[發明專利]一種單片集成距離傳感器及其制造方法

有效

• 申請號: 201611183643.X
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108231744B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 李成;陳龍;袁理
• 申請（專利權）人: 上海新微技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L23/552
• 分類號: H01L23/552;H01L25/16;H01L31/0232;H01L31/173;H01L31/18;G01S17/48
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本申請提供一種單片集成距離傳感器及其制造方法，該單片集成距離傳感器包括：襯底；光發射器，其形成于所述襯底，用于發射預定波段的光；光接收器，其形成于所述襯底，用于接收由外界反射的所述預定波段的光，并產生與接收到的光的強度對應的電信號；金屬電極，其設置于所述襯底表面，與所述光發射器和所述光接收器中的至少一者電連接，所述金屬電極位于所述光發射器和所述光接收器之間；金屬屏蔽層，其設置于所述光發射器和所述光接收器的表面之外。根據本申請，通過將光接收器和光發射器集成在一個襯底上，縮小了距離傳感器的體積，并且，采用金屬電極對光接收器和光發射器進行光學隔離，降低了制造的復雜性和成本。

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，尤其涉及一種單片集成距離傳感器及其制造方法。

背景技術

距離傳感器是以非接觸方式檢測到物體接近的傳感器。由于能以非接觸方式進行檢測，不會磨損和損傷檢測對象，所以距離傳感器廣泛應用于各行各業。例如，自動取款機利用距離傳感器來檢測是否有取款人靠近；生產流水線通過距離傳感器實現產品計數等。根據工作原理，距離傳感器可分為電感式、電容式、霍爾式、光電式和熱釋電等類型。其中，由于光電式距離傳感器具有設計方便、靈敏度高、抗干擾性強等優點，廣泛應用于智能手機、智能家居和可穿戴設備等消費電子產品。

圖1是光電式距離傳感器的一個示意圖。如圖1所示，光電式距離傳感器主要由三部分組成：光發射器101、光接收器102和檢測電路(未示出)。當有物體靠近時，光發射器101發出的光會被物體反射回來，被光接收器102接收后產生電信號，再經檢測電路處理就可感知到物體接近。其中，光發射器101例如可以是紅外發光二極管等，光接收器102例如可以是光電二極管等。在圖1中，為了避免光接收器和光發射器之間的光學干擾，還可以在二者之間設置光學隔離元件103。

目前的光電式距離傳感器可以分為兩種形式：一種是采用封裝的方式，將光發射器和光接收器封裝到同一個集成模塊，再與檢測電路進行系統級連接，該集成模塊輸出模擬信號；另一種是通過集成電路將檢測電路和光接收器集成，再與光發射器封裝成模塊，通常該模塊輸出數字信號。

應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

發明內容

本申請的發明人發現，在目前的光電式距離傳感器的上述兩種形式中，都采用了封裝集成的方式，為了減小光發射器和光接收器之間的光學干擾，封裝時通常需要采用黑膠作為光學隔離元件對二者進行隔離，而光發射器和光接收器的光學窗口又必須采用透明膠，這意味著整個封裝過程中需要采用多次壓模封裝，極大增加了封裝的復雜性和成本，另一方面，由于封裝尺寸的限制，采用封裝集成的方式所形成的近距離傳感器一般體積都較大。

本申請提供一種單片集成距離傳感器及其制造方法，通過將光接收器和光發射器集成在一個襯底上，縮小了距離傳感器的體積，并且，采用金屬電極對光接收器和光發射器進行光學隔離，降低了制造的復雜性和成本。

根據本申請實施例的一個方面，提供一種單片集成距離傳感器，該單片集成距離傳感器包括：

襯底；

光發射器，其形成于所述襯底，用于發射預定波段的光；

光接收器，其形成于所述襯底，用于接收由外界反射的所述預定波段的光，并產生與接收到的光的強度對應的電信號；

金屬電極，其設置于所述襯底表面，與所述光發射器和所述光接收器中的至少一者電連接，所述金屬電極位于所述光發射器和所述光接收器之間。

金屬屏蔽層，其設置于光發射器和光接收器的表面之外。

根據本申請實施例的一個方面，其中，