CN115458624B - 光电探测器芯片、距离传感器及电子设备 - Google Patents

光电探测器芯片、距离传感器及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种光电探测器芯片、距离传感器及电子设备。所述光电探测器芯片包括第一电极、衬底、光吸收层、顶层、第二电极、及滤波层；衬底设置于所述第一电极的一侧；光吸收层设置于所述衬底背离所述第一电极的一侧；所述顶层设置于所述光吸收层背离所述衬底的一侧；第二电极与所述顶层接触，且所述第二电极设置于所述顶层背离所述光吸收层的一侧；所述滤波层设置于所述光吸收层背离所述衬底的一侧，且位于所述第二电极邻近所述顶层的一侧，所述滤波层用于滤除波长小于1300nm的信号，且透过波长大于或等于1300nm的探测信号至所述光吸收层。

Description

光电探测器芯片、距离传感器及电子设备
技术领域
本申请涉及芯片技术领域，具体涉及一种光电探测器芯片、距离传感器及电子设备。
背景技术
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。所述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，所述电子设备中的距离传感器包括光电探测器芯片，以实现距离感测。目前的电子设备（比如，手机）中通常包括液晶显示屏以及距离传感器。距离传感器设置于液晶显示屏下，距离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信号。然，相关技术中的光电探测器芯片应用于距离传感器10中时检测距离不太精确。
发明内容
第一方面，本申请实施方式提供了一种光电探测器芯片，所述光电探测器芯片包括：
第一电极；
衬底，所述衬底设置于所述第一电极的一侧；
光吸收层，所述光吸收层设置于所述衬底背离所述第一电极的一侧；
顶层，所述顶层设置于所述光吸收层背离所述衬底的一侧；
第二电极，所述第二电极与所述顶层接触，且所述第二电极设置于所述顶层背离所述光吸收层的一侧；以及
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，且位于所述第二电极邻近所述顶层的一侧，所述滤波层用于滤除波长小于1300nm的信号，且透过波长大于或等于1300nm的探测信号至所述光吸收层。
第二方面，本申请提供一种距离传感器，所述距离传感器包括：
发射芯片，所述发射芯片用于发射探测信号；及
如第一方面所述的光电探测器芯片，所述光电探测器芯片中的滤波层用于滤除波长小于1300nm的信号，且透过波长大于或等于1300nm的探测信号。
第三方面，本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括：
显示屏，所述显示屏具有显示区；及
如第二方面所述的距离传感器，所述距离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，所述距离传感器的发射芯片朝向所述显示屏发射探测信号，所述距离传感器的光电探测器芯片用于接收透过显示屏的探测信号，其中，所述探测信号的波长大于或等于1300nm。
本实施方式中，通过在所述光电探测器芯片设置滤波层，且所述滤波层设置于所述光吸收层背离所述衬底的一侧，且位于所述第二电极邻近所述顶层的一侧，所述滤波层用于滤除波长小于1300nm（比如，波长小于750nm的可见光）的信号，使得波长小于1300nm的光较少进入甚至不能进入到所述光吸收层，因此，本实施方式提供的光电探测器芯片中的所述光吸收层对于波长小于1300nm（比如，波长小于750nm的可见光）光的可实现响应度较小（比如，小于0.02A/W）的要求。当所述光电探测器芯片应用于距离传感器中时，检测距离较为精确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为InGaAs和Si基材料对各个波长的响应度；
图2为相关技术中一实施方式中提供的光电探测器芯片的俯视图；
图3为图2中的光电探测器芯片沿A-A线的剖面示意图；
图4为本申请一实施方式提供的光电探测器芯片的俯视图；
图5为一实施方式中图4中的光电探测器芯片沿着B-B线的剖面示意图；
图6为另一实施方式中图4中的光电探测器芯片沿着B-B线的剖面示意图；
图7为图5所示的光电探测器芯片的有源区的示意图；
图8为图6所示的光电探测器芯片的有源区的示意图；
图9为本申请另一实施方式提供的光电探测器芯片的俯视图；
图10为本申请再一实施方式提供的光电探测器芯片的俯视图；
图11为本申请一实施方式提供的距离传感器的示意图；
图12为本申请一方式提供的电子设备的示意图；
图13为图12中沿着C-C线的剖面图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
随着科技的发展，具有光电探测功能的电子设备1得到越来越广泛的应用。所述电子设备1通常具有光电探测器芯片100，以实现光电探测功能。比如，所述电子设备1中的距离传感器10包括光电探测器芯片100（Si PD），以实现距离感测。目前的电子设备1（比如，手机，或平板电脑等）中通常包括液晶显示屏30以及距离传感器10。距离传感器10设置于液晶显示屏30下，距离传感器10通常包括硅基光电探测器芯片，以接收被反射回来的探测信号。具体地，所述探测信号（通常为940nm的红外光）能够穿过液晶显示屏30而被所述光电探测器芯片100接收。
对于包括OLED显示屏30的电子设备1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30的透过率非常低，因此，无法将硅基光电探测器芯片做到OLED显示屏30下。当将硅基光电探测器芯片应用到包括OLED显示屏30的电子设备1中时，通常需要对显示屏30进行挖孔，从而无法实现电子设备1的全面屏。
波长大于1300nm（比如，1310nm）的光可透过OLED显示屏30，且透过率较高。为了实现包括OLED显示屏30的电子设备1的全面屏，通常采用大于1300nm（比如，1310nm）的光作为探测信号。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100（InGaAs PD）作为距离传感器10（P-Sensor）的感光元件，以接收波长大于1300nm（比如，1310nm）的探测信号。
考量到距离传感器10在电子设备1中的实际应用，InGaAs材料的光电探测器芯片100应用在距离传感器10中需要满足两个主要功能：一是对波长小于或等于1300nm（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）以避免所述电子设备1周围的环境光（为可见光）对距离传感器10的干扰；二是要求对波长大于或等于1300nm（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1300nm（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材料的光电探测器芯片100对波长小于或等于750nm的光的响应通常为0.1A/W左右，无法实现响应度小于0.02A/W的要求。
请参阅图1，图1为InGaAs和Si基材料对各个波长的响应度。在图1中，横轴为波长（Wavelength），单位为nm；纵轴为响应度（Responsivity），也称为响应率，或响应，单位为mA/mW。图中标注为Si的为Si基材料对各个波长的响应度，图中标注为InGaAs的为InGaAs对各个波长的响应度。由此可见，InGaAs材料对波长小于750nm的光的响应度较大，具体地，对波长小于或等于750nm的光的响应通常为0.1A/W左右，无法实现响应度小于0.02A/W的要求。
