KR20190112697A - 하나 또는 그 이상의 금속-유전체 광학 필터들을 포함하는 센서 장치 - Google Patents
하나 또는 그 이상의 금속-유전체 광학 필터들을 포함하는 센서 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190112697A KR20190112697A KR1020190118097A KR20190118097A KR20190112697A KR 20190112697 A KR20190112697 A KR 20190112697A KR 1020190118097 A KR1020190118097 A KR 1020190118097A KR 20190118097 A KR20190118097 A KR 20190118097A KR 20190112697 A KR20190112697 A KR 20190112697A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layers
- dielectric
- metal
- filter
- optical
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 150
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 91
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 91
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 36
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 36
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 23
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 10
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 4
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000008262 pumice Substances 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 11
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 9
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 241001428800 Cell fusing agent virus Species 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 208000036971 interstitial lung disease 2 Diseases 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000208199 Buxus sempervirens Species 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
- G01J1/20—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle
- G01J1/22—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using a variable element in the light-path, e.g. filter, polarising means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0256—Compact construction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0256—Compact construction
- G01J3/0259—Monolithic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/201—Filters in the form of arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/283—Interference filters designed for the ultraviolet
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
하나 또는 그 이상의 센서 소자들 및 하나 또는 그 이상의 광학 필터들을 포함하는 센서 장치가 제공된다. 하나 또는 그 이상의 광학 필터들은 교대로 적층된, 복수의 유전체 층들 및 복수의 금속 층들을 각각 포함한다. 금속 층들은 유전체 층들에 의해 본질적으로 보호된다. 구체적으로, 금속 층들은 유전체 층들 중 하나 또는 그 이상에 의해 보호적으로 커버되는 테이퍼진 에지들을 갖는다.
Description
본 발명은 하나 또는 그 이상의 광학 필터들을, 더욱 상세하게는, 하나 또는 그 이상의 금속-유전체 광학 필터들을 포함하는 센서 장치에 관한 것이다.
이미지 센서들은 예를 들어, 카메라들, 스캐너들 및 복사기들과 같이, 광학 신호들을 전기 신호들로 변환하여 이미지 캡쳐(capture)를 허용하는 이미징 장치들에 이용되는 센서 장치들이다. 이미지 센서는 일반적으로 복수의 센서 소자들 및 상기 복수의 센서 소자들 위에 배치된 복수의 광학 필터들을 포함한다. 컬러 이미지 센서는 어레이에 배치된 복수의 컬러 필터들, 즉, 컬러 필터 어레이(color filter array, CFA)를 포함한다. CFA는 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색(RGB) 필터들과 같이, 다른 컬러 패스 밴드들(passbands)을 갖는 다른 타입의 컬러 필터들을 포함한다.
통상적으로, 염료들(dyes)을 이용하여 형성된 흡수 필터들이 컬러 필터들로서 이용된다. 불행하게도, 이러한 염료 기반의 컬러 필터들은 상대적으로 넓은 컬러 패스 밴드들을 가지며, 이로써, 덜 선명한(less brilliant) 컬러들이 얻어진다. 대신에, 적층된 유전체 층들로 형성된 이색(dichroic) 필터들, 즉, 간섭(interference) 필터들이 컬러 필터들로서 이용될 수 있다. 이러한 올-유전체(all-dielectric) 컬러 필터들은 높은 투과 레벨들(transmission levels) 및 좁은 컬러 패스 밴드들을 가지며, 이로써, 더 밝고 더 선명한 컬러들이 얻어진다. 그러나, 올-유전체 컬러 필터들의 컬러 패스 밴드들은 입사 각의 변화들에 따라 상대적으로 큰 중심-파장 이동들(shifts)을 겪으며, 이로써, 컬러에서 바람직하지 않은 이동들이 생긴다.
더욱이, 올-유전체 컬러 필터들은 전형적으로 적층된 다수의 유전체 층들을 포함하고, 상대적으로 두껍다. 결과적으로, 올-유전체 컬러 필터들은 비싸고 제조하기가 어렵다. 구체적으로, 올-유전체 컬러 필터들은 화학적으로 에칭(etching)하기가 어렵다. 그 결과, 리프트 오프(lift-off) 공정들이 패터닝(patterning)을 위해 선호된다. 올-유전체 CFA들을 패터닝하기 위한 리프트 오프 공정들의 예들이 1992년 6월 9일에 등록된, Hanrahan의 미국 특허 번호 제5,120,622호, 1998년 1월 27일에 등록된, Buchsbaum의 미국 특허 번호 제5,711,889호, 2001년 5월 29일에 등록된, Edlinger 등의 미국 특허 번호 제6,238,583호, 2003년 10월 28일에 등록된, Buchsbaum 등의 미국 특허 번호 제6,638,668호, 그리고 2010년 1월 19일에 등록된, Buchsbaum 등의 미국 특허 번호 제7,648,808호에 개시되며, 상기 특허들은 전체로써 본 명세서에 참조 병합된다. 그러나, 리프트 오프 공정들은 일반적으로 필터 높이의 약 두 배의 필터 간격으로 제한되고, 이것은 작은 컬러 이미지 센서들에 적합한 올-유전체 CFA들을 획득하기 어렵게 만든다.
또한, 컬러 패스 밴드들에서 가시 광선을 투과시키는 것뿐 아니라, 염료 기반의 컬러 필터 및 올-유전체 컬러 필터 모두 노이즈에 영향을 주는 적외선(infrared(IR) light)도 투과시킨다. 그 결과, 컬러 이미지 센서는 또한 전형적으로 CFA 위에 배치된 IR-차단(blocking) 필터도 포함한다. 통상적으로, 색유리(colored glass)로 형성된 흡수 필터들 또는 적층된 유전체 층들로 형성된 이색 필터들이 IR-차단 필터들로서 이용된다. 그렇지 않으면, 적층된 금속 및 유전체 층들로 형성된 유도 투과 필터들(induced transmission filters)이 IR-차단 필터들로서 이용될 수 있다. 금속-유전체 IR-차단 필터들의 예들이 1997년 7월 15일에 등록된, Sakamoto 등의 미국 특허 번호 제5,648,653호 및 2006년 11월 7일에 등록된, Ockenfuss 등의 미국 특허 번호 제7,133,197호에 개시되며, 상기 특허들은 전체로써 본 명세서에 참조 병합된다.
IR-차단 필터의 이용을 피하기 위해, 적층된 금속 및 유전체 층들로 형성된 유도 투과 필터들이 컬러 필터들로서 이용될 수 있다. 이러한 금속-유전체 컬러 필터들은 본질적으로 IR을 차단한다. 전형적으로, 금속-유전체 컬러 필터들은, 입사각의 변화에 따른 파장의 이동이 상당히 크지 않은, 상대적으로 좁은 컬러 패스 밴드들을 가진다. 더욱이, 금속-유전체 컬러 필터들은 일반적으로 올-유전체 컬러 필터들보다 훨씬 얇다. 금속-유전체 컬러 필터들의 예들이 1990년 12월 25일에 등록된, McGuckin 등의 미국 특허 번호 제4,979,803호, 2000년 2월 29일에 등록된, Wang의 미국 특허 번호 제6,031,653호, 2009년 12월 10일에 공개된, Gidon 등의 미국 특허 출원 번호 제2009/0302407호, 2011년 8월 25일에 공개된, Grand 의 미국 특허 출원 번호 제2011/0204463호, 그리고 2012년 4월 12일에 공개된 Gidon 등의 미국 특허 출원 번호 제2012/0085944호에 개시되며, 상기 특허 및 출원들은 전체로써 본 명세서에 참조 병합된다.
전형적으로, 금속-유전체 컬러 필터들 내의 금속 층들은, 환경적으로 불안정하고 적은 양의 물 또는 황(sulfur)에 노출될 때 조차도 열화되는 은(silver) 층들이다. 은 층들의 화학적 에칭에 의해 은 층들의 에지들(edges)이 환경에 노출되며, 이로써, 은 층들이 열화될 수 있다. 그 결과, 대부분의 경우, 금속-유전체 CFA들은 금속-유전체 컬러 필터들에 대해 다른 컬러 패스 밴드들을 선택하기 위해 오직 유전체 층들의 두께만을 조절함으로써 패터닝된다. 다시 말해, 다른 컬러 패스 밴드들을 가지는 다른 타입의 금속-유전체 컬러 필터들은 서로 동일한 수의 은 층들 및 서로 동일한 두께의 은 층들을 가질 것이 요구된다. 불행하게도, 이러한 요구조건들은 금속-유전체 컬러 필터들에 대한 가능한 광학 설계들(optical designs)을 심하게 제한한다.
