本發(fā)明涉及一種將自發(fā)光元件出射的光照射至對象物，并檢測對象物的反射光，且能夠應(yīng)用于傾斜(tilt)傳感器的光學(xué)傳感器。

背景技術(shù)：

一直以來，已知有將發(fā)光元件與光檢測部組合而成的裝置。

例如，在專利文獻1所記載的發(fā)光裝置中，在收納有LED芯片的封裝體，設(shè)置有檢測自LED芯片放射的光的光檢測部、及檢測光檢測部的溫度的溫度檢測部。通過自光檢測部的輸出減去溫度檢測部的輸出，從而自光檢測部的輸出信號去除起因于光檢測部的溫度的噪聲。在該裝置中，通過將光檢測部的輸出反饋至LED芯片的驅(qū)動，從而謀求LED芯片的發(fā)光的穩(wěn)定化，但沒有傳感器功能。

另一方面，專利文獻2所記載的裝置是將發(fā)光元件與光檢測部組合而成的光學(xué)式編碼器(encoder)，且具有傳感器功能。在該光學(xué)式編碼器中，在半導(dǎo)體基板上形成有光檢測器和凹部。在凹部內(nèi)配置有光源，在凹部上配置有狹縫，自光源出射的光束在通過了狹縫之后，照射至編碼器用的光學(xué)圖案。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-10044號公報

專利文獻2：日本特開2005-43192號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

然而，一直以來，不知道能夠應(yīng)用于傾斜傳感器的小型的光學(xué)式傳感器。本發(fā)明是鑒于這樣的問題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種能夠應(yīng)用于傾斜傳感器的小型的光學(xué)式傳感器。

解決問題的技術(shù)手段

為了解決上述的問題，本發(fā)明所涉及的光學(xué)式傳感器，其特征在于，具備：發(fā)光元件；下部基板，配置有上述發(fā)光元件；上部基板，在與上述下部基板之間的空間內(nèi)配置有上述發(fā)光元件；及光學(xué)塊，設(shè)置于上述上部基板上，上述上部基板具備位置檢測型光檢測元件，上述光學(xué)塊以將自上述發(fā)光元件出射的光向測定對象物方向反射的方式構(gòu)成，由上述測定對象物反射的光入射至上述位置檢測型光檢測元件。

將下部基板、上部基板、光學(xué)塊及發(fā)光元件集成，上部基板具備位置檢測型光檢測元件，位置檢測型光檢測元件能夠檢測經(jīng)由光學(xué)塊入射至測定對象物并被其反射的光。由于向位置檢測型光檢測元件的光入射位置根據(jù)測定對象物的旋轉(zhuǎn)角度而不同，因而該光學(xué)傳感器能夠作為傾斜傳感器而發(fā)揮功能，通過集成化，整體的裝置能夠小型化。

另外，其特征在于，上述上部基板具備雜質(zhì)濃度為1×10¹⁸/cm³以上的第1導(dǎo)電類型(例如：N型)的半導(dǎo)體基板主體、形成于上述半導(dǎo)體基板主體的表面且雜質(zhì)濃度小于1×10¹⁸/cm³的第1導(dǎo)電類型(例如：N型)的第1半導(dǎo)體區(qū)域、及形成于上述第1半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)的單個或多個第2導(dǎo)電類型(例如：P型)的第2半導(dǎo)體區(qū)域，上述位置檢測型光檢測元件具備上述第1半導(dǎo)體區(qū)域及上述第2半導(dǎo)體區(qū)域。

在半導(dǎo)體基板主體為高雜質(zhì)濃度(1×10¹⁸/cm³以上)的情況下，能夠遮斷自基板背面方向入射至位于表面的位置檢測型光檢測元件的光，因此可以進行精密的測定。

另外，其特征在于，上述上部基板還具備監(jiān)視用光電二極管，上述光學(xué)塊以將自上述發(fā)光元件出射的光也向上述監(jiān)視用光電二極管的方向反射的方式構(gòu)成。

通過使用監(jiān)視用光電二極管，從而能夠根據(jù)其輸出，使供給至發(fā)光元件的驅(qū)動電流穩(wěn)定。監(jiān)視用光電二極管及分割光電二極管被集成于上部基板內(nèi)，使用光學(xué)塊使來自發(fā)光元件的光反射、偏向，因此光學(xué)式傳感器被小型化。