下面对相关技术（并非现有技术）中InGaAs材料的光电探测器芯片100进行介绍。为了方便理解本申请实施方式提供的光电探测器的结构及有益效果，在介绍本申请实施方式提供的光电探测器之前先对相关技术中提供的光电探测器进行介绍。请一并参阅图2及图3，图2为相关技术中一实施方式中提供的光电探测器芯片的俯视图；图3为图2中的光电探测器芯片沿A-A线的剖面示意图。相关技术（并非现有技术）中的光电探测器包括第一电极110、衬底120、缓冲层130、光吸收层140、顶层150、接触层160、钝化层210、增透膜220及第二电极180。所述第一电极110、所述衬底120、所述缓冲层130、所述光吸收层140、所述顶层150、所述接触层160、所述钝化层210依次层叠设置。所述钝化层210具有通孔220a，所述增透膜220及所述第二电极180的部分均设置于所述通孔220a内，所述第二电极180的部分设置于所述接触层160上。
所述光吸收层140包括InGaAs材料，换而言之，所述光吸收层140为InGaAs光吸收层140。因此，所述光电探测器芯片100也称为InGaAs材料的光电探测器芯片。探测信号可经由增透膜220进入到光吸收层140，所述光吸收层140吸收所述探测信号，且对所述探测信号进行响应。
根据InGaAs材料的特性，InGaAs材料虽然对波长大于1300nm（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材料的光电探测器芯片100对波长小于或等于750nm的光的响应通常为0.1A/W左右，无法实现响应度小于0.02A/W的要求。
下面，对本申请各个实施方式提供的光电探测器芯片100进行介绍。请一并参阅图4和图5，图4为本申请一实施方式提供的光电探测器芯片的俯视图；图5为一实施方式中图4中的光电探测器芯片沿着B-B线的剖面示意图。所述光电探测器芯片100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 Digital Assistant，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，所述光电探测器芯片100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100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，所述光电探测器芯片100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探测器芯片100的限定。所述光电探测器芯片100包括第一电极110、衬底120、光吸收层140、顶层150、第二电极180以及滤波层170。所述衬底120设置于所述第一电极110的一侧。所述光吸收层140设置于所述衬底120背离所述第一电极110的一侧。所述顶层150设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的一侧。所述第二电极180与所述顶层150接触，且所述第二电极180设置于所述顶层150背离所述光吸收层140的一侧。所述滤波层170设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的一侧，且位于所述第二电极180邻近所述顶层150的一侧，所述滤波层170用于滤除波长小于1300nm的信号，且透过波长大于或等于1300nm的探测信号至所述光吸收层140。
在本实施方式的示意图中，以所述滤波层170设置于所述顶层150背离所述光吸收层140的表面为例进行示意。
所述第一电极110的形状可以为但不仅限于为圆形、椭圆形等形状，在本实施方式中不做限定。所述第一电极110可以为但不仅限于为金（Au），所述第一电极110包括依次层叠的三层第一子导电层。其中，所述三层第一子导电层中的第一层为金锗（AuGe），所述三层第一子导电层中的第二层为镍（Ni），所述三层第一子导电层中的第三层为金（Au）。其中，所述三层第一子导电层中的第一层与所述衬底120直接接触，所述三层第一子导电层中的第二层位于所述第一层与所述第三层之间，所述第三层相较于所述第二层背离所述第一层。当所述第一电极110包括三层第一子导电层，且所述三层第一子导电层中的第一层为金锗（AuGe），所述三层第一子导电层中的第二层为镍（Ni），所述三层第一子导电层中的第三层为金（Au）时，可使得所述第一电极110与所述衬底120之间的接触电阻较小。换而言之，所述第一电极110与所述衬底120之间形成欧姆接触，以使得接触电阻较小。所述第一电极110可在所述衬底120的背面（图示视角）用电子束蒸发工艺或热蒸发工艺制作。本实施方式中，所述第一电极110为负极，因此，所述第一电极110也称为芯片负极或芯片负电极。
所述第一电极110的厚度范围为2000Å~3000Å。举例而言，所述第一电极110的厚度可以为2000Å，或2100Å，或2200Å，或2300Å，或2400Å，或2500Å，或2600Å，或2700Å，或2800Å，或2900Å，或3000Å。可以理解地，所述第一电极110的厚度也可以为除了上述取值之外的其他数值，只要满足所述第一电极110的厚度范围为2000Å~3000Å即可。当所述第一电极110的厚度小于2000Å时，所述第一电极110与所述衬底120之间的接触电阻较大，从而使得所述光电探测器芯片100的性能较差。当所述第一电极110的厚度大于3000Å时，所述光电探测器芯片100的厚度较厚，不利于所述光电探测器芯片100的轻薄化，此外，还会导致所述光电探测器芯片100的成本较高。本申请实施提供的光电探测器芯片100中的第一电极110的厚度范围为2000Å~3000Å一方面可使得所述光电探测器芯片100中的第一电极110与所述衬底120之间具有较小的接触电阻，另一方面还使得所述光电探测器100的成本较低，且较为轻薄。
所述衬底120为所述光电探测器芯片100的基底，用于承载所述光电探测器芯片100中的其他膜层。所述衬底120设置于所述第一电极110的一侧，具体地，所述衬底120设置于所述第一电极110的表面。由于所述第一电极110通常是在所述衬底120上制作形成的，因此，所述衬底120和所述第一电极110的关系可以视为所述第一电极110位于所述衬底120的表面。通常情况下，所述第一电极110设置于所述衬底120的背部表面（图示视角）的全部。在本实施方式中，所述衬底120的材质为InP，换而言之，所述衬底120为InP衬底。所述衬底120的厚度通常为350nm。由于所述衬底120在制备时的公差等，所述衬底120的厚度范围为：350nm±10nm。换而言之，所述衬底120的厚度为（350-10）nm~（350+10）nm。所述衬底120可通过但不仅限于为液相拉晶工艺制作而成。
所述光吸收层140也称为光电转换层，用于将吸收的光能转换为电能。在本实施方式中，所述光吸收层140用于接收所述探测信号，并将所述探测信号转换为电信号。在本实施方式中，所述光吸收层140包括InGaAs，换而言之，所述光吸收层140为InGaAs光吸收层。所述光吸收层140设置于所述衬底120背离所述第一电极110的一侧。
所述光吸收层140设置于所述衬底120背离所述第一电极110的一侧，具体包括：所述光吸收层140可直接设置于所述衬底120背离所述第一电极110的表面，或者，所述光吸收层140与所述衬底120之间具有其他膜层，所述光吸收层140并非直接设置于所述衬底120背离所述第一电极110的表面。
通常情况下，根据InGaAs材料的特性，InGaAs材料对波长大于1300nm（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，且对波长小于或等于750nm的光的响应通常为0.1A/W左右，无法实现响应度小于0.02A/W的要求。
