CN221057435U - 光电探测器芯片、接近传感器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光电探测器芯片、接近传感器及电子设备，其中光电探测器芯片包括衬底、光吸收层、滤波层、帽层、第一电极和第二电极，光吸收层设置于衬底的一侧，光吸收层为InGaAs层，光吸收层用于将光信号转化为电信号；滤波层设置于光吸收层背离衬底的一侧，滤波层为InGaAs层，滤波层用于吸收波长为400nm‑800nm可见光；帽层设置于滤波层与光吸收层之间，帽层为InP层，帽层用于进一步吸收可见光并透过探测光线至光吸收层；第一电极和第二电极均设置于滤波层背离光吸收层的一侧；其中，第一电极位于第二电极所在平面的投影位于第二电极的外周侧，第一电极为金属层，第一电极用于反射光敏区域外的光线。

Description

光电探测器芯片、接近传感器及电子设备

技术领域

本申请属于芯片技术领域，具体涉及一种光电探测器芯片、接近传感器及电子设备。

背景技术

随着技术的迭代更新与发展，电子设备在家庭生活中实现了普及，其中智能手机能够缩短人与人之间交流的距离，成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。

目前，智能手机屏幕耗电量较大，手机厂商为了提高智能手机的省电续航性能会在智能手机中增加接近传感器，以使智能手机具有通话熄屏功能。接近传感器工作原理为通过发射并接收1280nm波段的探测光线以检测智能手机与耳部之间的距离。为了提高接近传感器的信号灵敏度，接近传感器中的接收芯片需要对1280nm波段的探测光线具有较高的响应度，同时对手机显示屏发的可见光具有较低的响应度。

在光通讯领域中使用的传统光电二极管接收芯片，对1280nm波段的探测光线具高的响应度，但是其对可见光的响应效率大于20％，导致接近传感器的信号灵敏度较低。为了解决上述问题，相关技术中通常在接收芯片的光接收区域增镀可见光反射膜或增加吸收可见光波段外延层的厚度，虽然这两种方式能够降低接近传感器对可见光的响应度，但会导致接近传感器的制造成本增大。

实用新型内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种光电探测器芯片、接近传感器及电子设备，通过在光吸收层靠近探测光线的同一侧设置第一电极和第二电极，并使第一电极位于第二电极所在平面的投影位于所述第二电极的外周侧，能够避免光敏区域外的光线进入光吸收层，以实现光电探测器芯片对探测光线响应度高、可见光响应度低的同时确保光电探测器芯片制造成本较低，进而降低了接近传感器制造成本。

为了解决上述问题，本申请的第一方面提供了一种光电探测器芯片，包括：

衬底；

光吸收层，所述光吸收层设置于所述衬底的一侧，所述光吸收层为InGaAs层，所述光吸收层的厚度为3.0μm-4.5μm，所述光吸收层用于将光信号转化为电信号；

滤波层，所述滤波层设置于所述光吸收层背离所述衬底的一侧，所述滤波层为InGaAs层，所述滤波层的厚度为30nm-60nm，所述滤波层用于吸收波长在400nm-800nm范围内的可见光并透过探测光线至所述光吸收层；

帽层，所述帽层设置于所述滤波层与所述光吸收层之间，所述帽层为InP层，所述帽层的厚度为3.0μm-5.0μm，所述帽层用于进一步吸收波长在400nm-800nm范围内的可见光并透过所述探测光线至所述光吸收层；

第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极均设置于所述滤波层背离所述光吸收层的一侧；

其中，所述第一电极位于所述第二电极所在平面的投影位于所述第二电极的外周侧，所述第一电极为金属层，所述第一电极用于反射光敏区域外的光线。

可选的，所述第一电极的宽度为A，A>10μm。

可选的，所述光电探测器芯片还包括增透层，所述增透层设置于所述滤波层背离所述光吸收层的一侧，所述增透层的厚度为0.17μm-0.2μm，所述增透层用于提高所述探测光线的透过率并反射所述可见光。

可选的，所述光电探测器芯片还包括扩散区，所述扩散区位于所述帽层内且至少部分也位于所述光吸收层内，所述扩散区的深度为3.7μm-6.2μm，所述扩散区用于透过所述探测光线。

