[发明专利]接收装置、传感器装置以及用于确定距离的方法

说明书

为了精确的距离测量，本发明提出一种用于确定与对象(14)的距离的接收装置(1)，包括：接收器，该接收器包括半导体结构(2)，该半导体结构(2)具有产生光诱导的载流子的、朝向背面(B)的光敏区域(4)，以及朝向正面(F)的输送区域(6)，其中光敏区域(4)和输送区域(6)通过具有在光敏区域(4)与输送区域(6)之间的通道(7)的分隔层(5)相互空间分隔开，其中输送区域(6)具有至少两个并列的栅极(8,8a,8b)的布置，其中栅极中的至少之一(8a,8b)位于在通道(7)的覆盖区域(9)中。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序的用于确定相对于对象的距离的接收装置、根据权利要求10的前序的传感器装置以及根据权利要求11的前序的用于确定相对于对象的距离的方法。

背景技术

由现有技术已知多种距离传感器，特别是TOF传感器(“time of flight”飞行时间)，其中例如通过光信号的运行时间测量确定距离。由文献WO2016/128198例如已知TOF距离传感器，其中大量检测的载流子借助于调制频率在相应时间间隔中分配并且分别聚集。出于该目的应用相应的解调像素。通过相互关系可以相应地获得相位信息，由相位信息产生差运行时间或距离。

发明内容

本发明的任务在于，能实现尽可能精确的距离确定。

该任务基于开始所述类型的接收装置、传感器装置或用于确定距离的方法通过权利要求1、10或11的特征部分的特征解决。

通过在从属权利要求中所述的措施本发明有利的实施方案和改进是可能的。

按照本发明的接收装置用于确定相对于对象的距离。该接收装置可以例如用作光学传感器装置的组成部分，如例如结合在车库、电梯、汽车领域中的传感器、停车场监控或诸如此类中用于门或大门的监控装置。按照本发明的接收装置因此首先包括用于接收反射的信号的接收器，该信号在对象上反射，应确定的是与该对象的距离。在信号的接收中产生光诱导的载流子。

相应地，按照本发明的接收装置的特征在于如下特征或以下结构：接收器包括用于检测光子的半导体结构。接收的光子源自在对象上反射的信号。

在此，半导体结构又设计用于背面照明。背面照明通常具有如下优点，即较大的照明面可以用于检测。如果要检测的射线例如由正面到达半导体结构，在该半导体结构上安装有另外的半导体或电子构件，那么通常可用的检测面较小。至少面的一部分在正面的照明时由这些另外的电子构件覆盖，这些另外的电子构件例如用于信号的分析处理和进一步处理。除此之外，背面的照明提供如下优点，即在半导体衬底中相对大的区域可用，该区域设计用于产生光诱导的载流子的光敏区域。该光敏区域相应地朝向背面。

除了光敏区域，半导体结构但是也包括用于输送载流子的输送区域。通过该输送区域可以首先将产生的载流子从光敏区域输送走或再输送。特别是通过输送区域也可以实现，将时间序列转换为空间序列，这特别是可以用于实施精确的时间测量并且因此也改善距离确定。光敏区域和输送区域通过分隔层相互分隔开，然而在光敏区域与输送区域之间的通道除外，该通道能实现：载流子可以从光敏区域到达输送区域。

在本发明的一个实施形式中，分隔层可以设计为掩埋层。掩埋层可以以散装材料例如通过离子植入产生。分隔层的屏蔽或隔开的作用可以通过掺杂实现。原则上分隔层也可以设计为非导体层。分隔层还可以施加到散装物料(Bulk)上，其中位于在分隔层上的区域由此形成，使得另外的层生长，从而产生一种三明治结类型的结构。

通道特别是能实现：载流子在限定的位置可以到达输送区域的环境中。因此单独的载流子流可以以时间间隔通过输送区域由通道的区域继续输送。因此产生地点与载流子流的固定对应关系，该载流子流在确定的时间或以确定的时间间隔在半导体衬底中产生。为了输送载流子，输送区域具有至少两个并列的栅极的布置，其中栅极中的至少之一位于在通道的覆盖区域中。在通道的覆盖区域中的该栅极可以因此穿过通道直接作用到光敏区域中的载流子上，例如吸引这些载流子。