JP2024007494A - 湾曲したファブリーペローフィルタを備えたマルチスペクトルフィルタマトリックスおよびそれを製造するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】湾曲したファブリーペローフィルタを備えたマルチスペクトルフィルタマトリックスおよびそれを製造するための方法を提供すること。【解決手段】マトリックスは、少なくとも第１の光電子素子および第２の光電子素子を含み、各光電子素子は、カラーフィルタと前記フィルタに面する光電気変換器とを備え、各カラーフィルタは、第１の反射層と、第２の反射層と、第１の反射層と第２の反射層との間の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層とを含むファブリーペローキャビティを形成し、誘電体材料の層は：第１の反射層と接触している下面であって湾曲している下面；第２の反射層と接触している上面であって、湾曲している上面を含み、２つのカラーフィルタの誘電体材料の２つの層の平均厚さが異なる、マルチスペクトルフィルタリングマトリックスに関する。【選択図】図２

Description

本発明の技術分野は、特に撮像用途のためのスペクトルフィルタリングの技術分野であり、ＣＭＯＳタイプの画像センサ、液晶ディスプレイデバイス、または発光ダイオードのために、適切な金属およびキャビティ材料に応じて、カラーフィルタ、赤外線フィルタ、またはより長い波長の他のフィルタを作るためのものである。本発明は、発光素子にも実現され得る。

本発明は、マルチスペクトルフィルタリングマトリックスと、そのようなマトリックスを製造するための方法とに関する。

スペクトルフィルタまたはカラーフィルタにより、いくつかの波長の光の強度に関する情報を提供するために、光を波長によりフィルタリングできる。いくつかのカラーフィルタが組み合わせられ得て、例えば、レッド、グリーン、ブルーの３色の強度に関する情報を提供するレッドグリーンブルー（ＲＧＢ）フィルタを形成する。

ファブリーペローキャビティに基づく金属／誘電体カラーフィルタが特に知られている。これらのフィルタは、ファブリーペローキャビティを形成するために金属ミラー機能を備えた２つの薄い金属フィルムの間に形成された、１つ以上の誘電体（またはおそらく半導体）キャビティを備える。このようなフィルタの例は、文書ＵＳ６０３１６５３で説明されている。一般に、金属／誘電体スタックは、光電子コンポーネント（例えば、イメージセンサ）の位置によって異なる。キャビティの厚さを調整することにより、フィルタの透過率がセットアップされる。したがって、動作中、フィルタの波長に対応する入射光の一部は、色付きのビームと同じものを通って透過され、残りの入射光は反射される。一般に、誘電層の厚さは中心透過波長を設定し、金属層の厚さにより透過のスペクトル幅を設定できる。さらに、複数のファブリーペローキャビティを使用すると、フィルタのスペクトル透過プロファイルを変更できる。このタイプのフィルタは、従来の半導体製造技術を使用して作られている。例えば、レッドグリーンブルーフィルタを得るには、３つの異なる値を持つ厚さを有する少なくとも１つの誘電体キャビティを形成することが適切である。

ただし、キャビティの厚さを変えることで波長の選択性を達成できるが、ファブリーペローキャビティフィルタは、入射角に非常にセンシティブである。［図１］は、固定された誘電層の厚さと、電磁波の異なる入射角とに対する、電磁波に対するカラーフィルタのスペクトル応答を示している。

電磁波の入射角に対するフィルタの感度の欠如を克服するために、多くの研究が実施されている。次の論文：「Ｎｏｎ－ｉｒｉｄｅｓｃｅｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ Ｆｅａｔｕｒｉｎｇ Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｈｉｇｈ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ Ｐｕｒｉｔｙ． Ｓｃｉ Ｒｅｐ ４， ４９２１ （２０１４）」、Ｓｈｒｅｓｔｈａ、Ｖ．、Ｌｅｅ、ｓｓ．、Ｋｉｍ、Ｅｓ．らで説明されている感度を低下させる１つの方法は、より高いインデックスキャビティ材料を備えた複数のキャビティを使用することである。論文の著者らは、角度依存性の分数波長シフトがキャビティの屈折率

によって決定されるという事実を使用し、ここで、θは電磁波の入射角であり、ｎはキャビティの屈折率である。提供されたソリューションは角度の感度を低下させるが、その製造にはいくつかのリソグラフィとエッチングステップが必要である。

角度の感度を低下させる別の方法は、軸に沿って互いに対して移動可能な、２つの湾曲した表面の２つのプレート、または、より具体的には、非球面表面を備えたファブリーペローフィルタを説明する文書ＵＳ４４６６６９９Ａで提供されている。湾曲した表面は、表面の任意の点で表面に垂直ではない放射線の入射角を可能にする。プレートの湾曲は、入射角が垂直ではないという事実によって導入される誤差が、プレート間の距離の差によって補償されるように選択されて、フィルタから所望の波長出力を得ることができる。

ただし、文書ＵＳ４４６６６９９Ａで提供されているファブリーペローフィルタは、プレート間の距離を変化させて、一度に複数の波長ではなく、一度に１つの波長を得ることができる。さらに、フィルタはプレート間の距離が可変であるため、製造制限により、撮像では、特にＣＭＯＳイメージセンサでのマイクロエレクトロニクスの寸法においては、使用できない。

米国特許第６０３１６５３号明細書 米国特許第４４６６６９９号明細書

「Ｎｏｎ－ｉｒｉｄｅｓｃｅｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ Ｆｅａｔｕｒｉｎｇ Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｈｉｇｈ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ Ｐｕｒｉｔｙ． Ｓｃｉ Ｒｅｐ ４， ４９２１ （２０１４）」、Ｓｈｒｅｓｔｈａ、Ｖ．、Ｌｅｅ、ｓｓ．、Ｋｉｍ、Ｅｓ．ら

本発明は、いくつかの波長を得るためのファブリーペローフィルタを備えるマトリックスであって、電磁放射線の入射角の変動に対する低感度とＣＭＯＳ技術で使用可能なマトリックスを提供することにより、前に議論した問題の解決策を提供する。

本発明の一態様は、電磁波のためのマルチスペクトルフィルタリングマトリックスであって、マトリックスは、少なくとも第１の光電子素子および第２の光電子素子を含み、各光電子素子は、カラーフィルタと前記フィルタに面する光電変換器とを備え、各カラーフィルタは、第１の反射層と、第２の反射層と、第１の反射層と第２の反射層との間の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層とを含むファブリーペローキャビティを形成し、誘電体材料の層は、
－ 第１の反射層と接触している下面であって、湾曲している、下面；
－ 第２の反射層と接触している上面であって、湾曲している、上面；
を含み、
２つのカラーフィルタの誘電体材料の２つの層の厚さが異なる、
マルチスペクトルフィルタリングマトリックスに関する。

本発明のおかげで、カラーフィルタの透過率は、入射電磁波の入射角とは無関係であり、それにより、入射角に関係なく、誘電体層の厚さを変えるだけで各フィルタの所望の波長が得られる。さらに、マトリックスは、マイクロエレクトロニクス、特にＣＭＯＳ技術での撮像に使用されるファブリーペローキャビティフィルタを含む。