본 발명은 이러한 요구조건들을 필요로 하지 않는, 특히 이미지 센서들 및 다른 센서 장치들에 이용되기에 적합한 금속-유전체 광학 필터들을 제공한다.
따라서, 본 발명은 센서 장치에 관련되고, 상기 센서 장치는 하나 또는 그 이상의 센서 소자들; 및 상기 하나 또는 그 이상의 센서 소자들 위에 배치된 하나 또는 그 이상의 광학 필터들을 포함하고, 상기 하나 또는 그 이상의 광학 필터들의 각각은 복수의 유전체 층들; 및 상기 복수의 유전체 층들과 교대로 적층된 복수의 금속 층들을 포함하며, 상기 복수의 금속 층들의 각각은 상기 광학 필터의 주변부에, 상기 복수의 유전체 층들 중 하나 또는 그 이상에 의해 보호적으로 커버되는 테이퍼진(tapered) 에지를 가진다.
본 발명은 수반되는 도면들을 참조로 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1a는 제1 실시예에 따른 광학 필터의 단면의 개략적 예시도이다.
도 1b 내지 도 1g는 도 1a의 광학 필터의 제조 방법의 단계들의 개략적인 예시도들이다.
도 2는 제2 실시예에 따른 광학 필터의 단면의 개략적 예시도이다.
도 3은 복수의 광학 필터들의 단면의 개략적 예시도이다.
도 4a는 예시적인 적색 필터에 대한 층 개수들, 물질들 및 두께들을 나타내는 표이다.
도 4b는 예시적인 녹색 필터에 대한 층 개수들, 물질들 및 두께들을 나타내는 표이다.
도 4c는 예시적인 청색 필터에 대한 층 개수들, 물질들 및 두께들을 나타내는 표이다.
도 4d는 예시적인 포토픽 필터에 대한 층 개수들, 물질들 및 두께들을 나타내는 표이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 내지 도 4c의 예시적인 적색, 녹색 및 청색 필터들의 투과 스펙트럼들을 나타내는 그래프들이다.
도 5c는 도 4d의 예시적인 포토픽 필터에 대한 0 ° 내지 60 °의 입사각에서의 투과 스펙트럼들을 나타내는 그래프이다.
도 6a는 도 4a 내지 도 4c의 예시적인 적색, 녹색 및 청색(RGB) 필터 세트 및 종래의 염료 기반의 RGB 필터 세트에 대한 색 영역들(color gamuts)을 나타내는 그래프이다.
도 6b는 도 4a의 예시적인 적색 필터 및 종래의 올-유전체 적색 필터에 대한 0 ° 내지 60 °의 입사각에서의 색 궤도들을 나타내는 그래프이다.
도 6c는 도 4d의 예시적인 포토픽 필터에 대한 0 °내지 60 °의 입사각에서의 색 궤도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 센서 장치의 단면의 개략적 예시도이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 센서 장치의 단면의 개략적 예시도이다.
도 1a는 제1 실시예에 따른 광학 필터의 단면의 개략적 예시도이다.
도 1b 내지 도 1g는 도 1a의 광학 필터의 제조 방법의 단계들의 개략적인 예시도들이다.
도 2는 제2 실시예에 따른 광학 필터의 단면의 개략적 예시도이다.
도 3은 복수의 광학 필터들의 단면의 개략적 예시도이다.
도 4a는 예시적인 적색 필터에 대한 층 개수들, 물질들 및 두께들을 나타내는 표이다.
도 4b는 예시적인 녹색 필터에 대한 층 개수들, 물질들 및 두께들을 나타내는 표이다.
도 4c는 예시적인 청색 필터에 대한 층 개수들, 물질들 및 두께들을 나타내는 표이다.
도 4d는 예시적인 포토픽 필터에 대한 층 개수들, 물질들 및 두께들을 나타내는 표이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 내지 도 4c의 예시적인 적색, 녹색 및 청색 필터들의 투과 스펙트럼들을 나타내는 그래프들이다.
도 5c는 도 4d의 예시적인 포토픽 필터에 대한 0 ° 내지 60 °의 입사각에서의 투과 스펙트럼들을 나타내는 그래프이다.
도 6a는 도 4a 내지 도 4c의 예시적인 적색, 녹색 및 청색(RGB) 필터 세트 및 종래의 염료 기반의 RGB 필터 세트에 대한 색 영역들(color gamuts)을 나타내는 그래프이다.
도 6b는 도 4a의 예시적인 적색 필터 및 종래의 올-유전체 적색 필터에 대한 0 ° 내지 60 °의 입사각에서의 색 궤도들을 나타내는 그래프이다.
도 6c는 도 4d의 예시적인 포토픽 필터에 대한 0 °내지 60 °의 입사각에서의 색 궤도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 센서 장치의 단면의 개략적 예시도이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 센서 장치의 단면의 개략적 예시도이다.
본 발명은 센서 장치에서의 사용에 특히 적합한, 보호된(protected) 금속 층들을 갖는 금속-유전체 광학 필터를 제공한다. 상기 광학 필터는 교대로 적층된, 복수의 유전체 층들 및 복수의 금속 층들을 포함한다. 상기 금속 층들은 상기 유전체 층들에 의해 본질적으로 보호된다. 구체적으로, 상기 금속 층들은 상기 유전체 층들 중 하나 또는 그 이상에 의해 보호적으로 커버되는 테이퍼진 에지들을 가진다. 따라서, 상기 금속 층들은 환경적 열화에 대해 향상된 저항력을 가지며, 이로써, 내구성이 더욱 강한 광학 필터를 얻을 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 유전체 층들 및 상기 금속 층들은 어떠한 개재(intervening) 층들도 없이 적층된다. 도 1a를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학 필터(100)는 기판(110) 상에 배치되고, 교대로 적층된 세 개의 유전체 층들(120) 및 두 개의 금속 층들(130)을 포함한다. 금속 층들(130)은 두 유전체 층들(120) 사이에, 그리고, 두 유전체 층들(120)에 인접하게 각각 배치되고, 이에 따라, 환경으로부터 보호된다.
금속 층들(130)은 광학 필터(100)의 주변부(101)에 테이퍼진 에지들(131)을 가진다. 다시 말해, 금속 층들(130)은 광학 필터(100)의 중심부(102) 전역에서 두께가 실질적으로 균일하지만, 광학 필터(100)의 주변부(101)에서 두께가 점점 줄어든다. 마찬가지로, 유전체 층들(120)은 광학 필터(100)의 중심부(102) 전역에서 두께가 실질적으로 균일하지만, 광학 필터(100)의 주변부(101)에서 두께가 점점 줄어든다. 따라서, 광학 필터(100)의 중심부(102)는 높이가 실질적으로 균일한 반면 광학 필터(100)의 주변부(101)는 경사진다. 다시 말해, 광학 필터(100)는 실질적으로 평평한 상부면 및 경사진 측면들을 가진다.
유리하게도, 금속 층들(130)의 테이퍼진 에지들(131)은 환경에 노출되지 않는다. 오히려, 금속 층들(130)의 테이퍼진 에지들(131)은 유전체 층들(120) 중 하나 또는 그 이상에 의해 커버된다. 하나 또는 그 이상의 유전체 층들(120)은 황과 물이 금속 층들(130)로 확산되는 것을 막음으로써, 금속 층들(130)의 환경적 열화, 예를 들어, 부식을 억제한다. 바람직하게는, 금속 층들(130)은 유전체 층들(120)에 의해 실질적으로 밀봉된다. 더욱 바람직하게는, 금속 층들(130)의 테이퍼진 에지들(131)은 인접한 유전체 층들(120)에 의해 보호적으로 커버되고, 금속 층들(130)은 인접한 유전체 층들(120)에 의해 실질적으로 밀봉된다.
도 1b 내지 도 1g를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학 필터(100)는 리프트 오프 공정에 의해 제조될 수 있다. 구체적으로 도 1b를 참조하면, 제1 단계에서, 기판(110)이 제공된다. 구체적으로 도 1c를 참조하면, 제2 단계에서, 포토레지스트(photoresist) 층(140)이 기판(110) 상에 도포된다. 전형적으로, 포토레지스트 층(140)은 스핀 코팅(spin coating) 또는 스프레이 코팅(spray coating)에 의해 도포된다.
구체적으로 도 1d를 참조하면, 제3 단계에서, 포토레지스트 층(140)은 광학 필터(100)가 배치될, 기판(100)의 영역, 즉, 필터 영역을 커버하지 않도록 패터닝된다. 기판(100)의 다른 영역들은 패터닝된 포토레지스트 층(140)에 의해 커버된 채로 남아 있다. 전형적으로, 포토레지스트 층(140)은 먼저 기판(100)의 필터 영역을 커버하는 포토레지스트 층(140)의 영역을 마스크를 통해 자외선에 노출시키고, 이어서 포토레지스트 층(140)의 노출된 영역을 적절한 현상 장치 또는 용매(solvent)를 이용하여 현상함으로써, 즉, 에칭함으로써 패터닝된다.