另外，其特征在于，上述上部基板具備第2導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板主體、形成于上述半導(dǎo)體基板主體的表面的第1導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體區(qū)域、及形成于上述第1半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)的單個或多個第2導(dǎo)電類型的第2半導(dǎo)體區(qū)域，上述位置檢測型光檢測元件具備上述第1半導(dǎo)體區(qū)域及上述第2半導(dǎo)體區(qū)域。

通過該構(gòu)造，上述光學(xué)式傳感器也發(fā)揮功能，但在將半導(dǎo)體基板主體設(shè)為P型的情況下，在與其上部的N型半導(dǎo)體區(qū)域之間形成PN結(jié)。因此，可以將該PN結(jié)用作監(jiān)視用光電二極管。該情況下，監(jiān)視用光電二極管的輸出能夠自分別電連接于半導(dǎo)體基板主體及N型半導(dǎo)體區(qū)域的電極取出。

另外，其特征在于，上述光學(xué)塊具備半透半反鏡塊(half mirror block)、及與上述半透半反鏡塊重疊的全反射鏡塊(full mirror block)，上述半透半反鏡塊具備第1透明平板、及沿著以相對于上述第1透明平板的表面的法線具有傾斜的角度的直線為其法線的第1傾斜面而嵌入至上述第1透明平板的半透半反鏡層，上述全反射鏡塊具備透明的第2透明平板、及沿著以相對于上述第2透明平板的表面的法線具有傾斜的角度的直線為其法線的第2傾斜面而嵌入至上述第2透明平板的全反射鏡層。

通過半透半反鏡層能夠?qū)碜园l(fā)光元件的光向測定對象物方向反射，能夠?qū)⑼高^了半透半反鏡層的光通過全反射鏡層向監(jiān)視用光電二極管方向反射。

另外，其特征在于，上述下部基板及上述上部基板分別具備劃分收納上述發(fā)光元件的空間的凹部。由于發(fā)光元件配置于凹部內(nèi)，因而可以將基板厚度方向小型化。

上述位置檢測型光檢測元件能夠設(shè)為分割光電二極管或PSD。

發(fā)明的效果

該光學(xué)式傳感器是能夠應(yīng)用于傾斜傳感器的構(gòu)造并且能夠設(shè)為小型。

附圖說明

圖1是將第1實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器一部分分解而表示的立體圖。

圖2是第1實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器及測定對象物的II-II箭頭線截面圖。

圖3是第1實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器的III-III箭頭線截面圖。

圖4是光學(xué)式傳感器的一部分區(qū)域的平面圖。

圖5是上部基板的底面圖。

圖6是下部基板的底面圖。

圖7是光學(xué)式傳感器的電路圖。

圖8是表示光學(xué)塊的縱截面結(jié)構(gòu)的圖。

圖9是第2實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器及測定對象物的縱截面圖。

圖10是第3實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器及測定對象物的縱截面圖。

圖11是第4實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器及測定對象物的縱截面圖。

圖12是將變形例所涉及的光學(xué)式傳感器一部分分解而表示的立體圖。

圖13是用于對半透半反鏡塊的制造方法進行說明的圖。

圖14是用于對全反射鏡塊的制造方法進行說明的圖。

圖15是用于對光學(xué)式傳感器的制造方法進行說明的圖。

圖16是用于對凹部位置的變形例進行說明的圖。

圖17是用于對凹部位置的變形例進行說明的圖。

圖18是使用PSD代替分割光電二極管的光學(xué)式傳感器的立體圖。

圖19是PSD的平面圖。

圖20是表示圖19所示的PSD的縱截面結(jié)構(gòu)的圖。

具體實施方式

以下，對實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器進行說明。對相同的要素使用相同的符號，并省略重復(fù)的說明。

圖1是將第1實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器一部分分解而表示的立體圖，圖2是第1實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器及測定對象物的II-II箭頭線截面圖。

該光學(xué)式傳感器具備發(fā)光元件40(參照圖2)、在其上配置有發(fā)光元件40的下部基板20、上部基板10、及設(shè)置于上部基板10上的光學(xué)塊30。

在三維正交坐標系統(tǒng)中，垂直于各基板的方向為Z軸方向，自監(jiān)視用光電二極管M朝向分割光電二極管SD的方向為Y軸方向，垂直于這些方向的雙方的方向為X軸方向。

