[发明专利]使用薄金属硅化物阳极的自对准光角度传感器

说明书

本公开涉及使用薄金属硅化物阳极的自对准光角度传感器。实施例的各方面针对用于以精确角度光学检测空间中的对象的非接触系统、方法和装置。此方法包括使用自对准肖特基硅化铂(PtSi)PIN光电二极管(夹在中间的本征层的PN二极管)设计和制造用于测量角度响应的光电二极管阵列，该二极管可从多个维度的入射光提供线性角度测量。自对准装置被定义为对光掩模层配准不敏感的器件。与更传统的PIN二极管结构相比，该设计消除了法向入射光在“左”和“右”通道之间的器件偏移。

相关申请的交叉引用

本申请涉及于2013年6月24日提交的、名称为“光学角度测量”的美国实用专利申请No.13/924,797、目前被授予美国专利No.9,435,641、以及涉及于2011年12月19日提交的、名称为“无镜片光学位置测量传感器”的美国实用专利申请No.13/329,510、目前被授予美国专利No.9,702,690，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种自对准光角度传感器。更具体地，本公开描述了与使用薄金属硅化物阳极来制造自对准光角度传感器有关的设备和方法及其应用。

背景技术

光线角度传感器可用于多种应用，例如，用于便携式设备中用户界面控制的手势、对象位置跟踪、工业和自动化监控、角度感测、接近感测以及对象距离测量(三角测量)。使用角度传感器的系统可能需要针对入射光的零角度进行校准。这可能成为及时和昂贵的事情。

光学传感技术已用于在多个维度上定位和跟踪对象的运动。传统的光学位置敏感检测器使用光学透镜将入射光聚焦在检测器的特定区域上，以确定发射或反射光的对象的角位置。透镜将从对象发出的光线聚焦并映射到传感器表面上的特定位置。可以根据光线在传感器处的映射位置和透镜的特性来计算发射光的对象的角位置。虽然需要透镜将光聚焦在检测器的特定区域上以测量从光源发出的光的特性，但是在这些检测器中使用透镜有一些限制。

首先，需要将光学透镜放置在至少等于光检测表面上方的透镜的焦距的高度处。透镜和光检测表面之间的这种所需间隔消耗了电子设备中的额外空间，这使得难以减小设备的尺寸。其次，透镜也代表检测器的成本成分。因此，从这些检测器上消除透镜将减小检测器的高度，并使它们的制造成本降低。

现有的无透镜检测器解决方案使用两个或多个通过其间的沟槽彼此隔离的光电检测器。沟槽与孔对准，使得通过孔之后到达每个光电检测器的入射光的量将随着孔上入射光的角度的改变而改变。然而，沟槽降低了这些光电检测器的光收集效率，因为穿过到达沟槽的孔的光将不会被光电检测器检测到。

在微机械装置中，沟槽的宽度可能为几微米，并且根据狭缝宽度的不同，光检测器的集光效率可能会降低10％到50％。另外，已经难以在基于锗的外延层上制造沟槽，这提供了比基于硅的外延层更高的光检测能力。

因此，需要无沟槽光学检测器生成用于计算关于光源的角度信息的输出。本公开的发明人已经发现了这些缺点，并且认识到对新的对准传感器的需要是自对准的，并且不需要困难的对准和/或校准。

本公开旨在提供本专利申请的主题的概述。并不旨在提供本发明的排他性或详尽的解释。通过将这样的系统与在本申请的其余部分中参照附图所阐述的本发明的某些方面进行比较，对于本领域的技术人员而言，传统和传统方法的进一步的限制和缺点将变得显而易见。

发明内容

实施例的各方面针对用于以精确角度光学检测空间中的对象的非接触系统、方法和装置。此方法涉及使用自对准肖特基硅化铂(PtSi)PIN光电二极管(夹在中间的本征层的PN二极管)设计和制造用于测量角度响应的光电二极管阵列，该二极管可从多个维度的入射光提供线性角度测量。自对准装置被定义为对光掩模层配准不敏感的器件。与更传统的PIN二极管结构相比，该设计消除了法向入射光在“左”和“右”通道之间的器件偏移。