本实施方式中，通过在所述光电探测器芯片100设置滤波层170，且所述滤波层170设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的一侧，且位于所述第二电极180邻近所述顶层150的一侧，所述滤波层170用于滤除波长小于1300nm（比如，波长小于750nm的可见光）的信号，使得波长小于1300nm的光较少进入甚至不能进入到所述光吸收层140，因此，本实施方式提供的光电探测器芯片100中的所述光吸收层140对于波长小于1300nm（比如，波长小于750nm的可见光）光的可实现响应度较小（比如，小于0.02A/W）的要求。当所述光电探测器芯片100应用于距离传感器10中时，检测距离较为精确。
所述光吸收层140的厚度为1.0μm~3.0μm。比如，所述光吸收层140的厚度为1.0μm，或1.5μm，或2.0μm，或2.5μm，或3.0μm。可以理解地，所述光吸收层140的厚度也可为除了上述举例之外的其他数值，只要所述光吸收层140的厚度为1.0μm~3.0μm即可。当所述光吸收层140的厚度小于1.0μm时，所述光吸收层140对于入射至所述光吸收层140的探测信号的吸收不足，部分探测信号（光能）无法转换为电信号。当光吸收层140的厚度大于3.0μm时，会使得所述光电探测器芯片100不够轻薄化，且制备成本较高。本申请实施方式提供的光电探测器芯片100中所述光吸收层140的厚度为1.0μm~3.0μm，一方面可使得所述光吸收层140对入射的探测信号的吸收转换为电信号的效果较好，另一方面，还可使得所述光电探测器芯片100较为轻薄，且制备成本较低。
所述光吸收层140可通过金属有机化合物化学气相沉积（Metal-organicChemical Vapor Deposition，MOCVD）或分子束外延（Molecular Beam Epitaxy，MBE）工艺制备。
所述顶层150也称为帽子层。所述顶层150设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的一侧。所述顶层150设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的一侧，在本实施方式中，所述顶层150设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的表面。所述顶层150用于降低所述光电探测器芯片100的暗电流。所述顶层150的材质为InP。
由于所述光吸收层140为InGaAs材料，所述InGaAs材料的禁带宽度相对较小，因此，会导致所述光电探测器芯片100的暗电流较大，使得所述光电探测器芯片100的噪声较大。而所述顶层150为InP，所述顶层的禁带宽度相对较大，会降低所述光电探测器芯片100的暗电流。由此可见，本申请实施方式中提供的顶层150的禁带宽度大于所述光吸收层140的禁带宽度，所述顶层150可降低所述光电探测器芯片100的暗电流。
所述顶层150的厚度为0.5μm~1.0μm。举例而言，所述顶层150的厚度为0.5μm，或0.6μm，或0.7μm，或0.8μm，或0.9μm，或1.0μm。可以理解地，所述顶层150的厚度也可为除了上述举例之外的其他数值，只要所述顶层150的厚度为0.5μm~1.0μm即可。当所述顶层150的厚度小于0.5μm时，所述光电探测器芯片100的暗电流较大，进而导致所述光电探测器芯片100的噪声较大。当所述顶层150大于1.0μm时，对于后续进行Zn扩散形成有源区的阻碍较大。本申请实施方式提供的光电探测器芯片100中的顶层150的厚度0.5μm~1.0μm可兼顾减小所述光电探测器芯片100暗电流及噪声，以及后续制备有源区时的复杂程度。需要说明的是，所谓光电探测器芯片100的噪声，是指，对于所述光电探测器芯片100而言，所述光电探测器芯片100接收所述探测信号且根据所述探测信号转换成的电信号而言的其他电信号。
所述顶层150可通过金属有机化合物化学气相沉积（Metal-organic ChemicalVapor Deposition，MOCVD）或分子束外延（Molecular Beam Epitaxy，MBE）工艺制备。
所述第二电极180与所述顶层150接触，且所述第二电极180设置于所述顶层150背离所述光吸收层140的一侧。所述第二电极180的形状可稍后详细介绍。所述第二电极180可以为三层第二子导电层。其中，所述三层第二子导电层中的第一层为钛（Ti）、第二层为铂（Pt），第三层为金（Au）。其中，所述三层第二子导电层中的第一层相较于第二层及第三层邻近所述衬底120，第二层位于第一层和第三层之间，第三层相较于所述第二层及第一层背离所述衬底。所述第二电极180的上述结构，可使得所述第二电极180与所述第二电极180所接触的膜层之间的接触电阻较小。换而言之，所述第二电极180与所述第二电极180所接触的膜层之间形成欧姆接触，以使得接触电阻较小。所述第二电极180可以用但不仅限于用电子束蒸发工艺制作。本实施方式中，所述第二电极180为正极，因此，所述第二电极180也称为芯片正极或芯片正电极。
所述第二电极180的厚度范围为：0.1μm~2.0μm。举例而言，所述第二电极180的厚度范围为0.1μm，或0.2μm，或0.3μm，或0.4μm，或0.5μm，或0.6μm，或0.7μm，或0.8μm，或0.9μm，或1.0μm，或1.1μm，或1.2μm，或1.3μm，或1.4μm，或1.5μm，或1.6μm，或1.7μm，或1.8μm，或1.9μm，或2.0μm。可以理解地，所述第二电极180的厚度范围也可以为除了上述举例之外的其他数值，只要所述第二电极180的厚度范围为：0.1μm~2.0μm即可。当所述第二电极180的厚度小于0.1μm时，所述第二电极180与所述第二电极180所接触的膜层之间的接触电阻较大，从而使得所述光电探测器芯片100的性能较差。当所述第二电极180的厚度大于2.0μm时，所述光电探测器芯片100的厚度较大，不利于所述光电探测器芯片100的轻薄化，此外，还会导致所述光电探测器芯片100的成本较高。本申请实施提供的光电探测器芯片100中的第二电极180的厚度范围为0.1μm~2.0μm一方面可使得所述光电探测器芯片100中的第二电极180与所述第二电极180所接触的膜层之间具有较小的接触电阻，另一方面还使得所述光电探测器100的成本较低，且较为轻薄。
所述滤波层170设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的一侧，且位于所述第二电极180邻近所述顶层150的一侧，换而言之，所述滤波层170位于所述光吸收层140和所述第二电极180之间。当光线在入射至所述光吸收层140之前，先进入到所述滤波层170。换而言之，光线进入到所述光电探测器芯片100时，先经过所述滤波层170，再进入到所述光吸收层140。由于所述滤波层170用于滤除波长小于1300nm的信号，且透过波长大于或等于1300nm的探测信号。因此，经过所述滤波层170的滤光作用之后，波长小于1300nm的光线被滤除，而波长大于或等于1300nm的光线可通过，进而进入到所述光吸收层140。
在一实施方式中，所述滤波层170中InGaAsP满足：In1-xGaxAsyP1-y，其中，x=0.2143，y=0.4655，因此，1-x=0.7857；1-y=0.5345。当所述滤波层170中InGaAsP满足：In1- xGaxAsyP1-y，其中，x=0.2143，y=0.4655时，使得所述滤波层170对波长小于1300nm的信号的滤除效果较好。