可选的，所述扩散区内掺杂有Zn。

可选的，所述光电探测器芯片还包括扩散阻挡层，所述扩散阻挡层设置于所述帽层背离所述光吸收层的一侧，所述扩散阻挡层的厚度为0.5μm-0.8μm；

其中，所述扩散阻挡层具有第一开口和第二开口，所述帽层包括第一部分和第二部分，所述第一电极通过所述第一开口与所述第一部分相接，所述第二电极通过所述第二开口与所述第二部分相接，所述第二部分对应所述扩散区；

其中，所述滤波层设置于所述第二开口内。

可选的，所述第一电极包括第一打线区，所述第一打线区与所述第一开口在第一方向上相对设置，所述第二电极包括第二打线区，所述第二打线区与所述第一打线区在第二方向上相对设置。

可选的，所述第一打线区包括AuGeNi层和TiPtAu层，所述AuGeNi层设置于所述TiPtAu层靠近所述帽层的一侧，所述AuGeNi层与帽层相接。

本申请的第二方面，提供了一种接近传感器，包括：

发射部，所述发射部用于发射探测光线；及

如上述任意一项所述的光电探测器芯片，所述光电探测器芯片中的所述滤波层用于透过所述探测光线并滤除所述可见光。

本申请的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

显示屏，所述显示屏具有显示区；及

如上述所述的接近传感器，所述接近传感器设置于所述显示屏的一侧且对应所述显示屏的显示区设置，所述接近传感器的发射部朝向所述显示屏发射所述探测光线，所述接近传感器的所述光电探测器芯片用于接收透过所述显示屏的所述探测光线；

其中，所述探测光线的波长为1280nm-1380nm。

有益效果

本实用新型的实施例提供了光电探测器芯片、接近传感器及电子设备，其中光电探测器芯片通过在光吸收层靠近探测光线的同一侧设置第一电极和第二电极，并使第一电极位于第二电极所在平面的投影位于第二电极的外周侧能够阻挡光敏区域外的光线进去光吸收层，从而能够降低环境光，即可见光对光电探测器芯片的干扰，以使光电探测器芯片对探测光线具有较高的响应度，可实现无需在光电探测器芯片的光吸收层上增镀额外的可见光反射膜即可提高信号灵敏度，降低了光电探测器芯片制造成本，具有良好的经济效益，有利于推广使用；同时通过设置帽层和滤波层能够吸收光敏区域内的可见光，以使光电探测器芯片对可见光的响应度小于0.02A/W；同时第一电极和第二电极的至少部分位于同一平面内，在后续封装中可以采用堆叠封装工艺来制造传感器组件，降低了后端封装体积，提高了用户使用体验。

附图说明

图1为本申请实施例的光电探测器芯片的俯视图；

图2为图1中A-A处的剖视图；

图3为图1中B-B处的剖视图。

附图标记表示为：

1、衬底；2、光吸收层；3、帽层；31、第一部分；32、第二部分；4、滤波层；5、增透层；6、扩散阻挡层；61、第一开口；62、第二开口；7、第一电极；71、第一打线区；8、第二电极；81、第二打线区；9、扩散区。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

随着科技的发展，具有光电探测功能的电子设备得到越来越广泛的应用。电子设备通常具有光电探测器芯片，以实现光电探测功能。比如，电子设备中的接近传感器包括光电探测器芯片(SiPD)，以实现距离感测。目前的电子设备(比如，智能手机，或平板电脑等)中通常包括液晶显示屏以及接近传感器。接近传感器设置于液晶显示屏下，接近传感器通常包括硅基光电探测器芯片，以接收被反射回来的探测光线。具体地，探测光线(通常为940nm的红外光)能够穿过液晶显示屏而被光电二极管接收。

对于包括OLED显示屏的电子设备而言，硅基光电探测器芯片所能接收的940nm的红外光在OLED显示屏的透过率非常低，因此，硅基光电探测器芯片无法做到OLED显示屏下。当将硅基光电探测器芯片应用到包括OLED显示屏的电子设备中时，通常需要对显示屏进行挖孔，从而无法实现电子设备的全面屏。

波长大于1280nm(比如，1310nm)的光可透过OLED显示屏，且透过率较高。为了实现包括OLED显示屏的电子设备的全面屏，通常采用大于1280nm(比如，1310nm)的光作为探测光线。而硅基光电探测器芯片能够接收的波长最大只能到1064nm，因此，相关技术(并非现有技术)中采用InGaAs材料的光电探测器芯片(InGaAsPD)作为接近传感器(P-Sensor)的感光元件，以接收波长大于1280nm(比如，1310nm)的探测光线。

