用于作為周遭光傳感器的光偵測器及用于制造其的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光偵測器、用于制造光偵測器的方法及包括光偵測器的系統(tǒng)。一種光偵測器包括多個(gè)光電二極管區(qū)，其中至少一些經(jīng)一光學(xué)濾光片覆蓋。多個(gè)金屬層位于該等光電二極管區(qū)與該光學(xué)濾光片之間。該等金屬層包括最接近于該光學(xué)濾光片的一最上金屬層及最接近于該等光電二極管區(qū)的一最下金屬層。一個(gè)或多個(gè)層間介電層將該等金屬層彼此隔開。該等金屬層中的每一部分包括一個(gè)或多個(gè)金屬部分及一個(gè)或多個(gè)介電部分。最上金屬層不含任何金屬部分下伏于該光學(xué)濾光片。
【專利說明】用于作為周遭光傳感器的光偵測器及用于制造其的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的具體實(shí)例大體上是關(guān)于可用作周遭光傳感器(ambient light sensor ；ALS)的光偵測器、產(chǎn)生該等光偵測器的方法及包括該等光偵測器的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光偵測器可用作周遭光傳感器(ALS)，例如用作顯示器的節(jié)能光傳感器，用于在諸如移動(dòng)電話及膝上型計(jì)算機(jī)等便攜式裝置中控制背光，及用于各種其他類型的光位準(zhǔn)量測及管理。舉更特定實(shí)例而言，周遭光傳感器可用于借由偵測明亮及暗淡的周遭光條件作為控制顯示器及/或小鍵盤背光的方式來降低整個(gè)顯示系統(tǒng)功率消耗且延長液晶顯示器(Liquid Crystal Display ;IXD)壽命。在無周遭光傳感器的情況下，IXD顯示器背光控制典型地手動(dòng)進(jìn)行，借此當(dāng)周遭環(huán)境變得較明亮?xí)r，使用者將提高LCD的強(qiáng)度。在使用周遭光傳感器的情況下，使用者可調(diào)整LCD亮度至其偏好，且當(dāng)周遭環(huán)境變化時(shí)，顯示器亮度調(diào)整以使得顯示器在同樣感覺位準(zhǔn)下呈現(xiàn)均一；此延長電池組壽命，減少使用者眼睛疲勞，且延長LCD壽命。類似地，在無周遭光傳感器的情況下，小鍵盤背光的控制在很大程度上視用戶及軟件而定。舉例而言，小鍵盤背光可借由觸發(fā)器(其可借由按壓小鍵盤觸發(fā))或定時(shí)器打開10秒。在使用周遭光傳感器的情況下，小鍵盤背光可僅在周遭環(huán)境暗淡時(shí)打開，此將延長電池組壽命。為達(dá)成更佳的周遭光感應(yīng)，周遭光傳感器較佳具有接近于人眼響應(yīng)的光譜響應(yīng)且具有極佳的紅外(IR)噪聲抑制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]圖1顯示在無任何光譜響應(yīng)整形(例如使用覆蓋偵測器的濾光片)的情況下，光偵測器的例示性光譜響應(yīng)。圖2展示典型人眼的光譜響應(yīng)，其也稱為明視覺響應(yīng)(photopicresponse)。如從圖1和圖2可了解，使用光偵測器作為周遭光傳感器的問題為其偵測可見光與非可見光，例如始于約700nm的IR光。相比之下，從圖2注意到，人眼不偵測IR光。因此，光偵測器的響應(yīng)可顯著不同于人眼的響應(yīng)，尤其當(dāng)光由產(chǎn)生大量IR光的白熾燈產(chǎn)生時(shí)。若使用光偵測器作為周遭光傳感器，例如用于調(diào)整背光或其類似者，則此將提供顯著不太理想的調(diào)整。
[0004]使用光偵測器作為周遭光傳感器的另一問題為光偵測器將產(chǎn)生相對較小的電流，即使無光入射到光偵測器上時(shí)。此電流常稱為暗電流或漏電流，是由于裝置的空乏區(qū)內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生電子及電洞，且隨后借由高電場掃除而產(chǎn)生。當(dāng)存在極低光位準(zhǔn)時(shí)，此漏電流或暗電流同樣不利地影響光偵測器輸出。
[0005]圖3A展示根據(jù)一具體實(shí)例的光偵測器302的俯視圖。在所示的例示性具體實(shí)例中，光偵測器302包括8 X 6光電二極管區(qū)303的數(shù)組，其由圖3A中的四十八個(gè)同等尺寸的正方形表示。光電二極管區(qū)303可個(gè)別地稱作光電二極管區(qū)303，且統(tǒng)稱為光電二極管區(qū)303。6X6光電二極管區(qū)303的子數(shù)組經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋。更特定言之，6X6光電二極管區(qū)303的子數(shù)組的一半經(jīng)光學(xué)濾光片318以及光阻擋材料316覆蓋，而6 X 6光電二極管區(qū)303的子數(shù)組的另一半經(jīng)光學(xué)濾光片318但未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋。剩余的兩個(gè)1X6光電二極管區(qū)303的子數(shù)組(顯示在圖3A的左側(cè)及右側(cè)以及下文所討論的圖3B的左側(cè)及右側(cè))未經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋且未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋，且因此可稱為未覆蓋的光電二極管區(qū)或裸光電二極管區(qū)。此等數(shù)組及子數(shù)組的尺寸為例示性的，且可改變，但仍在具體實(shí)例的范疇內(nèi)。經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋但未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋的光電二極管區(qū)標(biāo)記為303a。經(jīng)光學(xué)濾光片318及光阻擋材料316覆蓋的光電二極管區(qū)標(biāo)記為303b。裸光電二極管區(qū)標(biāo)記為303c。在替代性具體實(shí)例中，光電二極管區(qū)303的尺寸不全相同，例如，裸光電二極管區(qū)303c可小于光電二極管區(qū)303a及303b。
