JP2022119782A - 光学フィルタアレイ - Google Patents
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Abstract
Description
ることができる。いくつかの実施形態において、基板310は約50μm~1.0mmの厚さを有することができる。いくつかの実施形態において、基板310が裏面照射型フォトダイオード320を有する場合、基板310の厚さを約5μm~70μm、約25μm~50μmなどとし、例えば他の厚さのキャリアウエハと一時的に接着させてもよい。
く第2ミラー層450の表面に隣接させて堆積させる。表460’に示す様に、スペーサ層440‐2~440‐4の各々は、スペーサ層440‐1の厚さ(例えば約96.6nm)に加え、特定の厚さを有している。例えば、スペーサ層440‐2は約18.7nmの付加的な厚さを有し、スペーサ層440‐3は約34.9nmの付加的な厚さを有し、スペーサ層440‐4は約51nmの付加的な厚さを有している。
グの実施例500を示している。図5Aに示す様に、実施例500は、基板510(例えば窒化ケイ素(S3N4)、又はその他の例においてはSiO2若しくはSi)、一組の酸化亜鉛(ZnO)層520‐1~520‐4、一組の銀(Ag)層530‐1~530‐2、一組の酸化ニオブチタン(NbTiOx)層540‐1~540‐3及び一組の二酸化ケイ素(SiO2)層550‐~550‐2を含んでいる。いくつかの実施形態において、実施例500の光学フィルタコーティングは、ファブリ・ペロー光学フィルタであってもよい。いくつかの実施形態において、別の実施例は、センサデバイスに接着される透明基板510を含むことができる。
属ミラーであるAg層530は、約40nmの厚さを有している。NbTiOx540‐1は図4A~図4Cのスペーサ440に対応するので、所望されるスペーサの厚さに応じてNbTiOx540‐1の厚さは変化してしまう。表560に示す様に、NbTiOx540‐1は撮像のための可視光(例えば、赤/緑/青(RGB)光)検出用の一組の3つのチャネルと奥行き感知(例えば3D奥行き感知)用の第4のチャネル(例えばIR及び青の光)とを形成することができる。全部で4つのチャネルが図4A~4Cに示すスペーサ440‐1~440‐4に対応することができる。青の可視光検出用の第1チャネルは約44.8nmの総厚を有し、緑の可視光検出用の第2チャネルは総厚約60.5nmを有し、赤の可視光検出用の第3チャネルは総厚約82.9nmを有し、IR及び青の光検出(奥行き感知)用の第4チャネルは総厚約134.5nmを有する。いくつかの実施形態において、NbTiOx540‐1の層を図4A~4Cに示す形態で堆積させることができる。例えば、各チャネルは個々のフィルタ層の積層であってもよく、共通の第1フィルタ層を共有してもよく、先に堆積されたフィルタ層の一部に堆積させてもよい。この場合、図4B及び4Cに示す様に、各チャネルに共通の少なくとも1つの層を堆積することにより、保護層を提供してAg層530の耐久性を向上させることができる。
iO2層550‐1は約18nmの厚さを有し、NbTiOx層540‐3は約16nmの厚さを有し、SiO2層550‐2は約101nmの厚さを有することができる。層540‐2、550‐1、540‐3及び550‐2は共に、基板510に埋め込まれた、又は基板510に配置されたセンサ素子の反射防止膜を形成することができる。
べて、約51.6nmの最大厚さを持つようになる。その厚さに基づき、センサ素子アレイにおけるセンサ素子の間隔を約150nmとすることができる。
ム(例えば関連アイテム、非関連アイテム、関連アイテムと非関連アイテムの組み合わせなど)を含むものとし、「1つ又は複数の」と代替可能に使用することができる。1つのアイテムのみが意図される場合、「1つの」という用語又は類似の言葉が使用される。また、本明細書で使用する「有する(has, have, having)」などの用語は開放型用語であ
るものとする。更に、「に基づく(based on)」という言い回しは、特に断りのない限り、「少なくとも部分的に~に基づく」ことを意味するものとする。
Claims (20)
- 基板に配置されたフィルタアレイを備えるデバイスであって、該フィルタアレイは、
前記基板に配置された第1ミラーと、
前記第1ミラーに配置された複数のスペーサと、
前記複数のスペーサに配置された第2ミラーとを含み、
前記複数のスペーサの中の第1スペーサは第1厚さを有し、
前記複数のスペーサの中の第2スペーサは前記第1厚さと異なる第2厚さを有し、
前記第1スペーサに対応する第1チャネル及び前記第2スペーサに対応する第2チャネルは約10μm未満の分離幅を有するデバイス。 - 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記第2ミラーは一組のセンサ素子の中の2つ以上のセンサ素子と整列されるデバイス。
- 請求項1又は2に記載のデバイスにおいて、前記複数のスペーサは前記基板に、
物理蒸着(PVD)工程、
化学蒸着(CVD)工程、又は
リフトオフプロセスの中の少なくとも1つを用いて堆積されるデバイス。 - 請求項1~3の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記第1厚さ又は前記第2厚さは光の特定のスペクトル領域を通過するように選択され、前記特定のスペクトル領域は、
紫外線(UV)スペクトル領域、
可視スペクトル領域、
近赤外(NIR)スペクトル領域、
中波長赤外(MWIR)スペクトル領域、又は
