光检测封装和包括该光检测封装的便携设备的制作方法

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种能够通过在衬底上形成多个不同的光吸收层利用一个设备检测不同波长区域的光的光检测设备，包括该光检测设备的光检测封装，以及包括该光检测封装的便携设备。

背景技术：

光根据波长被分为数个波段。例如，其波长为400nm或更小的紫外光(UV)可以被分为UV-A、UV-B和UV-C光。

UV-A区的光的波长范围为320nm-400nm，太阳光中UV-A区的光的98％或更多可以到达地球表面。UV-A区的光可以对人类皮肤上的变黑或老化现象产生影响。

UV-B区的光的波长范围为280nm-320nm，太阳光中的UV-B区的光只有2％可以到达地球表面。UV-B区的光会对皮肤癌、白内障和人类皮肤上的红点现象产生非常严重的影响。

UV-B区的光的大部分会被臭氧层吸收，但是到达地球表面的UV-B区的光的数量会增加，且由于近来对臭氧层的破坏，UV-B区光到达的地区也会增加，这引发严重的环境问题。

UV-C区的光的波长范围为200n-280nm，太阳光中的几乎整个UV-C区会被大气吸收，因此UV-C区几乎不会到达地球表面。UV-C主要用在杀菌操作中。

UV光对人体的量化影响的代表值是由UV-B区的光的入射量定义的UV指数。

具体地，能够检测UV光的设备包括光电倍增管(PMT)和半导体设备。半导体设备被普遍使用，因为半导体设备会比PMT便宜，且半导体设备还可以具有比PMT更小的尺寸。半导体设备可以由具有能够检测UV光的合适能带间隙的氮化镓(GaN)或者碳化硅(SiC)形成。

就基于GaN的设备而言，可以使用肖特基结型设备、金属-半导体-金属(MSM)型设备、以及PIN型设备。具体地，优选肖特基结型设备，因为其制造工艺简单。

肖特基结型设备具有这样的结构，其中缓冲层、光吸收层及肖特基结层顺序堆叠在异质衬底上，第一电极形成在缓冲层或光吸收层上，第二电极形成在肖特基结层上。

然而，常规的肖特基结型设备需要两个或多个设备来检测不同的波长区，因为它的设备特性就是只能检测单个波长。

韩国第10-2007-0106214号公开待审的专利公开文本揭示了一种半导体光接收设备，其中第一光吸收层、第二光吸收层、以及电极层顺序形成在衬底上，以便响应于单个设备中电极层偏压上的升高来检测不同的波长区。

然而，就该韩国专利而言，处于0-偏压的第一光吸收层的波长区域、以及第二光吸收层的波长区域可以在施加反向偏压时被检测到。随着反向偏压升高，第一光吸收层的反应值也会增大。

也就是说，难以检测精确的反应值，因为该反应值会根据反向偏压值而变化，即便是在检测相同地区的第一光吸收层上。此外，当第一光吸收层的另一波长区根据反向偏压的进一步增大而被检测到时，反应值会在各个波段上发生变化。

相应地，因为反应值会因反向偏压值而频繁变化以及产品可靠性会因为反应值表现为细微电流的变化而发生恶化，因此会存在一些问题。

发光二极管(LED)通常被用于新近的发光装置中。LED可以被用在很多电子产品中，诸如数字壁钟、腕表、TV、交通灯及显示屏，并且还可以被用在能量经济的发光系统、灯及闪光灯中，因为它消耗的热能要少于现有的灯泡。还公开了一种UV LED，其通过发出UV光提供灭菌功能。

光检测设备可以具有检测光量的功能。这种光检测设备可以具有通过检测UV光量测量UV指数的功能。

然而，应用了LED或光检测设备的产品不能配备用于检查LED或光检测设备是否正常工作的装置。

相应地，因为产品可靠性不能得到保证(UV LED是否发出正确的UV光量和用于检测UV光的光检测设备是否精确测量UV光量)，因此会存在问题。

技术实现要素：

技术问题

本发明的示例性实施例提供了一种光检测设备，其能够利用一个设备检测两个或多个区的不同波长区、根据波长获得精确的反应值、以及通过在一个设备中形成能够检测不同波长区的多个光吸收层和在该多个光吸收层中的每一个上形成第一电极层以便多个光吸收层能够独立工作而具有高度可靠性，并且提供了一种包括该光检测设备的光检测封装。

本发明的示例性实施例还提供了一种光检测封装，其具有光检测功能和光消散功能，并且能够通过监视光检测设备和LED是否正常工作而确保可靠性，并且提供了一种包括该光检测封装的便携设备。

本发明的其他特征将在下面的具体描述部分中提出，且部分地基于该具体描述部分而显而易见，或者可以通过实施本发明而了解。

问题的解决方案

根据本发明的示例性实施例，光检测设备包括衬底、设于衬底上的第一光吸收层、设在第一光吸收层上的第一区域中的第二光吸收层、以及设在第一和第二光吸收层中的每一个上的第一电极层。

光检测设备可以进一步包括第二电极层，其设在第一光吸收层上且与第一电极层间隔开。

在另一实施例中，光检测设备可以进一步包括设在衬底的第二表面上的第二电极层，其中第一和第二光吸收层设置在衬底的与第二表面相对的第一表面上。

光检测设备可以进一步包括第三光吸收层，其设置在第二光吸收层上的第二区域中。第一、第二和第三光吸收层可以具有不同的能带间隙。

光检测设备可以进一步包括缓冲层，其设置在衬底和第一光吸收层之间。

第一肖特基层可以设置在第一光吸收层上且与第二光吸收层间隔开，第二肖特基层可以设置在第二光吸收层上且与第三光吸收层间隔开，第三肖特基层可以设置在第三光吸收层上的第三区域中。