[0006]圖3B展示光偵測器302沿圖3A中所示線3B-3B的截面。參看圖3B，光偵測器302形成在基板(例如硅晶圓)上或其內(nèi)。在所示具體實(shí)例中，光偵測器302包括多個(gè)植入P-型磊晶(P-印i)區(qū)306中的N+型區(qū)304，P-型磊晶區(qū)306生長在P型基板310上。多個(gè)光電二極管區(qū)303 (圖3A的實(shí)施例中的四十八個(gè)光電二極管區(qū)及圖3C的實(shí)施例中的四十個(gè)光電二極管區(qū))中的每一個(gè)借由單獨(dú)的PN接面形成，各自反向偏置，從而形成單獨(dú)的空乏區(qū)308。較佳地，P-型磊晶區(qū)306極輕微摻雜。相比于將N+型區(qū)304直接置放在P型基板310中，將N+型區(qū)304置放在P-型磊晶區(qū)306中可提高量子效率。雖然并非較佳的，但N+型區(qū)304可替代性地直接置放在P型基板中。同樣的注意到，光電二極管區(qū)中的每一個(gè)可替代性地借由類似于PN接面的PIN接面形成，但在N型與P型區(qū)域/基板之間包括輕微摻雜的本質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)。光電二極管區(qū)可以其他方式形成，例如(但不限于)使用在N-型磊晶區(qū)中或在N型基板中的P+型區(qū)形成。
[0007]依舊參看圖3B，N+型區(qū)304a及更一般而言光檢測器303a經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋。N+型區(qū)304b及更一般而言光偵測器303b經(jīng)光阻擋材料316及光學(xué)濾光片318覆蓋。N+型區(qū)304c及更一般而言光偵測器303c既未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋也未經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋，且因此可稱為未覆蓋的光電二極管區(qū)或裸光電二極管區(qū)。如下文所討論，在某些具體實(shí)例中，可使用金屬孔來限制入射在裸光電二極管區(qū)上光的量。同時(shí)顯示薄氧化物層324，例如二氧化硅(SiO2),其覆蓋N+型擴(kuò)散區(qū)304。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1展示無任何光譜響應(yīng)整形的光偵測器的例示性光譜響應(yīng)；
[0009]圖2展示典型人眼的光譜響應(yīng)，其也稱為明視覺響應(yīng)；
[0010]圖3A展示根據(jù)一具體實(shí)例的光偵測器的俯視圖；
[0011]圖3B展示圖3A的光偵測器沿線3B-3B的截面；
[0012]圖3C展示根據(jù)另一具體實(shí)例的光偵測器的俯視圖；
[0013]圖4A為展示可使用圖3A及3B的光偵測器或圖3C的光偵測器達(dá)成的例示性光譜響應(yīng)的圖；
[0014]圖4B為展示圖4A圖的一部分的附加詳情圖；
[0015]圖5A為展示可使用圖3A及3B的光偵測器或圖3C的光偵測器達(dá)成的例示性光譜響應(yīng)的另一圖；
[0016]圖5B為展示圖5A圖的一部分的附加詳情圖；
[0017]圖6為用于說明根據(jù)特定具體實(shí)例可如何合并電流及/或其他信號(hào)的高階圖；[0018]圖7為用于概述適用于制造根據(jù)特定具體實(shí)例的光偵測器的方法的高階流程圖；
[0019]圖8為包括根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)例的光偵測器的系統(tǒng)的高階方塊圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明:
[0021]302-光偵測器，303-光電二極管區(qū)，303a-經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋但未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋的光電二極管區(qū)，303b-經(jīng)光學(xué)濾光片318及光阻擋材料316覆蓋的光電二極管區(qū)，303c-裸光電二極管區(qū)，304-N+型區(qū)，304a-N+型區(qū)，304b_N+型區(qū)，304c_N+型區(qū)，306-P-型磊晶區(qū)，308-空乏區(qū)，308a-空乏區(qū)，308b-空乏區(qū)，3IO-P型基板，316-光阻擋材料，318-光學(xué)濾光片，319-有機(jī)透明涂層，320-鈍化層，322-金屬層，322 (n)_金屬層，322 (η-1)-金屬層，322 (η_2)-金屬層，322 (η_3)-金屬層，323-層間介電(ILD)層，324-薄氧化物層，325-金屬通孔插塞,410-圖的一部分,510-圖的一部分,614-定標(biāo)器,702-步驟，704-步驟，706-步驟，800-系統(tǒng)，804-比較器及/或處理器，806-子系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖3Β中可見，在光電二極管區(qū)303與光學(xué)濾光片318之間存在多個(gè)金屬層322及多個(gè)層間介電(ILD)層323，其中該等層322及323在后段制程(back end of line ；BE0L)過程期間形成。關(guān)于圖3B中的具體實(shí)例，假定在產(chǎn)生光偵測器302時(shí)所用的BEOL過程支撐四個(gè)金屬層322，該四個(gè)金屬層借由三個(gè)ILD層323彼此隔開。最上金屬層稱為金屬層322 (η)，低于該最上層的層稱為金屬層322 (n-1)、322 (η_2)及322 (η_3)，其中η系指金屬層的總數(shù)。因此，當(dāng)存在四個(gè)金屬層，η=4時(shí)，最上層可稱為金屬層322(4)(或簡稱為“金屬_4”)，且最下金屬層可稱為金屬層322(1)(或簡稱為“金屬-1”)。在替代性具體實(shí)例中，可存在四個(gè)以上或以下金屬層322及三個(gè)以上或以下ILD層323。金屬層322中的每一個(gè)可具有約0.5至1.5微米(即0.5 μ至1.5 μ ,其中微米(micron)也稱為微米(micrometer),且等于10，000埃)的厚度，但不限于此。ILD層323中的每一個(gè)可具有約I μ的厚度，但不限于此。
[0023]最上金屬層322(η)經(jīng)鈍化層320覆蓋，鈍化層可包括(但不限于)氮化硅(SiN)及/或氧化物。鈍化層320可具有約0.3 μ的厚度，但不限于此。視情況選用的有機(jī)透明涂層319顯示為覆蓋光學(xué)濾光片318以及鈍化層320的未經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋的部分。光學(xué)濾光片318的一例示性厚度為4 μ ,且更一般而言為3μ至5μ ,但不限于此。
[0024]典型地使用金屬層322來產(chǎn)生導(dǎo)電跡線用于在裝置之間發(fā)送電信號(hào)，分配電力或提供與地面的電連接。使用金屬通孔插塞325電連接在不同平面上的金屬層322。在圖3Β中，各金屬層322的金屬部分由自左至右斜向下的對角填充線表示。如自圖3Β可了解，各金屬層并不全為金屬。確切地說，各金屬層部分包含金屬間介電(inter-metal dielectric ；MD)，其表示為各金屬層322的不包括自左至右斜向下的對角填充線的部分。換言之，金屬層322的白色部分對應(yīng)于金屬層322的介電部分。IMD材料及ILD材料典型地均包含相同介電材料，且因此，術(shù)語頂D與ILD通?？苫Q使用。該等MD及ILD介電材料典型地為氧化物，諸如(但不限于)二氧化硅。