포토레지스트 층(140)은 필터 영역을 둘러싸는 패터닝된 포토레지스트 층(140)에 오버행(overhang)(141), 즉, 언더컷(undercut)이 형성되는 방식으로 패터닝된다. 전형적으로, 오버행(141)은 포토레지스트 층(140)의 상면 부를 예를 들어, 적절한 용매를 이용하여, 화학적으로 개질(chemically modifying)함으로써 형성되며, 이에 따라, 상기 상면 부는 포토레지스트 층(140)의 하면 부보다 더 천천히 현상된다. 다른 실시예에서, 오버행(141)은 더 천천히 현상되는 상부 층 및 더 빠르게 현상되는 하부 층으로 구성된 이중-층 포토레지스트 층(140)을 기판(110)에 도포함으로써 형성될 수 있다.
구체적으로 도 1e를 참조하면, 제4 단계에서, 멀티층 스택(103)이 패터닝된 포토레지스트 층(140) 및 기판(110)의 필터 영역 상에 퇴적된다. 기판(110)의 필터 영역 상에 배치된 멀티층 스택(103)의 일부는 광학 필터(100)를 형성한다. 광학 필터(100)의 층들에 대응하는, 멀티층 스택(103)의 층들은 증착(evaporation)(예를 들어, 열 증착, 전자 빔 증착, 플라즈마 보조 증착 또는 반응성 이온 증착); 스퍼터링(sputtering)(예를 들어, 마그네트론(magnetron) 스퍼터링, 반응성 스퍼터링, AC(alternating-current) 스퍼터링, DC(direct-current) 스퍼터링, 펄스형 DC 스퍼터링 또는 이온 빔 스퍼터링); 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)(예를 들어, 플라즈마 강화 화학 기상 증착); 및 원자 층 증착(atomic layer deposition)과 같은 다양한 퇴적 기술들을 이용하여 퇴적될 수 있다. 예를 들어, 금속 층들(130)은 금속 타겟(target)의 스퍼터링에 의해 퇴적될 수 있고, 유전체 층들(120)은 산소가 있는 데서 금속 타겟의 반응성 스퍼터링에 의해 퇴적될 수 있다.
오버행(141)이 기판(110)의 필터 영역의 주변부에 그늘을 드리우므로, 퇴적된 층들은 광학 필터(100)의 주변부(101)을 향해 두께가 줄어든다. 유전체 층(120)이 금속 층(130) 상에 퇴적되면, 유전체 층(120)은 금속 층(130)의 상부 면뿐만 아니라 금속 층(130)의 테이퍼진 에지들(131)도 커버하므로, 금속 층(130)을 환경으로부터 보호할 수 있다.
구체적으로 도 1f를 참조하면, 제5 단계에서, 패터닝된 포토레지스트 층(140) 상의 멀티층 스택(103)의 일부는 포토레지스트 층(140)과 함께 제거, 즉, 리프트 오프된다. 전형적으로, 포토레지스트 층(140)은 적절한 스트리퍼(stripper) 또는 용매를 이용하여 스트립된다(stripped). 광학 필터(100)는 기판(100)의 필터 영역 상에 남아 있다. 기판(100)은 예를 들어, 통상적인 센서 소자일 수 있다.
도 1b 내지 도 1f의 리프트 오프 공정은 동일한 타입의, 즉, 동일한 광학 설계를 갖는 복수의 광학 필터들(100)을 기판(110) 상에 동시에 형성하는 데에도 이용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 더욱이, 상기 리프트 오프 공정은 다른 타입의, 즉, 다른 광학 설계를 갖는 하나 또는 그 이상의 광학 필터들을 동일한 기판(110) 상에 후속적으로 형성하기 위해 반복될 수 있다. 그렇게 함으로써, 광학 필터 어레이가 기판(110) 상에 형성될 있다. 기판(110)은 예를 들어, 통상적인 센서 어레이일 수 있다.
도 1g를 참조하면, 선택적인 제6 단계에서, 부가적인 유전체 코팅(150)이 광학 필터(100) 상으로 퇴적될 수 있다. 유전체 코팅(150)은 지금까지 언급된 퇴적 기술들 중 하나를 이용함으로써 퇴적될 수 있다. 유전체 코팅(150)은 광학 필터(100)의 중심부(102) 및 주변부(101) 모두를, 즉, 광학 필터(100)의 모든 노출된 부분들을 커버하고, 이에 따라, 광학 필터(100)를 환경으로부터 보호할 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 광학 필터는 상기 유전체 층들과 상기 금속 층들 사이에 배치되어, 상기 금속 층들을 더 보호하는 복수의 부식 억제(corrosion-suppressing) 층들을 포함한다. 도 2를 참조하면, 기판(210) 상에 배치된, 제2 실시예에 따른 광학 필터(200)는 제1 실시예에 따른 광학 필터(100)와 유사하지만, 세 개의 유전체 층들(220)과 두 개의 금속 층들(230) 사이에 삽입된 네 개의 부식 억제 층들(260)을 더 포함한다.
금속 층들(230)은 두 부식 억제 층들(260)의 사이에 그리고 두 부식 억제 층들(260)에 인접하여 각각 배치되고, 이에 따라, 환경으로부터 더 보호된다. 부식 억제 층들(260)은 주로 퇴적 공정 중에 금속 층들(230)의 부식을 억제한다. 구체적으로, 부식 억제 층들(260)은 광학 경로에서 금속 층들(230)의 일부들을 보호함으로써, 금속 층들(230)의 광학적 성질들의 열화를 방지한다. 바람직하게는, 금속 층들(230)의 테이퍼진 에지들(231)은 가장 근접한 유전체 층들(220)뿐만 아니라 인접한 부식 억제 층들(260)에 의해 보호적으로 커버된다. 그리하여, 금속 층들(260)은 바람직하게는, 가장 근접한 유전체 층들(220)뿐만 아니라 인접한 부식 억제 층들(260)에 의해 실질적으로 밀봉된다.
제2 실시예에 따른 광학 필터(200)는 제1 실시예에 따른 광학 필터(100)를 제조하는 데에 이용된 것과 유사한 리프트 오프 공정에 의해 제조될 수 있다. 그러나, 제4 단계에서 퇴적된 멀티층 스택의 층들은 광학 필터(200)의 층들에 대응된다. 구체적으로, 부식 억제 층들(260)은 각 금속 층(230) 전에 그리고 후에 퇴적된다. 유리하게도, 부식 억제 층들(260)은 유전체 층들(220)의 퇴적 중에 금속 층들(230)의 부식, 즉, 산화를 억제한다.
부식 억제 층들(260)은 지금까지 언급된 퇴적 기술들 중 하나를 이용하여, 예를 들어, 금속 질화물 또는 금속 산화물과 같은 금속 화합물 층들로서 퇴적될 수 있다. 다른 실시예에서, 부식 억제 층들(260)은 먼저 지금까지 언급된 퇴적 기술들 중 하나를 이용하여 적절한 금속 층들을 퇴적하고, 이어서 상기 금속 층들을 산화시킴으로써 형성될 수 있다. 바람직하게는, 부식 억제 층들(260)은 먼저 적절한 금속 층을 퇴적하고, 상기 금속 층을 산화시키고, 이어서 금속 산화물 층을 퇴적함으로써 각각 형성된다. 예를 들어, 부식 억제 층들(260)은 적절한 금속 타겟의 스퍼터링, 이어지는 산화, 이어지는 산소가 있는 데서 적절한 금속 타겟의 반응성 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다. 부식 억제 층들의 형성 방법들에 대한 더 이상의 세부 사항들은 미국 특허 번호 제7,133,197호에 개시된다.
본 발명의 광학 필터는 다양한 광학 설계들을 가질 수 있다. 예시적인 광학 필터들의 광학 설계들이 이하에서 더욱 상세하게 설명될 수 있다. 일반적으로, 광학 필터의 광학 설계는 적절한 층 개수들, 물질들 및/또는 두께들을 선택함으로써 특정 패스 밴드로 최적화된다.
전형적으로, 광학 필터는 2개 내지 6개의 금속 층들, 3개 내지 7개의 유전체 층들 및 선택적으로, 4개 내지 12개의 부식 억제 층들을 포함한다. 일반적으로, 금속 층들의 개수의 증가는, 가파른(steeper) 에지들을 가지지만 낮은 밴드 내 투과율(in-band transmittance)을 가지는 패스 밴드를 제공한다.