下面对所述光电探测器芯片100的工作原理进行介绍。当所述光电探测器芯片100应用于距离传感器10时，所述距离传感器10还包括发射芯片300，所述发射芯片300用于发射探测信号（波长大于或等于1300nm，比如为1310nm），当所述探测信号发射至目标物体时，所述目标物体将所述探测信号反射。所述光电探测器芯片100接收目标物体反射回的所述探测信号，且外界环境的环境光（波长小于1300nm，通常为波长小于750nm的可见光）也进入到所述光电探测器芯片100中。由此可见，进入到光电探测器芯片100中的光线信号除了包括探测信号之外，还包括环境光信号。换而言之，入射至所述光电探测器芯片100的入射光线包括探测信号和环境光信号。本申请实施方式提供的光电探测器芯片100包括滤波层170，且滤波层170在光线信号进入到光吸收层140之前，阻止波长小于1300nm的信号通过，而通过波长大于或等于1300nm的探测信号。由于环境光的波长小于1300nm，通常为波长小于750nm的可见光，由此可见，由于所述滤波层170的存在，波长小于1300nm的光线较少甚至不能进入到所述光吸收层140。因此，本申请实施方式提供的光电探测器芯片100中可实现光吸收层140对波长小于1300nm（尤其是波长小于或等于750nm）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等波长小于1300nm的信号的存在对所述光电探测器芯片100的干扰。当所述光电探测器芯片100应用于距离传感器10时，可提升根据所述光电探测器芯片100的光吸收层140吸收波长大于或等于1300nm的探测信号来判断目标物体与距离传感器10之间的距离的精确性。
下面对所述光电探测器芯片100的工作原理进行介绍。当所述光电探测器芯片100工作时，所述光电探测器芯片100加载反向偏压。具体地，所述第一电极110为芯片负极，所述第二电极180为芯片正极，所述第一电极110加载正电压，所述第二电极180加载负电压，因此，所述光电探测器芯片100加载了反向偏压。由于所述第一电极110加载了正电压，所述第二电极180加载了负电压，因此，所述第一电极110和所述第二电极180之间形成了电场。所述探测信号进入所述光吸收层140，发生光电反应，其中，所述光吸收层140将作为光能的所述探测信号转换为了电能，而产生电子和空穴。所述电子和空穴在所述第一电极110及所述第二电极180形成的所述电场的作用下形成漂移，具体地，电子流向所述第二电极180，空穴流向所述第一电极110，从而形成了感测电流。
在本实施方式的示意图中，所述滤波层170设置于所述顶层150背离所述光吸收层140的表面。可以理解地，本实施方式的示意图不应当理解为对本申请实施方式提供的光电探测器芯片100的限定。所述顶层150位于入射光线进入到所述光吸收层140之前，所述滤波层170位于所述顶层150，因此，在入射光线进入到所述光吸收层140之前，可将波长小于1300nm的信号滤除，使得波长小于1300nm的信号较少甚至不能够通过所述滤波层170，进而使得波长小于1300nm的信号较少甚至不能够进入到光吸收层140，而使得波长大于或等于1300nm的探测信号通过。因此，减小甚至避免了环境光等波长小于1300nm的信号的存在对所述光电探测器芯片100的干扰。当所述光电探测器芯片100应用于距离传感器10时，波长大于或等于1300nm的探测信号可进入到所述光吸收层140，可提升根据所述光电探测器芯片100的光吸收层140吸收波长大于或等于1300nm的探测信号来判断目标物体与距离传感器10之间的距离的精确性。
进一步地，由于所述滤波层170设置于所述顶层150背离所述光吸收层140的表面，即便入射光中部分波长小于1300nm的信号穿过所述滤波层170，那么，在入射光中部分波长小于1300nm的信号在进入到光吸收层140之前，先进入到所述顶层150，所述顶层150也会对波长小于1300nm的信号吸收，从而进一步减小甚至避免了波长小于1300nm的信号进入到所述光吸收层140。因此，减小甚至避免了环境光等波长小于1300nm的信号的存在对所述光电探测器芯片100的干扰。当所述光电探测器芯片100应用于距离传感器10时，波长大于或等于1300nm的探测信号可进入到所述光吸收层140，可进一步提升根据所述光电探测器芯片100的光吸收层140吸收波长大于或等于1300nm的探测信号来判断目标物体与距离传感器10之间的距离的精确性。
请一并参阅图4及图6，图6为另一实施方式中图4中的光电探测器芯片沿着B-B线的剖面示意图。所述光电探测器芯片100包括第一电极110、衬底120、光吸收层140、顶层150、第二电极180以及滤波层170。所述衬底120设置于所述第一电极110的一侧。所述光吸收层140包括InGaAs，所述光吸收层140设置于所述衬底120背离所述第一电极110的一侧。所述顶层150设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的一侧。所述第二电极180与所述顶层150接触，且所述第二电极180设置于所述顶层150背离所述光吸收层140的一侧。所述滤波层170设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的一侧，且位于所述第二电极180邻近所述顶层150的一侧，所述滤波层170用于滤除波长小于1300nm的信号，且透过波长大于或等于1300nm的探测信号。
在本实施方式的示意图中，以所述滤波层170设置于所述顶层150与所述光吸收层140之间为例进行示意。
本实施方式提供的光电探测器和上一实施方式提供的光电探测器的结构基本相同，不同之处在于两个实施方式中滤波层170的位置不同。在上一实施方式中，所述滤波层170设置于所述顶层150背离所述光吸收层140的表面；而在本实施方式中，所述滤波层170设置于所述顶层150与所述光吸收层140之间。
所述滤波层170设置于所述顶层150与所述光吸收层140之间，在本实施方式中，所述滤波层170的一表面设置于所述光吸收层140背离所述衬底120的表面上，所述顶层150设置于所述滤波层170的另一表面，其中，所述滤波层170的所述另一表面与所述滤波层170的所述一表面为相背的两个表面。
所述滤波层170设置于所述顶层150与所述光吸收层140之间，因此，在入射光线进入到所述光吸收层140之前，入射光线先进入到所述滤波层170，所述滤波层170可将波长小于1300nm的信号滤除，使得波长小于1300nm的信号较少甚至不能够通过所述滤波层170，进而使得波长小于1300nm的信号较少甚至不能够进入到光吸收层140，而使得波长大于或等于1300nm的探测信号通过。因此，减小甚至避免了环境光等波长小于1300nm的信号的存在对所述光电探测器芯片100的干扰。当所述光电探测器芯片100应用于距离传感器10时，波长大于或等于1300nm的探测信号可进入到所述光吸收层140，可提升根据所述光电探测器芯片100的光吸收层140吸收波长大于或等于1300nm的探测信号来判断目标物体与距离传感器10之间的距离的精确性。
所述第一电极110为负极，所述第二电极180为正极，所述衬底120为InP衬底120，所述光吸收层140为InGaAs层，所述滤波层170为InGaAsP层。
所述光吸收层140的为InGaAs层，换而言之，所述光吸收层140的材质为InGaAs材料。因此，所述光吸收层140也可称为InGaAs光吸收层140，相应的，所述光电探测器芯片100也称为InGaAs材料的光电探测器芯片100。根据InGaAs材料的特性，InGaAs材料对波长大于1300nm（比如，1310nm）的光具有比较高的响应度，因此，所述光电探测器芯片100的响应度较好。
所述滤波层170为InGaAsP层，换而言之，所述滤波层170的材质为InGaAsP材料。因此，所述滤波层170也称为InGaAsP滤波层。所述滤波层170为InGaAsP层，可对波长小于或等于1300nm的光线具有较好的吸收作用。
在一实施方式中，所述滤波层170的厚度d1满足：0.5μm≤d1≤3.0μm。
