用于確定從光電檢測(cè)器元件的表面到源的方向的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于確定從光電檢測(cè)器元件的表面到源的方向的裝置。在各種實(shí)施例中，提供一種裝置。該裝置包括集成電路，該集成電路包括一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件和與該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成的阻擋結(jié)構(gòu)。該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件相對(duì)于該阻擋結(jié)構(gòu)布置以使得由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件響應(yīng)于由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件接收的電磁波而提供的電流指示到提供該電磁波的源的方向。
【專利說(shuō)明】用于確定從光電檢測(cè)器元件的表面到源的方向的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]各種實(shí)施例大體涉及一種用于確定入射到半導(dǎo)體器件的表面上的電磁能的方向的裝置、方法。

【背景技術(shù)】
[0002]例如IR接近檢測(cè)的紅外(IR)接近感測(cè)系統(tǒng)需要不只僅檢測(cè)到物體的距離(極坐標(biāo)系中的r坐標(biāo))的接近傳感器來(lái)能在空間中重建3維(3D)軌跡，例如用于移動(dòng)應(yīng)用例如(移動(dòng))電話、平板電腦(pc)、膝上計(jì)算機(jī)。其它的應(yīng)用例如光源位置檢測(cè)或跟蹤，例如日光跟蹤器。
[0003]在另一常規(guī)布置中，除了光電二極管，還使用超聲源和多個(gè)麥克風(fēng)來(lái)檢測(cè)光源的軌跡。這些解決方案可能具有大材料清單和集成復(fù)雜性。
[0004]在另一常規(guī)布置中，使用具有3D軟件重建或飛行時(shí)間系統(tǒng)的照相機(jī)來(lái)檢測(cè)軌跡。這些解決方案可能是復(fù)雜的、功耗大的并且難以小型化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在各種實(shí)施例中，在這里描述了一種裝置。該裝置包括集成電路。該集成電路可以包括:一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件；和與該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成的阻擋結(jié)構(gòu)；其中該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件相對(duì)于該阻擋結(jié)構(gòu)布置以使得響應(yīng)于該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件接收的電磁波而由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件提供的電流指示到提供該電磁波的源的方向。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]在繪圖中，遍及不同的視圖，類似的參考標(biāo)記通常指代相同的部分。繪圖不必按比例，而是通常將重點(diǎn)放在說(shuō)明本發(fā)明的原理。在以下的描述中，參考以下繪圖描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，其中:
圖1A-1E示出了根據(jù)各種實(shí)施例的裝置的示意圖；
圖2A和2B示出了布置的示意圖；
圖3A和3B示出了光電檢測(cè)器單元陣列的實(shí)施例；并且圖4示出了根據(jù)各種實(shí)施例的裝置的示意方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007]以下具體描述參考附圖，該附圖通過(guò)說(shuō)明方式示出了可以實(shí)踐本發(fā)明的特定細(xì)節(jié)和實(shí)施例。
[0008]措辭“示例性的”在這里用于表示“用作例子、示例或說(shuō)明”。在這里描述為“示例性的”的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)并不必須被解釋為比其它的實(shí)施例或設(shè)計(jì)優(yōu)選或有優(yōu)勢(shì)。
[0009]關(guān)于“在一側(cè)或表面上方”形成的沉積材料使用的措辭“在...上方”在這里可以用于表示該沉積材料可以直接形成在該暗示的側(cè)或表面上，例如與該暗示的側(cè)或表面直接接觸。關(guān)于“在一側(cè)或表面上方”形成的沉積材料使用的措辭“在...上方”在這里可以用于表示該沉積材料可以間接形成在該暗示的側(cè)或表面上，其中一個(gè)或多個(gè)附加層布置在該暗示的側(cè)或表面和該沉積材料之間。
[0010]在各種實(shí)施例中，裝置被提供有集成電路。該集成電路在單個(gè)芯片上集成所需的功能而不需要多個(gè)發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)。這可以降低所需的材料清單、系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。
[0011]在各種實(shí)施例中，提供一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件。例如，光電檢測(cè)器元件可以是光電二極管、雪崩光電二極管、光電晶體管或其它感光結(jié)構(gòu)。在各種實(shí)施例中，光電檢測(cè)器元件可以吸收電磁輻射并且可以形成為有線光電檢測(cè)器元件、表面裝配器件(SMD)光電檢測(cè)器元件或板上芯片光電檢測(cè)器元件(管芯)，例如光電檢測(cè)器陣列、感光線。在各種實(shí)施例中，有線光電檢測(cè)器元件可以包括半導(dǎo)體芯片，半導(dǎo)電的區(qū)域，其中半導(dǎo)體芯片和/或區(qū)域根據(jù)吸收的電磁輻射(諸如光)產(chǎn)生電流。半導(dǎo)體芯片可以被外罩密封。換句話說(shuō):在各種實(shí)施例中，吸收電磁輻射的光電子器件可以包括一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片，該一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片吸收電磁輻射，例如一個(gè)或多個(gè)有線光電檢測(cè)器元件或SMD光電檢測(cè)器元件；或者該一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片形成為吸收電磁輻射的半導(dǎo)體(光電檢測(cè)器)芯片，例如板上芯片。在該描述中，電磁輻射可以是光、紫外輻射、X射線和/或紅外輻射。在各種實(shí)施例中，光電檢測(cè)器元件可以是集成電路的一部分，換句話說(shuō)，可以單片集成在該集成電路中。在各種實(shí)施例中，多個(gè)光電檢測(cè)器元件可以形成在公共封裝下方。在各種實(shí)施例中，該封裝可以至少部分形成為封閉件，光學(xué)裝置(例如透鏡、衍射光柵、開(kāi)孔)；或者該封裝可以包括染料，例如熒光染料。光電檢測(cè)器元件可以形成或者放置在基底(例如引線框架、金屬箔、印刷電路板或者柔性印制電路板)上。光電檢測(cè)器元件可以與該基底有線接合，例如使用金屬線。
