[發(fā)明專利]具有彩色頂側(cè)的硅晶圓

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410826006.4
• 申請(qǐng)日: 2014-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104752573B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林繼周;和正平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 旭景科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/02
• 分類號(hào): H01L33/02
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 鄭小粵

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有彩色頂側(cè)的硅晶圓。該硅晶圓包括：一晶圓；一第一半導(dǎo)體層，形成于至少該晶圓的一頂側(cè)的一部分上，具有周期性結(jié)構(gòu)以形成一光柵圖案，及一第二半導(dǎo)體層，形成于該第一半導(dǎo)體層上，以一底側(cè)完全接觸該周期性結(jié)構(gòu)。該第一半導(dǎo)體層與該第二半導(dǎo)體層形成一光子晶體層，該光子晶體層反射一預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的入射可見(jiàn)光線，以便該晶圓的頂部能產(chǎn)生至少兩種不同顏色。本發(fā)明提供的硅晶圓能從面對(duì)外部光線的表面反射特定顏色的光線。因而能使其具有展現(xiàn)某些特定的標(biāo)志或商標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硅晶圓，特別是涉及一種用來(lái)反射特定光線，具有彩色頂側(cè)的硅晶圓。

背景技術(shù)

光子晶體是周期性的光納米結(jié)構(gòu)，其影響光子的運(yùn)動(dòng)，與離子晶體影響電子于固體中運(yùn)動(dòng)的方式是大致相同的，它是由E.Yablonovutch與S.John于1987所提出的。對(duì)電磁波而言，能帶結(jié)構(gòu)存在于三維且具有周期性排列的介電常數(shù)的介質(zhì)中。它是所謂的光子帶隙的系統(tǒng)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于電磁波在周期性介質(zhì)中散射，某些頻段的電磁波因破壞性干涉導(dǎo)致強(qiáng)度呈指數(shù)下降而無(wú)法傳送。因此，在頻譜上形成了能隙。光子晶體中電磁波的傳播特性，包括幅度、相位、偏振方向和波長(zhǎng)，可以通過(guò)控制光子晶體的特性，如發(fā)射光譜、群速度色散、偏振特性、相位匹配等而顯著地模塊化。

光子晶體發(fā)生于自然界中，以結(jié)構(gòu)性著色的形式呈現(xiàn)，對(duì)許多形式的應(yīng)用有很大的幫助，例如，變色涂料和油墨、光子晶體光纖、光纖和光計(jì)算器。因?yàn)楣庾泳w是用于控制和操縱光線流的新光學(xué)材料，最近許多的應(yīng)用是在光子晶體結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管中，以提高其光提取效率。

請(qǐng)參閱圖1，美國(guó)專利第8,288,755號(hào)公開(kāi)了一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)于其內(nèi)部的發(fā)光元件。該發(fā)光元件具有一基板100，用來(lái)形成所有發(fā)光元件的部件并通透光線。一緩沖層108形成于(制造過(guò)程是由上往下，圖1僅顯示發(fā)光元件運(yùn)作時(shí)的狀況)基板100上。接著，在相同的制程中形成光子晶體圖案106和一墊圖案107。一發(fā)光結(jié)構(gòu)110形成于光子晶體圖案106上，并包括一第一導(dǎo)電層112、一發(fā)光層114與一第二導(dǎo)電層116。一絕緣層120形成于上表面與發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)墻上。一第一歐姆層131與一第二歐姆層132建構(gòu)以填滿由絕緣層120所形成的開(kāi)口。最終，產(chǎn)生一第一電極140與一第二電極150以連接外部電源。因此，當(dāng)一偏壓(-)與偏壓(+)分別施加到第一電極140與第二電極150時(shí)，光線L生成，經(jīng)由該光子晶體圖案106向上發(fā)射出。在這個(gè)時(shí)刻，光子晶體圖案106協(xié)助更多的光線射出該第一導(dǎo)電層112，即，增加了光提取效率。

前述的發(fā)明利用光子晶體的特色，允許特定頻段的光線通透，以加強(qiáng)光提取效率。光子晶體圖案于晶圓制程中形成，這是具有晶圓光子晶體結(jié)構(gòu)的一個(gè)應(yīng)用(或晶圓級(jí)設(shè)備)。因?yàn)槿绻m當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)下，光子晶體也會(huì)具有反射特定光線的特色，光線能被反射而顯出特定的顏色，甚至顯示特定的標(biāo)志。對(duì)于某些具有開(kāi)放操作區(qū)域的集成電路，例如，指紋識(shí)別傳感器的一部分，反射光可以指示手指的滑動(dòng)方向，或用于商業(yè)用途而于該區(qū)域提供商標(biāo)圖形。本發(fā)明聚焦在能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的結(jié)構(gòu)上。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種具有彩色頂側(cè)的硅晶圓，包含：一晶圓；一第一半導(dǎo)體層，形成于至少該晶圓的一頂側(cè)的一部分上，具有周期性結(jié)構(gòu)以形成一光柵圖案，及一第二半導(dǎo)體層，形成于該第一半導(dǎo)體層上，以一底側(cè)完全接觸該周期性結(jié)構(gòu)。該第一半導(dǎo)體層與該第二半導(dǎo)體層形成一光子晶體層，該光子晶體層反射一預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的入射可見(jiàn)光線，以便該晶圓的頂部產(chǎn)生至少兩種不同顏色。

依照本案構(gòu)想，相鄰的周期性結(jié)構(gòu)間的中心距離范圍為100nm～700nm。

依照本案構(gòu)想，該周期性結(jié)構(gòu)的邊界形成一特定的標(biāo)志。

依照本案構(gòu)想，該第一半導(dǎo)體層或該第二半導(dǎo)體層的材質(zhì)為氧化銦錫、氧化鋅、氮化鈦、鈦、銀、鋁、銠、鈀、鎳金合金、鈦鉑合金，或前述材料的混合物。

依照本案構(gòu)想，該第一半導(dǎo)體層或該第二半導(dǎo)體層由硅、氮化硅、二氧化硅、聚酰亞胺、碳化硅或氮氧化硅所制成。