CN102623467A - 具有集成于芯片上的红外截止与色通干涉滤光片的光传感器 - Google Patents
具有集成于芯片上的红外截止与色通干涉滤光片的光传感器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明描述一种光传感器，所述光传感器包含集成于芯片上的IR截止干涉滤光片及至少一个色彩干涉滤光片。所述光传感器包括包含衬底的半导体装置(例如，裸片)。光电检测器形成于所述衬底中接近于所述衬底的表面。IR截止干涉滤光片安置于所述光电检测器上方。所述IR截止干涉滤光片经配置以对来自由所述光传感器接收的光的红外光进行过滤以至少大致阻挡红外光到达所述光电检测器。至少一个色彩干涉滤光片接近于所述IR截止干涉滤光片而安置。所述色彩干涉滤光片经配置以对由所述光传感器接收的可见光进行过滤以使有限波长光谱中的光(例如，具有介于第一波长与第二波长之间的波长的光)通过而到达所述光电检测器中的至少一者。
Description
相关申请案交叉参考
本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张2011年1月26日提出申请、标题为“具有集成于芯片上的红外截止与色彩干涉滤光片的光传感器”的第61/436,510号美国临时申请案的权益，所述临时申请案以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请案涉及一种光传感器，且更特定来说涉及一种具有集成于芯片上的红外截止与色通干涉滤光片的光传感器。
背景技术
例如智能电话、平板计算机、数字媒体播放器等等电子装置越来越多地采用光传感器来控制由所述装置提供的多种功能的操纵。举例来说，光传感器可由电子装置用以检测周围照明条件以便控制所述装置的显示屏幕的亮度。典型的光传感器采用例如光电二极管、光电晶体管等光电检测器，其将所接收的光转换成电信号(例如，电流或电压)。然而，此些光电检测器的响应可受红外(IR)光(即，可由光电检测器检测到的具有大于约700纳米(nm)的波长的电磁辐射)的存在的影响。举例来说，电子装置的光传感器可指示周围环境比其实际情况“更亮”，因为周围经照明环境含有比正常大的比例的红外光(例如，在通过人工照明供应周围经照明环境等等的情况下)。
发明内容
描述一种光传感器，其包含集成于芯片上(即，集成于所述光传感器的裸片上)的IR截止干涉滤光片及至少一个色彩干涉滤光片。在一个或一个以上实施方案中，所述光传感器包括包含衬底的半导体装置(例如，裸片)。在所述衬底中接近于所述衬底的表面形成光电检测器(例如，光电二极管、光电晶体管等)。在所述光电检测器上方安置IR截止干涉滤光片。所述IR截止干涉滤光片经配置以对来自由所述光传感器接收的光的红外光进行过滤以至少大致阻挡红外光到达所述光电检测器。将至少一个色彩干涉滤光片放置于所述IR截止干涉滤光片上面或下面。所述色彩干涉滤光片经配置以对由所述光传感器接收的可见光进行过滤以使有限波长光谱中的光(例如，具有介于第一波长与第二波长之间的波长的光)通过而到达所述光电检测器中的至少一者。所述光电检测器还可包括一个或一个以上透明光电检测器，所述一个或一个以上透明光电检测器经配置以接收未由色彩干涉滤光片过滤的光，借此允许所述透明光电检测器检测周围光环境。
本文提供此发明摘要以按简化形式引入下文在具体实施方式中进一步描述的概念选择。此发明摘要并不打算识别所主张标的物的关键特征或重要特征，也不打算用于辅助确定所主张标的物的范围。
附图说明
参考附图来描述具体实施方式。在描述及各图中的不同实例中使用相同参考编号可指示类似或等同物项。
图1A是图解说明根据本发明的实例性实施方案的由具有多个光电检测器、IR截止干涉滤光片、多个色彩干涉滤光片及透明光电检测器的半导体装置构成的光传感器的示意性部分横截面侧视图。
图1B是图解说明由具有多个光电检测器、IR截止干涉滤光片及多个色彩干涉滤光片的半导体装置构成的光传感器的示意性部分横截面侧视图，其中透明光电检测器定位于所述色彩干涉滤光片之间以形成透明传感器。