[0012]在各種實(shí)施例中，提供包括集成電路的裝置。該集成電路包括一個(gè)或多個(gè)被配置成檢測(cè)電磁能的光電檢測(cè)器元件和至少一個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)，該阻擋結(jié)構(gòu)與該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成并且被配置成阻擋入射到該集成電路上的電磁能的至少一部分。該裝置進(jìn)一步包括檢測(cè)模塊，該檢測(cè)模塊耦合到該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件并且被配置成基于由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件檢測(cè)的電磁能的量而確定入射到該集成電路上的電磁能相對(duì)于該電磁能的源的方向。
[0013]在各種實(shí)施例中，在這里描述集成電路，該集成電路可以包括:一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件；和與該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成的阻擋結(jié)構(gòu)；其中該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件相對(duì)于該阻擋結(jié)構(gòu)布置以使得由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件響應(yīng)于由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件接收的電磁波而提供的電流指示到提供該電磁波的源的方向。
[0014]在該裝置的一個(gè)實(shí)施例中，該集成電路可以包括多個(gè)光電檢測(cè)器元件。
[0015]在該裝置的一個(gè)實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件包括一個(gè)或多個(gè)光敏結(jié)構(gòu)，其從由如下組成的組中選擇:光電二極管、雪崩光電二極管和光電晶體管。
[0016]在該集成電路的一個(gè)實(shí)施例中，該多個(gè)光電檢測(cè)器元件可以包括至少兩個(gè)光電檢測(cè)器元件。具有兩個(gè)光電檢測(cè)器元件的集成電路可以允許確定電磁輻射的源到該裝置的距離和一個(gè)方向。
[0017]在該集成電路的一個(gè)實(shí)施例中，該多個(gè)光電檢測(cè)器元件可以包括至少四個(gè)光電檢測(cè)器元件(圖2A)。具有四個(gè)光電檢測(cè)器元件的集成電路可以允許確定電磁輻射的源到該裝置的距離和方向。
[0018]在該裝置的一個(gè)實(shí)施例中，該集成電路可以進(jìn)一步包括多個(gè)光電檢測(cè)器單元，其中每個(gè)光電檢測(cè)器單元包括多個(gè)光電檢測(cè)器元件和多個(gè)鄰近該至少一個(gè)光電檢測(cè)器單元布置的阻擋結(jié)構(gòu)。
[0019]在該裝置的一個(gè)實(shí)施例中，該集成電路可以進(jìn)一步包括多個(gè)光電檢測(cè)器單元；其中該阻擋結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)，其中至少一些阻擋結(jié)構(gòu)橫向設(shè)置在兩個(gè)相應(yīng)的光電檢測(cè)器單元之間。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置可以進(jìn)一步包括設(shè)置在該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件上方的后道(back-end-of-line)結(jié)構(gòu)；其中該阻擋結(jié)構(gòu)包括該后道結(jié)構(gòu)的至少一部分。包括一個(gè)或多個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)的后道結(jié)構(gòu)的該阻擋結(jié)構(gòu)可以形成為例如開(kāi)孔或者準(zhǔn)直器。在一個(gè)實(shí)施例中，該后道結(jié)構(gòu)可以包括外殼或者形成為外殼。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，該阻擋結(jié)構(gòu)包括集成電路的中間介電(interdielectric)層和金屬化層中的至少一個(gè)。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，在多個(gè)柱之間的集成電路的一部分包括至少一個(gè)中間介電層。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，后道結(jié)構(gòu)可以包括用作阻擋結(jié)構(gòu)的金屬化結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，該金屬化結(jié)構(gòu)可以包括或者可以由以下形成:鐵、鋼、鋁、銅、銀、金、鈀、鎂、鈦、鉬、鎳、錫、鋅。在一個(gè)實(shí)施例中，該金屬化結(jié)構(gòu)可以形成為鏡子、開(kāi)孔和/或準(zhǔn)直器。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，該金屬化結(jié)構(gòu)可以包括導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)和中間介電材料；其中該阻擋結(jié)構(gòu)包括該導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)的至少一部分。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，該導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)可以包括至少一個(gè)導(dǎo)電通孔或者通孔-棒；其中該阻擋結(jié)構(gòu)包括該至少一個(gè)導(dǎo)電通孔或者通孔-棒的至少一部分。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，至少一部分中間介電材料可以形成在該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件的輻射通道中，例如在兩個(gè)相鄰的阻擋結(jié)構(gòu)之間，其中該相鄰的阻擋結(jié)構(gòu)可以形成用于該光電檢測(cè)器兀件的框架。