前の段落で説明した特徴に加えて、本発明の第１の態様によるマトリックスは、個別に、または技術的に可能な任意の組み合わせに従って考慮される、以下のうちの１つ以上の相補的な特徴を有し得る：
－ 各カラーフィルタについて：
－ 第１の反射層が、同じ曲率半径を有する湾曲した下面と湾曲した上面とを有し、第１の反射層の上面が誘電体材料の層の下面と接触しており；
－ 第２の反射層が、同じ曲率半径を有する湾曲した下面と湾曲した上面とを有し、第２の反射層の下面が、誘電体材料の層の上面と接触している。
－ 各カラーフィルタの誘電体材料の層の下面および上面の曲率半径が厳密に３００ｎｍより大きい。
－ 各カラーフィルタについて、各カラーフィルタの誘電体材料の層の下面および上面の湾曲が両方とも凸状または両方とも凹状である。
－ Ｏが第１の反射層の下面の原点である、空間内の（Ｏ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）基準座標系において、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタのうちの少なくとも１つの誘電体材料の層の下面の湾曲したプロファイルが、次の式：

によって定義され、前記層の上面の湾曲したプロファイルが、次の式：

によって定義され；
ここで：
－ ｈｉが、前記フィルタの誘電体材料の層の厚さであり、
－ ｈ_Ｃｒｉ１が、フィルタの第１の反射層の、軸Ｙに沿った厚さであり、
－ Ｒ_ｙが、誘電体材料の層の下面および上面の、ｘ＝０についての軸Ｙに沿った曲率半径であり、
－ ｍおよびｎが、それぞれ自然数およびゼロ以外の自然数であり、
－ ｆ＊Ｓｘが、誘電体材料の層の下面および上面の、軸Ｘに沿った曲率半径であり、Ｓｘが、フィルタに面する光電変換器の、軸Ｘに沿ったサイズであり、ｆが定数である；
－ Ｏがフィルタの第１の反射層の下面の原点である、空間内の（Ｏ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）基準座標系において、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタのうちの少なくとも１つのカラーフィルタの誘電体材料の層の下面の湾曲したプロファイルが、次の式：

によって定義され、カラーフィルタの誘電体材料の前記層の上面の湾曲したプロファイルが、次の式：

によって定義され；
ここで：
－ ｈｉが、前記フィルタの誘電体材料の層の厚さであり、
－ ｈ_Ｃｒｉ１が、フィルタの第１の反射層の、軸Ｙに沿った厚さであり、
－ Ｒ_ｚが、誘電体材料の層の下面および上面の、軸Ｚに沿った曲率半径であり、
－ ｍおよびｎが、それぞれ自然数およびゼロ以外の自然数であり、
－ ｆ＊Ｓｘが、誘電体材料の層の下面および上面の、軸Ｘにおける曲率半径であり、Ｓｘが、フィルタに面する光電変換器の、軸Ｘに沿ったサイズであり、ｆが定数であり、
－ ｆ＊Ｓｙが、誘電体材料の層の下面および上面の、軸Ｙに沿った曲率半径であり、Ｓｙが、フィルタに面する光電変換器の、軸Ｙに沿ったサイズである。
－ 各カラーフィルタについて、誘電体材料の層の下面および上面の湾曲が両方とも凸状であるとき、誘電体材料の層の上面および下面の湾曲が、前記フィルタに面する変換器に電磁波の焦点を合わせるように選択される。この特徴により、おそらくは、フィルタで受けた電磁波を変換器に集束させるために撮像で通常使用されるマイクロレンズをなしですますことが可能になる。

本発明の第２の態様は、本発明のマルチスペクトルフィルタリングマトリックスを製造するための方法であって、第１のカラーフィルタの誘電体材料の層の厚さは、第２のカラーフィルタの誘電体材料の層の厚さより小さく、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタを作ることは、以下のステップ：
－ キャリア基板上に樹脂層を堆積するステップ；
－ 樹脂層を構造化して、第１のパターンゾーンを画定する第１の樹脂パターン、および第２のパターンゾーンを画定する第２の樹脂パターンを提供するステップであって、各樹脂パターンが湾曲した上面を有し、第１のパターンゾーンおよび第２のパターンゾーンが全体のパターンゾーンを画定する、ステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に、第１の反射層をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタの第１の反射層を形成するステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に第１の誘電体材料層をコンフォーマルに堆積するステップであって、誘電体材料の第１の層が、第１のフィルタの誘電体材料のファブリーペローキャビティ層の厚さに等しい厚さを有する、ステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に感光性樹脂層を堆積するステップ；
－ フォトリソグラフィによって、第２のパターンゾーンを覆う感光性樹脂層の部分を除去するステップ；
－ 第２のパターンゾーン上に誘電体材料の第２の層をコンフォーマルに堆積するステップであって、第２のパターンゾーンの誘電体材料の第２の層と誘電体材料の第１の層の合計の厚さは、第２のカラーフィルタの誘電体材料の層の厚さに等しい、ステップ；
－ 第１のカラーフィルタの誘電体材料のファブリーペローキャビティ層を形成する第１のパターンゾーンの誘電体材料の第１の層を、表面において解放するために、感光性樹脂層を除去するステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に、第２の反射層をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタの第１の反射層を形成するステップ；
を含む、方法に関する。

本発明の第３の態様は、本発明のマルチスペクトルフィルタリングマトリックスを製造するための方法であって、第１のカラーフィルタの誘電体材料の層の厚さは、第２のフィルタの誘電体材料の層の厚さより大きく、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタを作ることは、以下のステップ：
－ キャリア基板上に樹脂層を堆積するステップ；
－ 樹脂層を構造化して、第１のパターンゾーンを画定する第１の樹脂パターン、および第２のパターンゾーンを画定する第２の樹脂パターンを提供するステップであって、各樹脂パターンが湾曲した上面を有し、第１のパターンゾーンおよび第２のパターンゾーンが全体のパターンゾーンを画定する、ステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に、第１の反射層をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタの第１の反射層を形成するステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に誘電体材料の第１の層をコンフォーマルに堆積するステップであって、誘電体材料の第１の層が、第１のフィルタの誘電体材料のファブリーペローキャビティ層の厚さに等しい厚さを有する、ステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に感光性樹脂層を堆積するステップ；
－ フォトリソグラフィによって、第２のパターンゾーンを覆う感光性樹脂層の部分を除去するステップ；
－ 第２のパターンゾーンの誘電体材料の層の厚さを除去して、第２のフィルタの誘電体材料の層の厚さを得るステップ；
－ 第１のカラーフィルタの誘電体材料のファブリーペローキャビティ層を形成する第１のパターンゾーンの誘電体材料の第１の層を、表面において解放するために、感光性樹脂層を除去するステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に、第２の反射層をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタの第１の反射層を形成するステップ
を含む、方法に関する。