图1C是图解说明根据本发明的实例性实施方案的由具有多个光电检测器、IR截止干涉滤光片、多个色彩干涉滤光片及覆盖所述IR截止干涉滤光片的外围及/或其它光透射边缘的暗镜的半导体装置构成的光传感器的示意性部分横截面侧视图。
图1D是图解说明根据本发明的实例性实施方案的由具有多个光电检测器、IR截止干涉滤光片、多个色彩干涉滤光片及暗镜的半导体装置构成的光传感器的示意性部分横截面侧视图。
图1E是图解说明根据本发明的实例性实施方案的由具有多个光电检测器、IR截止干涉滤光片、多个色彩干涉滤光片及覆盖所述IR截止干涉滤光片的外围及/或其它光透射边缘的暗镜(例如，色彩干涉滤光片)的半导体装置构成的光传感器的示意性部分横截面侧视图。
图1F是图解说明根据本发明的实例性实施方案的由具有多个光电检测器、IR截止干涉滤光片、多个色彩干涉滤光片及暗镜(例如，色彩干涉滤光片)的半导体装置构成的光传感器的示意性部分横截面侧视图。
图2A是图解说明图1A中所描绘的光传感器的实施方案的示意性俯视平面图。
图2B是图解说明图1B中所描绘的光传感器的第二实施方案的示意性俯视平面图，其图解说明透明光电检测器在衬底的位于色彩干涉滤光片之间的区域中的放置。
图2C是图解说明暗镜到图2A中所示的光传感器的施加的示意性平面图。
图2D是图解说明暗镜到图2B中所示的光传感器的施加的示意性平面图。
图3是以实例性实施方案图解说明根据本发明的用于制作光传感器的工艺的流程图。
具体实施方式
概述
为了对红外光进行过滤，光传感器可采用红外阻挡滤光片以减少红外光的透射，同时使可见光通过而到达所述光传感器的光电检测器阵列。此些IR阻挡滤光片由IR截止材料构成，所述IR截止材料在制作光传感器封装之后在外部施加到所述封装。此配置不仅有效地阻挡红外光到达光电二极管，而且大致减小到达所述光传感器的红外光电检测器的红外光的量。因此，所得光传感器对红外光的敏感性减小。
因此，描述一种光传感器，其包含集成于芯片上(即，集成于所述光传感器的裸片上)的IR截止干涉滤光片及至少一个色彩干涉滤光片。以此方式，所述IR截止干涉滤光片可经图案化使得其不阻挡红外光到达所述光传感器的红外光电检测器。在一个或一个以上实施方案中，将所述光传感器制作为包括具有衬底的裸片的半导体装置。在所述衬底中接近于所述衬底的表面形成例如光电二极管、光电晶体管等光电检测器。在所述衬底的表面上所述光电检测器上方安置所述IR截止干涉滤光片。所述IR截止干涉滤光片经配置以对来自由所述光传感器接收的光的红外光进行过滤以至少大致阻挡红外光到达所述光电检测器。然而，通过在所述衬底上形成所述IR截止干涉滤光片，所述IR截止干涉滤光片可经图案化使得其不阻挡红外光到达所述光传感器的红外光电检测器。接近于所述IR截止干涉滤光片安置一个或一个以上色彩干涉滤光片。举例来说，可在IR截止干涉滤光片上或在所述衬底的表面上所述IR截止干涉滤光片下方形成色彩干涉滤光片(例如，红色、绿色、蓝色滤光片)。所述色彩干涉滤光片经配置以对由所述光传感器接收的可见光进行过滤以使有限波长光谱中的光(例如，具有介于第一波长与第二波长之间的波长的光)通过而到达所述光电检测器中的至少一者。所述光电检测器还可包括一个或一个以上透明光电检测器，所述一个或一个以上透明光电检测器经配置以接收未由色彩干涉滤光片过滤的光，借此允许所述透明光电检测器检测周围光环境。在若干实施方案中，所述透明光电检测器可定位于色彩干涉滤光片之间以减小光传感器的硅实施方案面积。在至少一个实施方案中，可围绕IR截止干涉滤光片的外围形成暗镜。所述暗镜经配置以至少大致消除未穿过IR截止干涉滤光片的光到所述光电检测器上的撞击。
在以下论述中，首先描述包含集成于芯片上的IR截止干涉滤光片及至少一个色彩干涉滤光片的光传感器的实例性实施方案。接着论述可用以制作实例性光传感器的实例性程序。
实例性实施方案
