TW202330433A - 光學干涉濾波器 - Google Patents
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Abstract
在一些實施方式中，光學干涉濾波器包括基板；以及被設置在該基板上的層集合。該層集合包括層的第一子集，其中所述層的第一子集包括氮化鋁（AlN）材料，並且其中層的第一子集的應力在-1000 MPa至800 MPa之間；以及層的第二子集，其中所述層的第二子集包括至少一種其它材料。
Description
本案提供一種光學干涉濾波器。
光學設備可用於捕獲關於光的資訊。例如，光學設備可以捕獲關於與光相關聯的一組波長的資訊。光學設備可以包括一組捕獲資訊的感測器元件（例如，光學感測器、光譜感測器和/或圖像感測器）。例如，可以利用感測器元件陣列來捕獲關於多個波長的資訊。感測器元件陣列可以與光學濾波器相關聯。光學濾波器可以包括與第一波長範圍的光相關聯的通帶，該第一波長範圍的光被傳遞到感測器元件陣列。光學濾波器可以與阻擋第二波長範圍的光而不能通過感測器元件陣列相關聯。
在一些實施方式中，光學干涉濾波器包括基板；以及被設置在該基板上的層集合。該層集合包括層的第一子集，其中該層的第一子集包括氮化鋁（AlN）材料，並且其中該層的第一子集的應力在-1000 MPa至800 MPa之間；以及層的第二子集，其中該層的第二子集包括至少一種其它材料。
在一些實施方式中，光學干涉濾波器包括層集合，該層集合包括層的子集，其中該層的子集包括AlN材料，並且其中該層的子集的應力在-1000 MPa至800 MPa之間。
在一些實施方式中，一種方法包括向腔室供應惰性氣體，其中惰性氣體包括氬（Ar）或氦（He）中的至少一者；向腔室供應氮氣（N
2）；以及基於供應惰性氣體和N
2氣體，使鋁（Al）靶濺射以在基板上形成包括AlN的第一層集合，其中第一層集合與包括至少一種其它材料的第二層集合交替地形成在基板上。
示例實施方式的以下詳細描述參考附圖。不同附圖中的相同符號可以標識相同或相似的元件。以下描述使用光譜儀作為示例。然而，本文描述的技術、原理、過程和方法可以與任何感測器一起使用，這些感測器包括但不限於其它光學感測器和光譜感測器。
可以通過在基板上形成一層或多層來製造光學濾波器。例如，常規光學濾波器可包括至少第一材料、第二材料和第三材料的交替的層（例如，氫化矽（Si：H）材料、二氧化矽（SiO
2）材料和五氧化二鉭（Ta
2O
5）材料的交替層），以允許常規光學濾波器通過與特定光譜範圍（例如，介於800到1000奈米（nm）之間的光譜範圍）相關聯的閾值百分比的光（例如，至少65%的光）。然而，形成至少三種材料的交替層是複雜的，並且可能導致低品質層的形成，其引入缺陷或允許缺陷傳播通過常規光學濾波器。這會降低常規光學濾波器的性能、可製造性和/或可靠性。
此外，在許多情況下，常規光學濾波器的一個或多個層中的每一層的應力是壓縮的（compressive）（例如，層的應力小於0 MPa），這導致一個或多個層的應力（例如，淨應力）是壓縮的。因此，這導致常規光學濾波器彎曲（例如，彎折）。這導致一層或多層遭受塗層徑流（runoff），這影響了常規光學濾波器的性能。這還使得常規光學濾波器更易碎（例如，與平面光學濾波器相比）和/或使得常規光學濾波器的運輸、處理和/或使用變得困難。
本文描述的一些實施方式提供了一種光學濾波器，該光學濾波器包括被設置在基板上的層集合。該層集合可以包括以交替層順序佈置的包括氮化鋁（AlN）材料的層的第一子集和包括至少一種其它材料（例如，至少一種不是AlN材料的材料）的層的第二子集。在一些實施方式中，光學濾波器使與特定光譜範圍（例如，介於800至1000 nm之間的光譜範圍）相關聯的閾值百分比的光（例如，至少85%的光）通過。以此方式，與常規光學濾波器相比，光學濾波器提供了改進的透射性能。此外，光學濾波器僅包括兩個交替層，這降低了與形成該層集合相關聯的複雜性。這降低了形成低品質層的可能性，並因此降低了缺陷被引入或被允許傳播通過光學濾波器的可能性。因此，與常規光學濾波器相比，改進了光學濾波器的性能、可製造性和/或可靠性。