광학 설계에서 첫 번째 층, 즉, 기판 상에 퇴적된 첫 번째 층은 금속 층 또는 유전체 층일 수 있다. 광학 설계에서 마지막 층, 즉, 기판 상에 퇴적된 마지막 층은 보통 유전체 층이다. 첫 번째 층이 금속 층인 경우, 광학 필터는 (M/D)n의 시퀀스로 적층되는, n개의 금속 층들(M) 및 n개의 유전체 층들(D)로 구성될 수 있고, 여기서, n ≥ 2이다. 다른 실시예에서, 광학 필터는 (C/M/C/D) n 의 시퀀스로 적층되는, n개의 금속 층들(M), n개의 유전체 층들(D) 및 2n개의 부식 억제 층들(C)로 구성될 수 있고, 여기서, n ≥ 2이다. 첫 번째 층이 유전체 층인 경우, 광학 필터는 D(M/D) n 의 시퀀스로 적층되는, n개의 금속 층들(M) 및 (n+1)개의 유전체 층들(D)로 구성될 수 있고, 여기서, n ≥ 2이다. 다른 실시예에서, 광학 필터는 D(C/M/C/D) n 의 시퀀스로 적층되는, n개의 금속 층들(M), (n+1)개의 유전체 층들(D) 및 2n개의 부식 억제 층들(C)로 구성될 수 있고, 여기서, n ≥ 2이다.
금속 층들은 금속 또는 합금으로 각각 이루어진다. 전형적으로, 금속 층들은 은으로 각각 이루어진다. 다른 실시예에서, 금속 층들이 은 합금으로 각각 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기본적으로 약 0.5 wt%의 금, 약 0.5 wt%의 주석, 그리고 나머지는 은으로 구성된 은 합금이 향상된 부식 저항성을 제공할 수 있다. 필수적이지는 않지만, 일반적으로, 금속 층들은 동일한 금속 또는 합금으로 이루어지지만 서로 다른 두께들을 가진다. 전형적으로, 금속 층들은 약 5 nm 내지 약 50 nm 사이의, 바람직하게는, 약 10 nm 내지 약 35 nm 사이의 물리적 두께를 각각 가진다.
유전체 층들은 유전체 물질로 각각 이루어진다. 전형적으로, 유전체 층들은 가시광선 스펙트럼 영역에서 투명한, 고굴절(high-index) 유전체 물질, 즉, 550 nm에서 약 1.65보다 큰 굴절률을 갖는 유전체 물질로 각각 이루어진다. 고굴절 유전체 물질들의 적절한 예들은 티타늄 디옥사이드(titanium dioxide, TiO2), 지르코늄 디옥사이드(zirconium dioxide, ZrO2), 니오븀 펜트옥사이드(niobium pentoxide, Nb2O5), 탄탈륨 펜트옥사이드(tantalum pentoxide, Ta2O5), 및 그들의 혼합물들을 포함한다. 바람직하게는, 고굴절 유전체 물질은 또한 자외선을 흡수하며, 다시 말해, 근자외선 스펙트럼 영역에서 흡수한다. 예를 들어, TiO2 및/또는 Nb2O5을 포함하거나 TiO2 및/또는 Nb2O5로 구성된 고굴절 유전체 물질은 향상된 자외선 차단을 제공할 수 있으며, 다시 말해, 근자외선 스펙트럼 영역에서 낮은 밴드 외(out-of-band) 투과율을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 고굴절 유전체 물질은 550 nm에서 약 2.0보다 큰 굴절률을 가지며, 더욱 바람직하게는, 550 nm에서 약 2.35보다 큰 굴절률을 가진다. 고 굴절률은 보통 바람직하다. 그러나, 현재 이용 가능한, 투명한 고굴절 유전체 물질들은 일반적으로 550 nm에서 약 2.7보다 작은 굴절률을 가진다.
필수적이지는 않지만, 일반적으로, 유전체 층들은 동일한 유전체 물질로 이루어지지만, 서로 다른 두께들을 가진다. 전형적으로, 유전체 층들은 약 20 nm 내지 약 300 nm 사이의 물리적 두께를 각각 가진다. 이러한 물리적 두께는 광학 설계에 의해 요구되는 QWOT(quarter wave optical thickness)에 부합하도록 선택된다. QWOT는 4nt로 정의되며, 여기서, n은 유전체 물질의 굴절률이고 t는 물리적 두께이다. 전형적으로, 유전체 층들은 약 200 nm 내지 약 2400 nm 사이의 QWOT를 각각 가진다.
선택적 부식 억제 층들은 부식 억제 물질로 각각 이루어진다. 전형적으로, 부식 억제 층들은 부식 억제 유전체 물질로 이루어진다. 적절한 부식 억제 유전체 물질들의 예들은 실리콘 질화물(silicon nitride, Si3N4), TiO2, Nb2O5, 징크 산화물(zinc oxide, ZnO) 및 그들의 혼합물들을 포함한다. 바람직하게는, 부식 억제 유전체 물질은 금속 층들의 금속 또는 합금보다 높은 갈바닉 포텐셜(galvanic potential)을 갖는 금속의 화합물, 예를 들어, 질화물 또는 산화물이다.
부식 억제 층들은 일반적으로 광학 필터의 광학 설계에 영향을 주는 것을 실질적으로 피하기 위하여 적절하게 얇은데, 특히 부식 억제 층들이 가시 광선 스펙트럼 영역에서 흡수할 때 더욱 그러하다. 전형적으로, 부식 억제 층들은 약 0.1 nm 내지 약 10 nm 사이의, 바람직하게는 약 1 nm 내지 약 5 nm 사이의 물리적 두께를 각각 가진다. 적절한 부식 억제 층들에 대한 더 이상의 세부 사항들은 미국 특허 번호 제7,133,197호에 개시된다.
선택적 유전체 코팅은 유전체 물질로 이루어진다. 유전체 코팅은 유전체 층들과 동일한 유전체 물질들로 이루어질 수 있고, 유전체 층들과 동일한 범위의 두께들을 가질 수 있다. 전형적으로, 유전체 코팅은 마지막 유전체 층과 동일한 유전체 물질로 이루어지고, 마지막 유전체 층의 설계 두께, 즉, 광학 설계에 의해 요구되는 두께의 일부인 두께를 가진다. 다시 말해, 광학 설계의 마지막 유전체 층은 유전체 층과 유전체 코팅 사이로 나누어진다(split). 예를 들어, 마지막 유전체 층이 설계 두께(t d)를 가지고 유전체 코팅이 코팅 두께(t c), 예를 들어, 250 QWOT를 가지는 경우, 마지막 유전체 층의 실제 두께(t a)는 t a = t d - t c로 주어진다.
도 3을 참조하면, 전형적으로, 광학 필터(300)는 1 μm보다 작은, 바람직하게는, 0.6 μm보다 작은 필터 높이(h), 즉, 기판(310)으로부터 광학 필터(300)의 중심부의 높이를 가진다. 또한, 전형적으로, 광학 필터(300)는 2 μm보다 작은, 바람직하게는, 1 μm보다 작은 필터 폭(w), 즉, 광학 필터(300)의 중심부의 폭을 가진다. 유리하게도, 상대적으로 작은 필터 높이는, 복수의 광학 필터들(300)이 리프트 오프 공정으로 형성될 때 더 작은 필터 간격(spacing)을 허용한다. 전형적으로, 광학 필터들(300)은 2 μm보다 작은, 바람직하게는, 1 μm보다 작은 필터 간격(spacing)(d), 즉, 가장 근접한 광학 필터들(300)의 중심부들 사이의 간격을 가진다.
광학 필터는 높은 밴드 내 투과율 및 낮은 밴드 외 투과율을 갖는 금속-유전체 밴드 패스 필터, 즉, 유도(induced) 투과 필터이다. 전형적으로, 광학 필터는 약 300 nm 내지 약 400 nm 사이에서, 즉, 근자외선 스펙트럼 영역에서, 약 50 %보다 큰 최대 밴드 내 투과율 및 약 2 %보다 작은 평균 밴드 외 투과율을 가지며, 약 750 nm 내지 약 1100 nm 사이에서, 즉, 적외선 스팩트럼 영역에서, 약 0.3 %보다 작은 평균 밴드 외 투과율을 가진다. 또한, 일반적으로, 광학 필터는 0 °부터의 입사각의 변화에 따른 낮은 각도 이동, 즉, 낮은 중심 주파수 이동을 가진다. 전형적으로, 광학 필터는 60 °의 입사각에서, 약 5 %보다 작거나 600 nm에 중심이 있는 광학 필터의 경우 크기가 약 30 nm보다 작은, 각도 이동을 가진다.