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，至少一部分中間介電材料相對(duì)于電磁波可以是光學(xué)透明的和光學(xué)半透明的之一。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，至少一部分中間介電材料和至少一部分阻擋結(jié)構(gòu)可以利用CMOS工藝形成，例如其中該中間介電材料和/或該阻擋結(jié)構(gòu)是由CMOS工藝的層形成的。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，該至少一個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝堆疊的多個(gè)金屬化層的至少一部分。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，該中間介電材料形成為對(duì)于從源發(fā)射的電磁福射和/或從阻擋結(jié)構(gòu)反射的電磁輻射來(lái)說(shuō)至少部分透明或者半透明。
[0031 ] 在各種實(shí)施例中，半透明的中間介電材料基本上透射光，其中該透射光可以被中間介電結(jié)構(gòu)部分散射，例如在一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域例如紅外輻射或者光中。在各種實(shí)施例中，透明中間介電材料基本上透射光，例如在一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域例如紅外輻射或者光中。在一個(gè)實(shí)施例中，半透明的中間介電材料可以包括位于電磁輻射和/或散射粒子的路徑中的至少一個(gè)粗接口。在一個(gè)實(shí)施例中，中間介電材料可以包括或者可以由如下形成:硅、二氧化硅，例如玻璃、熔融石英、氮化硅、碳化硅藍(lán)寶石、聚烯烴(例如具有高或低密度的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP))、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚對(duì)苯二甲酸乙酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亞胺(PI)、聚醚酮(PEEK )、硅樹(shù)脂、聚硅氨烷、樹(shù)脂、環(huán)氧化物。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件可以包括一個(gè)或多個(gè)紅外光電檢測(cè)器元件。
[0033]在一個(gè)實(shí)施例中，該阻擋結(jié)構(gòu)可以至少部分具有被配置成反射該電磁波的表面，例如反射表面，例如高反射或者全反射。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，該阻擋結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)被配置成反射電磁波的表面。
[0035]在該集成電路的一個(gè)實(shí)施例中，該集成電路可以進(jìn)一步包括阻擋結(jié)構(gòu)，其包括填充有電磁波反射材料的刻蝕的基底溝槽。
[0036]在該集成電路的一個(gè)實(shí)施例中，該集成電路可以進(jìn)一步包括阻擋結(jié)構(gòu)，其包括覆蓋有電磁波反射涂層的刻蝕的基底溝槽。
[0037]該集成電路可以包括被配置成發(fā)射電磁波的電磁波源。在各種實(shí)施例中，電磁輻射源可以發(fā)射電磁輻射，該電磁輻射也可以稱為電磁波。例如，該電磁波源可以被配置成發(fā)射紅外光。該電磁波源可以包括至少一個(gè)發(fā)光二極管。
[0038]在各種實(shí)施例中，該集成電路可以進(jìn)一步包括密封材料，其至少部分密封該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件和該阻擋結(jié)構(gòu)。該密封材料可以包括或者可以形成為外殼。
[0039]在該裝置的一個(gè)實(shí)施例中，該集成電路和該檢測(cè)模塊可以彼此單片集成。
[0040]在該裝置的一個(gè)實(shí)施例中，該裝置可以進(jìn)一步包括可移動(dòng)結(jié)構(gòu)；其中該檢測(cè)模塊進(jìn)一步被配置成取決于該確定的方向控制該可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)。移動(dòng)可以是例如旋轉(zhuǎn)，傾斜，增加或者降低該距離的移位，例如該可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的變窄或打開(kāi)。該可移動(dòng)結(jié)構(gòu)可以包括光跟蹤結(jié)構(gòu)。此外，該光跟蹤結(jié)構(gòu)可以包括日光跟蹤器。
[0041]在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)模塊可以被配置成確定從該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件的表面到提供電磁波的源的方位角和極角。在一個(gè)實(shí)施例中，該源可以以限定的頻率脈動(dòng)從而區(qū)別于相同環(huán)境中的其它存在源。在一個(gè)實(shí)施例中，該源將表現(xiàn)為信標(biāo)，在其它實(shí)施例中，該源可以用作指向參考。在一個(gè)實(shí)施例中，該源可以反射來(lái)自第二源的光。
[0042]在該裝置的一個(gè)實(shí)施例，檢測(cè)模塊可以包括將電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流值的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該檢測(cè)模塊可以包括直流去除電路以去除由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件提供的電流的直流部分。因?yàn)樵撘粋€(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件可以被偏置并且可能遭受漏電流，或者當(dāng)使用脈動(dòng)光源時(shí)，因?yàn)橹绷餍盘?hào)可以來(lái)自存在的環(huán)境光并且不攜帶有關(guān)該脈動(dòng)光源的任何信息，由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件提供的直流的一部分可以被去除。
[0043]在各種實(shí)施例中，提供一種方法，該方法包括經(jīng)由至少一個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)阻擋來(lái)自源的電磁能的至少一部分，該阻擋結(jié)構(gòu)與被配置成檢測(cè)電磁能的至少一個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成。該方法進(jìn)一步包括經(jīng)由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件來(lái)檢測(cè)來(lái)自該源的電磁能的量。該方法進(jìn)一步包括基于由一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件檢測(cè)的電磁能的量來(lái)確定入射到該集成電路上的電磁能相對(duì)于該源的方向。