[0025]如圖3B中可見，標(biāo)記為316的金屬部分為兩個(gè)最下金屬層322 (n_2)及322 (n_3)(其在此實(shí)施例中為金屬-1層及金屬-2層)的部分，為光偵測器302提供光阻擋材料316。如將在下文中另外詳細(xì)描述，經(jīng)金屬光阻擋材料316覆蓋的光電二極管區(qū)303用于補(bǔ)償漏電流。在某些具體實(shí)例中，一個(gè)或多個(gè)金屬層322的金屬部分也可用于形成裸光電二極管區(qū)303c的孔，其中該等金屬孔可用于限制(例如按比例減少)由裸光電二極管區(qū)303c所偵測光的量。舉一實(shí)例，各裸光電二極管區(qū)可為約20 μ X 20 μ ,且相應(yīng)金屬孔可為8 μ Χ8μ。此僅為一實(shí)例，其不意欲涵蓋所有。另外，應(yīng)注意形成光阻擋材料316及/或孔的金屬層322部分也可用于形成在裝置之間傳輸電信號(hào)、分配電力或提供與地面的電連接的導(dǎo)電跡線部分。
[0026]根據(jù)一具體實(shí)例，光學(xué)濾光片318為介電反射性光學(xué)涂層濾光片。介電反射性光學(xué)涂層濾光片可自諸如(但不限于)硫化鋅、氟化鎂、氟化鈣及各種金屬氧化物(例如二氧化鈦)的材料薄層構(gòu)筑，該等材料薄層沉積在下伏基板上。借由謹(jǐn)慎選擇此等層的精確組成、厚度及數(shù)目，可修整濾光片318的反射率及透射率以產(chǎn)生幾乎任何所需光譜特性。舉例而言，可增加反射率至99.99%以上，產(chǎn)生高反射(high-reflector ;HR)涂層。也可將反射率位準(zhǔn)調(diào)節(jié)至任何特定值，例如以產(chǎn)生使落于上面的在一些波長范圍內(nèi)的光反射90%且透射10%的鏡面。該等鏡面通常已用作激光器中的光束分離器及輸出耦合器?；蛘撸稍O(shè)計(jì)濾光片318以使得該鏡面僅反射在窄波長帶內(nèi)的光，產(chǎn)生反射性光學(xué)濾光片。
[0027]高反射涂層以與抗反射涂層相反的方式起作用。一般而言，高折射率材料層與低折射率材料層彼此交替。例示性高折射率材料包括硫化鋅(折射率=2.32)及二氧化鈦(折射率=2.4)，且例示性低折射率材料包括氟化鎂(折射率=1.38)及二氧化硅(折射率=1.49)。此周期性或交替性結(jié)構(gòu)顯著增強(qiáng)表面在稱作帶阻的一定波長范圍內(nèi)的反射率，其寬度僅由所用兩個(gè)折射率的比率確定(適用于四分之一波長系統(tǒng))，而在堆棧中有多個(gè)層的情況下，最大反射率幾乎增加至100%。層的厚度通常為四分之一波長(則其相比于由相同材料構(gòu)成的非四分之一波長系統(tǒng)產(chǎn)生最寬的高反射帶)，如此設(shè)計(jì)以便反射光束建設(shè)性地彼此干擾，從而使反射達(dá)到最大且透射降到最小。使用上述結(jié)構(gòu)，高反射性涂層可在寬波長范圍內(nèi)(在可見光譜范圍中的數(shù)十奈米)達(dá)成極高(例如99.9%)反射率，且在其他波長范圍內(nèi)的反射率較低，從而達(dá)成所需光譜響應(yīng)。借由操控反射性堆棧中的層的精確厚度及組成，可將反射特性調(diào)節(jié)至所需光譜響應(yīng)，且可合并高反射與抗反射波長區(qū)。可將涂層設(shè)計(jì)為長波通或短波通濾光片、帶通或陷波濾光片或具有特定反射率的鏡面。
[0028]假定光學(xué)濾光片318為介電反射性光學(xué)涂層濾光片，一種沉積其的方式為使用濺鍍沉積。派鍍沉積為借由派鍍來沉積薄膜的物理氣相沉積(physical vapor deposition ；PVD)法，其涉及自來源“目標(biāo)”噴射材料至“基板(substrate ) ”上，諸如硅晶圓。存在各種不同類型的派鍍沉積技術(shù)，包括(但不限于)離子束派鍍(ion-beam sputtering ;IBS)、反應(yīng)性派鍍及離子輔助派鍍(ion-assisted sputtering ;IAD)。使用派鍍沉積的益處為所得光學(xué)濾光片318實(shí)體上為硬的且對濾光片下面的金屬圖案中的不規(guī)則性不太敏感。然而，使用濺鍍沉積的缺點(diǎn)為濺鍍制程進(jìn)行圖案化極慢，困難且昂貴。濺鍍沉積極慢是由于進(jìn)行在使光學(xué)濾光片318圖案化時(shí)所用的剝離制程需要相對較長的時(shí)間量。典型地，沉積制程愈長愈昂貴。另外，由于其困難性，所以能夠使用濺鍍沉積生產(chǎn)濾光片的供貨商極少，此進(jìn)一步提高了成本，因?yàn)楦偁帨p少，以及因?yàn)榭赡苄枰砸粋€(gè)供貨商運(yùn)輸晶圓至另一個(gè)，其中供貨商彼此之間的地理位置可較遠(yuǎn)。
[0029]根據(jù)特定具體實(shí)例，使用蒸發(fā)沉積替代濺鍍沉積。使用蒸發(fā)沉積制程的益處為其比濺鍍沉積顯著更快，更容易且更廉價(jià)。另外，相比于濺鍍沉積，可使用蒸發(fā)沉積達(dá)成實(shí)質(zhì)上相同的光學(xué)效能。然而，使用蒸發(fā)沉積產(chǎn)生的光學(xué)濾光片(且更一般而言為涂層)可能不如使用濺鍍沉積制程產(chǎn)生的光學(xué)濾光片(且更一般而言為涂層)一般堅(jiān)固用來制造及處理。舉例而言，試驗(yàn)已證明，當(dāng)使用蒸發(fā)沉積來產(chǎn)生光學(xué)濾光片318時(shí)，若光偵測器不以防止破裂的方式布置，則光學(xué)濾光片318及鈍化層320易于發(fā)生此類破裂。不利的是，此類破裂可造成光偵測器效能較差，且可向下蔓延穿過鈍化層320，從而降低光偵測器的可靠性及使用壽命。
[0030]某些具體實(shí)例是有關(guān)避免此類破裂的技術(shù)，及使用該等技術(shù)產(chǎn)生的光偵測器。諸位發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，此類破裂的原因?yàn)榻饘倥c光學(xué)濾光片318相對較為接近。更特定言之，溫度循環(huán)引起金屬膨脹及收縮，導(dǎo)致光學(xué)濾光片318及鈍化層320破裂。諸位發(fā)明人同樣發(fā)現(xiàn)，借由在光學(xué)濾光片318下方的最上金屬層322 (η)(其在圖3Β中為金屬_4層)中不直接具有任何金屬，可防止前述破裂。此顯示在圖3Β中，其顯示在下伏于光學(xué)濾光片318的最上金屬層322(η)部分中不存在金屬。為進(jìn)一步降低此類破裂的可能性，在下伏于光學(xué)濾光片318的第二最高金屬層322 (n-Ι)(其在圖3Β中為金屬_3層)的部分中也不存在金屬。另外，為進(jìn)一步降低光學(xué)濾光片318破裂的可能性，最上金屬層322(η)中所包括的任何金屬距光學(xué)濾光片318的周邊至少預(yù)定距離“d”，其中d為約20微米(亦即20 μ，其中微米(micron)亦稱為微米(micrometer),且等于10，000埃)。在以上所提及的具體實(shí)例中，最上金屬層322(n)及可能第二最上層322 (n-1)的MD充當(dāng)緩沖層，降低來自兩個(gè)最下金屬層322 (n-2)及322(n-3)的下伏金屬部分熱膨脹的應(yīng)力。