일부 실시예들에서, 광학 필터는 가시 광선 스펙트럼 영역에서 상대적으로 좁은 컬러 패스 밴드를 갖는 컬러 필터이다. 예를 들어, 광학 필터는 적색, 녹색, 청색, 청록색(cyan), 황색 또는 마젠타(magenta) 필터일 수 있다. 다른 실시예들에서, 광학 필터는 가시 광선 스펙트럼 영역에서 포토픽 패스 밴드, 즉, 상대적으로 밝은 빛에 대해 인간의 눈의 스펙트럼 응답을 모방하는 패스 밴드를 갖는 포토픽 필터이다. 또 다른 실시예들에서, 광학 필터는 가시 광선 스펙트럼 영역에서 상대적으로 넓은 패스 밴드를 갖는 IR-차단 필터이다.
예시적인 적색, 녹색 및 청색 필터들, 즉, 예시적인 RGB 필터 세트에 대한 광학 설계들, 즉, 층 개수들, 물질들 및 두께들이 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 각각 표로 나타난다. 예시적인 포토픽 필터에 대한 광학 설계는 도 4d에서 표로 나타난다. 각 광학 설계의 층들은 기판 상에 퇴적된 첫 번째 층으로부터 시작하여 넘버링(numbering)된다.
금속 층들은 은으로 각각 이루어지고, 약 13 nm 내지 약 34 nm 사이의 물리적 두께를 갖는다. 유전체 층들은 고굴절 유전 물질(H)로 각각 이루어지고, 약 240 nm 내지 약 2090 nm 사이의 QWOT들을 갖는다. 예를 들어, 고굴절 유전체 물질은 550 nm에서 약 2.43의 굴절률을 갖는 Nb2O5와 TiO2의 혼합물일 수 있다. 부식 억제 층들은 ZnO로 각각 이루어지고, 약 2 nm의 물리적 두께를 각각 갖는다.
고굴절 유전체 물질이 550 nm에서 약 2.43의 굴절률을 갖는 경우, 적색 필터의 필터 높이는 606 nm이고, 녹색 필터의 필터 높이는 531 nm이며, 청색 필터의 필터 높이는 252 nm이고, 포토픽 필터의 필터 높이는 522 nm이다. 이러한 필터 높이들은 기존의 올-유전체 광학 필터들의 필터 높이보다 상당히 작다.
예시적인 적색, 녹색 및 청색 필터들에 대한 투과 스펙트럼들(570, 571 및 572)이 도 5a 및 도 5b에 그려졌다. 예시적인 적색 필터에 대한 투과 스펙트럼(570)은 약 620 nm에 중심이 있는 적색 패스 밴드를 포함하고, 예시적인 녹색 필터에 대한 투과 스펙트럼(571)은 약 530 nm에 중심이 있는 녹색 패스 밴드를 포함하며, 예시적인 청색 필터에 대한 투과 스펙트럼(572)은 약 445 nm에 중심이 있는 청색 패스 밴드를 포함한다.
예시적인 포토픽 필터에 대한 0 ° 내지 60 °의 입사각에서의 투과 스펙트럼들(573 및 574)이 도 5c에 그려졌다. 예시적인 포토픽 필터에 대한 0 °의 입사각에서의 투과 스펙트럼(573)은 약 555 nm에 중심이 있는 포토픽 패스 밴드를 포함한다. 예시적인 포토픽 필터에 대한 60 °의 입사각에서의 투과 스펙트럼(574)에서, 포토픽 패스 밴드는 약 520 nm에 중심이 있다. 다시 말해, 예시적인 포토픽 필터의 60 °의 입사각에서의 각도 이동은 약 -25 nm이다.
예시적인 광학 필터들은 약 60 %보다 큰 최대 밴드 내 투과율을 각각 갖는다. 유리하게도, 예시적인 광학 필터들은 기존의 염료 기반의 광학 필터 및 올-유전체 광학 필터에 비해 향상된 IR 차단을 제공하며, 이로써, IR 누설(leaking)에 의해 유발되는 노이즈를 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 예시적인 광학 필터들은 약 750 nm 내지 약 1100 nm 사이에서, 즉, IR 스펙트럼 영역에서, 약 0.3 %보다 작은 평균 밴드 외 투과율을 각각 갖는다. 예시적인 광학 필터들, 특히 예시적인 적색 필터는 또한 기존의 일부 금속-유전체 컬러 필터들에 비해 향상된 UV 차단을 제공하며, 이로써, UV 누설에 의해 유발되는 노이즈를 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 예시적인 광학 필터들은 약 300 nm 내지 약 400 nm 사이에서, 즉, 근자외선 스펙트럼 영역에서, 약 2 %보다 작은 평균 밴드 외 투과율을 각각 갖는다.
예시적인 RGB 필터 세트에 대한 색 영역(color gamut)(680)이, 비교를 위한 기존의 염료 기반의 RGB 필터 세트에 대한 색 영역(681)과 함께 도 6a에서 CIE xy 색도도(chromaticity diagram) 상에 그려졌다. 유리하게도, 예시적인 RGB 필터 세트의 색 영역(680)은 기존의 염료 기반의 RGB 필터 세트의 색 영역(681)보다 상당히 크다.
예시적인 적색 필터에 대한 0 ° 내지 60 °의 입사각에서의 색 궤도(682)가, 기존의 올-유전체 적색 필터에 대한 0 ° 내지 60 °의 입사각에서의 색 궤도(683)와 함께 도 6b에서 CIE xy 색도도 상에 그려졌다. 예시적인 포토픽 필터에 대한 0 ° 내지 60 °의 입사각에서의 색 궤도(684)는 도 6c에서 CIE xy 색도도 상에 그려졌다. 유리하게도, 예시적인 광학 필터들의 각도 이동은 기존의 올-유전체 광학 필터들의 각도 이동보다 상당히 작다.
본 발명의 광학 필터는 센서 장치의 일부로서 포함될 때 특히 유용하다. 상기 센서 장치는 본 발명의 광학 필터들 중 하나 또는 그 이상에 더하여, 하나 또는 그 이상의 센서 소자들을 포함하는 임의의 타입의 센서 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 센서 장치는 주변 광(ambient light) 센서, 근접 센서 또는 이미지 센서일 수 있다. 상기 하나 또는 그 이상의 센서 소자들은 임의의 타입의 기존의 센서 소자들일 수 있다. 전형적으로, 상기 하나 또는 그 이상의 센서 소자들은 예를 들어, 포토 다이오드들, CCD(charge-coupled device) 센서 소자들 또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 센서 소자들과 같은 포토 디텍터들(photodetectors)이다. 상기 하나 또는 그 이상의 센서 소자들은 전면 조사(front-illuminated) 또는 후면 조사(back-illuminated)될 있다.
상기 하나 또는 그 이상의 광학 필터들은 상기 하나 또는 그 이상의 센서 소자들 위에 배치되고, 이에 따라, 상기 하나 또는 그 이상의 광학 필터들은 상기 하나 또는 그 이상의 센서 소자들에 제공되는 필터 광을 필터링한다. 전형적으로, 각 광학 필터는 하나의 센서 소자 위에 배치된다. 다시 말해, 상기 센서 장치의 각 픽셀은 전형적으로 하나의 광학 필터 및 하나의 센서 소자를 포함한다. 바람직하게는, 상기 하나 또는 그 이상의 광학 필터들은 상기 하나 또는 그 이상의 센서 소자들의 바로 위에 배치된다. 예를 들어, 상기 하나 또는 그 이상의 광학 필터들은 리프트 오프 공정에 의해 상기 하나 또는 그 이상의 센서 소자들 상에 형성될 수 있다. 그러나, 일부 경우들에서, 상기 하나 또는 그 이상의 광학 필터들과 상기 하나 또는 그 이상의 센서 소자들 사이에 배치된 하나 또는 그 이상의 코팅들이 있을 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 센서 장치는 단일 센서 소자 및 상기 센서 소자 위에 배치된 단일 광학 필터를 포함한다. 도 7을 참조하면, 제1 실시예에 따른 센서 장치(790)는 센서 소자(711) 및 센서 소자(711) 상에 배치된 광학 필터(700)를 포함한다. 예를 들어, 센서 장치(790)는 주변 광 센서일 수 있고, 센서 소자(711)는 포토 다이오드일 수 있으며, 광학 필터(700)는 도 4d의 예시적인 포토픽 필터와 같은 포토픽 필터 또는 IR-차단 필터일 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 센서 장치는 복수의 센서 소자들 및 상기 복수의 센서 소자들 위에 배치된 복수의 광학 필터들을 포함한다. 전형적으로, 상기 센서 소자들은 어레이에 배치된다. 다시 말해, 상기 센서 소자들은 예를 들어, 포토 다이오드 어레이, CCD 어레이, CMOS 어레이 또는 임의의 다른 타입의 기존의 센서 어레이와 같은 센서 어레이를 형성한다. 또한, 전형적으로, 상기 광학 필터들은 어레이에 배치된다. 다시 말해, 상기 광학 필터들은 예를 들어, 컬러 필터 어레이(CFA)와 같은 광학 필터 어레이를 형성한다. 바람직하게는, 상기 센서 어레이 및 상기 광학 필터 어레이는 대응되는 이차원 어레이들, 즉, 모자이크들(mosaics)이다. 예를 들어, 상기 어레이들은 행들(rows)과 열들(columns)을 갖는 직사각형(rectangular) 어레이들일 수 있다.