本発明の第２の態様および第３の態様のおかげで、特にいくつかの誘電体材料がファブリーペローキャビティを構成するとき、リソグラフィおよびエッチングのステップが最先端技術に関して限定される。

本発明の第４の態様は、本発明によるマルチスペクトルフィルタマトリックスを製造するための方法であって、第１のカラーフィルタの誘電体材料の層の厚さは、第２のフィルタの誘電体材料の層の厚さよりも小さく、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタを作ることは、以下のステップ：
－ キャリア基板上に樹脂層を堆積するステップ；
－ 樹脂層を構造化して、第１のパターンゾーンを画定する第１の樹脂パターン、および第２のパターンゾーンを画定する第２の樹脂パターンを得るステップであって、各樹脂パターンが湾曲した上面を有し、第１のパターンゾーンおよび第２のパターンゾーンが全体のパターンゾーンを画定する、ステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に、第１の反射層をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタの第１の反射層を形成するステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に誘電体材料の層を堆積するステップであって、誘電体材料の前記層は実質的に平坦な上面を有する、ステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に第２の樹脂層を堆積するステップ；
－ 第２の樹脂層を構造化して、第１のパターンゾーンおよび第２のパターンゾーンに、それぞれ第２の樹脂層の第１の樹脂パターンおよび第２の樹脂パターンを得るステップであって、第２の樹脂層の各樹脂パターンは湾曲した上面を有する、ステップ；
－ 第２の樹脂層の第１の樹脂パターンおよび第２の樹脂パターンを誘電体材料の層に転写して、第１のパターンゾーンに第１のフィルタの誘電体材料の層、および第２のパターンゾーンに第２のフィルタの誘電体材料の層を得るステップ；
－ 全体のパターンゾーン上に、第２の反射層をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタの第１の反射層を形成するステップ
を含む、方法に関する。

本発明の第４の態様のおかげで、フィルタの誘電体材料の層の異なる厚さが単一のエッチングステップで得られる。

前の段落で説明した特徴に加えて、本発明の第２、第３、および第４の態様による方法は、個別に、または技術的に可能な組み合わせに従って考慮される、以下のうちの１つ以上の追加の特徴を有し得る：
－ 樹脂構造化ステップが三次元で行われる。
－ 樹脂構造化ステップはグレースケールリソグラフィによって行われる。グレースケールリソグラフィにより、必ずしも平坦な形状ではない樹脂パターンを得ること、および樹脂を例えばさまざまな湾曲した形状に形成することができる。

本発明およびそのさまざまな応用は、以下の説明を読み、添付の図面を検討すると、よりよく理解されるであろう。

図面は、本発明の目的を示すために記載されたものであり、決して本発明の目的を限定するものではない。

入射電磁波の入射角に応じて、最先端のファブリーペローキャビティフィルタのスペクトル応答を表した図である。 本発明による、２つの異なるカラーフィルタをそれぞれ備える２つの光電子素子のマトリックスの図である。 ［図２］の第１のフィルタに入射する電磁波の異なる入射角に対する、第１のカラーフィルタのスペクトル応答を示す図である。 ［図２］の第２のフィルタに入射する電磁波の異なる入射角に対する、第１のフィルタとは異なる第２のカラーフィルタのスペクトル応答を示す図である。 本発明の第１の態様によるマトリックスの光電子素子の詳細図である。 本発明の第２の態様による、マトリックス、特にカラーフィルタを製造するための方法のブロック図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第２の態様による［図５］の方法のステップを示す図である。 本発明の第３の態様による、マトリックス、特にカラーフィルタを製造するための方法のブロック図である。 本発明の第３の態様による方法のステップを示す図である。 本発明の第４の態様による、マトリックス、特にカラーフィルタを製造するための方法のブロック図である。 本発明の第４の態様による［図１８］の方法のステップを示す図である。 本発明の第４の態様による［図１８］の方法のステップを示す図である。 本発明の第４の態様による［図１８］の方法のステップを示す図である。 本発明の第４の態様による［図１８］の方法のステップを示す図である。

図面は、本発明の目的を示すために記載されたものであり、決して本発明の目的を限定するものではない。

一般に、当業者にはよく知られているように、ファブリーペローキャビティから作られた金属／誘電体タイプのカラーフィルタは、２つの金属層の間に形成される誘電体層の厚さをディメンジョニングすることによって得られることを、事前に思い出していただくのが適切である。同じコンポーネント上でいくつかのカラーのフィルタリングが求められる場合は、この同じコンポーネント上で可変の厚さの誘電体を得ることができる必要がある。

このディメンジョニングは、例えば、Ａｂｅｌｅｓマトリックス伝達フォーマリズムなどの電磁計算プログラム、またはモーダルフーリエ展開法フォーマリズムや厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）などの、サイズが波長に近いピクセルに対する回折計算を使用して行われる。

これらの計算プログラムにより、各ピクセルに対する誘電体金属スタックの最適なパラメーターを決定することができる。計算では、特に金属層および誘電体層の厚さとそれらの屈折率、入射光のスペクトルと角度分布が考慮される。例えば、ファブリーペローフィルタの場合、フィルタの中心波長は近似的に次の式：

で決定され、ここで、
－ ｈは、キャビティの厚さ、つまり近似的に誘電体層の厚さであり、
－ ｍ、１から１０の正の整数、は、キャビティの次数であり、
－ ｎは、キャビティの実効屈折率であり、
－ Φ１およびΦ２は、金属ミラーでの反射の位相シフト（関係する材料の性質と考慮される波長によって決定される）であり、
－ θは、フィルタへの入射光の入射角（フィルタ表面の垂直方向から数える）である。

キャビティの次数が選択されると、迎え角が分かり、屈折率と位相シフトが分かり、残るのはキャビティが特定の波長の中心になるように、近似的な厚さｈを決定することだけである。各フィルタおよび各波長のフィルタ関数が計算されると、次いで、誘電体の厚さｈは、所望の性能に従って、調整される（良好な信号対雑音比、最大透過率などのサーチ）。

もう１つのより経験的な方法は、いくつかの厚さｈについてスタックの応答を計算し、フィルタの共振ピーク（λｒｅｓ）が仕様に従って位置付けられるようにｈを選択することからなる。

本発明の第１の態様は、少なくとも１つの電磁波のためのマルチスペクトルフィルタリングマトリックスに関する。

マトリックスが受ける電磁波は、可視、（近、中、または遠）赤外線、またはマイクロ波範囲の波長を含む場合がある。

以下では、「マルチスペクトルフィルタリングマトリックス」と「マトリックス」という用語は互いに交換可能に使用される。

マトリックスは少なくとも２つの光電子素子を備える。

［図２］は、それぞれがカラーフィルタＦｉと、前記カラーフィルタＦｉに面する変換器Ｔｉとを備える２つの光電子素子（Ｅ_１、Ｅ_２）のマトリックス１０の例である。

「カラーフィルタ」と「フィルタ」という用語は、以下では互いに交換可能に使用される。

カラーフィルタＦｉとは、電磁波を受けたときに前記カラーのみを透過させるフィルタを意味する。

各フィルタＦｉは、第１の反射層Ｃ_ｒ１ｉと、第２の反射層Ｃ_ｒ２ｉと、２つの反射層（Ｃ_ｒ１ｉ、Ｃ_ｒ２ｉ）間の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉとを備える。

