位置传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种位置传感器，该位置传感器包括绝缘的衬底层、电极、导电环、光电传感区和阵列电阻；所述光电传感区设于所述衬底层上，所述光电传感区包括导电层和呈方形的光电区，所述光电区感光后会产生电流，所述光电区在横向上依次排列，所述导电层设于每个所述光电区的边缘且能够将产生的电流导出到所述阵列电阻；所述光电传感区呈方形，所述阵列电阻设置在所述衬底层上，且每个所述光电区在纵向上都能对应所述阵列电阻；所述电极与所述阵列电阻电性连接；所述导电环环设于所述衬底层并围绕所述电极和所述光电传感区。实施本发明专利技术中的位置传感器，能够实现一种更高精度的位置传感器。感器。感器。

【技术实现步骤摘要】
位置传感器


[0001]本专利技术涉及光电位置传感器
，尤其涉及一种位置传感器。

技术介绍

[0002]位置传感器(PositionSensitivedetector，PSD)是基于半导体薄膜的电子元件，其工作原理是利用横向光电作用，光点照射部分的半导体薄膜产生光生电子，电子浓度差异造成光生电子向两电极间流动形成可探测电流，根据电流差进而计算出光点在传感器表面的照射位置。
[0003]现有技术中的PSD利用横向效应光电二极管(LEP)的工作原理实现的位置传感器是目前最佳的位置传感器，能够准确而简单地检测此类系统中的光斑位置。LEP结构的位置响应在理论上是线性的，其精度不受光斑截断或非最佳采样的影响，就像由分立光敏传感器组成的探测器一样。光斑位置仅通过计算信号电流之间的差值并通过其和对差值进行归一化即可获得，这项任务可以使用基于跨线性原理的简单模拟电路来完成。然而，LEP的实际实现存在非线性和高噪声问题。对于高质量的两轴设备，主要由电流分割层的不均匀性引起的非线性通常为0.3％(标准偏差)。为了保持高线性度和速度，电流分割层的片状电阻较低(通常为10kΩ)，与其他光电探测器相比，产生高噪声。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种位置传感器，以实现一种更高精度的位置传感器。
[0005]为此，一种实施例中提供了一种位置传感器，包括绝缘的衬底层、电极、导电环、光电传感区和阵列电阻；
[0006]所述光电传感区设于所述衬底层上方，所述光电传感区包括导电层和呈方形的光电区，所述光电区感光后会产生电流，所述光电区在横向上依次排列，所述导电层设于每个所述光电区的边缘且能够将产生的电流导出到所述阵列电阻；
[0007]所述光电传感区呈矩形，所述阵列电阻设置在所述衬底层上，且每个所述光电区在纵向上都能对应所述阵列电阻；
[0008]所述电极与所述阵列电阻电性连接；
[0009]所述导电环环设于所述衬底层并围绕所述电极和所述光电传感区。
[0010]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述阵列电阻由多个相同规格的电阻单元依次排列组成，所述电阻单元设于所述光电区与所述衬底层之间，且每个所述电阻单元与所述光电区一一对应。
[0011]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述阵列电阻对称设于所述光电传感区相对的两边，所述电极对称设于所述阵列电阻的两端附近。
[0012]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述阵列电阻由多个相同规格的电阻单元依次排列组成。
[0013]作为所述位置传感器的进一步可选方案，还包括光屏蔽层，所述光屏蔽层覆盖所述阵列电阻。
[0014]作为所述位置传感器的进一步可选方案，相邻的两个所述电极中间设一个所述阵列电阻。
[0015]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述电阻单元在所述衬底层上设有一层N型半导体，在N型半导体上间隔设置P型半导体，相邻的两个P型半导体之间设有多晶体，所述多晶体包括依次层叠于N型半导体上的第一绝缘层、POLY和第二绝缘层，所述P型半导体和所述多晶体之间设有金属。
[0016]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述导电层包括由P型半导体构成的导电凹槽，所述导电环包括N型半导体。
[0017]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述光电区在纵向上也阵列排列，每个所述光电区在横向上都能对应所述阵列电阻。
