[发明专利]光检测元件以及电子装置

说明书

本发明公开一种紫外线测定装置、光检测元件、紫外线检测器、紫外线指数计算装置以及包括这些的电子装置便携式终端。根据本发明的紫外线测定装置包括：基板，形成有电极；读出集成电路部(ROIC)，位于所述基板内，并电连接于所述电极；以及基于氮化镓铝(AlGaN)的UVB检测传感器，位于所述读出集成电路部的上部而电连接于所述读出集成电路部，且形成于蓝宝石基板等绝缘性基板上，其中，在所述基板的所述UVB检测传感器对应面形成透明材质的透光窗，所述读出集成电路部处理所述UVB检测传感器的输出信号，并且UVB检测传感器与所述读出集成电路部可构成为通过接合而具有一体型结构。

技术领域

本发明涉及一种紫外线测定装置、光检测元件、紫外线检测器、紫外线指数计算装置以及包括这些的电子装置。

背景技术

半导体光检测元件是利用若照射光则产生电流的原理进行工作的半导体元件。利用半导体的光检测元件所利用的原理为：借助于光照，半导体内的电子与空穴分离，进而形成耗尽区(depletion region)，据此发生电子流动而产生电流。

通常，光检测元件利用能带隙(energy band gap)适合感测紫外线等光的硅半导体、氮化物系半导体等制造而成。这种光检测元件的表示峰值反应度的波长可以根据半导体的特性而实现多种变化。例如，对于利用氮化物系半导体的光检测元件而言，随着光吸收层的族原子的组成比，可以具有基于多种波长的峰值反应度。并且，对于氮化物系光检测元件而言，对应于波长的反应度根据族原子的组成比而具有不同的截止斜率(cut-offslope)，波长的减小所引起的反应度的减小斜率同样会根据族原子的组成比而不同。

尤其，检测紫外线光的半导体光检测元件可以应用于商业、医学、军需、通信等各种领域，因此具有很高的重要性。其中尤其对于基于GaN的元件的情况而言，主要使用肖特基(schottky)接合形态与金属-半导体-金属(MSM：Metal-Semiconductor-Metal)形态，以及PIN形态的元件，尤其在基于GaN的紫外线检测元件中很难确保铝(Al)的组成比高的p-型AlGaN层的特性，并且无法确保再现性，相反，对肖特基接合形态而言，由于不需要p-AlGaN层的生长，因此制造工艺简单，进而成为首选。但是，利用半导体层与金属层的肖特基特性的肖特基接合形态对比PIN形态具有对静电(ESD)薄弱的特性。

并且，若一个壳体上配备有具有独立的模数转换元件(ADC converter)功能的集成电路(Integrated circuit)元件，并且在其上粘结有紫外线检测元件而构成紫外线检测器，则能够在一个壳体直接进行数字输出，此时，由于紫外线、可见光、红外线等在集成电路引起反应，从而在紫外线检测元件的输出值中包括在集成电路响应的输出信号，因此，具有无法得到准确的紫外线检测信号的限制。当欲从检测太阳光中检测预定波长的紫外线时，这部分问题更加明显。

另外，紫外线(UV)具有比人类可见光中波长最短的紫色光更短的10nm～400nm的波长，且能量高，因此可能会引起化学作用，或对健康造成影响。这种紫外线，可以根据波长再次分为多个种类，作为紫外线的光源有为自然光的太阳光以及紫外线灯等人造光。

对于太阳光而言，到达地表面的全部紫外线中大约90％是长波紫外线(UVA)波段，大约10％是中波紫外线(UVB)波段，短波紫外线(UVC)波段则由于被臭氧层及大气吸收，因此是几乎无法到达地表面的波段。作为人造光，UVA、UVB、UVC灯均被使用。

UVA具有320nm～400nm的波长，在日常生活中能够接触，因此被称为生活紫外线，它的特征为到达皮肤内部的真皮层而对维持皮肤弹性的胶原质(Collagen)、弹力素等以及色素细胞产生影响，从而加速产生细纹、弹力降低等皮肤老化以及黑色素沉着所引起的黑斑，并且这些现象的发生与天气没有太大关系。