具有其中形成有透镜的透明衬底的光传感器制造技术

本发明专利技术描述光传感器装置，其具有接合到所述光传感器装置的玻璃衬底，所述玻璃衬底包含透镜以聚焦各种各样角度上的光。在一个或一个以上实施方案中，所述光传感器装置包含衬底，所述衬底具有形成于其中的光电检测器。所述光电检测器能够检测光且响应于所述光而提供信号。所述传感器还包含安置在所述光电检测器上方的一个或一个以上彩色滤光片。所述彩色滤光片经配置以使在有限波长谱内的光通过到所述光电检测器。玻璃衬底安置于所述衬底上方，且包含透镜，所述透镜经配置以使入射在所述透镜上的光准直，且使经准直的光通过到所述彩色滤光片。

【技术实现步骤摘要】
具有其中形成有透镜的透明衬底的光传感器相关申请案的交叉参考本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张以下各项的权益：2011年1月26日申请的标题为“具有形成于玻璃衬底上的IR截止干涉滤光片的光传感器(LIGHTSENSORHAVINGIRCUTINTERFERENCEFILTERFORMEDONAGLASSSUBSTRATE)”的第61/436,507号美国临时申请案；2011年5月26目申请的标题为“具有其中形成有透镜的玻璃衬底的光传感器(LIGHTSENSORHAVINGGLASSSUBSTRATEWITHLENSFORMEDTHEREIN)”的第61/490,568号美国临时申请案；以及2011年5月31日申请的标题为“具有其内形成有透镜的玻璃衬底的光传感器(LIGHTSENSORHAVINGGLASSSUBSTRATEWITHLENSFORMEDTHEREIN)”的第61/491,805号美国临时申请案；第61/436,507号；第61/490,568号以及第61/491,805号美国临时申请案以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及光传感器，特定来说，涉及具有其中形成有透镜的透明衬底的光传感器。
技术介绍
电子装置(例如智能电话、平板计算机、数字媒体播放器等等)越来越多地使用光传感器来控制所述装置所提供的多种功能的操纵。举例来说，光传感器常由电子装置用来检测周围光照条件，以便控制装置的显示屏的亮度。典型的光传感器使用光电检测器(例如光电二极管、光电晶体管等)，其将接收到的光转换为电信号(例如电流或电压)。光传感器通常用于手势感测装置中。手势感测装置在无需用户实际触摸手势感测装置驻留在其中的装置的情况下实现对物理移动(例如“手势”)的检测。随后可将检测到的移动用作对所述装置的输入命令。在实施方案中，电子经编程以辨识截然不同的非接触手部运动，例如从左到右、从右到左、从上到下、从下到上、从里到外、从外到里等等。手势感测装置已普遍用于手持式电子装置(例如平板计算装置和智能电话)以及其它便携式电子装置(例如膝上型计算机、视频游戏控制台等等)中。
技术实现思路
本专利技术描述一种光传感器，其包含IR抑制滤光片(例如，任何类型的基于IR干涉的滤光片)以及与透明衬底集成在芯片上(即，集成在光传感器的裸片上)的至少一个光电检测器。在一个或一个以上实施方案中，光传感器包括半导体装置(例如，裸片)，其包含半导体衬底。光电检测器(例如光电二极管、光电晶体管等)形成于衬底中，接近衬底的表面。将IR抑制滤光片定位在光电检测器上方。IR抑制滤光片经配置以过滤来自入射在光传感器上的光的红外光，以至少大体上阻挡红外光使其无法到达光电检测器。缓冲层形成于衬底的表面上方。在一实施方案中，透明衬底耦合到IR抑制滤光片，以向IR抑制滤光片提供支撑。在另一实施方案中，透明衬底可通过另一缓冲(例如粘合)层附接到晶片(例如，衬底晶片)。在又一实施方案中，可将IR抑制滤光片定位在衬底的表面上方，使得缓冲层位于玻璃晶片与衬底晶片之间。光电检测器还可包括经配置以检测周围光环境的一个或一个以上透明光电检测器(clearphotodetector)。提供此
技术实现思路
是为了以简化形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述的一组概念。本
技术实现思路
无意确定所主张的标的物的关键特征或本质特征，也无意用作确定所主张的标的物的范围的辅助物。附图说明参考附图来描述详细描述内容。相同参考编号在描述中的不同例子和图中的使用可致使类似或相同项目。图1A是说明根据本专利技术的实例实施方案的具有形成于透明衬底上的IR抑制滤光片、多个色通滤光片(colorpassfilter)以及缓冲层的光传感器的图解局部横截面侧视图。图1B是说明图1A中所说明的光传感器的另一实施方案的图解局部横截面侧视图，其中将IR抑制滤光片安置在所述多个色通滤光片上方。图1C是说明图1A中所说明的光传感器的另一实施方案的图解局部横截面侧视图，其中所述光传感器进一步包含穿衬底通孔。图1D是说明图1B中所说明的光传感器的另一实施方案的图解局部横截面侧视图，其中所述光传感器进一步包含安置在IR抑制滤光片上方的暗边缘。