考量到接近传感器在电子设备中的实际应用，InGaAs材料的光电探测器芯片应用在接近传感器中需要满足两个主要功能：一是对波长小于或等于1280nm(比如，750nm)的光(可见光)没有影响，或者基本没有响应(比如，响应度小于0.02A/W)以避免电子设备周围的环境光(为可见光)对接近传感器的干扰；二是要求对波长大于或等于1280nm(比如，1310nm)的光具有比较高的响应度。

根据InGaAs材料的特性，InGaAs材料虽然对波长大于1280nm(比如，1310nm)的光具有比较高的响应度。然，InGaAs材料对波长小于或等于750nm的光是会吸收的，相关技术中的InGaAs材料的光电二极管对波长小于或等于750nm的光的响应通常为0.2A/W左右，无法实现响应度小于0.02A/W的要求。

为了解决上述问题，相关技术中又提出了一种在InGaAs材料的光电二极管的光接收区域增镀可见光反射膜以降低接近传感器对可见光的响应度的方式，虽然增镀可见光反射膜的方式能够降低接近传感器对可见光的响应度，但会导致接近传感器的制造成本增大，不利于推广使用。

本发明旨在一种探测光线响应度高、可见光响应度低，同时制造成本较低的光电二极管。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

结合参见图1至图3所示，根据本申请实施例的第一方面，提供了一种光电探测器芯片，包括：衬底1；光吸收层2，光吸收层2设置于衬底1的一侧，光吸收层2为InGaAs层，光吸收层2的厚度为3.0μm-4.5μm，光吸收层2用于将光信号转化为电信号；滤波层4，滤波层4设置于光吸收层2背离衬底1的一侧，滤波层4为InGaAs层，滤波层4的厚度为30nm-60nm，滤波层4用于吸收波长在400nm-800nm范围内的可见光并透过探测光线至光吸收层2；帽层3，帽层3设置于滤波层4与光吸收层2之间，帽层3为InP层，帽层3的厚度为3.0μm-5.0μm，帽层3用于进一步吸收波长在400nm-800nm范围内的可见光并透过探测光线至光吸收层2；第一电极7和第二电极8，第一电极7和第二电极8均设置于滤波层4背离光吸收层2的一侧；其中，第一电极7位于第二电极8所在平面的投影位于第二电极8的外周侧，第一电极7为金属层，第一电极7用于反射光敏区域外的光线。

本实用新型的实施例中所提供的光电探测器芯片，通过在光吸收层2靠近探测光线的同一侧设置第一电极7和第二电极8，并使第一电极7位于第二电极8所在平面的投影位于第二电极8的外周侧能够阻挡光敏区域外的光线进去光吸收层2，从而能够降低环境光，即可见光对光电探测器芯片的干扰，以使光电探测器芯片对探测光线具有较高的响应度，可实现无需在光电探测器芯片的光吸收层2上增镀额外的可见光反射膜即可提高信号灵敏度，降低了光电探测器芯片制造成本，具有良好的经济效益，有利于推广使用；同时通过设置帽层3和滤波层4能够吸收光敏区域内的可见光，以使光电探测器芯片对可见光的响应度小于0.02A/W；同时第一电极7和第二电极8的至少部分位于同一平面内，在后续封装中可以采用堆叠封装工艺来制造传感器组件，降低了后端封装体积，提高了用户使用体验。

其中，光电探测器芯片可以应用在智能驾驶、扫地机器人、手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人计算机(Personal Computer，PC)、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、便携式媒体播放器(PortableMedia Player，PMP)、耳机、相机、智能穿戴设备、智能屏幕、显示屏、风力发电设备等设备中。比如，光电探测器芯片可以应用在智能驾驶中的测距、避障；或者扫地机器人的测距、避障；或者手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、PC、PDA、智能穿戴设备、智能屏幕、显示屏、便携式媒体播放器的接近感测；或者耳机的入耳侦测；或者相机的大气探测，或组成阵列的光电探测器芯片可实现相机的拍照功能；或者，风力发电设备中的风力发电叶片的形变检测等。可以理解地，光电探测器芯片的上述应用领域不应当理解为对本申请实施方式提供的光电二极管的限定。