图1A到1F图解说明根据本发明的实例性实施方案的光传感器100。如所展示，光传感器100包括包含具有衬底102的裸片的半导体装置。衬底102供应用以经由例如光刻、离子植入、沉积、蚀刻等等各种制作技术形成一个或一个以上电子装置的基底材料。衬底102可包括n型硅(例如，用V族元素(例如，磷、砷、锑等)掺杂硅以给所述硅供应n型电荷载流子元素)或p型硅(例如，用IIIA族元素(例如，硼等)掺杂硅以给所述硅供应p型电荷载流子元素)。
将每一光传感器100的衬底102图解说明为具有顶表面104及底表面106。在衬底102中接近于顶表面104形成有光电检测器(展示光电检测器108、112)阵列。所述阵列内的光电检测器108、112可以多种方式配置。举例来说，光电检测器108、112可由光电传感器二极管、光电晶体管等构成。在一实施方案中，光电检测器108、112能够检测光并响应于所述光而提供信号。光电检测器108、112可基于所检测光的强度通过将光转换成电流或电压而提供信号。因此，一旦光电检测器暴露于光，就可产生多个自由电子以形成电流。光电检测器108、112经配置以检测可见光光谱及红外光光谱两者中的光。如本文中所使用，本发明预期术语“光”囊括在可见光光谱及红外光光谱中发生的电磁辐射。可见光光谱(可见光)包含在从约三百九十(390)纳米到约七百五十(750)纳米的波长范围中发生的电磁辐射。类似地，红外光光谱(红外光)包含波长介于从约七百(700)纳米到约三十万(300,000)纳米的范围中的电磁辐射。在若干实施方案中，可利用互补金属氧化物半导体(CMOS)制作技术来形成光电检测器108、112。
将IR截止干涉滤光片110图解说明为形成于衬底102的顶表面104上光电检测器108上方。IR截止干涉滤光片110经配置以对来自由光传感器100接收的光的红外光进行过滤以至少大致阻挡红外光到达光电检测器108。IR截止干涉滤光片110可进一步经配置以至少大致使由光传感器100接收的可见光(即，可见光谱中的光)通过而到达光电检测器108。举例来说，在实例性实施方案中，可提供能够阻挡入射于光电检测器108上的红外光(例如，红外光谱中的光)的约百分之五十(50)到一百(100)同时至少大致使可见光(例如，可见光谱中的光)通过(例如，使大于约百分之五十(50)通过)而到达光电检测器108的IR截止干涉滤光片110。然而，前述值(例如，表示由IR截止干涉滤光片110阻挡及/或通过的红外光的比例的百分比值)可取决于光传感器100的特定应用要求。此外，本发明预期能够阻挡更高或更低比例的红外光及/或透射更高或更低比例的可见光的IR截止干涉滤光片110。
IR截止干涉滤光片110可以多种方式配置。在一实施方案中，IR截止干涉滤光片110可包括包含不同折射率的至少两种不同材料的多层结构。IR截止干涉滤光片110可为约五(5)到十五(15)微米厚及/或约七十(70)到一百二十(120)个层厚。在特定实施方案中，IR截止干涉滤光片110可为约十(10)微米厚及/或约九十(90)到一百(100)个层厚。然而，本发明预期IR截止干涉滤光片110可具有其它构造(例如，层的数目)及/或厚度。此外，虽然图解说明单个IR截止干涉滤光片110，但本发明预期可给光传感器100提供多个IR截止干涉滤光片110。
在至少一些实施方案中，光传感器100可经配置以包含一个或一个以上红外光电检测器112(即，形成于光传感器100裸片的衬底102中的光电检测器108，其经配置以检测红外光谱中的光)。这些光电检测器112作为实施于电子装置中的接近传感器的一部分检测可(举例来说)由红外发射器(例如，红外发光二极管(LED))发射的红外光(即，红外光谱中的光)。因此，IR截止干涉滤光片110可经图案化使得其不阻挡由红外光电检测器112对红外光(即，红外光谱中的光)的接收，借此增加光传感器对红外光的敏感性且改进采用光传感器100(例如，电子装置中的接近传感器)的装置的性能。