「誘電体材料のファブリーペローキャビティ層」、「誘電体材料の層」、および「誘電体層」という用語は、以下では互いに交換可能に使用される。

本発明によれば、２つのフィルタ（Ｆ_１、Ｆ_２）の誘電体材料の２つの層Ｃ_ＦＰｉの厚さ（ｈ_１、ｈ_２）は異なる。したがって、各フィルタＦｉが入射電磁波を受けると、前述の式：

に従って、その誘電体層Ｃ_ＦＰｉの厚さｈｉに従って、波長λ_{ｒｅｓ＿ｉ}を透過させる。

［図２］の例では、第１のフィルタＦ_１の誘電体層Ｃ_ＦＰ１の厚さｈ_１は、第２のフィルタＦ_２の誘電体層Ｃ_ＦＰ２の厚さｈ_２よりも大きい。

［図３ａ］は、Ｃ_ＦＰ１での１００ｎｍに等しい誘電体層の厚さｈ１に対する、および入射電磁波のいくつかの入射角θに対する、第１のフィルタＦ_１のスペクトル応答を表す。したがって、入射角θが０°、２０°、および４０°に等しい場合、第１のフィルタＦ_１のスペクトル応答は実質的に同一であり、したがって波の入射角に依存しないことが分かる。

［図３ｂ］は、Ｃ_ＦＰ１での１２０ｎｍに等しい誘電体層の厚さｈ_２がに対する、および入射電磁波のいくつかの入射角θに対する、第２のフィルタＦ_２のスペクトル応答を表す。したがって、入射角θが０°、２０°、および４０°に等しい場合、第２のフィルタＦ_２のスペクトル応答も実質的に同一であり、したがって波の入射角に依存しないことが分かる。

［図３ａ］と［図３ｂ］では、２つのフィルタの２つの誘電体層（Ｃ_ＦＰ１、Ｃ_ＦＰ１）の２つの異なる厚さ（ｈ_１、ｈ_２）を考慮すると、第１のフィルタＦ_１および第２のフィルタＦ_２によってそれぞれ透過される２つの波長がまったく異なることが分かる。

マトリックス１０が少なくとも３つの光電子素子Ｅ_ｉを備えるとき、少なくとも２つの光電子素子Ｅ_ｉはそれぞれ２つの異なるフィルタＦ_ｉを備える。第３の光電子素子Ｅ_３は、他の２つの光電子素子Ｅ_ｉの他の２つのフィルタＦ_ｉのうちの１つと同一のフィルタＦ_３、または２つの光電子素子とは異なるフィルタＦ_３を備え得る。

「２つの異なるフィルタ」とは、２つの異なるそれぞれの誘電体層の厚さを有する２つのフィルタを意味する。

「２つの同一のフィルタ」とは、２つの同一なそれぞれの誘電体層の厚さを有する２つのフィルタを意味する。

例えば、ＲＧＢタイプのマトリックス１０は、５０％のグリーンカラーフィルタ、２５％のレッドカラーフィルタ、および２５％のブルーカラーフィルタを含んでもよい。

表わされていない一実施形態によれば、マトリックス１０は、Ｃ×Ｌ個の光電子素子Ｅ_ｉを備え、ここで、Ｃはマトリックス１０の列数を表し、Ｌはマトリックス１０の行数を表す。

ＬとＣは厳密に０より大きい２つの自然数である。自然数ＬまたはＣのうちの少なくとも１つは２以上である。

各光電子素子Ｅ_ｉの構造を［図４］に詳しく示す。

各光電子素子Ｅ_ｉはピクセルである。

各光電子素子Ｅ_ｉは、フィルタＦｉおよび変換器Ｔ_ｉに加えて、キャリア基板Ｓｉ備えてもよく、その上には異なる層が形成される。

各フィルタＦｉの各反射層（Ｃ_ｒ１ｉ、Ｃ_ｒ２ｉ）は、金属製であり、好ましくは金属ミラー機能を有する。金属は例えば銀である。

各フィルタＦ_ｉの第１の反射層Ｃｒ_１ｉの上面Ｓ１_{ｓｕｐ＿ｉ}と下面Ｓ１_{ｉｎｆ＿ｉ}は湾曲している。

各フィルタＦ_ｉの第２の反射層Ｃｒ_２ｉの上面Ｓ２_{ｓｕｐ＿ｉ}と下面Ｓ２_{ｉｎｆ＿ｉ}も湾曲している。

各フィルタＦｉについて、誘電体材料の各層Ｃ_ＦＰｉは、第１の反射層Ｃｒ_１ｉと接触する下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}と、第２の反射層Ｃｒ_２ｉと接触する上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}を含む。

ここで、誘電体層Ｃ_ＦＰｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}は、第１の反射層Ｃｒ_１ｉの上面Ｓ１_{ｓｕｐ＿ｉ}に接している。第１の反射層Ｃｒ_１ｉの上面Ｓ１_{ｓｕｐ＿ｉ}の曲率半径は、誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}の曲率半径に等しい。

同様に、誘電体層Ｃ_ＦＰｉの上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}は、第２の反射層Ｃｒ_２ｉの下面Ｓ２_{ｉｎｆ＿ｉ}に接している。第２の反射層Ｃｒ_２ｉの上面Ｓ２_{ｉｎｆ＿ｉ}の曲率半径は、誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの上面の曲率半径に等しい。

各カラーフィルタＦｉについて、誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}および上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の湾曲は両方とも凸状である。本実施形態では、第１の反射層Ｃｒ_１ｉの下面Ｓ１_{ｉｎｆ＿ｉ}および上面Ｓ１_{ｓｕｐ＿ｉ}の湾曲、ならびに、第２反射層Ｃ_ｒ２ｉの下面Ｓ２_{ｉｎｆ＿ｉ}および上面Ｓ２_{ｓｕｐ＿ｉ}の湾曲は、４つ全てが凸状である。

フィルタＦ_ｉの第２の反射層Ｃｒ_２ｉの上面Ｓ２_{ｓｕｐ＿ｉ}と下面Ｓ２_{ｉｎｆ＿ｉ}が凸状であるとき、入射波を集束させるためにファブリーペローキャビティの上にマイクロレンズを必要とする従来の最先端技術のフィルタとは異なり、フィルタＦ_ｉは電磁波を前記フィルタＦ_ｉに面する変換器Ｔ_ｉに集束させることができる。

好ましくは、各カラーフィルタＦ_ｉの誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}および上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の曲率半径は、厳密に３００ｎｍよりも大きい。