보통, 상기 광학 필터들은 서로 실질적으로 분리된다. 다시 말해, 상기 광학 필터들의 주변부들은 보통 서로 접촉하지 않는다. 그러나, 일부 경우들에서, 상기 광학 필터들의 유전체 층들은 의도하지 않게 접촉할 수 있는 반면, 금속 층들, 특히, 테이퍼진 에지들은 서로 분리된 채로 남아 있다.
전형적으로, 상기 복수의 광학 필터들은 서로 다른 패스 밴드들을 갖는 서로 다른 타입의 광학 필터들을 포함한다. 예를 들어, 상기 복수의 광학 필터들은 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 청록색, 황색 및/또는 마젠타 필터들과 같은 컬러 필터들, 포토픽 필터들, IR-차단 필터들 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 복수의 광학 필터들은 서로 다른 타입의 컬러 필터들을 포함하며, 이로써, CFA를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 광학 필터들은 예를 들어, 도 4a 내지 도 4c의 예시적인 적색, 녹색 및 청색 필터들과 같은 적색, 녹색 및 청색 필터들을 포함할 수 있으며, 이로써, 예를 들어, 베이어(Bayer) 필터 어레이와 같은 RGB 필터 어레이를 형성할 수 있다.
유리하게도, 다른 타입의 광학 필터들은 서로 다른 수의 금속 층들 및/또는 서로 다른 두께의 금속 층들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 다른 타입의 광학 필터들 중 적어도 두 개가 서로 다른 수의 금속 층들을 포함한다. 동일한 또는 다른 실시예들에서, 다른 타입의 광학 필터들 중 적어도 두 개가 서로 다른 금속 층 두께들을 가진다. 예를 들어, 도 4c의 예시적인 청색 필터는 도 4a 및 도 4b의 예시적인 적색 필터 및 녹색 필터와 다른 수의 금속 층들을 가진다. 더욱이, 도 4a 내지 도 4c의 예시적인 적색, 녹색 및 청색 필터들 모두는 서로 다른 금속 층 두께들을 가진다.
도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 센서 장치(890)는 복수의 센서 소자들(811) 및 복수의 센서 소자들(811) 상에 배치된 복수의 광학 필터들(800 및 804)을 포함한다. 복수의 광학 필터들(800 및 804)은 제1 패스 밴드를 갖는 제1 타입의 광학 필터(800) 및 제1 패스 밴드와 다른 제2 패스 밴드를 갖는 제2 타입의 광학 필터(804)를 포함한다. 예를 들어, 센서 장치(890)는 이미지 센서일 수 있고, 복수의 센서 소자들(811)은 CCD 어레이를 형성할 수 있고, 복수의 광학 필터들(800 및 804)은 베이어 필터 어레이를 형성할 수 있으며, 그것의 하나의 행의 일부만이 도시되었다. 제1 타입의 광학 필터(800)는 예를 들어, 도 4b의 예시적인 녹색 필터와 같은 녹색 필터일 수 있고, 제2 타입의 광학 필터(804)는 도 4c의 예시적인 청색 필터와 같은 청색 필터일 수 있다.
물론, 본 발명의 정신(spirit) 및 범위를 벗어나지 않는, 다수의 다른 실시예들이 예상될 수 있다.
100, 200, 300, 700, 800, 804: 광학 필터
110, 210, 310: 기판
120, 220: 유전체 층
130, 230: 금속 층
150: 유전체 코팅
260: 부식 억제 층
790, 890: 센서 장치
711, 811: 센서 소자
110, 210, 310: 기판
120, 220: 유전체 층
130, 230: 금속 층
150: 유전체 코팅
260: 부식 억제 층
790, 890: 센서 장치
711, 811: 센서 소자
Claims (20)
- 광학 필터로서,
복수의 유전체 층들;
상기 복수의 유전체 층들과 교대로 적층된 복수의 금속 층들; 및
상기 복수의 금속 층들 중 하나의 금속 층을 실질적으로 밀봉하는 하나 또는 그 이상의 부식 억제(corrosion-suppressing) 층들을 포함하며,
상기 복수의 유전체 층들의 각각은, 상기 광학 필터의 주변부에 테이퍼진 에지(tapered edge)를 가지고,
상기 복수의 금속 층들의 각각은, 상기 복수의 유전체 층들 중 하나 또는 그 이상에 의해 밀봉되며(encapsulated),
상기 복수의 금속 층들의 각각은, 상기 복수의 유전체 층들 중 적어도 하나를 이용해서, 상기 광학 필터의 기판으로부터 분리된 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 광학 필터는 실질적으로 평평한 상부면 및 경사진 측면들을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 금속 층들의 각각은, 상기 광학 필터의 상기 주변부에, 상기 복수의 유전체 층들 중 하나 또는 그 이상에 의해 밀봉되는, 테이퍼진 에지를 가지는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 하나 또는 그 이상의 부식 억제 층들은:
상기 복수의 유전체 층들 중 하나의 유전체 층과 상기 금속 층 사이에 배치되는 부석 억제 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 금속 층들의 각각은, 상기 하나 또는 그 이상의 부식 억제 층들에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 광학 필터에 퇴적되는 유전체 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 광학 필터는 센서 소자 상에 배치된 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제7항에 있어서,
상기 센서 소자는 복수의 센서 소자들 중 하나이고,
상기 광학 필터는 복수의 광학 필터들 중 하나인 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제8항에 있어서,
상기 복수의 센서 소자들은 이차원 어레이에 배치되고,
상기 복수의 광학 필터들은 대응하는 이차원 어레이에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제8항에 있어서,
상기 복수의 광학 필터들은 서로 다른 패스 밴드들(passbands)을 갖는 서로 다른 타입의 광학 필터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제10항에 있어서,
상기 서로 다른 타입의 광학 필터들 중 적어도 두 개는,
서로 다른 개수의(quantities) 금속 층들, 또는
서로 다른 금속 층 두께 중 적어도 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 금속 층은 상기 복수의 금속 층들 중 적어도 하나의 다른 금속 층과 다른 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 금속 층들의 각각은, 은 또는 은 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 유전체 층들의 각각은, 고굴절 유전체 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제14항에 있어서,
상기 고굴절 유전체 물질은 자외선을 흡수하는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 광학 필터는 리프트 오프(lift-off) 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제16항에 있어서,
상기 리프트 오프 공정은:
상기 기판 상에 포토레지스트(photoresist) 층을 도포하는 단계;
상기 포토레지스트 층을 패터닝하는 단계;
패터닝된 상기 포토레지스트 층 상에 멀티층 스택(multilayer stack)을 퇴적하는 단계;
상기 기판의 필터 영역 상에 멀티층 스택을 퇴적하는 단계;
상기 포토레지스트 층을 제거하는 단계; 및
패터닝된 상기 포토레지스트 층 상에 퇴적된 상기 멀티층 스택을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제17항에 있어서,
상기 포토레지스터 층을 패터닝하는 단계는,
상기 포토레지스터 층에 오버행(overhang)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제17항에 있어서,
상기 리프트 오프 공정은:
상기 광학 필터 상에 유전체 코팅을 퇴적하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터. - 제1항에 있어서,
상기 하나 또는 그 이상의 부식 방지 층들의 각각은 ZnO를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/720,728 US9448346B2 (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Sensor device including one or more metal-dielectric optical filters |
| US13/720,728 | 2012-12-19 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130156723A Division KR102027556B1 (ko) | 2012-12-19 | 2013-12-16 | 하나 또는 그 이상의 금속-유전체 광학 필터들을 포함하는 센서 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190112697A true KR20190112697A (ko) | 2019-10-07 |
| KR102106624B1 KR102106624B1 (ko) | 2020-05-04 |
Family
ID=49753081
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130156723A KR102027556B1 (ko) | 2012-12-19 | 2013-12-16 | 하나 또는 그 이상의 금속-유전체 광학 필터들을 포함하는 센서 장치 |
| KR1020190118097A KR102106624B1 (ko) | 2012-12-19 | 2019-09-25 | 하나 또는 그 이상의 금속-유전체 광학 필터들을 포함하는 센서 장치 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130156723A KR102027556B1 (ko) | 2012-12-19 | 2013-12-16 | 하나 또는 그 이상의 금속-유전체 광학 필터들을 포함하는 센서 장치 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9448346B2 (ko) |
| EP (1) | EP2746739A3 (ko) |
| KR (2) | KR102027556B1 (ko) |
| CN (2) | CN112951862A (ko) |
| CA (1) | CA2835712C (ko) |
| HK (1) | HK1199144A1 (ko) |
| TW (1) | TWI654749B (ko) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9448346B2 (en) | 2012-12-19 | 2016-09-20 | Viavi Solutions Inc. | Sensor device including one or more metal-dielectric optical filters |
| US9568362B2 (en) | 2012-12-19 | 2017-02-14 | Viavi Solutions Inc. | Spectroscopic assembly and method |
| US10197716B2 (en) | 2012-12-19 | 2019-02-05 | Viavi Solutions Inc. | Metal-dielectric optical filter, sensor device, and fabrication method |
| CN110515149B (zh) | 2014-06-18 | 2023-02-03 | 唯亚威通讯技术有限公司 | 金属-电介质滤光器、传感器设备及制造方法 |
| US10537269B2 (en) | 2014-07-15 | 2020-01-21 | Senseonics, Incorporated | Integrated optical filter system with low sensitivity to high angle of incidence light for an analyte sensor |
| CA2982944C (en) * | 2015-04-15 | 2021-05-18 | Jeffrey POOL | Dual coating and lift-off method for protecting patterned dielectric-metal coatings |
| EP3283908B1 (en) * | 2015-04-15 | 2019-12-25 | Ocean Optics, Inc. | Dual coating and lift-off method for depositing and protecting patterned dielectric-metal coatings |
| US9869590B2 (en) * | 2015-05-29 | 2018-01-16 | Xerox Corporation | Spatially-resolved FWA spectrophotometer using micropatterned optical filters |