[0044]在各種實(shí)施例中，提供一種用于確定從集成電路的一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器兀件的表面到提供電磁波的源的方向的方法。該集成電路可以包括一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件和與該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成的阻擋結(jié)構(gòu)。該方法可以包括:檢測(cè)由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件響應(yīng)于由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件接收的電磁波而提供的電流，其中該電流指示到提供該電磁波的源的方向；并且使用該檢測(cè)電流來(lái)確定到該源的方向。
[0045]該方法可以包括:對(duì)于當(dāng)該阻擋結(jié)構(gòu)被完全反射或者當(dāng)阻擋結(jié)構(gòu)是完全不透明的情況，對(duì)由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件提供的電流的處理。該方法可以包括該測(cè)量電流值的線性組合，以確定到光源的距離r和其在空間中的極坐標(biāo)(θ，φ )。該方法可以包括基于該測(cè)量電流的線性組合的結(jié)果的計(jì)算算法或者具有用作輸入的相同結(jié)果的查找算法。
[0046]將不做限制地描述一個(gè)示例，該示例假定這樣的光源的移動(dòng)，其被限定在XZ面(y=O)并且具有距該檢測(cè)器的恒定距離，即如果該檢測(cè)器定位在極軸參考系的原點(diǎn)且其表面平行于xy面，則該源正以恒定距離(r=常數(shù))和Φ=0或者Φ=180°移動(dòng)。在這樣的情況下，有可能計(jì)算
IX - (IlR2 + IlR4)_ (IlRl + IlR3)
這里，IX是該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件的電流，作為光源的X坐標(biāo)的函數(shù)，其中作為示例，Iie2是第二光電檢測(cè)器元件的電流。
[0047]在來(lái)自該阻擋結(jié)構(gòu)的全反射的情況中和在來(lái)自阻擋結(jié)構(gòu)的全吸收的情況中二者，在對(duì)于Θ的邊界內(nèi)，IX的值與Sin (Θ)成正比，其中Θ是放置在XZ面上并且以r=常數(shù)在該檢測(cè)器之上移動(dòng)的輻射源的極坐標(biāo)。
[0048]相同的結(jié)論可以延伸至在yz面中具有恒定距離(r =常數(shù))以及Φ= 90°或者Φ =270°的移動(dòng)；在這種情況下，該計(jì)算將是IY= (IIE1+IIE2)- (IIE3+ IIK4)，其中IY是該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件的電流，作為光源的y坐標(biāo)的函數(shù)。在對(duì)于Θ的邊界內(nèi)，值IY與sin(Θ)成正比，其中Θ是放置在xz面上并且以恒定距離(r =常數(shù))在該檢測(cè)器之上移動(dòng)的輻射源的極坐標(biāo)。
[0049]在極軸參考系內(nèi)，離檢測(cè)器恒定距離(r =常數(shù))的該光源的軌跡可以描述為電流I的微變，其中I是IX和IY的疊加。
[0050]光源離檢測(cè)器的距離，也就是說(shuō)值r，可以從接近測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)方法推論。該方法可以使用所有的電流的和以估計(jì)該入射光的強(qiáng)度，其可以隨源的距離而減少。
[0051]在各種實(shí)施例中，提供一種制造集成電路的方法。該方法可以包括:在集成電路中形成一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件，其被配置成檢測(cè)電磁能；在該集成電路中形成與該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成的至少一個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)，并且將檢測(cè)模塊耦合到該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器，其中該檢測(cè)模塊被配置成基于由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件檢測(cè)的電磁能的量來(lái)確定入射到該集成電路上的電磁能相對(duì)于該電磁能的源的方向。
[0052]在各種實(shí)施例中，提供一種制造集成電路的方法。該方法可以包括:形成一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件；并且形成與該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成的阻擋結(jié)構(gòu)，以使得該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件相對(duì)于該阻擋結(jié)構(gòu)布置以使得由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件響應(yīng)于由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件接收的電磁波而提供的電流指示到提供該電磁波的源的方向。
[0053]圖1A示出示意坐標(biāo)系。描述了相對(duì)于位于具有笛卡爾坐標(biāo)X 104,y 106和z 108的笛卡爾坐標(biāo)系的原點(diǎn)處的檢測(cè)器116的輻射源102的位置，具有距離r 110、方位角Θ112和極角Φ 114。
[0054]圖1B到ID示出根據(jù)各種實(shí)施例的裝置的示意截面圖。
[0055]對(duì)于I維(ID)結(jié)構(gòu)(在圖2和圖3中描述了 2維(2D)結(jié)構(gòu)的例子)，效果的示意圖在以下圖1B到ID中示出。描述了電磁輻射源102，其中輻射源發(fā)射電磁輻射132、134、136，例如光、紫外線輻射、IR輻射、X射線。發(fā)射的電磁輻射132、134、136至少部分落在裝置116上。裝置116可以至少包括第一光電檢測(cè)器124、第二光電檢測(cè)器126和阻擋結(jié)構(gòu)130。