各カラーフィルタＦ_ｉの誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの誘電体材料は、好ましくは、しかし排他的ではなく、形作られ、次いで硬化された感光性ポリマータイプの有機材料、または無機材料（酸化物、窒化シリコン、アルミナなど）などの、可視領域で透明な材料である。本発明は可視範囲に限定されず、他の波長、特に赤外線において透明な他の材料（例えばシリコンを使用）を使用できることに留意されたい。

各Ｆ_ｉフィルタは、可視スペクトルにおけるＳｉＯ_２の屈折率１．４７に近い、一定の屈折率１．４６を持つ材料として機能する。

各カラーフィルタＦ_ｉの誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの厚さｈｉは、好ましくは、前記Ｃ_ＦＰｉ層の全長に沿って一定である。換言すれば、誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の曲率半径と下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}の曲率半径は同一である。

図３ａおよび図３ｂの場合、各フィルタＦ_ｉの誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの厚さｈｉは、それぞれ１００ｎｍおよび１２０ｎｍに等しい。

別の実施形態によれば、各カラーフィルタＦｉは、軸Ｘ上の位置ｘと軸Ｙ上の位置ｙに応じた厚さｈ_{ｄｉｅｌ＿ｉ}（ｘ，ｙ）を有する。

一実施形態によれば、少なくとも１つのフィルタＦｉの誘電体層Ｃ_ＦＰｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}の湾曲したプロファイルは、Ｏが第１の反射層の下面Ｓ_{１ｉｎｆ＿ｉ}の原点である、空間内の（Ｏ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）基準座標系の、（Ｏ，Ｘ，Ｙ）基準座標系において、次の式：

によって定義され、および、誘電体材料の層Ｃ_ＦＰの上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の湾曲したプロファイルは、次の式：

によって定義される。

ｈ_Ｃｒｉ１は、前記フィルタＦ_ｉの第１の反射層Ｃｒ_１ｉの厚さである。

ｈ_ｉは、前記フィルタＦの誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの、好ましくは軸Ｙに沿った厚さである。

Ｒ_ｙは、下面の、ｘ＝０についての軸Ｙに沿った曲率半径である。

ｍおよびｎは、それぞれ自然数およびゼロ以外の自然数である。

例えば、ｍ＝１．８およびｎ＝０．８である。

項ｆ＊Ｓｘは、誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}および上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の、軸Ｘに沿った曲率半径である。

Ｓ_ｘは、光電子素子Ｅ_ｉの、軸Ｘに沿ったサイズである。

Ｓ_ｘは正の実数であり、例えば２０００ｎｍまたは５０００ｎｍに等しい。

ｆは、誘電体材料の層Ｃ_ＦＰｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}および上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の、軸Ｘに沿った曲率半径を定義する定数である。

好ましくは、定数ｆは０．４と１との間である。例えば、ｆは０．５である。

３次元フィルタの別の実施形態によれば、少なくとも１つのフィルタＦｉの誘電体層Ｃ_ＦＰｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}の湾曲したプロファイルは、次の式：

によって定義される。

誘電体層Ｃ_ＦＰｉの上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の湾曲したプロファイルは次の式：

によって定義される。

ＲＺは、下面の、軸Ｚに沿った曲率半径である。

Ｓ_ｙは、素子の、軸Ｙに沿ったサイズである。ＳＺは正の実数である。

ｆは、下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}および、上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の、軸Ｘに沿ったおよび軸Ｙに沿った曲率半径を規定する定数である。

好ましくは、ｆは０．４と１との間である。例えば、ｆは０．５である。

項ｆ＊Ｓｘは、誘電体材料の層Ｃ_ＰＦｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}および上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の、軸Ｘに沿った曲率半径である。

項ｆ＊Ｓｙは、誘電体材料の層Ｃ_ＰＦｉの下面Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}と上面Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}の、軸Ｙに沿った曲率半径である。

ｋはゼロ以外の自然数である。光電変換器Ｔ_ｉは、フィルタからの光の収集体として、またはフィルタへの発光体として動作できる。変換器が収集体である場合、変換器は例えばＣＭＯＳタイプのフォトダイオードであり得る。変換器が放射体である場合、変換器は、例えばＬＥＤ、ＱＬＥＤ、またはＬＡＳＥＲダイオードである可能性があり、この場合、放射体は、対応するファブリーペローキャビティよりも広い発光スペクトルを有する。

本発明の第２の態様は、マルチスペクトルフィルタリングマトリックス１０を製造するための方法２００ａに関し、第１のカラーフィルタＦ_１の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰ１の厚さｈ_１は、第２のフィルタＦ_２の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰ２の厚さｈ_２よりも小さい。

［図５］は、本発明の第２の態様によるマルチスペクトルフィルタリングマトリックス１０を製造するための方法２００ａ、特に第１のカラーフィルタＦ_１および第２のカラーフィルタＦ_２を作るためのステップのブロック図である。

［図６］に示される、本発明の第２の態様による方法２００ａの第１のステップ２０１は、キャリア基板３００上に樹脂層３０１を堆積することからなる。キャリア基板３００は、例えば、Ｓｉ基板、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板、またはガラスまたはサファイア基板であってもよい。

［図７］に示される方法２００ａの第２のステップ２０２は、樹脂層３０１を構造化して、第１のパターンゾーンＺ_１を画定する第１の樹脂パターンＭ_１、および第２のパターンゾーンＺ_２を画定する第２の樹脂パターンＭ_２とを少なくとも得ることからなる。

各樹脂パターンＭ_ｉは湾曲した上面を有する。

第１のパターンゾーンＺ_１および第２のパターンゾーンＺ_２は、全体のパターンゾーンＺを画定する。

構造化は、例えば二次元、または好ましくは三次元で実行される。

樹脂の構造化はリソグラフィ法により行うことができる。このリソグラフィは、好ましくは、電子的または光学的グレースケールリソグラフィである（その後、熱または紫外線法によるグレースケール樹脂の安定化が続く）。二光子リソグラフィやナノインプリンティングリソグラフィなどの他のリソグラフィ技術も、樹脂構造を作るために使用できる。各樹脂パターンの上面の寸法および曲率は、空間の３方向（Ｏ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）において自由に設定可能である。

［図８］に示される、本発明の第２の態様による方法２００ａの第３のステップ２０３は、パターンゾーンＺ全体上に第１の反射層３０２をコンフォーマルに堆積することからなる。第１の反射層３０２は、第１の樹脂パターンＭ_１および第２の樹脂パターンＭ_２を完全に覆い、各カラーフィルタＦ_ｉの第１の反射層Ｃ_ｒ１ｉを形成する。

各反射層は、好ましくは、例えばプラズマ励起化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、物理気相成長（ＰＶＤ）、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ）、または原子層堆積（ＡＬＤ）によって、第１の樹脂パターンＭ_１および第２の樹脂パターンＭ_２上に連続的に堆積される。

［図９］に示される、本発明の第２の態様による方法２００ａの第４のステップ２０４は、パターンゾーンＺ全体上に誘電体材料の第１の層３０３をコンフォーマルに堆積することからなる。

誘電体材料の第１の層３０３は、好ましくは、前述のコンフォーマル堆積法に従って連続的に堆積され、第１の樹脂パターンＭ_１および第２の樹脂パターンＭ_２を間接的に完全に覆う。

誘電体材料の第１の層３０３は、第１のフィルタＦ_１の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層Ｃ_ＦＰ１の厚さｈ_１に等しい厚さを有する。

［図１０］に示される、本発明の第２の態様による方法２００ａの第５のステップ２０５は、パターンゾーンＺ全体上に感光性樹脂３０４などの樹脂層を堆積することからなる。感光性樹脂は、好ましくは感光性ポリマーである。

［図１１］に示される、本発明の第２の態様による方法２００ａは、マスク３０５を使用して、第２のパターンゾーンＺ_２を覆う感光性樹脂層３０４の部分を露光し、その後、樹脂層の露光された部分を選択的にエッチングする第６のステップ２０６を含んでもよい。

［図１２］に示される、本発明の第２の態様による方法２００ａの第７のステップ２０７は、第２のパターンゾーンＺ_２を覆う感光性樹脂層３０４の部分を除去することからなる。

［図１３］に示される、本発明の第２の態様による方法２００ａの第８のステップ２０８は、第２のパターンゾーンＺ_２上に誘電体材料の第２の層３０６を堆積して、第２のパターンゾーンＺ_２の第１の層３０３の部分とともに、第２のカラーフィルタＦ_２の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層Ｃ_ＦＰ２を形成することからなる。

したがって、第２のパターンゾーンＺ_２の誘電体材料の第２の層３０６と誘電体材料の第１の層３０３の合計の厚さは、第２のフィルタＦ_２の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰ２の厚さｈ_２に等しい。

［図１４］に示される、本発明の第２の態様による方法２００ａの第９のステップ２０９は、第１のフィルタＦ_１の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層Ｃ_ＦＰ１を表面において解放するために、第７のステップ２０７で除去されなかった感光性樹脂の層を除去することからなる。

［図１５］に示される、本発明の第２の態様による方法２００ａの第１０のステップ２１０は、第２の反射層３０７をパターンゾーンＺ全体上に堆積して、それぞれ第１のカラーフィルタＦ_１および第２のカラーフィルタＦ_２の第２の反射層Ｃ_ＦＰ２を形成することからなる。

本発明の第３の態様は、第１のカラーフィルタＦ_１の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰ１の厚さｈ_１が、第２のフィルタＦ_２の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰ２の厚さｈ_２よりも大きい、マルチスペクトルフィルタリングマトリックス１０を製造するための方法２００ｂに関する。

［図１６］は、本発明の第３の態様によるマルチスペクトルフィルタリングマトリックス１０を製造するための方法２００ｂ、特に第１のカラーフィルタＦ_１および第２のカラーフィルタＦ_２を作るステップのブロック図である。

本発明の第３の態様による方法２００ｂは、本発明の第２の態様による方法２００ａのステップと同一の第１のステップ２０１、第２のステップ２０２、第３のステップ２０３、第４のステップ２０４、第５のステップ２０５、第６のステップ２０６および第７のステップ２０７を含む。

［図１７］に示される、本発明の第３の態様による方法の第８のステップ２０８ｂは、第２のゾーンＺ_２の誘電体材料の第１の層３０３の厚さを除去して、第２のフィルタＦ_２の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層Ｃ_ＦＰ２の厚さｈ_２を得ることからなる。

本発明の第３の態様による方法２００ｂは、本発明の第２の態様による方法２００ａのステップと同一の第９のステップ２０９および第１０のステップ２１０を含む。

本発明の第４の態様は、マルチスペクトルフィルタリングマトリックス１０を製造するための方法２００ｃに関し、第１のカラーフィルタＦ_１の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰ１の厚さｈ_１は、第２のフィルタＦ_２の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰ２の厚さｈ_２より小さい。

［図１８］は、本発明の第４の態様によるマルチスペクトルフィルタリングマトリックス１０を製造するための方法、特に第１のカラーフィルタＦ_１と第２のカラーフィルタＦ_２を作るためのステップのブロック図である。

本発明の第４の態様による方法２００ｃは、本発明の第２の態様による方法２００ａについて示したものと同一の第１のステップ２０１、第２のステップ２０２、および第３のステップ２０３を含む。

［図１９］に示される、本発明の第４の態様による方法の第４のステップ２０４ｃは、全体のパターンゾーン上に誘電体材料の層３０８を堆積することからなり、前記層３０８は平坦な上面を有する。

［図２０］に示される、本発明の第４の態様による方法２００ｃの第５のステップ２０５ｃは、パターンゾーンＺ全体上に樹脂の第２の層３０９を堆積することからなる。

［図２１］に示される、本発明の第４の態様による方法２００ｃの第６のステップ２０６ｃは、第２の樹脂層３０９を、好ましくは三次元で構造化して、第１のパターンゾーンＺ_１に第１のパターンＭ’_１を、第２のパターンゾーンＺ_２に第２のパターンＭ’_２を得ることからなる。樹脂の構造化は、本発明の第２の態様による方法２００ａの第２のステップで述べたのと同じ方法に従って行われる。

第２の樹脂層３０９の各樹脂パターンＭ’_ｉは、湾曲した上面を有する。

誘電体材料の層３０８の平坦な面に対する、第２の樹脂層３０９の２つの樹脂パターンＭ’_１、Ｍ’_２の平均の高さは異なる。

第２の樹脂層３０９の第１のパターンＭ’_１の高さは、第２の樹脂層３０９の第２のパターンＭ’_２の高さよりも小さい。

［図２２］に示される、本発明の第４の態様による方法２００ｃの第７のステップ２０７ｃは、第２の樹脂層３０９の第１の樹脂パターンＭ’_１および第２の樹脂パターンＭ’_２を誘電体材料の層３０８に転写して、第１のパターンゾーンに第１のフィルタＦ_１の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰ１を、および第２のパターンゾーンＺ_２に第２のフィルタＦ_２の誘電体材料の層Ｃ_ＦＰ２を得ることからなる。

パターン転写は、好ましくは、非選択的で一定速度のエッチングによって行われる。

本発明の第４の態様による方法２００ｃは、本発明の第２の態様による方法２００ａの第１０ステップ２１０をさらに含む。

１０ マトリックス
３００ キャリア基板
３０１ 樹脂層
３０２ 第１の反射層
３０３ 誘電体材料の第１の層
３０４ 感光性樹脂
３０６ 誘電体材料の第２の層
３０９ 第２の樹脂層
Ｆ_１ 第１のカラーフィルタ
Ｆ_２ 第２のカラーフィルタ
Ｃ_ｒ１ｉ 第１の反射層
Ｃ_ｒ２ｉ 第２の反射層
θ 入射角
Ｅ_１、Ｅ_２、Ｅ_ｉ 光電子素子
Ｔ_ｉ 変換器
Ｓ_ｉ キャリア基板
Ｓ１_{ｓｕｐ＿ｉ} 第１の反射層の上面
Ｓ１_{ｉｎｆ＿ｉ} 第１の反射層の下面
Ｓ２_{ｓｕｐ＿ｉ} 第２の反射層の上面
Ｓ２_{ｉｎｆ＿ｉ} 第２の反射層の下面
ｈ_Ｃｒｉ１ 第１の反射層の厚さ
Ｚ 全体のパターンゾーン
Ｚ_１ 第１のパターンゾーン
Ｚ_２ 第２のパターンゾーン
Ｍ_１ 第１の樹脂パターン
Ｍ_２ 第２の樹脂パターン

Claims (11)

1. 電磁波のためのマルチスペクトルフィルタリングマトリックス（１０）であって、マトリックスは、少なくとも第１の光電子素子（Ｅ_１）および第２の光電子素子（Ｅ_２）を含み、各光電子素子（Ｅ_ｉ）は、カラーフィルタ（Ｆ_ｉ）と前記フィルタ（Ｆ_ｉ）に面する光電変換器（Ｔ_ｉ）とを備え、各カラーフィルタ（Ｆ_ｉ）は、第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ）と、第２の反射層（Ｃ_ｒ２ｉ）と、第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ）と第２の反射層（Ｃ_ｒ２ｉ）との間の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層（Ｃ_ＦＰｉ）とを含むファブリーペローキャビティを形成し、誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）は、
   － 第１の反射層（Ｃｒ１ｉ）と接触している下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）であって、湾曲している、下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）、
   － 第２の反射層（Ｃ_ｒ２ｉ）と接触している上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）であって、湾曲している、上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）
   を含み、
   ２つのカラーフィルタの誘電体材料の２つの層の厚さが異なる、
   マルチスペクトルフィルタリングマトリックス（１０）。
2. 各カラーフィルタ（Ｆ_ｉ）について、
   第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ）が、同じ曲率半径を有する湾曲した下面（Ｓ_{１ｉｎｆ＿ｉ}）と湾曲した上面（Ｓ_{１ｓｕｐ＿ｉ}）とを有し、第１の反射層の上面（Ｓ_{１ｓｕｐ＿ｉ}）が誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）と接触しており、
   第２の反射層（Ｃ_ｒ２ｉ）が、同じ曲率半径を有する湾曲した下面（Ｓ_{２ｉｎｆ＿ｉ}）と湾曲した上面（Ｓ_{２ｓｕｐ＿ｉ}）とを有し、第２の反射層の下面（Ｓ_{２ｉｎｆ＿ｉ}）が、誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）と接触している
   ことを特徴とする、請求項１に記載のマルチスペクトルフィルタリングマトリックス（１０）。
3. 各カラーフィルタ（Ｆ_ｉ）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）および上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の曲率半径（Ｆ_ｉ）が厳密に３００ｎｍより大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載のマルチスペクトルフィルタリングマトリックス（１０）。
4. 各カラーフィルタ（Ｆ_ｉ）について、各カラーフィルタ（Ｆ_ｉ）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）および上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の湾曲が両方とも凸状または両方とも凹状であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のマトリックス（１０）。
5. ＯがフィルタＦ_ｉの第１の反射層の下面（Ｓ１_{ｉｎｆ＿ｉ}）の原点である、空間内の（Ｏ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）基準座標系において、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）のうちの少なくとも１つのカラーフィルタ（Ｆ_ｉ）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の湾曲したプロファイルが、次の式、
   

   

   によって定義され、前記層の上面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）の湾曲したプロファイルが、次の式、
   

   

   によって定義され、ここで、
   － ｈｉが、前記フィルタ（Ｆ_ｉ）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の厚さであり、
   － ｈ_Ｃｒｉ１が、フィルタ（Ｆ_ｉ）の第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ）の、軸Ｙに沿った厚さであり、
   － Ｒ_ｙが、誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）および上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の、ｘ＝０についての軸Ｙに沿った曲率半径であり、
   － ｍおよびｎが、それぞれ自然数およびゼロ以外の自然数であり、
   － ｆ＊Ｓｘが、下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）および上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の、軸Ｘに沿った曲率半径であり、Ｓ_ｘが、フィルタ（Ｆ_ｉ）に面する光電変換器（Ｔ_ｉ）の、軸Ｘに沿ったサイズであり、ｆが定数である
   ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のマトリックス（１０）。
6. ＯがフィルタＦ_ｉの第１の反射層の下面（Ｓ_{１ｉｎｆ＿ｉ}）の原点である、空間内の（Ｏ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）基準座標系において、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）のうちの少なくとも１つのカラーフィルタ（Ｆｉ）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の湾曲したプロファイルが、次の式、
   

   

   によって定義され、前記層の上面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）の湾曲したプロファイルが、次の式、
   

   