在一些實施方式中，包括AlN材料的層的第一子集的應力可以在-1000至800 MPa之間。因此，在一些實施方式中，當層的第二子集的應力是壓縮的時，AlN材料的應力可以被配置為拉伸的（tensile）（例如，大於或等於0 MPa），或者反之亦可。以此方式，可以最小化由設置在基板上的層集合引起的彎曲量（例如，藉由平衡光學濾波器的壓縮層的應力和拉伸層的應力）。例如，層的第一子集和層的第二子集中的一個子集可包括拉伸材料，而層的第一子集和層的第二子集中的另一個子集可包括壓縮材料，這可導致該層集合的應力大約為0 MPa（例如，在容許度內）。這使得光學濾波器的彎曲量最小化，這減少了塗層徑流並由此改進了光學濾波器的性能（例如，與遭受彎曲的常規光學濾波器相比）。與遭受彎曲的常規光學濾波器相比，這也提高了光學濾波器的耐久性和/或使光學濾波器的運輸、處理和/或使用更容易。
圖1是本文描述的示例實施方式100的概覽圖。如圖1所示，示例實施方式100包括感測器系統110。感測器系統110可以是光學系統的一部分，並且可以提供對應於感測器判定的電輸出。感測器系統110包括光學濾波器結構120（包括光學濾波器130）和光學感測器140。例如，光學濾波器結構120可以包括執行通帶濾波功能的光學濾波器130。在另一示例中，光學濾波器130可以與光學感測器140的感測器元件陣列對準。
雖然本文描述的一些實施方式可以根據感測器系統中的光學濾波器來描述，但是本文描述的實施方式可以用在另一種類型的系統中，可以用在感測器系統外部，或者用在其他配置中。
如圖1中進一步所示，並且由符號150表示，輸入光信號被導向光學濾波器結構120。輸入光信號可以包括但不限於與特定光譜範圍（例如，以大約900 nm為中心的光譜範圍，諸如800 nm至1000 nm的光譜範圍；500 nm至5500 nm的光譜範圍；或另一光譜範圍）相關聯的光。例如，光學發射器可以將光導向光學感測器140，以允許光學感測器140執行光的測量。在另一示例中，光學發射器可以引導另一光譜範圍的光用於另一功能（functionality），諸如測試功能、感測功能或通信功能等。
如圖1中進一步所示，並且由符號160表示，具有第一光譜範圍的光信號的第一部分不被光學濾波器130和光學濾波器結構120通過。例如，可以包括光學濾波器130的高折射率材料層和低折射率材料層的介電薄膜層的介電濾波器堆疊可以使第一部分的光在第一方向上被反射、被吸收等。在這種情況下，第一部分的光可以是入射在光學濾波器130上的閾值部分的光，該閾值部分的光不包括在光學濾波器130的帶通中，諸如大於95%的不在以約900 nm為中心的特定光譜範圍內的光。如符號170所示，光信號的第二部分被光學濾波器130和光學濾波器結構120通過。例如，光學濾波器130可以在朝向光學感測器140的第二方向上通過具有第二光譜範圍的第二部分的光。在這種情況下，第二部分的光可以是入射到光學濾波器130上的在光學濾波器130的帶通內的閾值部分的光，諸如大於50%的在以約900 nm為中心的光譜範圍內的入射光。
如圖1中進一步示出的，基於被傳遞到光學感測器140的光信號的第二部分，光學感測器140可以為感測器系統110提供輸出電信號180，諸如用於成像、環境光感測、檢測物體的存在、執行測量或促進通信等。在一些實施方式中，可以利用光學濾波器130和光學感測器140的另一種佈置。例如，不是使光信號的第二部分與輸入光信號共線地通過，而是光學濾波器130可以將光信號的第二部分在另一方向上導向被不同定位的光學感測器140。
如上所述，提供圖1作為示例。其他示例可以與關於圖1所描述的不同。
圖2是示例光學濾波器200的示圖。在一些實施方式中，光學濾波器200可以是光學干涉濾波器和/或可以包括光譜濾波器、多光譜濾波器、帶通濾波器、阻擋濾波器、長波通濾波器、短波通濾波器、二向色濾波器、線性可變濾波器、圓形可變濾波器、法布裡-珀羅（Fabry-Perot）濾波器、拜耳（Bayer）濾波器、電漿濾波器、光子晶體濾波器、奈米結構或超材料濾波器、吸收劑濾波器、分束器、偏振分束器、陷波濾波器、抗反射濾波器、反射器或反射鏡等中之至少一者。圖2示出了光學濾波器200的示例性堆疊。如圖2進一步所示，光學濾波器200包括基板210和層集合220。
基板210可以包括玻璃基板、聚合物基板、聚碳酸酯基板、金屬基板、矽（Si）基板、鍺（Ge）基板或主動元件晶片（例如，包括光二極體（PD）、PD陣列、雪崩光二極體（APD）、APD陣列、電荷耦合器件（CCD）感測器和/或互補金屬氧化物半導體（CMOS）感測器等）。在一些實施方式中，基板210的厚度可以大於或等於20奈米（nm）、50微米（μm）和/或500 μm。另外地或可替換地，基板的厚度可以小於或等於特定厚度閾值。例如，特定厚度閾值可以小於或等於5000微米。