第一电极层可以设置在第一、第二和第三肖特基层中的每一个上。

光检测设备可以进一步包括第一应变减少层，其设置在第二光吸收层和第三光吸收层之间。

光检测设备可以进一步包括第二应变减少层，其设置在第一光吸收层和第二光吸收层之间。

缓冲层可以包括低温GaN层，第一光吸收层可以包括高温GaN层。

第二光吸收层可以包括Al_xGa_1-xN(0<x<1)，第三光吸收层可以包括Al_yGa_1-yN(0<y<1)。第二光吸收层可以包括与第三光吸收层不同的Al组成。

第一光吸收层、第二光吸收层、及第三光吸收层中的每一个可以包括Al_xGa_1-xN(0<x<y)层、Al_yGa_1-yN(x<y<1)层、或者In_zGa_1-zN(0<z<1)层，使得包含在第一、第二和第三吸收层中的任何一个中的Al_xGa_1-xN(0<x<y)层、Al_yGa_1-yN(x<y<1)层及In_zGa_1-zN(0<z<1)层不被包含在剩余层中。

第一、第二和第三肖特基层可以由ITO、Pt、W、Ti、Pd、Ru、Cr、Au、Ni和Cr中的任何一个形成。

第一应变减少层可以包括Al_dIn_1-dN(0<d≤1)，第二应变减少层包括Al_fIn_1-fN(0<f≤1)。

根据本发明的另一示例性实施例，光检测封装包括具有设于引线框架顶部表面上的凹陷单元的引线框架，设置在凹陷单元上且包括多个具有不同能带间隙的光吸收层和设置在相应光吸收层上的第一电极层的光检测设备，以及设置在凹陷单元的底部表面的一侧上且通过接合线连接相应第一电极层的彼此间隔开的多个第一电极板。

与第一电极层间隔开的第二电极层可以设置在该多个光吸收层的光吸收层上，设置在凹陷单元的底部表面的另一侧上的第二电极板可以通过接合线电连接第二电极层。

设备接触板可以与第一电极板和第二电极板间隔开且设置在第一电极板和第二电极板之间，光检测设备可以设置在设备接触板上。

在另一实施例中，第二电极层可以设置在光检测设备的底部上。

与第一电极板间隔开的第二电极板可以设置在凹陷单元的底部表面的另一侧上，光检测设备可以设置在第二电极板上。

另外，与相应第一电极板电连接的多个第一引线可以设置在引线框架的一侧上，与第二电极板电连接的第二引线可以设置在引线框架的另一侧上。

光检测设备可以包括衬底，设置在衬底上的第一光吸收层，设置于第一光吸收层上的第一区域中的第二光吸收层，设置在第二光吸收层上的第二区域中的第三光吸收层，以及设置在第一、第二和第三光吸收层中的每一个上的第一电极层。

另外，第一肖特基层可以设置在第一光吸收层上且与第二光吸收层间隔开，第二肖特基层可以设置在第二光吸收层上且与第三光吸收层间隔开，且第三肖特基层可以设置于第三光吸收层上的第三区域中。

第一电极层可以设置在第一、第二和第三肖特基层中的每一个上。

另外，缓冲层可以设置在衬底和第一光吸收层之间。

另外，第一应变减少层可以设置在第二光吸收层和第三光吸收层之间。

另外，第二应变减少层可以设置在第一光吸收层和第二光吸收层之间。

根据本发明的另一实施例，光检测封装包括配置成其中形成有向上开口的凹槽单元的封装主体，安装在凹槽单元的底部表面上且与外部电连接的光检测设备，以及安装于凹槽单元的由底部表面周边上的倾斜表面形成的内表面上且与外部电连接的LED。

凹槽单元的LED安装于其上的内表面可以具有大于0°直至50°或更小的倾斜角。

凹槽单元的内表面可以包括配置成将LED安装于其上的第一倾斜表面，以及与第一倾斜表面相比形成于更外侧上且配置成具有比第一倾斜表面更大倾斜角的第二倾斜表面。

光检测封装可以进一步包括封装盖，其与封装主体结合且配置成封盖凹槽单元的开放顶部。

封装盖可以包括石英玻璃板。

根据本发明的另一实施例，便携设备包括主体单元、安装在主体单元上的上述光检测封装、以及形成于主体单元中且配置成显示与光检测设备或LED的操作有关的信息的显示单元。

根据本发明的便携设备可以进一步包括主体单元盖，其与主体单元结合且配置成打开或封闭光检测封装的暴露在外的部分。

在根据本发明的便携设备中，材料层可以形成于主体单元盖的面向光检测封装的一个表面上，且配置成对光产生全反射。

根据本发明的另一实施例，便携设备包括主体单元，配置成将上述光检测封装安装于其上的安装单元，从安装单元延伸、连接主体单元且配置成电连接光检测封装和主体单元的信号传输线，以及形成于主体单元中且配置成显示与光检测设备或LED的操作有关的信息的显示单元。

在根据本发明的便携设备中，把手单元可以形成于安装单元中。

根据本发明的便携设备可以进一步包括安装单元盖，其与安装单元结合且配置成打开或封盖光检测封装的暴露在外的部分。

在根据本发明的便携设备中，材料层可以形成于安装单元盖的面向光检测封装的一个表面上且配置成对光产生全反射。

在根据上述实施例的便携设备中，可以在主体单元中形成功能按钮单元。

在根据上述实施例的便携设备中，可以在主体单元中形成彩色显示单元，其被配置成显示与光检测设备所检测的信息对应的特定颜色。

本发明的有益效果

根据本发明，可以在一个设备中检测两个或多个区域的不同波长区域，因为第一电极层形成于能检测不同波长区域的多个光吸收层中的每一个中，且该多个光吸收层能够独立工作。

另外，产品的可靠性能够得到改善，因为可以在不增加反向偏压值的情况下获得精确的与波长对应的反应率值。

另外，提供了一种光检测封装，其同时具有光检测功能和光消散功能，且在光检测设备和LED包含在一个封装中的情况下能够实现一种简单的结构，并且还提供了一种包括该光检测封装的便携设备。