[0056]光電檢測(cè)器元件124、126和阻擋結(jié)構(gòu)130可以集成在公共基底122上和/或中，例如單片集成，例如使得該基底122的一部分形成為阻擋結(jié)構(gòu)130和光電檢測(cè)器124、126的基底122。光電檢測(cè)器可以包括光活性表面，以使得從沖擊輻射產(chǎn)生電流，例如CMOS光電檢測(cè)器。該基底可以包括互連(未示出)，例如導(dǎo)體路徑、導(dǎo)體軌跡和/或條狀導(dǎo)體，其電連接到該光電檢測(cè)器元件124、126并且電連接到電路。以這種方式，取決于該電磁輻射相對(duì)于光電檢測(cè)器元件124、126的表面的入射角，該沖擊電磁輻射可以產(chǎn)生電流。換句話說(shuō):該兩個(gè)光電檢測(cè)器元件124、126可以接收直射光132和反射光134，其強(qiáng)烈依賴于入射角112、114。光132、134在第一光電檢測(cè)器124和/或第二光電檢測(cè)器126中產(chǎn)生電流。兩個(gè)電流之間的關(guān)系包含關(guān)于該光入射角的信息，如圖1B到圖1D所示。
[0057]阻擋結(jié)構(gòu)130可以這樣布置和/或設(shè)計(jì)以使得入射輻射132的至少一部分直接落在該光電檢測(cè)器元件124、126中的至少一個(gè)上。阻擋結(jié)構(gòu)130可以設(shè)計(jì)為使得入射輻射134的至少一部分在光電檢測(cè)器元件124、126的方向上反射，例如包括使得電磁輻射至少部分被反射、例如全反射的材料或者表面形貌，例如包括鏡子或者準(zhǔn)直器。阻擋結(jié)構(gòu)130可以布置和/或設(shè)計(jì)為使得入射輻射136的至少一部分被阻擋以防止沖擊在該光電檢測(cè)器元件124、126上。由阻擋結(jié)構(gòu)對(duì)輻射的阻擋也可以表示為遮蔽。在各種實(shí)施例中，阻擋結(jié)構(gòu)130可以至少部分成形為類似于準(zhǔn)直器、開(kāi)孔或者縫隙開(kāi)孔。換句話說(shuō):阻擋結(jié)構(gòu)130部分反射在匹配光電檢測(cè)器陣列上的光134,部分遮蔽來(lái)自匹配光電檢測(cè)器陣列的光136。取決于該阻擋結(jié)構(gòu)的高度和/或形狀，該光電檢測(cè)器元件的尺寸可以被適配。該裝置可以以如下方式形成:當(dāng)光以約45°角落在該裝置上時(shí)，在光電檢測(cè)器元件124、126之一上產(chǎn)生全陰影。在一個(gè)實(shí)施例中，阻擋結(jié)構(gòu)130可以是基底122的一部分，例如填充的溝槽。在一個(gè)實(shí)施例中，光電檢測(cè)器元件124、126可以至少部分嵌入在基底122中，其中光活性表面仍舊暴露。在一個(gè)實(shí)施例中，該結(jié)構(gòu)可以是背照射的。在一個(gè)實(shí)施例中，光電檢測(cè)器元件可以經(jīng)由硅基底中的擴(kuò)散而建立，例如作為光電二極管、光電晶體管。這可以形成單片集成器件。在一個(gè)實(shí)施例中，光電檢測(cè)器元件可以是隔離的光電檢測(cè)器元件，其通過(guò)粘著劑或者模制物附著于該基底。這可以形成另一個(gè)形式的單片集成器件。光電檢測(cè)器元件可以利用至少一個(gè)通孔(未示出)電連接到檢測(cè)模塊(見(jiàn)圖4)。檢測(cè)模塊410 (見(jiàn)圖4)可以至少部分嵌入在該基底122中。
[0058]落在光電檢測(cè)器兀件124、126上的光產(chǎn)生電流128,其提供信號(hào),該信號(hào)與入射光的入射角相關(guān)聯(lián)，以便可以獲得有關(guān)光源102的方位角和極角114的信息。該裝置可以比典型的“象限光電檢測(cè)器”小得多。以這種方式，該裝置將期望的功能集成在單個(gè)芯片上，而不需要多個(gè)發(fā)射機(jī)和/或接收器。這可以減少材料清單，系統(tǒng)成本和/或復(fù)雜性。整體布置可以集成在單個(gè)包裝中，從而減少成本和集成復(fù)雜性。可以在同樣的基底122上形成或建立智能以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)集成，例如用于光跟蹤應(yīng)用，例如日光跟蹤器、光源跟蹤器。最終裝置可以是小的并且足夠容易地處理以用于照明控制和家用電器上的簡(jiǎn)單用戶接口。該方法可以集成在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝流程中。
[0059]輻射源可以發(fā)射電磁波132、134、136，例如光，取決于輻射的入射角，其從阻擋結(jié)構(gòu)的相同部分或不同部分被部分阻擋136和部分反射134。發(fā)射的光的至少一部分直接落在至少一個(gè)光電檢測(cè)器126上。光電檢測(cè)器元件124中的至少一個(gè)可能不被直射光132或者反射光134照射并且至少一個(gè)光電檢測(cè)器可以產(chǎn)生所吸收反射光134和直射光132的第一電流128，如圖1B所示。
[0060]在輻射源102的另一個(gè)位置，比圖1B中多的光電檢測(cè)器元件124、126被照射。因此，更多的光電檢測(cè)器元件124、126可以產(chǎn)生電流138、142。取決于輻射源關(guān)于光電檢測(cè)器元件124、126的位置(r、θ、Φ )，第二電流138和第三電流142可以由光電檢測(cè)器元件124、126產(chǎn)生，在圖1C中示出。在特殊情況下，當(dāng)輻射源在光電檢測(cè)器元件124、126上方居中時(shí),光電檢測(cè)器元件124、126可以產(chǎn)生相等的電流142，在圖1D中所示。
[0061]圖1B到ID示出照射電磁波132、134、136的路徑的裝置的示意截面圖。圖1E示出描述關(guān)于該布置的部分的裝置的另外部件的示意截面圖(圖4)。該裝置可以形成為一個(gè)單個(gè)單片集成器件，如圖1e中示意所示那樣。在截面圖中示出的層要僅僅被理解為層的例子。如期望的那樣，每個(gè)層可以包括一個(gè)或多個(gè)子層。而且，層可以在替換實(shí)施例中被省去。
[0062]如圖1E所示，提供基底122以及第一個(gè)光電檢測(cè)器124、第二光電檢測(cè)器126、阻擋結(jié)構(gòu)130和層間電介質(zhì)144、中間結(jié)構(gòu)146、表面結(jié)構(gòu)148和金屬化層,金屬化層包括例如一個(gè)或多個(gè)橫向電連接150和一個(gè)或多個(gè)電路152，該一個(gè)或多個(gè)電路提供在基底122上并且可選地連接到第一光電檢測(cè)器124和/或第二光電檢測(cè)器。
[0063]層間電介質(zhì)144可以包括介電材料或者可以由此形成，例如金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物，例如氧化招、氧化鋅、氧化錯(cuò)、氧化鈦、氧化鉿、氧化鉭、氧化鑭、氧化娃、氮化娃、氮氧化娃、氧化銦錫、氧化銦鋅、摻招氧化鋅、氮化鈦、氮化鉭、鶴、鉻、碳化娃或者其混合物和合金，或者低k電介質(zhì)(換句話說(shuō)，具有小于氧化硅的介電常數(shù)的介電常數(shù)的電介質(zhì)，即介電常數(shù)小于3.9)。層間電介質(zhì)144可以是透明的或者半透明的。