其中，光电探测器芯片的形状可以为但不仅限于为矩形、圆形、椭圆形等形状，在本申请中不做进一步的限定。本申请实施例中，光电探测器芯片的形状为矩形。

其中，光电探测器芯片包括衬底1、光吸收层2、滤波层4、第一电极7和第二电极8。

其中，衬底1为InP衬底1。在衬底1靠近探测光线的一侧形成光吸收层2，光吸收层2也称为光电转换层，光吸收层2用于接收探测光线，并将吸收的探测光线转换为电子，以形成电流信号。

具体的，光吸收层2可以为InGaAs层，光吸收层2的厚度为3.0μm-4.5μm。举例而言，光吸收层2的厚度可以为3.0μm，或3.1μm，或3.2μm，或3.3μm，或3.4μm，或3.5μm，或3.6μm，或3.7μm，或3.8μm，或3.9μm，或4.0μm，或4.1μm，或4.2μm，或4.3μm，或4.4μm，或4.5μm。可以理解的是，光吸收层2的厚度也可以为除了上述取值之外的其他数值，只要满足光吸收层2的厚度范围为3.0μm-4.5μm即可。当光吸收层2的厚度小于3.0μm时，光吸收层2对于入射至光吸收层2的探测光线的吸收不足，部分探测光线无法转换为电信号。当光吸收层2的厚度大于4.5μm时，会使得光电探测器芯片不够轻薄化，且制备成本较高。本申请实施例中所提供的光电探测器芯片中光吸收层2的厚度为3.0μm-6.0μm，一方面可使得光吸收层2对入射的探测光线的吸收转换为电信号的效果较好，另一方面，还可使得光电探测器芯片较为轻薄，且制备成本较低。

可以理解的是，光吸收层2可通过金属有机化合物化学气相沉积或分子束外延(MolecularBeamEpitaxy，MBE)工艺制备。

其中，在光吸收层2背离衬底1的一侧形成滤波层4。以智能手机为例，接近传感器设置于液晶显示屏下，滤波层4设置在光吸收层2靠近液晶显示屏的一侧，以使探测光线经过滤波层4后进入到光吸收层2，滤波层4用于滤除可见光。

其中，探测光线的波长范围可以为400nm-800nm。

其中，探测光线的波长范围可以为1280nm-1380nm。

具体的，滤波层4可以为InGaAs层，滤波层4的厚度为30nm-60nm。举例而言，滤波层4的厚度可以为30nm，或35nm，或40nm，或45nm，或50nm，或55nm，或60nm。可以理解的是，滤波层4的厚度也可以为除了上述取值之外的其他数值，只要满足滤波层4的厚度范围为30nm-60nm即可。当滤波层44的厚度范围在30nm-60nm时，能够将随探测光线进入的可见光吸收99.98％以上，以使光电探测器芯片对可见光的响应度小于0.02A/W，从而提高了应用上述光电探测器芯片的接近传感器信号灵敏度，进而提高了探测结果的准确度。

其中，在滤波层4与光吸收层2之间形成帽层3，通过在滤波层4与光吸收层2之间设置帽层3能够进一步吸收可见光，以使光电探测器芯片对可见光的响应度小于0.02A/W，从而提高了应用上述光电探测器芯片的接近传感器信号灵敏度，进而提高了探测结果的准确度；同时还能够降低光电探测器芯片的暗电流，以使光电探测器芯片的噪声减小，从而提高了光电探测器芯片工作的稳定性。

其中，帽层3也称为顶层，帽层3形成在光吸收层2靠近滤波层4的一侧，以使通过滤波的探测光线经由帽层3进入光吸收层2，帽层3用于对可见光进行二次吸收，以使到达吸收层的400到800nm波段光能量降到极低水平，从而能够确保光电探测器芯片对可见光的响应度能够小于0.02A/W。

具体的，帽层3为InP层，帽层3的厚度为3.0μm-5.0μm。举例而言，帽层3的厚度可以为3.0μm，或4.0μm，或5.0μm。可以理解的是，帽层3的厚度也可以为除了上述取值之外的其他数值，只要满足帽层3的厚度范围为3.0μm-5.0μm即可。当帽层3的厚度小于3.0μm时，光电探测器芯片的暗电流较大，进而导致光电探测器芯片的噪声较大。当帽层3的厚度大于5μm时，对于后续进行Zn扩散的阻碍较大。本申请实施例中提供的光电探测器芯片中的帽层3的厚度3.0μm-5.0μm可兼顾减小光电探测器芯片暗电流及噪声，以及后续制备扩散区9时的复杂程度。需要说明的是，所谓光电探测器芯片的噪声，是指，对于光电探测器芯片而言，光电探测器芯片接收探测光线且根据探测光线转换成的电信号而言的其他电信号。

其中，在滤波层4背离光吸收层2的一侧形成第一电极7和第二电极8，第一电极7和第二电极8可以用但不仅限于用电子束蒸发工艺制作。本申请实施例中，第一电极7为负极，因此，第一电极7也称为光电探测器芯片负极或光电探测器芯片负电极；第二电极8为正极，因此，第二电极8也称为光电探测器芯片正极或光电探测器芯片正电极。

其中，第一电极7与第二电极8的至少部分位于同一平面内。

其中，第二电极8位于光电探测器芯片的光敏区域内，第二电极8的材质可以为TiPtAu，第二电极8的厚度为0.5μm-1.0μm。举例而言，第二电极8的厚度可以为0.5μm，或0.6μm，或0.7μm，或0.8μm，或0.9μm，或1.0μm。可以理解的是，第二电极8的厚度也可以为除了上述取值之外的其他数值，只要满足第一电极7的厚度范围为0.5μm-1.0μm即可。

具体的，第一电极7位于第二电极8所在平面的投影位于第二电极8的外周侧，即第一电极7位于光电探测器芯片的光敏区域外。第一电极7为金属遮挡层，第一电极7能够反射从光敏区域外的可见光，以避免光敏区域外的可见光直射或斜射入光吸收层2，从而能够降低可见光为光电探测器芯片的干扰，提高了探测结果的准确度。

在本公开提供的一些可能实现的实施例中，第一电极7的宽度为A，A>10μm。

通过设置第一电极7的宽度大于10μm，能够确保不会有可见光从光敏区域外进入光吸收层2，从而能够确保光电探测器芯片对探测光线具有较高的响应度，进而提高了探测结果的准确度。

其中，第一电极7的材质可以为TiPtAu，对可见光具有良好的遮挡效果，从而能够避免光敏区域外的可见光进入光吸收层2。

其中，第一电极7的厚度为0.5μm-1.0μm。举例而言，第一电极7的厚度可以为0.5μm，或0.6μm，或0.7μm，或0.8μm，或0.9μm，或1.0μm。可以理解的是，第一电极7的厚度也可以为除了上述取值之外的其他数值，只要满足第一电极7的厚度范围为0.5μm-1.0μm即可。

其中，第一电极7的宽度为A，A>10μm，提高了遮挡效果，从而能够避免光敏区域外斜入射的可见光进入光吸收层2，进而能够确保光电探测器芯片对探测光线具有较高的响应度，提高了探测结果的准确度。

在本公开提供的一些可能实现的实施例中，光电探测器芯片还包括增透层5，增透层5设置于滤波层4背离光吸收层2的一侧，增透层5的厚度为0.17μm-0.2μm，增透层5用于提高探测光线的透过率并反射可见光。

通过在滤波层4背离光吸收层2的一侧设置增透层5能够提高光电探测器芯片对探测光线的透过率，从而能够提高光电探测器芯片对探测光线的响应效率，进而提高了接近传感器的信号灵敏度。

其中，在滤波层4靠近探测光线的一侧形成增透层5，探测光线可经由增透层5进入到滤波层4，增透层5用于提高探测光线的透过率并反射可见光。

具体的，增透层5对探测光线的反射率小于3％，增透层5对可见光的反射率大于40％，从而能够反射部分可见光，以使进入滤波层4的可见光总量减小。

其中，增透层5的材质可以为SiN或SiN和SiO2组成。本申请实施例中，增透层5的材质为SiN和SiO2组成形成。

其中，增透层5的厚度为0.17μm-0.2μm，举例而言，增透层5的厚度可以为0.17μm，或0.18μm，或0.19μm，或0.2μm。可以理解的是，增透层5的厚度也可以为除了上述取值之外的其他数值，只要满足增透层5的厚度范围为0.17μm-0.2μm即可。

在本公开提供的一些可能实现的实施例中，光电探测器芯片还包括扩散区9，扩散区9位于帽层3内且至少部分也位于光吸收层2内，扩散区9的深度为3.7μm-6.2μm，扩散区9用于透过探测光线。