另外，可以相互监测光检测设备和LED是否正常工作，因为光检测封装被配置成包括能够吸收LED发出的光的光检测设备，因此能够确保产品的可靠性。

附图说明

图1是根据本发明第一示例性实施例的光检测设备的堆叠结构的示意图。

图2是根据本发明第二示例性实施例的光检测设备的堆叠结构的示意图。

图3是根据本发明第一示例性实施例的光检测设备的横截面图。

图4是根据本发明第一示例性实施例的光检测设备的平面图。

图5是根据本发明示例性实施例的光检测封装的平面图。

图6是根据图5的示例性实施例的光检测封装的横截面图。

图7A和7B是根据本发明的示例性实施例的光检测封装的横截面图。

图8为曲线图，其示出了根据本发明示例性实施例测得的光反应率。

图9是根据本发明的第三示例性实施例的光检测设备的横截面图。

图10是根据本发明的第三示例性实施例的光检测设备的平面图。

图11是根据本发明的第三示例性实施例的光检测封装的平面图。

图12是根据本发明的第四示例性实施例的光检测封装的横截面图。

图13是图12所示光检测封装的平面图。

图14是根据本发明示例性实施例的包括光检测封装的便携设备的透视图。

图15是根据本发明示例性实施例的包括光检测封装的便携设备的透视图。

具体实施方式

下面将参照附图更具体地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同的形式实现，且不应被解释成限于所提出的实施例。相反地，提供这些实施例是为了使公开文本详细完整，并且将本发明的精神完整地向本领域技术人员传达。贯穿整个公开文本，在本发明的各个附图和实施例中，类似的附图标记指示类似的部件。

应当认识到，当元件或层被称作位于另一元件或层“之上”或“与之连接”时，它可以直接位于该另一元件或层之上或者与之直接连接，或者可以存在插入的元件或层。相反地，当元件被称作“直接位于另一元件或层之上”或“与之直接连接”时，则不存在插入的元件或层。应当认识到，就本公开文本的目的而言，“X、Y和Z的至少一个”可以被解释成仅X、仅Y、仅Z，或者两项或多项X、Y和Z的任意组合(例如XYZ、XYY、YZ、ZZ)。

空间相对关系的术语，诸如“在…下”、“下方”、“在…上”、“上方”等，可以用在文本中以便于描述附图中示出的一个元件或特征关于其他元件或特征的关系。应当认识到，这种空间相对关系的术语旨在除了附图中描绘的方位之外，还包括设备在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，描述成比其他元件或特征“低”或“位于其下方”的元件则被定向成位于其他元件或特征之上。因此，示例性的术语“在…之下”可以包括之上和之下这两种方位。设备可以以其他方式进行定向(旋转90度或者处于其他方位)，文中所用的空间相对关系的表述用语作相应解释。

参照附图进行描述根据本发明的一些实施例的光检测设备和包括该光检测设备的光检测封装。附图中示出的线的厚度及元件的尺寸可以出于描述清楚及方便的目的而被放大。

另外，下面的实施例说明了UV光的检测，但是本发明还可以用于检测除UV波长之外还具有不同波长区的光。

图1是根据本发明第一示例性实施例的光检测设备的堆叠结构的示意图。

如图1所示，为了制造根据本发明第一示例性实施例的光检测设备10，缓冲层30、第一光吸收层40、第二光吸收层50、第一应变减少层55、以及第三光吸收层60被顺序堆叠在衬底20之上。

衬底20可以由蓝宝石、AlN、GaN、SiC或Si形成，光检测设备10的结构可以根据导电衬底而变化。

首先，衬底20被置于金属有机化学气相沉积(MOCVD)反应腔的基座中。通过将反应腔内的压力降低至100torr或更低来去除反应腔内的杂质气体。

随后，通过将反应腔内的压力维持在100torr并且将温度提升至1100℃对异质衬底20的表面进行热清洗。通过将温度降低至550℃并且使Ga源和氨气(NH₃)流动来生长低温GaN层，即缓冲层30。在此，反应腔内的气体总流量由氢气(H₂)决定。

为了保证第一光吸收层40(即在缓冲层30(即低温GaN层)上生长的高温GaN层)的可结晶性及光学和电学性质，缓冲层30可以形成为具有约至少25nm的厚度。如果缓冲层30生长为低温AlN层，则缓冲层30可以在约600℃下生长成约25nm的厚度。

在生长缓冲层30之后，通过将基底内温度提升至1000℃-1100℃(例如1050℃)来生长第一光吸收层40，即高温GaN层。如果温度低于1000℃且表面粗糙度变大，则光学、电学及可结晶性质会发生恶化，如果温度超过1100℃，则可结晶性会发生恶化。

第一光吸收层40(即高温GaNg层)的厚度可以约为2μm。第一光吸收层40可以具有n型特性，尽管它未经掺杂，但是可以用Si进行掺杂以获得n型效果。

随后，在第一光吸收层40上生长第二光吸收层50。首先，通过在与第一光吸收层40类似的生长条件下提供Al源来生长Al_xGa_1-xN层(0<x<1)。

在生长第二光吸收层50时，为了将第二光吸收层50用作用于检测UV-B区的光吸收层，第二光吸收层50可以具有15％或更高的Al组成。为了提高光吸收效率，第二光吸收层50可以具有0.1μm-2μm的厚度。

在第二光吸收层50上生长第三光吸收层60。首先，通过在与第一光吸收层40类似的生长条件下提供Al源来生长Al_yGa_1-yN层(0<y<1)。

在生长第三光吸收层60时，为了将第三光吸收层60用作用于检测UV-C区的光吸收层，第三光吸收层60可以具有40％或更高的Al组成。为了提高光吸收效率，第三光吸收层60可以具有0.1μm-2μm的厚度。