[0064]阻擋結(jié)構(gòu)130可以具有反射電磁波的材料，例如金屬或者介電結(jié)構(gòu)，例如鏡子、干涉層。阻擋結(jié)構(gòu)130可以形成為通孔或者通孔-棒，并且可以垂直地連接該裝置的若干導(dǎo)電層，或者可以與另一個(gè)導(dǎo)電層電隔離。阻擋結(jié)構(gòu)130可以形成為該光電檢測(cè)器元件124、126之一的電接觸。阻擋結(jié)構(gòu)130可以由金屬，例如Cu、Pt、Mg、Al、Ba、In、Ag、T1、Co、W和Au以及這些材料的化合物、組合或合金和/或其硅酸鹽和/或氮化物形成。
[0065]可選的中間結(jié)構(gòu)146可以具有擴(kuò)散阻擋、刻蝕阻擋層、粘著增進(jìn)層等或可以形成為這樣的層。在各種實(shí)施例中，中間結(jié)構(gòu)146可以包括高k (具有高于3.9的介電常數(shù))和/或低k (具有低于3.9的介電常數(shù))材料。在各種實(shí)施例中，中間結(jié)構(gòu)146可以具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多層，其中這些層可以具有相似的或不同的光、電和化學(xué)性質(zhì)。在各種實(shí)施例中，中間結(jié)構(gòu)146可以包括氧化招、氧化鋅、氧化錯(cuò)、氧化鈦、氧化鉿、氧化鉭、氧化鑭、氧化娃、氮化娃、氮氧化娃、氧化銦錫、氧化銦鋅、摻招氧化鋅、氮化鈦、氮化鉭、鶴、鉻、碳化硅或其混合物和合金。
[0066]表面結(jié)構(gòu)148可以具有擴(kuò)散阻擋、薄膜密封、導(dǎo)電層(例如電極或接觸焊盤(pán))或粘著增進(jìn)層。在各種實(shí)施例中，表面結(jié)構(gòu)148可以包括高k和/或低k材料。在各種實(shí)施例中，表面結(jié)構(gòu)148可以具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多層，其中這些層可以具有相似的或不同的光、電和化學(xué)性質(zhì)，例如具有不同的功能。在各種實(shí)施例中，表面結(jié)構(gòu)148可以包括氧化鋁、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鉿、氧化鉭、氧化鑭、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化銦錫、氧化銦鋅、摻招氧化鋅、氮化鈦、氮化鉭、鶴、鉻、碳化娃或其混合物和合金。
[0067]橫向電連接150可以形成為:水平連接層，橫向連接該布置的不同的部分。它可以由導(dǎo)電材料和/或金屬或?qū)щ娋酆衔镄纬?，該?dǎo)電材料例如為與阻擋結(jié)構(gòu)130—樣的材料。在各種實(shí)施例中，形成在電磁波132、134、136的路徑中的橫向電連接150可以是透明的或半透明的。在各種實(shí)施例中，橫向電連接150可以包括透明導(dǎo)電氧化物(TC0)、金屬氧化物(諸如氧化鋅、氧化錫等等)或可以由其形成。此外，橫向電連接150可以包括二元金屬氧化物化合物(諸如Zn0、Sn02或Ιη203)、三元金屬氧化合物(諸如AlZnCKZn2SnO4等等)或不同的透明導(dǎo)電氧化物的混合物或由其形成。此外，TCO不必需要對(duì)應(yīng)于化學(xué)計(jì)量成分，并且可以是摻雜的，例如P摻雜或η摻雜。此外，橫向電連接150可以形成為金屬，以使得電磁輻射的反射或吸收是低的，例如Cu、Pt、Mg、Al、Ba、In、Ag、Co、W或Au以及這些材料的化合物、組合或合金的薄膜，例如具有約10nm-50nm的厚度的金層。
[0068]電路152可以直接或間接地電連接到光電檢測(cè)器元件124、126之一。換句話說(shuō):電路152可以是布置400的一部分(見(jiàn)圖4)，例如多路器級(jí)402、直流去除器404、檢測(cè)模塊410和/或數(shù)字濾波器412，或可以是該布置的部件的一部分，例如是作為檢測(cè)模塊410的一部分的模數(shù)轉(zhuǎn)換器420或模數(shù)轉(zhuǎn)換器420的一部分。電子電路152可以包括一個(gè)或多個(gè)pn結(jié)或可以由此形成，例如作為二極管、用于交流電的二極管(DIAC)、晶體管、用于交流電的三極管(TRIAC)、晶閘管、集成電路、電荷耦合器件、收發(fā)器、接收器等等。電子電路152可以是數(shù)字電子器件，例如晶體管晶體管邏輯電路(TTL)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)。
[0069]層間電介質(zhì)144、中間結(jié)構(gòu)146、表面結(jié)構(gòu)148、橫向電連接150和/或電子電路152可以形成在落在光電檢測(cè)器元件124、126上的電磁波132、134的路徑中或可以緊鄰阻擋結(jié)構(gòu)130形成。層間電介質(zhì)144、中間結(jié)構(gòu)146、表面結(jié)構(gòu)148、橫向電連接150和/或電子電路152可以彼此堆疊和/或可以彼此緊鄰形成。
[0070]此外，光電檢測(cè)器元件124、126和/或電子電路152可以連接到在基底122上的重新分配層(未示出)，例如在下表面上，例如作為底接觸；或在上表面上，在層間電介質(zhì)144上或作為表面結(jié)構(gòu)154的一部分,作為頂接觸。
[0071]圖2A和2B示出布置的示意圖。
[0072]圖2A示出根據(jù)各種實(shí)施例的四倍頻光電檢測(cè)器單元的示意圖。
[0073]描述了第一光電檢測(cè)器124、第二光電檢測(cè)器126、第三光電檢測(cè)器202、第四光電檢測(cè)器204、阻擋結(jié)構(gòu)130和基底122的一部分。基底可以形成為引線框架、硅晶片、合成半導(dǎo)體、金屬箔或印刷電路板(例如柔性印制電路板)。可以提供根據(jù)圖2A描述的多象限光電檢測(cè)器200。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)單元可以緊臨彼此形成(例如以二維陣列布置)在公共基底上以增加信號(hào)幅度，因?yàn)楣怆姍z測(cè)器大小應(yīng)當(dāng)匹配所使用技術(shù)的金屬堆疊高度，如圖2B所示。對(duì)于基本象限光電檢測(cè)器單元200，其它形狀是可能的，例如直線的、三角形的、五角的、六邊形等等。每個(gè)光電檢測(cè)器單元200可以包括匹配數(shù)目的光電檢測(cè)器元件。陣列可以包括具有不同種類的光電檢測(cè)器元件的光電檢測(cè)器單元，例如對(duì)電磁輻射的不同波長(zhǎng)敏感的光電檢測(cè)器元件。
[0074]圖3A和圖3B示出光電檢測(cè)器單元陣列的實(shí)施例。