層集合220（例如，光學濾波器層集合）可以被設置在基板210上（例如，直接被設置在基板210上），並且可以包括一個或多個層的子集。例如，層集合220可以包括層的第一子集230（例如，層的第一子集中層230-1至層230-（
N+1）（
N≥ 1））（本文也稱為
A層）和層的第二子集240（例如，層的第二子集中層240-1至層240-
N）（本文也稱為
B層）。在一些實施方式中，層的第一子集230和層的第二子集240可以以特定順序（例如，交替的層順序）被佈置，諸如（
A-
B）
m （
m≥ 1）順序、（
A-
B）
m -A順序、（
B-A）
m 順序、
B-（
B-A）
m 順序或另一順序。例如，如圖2所示，層的第一子集230和層的第二子集240以（
A-B）
N -A的順序被定位，其中
A層（例如，層230-1）被設置在光學濾波器200的表面（例如，頂表面）處，並且
A層（例如，層230-（
N+1））被設置在基板210的表面（例如，頂表面）上。
在一些實施方式中，層集合220可以被設置在基板210的單個表面（例如，頂表面）上（例如，如圖2所示）。可替換地，層集合220的第一部分可以被設置在基板210的第一表面（例如，頂表面）上，並且層集合220的第二部分可以被設置在基板210的第二表面（例如，底表面）上。例如，層的第一子集230的第一部分和層的第二子集230的第一部分可以以第一特定順序被佈置在基板210的第一表面上，並且層的第一子集230的第二部分和層的第二子集230的第二部分可以以第二特定順序被佈置在基板210的第二表面上。
在一些實施方式中，一個或多個其他層可以被包括在光學濾波器200中，諸如一個或多個保護層、一個或多個覆蓋層（例如，以便向層集合220提供環境保護）和/或一個或多個層，用以提供一個或多個其他濾光功能（例如，阻擋物或抗反射塗層，等）。例如，在單一表面構造中，附加層（例如，覆蓋層），諸如介電層（例如，其包括氧化物材料，諸如二氧化矽（SiO
2）材料、二氧化鋯（ZrO
2）材料和/或氧化釔（Y
2O
3）材料；氮化物材料，例如氮化矽（Si
3N
4）材料、氮化鈦（TiN）材料和/或氮化鋯（ZrN）材料；和/或提供環境保護的另一種材料）可以被設置在層集合220的表面（例如，頂表面）上。作為另一示例，在雙表面構造中，第一附加層可以被設置在層集合220的第一部分的表面（例如，頂表面）上，並且第二附加層可以被設置在層集合220的第二部分的表面（例如，底表面）上。
層的第一子集230可以包括氮化鋁（AlN）材料。例如，層的第一子集230的每個層230可以包括AlN材料。層的第二子集240可以包括至少一種其它材料（例如，除了AlN材料之外的至少一種材料），諸如以下材料中的至少一種：矽（Si）材料、矽和氫（SiH）材料、氫化矽（Si：H）材料、含氦氫化矽（Si：H-He）材料、非晶矽（a-Si）材料、氮化矽（SiN）材料、鍺（Ge）材料、氫化鍺（Ge：H）材料、矽鍺（SiGe）材料、氫化矽鍺（SiGe:H）材料、碳化矽（SiC）材料、氫化碳化矽（SiC:H）材料、二氧化矽（SiO
2）材料、五氧化二鉭（Ta
2O
5）材料、五氧化二鈮（Nb
2O
5）材料、鈮鈦氧化物（NbTiO
x）材料、五氧化二鈮鉭（Nb
2TaO
5）材料、二氧化鈦（TiO
2）材料、氧化鋁（Al
2O
3）材料、氧化鋯（ZrO
2）材料、氧化釔（Y
2O
3）材料或氧化鉿（HfO
2）材料，等。例如，層的第二子集240的每個層240可以包括至少一種其它材料。
在一些實施方式中，層的第一子集230的應力（例如，淨應力）可以在-1000至800 MPa之間（例如，大於或等於-1000 MPa並且小於或等於800 MPa）。另外地或可替換地，層的第一子集230的每個層230的應力可以在-1000至800 MPa之間。即，層的第一子集230的特定層230的應力可以在-1000至800 MPa之間，並且層的第一子集230的另一特定層230的應力可以在-1000和800 MPa之間。特定層230的應力可與其它特定層230的應力相同或不同。例如，特定層230的應力可以是拉伸的（例如，大於或等於0 MPa），而另一特定層230的應力可以是壓縮的（例如，小於0 MPa），或者反之亦可。