發(fā)光元件40位于被劃分于上部基板10與下部基板20之間的空間內(nèi)，例如為出射波長670nm的可見光的發(fā)光二極管(LED)，但也可使用激光二極管。發(fā)光元件40具備化合物半導(dǎo)體基板40A、及形成于化合物半導(dǎo)體基板40A的表面?zhèn)鹊陌雽?dǎo)體區(qū)域40B，它們的導(dǎo)電類型是相反的。即，一方的導(dǎo)電類型為P型，另一方的導(dǎo)電類型為N型。

在發(fā)光元件40的光出射面，設(shè)置有透鏡(球透鏡)50。透鏡50通過粘結(jié)劑51而固定于發(fā)光元件40的光出射面。自發(fā)光元件40出射的光被透鏡50收斂，其后，通過光學(xué)塊內(nèi)的半透半反鏡而被反射、偏向，從而照射至測定對象物R。測定對象物R能夠以X軸及Y軸為中心旋轉(zhuǎn)，且由測定對象物R反射的光入射至分割光電二極管SD。由于向分割光電二極管SD的光入射位置根據(jù)測定對象物R的旋轉(zhuǎn)角度而不同，因而該光學(xué)傳感器能夠作為傾斜傳感器而發(fā)揮功能。

上部基板10具備分割光電二極管SD及監(jiān)視用光電二極管M。

首先，對分割光電二極管SD進行說明。上部基板10具備半導(dǎo)體基板主體10A、及形成于半導(dǎo)體基板主體10A的表面?zhèn)鹊亩鄠€P型的半導(dǎo)體區(qū)域10B。在圖2的例子中，半導(dǎo)體基板主體10A為N型，在各個半導(dǎo)體區(qū)域10B與半導(dǎo)體基板主體10A之間形成有具有PN結(jié)的光電二極管。在圖1中，表示具有4個光電二極管的四分割光電二極管，但分割數(shù)并不限定于此。

各個半導(dǎo)體區(qū)域10B的周圍被N型的隔離區(qū)域10C包圍。隔離區(qū)域10C的雜質(zhì)濃度優(yōu)選為高于半導(dǎo)體基板主體10A的雜質(zhì)濃度(1×10¹⁸/cm³以上)。

其次，對監(jiān)視用光電二極管M進行說明。

在圖1中，監(jiān)視用光電二極管M形成于與分割光電二極管SD不同的位置。詳細而言，光出射孔H位于監(jiān)視用光電二極管M與分割光電二極管SD之間，YZ平面包含光學(xué)塊30中的半透半反鏡的法線與全反射鏡的法線而構(gòu)成。即，成為自發(fā)光元件40出射的光線在同一平面(YZ平面)內(nèi)行進，不易產(chǎn)生因要素的位置偏移而導(dǎo)致的檢測精度的劣化的簡單的構(gòu)造。再者，根據(jù)對象物，光線也可僅在YZ平面內(nèi)行進，但在對象物進行X軸及Y軸旋轉(zhuǎn)的情況下，并不限于YZ平面內(nèi)的構(gòu)造。

監(jiān)視用光電二極管M在半導(dǎo)體基板主體10A的表面?zhèn)染邆銹型的半導(dǎo)體區(qū)域10b。由于半導(dǎo)體基板主體10A為N型，因而在半導(dǎo)體區(qū)域10b與半導(dǎo)體基板主體10A之間形成有具有PN結(jié)的光電二極管。

半導(dǎo)體區(qū)域10b的周圍被N型的隔離區(qū)域10c包圍。隔離區(qū)域10c的雜質(zhì)濃度高于半導(dǎo)體基板主體10A的雜質(zhì)濃度(1×10¹⁸/cm³以上)，優(yōu)選為與隔離區(qū)域10C的雜質(zhì)濃度相同。

再者，上述的隔離區(qū)域10C及隔離區(qū)域10c抑制多余的載流子自周圍混入至各個半導(dǎo)體區(qū)域10B及半導(dǎo)體區(qū)域10b，并且也作為用于賦予基板電位的接觸區(qū)域而發(fā)揮功能。

在半導(dǎo)體基板主體10A的上下表面，分別形成有絕緣膜10D及絕緣膜10E。絕緣膜10D及絕緣膜10E的材料例如由SiO₂構(gòu)成，但也可使用SiNx或樹脂等其它材料。