当所述滤波层170为InGaAsP层时，虽然InGaAsP对波长小于1300nm的光线有较好的吸收作用。然，当所述滤波层170的厚度d1＜0.5μm时，所述滤波层170的厚度较薄，所述滤波层170不能吸收较多的波长小于1300nm光线，会使得部分波长小于1300nm的光线进入到所述光吸收层140，进而对所述光吸收层140利用波长大于或等于1300nm的信号（比如1310nm）进行工作时造成干扰。所述滤波层170厚度越厚，对波长小于1300nm的光线的截止及阻止效果较好，然，所述滤波层170的厚度越厚会使得整个光电探测器芯片100的厚度较大，进而不利于所述光电探测器芯片100尺寸的轻薄化。综上所述，本申请实施方式提供的光电探测器芯片100中所述滤波层170的厚度d1满足：0.5μm≤d1≤3.0μm，可兼顾对滤波层170对波长小于1300nm的光线的截止及阻止效果以及所述光电探测器芯片100轻薄化。
所述滤波层170的厚度d1满足：0.5μm≤d1≤3.0μm，具体地，所述滤波层170的厚度d1可以为0.5μm、或0.6μm，或0.7μm，或0.8μm，或0.9μm，或1.0μm，或1.1μm，或1.2μm，或1.3μm，或1.4μm，或1.5μm，或1.6μm，或1.7μm，或1.8μm，或1.9μm，或2.0μm，或2.1μm，或2.2μm，或2.3μm，或2.4μm，或2.5μm，或2.6μm，或2.7μm，或2.8μm，或2.9μm，或3.0μm。可以理解地，所述滤波层170d1的厚度也可以为除了上述举例外的其他数值，只要所述滤波层170的厚度d1满足：0.5μm≤d1≤3.0μm即可。
进一步地，在一实施方式中，所述滤波层170的厚度d1满足：0.5μm≤d1≤1.0μm。
当所述滤波层170为InGaAsP层时，虽然InGaAsP对波长小于1300nm的光线有较好的吸收作用。然，当所述滤波层170的厚度d1＜0.5μm时，所述滤波层170的厚度较薄，所述滤波层170不能吸收较多的波长小于1300nm光线，会使得部分波长小于1300nm的光线进入到所述光吸收层140，进而对所述光吸收层140利用波长大于或等于1300nm的信号（比如1310nm）进行工作时造成干扰。所述滤波层170厚度越厚，对波长小于1300nm的光线的截止及阻止效果较好，然，所述滤波层170的厚度越厚会使得整个光电探测器芯片100的厚度较大，进而不利于所述光电探测器芯片100尺寸的轻薄化。此外，考量对厚度较厚时的制备难度以及时间等成本，将所述滤波层170的厚度选为d1满足：0.5μm≤d1≤1.0μm。综上所述，本申请实施方式提供的光电探测器芯片100中所述滤波层170的厚度d1满足：0.5μm≤d1≤1.0μm，可兼顾对滤波层170对波长小于1300nm的光线的截止及阻止效果、所述光电探测器芯片100轻薄化以及滤波层170的制备难度及时间成本。
所述滤波层170的厚度d1满足：0.5μm≤d1≤1.0μm，具体地，所述滤波层170的厚度d1可以为0.5μm、或0.6μm，或0.7μm，或0.8μm，或0.9μm，或1.0μm。可以理解地，所述滤波层170d1的厚度也可以为除了上述举例外的其他数值，只要所述滤波层170的厚度d1满足：0.5μm≤d1≤1.0μm即可。
请继续参阅图7及图8，图7为图5所示的光电探测器芯片的有源区的示意图；图8为图6所示的光电探测器芯片的有源区的示意图。在一实施方式中，所述光电探测器芯片100具有有源区100a，所述有源区100a用于透过所述探测信号至所述光吸收层140，所述顶层150及所述滤波层170位于所述有源区100a的部分掺杂有Zn，所述光吸收层140位于所述有源区100a且邻近所述第二电极180的部分掺杂有Zn，其中，所述光吸收层140掺杂有Zn的部分（图中标识为d2）的厚度为0.1-0.2μm。
所述有源区100a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。
本实施方式中，所述光电探测器芯片100中通过在顶层150及所述滤波层170位于有源区100a部分掺杂Zn，从而使得所述第二电极180与所述光吸收层140之间的接触更好。此外，所述光吸收层140位于所述有源区100a且邻近所述第二电极180的部分也掺杂有Zn，可进一步提升所述第二电极180与所述光吸收层140之间的接触。所述光吸收层140掺杂有Zn的部分的厚度为0.1μm~0.2μm。举例而言，所述光吸收层140掺杂有Zn的部分的厚度可以为但不仅限于为0.10μm，或0.12μm，或0.13μm，或0.14μm，或0.15μm，或0.16μm，或0.17μm，或0.18μm，或0.19μm，或0.20μm。当所述光吸收层140掺杂的Zn的部分的厚度小于0.1μm时，所述第二电极180与所述光吸收层140之间接触效果的提升受限，当所述光吸收层140掺杂的Zn的部分的厚度大于0.2μm时，所述光吸收层140掺杂Zn的难度较大。本申请实施方式中，所述光吸收层140掺杂有Zn的部分的厚度为0.1μm~0.2μm，一方面可使得所述第二电极180与所述光吸收层140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。
请一并参阅图7及图8，所述顶层150包括第一扩散部151及本体部152，所述本体部152具有第一材质，所述第一扩散部151具有第一材质及Zn。在本实施方式中，所述第一材质为InP。所述顶层150的形成方式可以为但不仅限于在所述光吸收层140背离所衬底120的一侧形成整层第一材质的膜层，然后再对于第一材质的膜层中对应所述有源区100a的部分掺杂Zn，Zn在对应有源区100a的第一材质的膜层中扩散，从而形成了第一扩散部151。换而言之，所述第一材质的膜层中掺杂了Zn的部分为所述第一扩散部151，所述第一材质的膜层中其余的部分为本体部152。
所述第一材质的膜层中对应所述有源区100a的部分掺杂Zn（即，第一扩散部151中包括Zn），第二电极180设置于所述第一扩散部151背离所述光吸收层140的一侧，所述第二电极180可通过所述第一扩散部151将电压较好地加载到光吸收层140。所述顶层150及所述第二电极180的上述结构设计，从而使得所述光电探测器芯片100具有较好的性能。
请一并参阅图4至图8，所述滤波层170在所述衬底120上的正投影完全覆盖所述有源区100a在所述衬底120上的正投影。为了方便描述，所述滤波层170在所述衬底120上的正投影命名为第一投影，所述有源区100a在所述衬底120上的正投影命名为第二投影。所述滤波层170在所述衬底120上的正投影完全覆盖所述有源区100a在所述衬底120上的正投影包括：所述第一投影的面积大于所述第二投影的面积，且所述第二投影完全位于所述第一投影的范围内；或，所述第一投影的面积等于所述第二投影面积，且所述第二投影和所述第一投影完全重合。在本实施方式的示意图中，以所述第一投影的面积大于所述第二投影的面积，且所述第二投影完全位于所述第一投影的范围内为例进行示意。
所述滤波层170在所述衬底120上的正投影完全覆盖所述有源区100a在所述衬底120上的正投影，因此，入射光线经由所述有源区100a进入到所述光电探测器芯片100中时，进入到光电探测器芯片100内部的入射光线全部照射至所述滤波层170，从而使得所述入射光中波长小于1300nm的信号被滤除。
进一步地请一并参阅图7和图8，或者一并参阅图6和图7，所述滤波层170还具有第二扩散部171，所述第二扩散部171与所述第一扩散部151至少部分正对，所述滤波层170具有第二材质，所述第二扩散部171具有第二材质及Zn。其中，所述第二材质为InGaAsP。所述第二扩散部171在所述衬底120上的正投影完全覆盖所述有源区100a在所述衬底120上的正投影。
在本实施方式中，所述滤波层170包括第二扩散部171，此外，所述滤波层170还包括边缘部172。所述边缘部172设置于所述第二扩散部171的周侧。所述滤波层170的形式方式可以为但不仅限于在形成一整层第二材质的膜层，然后再对第二材质的膜层中对应有源区100a的部分掺杂Zn，Zn在对应有源区100a的第一材质的膜层中扩散，从而形成第二扩散部171。换而言之，所述第一材质的膜层中掺杂了Zn的部分为所述第二扩散部171，所述第一材质的膜层中其余的部分为所述滤波层170的边缘部172。