为了减少可能在第二光吸收层50和第三光吸收层60之间的界面处产生的应变，第一应变减少层55可以在第二光吸收层50和第三光吸收层60之间由Al_dIn_1-dN(0<d≤1)层形成。

如果第一应变减少层55在约1050℃的温度下由高温AlN层形成，则因为第一应变减少层55因约6eV的能带间隙而变得接近绝缘层，第一应变减少层55可以具有50nm或更小的薄的厚度，可能难以获得高质量的可结晶性，且根据可结晶性和绝缘性质，第一应变减少层55可能妨碍细微电流的流动。

如果第一应变减少层55由Al_dIn_1-dN(0<d<1)形成，则第一应变减少层55可以在900℃或更低温度下生长，以便形成含有In的层。此时，第一应变减少层55可以具有超晶格形式，其中多个层被重复。

如上所述，根据本示例性实施例，可以通过形成具有不同能带间隙的第一光吸收层40、第二光吸收层50及第三光吸收层60而检测具有不同波长段的光。在另一示例性实施例中，第一光吸收层40、第二光吸收层50及第三光吸收层60中的每一个可以由Al_xGa_1-xN(0<x<y)层、Al_yGa_1-yN(x<y<1)层及In_zGa_1-zN(0<z<1)层中的任何一个形成，使得在第一至第三吸收层之一中使用的Al_xGa_1-xN(0<x<y)层、Al_yGa_1-yN(x<y<1)层或In_zGa_1-zN(0<z<1)层不被用在剩余层中。

也就是说，这三种不同的光吸收层可以分别由Al_xGa_1-xN(0<x<y)层、Al_yGa_1-yN(x<y<1)层及In_zGa_1-zN(0<z<1)层形成。这三种不同的光吸收层的顺序可以以各种方式进行选择。

图2是根据本发明的第二示例性实施例的光检测设备的堆叠结构的示意图。

根据第二示例性实施例的光检测设备的堆叠结构类似于参照图1描述的第一示例性实施例，除了第二应变减少层45形成于第一光吸收层40和第二光吸收层50之间以外。

相应地，与参照图1描述的第一示例性实施例相同的元件被赋予相同的附图标记，并且省去多余的描述。

根据本发明的第二示例性实施例，由Al_fIn_1-fN(0<f≤1)层形成的第二应变减少层45形成于第一光吸收层40和第二光吸收层50之间。形成第二应变减少层45是为了防止性质恶化及因开裂造成的产量下降，所述开裂会因为由高温GaN层形成的第一光吸收层40与由Al_xGa_1-xN(0<x<1)形成的第二光吸收层50之间的热膨胀系数差及晶格失配而发生。

为了解决这种开裂的发生，由Al_fIn_1-fN(0<f≤1)层形成的第二应变减少层45形成于第一光吸收层40和第二光吸收层50之间。

如果第二应变减少层45在约1050℃的温度下由高温AlN层形成，则因为第二应变减少层45因约6eV的能带间隙而变得接近绝缘层，第二应变减少层45可以具有50nm或更小的薄的厚度，可能难以获得高质量的可结晶性，且根据可结晶性和绝缘性质，第二应变减少层45可能妨碍细微电流的流动。

如果第二应变减少层45由Al_fIn_1-fN(0<f<1)形成，第二应变减少层45可以在900℃或更低温度下生长，以便形成含有In的层。此时，第二应变减少层45可以具有超晶格形式，其中多个层被重复。

图3是根据本发明的第一示例性实施例的光检测设备的横截面图，图4是根据本发明的第一示例性实施例的光检测设备的平面图。

根据本发明的第一示例性实施例，光检测设备被配置成可以在一个设备中检测多个不同波段。

例如，在现有技术中，利用三个光检测设备来检测三个不同类型的波段以便精确检测反应率。相反地，根据本发明的第一示例性实施例，可以在一个光检测设备中检测三个不同类型的波段。

在本示例性实施例中，示出了能够检测三个不同波段的光检测设备。然而，可以检测多种不同的波段，诸如2、4或5，其取决于堆叠的光吸收层的数量。

此外，图1的堆叠结构已被应用于本示例性实施例，但是可以也替代采用图2的堆叠结构。

另外，第一光吸收层40、第二光吸收层50及第三光吸收层60被形成为具有不同的能带间隙。例如，第一光吸收层40可以由高温GaN层形成，第二光吸收层50可以由Al_xGa_1-xN(0<x<1)层形成，第三光吸收层60可以由Al_yGa_1-yN(0<y<1)层形成。

在另一示例性实施例中，第一光吸收层40、第二光吸收层50及第三光吸收层60中的每一个可以由Al_xGa_1-xN(0<x<y)层、Al_yGa_1-yN(x<y<1)层及In_zGa_1-zN(0<z<1)层中的任何一个形成，使得在第一至第三吸收层中任何一个中使用到的Al_xGa_1-xN(0<x<y)层、Al_yGa_1-yN(x<y<1)层或In_zGa_1-zN(0<z<1)层不被用在剩余的吸收层中。

也就是说，这三种不同的光吸收层可以分别由Al_xGa_1-xN(0<x<y)层、Al_yGa_1-yN(x<y<1)层及In_zGa_1-zN(0<z<1)层形成。这三种不同的光吸收层的顺序可以以各种方式进行选择。

首先，第三光吸收层60、第一应变减少层55及第二光吸收层50通过干法蚀刻被刻蚀，使得第二光吸收层50形成于第一光吸收层40上的某个区域中。第一肖特基层71形成于通过蚀刻暴露的第一光吸收层40的表面上的某个区域中。

随后，第三光吸收层60和第一应变减少层55通过干法蚀刻被刻蚀，使得第三光吸收层60形成于第二光吸收层50上的某个区域中。第二肖特基层72形成于通过蚀刻暴露的第二光吸收层50的表面上的某个区域中。