在一些實施方式中，該層集合230的應力（例如，淨應力）可以是大約零（0）MPa（例如，在容許度內，其中該容許度小於或等於5 MPa）。因此，層的第一子集230和層的第二子集240中的至少一者可以包括拉伸材料，而層的第一子集230和層的第二子集240中的另一者可以包括壓縮材料（例如，以使層集合230的應力大約為0 MPa）。例如，層的第一子集230可以包括拉伸材料，而層的第二子集240可以包括壓縮材料，或反之亦可。作為另一個示例，層的第一子集230可以包括拉伸AlN材料，並且層的第二子集240可以包括至少一種其它壓縮材料（例如，壓縮Si材料、壓縮Si:H材料、壓縮Si : H-He材料或壓縮a-Si材料等中的至少一者）。
在一些實施方式中，層集合230中的每一層可以與特定厚度相關聯。例如，層的第一子集230或層的第二子集240的層可以具有在5 nm至2000 nm之間的厚度。在一些實施方式中，層的第一子集230或層的第二子集240可與多個厚度相關聯，例如層的第一子集230的第一厚度和層的第二子集240的第二厚度，層的第一子集230的第一部分的第一厚度和層的第一子集230的第二部分的第二厚度，或層的第二子集240的第一部分的第一厚度和層的第二子集240的第二部分的第二厚度等。因此，層厚度和/或層的數量可基於光學濾波器200的一組預期的光學特性（諸如預期的通帶、預期的透射率和/或另一光學特性）來選擇。例如，可以選擇層的厚度和/或層的數量以允許光學濾波器200用於800 nm至1000 nm之間的光譜範圍（例如，具有約900 nm的中心波長），500 nm至5500 nm之間的光譜範圍，或另一光譜範圍。
在一些實施方式中，層集合230可以被配置為通過與特定光譜範圍相關聯的閾值百分比的光。例如，層集合230可以被配置為通過與800至1000 nm之間的光譜範圍（例如，具有約900 nm的中心波長）相關聯的閾值百分比的光。閾值範圍例如可以大於或等於85%。在一些實施方式中，對於具有在500 nm和5500 nm之間的波長的光，層的第一子集230的折射率可以在1.9與2.2之間，和/或對於具有在500 nm與5500 nm之間的波長的光，層的第二子集240的折射率可以在3.5與3.9之間。在一些實施方式中，層的第一子集230的消光係數對於具有在500 nm與5500 nm之間的波長的光可以小於0.001。
在一些實施方式中，可以使用濺射程序形成層集合230。例如，可以使用磁控濺鍍處理（例如，脈衝磁控濺鍍處理）在基板210上濺射層的第一子集230和/或層的第二子集240（例如，以交替的層順序）來形成層集合230。以此方式，可以製造光學濾波器200。本文關於圖3描述關於光學濾波器200的製造的其他更多細節。
如上所述，提供圖2作為示例。其他示例可以與關於圖2所描述的不同。
圖3是用於製造本文所述的光學濾波器（例如，光學濾波器200）的濺射沉積系統的示例300的示圖。濺射沉積系統可用於實現濺射程序（諸如磁控濺鍍處理）。
如圖3所示，示例300包括真空室310、基板320（例如，對應于本文關於圖2描述的基板210）、陰極330、靶331、陰極電源340、陽極350、電漿活化源（PAS）360和PAS電源370。靶331可包括鋁（Al）材料。PAS電源370可用於為PAS 360供電，並且可包括射頻（RF）電源。陰極電源340可用於為陰極330供電，並且可包括脈衝直流（DC）電源。
關於圖3，可以在存在氮氣（N
2）和/或惰性氣體（例如，包括氬（Ar）、氦（He）和/或氖（Ne））的情況下濺射靶331以在基板320上沉積氮化鋁（AlN）作為至少一層。例如，可以將N
2氣體和惰性氣體各自供應到真空室310，這可以引起靶331的濺射以在基板320上形成包括AlN的第一層集合（例如，如本文進一步描述的）。在一些實施方式中，第一層集合可以與包括至少一種其它材料的第二層集合交替地形成在基板上，諸如包括Si、Si:H、Si:H-He、a-Si和/或本文描述的任何其它材料的第二層集合（例如，關於本文關於圖2描述的層的第二子集240）。通過向真空室310供應例如另一種氣體（例如，氫氣（H
2））和惰性氣體（例如，其包括Ar、He和/或Ne）以引起另一種靶（例如，矽靶）的濺射以形成第二層集合（例如，在該示例中包括Si：H），可以在基板上形成第二層集合（例如，以與本文進一步描述的類似方式））.