在半導(dǎo)體基板主體20A的上下表面，也分別形成有絕緣膜20D及絕緣膜20E。絕緣膜20D及絕緣膜20E的材料例如由SiO₂構(gòu)成，但也可使用SiNx或樹脂等其它材料。

上部基板10與下部基板20被貼合。作為貼合方法，有對上部基板10與下部基板20進行加熱而被壓接的方法、使粘結(jié)劑介于上部基板10與下部基板20之間的方法、經(jīng)由凸塊而連接設(shè)置于上部基板10的下表面的電極與設(shè)置于下部基板20的上表面的電極的方法等。在使用粘結(jié)劑的情況下，絕緣膜10E與絕緣膜20D之間的界面成為粘結(jié)層。

在上部基板10的下表面，設(shè)置有凹部H1，在下部基板20的上表面設(shè)置有凹部H2，它們沿著Z軸方向重疊，由此收納發(fā)光元件40及聚光透鏡50的空間被劃分。即，下部基板20及上部基板10分別具備劃分收納發(fā)光元件40的空間的凹部H1、H2，發(fā)光元件40配置于凹部內(nèi)，因此，基板厚度方向得到小型化。

光學(xué)塊30以將自發(fā)光元件40出射的光向測定對象物R的方向反射的方式構(gòu)成，由測定對象物R反射的光入射至分割光電二極管SD。另外，上部基板10具備監(jiān)視用光電二極管M，光學(xué)塊30以將自發(fā)光元件40出射的光也向監(jiān)視用光電二極管M的方向反射的方式構(gòu)成。

在該光學(xué)式傳感器中，將下部基板20、上部基板10、光學(xué)塊30及發(fā)光元件40集成，分割光電二極管SD能夠檢測經(jīng)由光學(xué)塊30入射至測定對象物R并被其反射的光。通過該集成化，整體的裝置能夠小型化。另外，通過使用監(jiān)視用光電二極管M，從而能夠根據(jù)其輸出，使供給至發(fā)光元件40的驅(qū)動電流穩(wěn)定。監(jiān)視用光電二極管M及分割光電二極管SD集成于上部基板10內(nèi)，使用光學(xué)塊30將來自發(fā)光元件40的光反射、偏向，因此，光學(xué)式傳感器得到小型化。

光學(xué)塊30具備半透半反鏡塊30A、及與半透半反鏡塊30A重疊的全反射鏡塊30B。

光學(xué)塊30，如圖8所示，半透半反鏡塊30A具備第1透明平板、及沿著以相對于第1透明平板的表面的法線具有傾斜的角度的直線為其法線的第1傾斜面而嵌入至上述第1透明平板的半透半反鏡層M1。

全反射鏡塊30B具備透明的第2透明平板、及沿著以相對于第2透明平板的表面的法線具有傾斜的角度的直線為其法線的第2傾斜面而嵌入至第2透明平板的全反射鏡層M2。

通過半透半反鏡層M1，能夠?qū)碜园l(fā)光元件40的光L作為反射光L1而向測定對象物R的方向反射，通過全反射鏡層M2，能夠?qū)⑼高^了半透半反鏡層M1的光作為反射光L2而向監(jiān)視用光電二極管M的方向反射(參照圖8)。

圖3是光學(xué)式傳感器的III-III箭頭線截面圖。

若參照圖1及圖3，則在上部基板10，設(shè)置有用于取出來自分割光電二極管SD的半導(dǎo)體區(qū)域10B的輸出的貫通電極A、B、C、D。另外，在上部基板10，設(shè)置有用于取出來自監(jiān)視用光電二極管M的半導(dǎo)體區(qū)域10b的輸出的貫通電極E。在上部基板10，設(shè)置有用于賦予基板電位的貫通電極F。

貫通電極A～F自形成于上部基板10的下表面的凹部H3的底面貫通至上表面，且延伸至表面的絕緣膜10D上。各個貫通電極A～F在形成于上部基板10及下部基板20的絕緣膜10E及20D上爬附，且分別電連接于下部基板20的貫通電極A3～F3。在下部基板20的上表面形成有凹部H4，貫通電極A3～F3自凹部H4的底面貫通至下表面，且延伸至自絕緣膜20E露出。再者，也可以在上部基板不使用凹部H3，在下部基板20不使用凹部H4，而分別在上部基板10形成貫通電極A～F，在下部基板20形成貫通電極A3～F3。