低波長赤外(LWIR)スペクトル領域の中の少なくとも1つを含むデバイス。 - 請求項1~4の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記デバイスはシリコン系検出器又はインジウムガリウム砒素(InGaAs)系検出器であるデバイス。
- 請求項1~5の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記デバイスは閾値数量未満のチャネルを持つハイパースペクトル画像センサであるデバイス。
- 請求項1~6の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記第1ミラー又は前記第2ミラーは銀層又はアルミニウム層を含む金属ミラーであるデバイス。
- 請求項1~7の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記第1ミラー又は前記第2ミラーは低屈折材料及び高屈折率材料を含む1/4積層であり、
前記低屈折材料は、フッ化マグネシウム(MgF2)層又は酸化ケイ素(SiO2)の中の少なくとも1つを含むデバイス。 - 請求項1~8の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記第1ミラー又は前記第2ミラーは低屈折材料及び高屈折率材料を含む1/4積層であり、
前記高屈折率材料は、水素化シリコン(Si:H)層、五酸化ニオブ(Nb2O5)層、五酸化タンタル(Ta2O5)層、二酸化チタン(TiO2)層、又は二酸化ハフニウム(HfO2)層の中の少なくとも1つを含むデバイス。 - 請求項1~9の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記複数のスペーサは、水素化シリコン(Si:H)層,五酸化ニオブ(Nb2O5)層、五酸化タンタル(Ta2O5
)層、二酸化チタン(TiO2)層、又は二酸化ハフニウム(HfO2)層の中の少なくとも1つを含むデバイス。 - 基板に配置されたフィルタアレイを備えるデバイスであって、該フィルタアレイは、
前記基板に配置された第1ミラーと、
前記第1ミラーに配置されたスペーサと、
約5μm未満の分離幅を有する、前記第1スペーサ層に対応する第1チャネル及び前記第2スペーサ層に対応する第2チャネルと、
前記スペーサに配置された第2ミラーとを含み、
前記スペーサは複数のスペーサ層を含み、
前記複数のスペーサ層の中の第1スペーサ層は前記第1ミラーを覆うように配置され、
前記複数のスペーサ層の中の第2スペーサ層は前記第1スペーサに配置されるデバイス。 - 請求項11に記載のデバイスにおいて、前記スペーサは 前記第1スペーサ層に配置さ
れた、前記複数のスペーサ層の中の第3スペーサ層を更に備え、該第3スペーサ層と前記第2スペーサ層とは隣接していないデバイス。 - 請求項11又は12に記載のデバイスにおいて、前記フィルタアレイはセンサ素子アレイと整列され、前記センサ素子アレイは複数のセンサ素子を含むハイパースペクトル画像センサであり、前記複数のセンサ素子は約25万画素~4000万画素を有するデバイス。
- 請求項11~13の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記分離幅は約500nm未満であるデバイス。
- 請求項11~14の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記フィルタアレイは、ブロッカー層、又は反射防止膜の中の少なくとも1つを含むデバイス。
- 基板に配置されたフィルタアレイを備えるデバイスであって、
前記基板はセンサ素子アレイに接着されるガラス基板、又は前記センサ素子アレイを含むシリコン基板であり、
前記フィルタアレイは、
前記基板に配置された第1ミラーと、
複数のスペーサ層と、
前記複数のスペーサ層に配置された第2ミラーとを含み、
前記複数のスペーサ層の中の第1スペーサ層は前記第1ミラーに配置され、前記センサ素子アレイの一組のセンサ素子を覆い、
前記複数のスペーサ層の中の第2スペーサ層は前記第1スペーサ層に配置され、前記一組のセンサ素子のサブセットを覆い、
前記複数のスペーサ層の中の第3スペーサ層は前記第2スペーサ層に配置され、前記センサ素子のサブセットを覆い、
前記一組のセンサ素子の各センサ素子は約1μm未満の間隔を有するデバイス。 - 請求項16に記載のデバイスにおいて、前記一組のセンサ素子は、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)技術、又は電荷結合素子(CCD)技術を備えるデバイス。
- 請求項16又は17に記載のデバイスにおいて、前記第3スペーサ層に配置され、セン
サ素子の前記サブセットの前記サブセットのサブセットを覆う、前記複数のスペーサ層の第4スペーサ層を更に備えるデバイス。 - 請求項18に記載のデバイスにおいて、該デバイスは赤‐緑‐青‐赤外(RGB、IR/B)奥行き感知システムであり、該RGB、IR/B奥行き感知システムは、前記複数のスペーサ層によって構成される一組の赤チャネル、一組の緑チャネル、一組の青チャネル及び一組の赤外チャネルを含むデバイス。
- 請求項19に記載のデバイスにおいて、前記一組の赤外チャネルは混合スペーサ構成を有し、該混合スペーサ構成は、1つ又は複数の酸化ニオブチタン(NbTiOx)ベース層及び1つ又は複数の水素化シリコン(Si:H)ベース層を含むデバイス。
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