所述第二材质的膜层中对应所述有源区100a的部分掺杂Zn（即，第二扩散部171中包括Zn），第二电极180能够通过所述第一扩散部151及所述第二扩散部171较好地将电压加载到光吸收层140，所述滤波层170的上述结构设计，使得所述光电探测器芯片100具有较好的性能。
在本实施方式中，所述第二扩散部171在所述衬底120上的正投影完全覆盖所述有源区100a在所述衬底120上的正投影。一方面，入射光线经由所述有源区100a进入到所述光电探测器芯片100中时，进入到光电探测器内部的入射光线全部照射至所述滤波层170的第二扩散部171，从而使得所述入射光中波长小于1300nm的信号被滤除；另一方面，第二电极180能够通过所述第一扩散部151及所述第二扩散部171较好地将电压加载到光吸收层140，所述滤波层170的上述结构设计，使得所述光电探测器芯片100具有较好的性能。
所述光电探测器芯片100具有用于接收探测信号的有源区100a。位于所述有源区100a且位于所述光吸收层140背离所述衬底120一侧的膜层（比如，顶层150、接触层160及滤波层170）中掺杂了Zn，因此，所述有源区100a也称为Zn扩散区。所述有源区100a可以为但不仅限于为通过金属有机化合物化学气相沉积（Metal-organic Chemical VaporDeposition，MOCVD）工艺或热扩散工艺形成。
在一实施方式中，所述光电探测器芯片100中掺杂了Zn的厚度为所述顶层150、所述接触层160、所述滤波层170以及掺杂有Zn的光吸收层140中掺杂的部分的厚度之和。比如，在一实施方式中，所述顶层150的厚度范围为0.5μm~1μm ，所述接触层160的厚度为0.1μm~0.2μm，所述滤波层170的厚度范围为0.5μm~3.0μm ，所述光吸收层140中被掺杂Zn的部分的厚度为0.1μm~0.2μm，因此，所述光电探测器芯片100中掺杂了Zn的厚度为1.2μm~4.4μm。请继续参阅图4和图5，或图6和图7，所述光电探测器芯片100还包括缓冲层130。所述缓冲层130设置于所述衬底120与所述光吸收层140之间，所述缓冲层130与所述光吸收层140的晶格匹配度大于所述衬底120与所述光吸收层140的晶格匹配度。
所述缓冲层130与所述光吸收层140的晶格匹配度大于所述衬底120与所述光吸收层140的晶格匹配度。所述光吸收层140与所述衬底120的晶格匹配度不好时，倘若所述光吸收层140直接形成于所述衬底120上，则所述光吸收层140容易产生较多的缺陷。所述光吸收层140的缺陷较多容易导致所述光吸收层140对透过所述滤波层170的探测信号的响应较差。本申请实施方式中，所述缓冲层130设置于所述衬底120与所述光吸收层140之间，换而言之，所述光吸收层140通过所述缓冲层130设置于所述衬底120上。由于所述缓冲层130与所述光吸收层140的晶格匹配度大于所述衬底120与所述光吸收层140的晶格匹配度，因此，所述光吸收层140形成在所述缓冲层130上时，所述光吸收层140不容易产生缺陷，进而导致所述光吸收层140对透过滤波层170的探测信号的响应较好，从而提升了所述光电探测器芯片100的性能。具体地，所述衬底120的缺陷较多，若直接将所述光吸收层140设置于所述衬底120上，则，所述光电探测器芯片100的暗电流较大。本实施方式中，所述缓冲层130与所述光吸收层140的晶格匹配度大于所述衬底120与所述光吸收层140的晶格匹配度，因此，所述缓冲层130可屏蔽所述衬底120的缺陷，使得所述光电探测器芯片100的暗电流较小。
所述衬底120的材质为InP，所述缓冲层130的材质为N-InP，换而言之，所述衬底120为InP衬底，所述缓冲层130为N-InP缓冲层。所谓N-InP，是指N型的InP，通常情况下，在通常是在InP材质中掺杂Si。
继续参阅图4至图8，所述光电探测器芯片100还包括接触层160。所述接触层160设置于所述顶层150背离所述光吸收层140的一侧，所述接触层160的禁带宽度小于所述顶层150的禁带宽度。
所述顶层150的材质包括InP，所述接触层160的材质可以包括InGaAsP或InGaAs。所述接触层160的禁带宽度小于所述顶层150的禁带宽度，从而减低所述第二电极180与所述光吸收层140之间的接触电阻。
所述接触层160的厚度为0.10μm~0.20μm。举例而言，所述接触层160的厚度为0.10μm，或0.12μm，或0.14μm，或0.15μm，或0.16μm，或0.18μm，或0.2μm。所述接触层160的厚度小于0.10μm时，所述第二电极180的接触电阻较大。当所述接触层160的厚度大于0.20μm时，对形成有源区100a时的Zn扩散有阻挡作用，可能导致Zn不能较为均匀地扩散至所述接触层160下面的膜层。本申请实施方式中所述接触层160的厚度为0.10μm~0.20μm，一方面使得所述第二电极180的接触电阻较小，另一方面对Zn扩散的阻挡较小，便于Zn均匀扩散至160下面的膜层。
所述接触层160可通过金属有机化合物化学气相沉积（Metal-organic ChemicalVapor Deposition，MOCVD）或分子束外延（Molecular Beam Epitaxy，MBE）工艺制备。
请一并参阅图7至图8，可以理解地，所述接触层160包括第三扩散部161及接触本体部162。所述第三扩散部161位于所述有源区，所述接触本体部162环绕所述第三扩散部161，且所述接触本体部162位于非有源区。所述接触本体部162的材质为第三材质，其中，所述第三材质为InGaAs。所述第三扩散部161包括第三材质及Zn。
进一步地，请一并参阅图4至图8，所述光电探测器芯片100还包括钝化层210。所述钝化层210设置于所述接触层160背离所述衬底120层一侧，所述钝化层210具有通孔220a。所述通孔220a限定所述有源区100a。所述钝化层210的厚度为0.1μm~2.0μm。
所述钝化层210用于降低所述光电探测器芯片100的暗电流。所述钝化层210由于位于所述光电探测器芯片100的表面，因此，所述钝化层210也称为表面钝化层。由于所述钝化层210位于所述光电探测器芯片100的表面，因此，所述钝化层210还起到对所述光电探测器芯片100的表面进行保护的作用。所述钝化层210的材质可以为但不仅限于为氧化硅（SiO2），或氮化硅(SiNx)。
所述钝化层210的厚度可以为但不仅限于为0.1μm，或0.11μm，或0.12μm，或0.13μm，或0.14μm，或0.15μm，或0.16μm，或0.17μm，或0.18μm，或0.19μm，或2.0μm。可以理解地，所述钝化层210的厚度也可以为除了上述举例之外的其他数值，主要满足所述钝化层210的厚度为0.1μm~2.0μm即可。当所述钝化层210的厚度小于0.1μm时，在进行Zn掺杂时，会存在无法完全阻挡Zn进入到所述钝化层210下面的各个膜层中的风险，若Zn通过所述钝化层210进入到所述钝化层210下面的膜层，则会使得所述光电探测器芯片100的暗电流较大。当所述钝化层210的厚度大于0.20μm时，那么，在所述钝化层210上形成所述通孔220a的难点较大。本申请实施方式提供的光电探测器芯片100中，所述钝化层210的厚度为0.1μm~2.0μm，一方面可对Zn掺杂时起到阻挡作用，具体为，起到防止Zn扩散到钝化层210覆盖膜层的部分），另一方面可降低形成通孔220a的难度。
