光电器件制造技术

本公开涉及一种飞行时间传感器，该飞行时间传感器包括位于同一基本基板上的被配置为向图像场景中发射光的光发射器、被配置为检测由光发射器发射的光的参考传感器、以及通过光学屏障与光发射器分离的信号接收传感器阵列。光学屏障被配置为防止由光发射器发射的光直接到达信号接收传感器阵列，其中信号接收传感器阵列被配置为检测由图像场景反射的光。参考传感器和信号接收传感器阵列基于半导体纳米颗粒。颗粒。颗粒。

【技术实现步骤摘要】
光电器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年5月17日提交的第22305725.8号欧洲专利申请的优先权，其内容在法律允许的最大范围内通过引用整体并入本文。


[0003]本公开总体上涉及光电子器件领域，并且具体地涉及飞行时间传感器和相关方法。

技术介绍

[0004]飞行时间传感器涉及使用发射器和接收器传感器，发射器向场景发射光，以照亮场景的至少一部分，接收器传感器检测从场景返回的反射光。体半导体材料(诸如硅或III
‑
V族材料)通常用于构建单光子雪崩二极管(SPAD)，SPAD通常用于接收器传感器中。这些体材料往往与室温下的高暗电流相关联。当飞行时间传感器打算在短波红外频带中操作时，硅也受到限制。鉴于此，还需要进一步的发展。
[0005]本领域需要解决由于上述材料的使用而导致的已知飞行时间传感器的缺点。