在上部基板10的上部的絕緣膜10D與光學(xué)塊30之間介有粘結(jié)層。

圖4是光學(xué)式傳感器的一部分區(qū)域的平面圖。

在上部基板10的上部的絕緣膜10D上，分別電連接于半導(dǎo)體區(qū)域10B、半導(dǎo)體區(qū)域10b、以及隔離區(qū)域10C及隔離區(qū)域10c的接觸電極露出，且各個接觸電極連接于貫通電極A～F。

圖5是上部基板10的底面圖。

上述的貫通電極A～F在絕緣膜10E上爬附，且分別電連接于設(shè)置于絕緣膜10E的下表面上的電極墊A1～F1。再者，也可以將用于均勻地保持基板間的間隙的虛設(shè)(dummy)用的電極墊X1設(shè)置于絕緣膜10E的下表面上。

圖6是下部基板20的底面圖。

上述的電極墊A1～F1、X1分別電連接于相對地設(shè)置于絕緣膜20D的上表面上的電極墊A2～F2、X2。在連接時也可以使用焊料凸塊。在絕緣膜20D的上表面上，也設(shè)置有用于對發(fā)光元件40的一方的端子供給驅(qū)動電流的電極墊G，且電極墊G電連接于貫通電極G3。在發(fā)光元件40的另一方的端子，下部基板20的基板電位自貫通電極F3被賦予。

圖7是光學(xué)式傳感器的電路圖。

分割光電二極管SD具備4個光電二極管PA、PB、PC、PD，且各自的輸出經(jīng)由貫通電極A、B、C、D而被輸入至檢測電路70。檢測電路70將輸入信號轉(zhuǎn)換為電壓，并根據(jù)需要進行放大，或者轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，且將檢測值輸入至控制電路80?？刂齐娐?0基于被輸入的檢測值，運算測定對象物R的旋轉(zhuǎn)角度，并輸出至外部設(shè)備。

在檢測電路70，來自監(jiān)視用光電二極管M的監(jiān)視信號也經(jīng)由貫通電極E而被輸入。檢測電路70將輸入信號轉(zhuǎn)換為電壓，并根據(jù)需要進行放大，或者轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，且將檢測值輸入至控制電路80?？刂齐娐?0以被輸入的監(jiān)視信號的檢測值成為一定的方式，對自光源驅(qū)動電路60供給至發(fā)光元件40的驅(qū)動電流的大小進行控制。即，控制電路80在監(jiān)視信號為基準值以上的情況下，進行使驅(qū)動電流減少的處理，在小于基準值的情況下，進行使驅(qū)動電流增加的處理。

圖9是第2實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器及測定對象物的縱截面圖。

在該方式中，上部基板10具備雜質(zhì)濃度為1×10¹⁸/cm³以上的N型的半導(dǎo)體基板主體10A、形成于半導(dǎo)體基板主體的表面且雜質(zhì)濃度小于1×10¹⁸/cm³(例如：4×10¹²/cm³，優(yōu)選范圍為1×10¹¹/cm³以上且1×10¹⁶/cm³以下)的N型半導(dǎo)體區(qū)域10F、及形成于N型半導(dǎo)體區(qū)域10F內(nèi)的多個P型半導(dǎo)體區(qū)域10B。分割光電二極管SD由N型半導(dǎo)體區(qū)域10F及多個P型半導(dǎo)體區(qū)域10B構(gòu)成，監(jiān)視用光電二極管M由N型半導(dǎo)體區(qū)域10F及多個P型半導(dǎo)體區(qū)域10b構(gòu)成。其它結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同。再者，N型半導(dǎo)體區(qū)域10F是外延層。

如本例子所述，在半導(dǎo)體基板主體10A為高雜質(zhì)濃度(1×10¹⁸/cm³以上)的情況下，能夠遮斷自基板背面方向入射至位于表面的分割光電二極管SD的光，因此可以進行精密的測定。

圖10是第3實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器及測定對象物的縱截面圖。

在該方式中，上部基板10具備P型的半導(dǎo)體基板主體10A、形成于半導(dǎo)體基板主體10A的表面的N型半導(dǎo)體區(qū)域10G、10g、以及形成于N型半導(dǎo)體區(qū)域10G、10g內(nèi)的多個P型半導(dǎo)體區(qū)域10B及P型半導(dǎo)體區(qū)域10b。