进一步地，请一并参阅图4至图8，本实施方式提供的光电探测器芯片100还包括增透膜220。所述增透膜220设置于所述通孔220a内。所述增透膜220用于降低入射光线的反射率，进而使得所述入射光线较多地进入到所述光电探测器芯片100内部。具体地，在本实施方式中，所述增透膜220用于使得入射至所述增透膜220上的探测信号具有较大的透过率。所述增透膜220的厚度大于或等于0.1μm。在本实施方式中，所述增透膜220的厚度为1300/（4n）nm~1330/（4n）nm，其中，n为所述增透膜220的折射率。举例而言，所述增透膜220的厚度可以为[1300/（4n）]nm，或[1310/（4n）]nm，或[1320/（4n）]nm，或[1330/（4n）]nm。当所述增透膜220的厚度为[1300/（4n）]nm时，所述增透膜220对1300nm的探测信号的透过率最大，而对其他波段的透过率较小。当所述增透膜220的厚度为[1310/（4n）]nm时，所述增透膜220对1310nm的探测信号的透过率最大，而对其他波段的透过率较小。当所述增透膜220的厚度为[1320/（4n）]nm时，所述增透膜220对1320nm的探测信号的透过率最大，而对其他波段的透过率较小。当所述增透膜220的厚度为[1330/（4n）]nm时，所述增透膜220对1330nm的探测信号的透过率最大，而对其他波段的透过率较小。
当所述增透膜220的厚度为1300/（4n）nm~1330/（4n）nm，所述增透膜220对波长为1300nm~1330nm的探测信号的透过率较大，而对波长小于1300nm的光的透过率较小。换而言之，增透膜220的厚度为1300/（4n）nm~1330/（4n）nm，所述增透膜220对波长1300nm~1330nm的探测信号的透过率大于波长小于1300nm的光的透光率。
所述增透膜220的材质可以为但不仅限于为氧化硅（SiO2），或氮化硅(SiNx)。所述增透膜220可以通过但不仅限于为等离子体增强化学的气相沉积法（Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition ，PECVD）的方式制备。
所述增透膜220的周缘与所述钝化层210形成所述通孔220a的周侧壁之间具有环形间隙。所述第二电极180包括第一导电部181、及第二导电部182，所述第一导电部181位于所述环形间隙，且围绕所述增透膜220设置，所述第二导电部182位于所述钝化层210背离所述衬底120的表面，且所述第二导电部182电连接所述第一导电部181。
请一并参阅图4，所述光电探测器芯片100还包括标记部230。所述标记部230设置于所述钝化层210，且与所述第二电极180间隔设置。
所述标记部230用于在所述光电探测器芯片100制备工艺过程中的对位，或者是作为外观件区分不同的光电探测器芯片100。所述标记部230并非在所述光电探测器芯片100的工作中起到光电探测功能的部件，因此，所述标记部230也称为非功能部，所述标记部230所在的区域也称为非功能区或者标记区域。
在本实施方式中，所述标记部230的材质与所述第二电极180的材质相同，且所述标记部230可与所述第二电极180在同一制备工序中制备出来，以节约制备工序。
请一并参阅图4至图8，所述滤波层170的周缘显露于所述钝化层210，以便在所述光电探测器芯片100制备时，通常多个光电探测器芯片100一起制备，所述多个光电探测器芯片100之间间隔设置，相邻的两个光电探测器芯片100之间的钝化层210显露所述滤波层170的周缘。当多个光电探测器芯片100制备完成之后，通常钝化层210显露所述滤波层170处进行切割，以形成多个单个的光电探测器芯片100。由此可见，所述钝化层210显露所述滤波层170的周缘的区域为光电探测器芯片100分割的区域，因此，也称为划道线区域。
可以理解地，图4的俯视图及其相关实施方式介绍的光电探测器芯片100并不构成对本申请实施方式提供的光电探测器芯片100的限定。所述光电探测器芯片100的俯视图也可以为其他形态，比如，请一并参阅图9和图10，图9为本申请另一实施方式提供的光电探测器芯片的俯视图；图10为本申请再一实施方式提供的光电探测器芯片的俯视图。
请参阅图11，图11为本申请一实施方式提供的距离传感器的示意图。本申请还提供一种距离传感器10，所述距离传感器10包括发射芯片300及光电探测器芯片100。所述发射芯片300用于发射探测信号。所述光电探测器芯片100请参阅前面描述，在此不再赘述。所述光电探测器芯片100中的滤波层170用于滤除波长小于1300nm的信号，且透过波长大于或等于1300nm的探测信号。
所述发射芯片300发射的探测信号的波长大于或等于1300nm，比如为1310nm。波长大于或等于1300nm的信号是红外波段的信号。当所述发射芯片300发射的探测信号被目标物体反射时，被反射的所述探测信号可进入所述光电探测器芯片100，并且外界环境光也可进入所述光电探测器芯片100。外界环境光的波长通常为小于1300nm的光，比如，为波长小于750nm的可见光。
所述光电探测器芯片100中的滤波层170用于滤除波长小于1300nm的信号，且通过波长大于或等于1300nm的探测信号，因此，可避免波长小于1300nm的信号对所述发射芯片300发出的波长大于或等于1300nm的探测信号的干扰，从而提升了所述光电探测器芯片100的光吸收层140吸收波长大于或等于1300nm的探测信号来判断目标物体与距离传感器10之间的距离的精确性。
在一实施方式中，所述距离传感器10具有封装壳500，所述封装壳500具有间隔设置的第一收容空间510及第二收容空间520，以及连通所述第一收容空间510的第一开口510a，及连通第二收容空间520的第二开口510b。所述第一收容空间510用于收容所述发射芯片300，所述发射芯片300发出的探测信号可经由所述第一开口510a出射。自所述第一开口510a出射的探测信号被目标物体2反射后进入经由所述第二开口510b进入所述光电探测器芯片100。所述第二收容空间520用于收容所述光电探测器芯片100，且所述光电探测器芯片100可经由所述第二开口510b接收所述探测信号。
请进一步参阅图12及图13，图12为本申请一方式提供的电子设备的示意图；图13为图12中沿着C-C线的剖面图。本申请还提供一种电子设备1。所述电子设备1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(Personal Computer，PC)、个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、便携式媒体播放器（Portable Media Player，PMP）、耳机、相机、智能穿戴设备、智能屏幕、显示屏、风力发电设备等具有距离传感功能的设备。
在一实施方式中，所述电子设备1包括显示屏30及距离传感器10。所述显示屏30为有机发光二极管（OLED）显示屏，在其他实施方式中，所述显示屏30也可以为液晶显示屏。所述显示屏30具有显示区310。所谓显示区310，是指显示屏30中具有显示功能的区域。所述距离传感器10设置于所述显示屏30的一侧且对应所述显示屏30的显示区310设置，所述距离传感器10的发射芯片300朝向所述显示屏30发射探测信号，所述距离传感器10的光电探测器芯片100用于接收透过显示屏30的探测信号，其中，所述探测信号的波长大于或等于1300nm。
所述距离传感器10对应所述显示屏30的显示区310设置，是指，所述距离传感器10在所述显示屏30的正投影落在所述显示区310的范围内。在本实施方式中，所述显示屏30可以为有机发光二极管（OLED）显示屏。当所述显示屏30为OLED显示屏时，所述距离传感中所述发射芯片300发出的波长大于或等于1300nm的探测信号可穿透所述显示屏30，因此，所述距离传感器10对应设置于所述显示屏30的显示区310。当所述距离传感器10对应所述显示屏30的显示区310设置时，因此，无需将所述距离传感器10设置于所述显示屏30的非显示区320且将所述显示屏30位于所述非显示区320的部分挖孔以设置所述距离传感器10，由此可见，本申请实施方式提供的电子设备1的屏占比较高。