[0031]在圖3B中，使用金屬層322 (n-2)及322 (n-3)(其為最下及第二最下金屬層)的金屬部分(標(biāo)記為316)提供光阻擋材料316?；蛘?，可僅使用層322 (n-2)或322 (n_3)中的一者的金屬部分來提供光阻擋材料316。
[0032]諸位發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在光學(xué)濾光片318的外部周邊中避免使用90度角亦降低光學(xué)濾光片318破裂的可能性?？扇绾芜M(jìn)行此的一實(shí)施例顯示在圖3C中。更一般而言，希望光學(xué)濾光片318的外部周邊的所有角度均為鈍角，即大于90度。此為有利的，因?yàn)榻嵌认鄬怃J的周邊角(即，角度為90度或90度以下的周邊角)已顯示引起光學(xué)濾光片318破裂。圖3C還顯示，在一替代性具體實(shí)例中，裸光電二極管區(qū)303c可僅位于光偵測器302的四個(gè)角。圖3C中所示的光學(xué)濾光片318的斜周邊使得在該等角處包括裸光電二極管區(qū)為切實(shí)可行的。此組態(tài)相比于圖3A中的組態(tài)也更緊密，因?yàn)槠錅p少裸光電二極管區(qū)的專用模面積。
[0033]諸位發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在使光學(xué)濾光片318圖案化時(shí)較佳使用負(fù)極性屏蔽，因?yàn)槭褂秘?fù)極性屏蔽進(jìn)行剝離制程達(dá)成更平滑的表面，若產(chǎn)生光偵測器302的模也將包括有機(jī)濾光片則尤其有利。舉例而言，該模也可包括用于光學(xué)接近感應(yīng)的附加光偵測器，其將經(jīng)有機(jī)濾光片覆蓋。
[0034]根據(jù)特定具體實(shí)例，如此設(shè)計(jì)光偵測器302以便其輸出具有類似于如上文所提及稱為明視覺響應(yīng)的典型人眼響應(yīng)(圖2中所示)的光譜響應(yīng)。關(guān)于本討論的其余部分，除非另外說明，否則將假定如此設(shè)計(jì)光偵測器302以便其輸出具有類似于圖2中所示的明視覺響應(yīng)的光譜響應(yīng)。
[0035]雖然未具體顯示，但經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋(但未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋)的N+型區(qū)304a在一具體實(shí)例中電連接在一起且產(chǎn)生第一電流(11 )，其指示入射在N+型區(qū)304a上的光(若存在)及漏電流。根據(jù)一具體實(shí)例，光學(xué)濾光片318經(jīng)設(shè)計(jì)，通過可見光且抵擋(例如反射)IR光。然而，一些IR光仍將通過光學(xué)濾光片318。因此，當(dāng)包括可見光及IR光的光入射在光偵測器302上時(shí)，入射在N+型區(qū)304a上的光部分將包括可見光以及通過光學(xué)濾光片318的一些IR光。因此，當(dāng)包括可見光及IR光的光入射在光偵測器302上時(shí)，第一電流(Il)將指示可見光、通過光學(xué)濾光片318的一小部分IR光及少量漏電流。
[0036]雖然未具體顯示，但經(jīng)光阻擋材料316與光學(xué)濾光片318覆蓋的N+型區(qū)304b在一具體實(shí)例中電連接在一起且產(chǎn)生第二電流(12)，其指示如將在下文中更詳細(xì)解釋的深入穿透至P-型磊晶區(qū)306中的IR光(若存在)的一部分及少量漏電流。此第二電流(12)實(shí)質(zhì)上不受可見光影響。
[0037]當(dāng)包括可見光及IR光的光入射在光偵測器上時(shí)，一個(gè)或多個(gè)裸N+型區(qū)304c產(chǎn)生第三電流(13)，其指示可見光、IR光及少量漏電流。
[0038]現(xiàn)提供第一及第二電流(II及12)如何產(chǎn)生及可如何使用其的附加詳情。此后，提供第三電流(13 )如何產(chǎn)生及可如何使用其的附加詳情。
[0039]仍參看圖3B，當(dāng)光入射在光偵測器302上時(shí)，在對應(yīng)于經(jīng)光阻擋材料316與反射性濾光片318覆蓋的N+304b區(qū)的空乏區(qū)308b中未產(chǎn)生載流子，因?yàn)闆]有光入射在經(jīng)光阻擋材料316覆蓋的N+型區(qū)304b上。入射在經(jīng)反射性濾光片318覆蓋(但未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋)的N+型區(qū)304a上的光在相應(yīng)空乏區(qū)308a中產(chǎn)生載流子，其迅速捕獲在電連接在一起的N+型區(qū)304a中。然而，在空乏區(qū)308a下方產(chǎn)生的慢載流子(由于深入穿透至P-型磊晶區(qū)306中的長波長IR光)在最終進(jìn)入電場且隨后遭到捕獲之前徘徊一會(huì)。在徘徊(例如沿左或右方向)之后，一些慢載流子最終將由經(jīng)光阻擋材料316覆蓋的N+型區(qū)304b中的一者捕獲。實(shí)際上，約一半慢載流子最終由經(jīng)光阻擋材料316覆蓋的N+型區(qū)304b捕獲且另一半由未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋的N+型區(qū)304a捕獲。此一半與一半的捕獲是歸因于慢載流子的實(shí)質(zhì)上隨機(jī)行為，各N+型區(qū)304a及304b的類似形狀，與N+型區(qū)304a相關(guān)的布置面積實(shí)質(zhì)上等于與N+型區(qū)304b相關(guān)的布置面積，以及各PN接面的偏置實(shí)質(zhì)上相同。
[0040]由僅經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋(但未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋)的N+型區(qū)304a捕獲的載流子產(chǎn)生第一電流(II)，其大部分借由迅速捕獲的載流子(亦稱為快載流子)即刻產(chǎn)生。一小部分第一電流(II)是由隨后捕獲的慢載流子引起，且另一小部分第一電流(II)也由漏電流引起。
[0041]由經(jīng)光阻擋材料316與光學(xué)濾光片318覆蓋的N+型區(qū)304b捕獲的載流子產(chǎn)生第二電流(12)，其一部分為由隨后(即延遲)捕獲的慢載流子產(chǎn)生的延遲電流，且其一部分為漏電流。
[0042]當(dāng)光入射在光偵測器302上時(shí)，由漏電流產(chǎn)生的第一電流(II)及第二電流(12)部分相比于由可見光及/或IR光產(chǎn)生的部分相對較小。然而，當(dāng)光不入射(或僅入射極低位準(zhǔn)的光)在光偵測器302上時(shí)，第一電流(Il)及第二電流(12)的顯著部分主要指示漏電流。借由自第一電流(II)扣除第二電流(12)，漏電流將彼此消除。