[0075]圖3A示出具有由阻擋結(jié)構(gòu)130 (例如由金屬阻擋結(jié)構(gòu)130)分離的一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件124、126、202、204的光電檢測(cè)器單元陣列的實(shí)施例的平面圖。光電檢測(cè)器單元可以具有從約5Mm到約100 μ m范圍內(nèi)的寬度，例如從約1ym到約50 μ m范圍內(nèi)的寬度。圖3B示出圖3A的實(shí)施例的透視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，光電檢測(cè)器單元陣列200可以被用于光跟蹤應(yīng)用，其中外部光源應(yīng)該被指向或指到以檢測(cè)它相對(duì)于光電檢測(cè)器元件的位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)連接到適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理裝置時(shí)，光電檢測(cè)器單元陣列可以被用于方向敏感接近檢測(cè)。在這種情況下,可以檢測(cè)從物體反射的光的方向和距離。阻擋結(jié)構(gòu)130通?？梢跃哂腥我庑螤?，例如多邊體，例如立方形狀，替換地，圓柱形形狀或蜂窩狀結(jié)構(gòu)。阻擋結(jié)構(gòu)130的高度可以適配或匹配到?jīng)_擊電磁波(例如來(lái)自電磁波源(例如光源102)的光)，例如適配或匹配到電磁波源(例如光源102)的位置，和/或適配或匹配到光電檢測(cè)器元件的該位置和/或形狀和/或大小，以便能夠確定從電磁波的方向。例如，通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)的后道(BEO)層，阻擋結(jié)構(gòu)130的高度可以在從約2Mm到約50 μ m的范圍內(nèi)，例如從約4Mm到約1ym的范圍內(nèi)。通過(guò)增加或延伸BEOL堆疊，50μ m的高度可以是可能的。
[0076]例如，阻擋結(jié)構(gòu)可以包括對(duì)任何CMOS技術(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)金屬堆疊層的使用，該標(biāo)準(zhǔn)金屬堆疊層被圖案化以便形成光阻擋結(jié)構(gòu)130，例如準(zhǔn)直墻130。通孔結(jié)構(gòu)可以被添加以填充也具有通孔-棒形式的金屬層之間的垂直間隙，從而產(chǎn)生對(duì)通過(guò)該阻擋的光透射的完全阻擋。標(biāo)準(zhǔn)0.13 μ m CMOS技術(shù)的金屬是從約0.3 Mm (對(duì)于最低的走線金屬(Ml))到0.5 Mm(對(duì)于最高的走線金屬(例如M6))到I μ m (對(duì)于頂部Al走線金屬層)的范圍內(nèi)。每個(gè)金屬可以通過(guò)氧化硅和/或氮化硅的約0.3Mm到0.5Mm的層與其相鄰的金屬層分離。例如，該結(jié)構(gòu)因此可以在該技術(shù)中具有約5μπι的高度。金屬間空間可以由通常用作插塞的通孔結(jié)構(gòu)填充以連接覆蓋金屬。該通孔可以在一個(gè)方向上延伸，以便形成對(duì)光不透的阻擋連續(xù)金屬阻擋。
[0077]在優(yōu)選實(shí)施例中，阻擋結(jié)構(gòu)的最終形狀可以類似于圖3Β示出的例子，其中四個(gè)相等的正方形光電檢測(cè)器元件的每個(gè)單元被由標(biāo)準(zhǔn)cmos金屬堆疊的金屬層形成的四個(gè)垂直結(jié)構(gòu)圍繞。該單元然后被重復(fù)以覆蓋足夠大的面積，其確保足夠的信號(hào)幅度用于后續(xù)處理。
[0078]圖4示出根據(jù)各種實(shí)施例的器件的示意方框圖。
[0079]描述了方框圖，包括根據(jù)圖1-圖4的實(shí)施例的具有集成電路422 (例如4通道檢測(cè)器系統(tǒng)422)的裝置。4通道檢測(cè)器系統(tǒng)422可以包括電磁輻射吸收半導(dǎo)體裝置，例如根據(jù)圖2或圖3的一個(gè)實(shí)施例的四個(gè)光電檢測(cè)器元件124、126、202、204。在一個(gè)實(shí)施例中，光電檢測(cè)器元件124、126、202、204的輸入電流可以通過(guò)用頻率為f0的電流調(diào)制輸入電流來(lái)偏置。集成電路422的光電檢測(cè)器元件124、126、202、204可以用它們的輸出與電路422的多路器級(jí)402的輸入電連接。與多路器級(jí)402連接的光電檢測(cè)器元件124、126、202、204的輸出可以被解調(diào)，例如相干解調(diào)，并且包括DC去除404。多路器級(jí)402的輸出可以連接到器件400的檢測(cè)模塊410。檢測(cè)模塊410可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 420。
[0080]檢測(cè)模塊410可以進(jìn)一步包括數(shù)字濾波器412，其中數(shù)字濾波器412與檢測(cè)模塊410連接。
[0081]裝置可以產(chǎn)生以測(cè)量光入射角的最后信息從如下計(jì)算產(chǎn)生:1X _ (IlR2 + IlR4)_ (IlRl + IlR3)_ (IlR2_IlR3)_ (IlRl_IlR4)
IY _ (IlRl + IlR2)_ (IlR3+IlR4)_ (IlR2_IlR3)+ (IlRl_IlR4) 這里IX表示與輻射源102的X位置104 (見(jiàn)圖1a)有關(guān)的電流的組合，IY表示與輻射源102的y位置106有關(guān)的電流的組合，Iiei表不由第一光電檢測(cè)器124產(chǎn)生的電流，Iie2表不由第二光電檢測(cè)器126產(chǎn)生的電流，Iik3表不由第三光電檢測(cè)器202產(chǎn)生的電流并且Iie4表示由第四光電檢測(cè)器204產(chǎn)生的電流。在一個(gè)實(shí)施例中，IX和IY的兩個(gè)值可以通過(guò)分開(kāi)測(cè)量因子(Iik2-1ik3)和(Iik1-1ik4)產(chǎn)生，并且然后可以經(jīng)由數(shù)字運(yùn)算來(lái)組合。輻射源距該裝置的距離r 110 (也稱為接近檢測(cè)函數(shù))可以通過(guò)將所有的光電檢測(cè)器元件124、126、202,204的電流(IIK1、IIK2、IIK3、Iik4)相加來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便位置敏感效應(yīng)最終得到平衡。在一個(gè)實(shí)施例中，多路器級(jí)402可以將光電檢測(cè)器元件124、126、202、204的組合短接到ADC 420的輸入端以測(cè)量差動(dòng)電流。該實(shí)施例可以取決于所使用的光電檢測(cè)器元件的種類。在其中光電檢測(cè)器兀件124、126、202、206的一個(gè)電極公用(η講工藝)的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)電流(IIE1> IIE2> IIE3> Iir4)可以在DC去除404之后被分開(kāi)測(cè)量，并且X、Y如上所示地產(chǎn)生。兩個(gè)因子X(jué)、Y可以通過(guò)在ADC 420輸入端上短接反并聯(lián)的光電檢測(cè)器元件124、126,202,204來(lái)測(cè)量，并且因此DC去除404可以是可選的，例如對(duì)于在η阱中包括ρ+的光電檢測(cè)器元件、或者利用三重阱工藝(P襯底中還有η阱)的光電檢測(cè)器元件而言。
[0082]裝置400可以進(jìn)一步包括照射單元424。在一個(gè)實(shí)施例中，照射單元可以包括發(fā)光二極管(LED) 416。在一個(gè)實(shí)施例中，LED 416可以充當(dāng)根據(jù)圖1的輻射源102。在一個(gè)實(shí)施例中，LED可以發(fā)射紅外輻射。在一個(gè)實(shí)施例中，LED 416可以連接到LED驅(qū)動(dòng)器單元414。