第三肖特基层73形成于未经蚀刻的第三光吸收层60的表面上的某个区域中，第一电极层80形成于第一、第二和第三肖特基层71、72和73中的每一个上的某个区域中。

第一电极层80包括形成于第一肖特基层71上的某个区域中的(1-1)电极层81，形成于第二肖特基层72上的某个区域中的(1-2)电极层82，以及形成于第三肖特基层73上的某个区域中的(1-3)电极层83。

第一、第二和第三肖特基层71、72和73中的每一个可以由氧化铟锡(ITO)、Pt、W、Ti、Pd、Ru、Cr、Au、Ni和Cr中的任何一个形成，且可以因考虑到光透射率和肖特基特性而形成为10nm厚或更薄。

第二电极层90被配置成具有欧姆特性，且可以形成在第一光吸收层40上以与第一肖特基层71间隔开。例如，在刻蚀第一光吸收层40的一部分之后，可以在刻蚀部分中形成第二电极层90。

第二电极层90可以以条的形式形成在第一肖特基层71的一侧上。第二电极层90可以形成为具有翼形，以有助于从第二光吸收层50和第三光吸收层60产生的电流的流动。第二电极层90包括与第一肖特基层71间隔开且形成于第一光吸收层40的拐角部中的主体单元91，以及沿第一光吸收层40的边缘从主体单元91伸出的一对翼单元92。

如果第二电极层90由上述主体单元91和一对翼单元92形成，则可以阻止在实施线粘合时由应变引起的第二电极层90的脱落现象。

第一电极层80可以由Ni/Au形成，且形成的厚度在200nm至2μm之间。另外，第二电极层90可以由Cr/Ni/Au形成，且形成的厚度在400nm至2μm之间。此时，第二电极层90的顶部形成为具有几乎与第三光吸收层60的顶部对应的高度。

在如上所述形成的光检测设备中，光吸收层可以检测具有不同波段的光，且光吸收层被配置成独立工作。

下面描述参照图5和6描述的示例，其中利用光检测设备10配置光检测封装。

图5是根据本发明的第一示例性实施例的光检测封装的平面图，图6是根据本发明的第一示例性实施例的光检测封装的横截面图。

如图5和6中所示，根据本发明第一示例性实施例的光检测封装100可以包括配置成具有形成于其上侧上的凹陷单元210的引线框架200、安装在凹陷单元210上的光检测设备、以及形成于凹陷单元210的底部表面的一侧上且彼此间隔开的多个第一电极板300。

引线框架200的凹陷单元210通过窗600被封闭以保护凹陷单元210内的光检测设备。窗600由透明材料(诸如石英、蓝宝石或水晶)形成，且沿着凹陷单元210的上边缘坐落。

考虑到光的反射，凹陷单元210的内圆周表面可以是倾斜的。在一些实施例中，凹陷单元210的内圆周表面可以按照直角来形成。

另外，安装在引线框架200的凹陷单元210上的光检测设备可以例如是参照图3和4描述的光检测设备10。光检测设备10具有这样的结构，其中具有不同能带间隙的多个光吸收层顺序呈阶梯状和成形。第一电极层80形成在相应的光吸收层上。

肖特基层形成于各光吸收层上的某个区域中，第一电极层80形成于各肖特基层上的某个区域中。

例如，如图5中所示，第一肖特基层71形成于第一光吸收层40上的某个区域中，(1-1)电极层81形成于第一肖特基层71上的某个区域中。另外，第二肖特基层72形成于第二光吸收层50上的某个区域中，(1-2)电极层82形成在第二肖特基层72上的某个区域中。

另外，第三肖特基层73形成于第三光吸收层60上的某个区域中，(1-3)电极层83形成在第三肖特基层73上的某个区域中。

第一电极板300包括彼此间隔开的(1-1)电极板310、(1-2)电极板320和(1-3)电极板330。(1-1)电极板310通过例如由Au形成的接合线700电连接(1-1)电极层81。(1-2)电极板320通过接合线700电连接(1-2)电极层82。(1-3)电极板330通过接合线700电连接(1-3)电极层83。

翼形的第二电极层90形成于第一光吸收层40上，且与第一肖特基层71间隔开。第二电极层90通过接合线700电连接形成于凹陷单元210的底部表面的另一侧上的第二电极板500。

设备接触板400形成于第一电极板300和第二电极板500之间，且与第一电极板300和第二电极板500间隔开。光检测设备10安装在设备接触板400上。

也就是说，第一电极板300、第二电极板500和设备接触板400被配置成彼此间隔开。光检测设备10被安装在设备接触板400上。光检测设备10的(1-1)、(1-2)及(1-3)电极层81、82和83通过相应的接合线700电连接相应的(1-1)、(1-2)及(1-3)电极板310、320和330。光检测设备10的第二电极层90通过接合线700电连接第二电极板500。

分别与多个第一电极板300电连接的多个第一引线810在引线框架200的一侧上突出并成形，以便该多个第一引线810连接外部电极线(未示出)和被独立地驱动。与第二电极板500电连接的第二引线820从引线框架200的另一侧上突出并成形。

第一引线810包括与(1-1)电极板310电连接的(1-1)引线811、与(1-2)电极板320电连接的(1-2)引线812、以及与(1-3)电极板330电连接的(1-3)引线813。(1-1)、(1-2)和(1-3)引线811、812和813彼此间隔开。

相应地，能够通过借助第一引线810选择性地向光吸收层供应电源来独立驱动光吸收层。

图7A和7B是根据本发明的示例性实施例的光检测封装的横截面图。本示例性实施例示出一个示例，其中通过用环氧树脂填充凹陷单元210来保护光检测设备10，而非利用参照图5和6描述的示例性实施例的窗。