将色彩干涉滤光片114图解说明为接近于IR截止干涉滤光片110。色彩干涉滤光片114经配置以对由光传感器100接收的可见光进行过滤以使有限波长光谱中的光(例如，具有介于第一波长与第二波长之间的波长的光)通过而到达光电检测器108中的至少一者。在一个实施方案中，色彩干涉滤光片114允许有限波长光谱中的可见光穿过所述滤光片，同时阻挡(例如，反射)第二波长光谱内的可见光。因此，色彩干涉滤光片114可对于第一波长光谱内的可见光为大致透明的且在第二波长光谱内为大致不透明的。在若干实施方案中，色彩干涉滤光片114可包括具有变化的厚度及/或变化的数目个层(其可具有不同的厚度及/或折射率)的多层结构。
可采用多个色彩干涉滤光片114。举例来说，光传感器100可包括经配置以对可见光进行过滤且使具有第一有限波长(例如，介于第一波长与第二波长之间的波长)光谱的光通过的第一色彩干涉滤光片114a、经配置以对可见光进行过滤且使具有第二有限波长(例如，介于第三波长与第四波长之间的波长)光谱的光通过的第二色彩干涉滤光片114b，以及经配置以对可见光进行过滤且使具有第三波长(例如，介于第五波长与第六波长之间的波长)光谱的光通过的第三色彩干涉滤光片114c，等等。在所图解说明的实例中，光传感器100由以下三种不同色彩干涉滤光片114的阵列构成：第一(蓝色)色彩干涉滤光片114a，其经配置以透射“蓝色”可见光(即，具有介于约四百五十(450)纳米与约四百七十五(475)纳米之间的波长的可见光)；第二(绿色)色彩干涉滤光片114b，其经配置以透射“绿色”可见光(即，具有介于约四百九十五(495)纳米与约五百七十(570)纳米之间的波长的可见光)；及第三(红色)色彩干涉滤光片114c，其经配置以透射“红色”可见光(即，具有介于约六百二十(620)纳米与约七百五十(750)纳米之间的波长的可见光)。本发明预期可采用其它可见光色彩干涉滤光片114。举例来说，可提供经配置以透射具有通常与青色、品红色、黄色等等的色彩相关联的有限波长光谱的可见光的色彩干涉滤光片114。色彩干涉滤光片114选择性地排列于光电检测器108上方以允许所要有限波长光谱中的可见光通过而到达光电检测器108。举例来说，如图1A及1B中所示，第一色彩干涉滤光片114a定位于第一光电检测器108a上方，第二色彩干涉滤光片114b定位于第二光电检测器108b上方，且第三滤光片114c定位于第三光电检测器108c上方。
在图1A及1B中所图解说明的实施方案中，色彩干涉滤光片114形成于IR截止干涉滤光片110的外表面上。然而，本发明预期，在其它实施方案中，色彩干涉滤光片114可形成于衬底102的表面104上一个或一个以上对应光电检测器108正上方。IR截止干涉滤光片110因此形成于衬底102的表面104上色彩干涉滤光片108上方，且在完成制作工艺之后将即刻至少大致覆盖色彩干涉滤光片114。在实例性实施方案中，色彩干涉滤光片114具有约五(5)微米的厚度。然而，本发明预期具有更小或更大厚度的色彩干涉滤光片114也是可能的。
光电检测器108的阵列可进一步包含经配置以接收未由色彩干涉滤光片114过滤的光的一个或一个以上透明光电检测器116。如所图解说明，透明光电检测器116可定位于衬底102中使得其定位于IR截止干涉滤光片110下方但不位于色彩干涉滤光片114下面。因此，透明光电检测器116检测对应于数种可见色彩的波长的光谱内的光(即，来自可见光谱的光)。以此方式，可使用透明光电检测器116在不存在红外干涉的情况下检测可见周围照明条件。
透明光电检测器116可以多种方式配置。举例来说，如同阵列内的其它光电检测器112，透明光电检测器114可包括能够通过将光转换成电流或电压来检测光的光电二极管、光电晶体管等。在一实施方案中，由透明光电检测器116产生的信号(例如，电流或电压)是基于所接收的可见光的所检测强度(例如，与其成比例)。因此，可使用透明光电检测器116来检测其中集成有光传感器100的便携式电子装置(未展示)外部的周围光级的强度。周围光强度的所得度量可由在所述便携式电子装置中运行的各种应用程序利用。举例来说，所述便携式电子装置的应用程序可基于周围光强度而控制显示屏幕的亮度。
