本发明专利技术提供一种光侦测器。一种光侦测器包括多个光电二极管区，其中至少一些经一光学滤光片覆盖。多个金属层位于该等光电二极管区与该光学滤光片之间。该等金属层包括最接近于该光学滤光片的一最上金属层及最接近于该等光电二极管区的一最下金属层。一个或多个层间介电层将该等金属层彼此隔开。该等金属层中的每一部分包括一个或多个金属部分及一个或多个介电部分。最上金属层不含任何金属部分下伏于该光学滤光片。
【技术实现步骤摘要】
光侦测器本专利技术申请为申请日为2013年09月27日，申请号为201310449984.7，专利技术名称为“用于作为周遭光传感器的光侦测器及用于制造其的方法”的专利技术申请的分案申请。
本专利技术的具体实例大体上是关于可用作周遭光传感器(ambientlightsensor；ALS)的光侦测器、产生该等光侦测器的方法及包括该等光侦测器的系统。
技术介绍
光侦测器可用作周遭光传感器(ALS)，例如用作显示器的节能光传感器，用于在诸如移动电话及膝上型计算机等便携式装置中控制背光，及用于各种其他类型的光位准量测及管理。举更特定实例而言，周遭光传感器可用于借由侦测明亮及暗淡的周遭光条件作为控制显示器及/或小键盘背光的方式来降低整个显示系统功率消耗且延长液晶显示器(LiquidCrystalDisplay；LCD)寿命。在无周遭光传感器的情况下，LCD显示器背光控制典型地手动进行，借此当周遭环境变得较明亮时，使用者将提高LCD的强度。在使用周遭光传感器的情况下，使用者可调整LCD亮度至其偏好，且当周遭环境变化时，显示器亮度调整以使得显示器在同样感觉位准下呈现均一；此延长电池组寿命，减少使用者眼睛疲劳，且延长LCD寿命。类似地，在无周遭光传感器的情况下，小键盘背光的控制在很大程度上视用户及软件而定。举例而言，小键盘背光可借由触发器(其可借由按压小键盘触发)或定时器打开10秒。在使用周遭光传感器的情况下，小键盘背光可仅在周遭环境暗淡时打开，此将延长电池组寿命。为达成更佳的周遭光感应，周遭光传感器较佳具有接近于人眼响应的光谱响应且具有极佳的红外(IR)噪声抑制。专利技术内容图1显示在无任何光谱响应整形(例如使用覆盖侦测器的滤光片)的情况下，光侦测器的例示性光谱响应。图2展示典型人眼的光谱响应，其也称为明视觉响应(photopicresponse)。如从图1和图2可了解，使用光侦测器作为周遭光传感器的问题为其侦测可见光与非可见光，例如始于约700nm的IR光。相比之下，从图2注意到，人眼不侦测IR光。因此，光侦测器的响应可显著不同于人眼的响应，尤其当光由产生大量IR光的白炽灯产生时。若使用光侦测器作为周遭光传感器，例如用于调整背光或其类似者，则此将提供显著不太理想的调整。使用光侦测器作为周遭光传感器的另一问题为光侦测器将产生相对较小的电流，即使无光入射到光侦测器上时。此电流常称为暗电流或漏电流，是由于装置的空乏区内随机产生电子及电洞，且随后借由高电场扫除而产生。当存在极低光位准时，此漏电流或暗电流同样不利地影响光侦测器输出。图3A展示根据一具体实例的光侦测器302的俯视图。在所示的例示性具体实例中，光侦测器302包括8×6光电二极管区303的数组，其由图3A中的四十八个同等尺寸的正方形表示。光电二极管区303可个别地称作光电二极管区303，且统称为光电二极管区303。6×6光电二极管区303的子数组经光学滤光片318覆盖。更特定言之，6×6光电二极管区303的子数组的一半经光学滤光片318以及光阻挡材料316覆盖，而6×6光电二极管区303的子数组的另一半经光学滤光片318但未经光阻挡材料316覆盖。剩余的两个1×6光电二极管区303的子数组(显示在图3A的左侧及右侧以及下文所讨论的图3B的左侧及右侧)未经光学滤光片318覆盖且未经光阻挡材料316覆盖，且因此可称为未覆盖的光电二极管区或裸光电二极管区。此等数组及子数组的尺寸为例示性的，且可改变，但仍在具体实例的范畴内。经光学滤光片318覆盖但未经光阻挡材料316覆盖的光电二极管区标记为303a。经光学滤光片318及光阻挡材料316覆盖的光电二极管区标记为303b。裸光电二极管区标记为303c。在替代性具体实例中，光电二极管区303的尺寸不全相同，例如，裸光电二极管区303c可小于光电二极管区303a及303b。图3B展示光侦测器302沿图3A中所示线3B-3B的截面。参看图3B，光侦测器302形成在基板(例如硅晶圆)上或其内。在所示具体实例中，光侦测器302包括多个植入P-型磊晶(P-epi)区306中的N+型区304，P-型磊晶区306生长在P型基板310上。多个光电二极管区303(图3A的实施例中的四十八个光电二极管区及图3C的实施例中的四十个光电二极管区)中的每一个借由单独的PN接面形成，各自反向偏置，从而形成单独的空乏区308。较佳地，P-型磊晶区306极轻微掺杂。相比于将N+型区304直接置放在P型基板310中，将N+型区304置放在P-型磊晶区306中可提高量子效率。虽然并非较佳的，但N+型区304可替代性地直接置放在P型基板中。同样的注意到，光电二极管区中的每一个可替代性地借由类似于PN接面的PIN接面形成，但在N型与P型区域/基板之间包括轻微掺杂的本质半导体区。