相应地，与上述实施例相同的元件被赋予相同的附图标记，且省略多余的描述。

如图7A中所示，如果利用环氧树脂将光检测封装100a的凹陷单元210填充成大致平坦来形成保护层600’，光可以以约120°的角度被肖特基层吸收。如果保护层600’是中凹的且形成为如点线所指示的那样，则可以检测到以120°或更大角度被吸收的光。

另外，如图7B中所示，如果在光检测封装100b的凹陷单元210中形成圆屋形的保护层600’，则以120°或更小角度被吸收的光可以被检测到。保护层600’可以形成为如点线所指示的不规则四边形。也就是说，根据窗600或保护层600’的形状，可以检测期望角度上的波长。

图8为曲线图，其示出了根据本发明的示例性实施例测得的光反应率。该曲线图示出利用光检测设备10测得的光反应率，在所述设备10中，不同光吸收层的电极在如下结构中独立连接且被单独驱动，其中在所述结构中，不同的光吸收层被包含在单个设备中且肖特基层形成在相应的光吸收层上。

在图8中，反应率(A)表示第三光吸收层60中的反应率，反应率(B)表示第二光吸收层50中的反应率，反应率(C)表示第一光吸收层40中的反应率。

也就是说，在根据本发明的示例性实施例的光检测设备10中，在相应光吸收层中被检测到的波段无需顺序形成，确定相应光吸收层的吸收波长的能带间隙无需顺序增加或减小。

图9是根据本发明的第三示例性实施例的光检测设备的横截面图，图10是根据本发明的第三示例性实施例的光检测设备的平面图。

根据本发明的第三示例性实施例的图9和10的光检测设备10’类似于参照图3和4描述的示例性实施例，除了第二电极层90’形成于由GaN、ZnO、SiC或GaAs形成的导电衬底20’的底部之外。

相应地，与图3和4所示相同的元件被赋予相同的附图标记，且省略多余的描述。

下面参照图11描述其中利用图9和10所示光检测设备10’配置光检测封装的示例。

图11是根据本发明的第三示例性实施例的光检测封装的平面图。

根据本发明的第三示例性实施例的图11的光检测封装100’类似于参照图5描述的示例性实施例，除了因为第二电极层90’形成于光检测设备10’的底部，光检测设备10’在没有附加的设备接触板400(参见图5)的情况下直接安装在第二电极板500’上之外。

相应地，与图5所示相同的元件被赋予相同的附图标记，且省略多余的描述。

彼此间隔开的多个第一电极板300形成于引线框架200的凹陷单元210的底部表面的一侧上。第二电极板500’形成于凹陷单元210的底部表面的另一侧上，且与多个第一电极板300间隔开。如图9和10所示，其中第二电极层90’形成于光检测设备10’的底部(即导电衬底20’的底部)上的光检测设备10’被安装在第二电极板500’上。

光检测设备10’的(1-1)、(1-2)及(1-3)电极层81、82和83分别通过接合线700电连接第一电极板300的(1-1)、(1-2)及(1-3)电极板310、320和330。光检测设备10’的第二电极层90’通过接触与第二电极板500’电连接。

另外，包括(1-1)、(1-2)及(1-3)引线811、812和813的多个第一引线810被设置在引线框架200的一侧上，以便该多个第一引线810连接外部电极线且被独立驱动。第二引线820从引线框架200的另一侧上突出并成形。

(1-1)引线811电连接(1-1)电极板310，(1-2)引线812电连接(1-2)电极板320，(1-3)引线813电连接(1-3)电极板330，且第二引线820电连接第二电极板500’。

相应地，能够通过借助第一引线810选择性地向光吸收层供应电源来独立驱动光吸收层。

下面参照图12和13详细描述根据本发明的第四示例性实施例的光检测封装。

图12是根据本发明的第四示例性实施例的光检测封装的横截面图，图13是图12所示光检测封装的平面图。

根据本发明的第四示例性实施例的光检测封装100”可以包括配置成其中形成有向上开口的凹槽单元111的封装主体110，安装在凹槽单元111的底部表面112上且与外部电连接的光检测设备120，以及安装于在底部表面112的周边上具有倾斜表面的凹槽单元111的内表面上且与外部电连接的发光二极管(LED)130。

封装主体110用于支撑元件，诸如光检测设备120和LED 130。

向上开口的凹槽单元111形成于封装主体110中。凹槽单元111的底部表面112(即最下端的底部表面)可以具有平坦的表面。另外，形成于底部表面112的周边上的凹槽单元111的内表面由倾斜表面形成。

光检测设备120安装在凹槽单元111的底部表面112上。光检测设备120可以例如是UV光检测设备。UV光检测设备可以例如利用AlGaN以肖特基型制造方法来制造。该制造方法关于上述示例性实施例得到了更详细的描述。同样，通过在约550℃的温度下供应Ga源和NH3气体在置于金属有机气相外延(MOVPE)反应腔中的蓝宝石衬底上生长GaN低温缓冲层。另外，通过将温度提升至约1100℃来生长GaN高温层。为了防止开裂，在约1100℃的温度下在生长的GaN高温层上生长高温AlN层。在生长的AlN层上生长AlGaN层以作为光吸收层。诸如Ni、Pt、ITO、Pd、Au或W的金属沉积在所生长的由AlGaN形成的光吸收层上，使得该光吸收层具有肖特基特性。随后，可以通过形成电极层来制造UV光检测设备。

这种光检测设备及其制造方法只是示例。本实施例的光检测设备120可以是通过吸收光而从中产生电流的各种光检测设备。

光检测设备120吸收光，因此电流流过光检测设备120。通过检测电流信号来测量光量。

可以在凹槽单元111的底部表面112中形成内部电极115，以便由光检测设备120产生的电流信号能够从外部进行传输。光检测设备120可以通过接合线116连接内部电极115。另外，内部电极115可以电连接形成于封装主体110中的外部电极117，因此内部电极115暴露在封装主体110外部。

