置在该存储器晶粒上并包括一感测器像素区以及一感测器周围区，一第一晶粒间通孔设置在该感测器周围区中。该第一晶粒内通孔与该第一晶粒间通孔经由该着陆垫并以一串接(cascade)方式而电性耦接。

4、由于本公开该光学半导体元件的设计，借由使用该第一晶粒内通孔、该第一晶粒间通孔以及该第二晶粒间通孔，产生在该感测器晶粒中的该信号可传输到该逻辑晶粒的多个功能电路，以执行通常需要复杂电路的不同处理。意即，该感测器晶粒只能保留光学感测功能的多个基本元件，以便可简化该感测器晶粒的制造的复杂度。因此，可改善该光学半导体元件的良率。此外，该第一晶粒内通孔、该第一晶粒间通孔以及该第二晶粒间通孔亦可缩短不同晶粒的该等功能电路之间的信号路径，以便降低信号传输的能量消耗。再者，借由更进一步的整合该存储器晶粒，可轻易地存储该中间处理信号或是后处理信号。

5、上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，而使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求书标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求书所界定的本公开的精神和范围。

技术特征：

1.一种光学半导体元件，包括：

2.如权利要求1所述的光学半导体元件，其中该感测器单元、该彩色滤光片以及该微透镜形貌上对准。

3.如权利要求2所述的光学半导体元件，还包括一上层，设置在该感测器晶粒与该彩色滤光片之间；其中该上层包括一下抗反射涂布。

4.如权利要求3所述的光学半导体元件，其中该感测器单元为一光二极管。

5.如权利要求1所述的光学半导体元件，还包括：

6.如权利要求5所述的光学半导体元件，其中该第一晶粒内通孔与该第一晶粒间通孔并未在形貌上对准。

7.如权利要求6所述的光学半导体元件，其中该第一晶粒内通孔电性连接到该逻辑晶粒的一周围电路区。

8.如权利要求7所述的光学半导体元件，其中该感测器晶粒包括：

9.如权利要求8所述的光学半导体元件，还包括一转移栅极，设置在该感测器晶粒的该介电层中。

10.如权利要求9所述的光学半导体元件，还包括一浮动扩散单元，设置在该感测器晶粒的该基底中，并设置在该转移栅极的一漏极中。

11.如权利要求10所述的光学半导体元件，还包括一彩色滤光片，设置在该感测器晶粒的该基底上以及在该感测器单元上方。

12.如权利要求11所述的光学半导体元件，还包括一微透镜，设置在该彩色滤光片上。

13.如权利要求12所述的光学半导体元件，还包括一上层，设置在该彩色滤光片与该感测器晶粒的该基底之间；其中该上层包括一下抗反射涂布。

14.如权利要求13所述的光学半导体元件，还包括一中介隔离层，设置在该存储器晶粒与该感测器晶粒之间；其中该着陆垫设置在该中介隔离层中。

15.如权利要求14所述的光学半导体元件，其中该感测器单元包括一光二极管。

技术总结
本公开提供一种光学半导体元件。该光学半导体元件具有一逻辑晶粒，包括一核心电路区以及一逻辑周围电路区；一存储器晶粒，设置在该逻辑晶粒上并包括一存储器胞区以及一存储器周围区，且一第一晶粒内(inter‑die)通孔，设置在该存储器周围区中且电性连接到该逻辑周围电路区；以及一感测器晶粒，设置在该存储器晶粒上并包括一感测器像素区以及一感测器周围区，且一第一晶粒间(intra‑die)通孔设置在该感测器周围区中并经由该第一晶粒内通孔而电性连接到该逻辑周围电路区，以及一第二晶粒间通孔设置在该感测器周围区中。该第一晶粒间通孔的一高度大于该第二晶粒间通孔的一高度。

技术研发人员：吴智琮
受保护的技术使用者：南亚科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14