分割光電二極管SD由N型半導(dǎo)體區(qū)域10G及多個P型半導(dǎo)體區(qū)域10B構(gòu)成，監(jiān)視用光電二極管M由N型半導(dǎo)體區(qū)域10g及多個P型半導(dǎo)體區(qū)域10b構(gòu)成。其它結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同。

通過該構(gòu)造，上述光學(xué)式傳感器也發(fā)揮功能，但在將半導(dǎo)體基板主體10A設(shè)為P型的情況下，在與其上部的N型半導(dǎo)體區(qū)域10G之間形成有PN結(jié)。因此，可以將該PN結(jié)用作監(jiān)視用光電二極管。該情況下，監(jiān)視用光電二極管的輸出能夠自分別電連接于半導(dǎo)體基板主體10A及N型半導(dǎo)體區(qū)域10G的電極取出，該情況下，監(jiān)視用光電二極管也能夠省略。

圖11是第4實施方式所涉及的光學(xué)式傳感器及測定對象物的縱截面圖。

在上述的例子中，使聚光透鏡50固定于發(fā)光元件40，但其也可以增大貫通上部基板10的光出射孔H的直徑而固定于其內(nèi)表面。在固定時能夠使用粘結(jié)劑52。

圖12是將變形例所涉及的光學(xué)式傳感器一部分分解而表示的立體圖。

在上述的例子中，構(gòu)成四分割光電二極管的光感應(yīng)區(qū)域的各半導(dǎo)體區(qū)域10B的大小相同，但其也可以不同。即，能夠使距光出射孔H較遠側(cè)的半導(dǎo)體區(qū)域10B的面積大于距光出射孔H較近側(cè)的半導(dǎo)體區(qū)域10B的面積。測定對象物的旋轉(zhuǎn)角對應(yīng)于來自分割光電二極管SD的各半導(dǎo)體區(qū)域10B的輸出的比率，通過這樣設(shè)定面積，能夠提高相對于測定對象的角度的四分割光電二極管的四分割光電二極管輸出值的線形性，并且能夠降低控制電路的負載。

圖13是用于對半透半反鏡塊30A的制造方法進行說明的圖。

首先，在透明基板G1上形成半透半反鏡層M1而制造單位反射鏡構(gòu)造A1(A)。接著，將單位反射鏡構(gòu)造A1層疊而構(gòu)成層疊體(B)。接著，以規(guī)定的角度將層疊體切斷(C)。由此，能夠制造半透半反鏡塊30A(D)。半透半反鏡塊30A具備由透明基板G1的材料構(gòu)成的第1透明平板、及半透半反鏡層M1。

圖14是用于對全反射鏡塊30B的制造方法進行說明的圖。

首先，在透明基板G2上形成全反射鏡層M2而制造單位反射鏡構(gòu)造B1(A)。接著，將單位反射鏡構(gòu)造B1層疊而構(gòu)成層疊體(B)。接著，以規(guī)定的角度將層疊體切斷(C)。由此，能夠制造全反射鏡塊30B(D)。全反射鏡塊30B具備由透明基板G2的材料構(gòu)成的第1透明平板、及全反射鏡層M2。

再者，作為上述的透明基板G1、G2的材料，能夠使用SiO₂，但也可以使用其它透明材料。另外，作為半透半反鏡層M1的材料，能夠使用鋁(Al)鉻(Cr)等金屬膜、及電介質(zhì)多層膜(電介質(zhì)多層膜為由下述中的至少兩種的電介質(zhì)構(gòu)成的多層膜，作為電介質(zhì)膜的材料，氧化鈦(TiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)、氟化鎂(MgF2))等，作為全反射鏡層M2的材料，能夠使用鋁(Al)銀(Ag)等金屬膜、及電介質(zhì)多層膜(電介質(zhì)多層膜為由下述中的至少兩種的電介質(zhì)構(gòu)成的多層膜，作為電介質(zhì)膜的材料，氧化鈦(TiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)、氟化鎂(MgF₂))等，這些層能夠使用濺射法、蒸鍍法、或鍍敷法而形成于透明基板上。