其中，扩散区9的俯视图的形状可以为但不仅限于为圆形，或方形，或者椭圆形或者其他形状，在本实施方式中不做限定。

具体的，扩散区9可以设置于光电探测器芯片的中部，扩散区9的一部分位于帽层3内，另一部分位于光吸收层2内，以形成探测光线入射通道。

其中，在本公开提供的一些可能实现的实施例中，扩散区9内掺杂有Zn。

具体的，扩散区9与光吸收层2相重合的部分厚度为0.7μm-1.2μm。举例而言，扩散区9与光吸收层2相重合的部分厚度可以为但不仅限于为0.7μm，或0.8μm，或0.9μm，或1.0μm，或1.1μm，或1.2μm。当扩散区9与光吸收层2相重合的部分厚度小于0.7μm时，电极与光吸收层2之间接触效果的提升受限，当当扩散区9与光吸收层2相重合的部分厚度大于1.2μm时，光吸收层2掺杂Zn的难度较大。本申请实施方式中，扩散区9与光吸收层2相重合的部分厚度为0.7μm-1.2μm，一方面可使得电极与光吸收层2之间的接触效果较好，另一方面，降低了掺杂Zn时的制备难度。

在本公开提供的一些可能实现的实施例中，光电探测器芯片还包括扩散阻挡层6，扩散阻挡层6设置于帽层3背离光吸收层2的一侧，扩散阻挡层6的厚度为0.5μm-0.8μm；其中，扩散阻挡层6具有第一开口61和第二开口62，帽层3包括第一部分31和第二部分32，第一电极7通过第一开口61与第一部分31相接，第二电极8通过第二开口62与第二部分32相接，第二部分32对应扩散区9；其中，滤波层4设置于第二开口62内。

通过在帽层3背离光吸收层2的一侧设置扩散阻挡层6能够限定扩散区9，以提高电极与光吸收层2的接触性能，同时扩散阻挡层6还能够降低光电探测器芯片的暗电流；同时扩散阻挡层6由于位于帽层3的表面，因此，扩散阻挡层6还起到对帽层3的表面进行保护的作用。

其中，作为一种实施方式，扩散阻挡层6的材质为SiN；作为另一种实施方式，扩散阻挡层6的材质为SiO2。本申请实施例中，扩散阻挡层6的材质为SiO2。

具体的，扩散阻挡层6的厚度可以为但不仅限于为0.5μm，或0.6μm，或0.7μm，或0.9μm。可以理解地，扩散阻挡层6的厚度也可以为除了上述举例之外的其他数值，主要满足扩散阻挡层6的厚度为0.5μm-0.8μm即可。当扩散阻挡层6的厚度小于0.5μm时，在进行Zn掺杂时，会存在无法完全阻挡Zn进入到扩散阻挡层6下面的各个膜层中的风险，若Zn通过扩散阻挡层6进入到扩散阻挡层6下面的膜层，则会使得光电探测器芯片的暗电流较大。当扩散阻挡层6的厚度大于0.8μm时，那么，在扩散阻挡层6上形成第一开口61和第二开口62的难点较大。本申请实施例提供的背照式光电二极管，扩散阻挡层6的厚度为0.5μm-0.8μm，一方面可对Zn掺杂时起到阻挡作用，具体为，起到防止Zn扩散到扩散阻挡层6覆盖膜层的部分，另一方面可降低形成第一开口61和第二开口62的难度。

其中，帽层3包括第一部分31和第二部分32，第二部分32位于帽层3的中部，第二部分32与扩散区9对应设置，第二部分32掺杂有Zn。第一部分31位于第二部分32的外周侧。

其中，扩散阻挡层6上开设有第一开口61和第二开口62，第二开口62用于限定扩散区9，第二电极8通过第二开口62能够与帽层3的第二部分32相接触，以提高第二电极8与光吸收层2的接触性能；同时，第一电极7通过第一开口61与帽层3的第一部分31相接触，以形成欧姆接触。

其中，第一电极7至少部分位于第一开口61内，第一电极7与第一部分31直接接触。

其中，滤波层4和至少部分增透层5设置于第二开口62内，增透层5设置于滤波层4背离帽层3的一侧。本申请实施例中，第二电极8刻蚀在增透层5内并与滤波层4相接触，即第二电极8与第二部分32间接接触。

在本公开提供的一些可能实现的实施例中，第一电极7包括第一打线区71，第一打线区71与第一开口61在第一方向上相对设置，第二电极8包括第二打线区81，第二打线区81与第一打线区71在第二方向上相对设置。