在其上安装了光检测设备120的底部表面112的周边上将LED 130安装于凹槽单元111的内表面上。LED 130可以例如是紫外(UV)LED。在这种情况下，从UV LED发出的UV光可以被用于灭菌、消毒和净化。

LED130不限于UV LED，可以是具有发光功能的各种LED。

如果LED 130是UV LED，光检测设备120可以是与UV LED一致的UV光检测设备。另外，光检测封装100”包括UV光检测设备和UV LED，因此UV光检测设备能够吸收由UV LED发出的UV。UV光检测设备和UV LED是否正常工作可以通过监视过程来相互检查，这将在下面详细描述。

LED 130可以安装在封装主体110的倾斜表面上。在本示例性实施例中，光检测设备120安装在底部表面112上。凹槽单元111的内表面(即底部表面112的周边)可以包括将LED130安装于其上的第一倾斜表面113。将LED 130安装于上述倾斜表面上的原因包括凹槽单元111内合适的排列结构。理由之一是监视在与光检测设备120的关系中LED 130是否正常工作。

凹槽单元111的内表面可以进一步包括第二倾斜表面114。第二倾斜表面114是凹槽单元111的形成于第一倾斜表面113外侧上的内表面。如果第一倾斜表面113形成为具有平缓坡度，则考虑到对于光检测设备120的光吸收方向、来自LED 130的光辐射方向、以及光量的集中，第二倾斜表面114可以具有比第一倾斜表面113更大的倾斜角度。

内部电极115可以形成于凹槽单元111的内表面中，以便LED 130与外部电连接。LED 130和内部电极115可以通过接合线116耦联，与LED 130连接的内部电极115可以与形成于封装主体110中的外部电极117连接。

本示例性实施例可以进一步包括封装盖140，其与封装主体110结合且配置成封盖凹槽单元111的开放顶部。

封装盖140能够起到保护包含于凹槽单元111中的上述元件不受外部环境影响的作用。封装盖140可以由例如石英玻璃板形成，以便光线的吸收或消散变得平滑。封装盖140可以利用各种方法与封装主体110结合，诸如将封装盖140的边缘部粘结到凹槽单元111的上部的方法。

根据本示例性实施例的光检测封装100”具有多个用途，诸如源于上述结构特性的光检测功能和发光功能(例如用于发光以进行灭菌)。另外，光检测封装100”可以监视光检测设备120和LED 130是否正常工作。下面将对其进行更详细的描述。

光检测设备120通过吸收外部光来测量光量。此时，有必要检查光检测设备120是否工作正常，也就是说，所测量的光量是否准确。

根据本示例性实施例的光检测封装100”可以在光检测设备120测量外部光量之前测量安装于光检测设备120的周边上的LED 130发出的光量，并且通过将该测量值与原始输入值进行比较来检查该测量值是否落在预定正常范围内。作为比较结果，如果该测量值被发现落在预定正常范围内，则可以判定光检测设备120工作正常，由光检测设备120测量的外部光量的测量值是可靠的。

如前所述，LED 130安装在包含于凹槽单元111的内表面中的第一倾斜表面113上，因此光检测设备120能够容易地吸收由LED 130发出的光，换言之，由LED 130发出的足够数量的光被引向光检测设备120。第一倾斜表面113的倾斜角‘a’超过0°，并且可以是50°或更小，因此LED 130被轻易地安装在第一倾斜表面113上。

如果LED 130未正常工作，例如LED 130发出比原始光量小的光量，则可以判定光检测设备120和LED 130之一工作不正常。为了更准确地判断光检测设备120和LED 130中哪一个工作不正常，本示例性实施例可以包括多个LED 130。

多个LED 130被安装在包含于凹槽单元111的内表面中的第一倾斜表面113上。如图所示，该多个LED 130可以在围绕置于底部表面112上的光检测设备120的同心圆上等间隔地彼此间隔开。如果该多个LED 130被安装在第一倾斜表面113上，则该多个LED 130不必一定要等间隔地彼此间隔开，且包含于凹槽单元111的内表面中的第一倾斜表面113不必一定要在底部表面112的周边上的圆周上等间隔地彼此间隔开。

根据本示例性实施例，如果如上所述那样包括多个LED 130，则可以更准确地检查LED 130和光检测设备120是否工作正常。

更具体地，可以以一个接一个的方式顺序驱动该多个LED 130或者顺序驱动该多个LED 130的可能组合中的两个或多个，用光检测设备120测量由该特定LED 130或该两个或多个组发出的光量，并且将测量的光量与原始输入值作比较的方式检查特定LED 130或者LED 130的特定的组是否工作正常。另外，如果各个LED 130的测量值或者各个组的测量值相对于原始输入值超出正常范围，则可以判定该光检测设备120工作不正常。

尽管未示出，但本示例性实施例可以进一步包括信号处理单元，其用于处理所测量的光量值、测量的光量值与原始输入值的比较和判断、以及相应的处理。

下面参照图14详细描述根据本发明示例性实施例的包括光检测封装的便携设备。本示例性实施例中包含的封装可以是光检测封装100、100’或100”。在图14中，本示例性实施例中包含的封装的元件被赋予与根据第四示例性实施例的光检测封装100”中的元件相同的附图标记，且省略对它们的详细描述。

图14是根据本发明示例性实施例的包括光检测封装的便携设备的透视图。

根据本示例性实施例的便携设备901可以包括主体单元910，安装在主体单元910上的封装100”，以及形成于主体单元910中且配置成显示与光检测设备120或LED 130的操作有关的信息的显示单元920。

主体单元910起到支撑设于主体单元910中的元件(诸如封装100”和显示单元920)的作用。尽管未示出，但是信号处理单元可以嵌在主体单元910中，且一些部件(诸如电源单元)可以包含在主体单元910中。