圖15是用于對光學(xué)式傳感器的制造方法進行說明的圖。

將如上所述形成的半透半反鏡塊30A與全反射鏡塊30B貼合而進行接合(A)。在接合時，能夠使用熱壓接，但也能夠使用粘結(jié)劑。其次，對接合的光學(xué)塊30的兩個面進行研磨(B)。此后，將光學(xué)塊30貼合于上部基板10(C)。在該貼合時，能夠使用熱壓接，但也可使用粘結(jié)劑。另外，關(guān)于工序(C)，除了上述的方法以外，也可以使用常溫接合工藝等。繼而，將設(shè)置有透鏡及發(fā)光元件的下部基板20貼合于工序(C)的層疊體的上部基板10(D)。通過進行步驟(D)的層疊體的切割(dicing)而分離成個別的元件(E)，從而完成上述的光學(xué)式傳感器。另外，也可以以在上述(C)工序后進行層疊體的切割并進行單片化，并將設(shè)置有透鏡及發(fā)光元件的下部基板20貼合于個別的元件的上部基板10的方式更換工序。

圖16是用于對凹部位置的變形例進行說明的圖。

在上述的任一例子中，均能夠僅在凹部H1內(nèi)配置發(fā)光元件40而將下部基板的半導(dǎo)體基板主體20A的表面設(shè)為平坦。再者，省略其它要素的記載。

圖17是用于對凹部位置的變形例進行說明的圖。

另外，在上述的任一例子中，均能夠僅在凹部H2內(nèi)配置發(fā)光元件40而將上部基板的半導(dǎo)體基板主體10A的下表面設(shè)為平坦。再者，省略其它要素的記載。

另外，上述的光學(xué)式傳感器能夠檢測測定對象物的旋轉(zhuǎn)角(傾斜角)，但也可以根據(jù)用途而檢測其它物理量(位置等)。

再者，也可以使用PSD(光位置檢測元件)來代替上述的分割光電二極管。PSD是利用了光電二極管的表面電阻的光點(spot)光的位置傳感器，由于與CCD等不同而為非分割型，因而可獲得連續(xù)的電信號(X或Y坐標)，從而位置分辨率、響應(yīng)性優(yōu)異。自發(fā)光元件發(fā)光且通過透鏡50、基板10內(nèi)部的光出射孔H而被準直的光被光學(xué)塊30內(nèi)的半透半反鏡30A反射，并被反射至測定對象物R，從而照射于(二維)的PSD。根據(jù)自PSD的各輸出電極取出的光電流值，求出PSD上的照射位置，從而算出測定對象物R的角度。以下，對其構(gòu)造進行說明。

圖18是使用PSD代替分割光電二極管的光學(xué)式傳感器的立體圖。該傳感器的與圖1所示的傳感器的不同點僅在于，在分割光電二極管的位置配置有PSD，其它結(jié)構(gòu)與圖1相同。

圖19是PSD的平面圖，在平面形狀為大致長方形的半導(dǎo)體區(qū)域10B的表面上配置有兩組相對的一對電極(Ea與Ed)及(Eb與Ec)。在PSD中，根據(jù)入射光的光點位置，自入射位置至電極的電阻值不同，因此，若求出自相對的電極間輸出的電流的比率，則判明光點光的入射位置、即測定對象物的位置。

圖20是表示圖19所示的PSD的縱截面結(jié)構(gòu)的圖。

PSD，在基板的厚度方向上構(gòu)成二極管，在半導(dǎo)體區(qū)域10B與半導(dǎo)體基板主體10A之間構(gòu)成二極管。半導(dǎo)體區(qū)域10B例如為P型，半導(dǎo)體基板主體10A例如為N型，但也能夠采用上述圖9或圖10的構(gòu)造。半導(dǎo)體基板主體10A經(jīng)由隔離區(qū)域10C及形成于其上的電極Ef而連接于地線等固定電位。隔離區(qū)域10C的導(dǎo)電類型例如為N型，與半導(dǎo)體基板主體10A的導(dǎo)電類型相同，且能夠賦予基板電位。再者，各電極Ea、Eb、Ec、Ed、Ef能夠分別連接于上述的貫通電極A、B、C、D、F。另外，能夠?qū)⒏綦x區(qū)域10C設(shè)為陰極，將半導(dǎo)體區(qū)域10B設(shè)為陽極，但也可以是其相反。分割型光電二極管的結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)用于PSD，在該圖中，表示隔離區(qū)域10C的深度與半導(dǎo)體區(qū)域10B的深度相同的例子，但構(gòu)成PSD的周緣區(qū)域的隔離區(qū)域10C優(yōu)選為比半導(dǎo)體區(qū)域10B深。