如上文所论述，透明光电检测器116可与接收穿过色彩干涉滤光片114的光的光电检测器108排列在一起。在图2A及2C中所图解说明的实施方案中，展示透明光电检测器116定位于与含有接收穿过色彩干涉滤光片114的光的光电检测器108的单元(色彩传感器单元204)排列在一起的一个或一个以上单元(透明传感器单元202)中。因此，在所图解说明的实施方案中，光传感器100可包含单元202、204的阵列206，其具有不包含色彩干涉滤光片114的一个或一个以上透明传感器单元202、包括第一色彩干涉滤光片114a(例如，蓝色色彩干涉滤光片)的一个或一个以上第一色彩传感器单元204a、包括第二色彩干涉滤光片114b(例如，绿色色彩干涉滤光片)的一个或一个以上第二色彩传感器单元204b、包括第三色彩干涉滤光片114c(例如，红色色彩干涉滤光片)的一个或一个以上第三单元，等等。如上文所提及，本发明预期光传感器100可采用各种各样的可见光色彩干涉滤光片114。因此，色彩传感器单元204可包括经配置以透射具有青色、品红色、黄色等等色彩的光的色彩干涉滤光片114。
由于在色彩干涉滤光片114的形成中所使用的制作工艺(例如，光刻)的要求而在色彩干涉滤光片114之间存在间隔。举例来说，在实例性阵列206中，可在每一色彩干涉滤光片114(例如，每一色彩单元204)与其它色彩干涉滤光片114(例如，其它色彩单元204)或光传感器100的其它电路元件之间留下介于约二十(20)到约四十(40)微米之间的“空的”空间(通道)。在图1B到1F、2B及2D中所示的实施方案中，定位透明光电检测器114以利用此空的空间。举例来说，在图1B到1F中所示的实例性实施方案中，透明光电检测器116可定位于第一光电检测器108a与第二光电检测器108b之间。类似地，第二透明光电检测器116可定位于第二光电检测器108b与第三光电检测器108c之间。透明光电检测器116由IR截止干涉滤光片110覆盖。
透明光电检测器116可因此定位于色彩单元204(即，包括色彩干涉滤光片114的单元)之间的“空的”通道206中，如图2B及2D中所示。透明光电检测器116还可接近于阵列208的外部边缘而定位。因此，形成其中透明传感器单元202(例如，透明光电检测器116)在多个色彩传感器单元204之间(即，在色彩干涉滤光片114之间)交错的阵列208。此阵列208提供对衬底202的表面积的更大利用。举例来说，在一个实例中，采用图2B及2D中所示的阵列208的实施方案的面积利用比配置有图2A及2C中所示的阵列206的实施方案的面积利用大百分之十(10％)。
在图1C到1F及图2C到2D中，图解说明进一步包含暗镜118的光传感器100，暗镜118经配置以大致消除未穿过IR截止干涉滤光片110的光在光电检测器108上的撞击。暗镜118可以使得不透射光且反射光(可见光及红外光)的方式由不透明电介质材料构造而成。如所展示，暗镜118围绕IR截止干涉滤光片110的外围(例如，接近于阵列208的边缘212、214、216、218)而定位。然而，在其它实施方案中，暗镜118还可覆盖色彩干涉滤光片114的边缘。
在各种实施方案中，本文中所描述的光传感器100可经配置以检测周围光环境及/或提供红外光检测(例如，以供用作接近传感器)。色彩干涉滤光片114经配置以对可见光进行过滤且使有限波长光谱中的光通过而到达相应光电检测器108。光电检测器108基于光的强度而产生信号(例如，电流值)。IR截止干涉滤光片110经配置以对红外光进行过滤以大致阻挡红外光到达光电检测器108。透明光电检测器114在不存在色彩过滤的情况下检测周围照明条件并基于所检测的可见光的强度而产生信号(例如，电流值)。由接收经过滤光的光电检测器108及透明光电检测器114产生的信号可由其它电路装置及/或应用程序用以控制便携式电子装置的各种方面(例如，控制装置的显示屏幕的亮度以关断背光从而节约电池寿命等等)。红外光电检测器114可作为实施于电子装置中的接近传感器的一部分来检测可(举例来说)由红外发射器(例如，红外发光二极管(LED))发射的红外光(即，红外光谱中的光)。IR截止干涉滤光片110可经图案化以使得其不阻挡由红外光电检测器114对红外光的接收，借此增加光传感器对红外光的敏感性且改进采用光传感器100的装置的性能。