如图14所示，示出了具有矩形平行六面体形状的主体单元910，但是主体单元910不限于该矩形平行六面体的形状。主体单元910可以具有考虑了便携方便这种因素的各种其他形状。

封装100”安装在主体单元910上。例如，如图14中所示，封装100”可以被埋在主体单元910的顶部处。尽管未示出，封装100”可以以埋设或突出的方式安装在各种位置上，诸如主体单元910的前表面、后表面、左侧、右侧或者底部表面。

封装100”的凹槽单元111的开放顶部方向，即，为封装盖(140)侧上的一部分的、沿光吸收或发射方向的表面，在封装100”已安装在主体单元910上的状态下暴露在外。本示例性实施例可以进一步包括主体单元盖930，其与主体单元910结合且配置成打开或封盖封装100”的暴露部分。

主体单元盖930可以起到保护封装100”不受外部环境影响的作用。

另外，主体单元盖930可以参与包含于封装100”中的光检测设备120和LED 130之间的相互监视过程。用于实施光的全反射的材料层(未示出)可以形成于主体单元盖930的一个表面中，所述一个表面面对封装100”的暴露在外的部分。包括例如Al材料的该材料层可以利用各种方法涂覆在主体单元盖930的一个表面上。

如果材料层如上述那样形成在主体单元盖930的一个表面上，则LED 130发出的光可以从该材料层被反射，并且轻易地被引向光检测设备120。相应地，尽管其上安装有LED 130的第一倾斜表面113因考虑到安装方便而具有平缓倾斜表面，但是光检测设备120可以通过该材料层上对光的反射来吸收测量所必需的足够光量。

显示单元920用于在外部显示与封装100”的操作有关的信息，即与光检测设备120或LED 130的操作有关的信息。

更具体地，信号处理单元可以通过将从光检测设备120接收到的模拟信号转换成数字信号而获得有关光量的信息，例如诸如UV指数的UV信息。这种信息可以被显示在显示单元920上。此时，与光量相关信息对应的补充信息也可以被显示。例如，如果显示UV指数，则也可以显示诸如与UV指数对应的警报或措施的信息。

另外，如果LED 130例如为UV LED，且利用LED 130进行了灭菌、净化或消毒，则可以在显示单元920上显示有关提醒人体不要暴露于UV LED发出的紫外光之下的内容或者操作时间的信息。

除了与光检测设备120和LED 130的原本功能相关的信息之外，显示单元920上还可以显示与有关光检测设备120和LED 130是否正常工作的监视结果相关的信息。

本示例性实施例可以进一步包括功能按钮单元911，其形成于主体单元910中。功能按钮单元911可以被配置成执行与封装100”或显示单元920相关的特定功能。例如，功能按钮单元911可以包括重置按钮和电力导通/截止按钮。根据功能按钮单元911，根据本示例性实施例的便携设备901的便利性可以改善。

本示例性实施例可以进一步包括形成于主体单元910中的彩色显示单元912，以便用户能够容易地检查有关光量的信息。如果光检测设备120例如为UV光检测设备，则彩色显示单元912可以响应于由光检测设备120所检测的UV信息而显示特定颜色。根据UV指数的五阶分类，该特定颜色可以例如是绿色、黄色、橙色、红色和紫色。颜色显示单元912可以由一个彩色显示单元形成以显示特定颜色，或者可以由多个彩色显示单元形成以显示各种颜色，如图14所示。

下面参照附图描述根据本发明另一示例性实施例的包括光检测封装的便携设备。本示例性实施例的便携设备902在某些元件上不同于先前示例性实施例的便携设备901，只详细描述本示例性实施例与先前示例性实施例之间的差异。

图15是根据本发明另一示例性实施例的包括光检测封装的便携设备的透视图。

根据本示例性实施例的便携设备902可以包括主体单元910，配置成将封装100”安装于其上的安装单元940，从安装单元940延伸、连接主体单元910且配置成电连接封装100”和主体单元910的信号传输线950，以及形成于主体单元910中且配置成显示与光检测设备120或LED 130的操作有关的信息的显示单元920。

根据本示例性实施例的便携设备902与根据上述示例性实施例的便携设备901的差异在于，封装100”不直接安装在主体单元910上，但是安装在附加的安装单元940上。

安装单元940起到支撑安装于其上的封装100”的作用。安装于安装单元940上的封装100”的封装盖140暴露在外。本示例性实施例可以进一步包括安装单元盖960，其与安装单元940结合且配置成打开或封盖封装100”的暴露在外的部分。

安装单元盖960的功能与主体单元盖930相同。功能与上述材料层相同且包括与上述材料层相同材料的材料层(未示出)可以形成在安装单元盖960的与封装100”的暴露在外部分面对的一个表面中。

基于便利性的考虑，可以在安装单元940的一侧上形成把手单元941。例如，从安装单元940的侧面突出的把手单元941可以形成为图15中所示那样，用户可以利用把手单元941容易地将安装单元940放置在期望位置或沿期望方向放置。另外，如果要对UV光进行测量，人体部分(诸如手)可以利用把手单元远离测量位置，从而能够降低人体暴露于UV光下的危险。

本示例性实施例包括用于电连接封装100”和主体单元910的信号传输线950，因为封装100”安装在附加的安装单元940上。

信号传输线950可以电连接封装100”的外部电极117(参见图12)，以及从安装单元940延伸并且连接主体单元910。

可包含于主体单元910中的信号处理单元(未示出)处理通过信号传输线950接收的信号。另外，可包含于主体单元910中的电源单元可以通过信号传输线950向封装100”提供电力。

对于本领域技术人员显而易见的是，可以在本发明中进行各种修改和变化，同时不背离本发明的精神或范围。因此，期望本发明覆盖假设落在所提交的权利要求及其等同的范围内的本发明的修改和变化。