图2A是说明图1A中所描绘的光传感器的实施方案的图解局部横截面侧视图，其中所述光传感器还包含暗电流传感器。图2B是说明图2A中所说明的光传感器的另一实施方案的图解局部横截面侧视图，其中将IR抑制滤光片安置在多个色通滤光片上方。图2C是说明图2A中所说明的光传感器的另一实施方案的图解局部横截面侧视图，其中所述光传感器进一步包含穿衬底通孔。图2D是说明图2C中所说明的光传感器的另一实施方案的图解局部横截面侧视图，其中所述光传感器包含多个色通滤光片和多个光电检测器。图2E是说明图2D中所说明的光传感器的另一实施方案的图解局部横截面侧视图，其中所述光传感器包含安置在色通滤光片上方的暗边缘和IR抑制滤光片。图3是形成于晶片中的图1和图2中所描绘的多个光传感器的图解俯视平面图。图4是说明根据本专利技术的实例实施方案的由具有光电检测器的半导体装置、多个彩色滤光片以及具有透镜的透明衬底组成的光传感器的图解局部横截面侧视图。图5是说明根据本专利技术的另一实例实施方案的光传感器图解局部横截面图，其中图4中所说明的光传感器进一步包含IR抑制滤光片。图6是说明根据本专利技术的另一实例实施方案的光传感器图解局部横截面图，其中图4中所说明的光传感器经配置以用于背侧照明。图7是说明用于制造具有IR抑制滤光片和透明衬底的光传感器(例如图1A中所示的传感器)的实例实施方案中的实例过程的流程图。图8到10是说明根据图4中所说明的技术的图1中所说明的光传感器的实例制造步骤的图解局部横截面侧，其中图5说明光电检测器以及形成于衬底中的接合垫；图6说明形成于光电检测器上方的色通滤光片；且图7说明形成于色通滤光片上方的缓冲层以及形成于透明衬底上的IR抑制滤光片。图11是说明用于制造具有IR抑制滤光片和透明衬底的光传感器的实例实施方案中的实例过程的流程图，其中所述光传感器包含定位于缓冲层上方的IR抑制滤光片，其包封多个色通滤光片。图12是说明用于制造光传感器(例如图4中所示的传感器)的实例实施方案中的过程的流程图。图13到27是说明根据图12中所示的过程的光传感器(例如图4中所示的传感器)的制造的图解局部横截面侧面正视图。具体实施方式概述为了过滤红外光，光传感器可使用红外阻挡滤光片来减少红外光的透射，同时将可见光通过到光传感器的光电检测器阵列。此些IR阻挡滤光片由在封装的制造之后在外部施加到光传感器封装的IR抑制材料组成，或在封装期间包含在组件中。此配置有效地阻挡红外光，使其无法到达光电二极管，但也实质上减少到达光传感器的红外光电检测器的红外光的量。因此，所得光传感器对红外线的敏感性减小。另外，可见光传感器可使用相减技术(即，减法电路)来在晶片级处去除红外光。然而，间距约束限制了可供色通滤光片、光电检测器和减法电路继续在同一芯片上利用的裸片面积，因为需要较多的光电检测器来检测有限波长谱中的光(例如，“蓝”光、“绿”光、“红”光等)。因此，描述一种光传感器，其包含集成在芯片上(即，集成在光传感器的裸片上)的IR抑制滤光片和至少一个色通滤光片。在一个或一个以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.01.26 US 61/436,507;2011.05.26 US 61/490,568;1.一种光传感器，其包括：衬底，其具有表面；光电检测器，其形成于所述衬底中接近所述表面，所述光电检测器经配置以检测从单个照明源产生的光，且响应于所述光而提供信号；透明衬底，其安置于所述衬底上方，所述透明衬底包含透镜，所述透镜经配置以使入射在所述透镜上的光准直，且使所述经准直的光通过到至少一个彩色滤光片；以及IR抑制滤光片，其安置在所述透镜与所述至少一个彩色滤光片之间，所述IR抑制滤光片经配置以过滤红外光，以至少大体上阻挡红外光使其无法到达所述至少一个彩色滤光片，其中所述光电检测器包括透明光电检测器，所述透明光电检测器安置在所述IR抑制滤光片下方并且经配置以接收未由所述至少一个彩色滤光片过滤的光。2.根据权利要求1所述的光传感器，其进一步包括穿衬底通孔，所述穿衬底通孔经配置以与所述光电检测器电连接。3.根据权利要求1所述的光传感器，至少一个彩色滤光片安置于所述光电检测器上方，所述至少一个彩色滤光片经配置以使在有限波长谱内的光通过到所述光电检测器。4.根据权利要求3所述的光传感器，其中所述至少一个彩色滤光片至少大体上对在第一波长谱内的光透明，且至少大体上对在第二波长谱内的光不透明。5.根据权利要求1所述的光传感器，其中所述透镜配置为菲涅耳透镜、球形透镜、衍射透镜、衍射光学元件或梯度指数光学透镜中的至少一者。6.根据权利要求1所述的光传感器，其中所述透明衬底包括玻璃衬底。7.一种光传感器，其包括：衬底，其具有表面；光电检测器，其形成于所述衬底中接近所述表面，所述光电检测器经配置以检测从单个照明源产生的光，且响应于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼科尔·D·谢内斯，阿尔卡迪·V·萨莫伊洛夫，王至海，乔伊·T·琼斯，
申请(专利权)人：美士美积体产品公司，
类型：发明
国别省市：