实例性制作工艺
以下论述描述用于制作光传感器的实例性技术，所述光传感器包含集成于芯片上(即，集成于所述光传感器的裸片上)的IR截止干涉滤光片及至少一个色彩干涉滤光片。在下文所描述的实施方案中，利用后端互补金属氧化物半导体(CMOS)处理技术来制作所述光传感器。然而，本发明预期可使用其它半导体芯片制作/封装技术(例如晶片级封装(WLP)等等)来制作根据本发明的光传感器。
图3以实例性实施方案描绘用于制作光传感器(例如图1A到2D中所图解说明且上文所描述的实例性光传感器100)的工艺300。在所图解说明的工艺300中，在晶片的衬底中接近于所述衬底的表面形成多个光电检测器(框302)。所述晶片的衬底可包括n型硅(例如，用V族元素(例如，磷、砷、锑等)掺杂硅以给所述硅供应n型电荷载流子元素)或p型硅(例如，用IIIA族元素(例如，硼等)掺杂硅以给所述硅供应p型电荷载流子元素)。因此，所述衬底供应用以形成所述光传感器的光电检测器以及其它电子装置的基底材料。所述光电检测器可包括使用适合制作技术(例如光刻、离子植入、沉积、蚀刻等等)形成于晶片的衬底中的光电二极管、光电晶体管等。在一个或一个以上实施方案中，多个光电检测器中的至少一个光电检测器可包括经配置以检测红外光(红外光谱中的光)的红外光电检测器。
接下来在衬底102的表面上方形成IR截止干涉滤光片(框304)。在一个或一个以上实施方案中，可使用适合沉积技术在所述衬底的表面上所述光电检测器上方沉积IR截止干涉滤光片(框306)。所述IR截止干涉滤光片可进一步经图案化使得其不阻挡由形成于衬底中的红外光电检测器对红外光(即，红外光谱中的光)的接收，如在框302的论述中所描述。举例来说，在实例性实施方案中，所述IR截止干涉滤光片可包括包含各自具有不同折射率以形成干涉效应而阻挡红外光的两种不同材料的多层结构。在此些实施方案中，可使用溅镀沉积技术在晶片上形成IR截止干涉滤光片的各个层并使用抗蚀剂剥离技术对所述各个层进行图案化。然而，本发明预期还可采用其它技术。这些技术可包含但不限于：磁子溅镀、化学气相沉积(CVD)、电化学沉积(ECD)、分子束外延(MBE)及原子层沉积(ALD)。在形成时，所述IR截止干涉滤光片可为约五(5)到十五(15)微米厚及/或约七十(70)到一百二十(120)个层厚。然而，本发明预期所述IR截止干涉滤光片可具有其它构造及/或厚度。
接近于所述IR截止干涉滤光片形成一个或一个以上色彩干涉滤光片112(框308)。在一实施方案中，使用适合沉积技术在IR截止干涉滤光片的外表面上沉积所述色彩干涉滤光片(框310)。然而，本发明预期，在其它实施方案中，可在形成IR截止干涉滤光片之前在所述衬底的表面上一个或一个以上对应光电检测器正上方形成色彩干涉滤光片。可接着在衬底的表面上所述色彩干涉滤光片上方形成IR截止干涉滤光片，使得所述IR截止干涉滤光片至少大致覆盖所述色彩干涉滤光片。可使所述色彩干涉滤光片与相应光电检测器对准以对由所述光电检测器接收的光进行过滤。在形成时，所述色彩干涉滤光片可具有约五(5)微米的厚度。然而，本发明预期具有更小或更大厚度的色彩干涉滤光片也为可能的。可使用与用以形成IR截止干涉滤光片的方法及/或技术相同或类似的方法及/或技术来制作色彩干涉滤光片。
在一个或一个以上实施方案中，可围绕IR截止干涉滤光片的外围及/或色彩干涉滤光片的外围提供暗镜(框118)以大致消除未穿过IR截止干涉滤光片(及/或色彩干涉滤光片)的光在光电检测器上的撞击。所述暗镜由不透射光(可见光及红外光)的不透明材料(例如，金属/氧化物多层等)形成。可使用多种技术(例如经由沉积/图案化技术等等)来形成所述暗镜。举例来说，可利用溅镀及光致抗蚀剂剥离技术来形成所述暗镜。