请参阅图12，在本实施方式中，所述显示屏30还具有非显示区320，所述非显示区320设置于所述显示区310的周缘。所述非显示区320为所述显示屏30中不具有显示功能的区域。可以理解地，所述距离传感器10也可对应所述显示屏30的非显示区320设置。所述距离传感器10的发射芯片300朝向所述显示屏30发射探测信号，所述距离传感器10的光电探测器芯片100用于接收透过显示屏30的探测信号，其中，所述探测信号的波长大于或等于1300nm。可以理解地，所述显示屏30还可不具有所述非显示区320，本申请对所述显示屏30是否具有所述非显示区320不做限定。
请继续参照图13，所述显示屏30包括像素限定层31及发光层32。所述像素限定层31包括具有多个像素开口区311，以及围设形成所述像素开口区311的像素限定部30a。所述发光层32包括多个发光单元30b，所述发光单元30b设置于所述像素开口区311内。所述距离传感器10的发射芯片300和光电探测器芯片100对应相邻的两个发光单元30b之间的同一像素限定部30a设置，或者，所述距离传感器10的发射芯片300和光电探测器芯片100对应多个像素限定部30a设置，其中，所述多个像素限定部30a位于同一行或者同一列。
所述距离传感器10的发射芯片300和光电探测器芯片100对应相邻的两个发光单元30b之间的同一像素限定部30a设置，或者，所述距离传感器10的发射芯片300和光电探测器芯片100对应多个像素限定部30a设置，其中，所述多个像素限定部30a位于同一行或者同一列时，因此，所述发射芯片300发射的探测信号可较少甚至不被所述发光单元30b遮挡，因此，能够较多地出射至所述显示屏30之外；此外，被目标物体反射回的探测信号可较少甚至不被发光单元30b遮挡，因此，能够较多地入射至所述光电探测器芯片100中，从而提升了所述距离传感器根据所述发射芯片300发射的探测信号以及根据所述光电探测器芯片100反射的探测信号判断目标物体与所述电子设备1之间的距离的精确性。进一步地，所述距离传感器10的发射芯片300和光电探测器芯片100对应相邻的两个发光单元30b之间的同一像素限定部30a设置，或者，所述距离传感器10的发射芯片300和光电探测器芯片100对应多个像素限定部30a设置，其中，所述多个像素限定部30a位于同一行或者同一列时，所述距离传感器10的发射芯片300和光电探测器芯片100之间未直接间隔发光单元30b，因此，可减小发光单元30b发出的光线进入到所述光电探测器芯片100时对光电探测器芯片100的干扰。
在一实施方式中，所述像素限定部30a的材质可以为InGaAsP四元素材料，所述像素限定部30a一方面可限定所述像素开口区311，另一方面通过波长大于或等于1300nm的光线，吸收波长小于1300nm的光线。本实施方式中，所述像素限定部30a可进一步阻挡波长小于1300nm的光线。
进一步地，所述显示屏30还包括遮光件30c，所述遮光件30c设置于所述距离传感器10的周缘，且密闭所述距离传感器10与所述显示屏30之间的间隙，以防止光线通过所述显示屏30与所述距离传感器10之间的间隙进入到所述距离传感器10中的光电探测器芯片100中。
在本实施方式中，所述显示屏30还包括封装件，所述封装件设置于所述发光单元30b背离所述距离传感器10的一侧，用于对所述发光单元30b进行保护。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种光电探测器芯片，其特征在于，所述光电探测器芯片包括：
第一电极；
衬底，所述衬底设置于所述第一电极的一侧；
光吸收层，所述光吸收层为InGaAs层,所述光吸收层的厚度为1.0μm~3.0μm，所述光吸收层设置于所述衬底背离所述第一电极的一侧；
顶层，所述顶层设置于所述光吸收层背离所述衬底的一侧，所述顶层的禁带宽度大于所述光吸收层的禁带宽度，所述顶层的厚度为0.5μm~1.0μm；
接触层，所述接触层设置在所述顶层背离所述光吸收层的一侧；
钝化层，所述钝化层设置于所述接触层背离所述衬底的一侧，所述钝化层具有通孔，所述通孔限定有源区，所述钝化层的厚度为0.1μm~2.0μm；
增透膜，所述增透膜设置于所述通孔内，所述增透膜的周缘与所述钝化层形成所述通孔的周侧边之间具有环形间隙，所述增透膜的厚度为1300/（4n）nm~1330/（4n）nm，其中，n为所述增透膜的折射率；
第二电极，所述第二电极与所述顶层接触，且所述第二电极设置于所述顶层背离所述光吸收层的一侧；以及
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，且位于所述第二电极邻近所述顶层的一侧，所述滤波层用于滤除波长小于1300nm的信号，且透过波长大于或等于1300nm的探测信号至所述光吸收层，以使得所述光吸收层对于波长小于1300nm以下的光的响应度小于0.02A/W。
2.如权利要求1所述的光电探测器芯片，其特征在于，
所述滤波层设置于所述顶层背离所述光吸收层的表面；
或者，所述滤波层设置于所述顶层与所述光吸收层之间。
3.如权利要求2所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述第一电极为负极，所述第二电极为正极，所述衬底为InP衬底，所述滤波层为InGaAsP层。
4.如权利要求3所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述滤波层中InGaAsP满足：In1- xGaxAsyP1-y，其中，x=0.2143，y=0.4655。
5.如权利要求4所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述滤波层的厚度d1满足：0.5μm≤d1≤3.0μm。
6.如权利要求1-5任意一项所述的光电探测器芯片，其特征在于，所述光电探测器芯片具有有源区，所述有源区用于透过所述探测信号至所述光吸收层，所述顶层及所述滤波层位于所述有源区的部分掺杂有Zn，所述光吸收层位于所述有源区且邻近所述第二电极的部分掺杂有Zn，其中，所述光吸收层掺杂有Zn的部分的厚度为0.1μm~0.2μm。
7.如权利要求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：
缓冲层，所述缓冲层设置于所述衬底与所述光吸收层之间，所述缓冲层与所述光吸收层的晶格匹配度大于所述衬底与所述光吸收层的晶格匹配度。
8.如权利要求6所述的光电探测器芯片，其特征在于，
所述接触层位于所述有源区的部分掺杂有Zn，所述接触层的禁带宽度小于所述顶层的禁带宽度。
9.如权利要求8所述的光电探测器芯片，其特征在于，
所述第二电极包括第一导电部及第二导电部，所述第一导电部位于所述环形间隙内，且围绕所述增透膜设置，所述第二导电部设置于钝化层背离所述衬底的表面，且所述第二导电部与所述第一导电部电连接。
10.一种距离传感器，其特征在于，所述距离传感器包括：
发射芯片，所述发射芯片用于发射探测信号；及
如权利要求1-9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滤波层用于滤除波长小于1300nm的信号，且透过波长大于或等于1300nm的探测信号。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
显示屏，所述显示屏具有显示区；及
如权利要求10所述的距离传感器，所述距离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，所述距离传感器的发射芯片朝向所述显示屏发射探测信号，所述距离传感器的光电探测器芯片用于接收透过显示屏的探测信号，其中，所述探测信号的波长大于或等于1300nm。
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