[发明专利]一种单片集成距离传感器及其制造方法

说明书

本申请提供一种单片集成距离传感器及其制造方法，该单片集成距离传感器包括：衬底；光发射器，其形成于所述衬底，用于发射预定波段的光；光接收器，其形成于所述衬底，用于接收由外界反射的所述预定波段的光，并产生与接收到的光的强度对应的电信号；金属电极，其设置于所述衬底表面，与所述光发射器和所述光接收器中的至少一者电连接，所述金属电极位于所述光发射器和所述光接收器之间；金属屏蔽层，其设置于所述光发射器和所述光接收器的表面之外。根据本申请，通过将光接收器和光发射器集成在一个衬底上，缩小了距离传感器的体积，并且，采用金属电极对光接收器和光发射器进行光学隔离，降低了制造的复杂性和成本。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种单片集成距离传感器及其制造方法。

背景技术

距离传感器是以非接触方式检测到物体接近的传感器。由于能以非接触方式进行检测，不会磨损和损伤检测对象，所以距离传感器广泛应用于各行各业。例如，自动取款机利用距离传感器来检测是否有取款人靠近；生产流水线通过距离传感器实现产品计数等。根据工作原理，距离传感器可分为电感式、电容式、霍尔式、光电式和热释电等类型。其中，由于光电式距离传感器具有设计方便、灵敏度高、抗干扰性强等优点，广泛应用于智能手机、智能家居和可穿戴设备等消费电子产品。

图1是光电式距离传感器的一个示意图。如图1所示，光电式距离传感器主要由三部分组成：光发射器101、光接收器102和检测电路(未示出)。当有物体靠近时，光发射器101发出的光会被物体反射回来，被光接收器102接收后产生电信号，再经检测电路处理就可感知到物体接近。其中，光发射器101例如可以是红外发光二极管等，光接收器102例如可以是光电二极管等。在图1中，为了避免光接收器和光发射器之间的光学干扰，还可以在二者之间设置光学隔离元件103。

目前的光电式距离传感器可以分为两种形式：一种是采用封装的方式，将光发射器和光接收器封装到同一个集成模块，再与检测电路进行系统级连接，该集成模块输出模拟信号；另一种是通过集成电路将检测电路和光接收器集成，再与光发射器封装成模块，通常该模块输出数字信号。

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

本申请的发明人发现，在目前的光电式距离传感器的上述两种形式中，都采用了封装集成的方式，为了减小光发射器和光接收器之间的光学干扰，封装时通常需要采用黑胶作为光学隔离元件对二者进行隔离，而光发射器和光接收器的光学窗口又必须采用透明胶，这意味着整个封装过程中需要采用多次压模封装，极大增加了封装的复杂性和成本，另一方面，由于封装尺寸的限制，采用封装集成的方式所形成的近距离传感器一般体积都较大。

本申请提供一种单片集成距离传感器及其制造方法，通过将光接收器和光发射器集成在一个衬底上，缩小了距离传感器的体积，并且，采用金属电极对光接收器和光发射器进行光学隔离，降低了制造的复杂性和成本。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种单片集成距离传感器，该单片集成距离传感器包括：

衬底；

光发射器，其形成于所述衬底，用于发射预定波段的光；

光接收器，其形成于所述衬底，用于接收由外界反射的所述预定波段的光，并产生与接收到的光的强度对应的电信号；

金属电极，其设置于所述衬底表面，与所述光发射器和所述光接收器中的至少一者电连接，所述金属电极位于所述光发射器和所述光接收器之间。

金属屏蔽层，其设置于光发射器和光接收器的表面之外。

根据本申请实施例的一个方面，其中，