如所提及，可利用后端互补金属氧化物半导体(CMOS)处理技术来制作所述光传感器。因此，可以晶片级来形成光电检测器、色彩干涉滤光片及IR截止干涉滤光片。此后将所述晶片切割成一个或一个以上裸片且个别地封装每一裸片以形成光传感器。还可在形成所述光电检测器、色彩干涉滤光片及IR截止干涉滤光片之后使用晶片级封装(WLP)技术进一步处理晶片并切割所述晶片以形成一个或一个以上光传感器。
结论
虽然已以专用于结构特征及/或工艺操作的语言描述了标的物，但应理解，在所附权利要求书中界定的标的物未必限制于上文所描述的特定特征或动作。而是，上文所描述的特定特征及动作被揭示为实施所述权利要求书的实例性形式。
Claims (25)
1.一种光传感器，其包括：
衬底，其具有一表面；
多个光电检测器，其形成于所述衬底中接近于所述表面，所述多个光电检测器中的每一者经配置以检测光并响应于所述光而提供信号；
IR截止干涉滤光片，其安置于所述表面上方且经配置以对红外光进行过滤以至少大致阻挡红外光到达所述多个光电检测器；及
至少一个色彩干涉滤光片，其接近于所述IR截止干涉滤光片而安置，所述至少一个色彩干涉滤光片经配置以对可见光进行过滤以使有限波长光谱中的光通过而到达所述多个光电检测器中的至少一个光电检测器。
2.根据权利要求1所述的光传感器，其中所述多个光电检测器中的至少一者包括透明光电检测器，所述透明光电检测器经配置以接收未由色彩干涉滤光片过滤的光以检测周围光环境。
3.根据权利要求1所述的光传感器，其中所述IR截止干涉滤光片沉积于所述衬底的所述表面上所述多个光电检测器上方，且所述至少一个色彩干涉滤光片沉积于所述IR截止干涉滤光片上。
4.根据权利要求1所述的光传感器，其中所述至少一个色彩干涉滤光片沉积于所述衬底的所述表面上，且所述IR截止干涉滤光片沉积于所述衬底的所述表面上所述光电检测器及所述至少一个色彩干涉滤光片上方。
5.根据权利要求1所述的光传感器，其中所述光电检测器包括光电二极管或光电晶体管中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的光传感器，其进一步包括围绕所述IR截止干涉滤光片的外围形成的暗镜，所述暗镜经配置以至少大致消除未穿过所述IR截止干涉滤光片的光到所述多个光电检测器上的撞击。
7.根据权利要求6所述的光传感器，其进一步包括围绕所述至少一个色彩干涉滤光片的外围形成的所述暗镜，所述暗镜经配置以至少大致消除未穿过所述IR截止干涉滤光片的光到所述多个光电检测器上的撞击。
8.一种光传感器，其包括：
衬底，其具有一表面；
多个光电检测器，其形成于所述衬底中接近于所述表面，所述多个光电检测器经配置以检测光；
IR截止干涉滤光片，其安置于顶表面上方且经配置以至少大致阻挡红外光到所述多个光电检测器的透射；
第一色彩干涉滤光片，其接近于所述IR截止干涉滤光片而安置且经配置以对可见光进行过滤以使第一有限波长光谱中的可见光通过而到达多个光电二极管中的至少第一光电二极管；
第二色彩干涉滤光片，其接近于所述IR截止干涉滤光片而安置且经配置以对可见光进行过滤以使第二有限波长光谱中的可见光通过而到达所述多个光电二极管中的至少第二光电二极管；及
第三色彩干涉滤光片，其接近于所述IR截止干涉滤光片而安置且经配置以对可见光进行过滤以使第三有限波长光谱中的可见光通过而到达所述多个光电二极管中的至少第三光电二极管。
9.根据权利要求8所述的光传感器，其中所述多个光电检测器包括至少一个透明光电检测器，所述透明光电检测器经配置以检测未由所述第一色彩干涉滤光片、所述第二色彩干涉滤光片或所述第三色彩干涉滤光片过滤的可视光。
10.根据权利要求8所述的光传感器，其中所述至少一个透明光电检测器定位于所述第一色彩干涉滤光片与所述第二色彩干涉滤光片之间或所述第二色彩干涉滤光片与所述第三色彩干涉滤光片之间。
11.根据权利要求8所述的光传感器，其中所述多个光电检测器进一步包括经配置以检测红外光的红外光电检测器。
12.根据权利要求11所述的光传感器，其中所述IR截止干涉滤光片经图案化以使得所述IR截止干涉滤光片不对由所述红外光电检测器接收的光进行过滤。
