[发明专利]环境光探测器、探测器阵列及方法

说明书

公开了一种环境光探测器、探测器阵列和方法。在实施例中，环境光传感器包括第一多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于照明水平而提供信号，以及第二多个参考元件，每个参考元件被配置为提供参考信号，并且每个参考元件都包括被配置为遮挡相应参考元件免于被照亮的阻挡元件，其中第一多个大于第二多个，并且第一多个传感器元件和第二多个参考元件布置成阵列，以及其中，传感器元件和参考元件横向布置在共享至少一个公共第一触点的公共层基板上或之中。

本申请要求美国专利申请第16/024,437号的优先权，其通过引用结合于此。

技术领域

本申请涉及一种环境光探测器。本申请还涉及环境光探测器、探测器阵列以及形成环境光传感器的方法。

背景技术

环境光传感器(ALS)是一种电子设备，其测量环境照明的强度并输出与照明水平成比例的电信号。然后，该输出可用于控制照明设备的强度或色温。ALS可以包括光电二极管阵列和电流放大器。

暗电流是即使没有光子进入器件时流经光敏器件(例如光电二极管)的相对较小的电流。当探测器没有被入射光照射时，暗电流由探测器中产生的电荷载流子组成。它是半导体的随温度变化的特性。暗电流可以通过加热光电二极管来增加，并且在二极管冷却时相应地减小。

为了使用环境光传感器提供更好的测量结果，期望减少此类传感器中暗电流的影响。

发明内容

实施例提供具有改善的暗电流补偿的环境光传感器。在一方面，环境光传感器包括第一多个传感器元件，每个传感器元件配置成在被光照射时提供信号。换句话说，每个传感器元件被配置为响应于光照而提供信号。传感器信号可以与照明水平成比例。环境光传感器包括第二多个参考元件，每个参考元件被配置为提供参考信号并且包括阻挡元件以遮挡参考元件免于被照亮。第一多个大于第二多个，并且第一多个传感器元件和第二多个参考元件以阵列布置。此外，传感器元件和参考元件被横向地布置在共享至少一个公共触点的公共基板中。

在另一方面，一种环境光传感器，包括第一传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于照明水平和参考元件而提供信号，每个参考元件被配置为提供参考信号并且每个参考元件包括被配置为遮挡相应的参考元件免于被照亮的阻挡元件。传感器元件的数量大于参考元件的数量。传感器元件和参考元件排列成阵列。传感器元件和参考元件横向地布置在共享至少一个公共第一触点的公共层基板上或其中。

一方面，用于参考元件的第二触点布置在参考元件的面向阻挡元件的表面上。此外，用于传感器元件的第二触点可以布置在传感器元件的面向阻挡元件的表面上。替代地，这些触点可以布置在背离阻挡元件的表面上。在一些实施例中，公共触点布置在公共层基板的背离阻挡元件的表面上。例如，这可以通过穿过公共基板的接触通孔来实现。

在一些实施例中，从俯视图来看，阻挡元件大于相应参考元件所占据的面积。例如，阻挡元件可以完全覆盖相应的参考元件并且进一步在参考元件与第一多个传感器元件中的相邻传感器元件之间的空间之间横向地延伸。

在一些情况下，阻挡元件可以在第一多个传感器元件中的传感器元件上与参考元件相邻的一部分上延伸。传感器元件的被阻挡元件覆盖的部分可以在传感器元件的总传感器面积的5％至50％之间，并且特别地在5％至10％之间。

传感器元件和参考元件可各自包括p掺杂层、n掺杂层以及它们之间的有源区，该有源区被配置为在被照亮时产生信号。在一些其他方面，传感器元件和/或参考元件均包括布置在公共基板中的阱，以在阱和公共基板之间形成有源层。

传感器和参考元件的数量可能不同。在一些实施例中，传感器元件和参考元件以阵列布置，使得沿着阵列的边缘的传感器元件和参考元件的比率对应于第一多个和第二多个之间的比率。