[0043]返回參看圖2，明視覺響應(yīng)為對周遭光傳感器的目標(biāo)響應(yīng)，為約400nm至約700nm，其中人眼的峰值光譜響應(yīng)在約555nm下。圖4A為一例示性圖，其顯示當(dāng)光入射在光偵測器302上時(shí)，對應(yīng)于第一電流(II)的光譜響應(yīng)以及對應(yīng)于第一電流(II)減去第二電流(12)的光譜響應(yīng)。圖4B為展示圖4A圖的部分410的附加詳情圖。比較圖4A及4B與圖2，可了解，當(dāng)光入射在光偵測器302上時(shí)，對應(yīng)于第一電流(Il)的光譜響應(yīng)以及對應(yīng)于第一電流(11)減去第二電流(12)的光譜響應(yīng)受高于700nm的IR光影響。換言之，高于700nm，對應(yīng)于第一電流(11)的光譜響應(yīng)以及對應(yīng)于第一電流(I I)減去第二電流(12 )的光譜響應(yīng)與圖2的目標(biāo)光譜響應(yīng)的不同超過所預(yù)期的。因?yàn)槁d流子將在自第一電流(Il)扣除第二電流
(12)時(shí)消除，所以自圖4B可了解，第一電流(Il)減去第二電流(12)的響應(yīng)比單獨(dú)第一電流(Il)的光譜響應(yīng)略為更接近于所需光譜響應(yīng)。
[0044]如現(xiàn)將解釋，根據(jù)特定具體實(shí)例，較接近于目標(biāo)響應(yīng)(例如明視覺響應(yīng))的光譜響應(yīng)可借由自第一電流(Il)減去第二電流(12)，再扣除至少一部分第三電流(13)來達(dá)成。
[0045]返回參看圖3A及3B，當(dāng)光入射在光偵測器302上時(shí)，一個(gè)或多個(gè)N+型區(qū)304c(其既不經(jīng)光阻擋材料316覆蓋也不經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋)產(chǎn)生第三電流(13)，其指示可見光、IR光及少量漏電流。與第一及第二電流(II及12)的情況一樣，當(dāng)光入射在光偵測器302上時(shí)，由漏電流產(chǎn)生的第三電流(13)的部分極小。對應(yīng)于第一電流(13)的一例示性光譜響應(yīng)為圖1中所示的光譜響應(yīng)。自圖1注意到，對應(yīng)于第一電流(13)的光譜響應(yīng)受高于700nm的IR光顯著影響。
[0046]圖5A為一例不性圖,其顯不當(dāng)光入射在光偵測器302上時(shí),對應(yīng)于第一電流(Il)減去第二電流(12)的光譜響應(yīng)以及對應(yīng)于第一電流(Il)減去第二電流(12)減去第二電流
(13)的比例型式(例如k*I3)的光譜響應(yīng)。圖5B為展示圖5A圖的部分510的附加詳情圖。比較圖5A及5B與圖2，可了解，當(dāng)光入射在光偵測器302上時(shí)，對應(yīng)于第一電流(Il)減去第二電流(12)減去第三電流(13)的比例型式的光譜響應(yīng)比對應(yīng)于第一電流(II)減去第二電流(12)的光譜響應(yīng)更接近圖2的目標(biāo)響應(yīng)。
[0047]圖5A及5B說明可顯著改善IR抵擋而不降低太多可見光響應(yīng)，因?yàn)橛糜诳鄢牡谌娏?13)顯著小于第一電流(II)。第三電流(13)(或其比例型式)比扣除第三電流(13)(或其比例型式)的第一電流(Il)(或其比例型式)小至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，且較佳為至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。此顯著改善IR抵擋而不降低太多可見光響應(yīng)。此也意謂由漏電流引起的第三電流
(13)(或其比例型式)的部分相比于由漏電流引起的第一及第二電流(或其比例型式)的部分將極少，且因此，由漏電流引起的第三電流(13)(或其比例型式)的部分因其如此無關(guān)緊要而可忽略不計(jì)。自第一電流(Il)(或其比例型式)扣除的第三電流(13)的精確量可使用模擬及/或憑經(jīng)驗(yàn)確定。舉例而言，第三電流(13)的比例因子(k)可使用模擬及/或憑經(jīng)驗(yàn)確定。
[0048]圖6為用于說明根據(jù)特定具體實(shí)例可如何合并電流及/或其他信號(hào)的高階圖。在圖6中，雖然顯示為“定標(biāo)器(scaler)”的通用區(qū)塊614僅顯示在信號(hào)路徑中的一者中，但可在其他或替代性信號(hào)路徑中。此類定標(biāo)器可用于微調(diào)或放大信號(hào)，如下文將更詳細(xì)解釋。在某些具體實(shí)例中，上文所討論的在裸光電二極管區(qū)303c上方的金屬孔可用于進(jìn)行至少一部分按比例調(diào)整。存在可用于扣除電流及/或其他類型信號(hào)的各種類型的熟知電路。舉例而言，可使用微分輸入放大器來測定兩個(gè)信號(hào)之間的差異。另舉一例而言，可使用電流鏡進(jìn)行扣除。此等僅為一些實(shí)施例，其不意欲為限制性的。
[0049]參看圖6，一個(gè)或多個(gè)光電二極管區(qū)303a由經(jīng)組態(tài)以抵擋IR波長的光學(xué)濾光片318覆蓋且產(chǎn)生第一電流(II)。返回參看圖3A-3C，圖6中的各光電二極管區(qū)303a可對應(yīng)于由N+型擴(kuò)散區(qū)304a及下伏P型表面區(qū)306所形成的PN接面，其中N+型擴(kuò)散區(qū)304a經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋但不經(jīng)光阻擋材料316覆蓋。再次參看圖6，一個(gè)或多個(gè)光電二極管區(qū)303b由光阻擋材料316及經(jīng)組態(tài)以抵擋IR波長的光學(xué)濾光片318覆蓋且產(chǎn)生第二電流
(12)。返回參看圖3A-3C，圖6中的各光電二極管區(qū)303b可對應(yīng)于由N+型擴(kuò)散區(qū)304b及下伏P型表面區(qū)306所形成的PN接面，其中N+型擴(kuò)散區(qū)304b經(jīng)光學(xué)濾光片318及光阻擋材料316覆蓋。再次參看圖6，一個(gè)或多個(gè)光電二極管區(qū)303c未由光阻擋材料316覆蓋且未由經(jīng)組態(tài)以抵擋IR波長的光學(xué)濾光片318覆蓋且產(chǎn)生第三電流(13)。返回參看圖3A-3C，圖6中的各光電二極管區(qū)303c可對應(yīng)于由N+型擴(kuò)散區(qū)304c及下伏P型表面區(qū)306所形成的PN接面，其中N+型擴(kuò)散區(qū)304c未經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋且未經(jīng)光阻擋材料316覆蓋。