13.根据权利要求8所述的光传感器，其中所述第一有限波长光谱包括从约450nm到约475nm的波长，所述第二有限波长光谱包括从约495nm到约570nm的波长，且所述第三有限波长光谱包括从约620nm到约750nm的波长。
14.根据权利要求7所述的光传感器，其进一步包括围绕所述IR截止干涉滤光片的外围形成的暗镜，所述暗镜经配置以至少大致消除未穿过所述IR截止干涉滤光片的光到所述多个光电检测器上的撞击。
15.根据权利要求14所述的光传感器，其进一步包括围绕所述第一色彩干涉滤光片的外围、所述第二色彩干涉滤光片的外围及所述第三色彩干涉滤光片的外围形成的所述暗镜，所述暗镜经配置以至少大致消除未穿过所述IR截止干涉滤光片的光到所述多个光电检测器上的撞击。
16.一种光传感器，其包括：
衬底，其具有一表面；
多个光电检测器，其形成于所述衬底中接近于所述表面，所述多个光电检测器中的每一者经配置以检测光并响应于所述光而提供信号；
IR截止干涉滤光片，其安置于所述表面上方且经配置以对红外光进行过滤以至少大致阻挡红外光到达所述多个光电检测器；及
暗镜，其围绕所述IR截止干涉滤光片的外围形成，所述暗镜经配置以至少大致消除未穿过所述IR截止干涉滤光片的光到所述多个光电检测器上的撞击。
17.一种方法，其包括：
在晶片的衬底中接近于所述衬底的表面形成多个光电检测器，所述多个光电检测器中的每一者经配置以检测光并响应于所述光而提供信号；
在所述表面上方形成IR截止干涉滤光片，所述IR截止干涉滤光片经配置以对红外光进行过滤以至少大致阻挡红外光到达所述多个光电检测器；及
接近于所述IR截止干涉滤光片形成至少一个色彩干涉滤光片，所述至少一个色彩干涉滤光片经配置以对可见光进行过滤以使有限波长光谱中的光通过而到达所述多个光电检测器中的至少一个光电检测器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中形成所述IR截止干涉滤光片包括在所述衬底的所述表面上所述光电检测器上方沉积所述IR截止干涉滤光片；且其中接近于所述IR截止干涉滤光片形成所述至少一个色彩干涉滤光片包括在所述IR截止干涉滤光片上沉积所述至少一个色彩干涉滤光片。
19.根据权利要求17所述的方法，其中接近于所述IR截止干涉滤光片形成所述至少一个色彩干涉滤光片包括在所述衬底的所述表面上沉积所述至少一个色彩干涉滤光片，且其中形成所述IR截止干涉滤光片包括在所述衬底的所述表面上所述光电检测器及所述至少一个色彩干涉滤光片上方沉积所述IR截止干涉滤光片。
20.根据权利要求19所述的方法，其中沉积所述IR截止干涉滤光片进一步包括对所述IR截止干涉滤光片进行图案化。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述多个光电检测器中的至少一者包括透明光电检测器，所述透明光电检测器经配置以检测周围光环境。
22.根据权利要求17所述的方法，其中所述光电检测器包括光电二极管或光电晶体管中的至少一者。
23.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括提供围绕所述IR截止干涉滤光片的外围延伸的暗镜，所述暗镜经配置以至少大致消除未穿过所述IR截止干涉滤光片的光到所述多个光电检测器上的撞击。
24.根据权利要求17所述的方法，其中以晶片级形成所述多个光电检测器、所述至少一个色彩干涉滤光片及所述IR截止干涉滤光片，且其中此后将所述晶片切割成一个或一个以上裸片，个别地封装所述裸片中的至少一者以形成光传感器。
25.根据权利要求17所述的方法，其中以晶片级形成所述多个光电检测器、所述至少一个色彩干涉滤光片及所述IR截止干涉滤光片，且其中使用晶片级封装WLP进一步处理所述晶片并切割所述晶片以形成一个或一个以上光传感器。
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