   によって定義され、
   ここで、
   － ｈｉが、前記フィルタ（Ｆ_ｉ）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の厚さであり、
   － ｈ_Ｃｒｉ１が、フィルタ（Ｆ_ｉ）の第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ）の、軸Ｙに沿った厚さであり、
   － Ｒ_ｚが、誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）および上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の、軸Ｚに沿った曲率半径であり、
   － ｍおよびｎが、それぞれ自然数およびゼロ以外の自然数であり、
   － ｆ＊Ｓｘが、誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）および上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の、軸Ｘに沿った曲率半径であり、Ｓ_ｘが、フィルタＦ_ｉに面する光電変換器（Ｔ_ｉ）の、軸Ｘに沿ったサイズであり、ｆが定数であり、
   － ｆ＊Ｓｙが、誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）および上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の、軸Ｙに沿った曲率半径であり、Ｓｙが、フィルタ（Ｆ_ｉ）に面する光電変換器（Ｔ_ｉ）の、軸Ｙに沿ったサイズである
   ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のマトリックス（１０）。
7. 各カラーフィルタ（Ｆｉ）について、誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）および上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）の湾曲が両方とも凸状であり、誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰｉ）の上面（Ｓ_{ｓｕｐ＿ｉ}）および下面（Ｓ_{ｉｎｆ＿ｉ}）の湾曲が、前記フィルタ（Ｆ_ｉ）に面する変換器（Ｔ_ｉ）に電磁波の焦点を合わせるように選択されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のマトリックス（１０）。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のマルチスペクトルフィルタリングマトリックス（１０）を製造するための方法（２００ａ）であって、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ１）の厚さ（ｈ_１）は、第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ２）の厚さ（ｈ_２）より小さく、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）を作ることは、以下のステップ、
   － キャリア基板（３００）上に樹脂層（３０１）を堆積するステップ（２０１）、
   － 樹脂層（３０１）を構造化して、第１のパターンゾーン（Ｚ_１）を画定する第１の樹脂パターン（Ｍ_１）、および第２のパターンゾーン（Ｚ_２）を画定する第２の樹脂パターン（Ｍ_２）を得るステップ（２０２）であって、各樹脂パターン（Ｍ_ｉ）が湾曲した上面を有し、第１のパターンゾーンおよび第２のパターンゾーンが全体のパターンゾーン（Ｚ）を画定する、ステップ（２０２）、
   － 全体のパターンゾーン上に、第１の反射層（３０２）をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ、Ｃ_ｒ２ｉ）を形成するステップ（２０３）、
   － 全体のパターンゾーン上に誘電体材料の第１の層（３０３）をコンフォーマルに堆積するステップ（２０４）であって、誘電体材料の第１の層（３０３）が、第１のフィルタ（Ｆ_１）の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層（Ｃ_ＦＰ１）の厚さ（ｈ_１）に等しい厚さを有する、ステップ（２０４）、
   － 全体のパターンゾーン上に感光性樹脂層（３０４）を堆積するステップ（２０５）、
   － フォトリソグラフィによって、第２のパターンゾーン（Ｚ_２）を覆う感光性樹脂層（３０４）の部分を除去するステップ（２０７）、
   － 第２のパターンゾーン（Ｚ_２）上に誘電体材料の第２の層（３０６）をコンフォーマルに堆積するステップ（２０８）であって、第２のパターンゾーン（Ｚ_２）の誘電体材料の第２の層（３０６）と誘電体材料の第１の層（３０３）の合計の厚さは、第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ２）の厚さ（ｈ_２）に等しい、ステップ（２０８）、
   － 第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層（Ｃ_ＦＰ１）を形成する第１のパターンゾーンの誘電体材料の第１の層を、表面において解放するために、感光性樹脂層を除去するステップ（２０９）、
   － 全体のパターンゾーン（Ｚ）上に、第２の反射層（３０７）をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ、Ｃ_ｒ２ｉ）を形成するステップ（２１０）
   を含むことを特徴とする、方法（２００ａ）。
9. 請求項１から７のいずれか一項に記載のマルチスペクトルフィルタリングマトリックス（１０）を製造するための方法（２００ｂ）であって、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ１）の厚さ（ｈ_１）は、第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ２）の厚さ（ｈ_２）より大きく、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）を作ることは、以下のステップ、
   － キャリア基板（３００）上に樹脂層（３０１）を堆積するステップ（２０１）、
   － 樹脂層（３０１）を構造化して、第１のパターンゾーン（Ｚ_１）を画定する第１の樹脂パターン（Ｍ_１）、および第２のパターンゾーン（Ｚ_２）を画定する第２の樹脂パターン（Ｍ_２）を得るステップ（２０２）であって、各樹脂パターン（Ｍ_ｉ）が湾曲した上面を有し、第１パターンゾーンおよび第２のパターンゾーンが全体のパターンゾーン（Ｚ）を画定する、ステップ（２０２）、
   － 全体のパターンゾーン上に、第１の反射層（３０２）をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ、Ｃ_ｒ２ｉ）を形成するステップ（２０３）、
   － 全体のパターンゾーン上に誘電体材料の第１の層（３０３）をコンフォーマルに堆積するステップ（２０４）であって、誘電体材料の第１の層（３０３）が、第１のフィルタ（Ｆ_１）の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層（Ｃ_ＦＰ１）の厚さ（ｈ_１）に等しい厚さを有する、ステップ（２０４）、
   － 全体のパターンゾーン（Ｚ）上に感光性樹脂層（３０４）を堆積するステップ（２０５）、
   － フォトリソグラフィによって、第２のパターンゾーン（Ｚ_２）を覆う感光性樹脂層（３０４）の部分を除去するステップ（２０７）、
   － 第２のパターンゾーン（Ｚ_２）の誘電体材料の層の厚さを除去して、第２のフィルタ（Ｆ_２）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ１）の厚さ（ｈ_２）を得るステップ（２０８ｂ）、
   － 第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）の誘電体材料のファブリーペローキャビティ層（Ｃ_ＦＰ１）を形成する第１のパターンゾーン（Ｚ_１）の誘電体材料の第１の層を、表面において解放するために、感光性樹脂層（３０４）を除去するステップ（２０９）、
   － 全体のパターンゾーン上に、第２の反射層（３０７）をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ、Ｃ_ｒ２ｉ）を形成するステップ（２１０）
   を含むことを特徴とする、方法（２００ｂ）。
10. 請求項１から７のいずれか一項に記載のマルチスペクトルフィルタリングマトリックス（１０）を製造するための方法（２００ｃ）であって、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ１）の厚さ（ｈ_１）は、第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ２）の厚さ（ｈ_２）より小さく、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタを作ることは、以下のステップ、
    － キャリア基板（３００）上に樹脂層（３０１）を堆積するステップ（２０１）、
    － 樹脂層（３０１）を構造化して、第１のパターンゾーンを画定する第１の樹脂パターン（Ｍ_１）、および第２のパターンゾーンを画定する第２の樹脂パターン（Ｍ_２）を得るステップ（２０２）であって、各樹脂パターン（Ｍ_ｉ）が湾曲した上面を有し、第１のパターンゾーンおよび第２のパターンゾーンが全体のパターンゾーンを画定する、ステップ（２０２）、
    － 全体のパターンゾーン上に、第１の反射層（３０２）をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ、Ｃ_ｒ２ｉ）を形成するステップ（２０３）、
    － 全体のパターンゾーン上に誘電体材料の層（３０８）を堆積するステップ（２０４ｃ）であって、誘電体材料の前記層が平坦な上面を有する、ステップ（２０４ｃ）、
    － 全体のパターンゾーン上に第２の樹脂層（３０９）を堆積するステップ（２０５ｃ）、
    － 第２の樹脂層（３０９）を構造化して、第１のパターンゾーンおよび第２のパターンゾーンに、それぞれ第２の樹脂層（３０９）の第１の樹脂パターン（Ｍ’_１）および第２の樹脂パターン（Ｍ’２）を得るステップ（２０６ｃ）であって、第２の樹脂層（３０９）の各樹脂パターン（Ｍ’_ｉ）が、湾曲した上面を有する、ステップ（２０６ｃ）、
    － 第２の樹脂層（３０９）の第１の樹脂パターン（Ｍ’_１）および第２の樹脂パターン（Ｍ’_２）を誘電体材料の層（３０８）に転写して、第１のパターンゾーンに第１のフィルタ（Ｆ_１）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ１）、および第２のパターンゾーン（Ｚ_２）に第２のフィルタ（Ｆ_２）の誘電体材料の層（Ｃ_ＦＰ２）を得るステップ、
    － 全体のパターンゾーン（Ｚ）上に、第２の反射層（３０２）をコンフォーマルに堆積し、第１のカラーフィルタ（Ｆ_１）および第２のカラーフィルタ（Ｆ_２）の第１の反射層（Ｃ_ｒ１ｉ、Ｃ_ｒ２ｉ）を形成するステップ（２１０）
    を含むことを特徴とする、方法（２００ｃ）。
11. 樹脂層を構造化する（２０２）ステップがグレースケールリソグラフィによって行われることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。

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