[0050]在上述具體實(shí)例中，經(jīng)光阻擋材料316覆蓋的一個(gè)或多個(gè)光電二極管區(qū)303b同樣描述且顯示為由經(jīng)組態(tài)以抵擋IR光的光學(xué)濾光片318覆蓋。如自圖3A-3C可了解，此為制造光偵測器302切實(shí)可行的方式，尤其當(dāng)光電二極管區(qū)303a及303b如圖3A中所示以棋盤圖案交錯(cuò)時(shí)。然而，應(yīng)注意，經(jīng)光阻擋材料316覆蓋的光電二極管區(qū)303b不必也經(jīng)光學(xué)濾光片318覆蓋，因?yàn)閷τ诖说裙怆姸O管區(qū)303b，穿過濾光片318的光最終將受到光阻擋材料316阻擋且無論如何皆無法到達(dá)光電二極管區(qū)303b。光電二極管區(qū)303也有可能以除圖3A-3C中所示的通常棋盤圖案以外的其他方式布置。
[0051]圖7為高階流程圖，其用于概述適用于制造包括使光偵測器的光譜響應(yīng)整形的光學(xué)濾光片的光偵測器的方法。參看圖7，在步驟702，提供包括多個(gè)光電二極管區(qū)的基板。參考圖3A-3C，光電二極管區(qū)的一例示性布置描述在上文中。然而，其他布置也為可能的。因?yàn)槭熘绾萎a(chǎn)生光電二極管區(qū)，故此步驟不必另外詳細(xì)描述。
[0052]在步驟704，在多個(gè)光電二極管區(qū)上形成多個(gè)金屬層。該多個(gè)金屬層包括最接近于光電二極管區(qū)(且最遠(yuǎn)離光學(xué)濾光片)的最下金屬層及最遠(yuǎn)離光電二極管區(qū)(且最接近于光學(xué)濾光片)的最上金屬層。在圖3B的實(shí)施例中，最下金屬層為標(biāo)記為322(n-3)的金屬-1層，且最上金屬層為標(biāo)記為322 (η)的金屬-4層。各金屬層包括一個(gè)或多個(gè)金屬部分及一個(gè)或多個(gè)介電部分。在圖3Β的實(shí)施例中，各金屬層322的金屬部分由自左至右斜向下的對角填充線表示，且介電部分表示為不包括自左至右斜向下的對角填充線的各金屬層322的部分(即，各金屬層322的介電部分完全為白色)。為降低光學(xué)濾光片(在步驟706沉積)破裂的可能性，進(jìn)行步驟704，使得最上金屬層不含在光學(xué)濾光片沉積(在步驟706)之后將下伏于其任何金屬部分。
[0053]在步驟706，在至少一部分最上金屬層上形成光學(xué)濾光片。返回參看圖3Β，光學(xué)濾光片標(biāo)記為318，且可了解，最上金屬層322 (η)不含在光學(xué)濾光片318沉積之后下伏于其任何金屬部分。根據(jù)特定具體實(shí)例，光學(xué)濾光片為使用蒸發(fā)沉積制程沉積的介電反射性光學(xué)涂層。使用蒸發(fā)沉積制程的優(yōu)點(diǎn)已描述在上文中。如上文所解釋，介電反射性光學(xué)涂層型光學(xué)濾光片或替代類型的光學(xué)濾光片可經(jīng)組態(tài)以抵擋IR光，且更特定言之，可經(jīng)組態(tài)以提供明視覺響應(yīng)。替代類型的響應(yīng)也為可能的且在具體實(shí)例的范疇內(nèi)。
[0054]在特定具體實(shí)例中，沉積光學(xué)濾光片以便光學(xué)濾光片的外部周邊包括鈍角且不含等于或小于90度的任何角度。此類光學(xué)濾光片的一實(shí)施例顯示在圖3C中且參看圖3C描述。如上文參看圖3C所述，該等具體實(shí)例將會(huì)降低光學(xué)濾光片318破裂的可能性，因?yàn)橐扬@示，此類破裂典型地發(fā)生在角度相對尖銳的周邊角處(即，角度為90度或小于90度的周邊角)。
[0055]圖8為包括根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)例的光偵測器的系統(tǒng)的高階方塊圖。本發(fā)明具體實(shí)例的光偵測器可用于各種系統(tǒng)，包括(但不限于)移動(dòng)電話及其他手持型裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及/或其部分(例如顯示屏幕)。
[0056]參看圖8的系統(tǒng)800，舉例而言，可使用光偵測器302控制子系統(tǒng)806(例如顯示屏幕、觸摸屏、背光、虛擬滾輪、虛擬小鍵盤、導(dǎo)航墊等)啟用或停用，及/或調(diào)整子系統(tǒng)的亮度。舉例而言，由光偵測器302產(chǎn)生的電流可轉(zhuǎn)換為電壓(例如借由轉(zhuǎn)換阻抗放大器)，且可將電壓提供給比較器及/或處理器804，其可例如比較該電壓與一個(gè)或多個(gè)臨限值，從而確定啟用或停用子系統(tǒng)，或調(diào)整子系統(tǒng)806的亮度。轉(zhuǎn)換阻抗放大器、比較器及/或處理器804或其部分的功能也有可能包括在光偵測器302及/或子系統(tǒng)806內(nèi)。
[0057]根據(jù)特定具體實(shí)例，光學(xué)濾光片318為介電反射性光學(xué)涂層濾光片，其例示性詳情論述于上文中?；蛘呋蛄硗猓鈱W(xué)濾光片318可為(或包括)IR吸收型濾光片，其可包括一種或多種著色劑，例如吸收IR光且通過可見光的顏料或/或染料。舉例而言，綠色顏料最接近標(biāo)準(zhǔn)人眼光譜響應(yīng)，因?yàn)榫G色在人類視覺中具優(yōu)勢。已開發(fā)出通過可見光譜(例如約400nm至700nm)中的光且吸收IR光譜中的光的染料。已例如將該等染料添加至透明塑料中以提供吸收IR光的透明信用卡，例如因此信用卡機(jī)器可使用IR光來確定信用卡是否已插入信用卡卡片閱讀機(jī)。該等染料可購自例如Newark, New Jersey的Epolin公司。舉例而言，Epolight E8316為可購自Epolyn公司的一例示性染料。該等染料的例示性化學(xué)式揭示在例如均讓渡給Epolin公司的美國專利第5，656，639號(hào)及美國專利公開案第2009/0236571號(hào)中，該等專利均以引用之方式并入本文中。根據(jù)特定具體實(shí)例，將此類染料添加至載體材料中以提供用于提供光學(xué)濾光片318的光可圖案化的染色涂層。該染色涂層可包含添加有吸收IR光且通過可見光的染料的可見光通過載體材料。載體材料可為負(fù)型光阻材料、環(huán)氧樹脂材料或?yàn)V光片材料，但不限于此。此類載體材料可為透明的，但或者可包括著淡色。