[0018]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述衬底层包括二氧化硅。
[0019]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述光电区是由P型半导体和N型半导体构成的PN结。
[0020]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述阵列电阻包括金属膜电阻。
[0021]作为所述位置传感器的进一步可选方案，所述阵列电阻包括碳电阻。
[0022]实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
[0023]依据以上实施例中的位置传感器，由于光电区呈方形，根据横向光电原理，当光斑照射在光电区时，会产生横向的电势差，从而产生电流。光斑处到光电区的边缘距离决定的了电流的大小，通过导电层使边缘处的电流流出到电极处。电极连接测量仪器，通过测量电流和电压从而确定了光斑在光电区的准确位置。光电区在横向上依次排列，每个光电区在纵向上都能对应阵列电阻，电流有自行找到最近路线的性质，所以通过测量电阻值的大小可以确定光斑具体落在的光电区。通过先确定光电区再确定光斑在光电区的具体的位置，可以使本专利技术的位置传感器的测量精度更高。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]其中：
[0026]图1示出了根据本专利技术实施例所提供的横向光电效应的原理示意图；
[0027]图2示出了根据本专利技术实施例所提供的一维位置传感器的俯视示意图；
[0028]图3示出了根据本专利技术实施例所提供的二维位置传感器的俯视示意图
[0029]图4示出了根据本专利技术实施例所提供的电阻单元的侧截面示意图；
[0030]图5示出了根据本专利技术实施例所提供的部分光电传感区的俯视示意图；
[0031]图6示出了根据本专利技术实施例所提供的部分光电传感区的侧截面示意图；
[0032]图7示出了根据本专利技术实施例所提供的位置传感器的在电子显微镜下的实物俯视
图；
[0033]图8示出了图7中左上角处的局部放大图；
[0034]图9示出了根据本专利技术又一实施例所提供的横二维位置传感器的结构示意图。
[0035]主要元件符号说明：
[0036]衬底层
‑
10；电极
‑
20；导电环
‑
30；光电传感区
‑
40；阵列电阻
‑
50；导电层
‑
410；光电区
‑
420；电阻单元
‑
510；P型半导体
‑
1；N型半导体
‑
2；POLY
‑
60；金属
‑
70；第二绝缘层
‑
80；第一绝缘层
‑
90。
具体实施方式
[0037]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以容许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0038]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位置传感器，其特征在于，包括电极、导电环、光电传感区、阵列电阻和绝缘的衬底层；所述光电传感区设于所述衬底层上方，所述光电传感区包括导电层和呈方形的光电区，所述光电区感光后会产生电流，所述光电区在横向上依次排列，所述导电层设于每个所述光电区的边缘且能够将产生的电流导出到所述阵列电阻；所述光电传感区呈矩形，所述阵列电阻设置在所述衬底层上，且每个所述光电区在纵向上都能对应所述阵列电阻；所述电极与所述阵列电阻电性连接；所述导电环环设于所述衬底层并围绕所述电极和所述光电传感区。2.如权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，所述阵列电阻由多个相同规格的电阻单元依次排列组成，所述电阻单元设于所述光电区与所述衬底层之间，且每个所述电阻单元与所述光电区一一对应。3.如权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，所述阵列电阻对称设于所述光电传感区相对的两边，所述电极对称设于所述阵列电阻的两端附近。4.如权利要求3所述的位置传感器，其特征在于，所述阵列电阻由多个相同规格的电阻单元依次排列组成。5.如权利要求3所述的位置传感器，其特征在于，还包括光屏蔽层，所述光屏蔽...

【专利技术属性】
技术研发人员：严炎象，严泽荣，林晓莺，高诚达，肖俊杰，王道鹏，
申请(专利权)人：钧雷光电有限公司，
类型：发明
国别省市：