| US9702689B2 (en) | 2015-06-18 | 2017-07-11 | Xerox Corporation | Use of a full width array imaging sensor to measure real time film thicknesses on film manufacturing equipment |
| US9923007B2 (en) | 2015-12-29 | 2018-03-20 | Viavi Solutions Inc. | Metal mirror based multispectral filter array |
| US9960199B2 (en) | 2015-12-29 | 2018-05-01 | Viavi Solutions Inc. | Dielectric mirror based multispectral filter array |
| JP2017168822A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-09-21 | ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | センサデバイスの製造方法 |
| US10170509B2 (en) * | 2016-02-12 | 2019-01-01 | Viavi Solutions Inc. | Optical filter array |
| JP2018116150A (ja) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 株式会社ニコン | 分光素子、固体撮像素子および分光素子の製造方法 |
| US10451783B2 (en) | 2017-05-22 | 2019-10-22 | Viavi Solutions Inc. | Induced transmission filter having plural groups of alternating layers of dielectric material for filtering light with less than a threshold angle shift |
| TW201922475A (zh) | 2017-10-05 | 2019-06-16 | 美商偉福夫特科技公司 | 提供雙色效應之光學結構 |
| TWI637502B (zh) * | 2017-12-05 | 2018-10-01 | 義明科技股份有限公司 | 光學感測裝置以及光學感測模組 |
| WO2020205053A1 (en) | 2019-04-04 | 2020-10-08 | Wavefront Technology, Inc. | Optical structures providing dichroic effects |
| CN113841034A (zh) * | 2019-04-23 | 2021-12-24 | 合刃人工智能有限责任公司 | 用宽带滤光片与光强探测器集成的高动态范围光学传感器 |
| US11081600B2 (en) * | 2019-05-10 | 2021-08-03 | Visera Technologies Company Limited | Light filter structure |
| EP4118465A4 (en) * | 2020-03-11 | 2024-03-13 | LabForInvention | ENERGY EFFICIENT WINDOW COVERINGS |
| GB202102706D0 (en) * | 2021-02-25 | 2021-04-14 | Ams Ag | Method of manufacturing an optical element |
| WO2022228892A1 (en) * | 2021-04-26 | 2022-11-03 | Nilt Switzerland Gmbh | Multi-level structure fabrication |
| WO2023122914A1 (zh) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 环境光传感器和电子设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050185267A1 (en) * | 2004-02-23 | 2005-08-25 | Optical Coating Laboratory, Inc., A Jds Uniphase Company | Metal-dielectric coating for image sensor lids |
| JP2009102717A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Nisca Corp | 光学フィルタの成膜方法及び光学フィルタ並びに撮像光量絞り装置 |
Family Cites Families (68)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50147339A (ko) | 1974-05-16 | 1975-11-26 | ||
| JPS59152407A (ja) | 1983-02-18 | 1984-08-31 | Toppan Printing Co Ltd | 多層干渉膜フイルタ−の製造法 |
| US4979803A (en) | 1989-02-02 | 1990-12-25 | Eastman Kodak Company | Color filter array for area image sensors |
| US5120622A (en) | 1990-02-05 | 1992-06-09 | Eastman Kodak Company | Lift-off process for patterning dichroic filters |
| US5784507A (en) | 1991-04-05 | 1998-07-21 | Holm-Kennedy; James W. | Integrated optical wavelength discrimination devices and methods for fabricating same |
| US5337191A (en) | 1993-04-13 | 1994-08-09 | Photran Corporation | Broad band pass filter including metal layers and dielectric layers of alternating refractive index |
| US5648653A (en) | 1993-10-22 | 1997-07-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical filter having alternately laminated thin layers provided on a light receiving surface of an image sensor |
| US5422730A (en) | 1994-03-25 | 1995-06-06 | Barlow; Clyde H. | Automated optical detection of tissue perfusion by microspheres |
| US5587090A (en) | 1994-04-04 | 1996-12-24 | Texas Instruments Incorporated | Multiple level mask for patterning of ceramic materials |
| US5528082A (en) * | 1994-04-28 | 1996-06-18 | Xerox Corporation | Thin-film structure with tapered feature |
| DE4442045C2 (de) | 1994-11-25 | 1998-04-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Interferenzfilter |
| US5711889A (en) | 1995-09-15 | 1998-01-27 | Buchsbaum; Philip E. | Method for making dichroic filter array |
| US5808293A (en) | 1996-08-28 | 1998-09-15 | Hewlett-Packard Company | Photo detector with an integrated mirror and a method of making the same |
| JPH10268130A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Alps Electric Co Ltd | 光吸収フィルタ |
| CH696088A5 (de) * | 1997-07-02 | 2006-12-15 | Oerlikon Trading Ag | Verfahren zur Herstellung einer Struktur von Filterschichtsystem-Bereichen. |
| US6031653A (en) | 1997-08-28 | 2000-02-29 | California Institute Of Technology | Low-cost thin-metal-film interference filters |
| US6278540B1 (en) * | 1998-04-02 | 2001-08-21 | California Institute Of Technology | Efficient color filtering and beam steering based on controlled total internal reflection |
| JP2000294980A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 透光性電磁波フィルタおよびその製造方法 |
| JP3320397B2 (ja) | 2000-03-09 | 2002-09-03 | クラリアント ジャパン 株式会社 | 逆テーパー状レジストパターンの形成方法 |
| US6638668B2 (en) | 2000-05-12 | 2003-10-28 | Ocean Optics, Inc. | Method for making monolithic patterned dichroic filter detector arrays for spectroscopic imaging |
| US7079252B1 (en) | 2000-06-01 | 2006-07-18 | Lifescan, Inc. | Dual beam FTIR methods and devices for use in analyte detection in samples of low transmissivity |
| JP2002023063A (ja) | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Nikon Corp | 紫外線顕微鏡及びその制御方法 |
| US6565770B1 (en) * | 2000-11-17 | 2003-05-20 | Flex Products, Inc. | Color-shifting pigments and foils with luminescent coatings |
| US7248297B2 (en) | 2001-11-30 | 2007-07-24 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Integrated color pixel (ICP) |
| US6783900B2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-08-31 | Micron Technology, Inc. | Color filter imaging array and method of formation |
| US7042662B2 (en) * | 2002-12-26 | 2006-05-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Light amount adjusting device, and optical device using the light amount adjusting device |
| US7119960B1 (en) | 2003-05-06 | 2006-10-10 | Semrock, Inc. | Method of making high performance optical edge and laser-line filters and resulting products |
| US6999173B2 (en) | 2003-09-25 | 2006-02-14 | Ffa Sciences Llc | Method and apparatus for ratio fluorometry |
| US7648808B2 (en) | 2004-01-12 | 2010-01-19 | Ocean Thin Films, Inc. | Patterned coated dichroic filter |
| JP4481720B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2010-06-16 | 日本電産コパル株式会社 | Ｎｄフィルタ及び光量絞り装置 |
| JP4595687B2 (ja) * | 2004-07-20 | 2010-12-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 吸収型多層膜ｎｄフィルター |
| GB2418017A (en) | 2004-09-10 | 2006-03-15 | Univ Southampton | Raman spectroscopy |
| US7078779B2 (en) | 2004-10-15 | 2006-07-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd | Enhanced color image sensor device and method of making the same |