[0058]在上述具體實(shí)例中，可在合并產(chǎn)生輸出(例如輸出電流)之前及/或之后按比例調(diào)整(例如放大或微調(diào))所產(chǎn)生的各個(gè)電流。亦有可能在合并產(chǎn)生輸出之前將電流轉(zhuǎn)換為電壓且在電壓域中按比例調(diào)整信號(hào)，且隨后轉(zhuǎn)換回電流?；蛘?，可在電壓域中合并信號(hào)。一般技術(shù)者應(yīng)了解，用于調(diào)整電流及/或電壓的許多其他方法在具體實(shí)例的精神及范疇內(nèi)。舉例而言，可使用可程序化裝置(例如可程序化數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(digital-to-analogconverter ;DAC))恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整電壓及/或電流。使用可程序化裝置的一優(yōu)點(diǎn)為其可基于諸如溫度的其他變量選擇性調(diào)整適當(dāng)?shù)脑鲆妗Ｍ瑯幼⒁獾?，可將電流信?hào)或電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字域中且此等信號(hào)的進(jìn)一步處理(例如按比例調(diào)整一個(gè)或多個(gè)信號(hào)且測定信號(hào)之間的差異)均可在數(shù)字域中，而非使用模擬組件進(jìn)行。此類數(shù)字域處理可使用專用數(shù)字硬件或在例如微處理器的通用處理器上進(jìn)行。
[0059]按比例調(diào)整電流的另一方式為以可程序化方式選擇性連接類似光電二極管區(qū)。舉例而言，并非使所有光電二極管區(qū)303c永久性連接在一起以產(chǎn)生第三電流(13)，而是可使用個(gè)別交換器(例如使用晶體管實(shí)施)選擇個(gè)別光電二極管區(qū)303c，來促成第三電流(13)。因此，若僅選擇光電二極管區(qū)303c中的一者來促成第三電流(13)，則該第三電流(13)將為選擇十二個(gè)光電二極管區(qū)303c來促成第三電流(13)時(shí)的量值的約十二分之一。此提供一項(xiàng)相對于第一及第二電流(Il)及(12)按比例調(diào)整第三電流(13)相對便宜且功率有效的技術(shù)。若需要，第一及第二電流(Il)及(12)也可以類似方式按比例調(diào)整。
[0060]因?yàn)槭褂靡粋€(gè)或多個(gè)裸光電二極管區(qū)303c產(chǎn)生的第三電流(13)的量值應(yīng)顯著小于第一電流(II)，小至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，且可能小至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)，所以光偵測器302的專門產(chǎn)生第三電流(13)的區(qū)域可顯著小于專門產(chǎn)生第一電流(Il)的區(qū)域。舉例而言，返回參看圖3A-3C，相比于N+型擴(kuò)散區(qū)304a，可存在顯著較少的N+型擴(kuò)散區(qū)304c。又，各N+型擴(kuò)散區(qū)304c的尺寸可小于N+型擴(kuò)散區(qū)304a的尺寸。
[0061]在上述具體實(shí)例中，目標(biāo)響應(yīng)通常描述為明視覺響應(yīng)。然而，實(shí)際上無需如此。舉例而言，其他目標(biāo)響應(yīng)可用于可偵測特定顏色的光(諸如紅色、綠色或藍(lán)色)的光偵測器(或其部分)?？稍诶鐢?shù)字?jǐn)z影機(jī)、彩色掃描儀、彩色復(fù)印機(jī)及其類似裝置中使用該等光偵測器。在此等具體實(shí)例中，光學(xué)濾光片318可針對待偵測的特定顏色優(yōu)化，且可單獨(dú)或與過濾掉偶然成功穿過光學(xué)濾光片318的IR光的各種技術(shù)組合使用。舉例而言，可使一個(gè)或多個(gè)光電二極管區(qū)優(yōu)化以偵測綠光，可使一個(gè)或多個(gè)其他光電二極管區(qū)優(yōu)化以偵測紅光，且可使一個(gè)或多個(gè)其他光電二極管區(qū)優(yōu)化以偵測藍(lán)光。使用上述技術(shù)，例如使用經(jīng)光阻擋材料覆蓋的光電二極管區(qū)及/或未經(jīng)光學(xué)濾光片覆蓋且未經(jīng)光阻擋材料覆蓋的光電二極管區(qū)，可實(shí)質(zhì)上消除由該等區(qū)偵測到的漏電流及/或IR光。
[0062]在上述具體實(shí)例中，N型區(qū)描述為被植入P型區(qū)中。舉例而言，將N+型擴(kuò)散區(qū)304植入P-區(qū)306中以形成光電二極管區(qū)。在替代性具體實(shí)例中，使半導(dǎo)體導(dǎo)電材料顛倒。即，可將P型區(qū)植入N型區(qū)。舉一特定實(shí)例，將嚴(yán)重?fù)诫s的P+型區(qū)植入輕微摻雜的N-型區(qū)，以形成光電二極管區(qū)303的替代類型。
[0063]某些具體實(shí)例同樣是關(guān)于產(chǎn)生光電流的方法，光電流主要指示目標(biāo)光波長(例如可見光的波長)。換言之，具體實(shí)例同樣是關(guān)于提供具有目標(biāo)光譜響應(yīng)(諸如類似于人眼響應(yīng)的響應(yīng))的光偵測器的方法。另外，具體實(shí)例同樣是關(guān)于上述光偵測器的使用方法。
[0064]雖然各個(gè)具體實(shí)例已描述在上文中，但應(yīng)了解，其以實(shí)施例的方式來呈現(xiàn)，且并非限制性的。熟習(xí)相關(guān)技術(shù)者將顯而易知，在不背離本發(fā)明精神及范疇的情況下可在形式及細(xì)節(jié)方面進(jìn)行各種變化。
[0065]本發(fā)明廣度及范疇不應(yīng)由上述例示性具體實(shí)例中的任一者限制，而應(yīng)僅根據(jù)以下申請專利范圍及其等效物進(jìn)行界定。
【權(quán)利要求】
1.一種光偵測器，其特征在于，包括: 多個(gè)光電二極管區(qū)； 一光學(xué)濾光片，其覆蓋該等光電二極管區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)； 多個(gè)金屬層，其位于該等光電二極管區(qū)與該光學(xué)濾光片之間，其中該多個(gè)金屬層包括最接近于該光學(xué)濾光片的一最上金屬層及最接近于該等光電二極管區(qū)的一最下金屬層；及 一個(gè)或多個(gè)層間介電層，其將該等金屬層彼此隔開； 其中該等金屬層中的每一部分包括一個(gè)或多個(gè)金屬部分及一個(gè)或多個(gè)介電部分；且 其中該最上金屬層不含任何金屬部分在該光學(xué)濾光片之下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偵測器，其特征在于，該等光電二極管區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)未經(jīng)該光學(xué)濾光片覆蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偵測器，其特征在于，不含任何金屬部分在該光學(xué)濾光片的該最上金屬層部分之下，該最上金屬層部分由該最上金屬層的介電部分組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偵測器，其特征在于，該光學(xué)濾光片的周邊與該最上金屬層的最接近金屬部分之間的距離為至少20微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偵測器，其特征在于，該多個(gè)光電二極管區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)經(jīng)該光學(xué)濾光片覆蓋的第一光電二極管區(qū)，和一個(gè)或多個(gè)經(jīng)光阻擋材料覆蓋的第二光電二極管區(qū)；且 該光阻擋材料包含除該最上金屬層以外的該等金屬層中的一個(gè)或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè)金屬部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光偵測器，其特征在于，經(jīng)該光阻擋材料覆蓋的該一個(gè)或多個(gè)第二光電二極管區(qū)也經(jīng)該光學(xué)濾光片覆蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光偵測器，其特征在于，該光阻擋材料包含該最下金屬層的一個(gè)或多個(gè)金屬部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光偵測器，其特征在于，位于該等光電二極管區(qū)與該光學(xué)濾光片之間的該多個(gè)金屬層包含至少四個(gè)金屬層； 該光阻擋材料包含最接近該等光電二極管區(qū)的該兩個(gè)金屬層中的至少一個(gè)金屬層的一個(gè)或多個(gè)金屬部分；且 最接近該光學(xué)濾光片的該兩個(gè)金屬層各自不含任何金屬部分在該光學(xué)濾光片之下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偵測器，其特征在于，該光學(xué)濾光片的外部周邊包括鈍角且不含等于或小于90度的任何角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偵測器，其特征在于，該光學(xué)濾光片包含經(jīng)組態(tài)以抵擋紅外IR光的介電反射性光學(xué)涂層濾光片。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偵測器，其特征在于， 該多個(gè)光電二極管區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)經(jīng)該光學(xué)濾光片覆蓋的第一光電二極管區(qū)，一個(gè)或多個(gè)經(jīng)光阻擋材料覆蓋的第二光電二極管區(qū)，及一個(gè)或多個(gè)未經(jīng)該光學(xué)濾光片覆蓋且未經(jīng)該光阻擋材料覆蓋的第三光電二極管區(qū)；且 該光阻擋材料包含除該最上金屬層以外的該等金屬層中的一個(gè)或多個(gè)金屬層的一個(gè)或多個(gè)金屬部分。
12.一種用于制造光偵測器的方法，該光偵測器包括使該光偵測器的光譜響應(yīng)整形的一光學(xué)濾光片，該方法包含: a.在多個(gè)光電二極管區(qū)上形成多個(gè)金屬層， 其中該多個(gè)金屬層包括最接近該等光電二極管區(qū)的一最下金屬層及最遠(yuǎn)離該等光電二極管區(qū)的一最上金屬層，且 其中該等金屬層中的每一部分包括一個(gè)或多個(gè)金屬部分及一個(gè)或多個(gè)介電部分；及 b.將一光學(xué)濾光片沉積在該最上金屬層的至少一部分上以使得該光學(xué)濾光片覆蓋該等光電二極管區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)； 其中進(jìn)行步驟a以使得在步驟b沉積之后該最上金屬層不含任何金屬部分在該光學(xué)濾光片之下。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，步驟a包含形成該多個(gè)金屬層以使得除該最上金屬層以外的該等金屬層中的一個(gè)或多個(gè)的該等金屬部分中的一個(gè)或多個(gè)阻擋光到達(dá)該等光電二極管區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，步驟b包含沉積該光學(xué)濾光片以使得該光學(xué)濾光片的外部周邊包括鈍角且不含等于或小于90度的任何角度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，步驟b包含沉積經(jīng)組態(tài)以擋阻紅外IR光的介電反射性光學(xué)涂層濾光片。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，步驟b包含使用蒸發(fā)沉積制程沉積介電反射性光學(xué)涂層。
17.—種系統(tǒng),其特征在于,包括: 一光偵測器，其經(jīng)組態(tài)以產(chǎn)生指示周遭可見光的電流；及 一子系統(tǒng)，其依賴由該光偵測器產(chǎn)生的電流而調(diào)整；其中該光偵測器包括 多個(gè)光電二極管區(qū)； 一光學(xué)濾光片，其覆蓋該等光電二極管區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)； 多個(gè)金屬層，其位于該等光電二極管區(qū)與該光學(xué)濾光片之間，其中該多個(gè)金屬層包括最接近該光學(xué)濾光片的一最上金屬層及最接近該等光電二極管區(qū)的一最下金屬層；及 一個(gè)或多個(gè)層間介電層，其將該等金屬層彼此隔開； 其中該等金屬層中的每一部分包括一個(gè)或多個(gè)金屬部分及一個(gè)或多個(gè)介電部分；且 其中該最上金屬層不含任何金屬部分在該光學(xué)濾光片之下。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含: 至少一個(gè)處理器或比較器，其經(jīng)組態(tài)以比較指示周遭可見光的電流或自該電流產(chǎn)生的電壓與一個(gè)或多個(gè)臨限值，以確定啟用、停用還是調(diào)整該子系統(tǒng)的亮度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中: 該光偵測器的該多個(gè)光電二極管區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)經(jīng)該光學(xué)濾光片覆蓋的第一光電二極管區(qū)，及一個(gè)或多個(gè)經(jīng)光阻擋材料覆蓋的第二光電二極管區(qū)；且 該光偵測器的該光阻擋材料包含除該最上金屬層以外的該等金屬層中的一個(gè)或多個(gè)的金屬部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，該光偵測器的該光學(xué)濾光片的外部周邊包括鈍角且不含等于或小于90度的任何角度。
【文檔編號(hào)】G01J3/28GK103839953SQ201310449984
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】肯尼斯·戴爾, 艾瑞克·李, 林錫堅(jiān) 申請人:英特希爾美國公司