其中，第一打线区71和第二打线区81用于连接金线。

其中，第一打线区71可以包括AuGeNi层和TiPtAu层，AuGeNi层设置于TiPtAu层靠近帽层3的一侧，AuGeNi层与帽层3(InP层)相接触，此时AuGeNi和InP形成合金(N型高掺杂)，以使第一电极7与帽层3之间形成良好的欧姆接触，以使接触电阻减小。

其中，第一打线区71中AuGeNi层的厚度为0.1μm-0.2μm；第一打线区71中TiPtAu层的厚度为0.5μm-1.0μm。

其中，第二打线区81可以为TiPtAu层，TiPtAu层与滤波层4(InGaAs层)相接触，可以形成良好欧姆接触。

其中，第二打线区81，即TiPtAu层的厚度为0.5μm-1.0μm。

具体的，第一打线区71与第一开口61在第一方向上相对设置；第二打线区81与第一打线区71在第二方向相对设置。

其中，第一方向可以为第一开口61和第二开口62的开设方向，第二方向可以为与第一方向相垂直的方向。

本申请实施例的第二方面，提供了一种接近传感器，包括：发射部，发射部用于发射探测光线；及如上述任意一项的光电探测器芯片，光电探测器芯片中的滤波层4用于透过探测光线并滤除可见光。

当光电探测器芯片应用于接近传感器时，接近传感器还包括发射部，发射部用于发射探测光线(比如波长为1310nm的光线)，当探测光线发射至目标物体时，目标物体将探测光线反射。光电探测器芯片接收目标物体反射回的探测光线，且外界环境的环境光(波长小于1280nm，通常为波长小于750nm的可见光)也进入到光电探测器芯片中。由此可见，进入到光电探测器芯片中的光线信号除了包括探测光线之外，还包括环境光。换而言之，入射至光电探测器芯片的入射光线包括探测光线和环境光。本申请实施例提供的光电探测器芯片包括滤波层4，且滤波层4在光线进入到光吸收层2之前，阻止波长在400nm-800nm范围内的光线通过，而通过波长在1280nm-1380nm范围内的探测光线。由于环境光为可见光，波长通常为750nm，由此可见，由于滤波层4的存在，环境光较少甚至不能进入到光吸收层2。因此，本申请实施例提供的光电探测器芯片中可实现光吸收层2对波长在400nm-800nm范围内的光的响应度小于0.02A/W的要求。由此可见，减小甚至避免了环境光对光电探测器芯片的干扰。当光电探测器芯片应用于接近传感器时，可提升根据光电探测器芯片的光吸收层2吸收波长在400nm-800nm范围内的探测光线来判断目标物体与接近传感器之间的距离的精确性。

本申请实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：显示屏，显示屏具有显示区；及如上述的接近传感器，接近传感器设置于显示屏的一侧且对应显示屏的显示区设置，接近传感器的发射部朝向显示屏发射探测光线，接近传感器的光电探测器芯片用于接收透过显示屏的探测光线；其中，探测光线的波长为1280nm-1380nm。

其中，电子设备可以为但不仅限于为智能驾驶、扫地机器人、手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人计算机(PersonalComputer，PC)、个人数字助理(PersonalDigitalAssistant，PDA)、便携式媒体播放器(PortableMediaPlayer，PMP)、耳机、相机、智能穿戴设备、智能屏幕、显示屏、风力发电设备等具有距离传感功能的设备。

具体的，电子设备包括显示屏及接近传感器。显示屏为有机发光二极管(OLED)显示屏，在其他实施方式中，显示屏也可以为液晶显示屏。显示屏具有显示区。所谓显示区，是指显示屏中具有显示功能的区域。接近传感器设置于显示屏的一侧且对应显示屏的显示区设置，接近传感器的发射芯片朝向显示屏发射探测光线，接近传感器的背照式光电二极管用于接收透过显示屏的探测光线，其中，探测光线的波长为1280nm-1380nm。

本实用新型的实施例提供了光电探测器芯片、接近传感器及电子设备，其中光电探测器芯片通过在光吸收层2靠近探测光线的同一侧设置第一电极7和第二电极8，并使第一电极7位于第二电极8所在平面的投影位于第二电极8的外周侧能够阻挡光敏区域外的光线进去光吸收层2，从而能够降低环境光，即可见光对光电探测器芯片的干扰，以使光电探测器芯片对探测光线具有较高的响应度，可实现无需在光电探测器芯片的光吸收层2上增镀额外的可见光反射膜即可提高信号灵敏度，降低了光电探测器芯片制造成本，具有良好的经济效益，有利于推广使用；同时通过设置帽层3和滤波层4能够吸收光敏区域内的可见光，以使光电探测器芯片对可见光的响应度小于0.02A/W；同时第一电极7和第二电极8的至少部分位于同一平面内，在后续封装中可以采用堆叠封装工艺来制造传感器组件，降低了后端封装体积，提高了用户使用体验。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种光电探测器芯片，其特征在于，包括：