光电二极管区可以其他方式形成，例如(但不限于)使用在N-型磊晶区中或在N型基板中的P+型区形成。依旧参看图3B，N+型区304a及更一般而言光检测器303a经光学滤光片318覆盖。N+型区304b及更一般而言光侦测器303b经光阻挡材料316及光学滤光片318覆盖。N+型区304c及更一般而言光侦测器303c既未经光阻挡材料316覆盖也未经光学滤光片318覆盖，且因此可称为未覆盖的光电二极管区或裸光电二极管区。如下文所讨论，在某些具体实例中，可使用金属孔来限制入射在裸光电二极管区上光的量。同时显示薄氧化物层324，例如二氧化硅(SiO2)，其覆盖N+型扩散区304。附图说明图1展示无任何光谱响应整形的光侦测器的例示性光谱响应；图2展示典型人眼的光谱响应，其也称为明视觉响应；图3A展示根据一具体实例的光侦测器的俯视图；图3B展示图3A的光侦测器沿线3B-3B的截面；图3C展示根据另一具体实例的光侦测器的俯视图；图4A为展示可使用图3A及3B的光侦测器或图3C的光侦测器达成的例示性光谱响应的图；图4B为展示图4A图的一部分的附加详情图；图5A为展示可使用图3A及3B的光侦测器或图3C的光侦测器达成的例示性光谱响应的另一图；图5B为展示图5A图的一部分的附加详情图；图6为用于说明根据特定具体实例可如何合并电流及/或其他信号的高阶图；图7为用于概述适用于制造根据特定具体实例的光侦测器的方法的高阶流程图；图8为包括根据本专利技术具体实例的光侦测器的系统的高阶方块图。附图标记说明：302-光侦测器，303-光电二极管区，303a-经光学滤光片318覆盖但未经光阻挡材料316覆盖的光电二极管区，303b-经光学滤光片318及光阻挡材料316覆盖的光电二极管区，303c-裸光电二极管区，304-N+型区，304a-N+型区，304b-N+型区，304c-N+型区，306-P-型磊晶区，308-空乏区，308a-空乏区，308b-空乏区，310-P型基板，316-光阻挡材料，318-光学滤光片，319-有机透明涂层，320-钝化层，322-金属层，322(n)-金属层，322(n-1)-金属层，322(n-2)-金属层，322(n-3)-金属层，323-层间介电(ILD)层，324-薄氧化物层，325-金属通孔插塞，410-图的一部分，510-图的一部分，614-定标器，702-步骤，704-步骤，706-步骤，80本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光侦测器，其特征在于，包括：多个光电二极管区；多个金属层，其位于该等光电二极管区与表面区域之间，光学滤光片被形成为具有连续区域于该表面区域上，该连续区域覆盖具有两个或更多个彼此相邻的该等光电二极管区的群组，其中该多个金属层包括最接近于其上形成有该光学滤光片的该表面区域的一最上金属层及最接近于该等光电二极管区的一最下金属层；及一个或多个层间介电层，其将该等金属层彼此隔开；其中该等金属层中的每一部分包括一个或多个金属部分及一个或多个介电部分；且其中在其上形成有该光学滤光片的该表面区域之下，该最上金属层不含任何金属部分。
【技术特征摘要】
2012.11.21 US 61/729,239;2012.12.17 US 13/717,0801.一种光侦测器，其特征在于，包括：多个光电二极管区；多个金属层，其位于该等光电二极管区与表面区域之间，光学滤光片被形成为具有连续区域于该表面区域上，该连续区域覆盖具有两个或更多个彼此相邻的该等光电二极管区的群组，其中该多个金属层包括最接近于其上形成有该光学滤光片的该表面区域的一最上金属层及最接近于该等光电二极管区的一最下金属层；及一个或多个层间介电层，其将该等金属层彼此隔开；其中该等金属层中的每一部分包括一个或多个金属部分及一个或多个介电部分；且其中在其上形成有该光学滤光片的该表面区域之下，该最上金属层不含任何金属部分。2.根据权利要求1所述的光侦测器，其特征在于，该等光电二极管区中的一个或多个未经其上形成有该光学滤光片的该表面区域覆盖。3.根据权利要求1所述的光侦测器，其特征在于，该最上金属层的部分不含任何金属部分，该最上金属层的该部分是由该最上金属层的介电部分组成。4.根据权利要求1所述的光侦测器，其特征在于，其上形成有该光学滤光片的该表面区域的周边与该最上金属层的最接近金属部分之间的距离是至少20微米。5.根据权利要求1所述的光侦测器，其特征在于，具有两个或更多个该等光电二极管区的该群组是相邻于另外一个具有被光阻挡材料覆盖的一个或多个该等光电二极管区的群组，和一个或多个未经光阻挡材料覆盖的第二光电二极管区；且该光阻挡材料包含除该最上金属层以外的该等金属层中的一个或多个的一个或多个金属部分。6.根据权利要求5所述的光侦测器，其特征在于，位于该等光电二极管区与其上形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼斯·戴尔，艾瑞克·李，林锡坚，
申请(专利权)人：英特希尔美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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