| JP4882297B2 (ja) | 2004-12-10 | 2012-02-22 | ソニー株式会社 | 物理情報取得装置、半導体装置の製造方法 |
| JP2006227432A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Nisca Corp | 光学フィルタの製造方法及びこれを用いた光学フィルタ並びに光量調整装置 |
| KR20080057325A (ko) | 2005-09-30 | 2008-06-24 | 제온 코포레이션 | 금속 배선 부착 기판의 제조 방법 |
| US7830075B2 (en) | 2005-10-28 | 2010-11-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Reflector for transmission of a desired band of wavelengths of electromagnetic radiation |
| KR100790981B1 (ko) | 2006-02-13 | 2008-01-02 | 삼성전자주식회사 | 칼라필터, 칼라필터 어레이 및 그의 제조방법과 이미지센서 |
| JP2008008975A (ja) | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Sony Corp | Ｎｄフィルタ、光量調節装置、レンズ鏡筒及び撮像装置 |
| US8766385B2 (en) | 2006-07-25 | 2014-07-01 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Filtering matrix structure, associated image sensor and 3D mapping device |
| FR2904432B1 (fr) | 2006-07-25 | 2008-10-24 | Commissariat Energie Atomique | Structure matricielle de filtrage optique et capteur d'images associe |
| US20080055584A1 (en) | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Atul Pradhan | Optical transmission filter with extended out-of-band blocking |
| US20080055717A1 (en) | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Atul Pradhan | Optical transmission filter with extended out-of-band blocking |
| US20100105035A1 (en) | 2006-11-22 | 2010-04-29 | Syed Anwar Hashsham | Electroluminescent-based fluorescence detection device |
| JP2008276112A (ja) | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Canon Electronics Inc | Ｎｄフィルタ |
| US8958156B1 (en) | 2007-05-30 | 2015-02-17 | Semrock, Inc. | Interference filter for non-zero angle of incidence spectroscopy |
| US20080316628A1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-25 | Nisca Corporation | Density filter, method of forming the density filter and apparatus thereof |
| WO2009058607A1 (en) | 2007-10-30 | 2009-05-07 | 3M Innovative Properties Company | Multi-stack optical bandpass film with electro magnetic interference shielding for optical display filters |
| US7824777B2 (en) * | 2008-03-26 | 2010-11-02 | Southwall Technologies, Inc. | Robust optical filter utilizing pairs of dielectric and metallic layers |
| TWI370269B (en) | 2008-05-02 | 2012-08-11 | Au Optronics Corp | Color filter and liquid crystal display panel using the same |
| JP2009288293A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Nisca Corp | 光学フィルタ及びこの光学フィルタの成膜方法と並びに撮像光量調整装置 |
| US8222710B2 (en) | 2008-06-13 | 2012-07-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Sensor structure for optical performance enhancement |
| JP2010049137A (ja) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Nisca Corp | 減光フィルタとこの減光フィルタの成膜方法及び成膜装置 |
| KR101023074B1 (ko) | 2008-09-23 | 2011-03-24 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| FR2937425B1 (fr) * | 2008-10-22 | 2010-12-31 | Commissariat Energie Atomique | Structure de filtrage optique en longueur d'onde et capteur d'images associe |
| JP2010128259A (ja) | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 吸収型多層膜ｎｄフィルター及びその製造方法 |
| KR20100090971A (ko) | 2009-02-09 | 2010-08-18 | 삼성전자주식회사 | 후면 수광 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
| US8977086B2 (en) | 2009-02-12 | 2015-03-10 | Governors Of The University Of Alberta | Tapered waveguide coupler and spectrometer |
| EP2293032A1 (en) | 2009-09-04 | 2011-03-09 | Radisens Diagnostic Limited | An Integrated Cytometric Sensor System and Method |
| US8722428B2 (en) | 2009-11-25 | 2014-05-13 | University Of Maryland, Baltimore County | Metal enhanced fluorescence from metallic nanoburger structures |
| JP2011243862A (ja) | 2010-05-20 | 2011-12-01 | Sony Corp | 撮像デバイス及び撮像装置 |
| JP2012042584A (ja) * | 2010-08-17 | 2012-03-01 | Seiko Epson Corp | 光フィルター、光フィルターモジュール、分光測定器および光機器 |
| US8274051B1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-09-25 | Texas Advanced Optoelectronic Solutions, Inc. | Method and device for optoelectronic sensors with IR blocking filter |
| JP2013015827A (ja) | 2011-06-09 | 2013-01-24 | Canon Electronics Inc | Ｎｄフィルタ及び光学装置 |
| JP2013041027A (ja) | 2011-08-12 | 2013-02-28 | Canon Electronics Inc | 光学フィルタ |
| TWM427564U (en) | 2011-11-24 | 2012-04-21 | Univ Chaoyang Technology | Adjustable optical spectrum analyzing device |
| TW202300961A (zh) | 2012-07-16 | 2023-01-01 | 美商唯亞威方案公司 | 光學濾波器及感測器系統 |
| US9448346B2 (en) | 2012-12-19 | 2016-09-20 | Viavi Solutions Inc. | Sensor device including one or more metal-dielectric optical filters |
-
2012
- 2012-12-19 US US13/720,728 patent/US9448346B2/en active Active
-
2013
- 2013-12-04 CA CA2835712A patent/CA2835712C/en active Active
- 2013-12-12 EP EP13196813.3A patent/EP2746739A3/en active Pending
- 2013-12-16 KR KR1020130156723A patent/KR102027556B1/ko active IP Right Grant
- 2013-12-17 TW TW102146757A patent/TWI654749B/zh active
- 2013-12-19 CN CN202110184568.3A patent/CN112951862A/zh active Pending
- 2013-12-19 CN CN201310704361.XA patent/CN103887318B/zh active Active
-
2014
- 2014-12-08 HK HK14112332.6A patent/HK1199144A1/xx unknown
-
2016
- 2016-09-19 US US15/269,483 patent/US10222523B2/en active Active
-
2019
- 2019-09-25 KR KR1020190118097A patent/KR102106624B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050185267A1 (en) * | 2004-02-23 | 2005-08-25 | Optical Coating Laboratory, Inc., A Jds Uniphase Company | Metal-dielectric coating for image sensor lids |
| JP2009102717A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Nisca Corp | 光学フィルタの成膜方法及び光学フィルタ並びに撮像光量絞り装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20140168761A1 (en) | 2014-06-19 |
| KR102027556B1 (ko) | 2019-10-01 |
| CN112951862A (zh) | 2021-06-11 |
| TW201432893A (zh) | 2014-08-16 |
| US10222523B2 (en) | 2019-03-05 |
| CA2835712C (en) | 2021-07-13 |
| KR20140079726A (ko) | 2014-06-27 |
| US20170068025A1 (en) | 2017-03-09 |
| HK1199144A1 (en) | 2015-06-19 |
| CA2835712A1 (en) | 2014-06-19 |
| TWI654749B (zh) | 2019-03-21 |
| CN103887318B (zh) | 2021-02-02 |
| KR102106624B1 (ko) | 2020-05-04 |
| EP2746739A3 (en) | 2014-08-20 |
| CN103887318A (zh) | 2014-06-25 |
| US9448346B2 (en) | 2016-09-20 |
| EP2746739A2 (en) | 2014-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102106624B1 (ko) | 하나 또는 그 이상의 금속-유전체 광학 필터들을 포함하는 센서 장치 | |
| KR102413524B1 (ko) | 금속-유전체 광학 필터, 센서 디바이스, 및 제조 방법 | |
| US11782199B2 (en) | Metal-dielectric optical filter, sensor device, and fabrication method | |
| TWI700518B (zh) | 金屬介電光學濾光器、感測器裝置及製造方法 | |
| TWI725449B (zh) | 金屬介電光學濾光器、感測器裝置及製造方法 | |
| JP6847996B2 (ja) | 金属誘電体光学フィルター、センサーデバイス、および製造方法 | |
| TWI776471B (zh) | 用於製造光學濾光器之方法及光學裝置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |