[发明专利]TOF距离传感器

说明书

一种TOF距离传感器，用于检测到物体的距离，通过接收由物体反射的辐射，该辐射来自利用调制频率调制的发射源，具有像素矩阵，用于记录像素图像。该像素矩阵由解调像素组成，该解调像素用于在背面接收辐射。解调像素具有转换区域，用于从接收到的辐射产生载流子，以及分隔器件，用于根据调制频率分隔载流子，以及屏障，用于关于载流子将转换区域与分隔器件隔离，以及屏障孔，用于使载流子从转换区域通过进入分隔器件中。TOF距离传感器这样设计，即每至少两个解调像素形成公共的屏障孔。

技术领域

本发明涉及一种TOF距离传感器，具有像素区。

背景技术

由现有技术已知了TOF(飞行时间)距离传感器，其探测发出到物体上的且由该物体反射的、经调制的光的相移并由此推导出到物体的距离。已知的传感器可见于US 2014/145281 A1。

发明内容

本发明的目的是，提供一种改进的距离传感器。

该目的通过根据本发明的距离传感器实现，该TOF距离传感器用于通过接收由物体反射的辐射检测至该物体的距离，该辐射来自利用调制频率调制的发射源，并且该TOF距离传感器具有像素矩阵，用于记录像素图像，该像素矩阵由解调像素组成，该解调像素用于在背面接收辐射，解调像素分别具有：转换区域，用于从接收到的辐射产生载流子；分隔器件，用于根据调制频率分隔载流子；屏障，所述屏障用于关于载流子将转换区域与分隔器件隔离；以及屏障孔，用于使载流子从转换区域通过进入分隔器件中，其中，每至少两个解调像素形成公共的屏障孔，所述分隔器件包括用于将载流子从转换区域吸引到分隔区域中的漂移栅，以及形成公共的屏障孔的解调像素：分别形成至少一个公共的漂移栅，具体地，分别形成至少一个公共的漂移栅和单独配属的漂移栅，其中单独配属的漂移栅以电隔离的方式与公共的漂移栅交叠，单独配属的漂移栅和公共的漂移栅如同单个漂移栅地起作用，其中单独配属的漂移栅被加载比公共的漂移栅更高的电势，从而促使光电子从公共的漂移栅前往单独配属的漂移栅。

有利的设计方案在另外的优选实施方式中给出。

公共的屏障孔可以形成以下优点，即解调像素的灵敏性提高并且距离传感器更高效。公共的屏障孔也可以具有以下优点，即像素尺寸可以设计得更小。像素矩阵可以形成以下优点，产生图像、特别是3D图像。

用于在背面接收辐射的解调像素的设计方案表明，辐射射入转换区域中的过程在背对分隔器件和评估区域的一侧进行。优选地，转换区域由薄的、例如50um厚的半导体层形成，该半导体层在其正面上形成例如CCD技术的分隔器件。

优选地，公共的屏障孔形成封闭的周部。

优选地，解调像素分别具有电子的评估区域，其中，每至少两个解调像素形成空间上公共的评估区域。

这可以形成以下优点，即公共的评估区域的部分可以被共同使用并且因此减少评估区域的部分。

优选地，每四个解调像素形成公共的屏障孔。优选地，每四个解调像素形成空间上公共的评估区域。优选地，屏障孔和评估区域形成棋盘图案。优选地，像素矩阵基本上分别关于公共的屏障孔点对称。优选地，像素矩阵基本上分别关于公共的评估区域点对称。

这可以形成以下优点，即在解调像素下方的区域中的那些载流子到达恰好该解调像素的分隔器件。这可以形成以下优点，即载流子关于单独的解调像素保持其位置信息。这可以提高像素矩阵的分辨率。

优选地，转换区域具有掺杂的基底。优选地，转换区域具有透明的背面电极。优选地，基底是半导体基底。优选地，基底被弱n--型掺杂。

这可以形成以下优点，即转换区域可以贫化，从而在其中可以通过辐射形成光电效应。