另外，如圖9所示，也可以在半導(dǎo)體基板主體10A的表面形成半導(dǎo)體區(qū)域10F，并在其中形成成為PSD的光檢測區(qū)域的單一的半導(dǎo)體區(qū)域10B。半導(dǎo)體的截面結(jié)構(gòu)與圖9中的分割光電二極管SD的左右方向的一半的構(gòu)造相同。

如以上所說明的那樣，在上述實施方式中，具備由分割光電二極管或PSD構(gòu)成的位置檢測型的光檢測元件，且能夠應(yīng)用于傾斜傳感器。

另外，上述的半導(dǎo)體基板主體由Si構(gòu)成，但也可以采用其它材料，另外，N型(第1導(dǎo)電類型)及P型(第2導(dǎo)電類型)可以相互置換。

如以上所述，上述的光學(xué)式傳感器具備發(fā)光元件40、配置有發(fā)光元件40的下部基板20、在與下部基板20之間的空間內(nèi)配置有發(fā)光元件40的上部基板10、及設(shè)置于上部基板10上的光學(xué)塊30，上部基板10具備位置檢測型的光檢測元件(分割光電二極管或PSD)，光學(xué)塊30以將自發(fā)光元件40出射的光向測定對象物的方向反射的方式構(gòu)成，由測定對象物反射的光入射至位置檢測型的光檢測元件。

另外，上部基板10具備雜質(zhì)濃度為1×10¹⁸/cm³以上的第1導(dǎo)電類型(例如：N型)的半導(dǎo)體基板主體10A、形成于半導(dǎo)體基板主體10A的表面且雜質(zhì)濃度小于1×10¹⁸/cm³的第1導(dǎo)電類型(例如：N型)的第1半導(dǎo)體區(qū)域10F、及形成于第1半導(dǎo)體區(qū)域10F內(nèi)的單個或多個第2導(dǎo)電類型(例如：P型)的第2半導(dǎo)體區(qū)域10B，位置檢測型的光檢測元件具備第1半導(dǎo)體區(qū)域10F及第2半導(dǎo)體區(qū)域10B(參照圖9)。再者，PSD的情況下的縱截面結(jié)構(gòu)，第2半導(dǎo)體區(qū)域10B的個數(shù)為單個，與圖9中的分割光電二極管的左右方向的一半的區(qū)域的構(gòu)造相同。

另外，上部基板19還具備監(jiān)視用光電二極管M，光學(xué)塊30以將自發(fā)光元件40出射的光也向監(jiān)視用光電二極管M的方向反射的方式構(gòu)成。

另外，上部基板10具備第2導(dǎo)電類型(例如：P型)的半導(dǎo)體基板主體10A、形成于半導(dǎo)體基板主體的表面的第1導(dǎo)電類型(例如：N型)的第1半導(dǎo)體區(qū)域10G、及形成于第1半導(dǎo)體區(qū)域10G內(nèi)的單個或多個第2導(dǎo)電類型的第2半導(dǎo)體區(qū)域10B，位置檢測型的光檢測元件具備第1半導(dǎo)體區(qū)域10G及第2半導(dǎo)體區(qū)域10B(圖10)。再者，PSD的情況下的縱截面結(jié)構(gòu)，第2半導(dǎo)體區(qū)域10B的個數(shù)為單個，與圖10中的分割光電二極管的左右方向的一半的區(qū)域的構(gòu)造相同。

另外，光學(xué)塊30具備半透半反鏡塊30A、及與半透半反鏡塊30A重疊的全反射鏡塊30B，半透半反鏡塊30A具備第1透明平板(半透半反鏡塊30A的主體部分)、及沿著以相對于第1透明平板的表面的法線具有傾斜的角度的直線為其法線的第1傾斜面而嵌入至第1透明平板的半透半反鏡層M1，全反射鏡塊30B具備透明的第2透明平板(全反射鏡塊30B的主體部分)、及沿著以相對于第2透明平板的表面的法線具有傾斜的角度的直線為其法線的第2傾斜面而嵌入至第2透明平板的全反射鏡層M2。

另外，下部基板20及上部基板10分別具備劃分收納發(fā)光元件40的空間的凹部。

另外，上述的位置檢測型的光檢測元件是分割光電二極管或PSD，可以將光學(xué)式傳感器應(yīng)用于傾斜傳感器。

符號的說明

10…上部基板、20…下部基板、30…光學(xué)塊、SD…分割光電二極管、M…監(jiān)視用光電二極管。