[发明专利]一种集成环境光及紫外光传感器及其制造方法

说明书

本申请提供一种集成环境光及紫外光传感器及其制造方法，该传感器包括：硅衬底；环境光传感器，其形成于所述硅衬底，为硅光电二极管，用于感测预定波段的环境光；紫外光传感器，其形成于所述硅衬底，为硅基化合物半导体光电二极管，用于感测紫外光；光学薄膜，其形成于所述环境光传感器的表面，用于对光进行过滤，以允许所述预定波段的光入射到所述环境光传感器。根据本申请，能够以简单的工艺将环境光传感器和紫外光传感器集成于一个衬底，并且避免紫外光传感器受到红外光的干扰。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种集成环境光及紫外光传感器及其制造方法。

背景技术

光学传感器被广泛应用在消费电子产品中，光学传感器例如包括环境光传感器，紫外传感器等。

环境光传感器用来感测周围环境光的亮度，其可以根据周围光线情况自动调节屏幕背光亮度，降低产品功耗；同时帮助屏幕提供柔和的画面，当环境亮度较高时，屏幕会自动调成高亮度，反之亦然。

紫外光传感器用来检测周围环境中的UVA、UVB等紫外光线强度，以及时提醒人们采取保护措施，以防止皮肤受到损伤。

通常环境光传感器采用硅光电二极管制成，一般硅光电二极管响应400nm-1100nm范围内的光，而环境光传感器要求只感测400nm-700nm可见光范围内的光。通过在硅光电二极管表面蒸镀光学滤波薄膜可以实现上述要求，还有一种做法是设计两颗在可见光波段响应有差异的硅光电二极管，通过电路及算法提取可见光信号。

紫光光传感器通常采用氮化镓(GaN)光电二极管制成，其响应光谱正好落在紫外波段。还有一种方法是在硅衬底上采用超浅PN结制成光电二极管以及蒸镀紫外光学膜来实现，不过这种方法不能完全滤除红外光，在较强红外光的环境中会出现大的误差。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

目前主流的集成环境光和紫外传感器制作方法，是在硅衬底上采用硅光电二极管同时制作环境光传感器和紫外光传感器，这种紫外光检测通常存在红外光的干扰。还有一种方法是将GaN光电二极管通过键合的方式集成到硅基环境光传感器芯片上，不过由于键合工艺复杂，良率不高。

本申请提供一种集成环境光及紫外光传感器及其制造方法，采用硅基共平面生长化合物半导体技术，在硅衬底上选区外延生长化合物半导体光电二极管材料，并形成化合物半导体光电二极管以及硅光电二极管，从而将两种传感器集成在同一个衬底上。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种集成环境光及紫外光传感器，包括：

硅衬底；

环境光传感器，其形成于所述硅衬底，为硅光电二极管，用于感测预定波段的环境光；

紫外光传感器，其形成于所述硅衬底，为硅基化合物半导体光电二极管，用于感测紫外光；以及

光学薄膜，其形成于所述环境光传感器的表面，用于对光进行过滤，以允许所述预定波段的光入射到所述环境光传感器。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，

在硅衬底中形成有隔离部，其位于所述环境光传感器和紫外光传感器之间。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，

在所述硅衬底表面形成有保护层，所述保护层形成有开口，用于所述环境光传感器和所述紫外光传感器与各自的电极接触。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种集成环境光及紫外光传感器的制造方法，包括：