[0083]在一個(gè)實(shí)施例中，多路器級(jí)402可以連接到一個(gè)單個(gè)光電檢測(cè)器124、126、202、204，用于經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 420串行讀出電流。
[0084]雖然已經(jīng)參考具體實(shí)施例特別示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以在其中作出形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。本發(fā)明的范圍因此由所附權(quán)利要求指示，并且因此意欲包括在該權(quán)利要求的等價(jià)物的意思和范圍內(nèi)的所有變化。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 集成電路，包括: 一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件，被配置成檢測(cè)電磁能；和 至少一個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)，該阻擋結(jié)構(gòu)與該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成并且被配置成阻擋入射到該集成電路上的電磁能的至少一部分；和 檢測(cè)模塊，該檢測(cè)模塊耦合到該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件并且被配置成基于由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件檢測(cè)的電磁能的量而確定入射到該集成電路上的電磁能相對(duì)于該電磁能的源的方向。
2.權(quán)利要求1的裝置， 其中該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件包括一個(gè)或多個(gè)光敏結(jié)構(gòu)，該光敏結(jié)構(gòu)從以下組成的組中選擇: 光電二極管； 雪崩光電二極管；和 光電晶體管。
3.權(quán)利要求1的裝置， 其中該集成電路包括多個(gè)光電檢測(cè)器元件。
4.權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括: 至少一個(gè)光電檢測(cè)器單元，該光電檢測(cè)器單元包括多個(gè)光電檢測(cè)器元件；和 多個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)，該阻擋結(jié)構(gòu)鄰近該至少一個(gè)光電檢測(cè)器單元布置。
5.權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括: 后道結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件上方； 其中該阻擋結(jié)構(gòu)包括該后道結(jié)構(gòu)的至少一部分。
6.權(quán)利要求1的裝置， 其中該阻擋結(jié)構(gòu)包括該集成電路的中間介電層和金屬化層中的至少一個(gè)。
7.權(quán)利要求1的裝置， 其中在多個(gè)柱之間的該集成電路的一部分包括至少一個(gè)中間介電層。
8.權(quán)利要求6的裝置， 其中中間介電層的材料包括以下材料中的至少一個(gè): 光學(xué)半透明的金屬氧化物； 光學(xué)半透明的金屬氮化物；和 光學(xué)半透明的金屬氮氧化物。
9.權(quán)利要求1的裝置， 其中，該至少一個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝堆疊的多個(gè)金屬化層的至少一部分。
10.權(quán)利要求1的裝置， 其中該阻擋結(jié)構(gòu)包括用電磁波反射材料填充的蝕刻的基底溝槽。
11.權(quán)利要求1的裝置， 其中該阻擋結(jié)構(gòu)包括涂有電磁波反射涂層的蝕刻的基底溝槽。
12.權(quán)利要求1的裝置，其中該阻擋結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)表面，該表面被配置成反射該電磁波。
13.權(quán)利要求1的裝置， 其中該集成電路和該檢測(cè)模塊彼此單片集成。
14.權(quán)利要求13的裝置，進(jìn)一步包括: 可移動(dòng)結(jié)構(gòu)； 其中該檢測(cè)模塊進(jìn)一步被配置成取決于所確定的方向來(lái)控制可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)。
15.權(quán)利要求14的裝置， 其中該檢測(cè)模塊被配置成確定從該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件的表面到該電磁波的源的方位角和極角。
16.—種方法,包括: 經(jīng)由至少一個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)阻擋來(lái)自源的電磁能的至少一部分，該阻擋結(jié)構(gòu)與被配置成檢測(cè)電磁能的至少一個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成； 經(jīng)由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件，檢測(cè)來(lái)自該源的電磁能的量；并且基于由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件檢測(cè)的電磁能的量而確定入射到該集成電路上的電磁能相對(duì)于該源的方向。
17.一種用于制造裝置的方法，該方法包括: 形成集成電路，該集成電路包括: 在該集成電路中的一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件，該光電檢測(cè)器元件被配置成檢測(cè)電磁能；和 至少一個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)，該阻擋結(jié)構(gòu)與該集成電路中的該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件單片集成；和 將檢測(cè)模塊耦合到該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器，其中該檢測(cè)模塊被配置成基于由該一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器元件檢測(cè)的電磁能的量而確定入射到該集成電路上的電磁能相對(duì)于該電磁能的源的方向。
【文檔編號(hào)】H01L27/144GK104051473SQ201410094260
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】R.德魯姆爾, A.凡特, L.桑特 申請(qǐng)人:英飛凌科技奧地利有限公司