[发明专利]具有窄角度响应的光学传感器

权利要求书

1.一种基于CMOS技术的光学传感器，包括：

·半导体衬底(21、31)；

·光电单元(2、3)的阵列，每一个所述光电单元

-包括形成在所述半导体衬底(21、31)中并且暴露在所述半导体衬底(21、31)的给定平面表面(13)上的相应光电检测器有源区(11、12、22、32)，以及

-被设计成提供与射到相应光电检测器有源区(11、12、22、32)上的入射光相关的相应的输出电信号；

·多层结构(23、33)，包括金属层和介电层，所述多层结构形成在所述半导体衬底(21、31)的给定平面表面(13)上；以及

·遮光器件(14、15、24、35)，形成在所述多层结构(23、33)之中或之上并且由反射和/或吸收射在所述遮光器件上的入射光的一种或多种材料制成；

其中每个光电探测器有源区(11、12、22、32)与延伸通过遮光器件(14、15、24、35)并指向所述光电探测器有源区(11、12，22、32)的对应光路(26、36)相关联，以允许入射方向落入给定方向范围内的入射光到达所述光电探测器有源区(11、12、22、32)；

其特征在于：

·所有的光电单元(2、3)并联连接以提供与入射到所有光检测器有源区(11、12、22、32)上的入射光有关的整体输出电信号；以及

·所有的光路(26、36)平行于给定的方向，从而使入射方向与所述给定方向平行的入射光到达所有的光电探测器有源区(11、12、22、32)。

2.根据权利要求1所述的光学传感器，其中所述光路(26、36)垂直于所述半导体衬底(21、31)的所述给定平面表面(13)。

3.根据权利要求1或2所述的光学传感器，其中每个光路(26、36)由形成在所述遮光器件(14、15、24、35)中的一个或多个相应的同轴孔穴(16、17)限定，并且以与所述给定方向平行的相应的轴线为中心。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学传感器，其中：

·光电探测器有源区(11、12、22、32)具有在所述半导体衬底(21、31)的所述给定平面(13)上的同一给定平面尺寸；

·所述光路(26、36)具有同一给定高度和同一给定宽度，所述给定高度和宽度与所述给定平面尺寸有关；以及

·所述给定平面尺寸、所述给定高度和所述给定宽度，以及每个光电检测器有源区(11、12、22、32)相对于对应光路(26、36)的相对位置：

-为所有的光电探测器有源区(11、12、22、32)限定同一给定角度范围，以及

-仅使一定入射方向的入射光到达光探测器有源区(11、12、22、32)，所述入射方向

-与所述给定方向平行，或者

-相对于所述给定方向限定落入所述给定角度范围内的入射角。

5.根据前述权利要求中任一项所述的光学传感器，其中所述遮光器件(14、15、24、35)由一种或多种金属材料制成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的光学传感器，其中所述遮光器件(14、15、24、35)形成在所述多层结构(23、33)中的一个或多个金属层(24)和/或金属互连件中。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的光学传感器，其中所述遮光器件(14、15、24、35)由不透明聚合物制成。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的光学传感器，其中，所述遮光器件(14、15、24、35)由黑色光刻胶制成。

9.根据权利要求7或8所述的光学传感器，其中所述遮光器件(14、15、24、35)形成在所述多层结构(23、33)上。

10.一种可穿戴式生物参数检测装置，包括前述权利要求中任一项所述的光学传感器。