技术实现思路

[0006]一个实施例提供了一种飞行时间传感器，该飞行时间传感器包括位于在同一基本基板上的光发射器、参考传感器和信号接收传感器阵列，光发射器被配置为向图像场景中发射光，参考传感器被配置为检测由光发射器发射的光，信号接收传感器阵列通过光学屏障与光发射器分离。光学屏障被配置为防止由光发射器发射的光直接到达信号接收传感器阵列，其中信号接收传感器阵列被配置为检测由图像场景反射的光。参考传感器和信号接收传感器阵列基于半导体纳米颗粒。
[0007]一个实施例提供了一种制造飞行时间传感器的方法，该方法包括在同一基本基板上形成被配置为向图像场景中发射光的光发射器、被配置为检测由光发射器发射的光的参考传感器、以及通过光学屏障与光发射器分离的信号接收传感器阵列。光学屏障被配置为防止由光发射器发射的光直接到达信号接收传感器阵列，其中信号接收传感器阵列被配置为检测由图像场景反射的光。参考传感器和信号接收传感器阵列基于半导体纳米颗粒。
[0008]根据一个实施例，光发射器可以基于半导体纳米颗粒。
[0009]根据一个实施例，光发射器可以是垂直腔面发射激光器。
[0010]根据一个实施例，信号接收传感器阵列可以包括多个像素，并且参考传感器和信号接收传感器的每个像素可以包括由InSb、InAs
x
P
x
或InAs或InAs
x
Sb
x
形成的半导体纳米颗粒层。
[0011]根据一个实施例，每个传感器可以包括半导体纳米颗粒层、空穴传输层、电子传输层和电极。
[0012]根据一个实施例，空穴传输层可以包括氧化钼和/或电子传输层包括氧化锌。
[0013]根据一个实施例，信号接收传感器和/或参考传感器可以包括像素的矩阵，每个像素具有第一电极和第二电极。信号接收传感器和/或参考传感器的像素的第一电极可以包括所有像素公共的部分透明的导电层，第二电极与信号接收传感器和/或参考传感器的每个其他像素的第二电极绝缘。
[0014]根据一个实施例，部分透明的导电层可以是信号接收传感器和参考传感器公共的。
[0015]根据一个实施例，参考传感器可以包括第一器件基板，并且信号接收传感器包括第二器件基板，第一器件基板和第二器件基板安装在基本基板上。
[0016]根据一个实施例，信号接收传感器和参考传感器的部分透明的导电层可以不同并且彼此绝缘。传感器可以包括至少一个极化电路，该至少一个极化电路被配置为在参考传感器的像素的第一电极与第二电极之间施加第一电压，并且在信号接收传感器的像素的第一电极与第二电极之间施加第二电压，第一电压不同于第二电压。
[0017]另一实施例提供了一种移动通信设备，该移动通信设备包括触摸显示屏并且包括这样的传感器，其中触摸显示屏覆盖传感器。
[0018]根据一个实施例，触摸显示屏可以是有机发光二极管显示器。
[0019]另一实施例可以是一种包括这样的传感器的面部ID传感器。
[0020]另一实施例提供了一种使用这样的传感器来测量飞行时间的方法，该方法包括通过极化电路在参考传感器的像素的第一电极与第二电极之间施加第一电压，并且在信号接收传感器的像素的第一电极与第二电极之间施加不同于第一电压的第二电压。该方法还包括根据参考传感器的信号输出来修改第一电压和/或根据信号接收传感器的信号输出来修改第二电压。
附图说明
[0021]上述特征和优点以及其他特征和优点将在以下具体实施例的描述中详细描述，具体实施例通过参考附图进行说明而非限制，在附图中：
[0022]图1是根据本公开的示例实施例的光电子器件的横截面示意图；
[0023]图2是根据本公开的示例实施例的图1的信号接收传感器或参考传感器的放大截面图；
[0024]图3是根据本公开的另一示例实施例的光电子器件的横截面示意图；
[0025]图4是根据本公开的另一示例实施例的光电子器件的横截面示意图；
[0026]图5是根据本公开的另一示例实施例的光电子器件的横截面示意图；
[0027]图6是根据本公开的又一示例实施例的光电子器件的横截面示意图；
[0028]图7是表示信号接收传感器和参考传感器的量子效率随其施加的偏置电压的变化的曲线图；
[0029]图8是根据光电子器件的使用方法说明图1或图3的光电子器件的功能块的框图；
[0030]图9是根据光电子器件的使用方法说明图4、图5或图6的光电子器件的功能块的框图；
[0031]图10是根据光电子器件的另一使用方法说明图4、图5或图6的光电子器件的功能块的框图；
[0032]图11是图7、图8或图9的电压偏置调节器的示例实施例；
[0033]图12是示出时域堆积失真的图；以及
[0034]图13是示出时域堆积失真缓解的图。
具体实施方式
[0035]在不同附图中，相似的特征由相似的附图标记指定。特别地，不同实施例中公共的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以具有相同结构、尺寸和材料特性。
[0036]为了清楚起见，已经详细说明和描述了有助于理解本文所述实施例的操作和元件。
[0037]除非另有说明，否则当参考连接在一起的两个元件时，这表示没有导体以外的其他中间元件的直接连接，而当参考耦合在一起的二个元件时，这表示这两个元件可以连接，或者它们可以经由一个或多个其他元件耦合。
[0038]在以下公开中，除非另有说明，否则当参考绝对位置限定符(诸如术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”等)或者相对位置限定符(诸如术语“上方”、“下方”、“较高”、“较低”等)或者取向限定符(诸如“水平”、“垂直”等)时，参考图中所示的取向。
[0039]除非另有规定，否则表达“大约”、“大致”、“基本上”和“在
……
量级”表示在10％以内，并且优选地在5％以内。
[0040]图1是根据本公开的示例实施例的光电子器件1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行时间传感器，包括位于同一基本基板上的以下项：光发射器，被配置为向图像场景中发射光；参考传感器，被配置为检测由所述光发射器发射的光；以及信号接收传感器阵列，通过光学屏障与所述光发射器分离；其中所述光发射器基于半导体纳米颗粒；其中所述参考传感器的每个参考传感器和所述信号接收传感器阵列的每个传感器包括半导体纳米颗粒层、空穴传输层、电子传输层和电极；其中所述光学屏障被配置为防止由所述光发射器发射的光直接到达所述信号接收传感器阵列；其中所述信号接收传感器阵列被配置为检测由所述图像场景反射的光。2.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述光发射器是垂直腔表面发射激光器。3.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述信号接收传感器阵列包括多个像素，并且其中所述参考传感器和信号接收传感器阵列的每个像素具有由InSb、InAs
x
P
x
或InAs或InAs
x
Sb
x
形成的半导体纳米颗粒层。4.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述空穴传输层包括氧化钼，并且所述电子传输层包括氧化锌。5.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述信号接收传感器阵列包括像素的矩阵，每个像素具有第一电极和第二电极；其中所述信号接收传感器阵列的像素的第一电极包括对像素中的各个像素公共的部分透明的导电层，所述第二电极与所述信号接收传感器阵列的每个其他像素的第二电极绝缘。6.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述参考传感器包括像素的矩阵，每个像素具有第一电极和第二电极；其中所述参考传感器的像素的第一电极包括对像素中的各个像素公共的部分透明的导电层，第二电极与所述参考感测器的每个其他像素的第二电极绝缘。7.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述信号接收传感器阵列和所述参考传感器包括像素的矩阵，每个像素具有第一电极和第二电极；其中所述信号接收传感器阵列和所述参考传感器的像素的第一电极包括对像素中的各个像素公共的部分透明的导电层，第二电极与所述信号接收传感器阵列和所述参考传感器的每个其他像素的第二电极绝缘。8.根据权利要求7所述的飞行时间传感器，其中所述部分透明的导电层对于所述信号接收传感器阵列和所述参考传感器两者是...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：意法半导体格勒诺布尔二公司，
类型：发明
国别省市：