[发明专利]用于可见光和紫外光检测的半导体光学传感器及其对应的制造过程

权利要求书

1.半导体光学传感器(1)，包括：

衬底(2)，集成多个光电检测器区域(4)；以及

CMOS层堆叠(6)，布置在衬底(2)上，并且包括多个介电层(6a)和导电层(6b)；

还包括：UV转换区域(10)，布置在多个第一光电检测器区域(4)上方并被配置为将UV光辐射转换为朝向所述第一光电检测器有源区域(4)的可见光辐射，所述第一光电检测器区域(4)从而被设计为限定用于UV光检测的第一光电检测单元(16)，

其中，所述第一光电检测器区域(4)与集成在所述衬底(2)中并被设计为限定用于可见光检测的第二光电检测单元(16)的多个第二光电检测器区域(4)交替，所述第一光电检测单元和第二光电检测单元形成所述光学传感器(1)的光电检测单元(16)的阵列(15)，共同限定了对UV光辐射和可见光辐射两者敏感的单个图像检测区域(15′)。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述UV转换区域(10)包括浸有荧光染料的有机材料，所述荧光染料被设计为执行UV转换。

3.根据权利要求1或2所述的传感器，其中，所述有机材料是能够吸收UV光并发射可见光辐射的下转换材料，选自以下：路玛近、晕苯、AlQ3′和ZnS：Mn。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，还包括：滤光器区域(11)，布置在所述第二光电检测器区域(4)上方并且由对可见光辐射透明而对UV光辐射不透明的材料制成。

5.根据权利要求4所述的传感器，其中，所述UV转换区域(10)在布置在所述第一光电检测器有源区域和第二光电检测器有源区域(4)上方的盖层(12)内与所述滤光器区域(11)交替。

6.根据权利要求5所述的传感器，其中，CMOS堆叠(6)布置在所述衬底(2)的顶表面(2a)上，所述所述衬底(2)的顶表面(2a)与限定所述光学传感器(1)的外表面的所述衬底(2)的后表面(2b)相对；其中，所述盖层(12)布置在所述CMOS堆叠(6)的顶部介电层(6a)上方。

7.根据权利要求5所述的传感器，其中，所述CMOS堆叠(6)布置在所述衬底(2)的顶表面(2a)上，并且所述CMOS堆叠(6)的顶部介电层(6a)布置在所述光学传感器(1)的外表面处；其中，所述盖层(12)布置在所述衬底(2)的与所述前表面(2a)相对的后表面(2b)上方。

8.根据权利要求4所述的传感器，还包括：光通道区域(7′)，形成在从顶部介电层(6a)朝向所述衬底(2)的前表面(2a)穿过所述CMOS堆叠(6)的沟槽内，所述光通道区域(7′)包括被设计为限定集成在所述CMOS堆叠(6)内的所述UV转换区域(10)的材料；其中，所述光通道区域(7′)布置在相应的第一光电检测器区域(4)上，并且被配置为将光辐射引导向所述相应的第一光电检测器区域。

9.根据权利要求8所述的传感器，包括：透明区域(11′)，在布置在所述CMOS堆叠(6)的顶部介电层(6a)上方的盖层(12)内与所述滤光器区域(11)交替，所述透明区域(11′)被设计为对可见光和UV光辐射两者透明。

10.根据权利要求8或9所述的传感器，其中，所述光通道区域(7′)还布置在相应的第二光电检测器有源区域(4)上，并且被配置为将光辐射引导向所述相应的第二光电检测器有源区域(4)。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的传感器，其中，所述滤光器区域(11)对可见光谱的相应部分是透明的，以实现被设计为过滤所述可见光辐射的RGB滤光器、红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器。

12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述单个图像检测区域(15′)被设计为同时并且以相同的空间分辨率对UV光辐射和可见光辐射两者敏感。