核心提示:
繼蘋果、三星在手機和平板電腦上應用了光傳感器之后,光傳感器開始大范圍的應用在了消費類電子產品上。全球各品牌的手機平板廠商,包括中國手機廠商如中興,華為,酷派,聯想等,紛紛推出了應用組合或獨立的光傳感器的產品。激增的終端應用,帶動了光傳感器市場的迅速成長。奧地利微電子(AMS)、凌耀科技(Capella)、安華高(Avago)、夏普(Sharp)、英特矽爾(Intersil)、美信(Maxim)等廠商是光傳感器的主要供應商,其中奧地利微電子(AMS)和來自臺灣的凌耀科技(Capella)在整體光傳感器市場的占有率之和超過五成。 光傳感器在消費類電子產品中主要有四種應用類型:環境光傳感器,接近傳感器,RGB傳感器和手勢傳感器。環境光傳感器(ALS),可用來測量手機或平板電腦周圍的環境光強度,以調整屏幕亮度并節省電池電量;接近傳感器,當手機放到頭部附近時禁用手機的觸屏,以避免不需要的輸入,并關掉顯示屏燈光從而節省電量;RGB傳感器,通過紅、綠和藍色波長測量空間的色溫,以校正設備現實的白平衡;手勢傳感器,可以在用戶不使用觸控功能的情況下也能操作手機或平板電腦,大大提升了用戶體驗。 TMD2771 奧地利微電子(AMS)于2011年收購了總部位于美國德州的光傳感技術創新廠商Taos,為其奠定了成為首席光傳感器解決方案供應商的基礎。奧地利微電子(AMS)的環境光與接近傳感器的組合產品TMD2771被廣泛地應用在眾多國內外智能手機品牌中,如國外品牌三星的Galaxy終端系列、LG的Optimus系列、Nokia的Lumia系列、Pantech、NEC、Fujistu、Xolo等,國內品牌華為Ascend系列、聯想樂Phone系列、中興中高端機型、步步高vivo系列等等,其應用涵蓋了高中低端全線產品。 TMD2771為環境光,接近傳感器和紅外LED的三合一傳感器,采用了開孔封裝,封裝尺寸為3.94mmx2.4mmx1.35mm。環境光和接近傳感器由同一顆集成了PD和ASIC的芯片實現。 (圖一 TMD2771開封概貌圖) TMD2771的ASIC芯片采取了SOI工藝,工藝節點為0.35um,由三層鋁布線和一層多晶硅組成,芯片面積約1.85mm2。外延層厚度約為18um。 (圖二 TMD2771芯片全圖以及PD區域) 四個象限的PD陣列,都采用相同的結構,但在N阱的尺寸上有所差別。N阱與P型外延(襯底)構成光電二極管,金屬與N+注入區相連構成器件一端,另外一端通過旁邊的P阱接觸孔,連接到模擬地。N阱之間的P+注入區沒有參與構成光電二極管,而是為了加強對表面光生載流子的收集,在感光單元周圍設置了一圈P+注入保護環,與地電平相連,同時可以防止寄生晶體管N阱-P型外延(襯底)-N阱導通。I和II象限的N阱尺寸一致,N阱深約3.0um,N阱寬約3.2um;III和IV象限的N阱尺寸一致,N阱深約1.8um,N阱寬約2.5um。 (圖三 I和II象限PD的摻雜形貌) (圖四 III和IV象限PD的摻雜形貌) 金屬層覆蓋的二極管主要是檢測紅外光,金屬層未覆蓋的二極管檢測可見光和紅外光。這兩個二極管的摻雜形貌一致。根據PD的摻雜形貌推斷,該區域的N阱摻雜由多次離子注入形成,相比擴散工藝,成本較高。