衬底(1)；

光吸收层(2)，所述光吸收层(2)设置于所述衬底(1)的一侧，所述光吸收层(2)为InGaAs层，所述光吸收层(2)的厚度为3.0μm-4.5μm，所述光吸收层(2)用于将光信号转化为电信号；

滤波层(4)，所述滤波层(4)设置于所述光吸收层(2)背离所述衬底(1)的一侧，所述滤波层(4)为InGaAs层，所述滤波层(4)的厚度为30nm-60nm，所述滤波层(4)用于吸收波长在400nm-800nm范围内的可见光并透过探测光线至所述光吸收层(2)；

帽层(3)，所述帽层(3)设置于所述滤波层(4)与所述光吸收层(2)之间，所述帽层(3)为InP层，所述帽层(3)的厚度为3.0μm-5.0μm，所述帽层(3)用于进一步吸收波长在400nm-800nm范围内的可见光并透过所述探测光线至所述光吸收层(2)；

第一电极(7)和第二电极(8)，所述第一电极(7)和所述第二电极(8)均设置于所述滤波层(4)背离所述光吸收层(2)的一侧；

其中，所述第一电极(7)位于所述第二电极(8)所在平面的投影位于所述第二电极(8)的外周侧，所述第一电极(7)为金属层，所述第一电极(7)用于反射光敏区域外的光线。

2.根据权利要求1所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述第一电极(7)的宽度为A，A>10μm。

3.根据权利要求1所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述光电探测器芯片还包括增透层(5)，所述增透层(5)设置于所述滤波层(4)背离所述光吸收层(2)的一侧，所述增透层(5)的厚度为0.17μm-0.2μm，所述增透层(5)用于提高所述探测光线的透过率并反射所述可见光。

4.根据权利要求1所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述光电探测器芯片还包括扩散区(9)，所述扩散区(9)位于所述帽层(3)内且至少部分也位于所述光吸收层(2)内，所述扩散区(9)的深度为3.7μm-6.2μm，所述扩散区(9)用于透过所述探测光线。

5.根据权利要求4所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述扩散区(9)内掺杂有Zn。

6.根据权利要求4所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述光电探测器芯片还包括扩散阻挡层(6)，所述扩散阻挡层(6)设置于所述帽层(3)背离所述光吸收层(2)的一侧，所述扩散阻挡层(6)的厚度为0.5μm-0.8μm；

其中，所述扩散阻挡层(6)具有第一开口(61)和第二开口(62)，所述帽层(3)包括第一部分(31)和第二部分(32)，所述第一电极(7)通过所述第一开口(61)与所述第一部分(31)相接，所述第二电极(8)通过所述第二开口(62)与所述第二部分(32)相接，所述第二部分(32)对应所述扩散区(9)；

其中，所述滤波层(4)设置于所述第二开口(62)内。

7.根据权利要求6所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述第一电极(7)包括第一打线区(71)，所述第一打线区(71)与所述第一开口(61)在第一方向上相对设置，所述第二电极(8)包括第二打线区(81)，所述第二打线区(81)与所述第一打线区(71)在第二方向上相对设置。

8.根据权利要求7所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述第一打线区(71)包括AuGeNi层和TiPtAu层，所述AuGeNi层设置于所述TiPtAu层靠近所述帽层(3)的一侧，所述AuGeNi层与帽层(3)相接。

9.一种接近传感器，其特征在于，包括：

发射部，所述发射部用于发射探测光线；及

如权利要求1-8任意一项所述的光电探测器芯片，所述光电探测器芯片中的所述滤波层(4)用于透过所述探测光线并滤除所述可见光。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

显示屏，所述显示屏具有显示区；及

如权利要求9所述的接近传感器，所述接近传感器设置于所述显示屏的一侧且对应所述显示屏的显示区设置，所述接近传感器的发射部朝向所述显示屏发射所述探测光线，所述接近传感器的所述光电探测器芯片用于接收透过所述显示屏的所述探测光线；

其中，所述探测光线的波长为1280nm-1380nm。