為了形成AlN層，可以經由陽極350和/或PAS 360將惰性氣體提供到真空室310中。N
2氣體可以通過PAS 360被引入真空室310，PAS 360用於活化N
2氣體。另外地或可替換地，陰極330可以引起N
2氣體活化（例如，在這種情況下，N
2氣體可以從真空室310的另一部分被引入）或者陽極350可以引起N
2氣體活化（例如，在這種情況下，N
2氣體可以通過陽極350被引入真空室310中）。PAS 360可以位於陰極330的閾值附近，允許來自PAS 360的電漿和來自陰極330的電漿重疊。PAS 360的使用允許以相對高的沉積速率沉積AlN。在一些實施方式中，可以以大約0.05 nm/s至大約2.0 nm/s的沉積速率，以大約0.5 nm/s至大約1.2 nm/s的沉積速率，以大約0.8 nm/s的沉積速率或類似的速率沉積AlN。
在一些實施方式中，可以基於控制供應到真空室310的惰性氣體的組成和/或惰性氣體的量來調節AlN層的應力（例如，在形成之後）。例如，當惰性氣體包括Ar時，可以控制供應到真空室310的惰性氣體中Ar的量和/或惰性氣體的量以使氮化鋁層的應力在-230 MPa至800 MPa之間。另外地或可替換地，當惰性氣體包括Ar時，可以控制供應到真空室310的惰性氣體中的Ar的量和/或惰性氣體的量，以使包括AlN的第一層集合的應力（例如，淨應力）在-230 MPa和800 MPa之間。作為另一示例，當惰性氣體包括He和/或Ne時，可以控制供應到真空室310的惰性氣體中He和/或Ne的量和/或惰性氣體的量，以使AlN層的應力在-1000 MPa和150 MPa之間。另外地或可替換地，當惰性氣體包括He和/或Ne時，可以控制供應到真空室310的惰性氣體中He和/或Ne的量和/或惰性氣體的量，以使包括AlN的第一層集合的應力在-1000 MPa和150 MPa之間。
儘管本文根據特定幾何結構和特定實施方式描述了濺射程序，但是其它幾何結構和其它實施方式也是可能的。例如，N
2氣體可以從另一方向和/或從閾值鄰近陰極330的處的氣體歧管注入。儘管本文根據部件的不同配置進行描述，但是也可以使用不同的材料、不同的製造程序等來實現AlN的不同的相對濃度。
如上所述，提供圖3作為示例。其他示例可以與關於圖3所描述的不同。
圖4A至圖4B是示出使用本文所述的濺射程序（例如，磁控濺鍍處理）所形成AlN層的應力的示例曲線400的示圖。如圖4A所示，當以120至370標準立方釐米/分鐘（sccm）的流速供應（例如，供應至本文關於圖3描述的濺射沉積系統的真空室310）包括Ar的惰性氣體時，AlN層的應力可被配置為-230至650 MPa。如圖4B所示，當以0和500 sccm之間的流速供應（例如，供應到本文關於圖3描述的濺射沉積系統的真空室310）包括He的惰性氣體時，AlN層的應力可以被配置為-950 MPa和175 MPa之間。
如上所述，提供圖4A至圖4B作為示例。其他示例可以與關於圖4A至圖4B所描述的不同。
圖5是使用本文所述的濺射程序（例如，磁控濺鍍處理）形成的AlN層的集合的消光係數（k）和折射率（r）的示例曲線500的示圖。如圖5所示，對於具有波長在500和2000 nm之間的光，消光係數可以小於0.001。如圖5進一步所示，對於波長在500和2000 nm之間的光，折射率可以小於2.2。
如上所述，提供圖5作為示例。其他示例可以與關於圖5所描述的不同。
圖6是示出本文所述的光學濾波器（例如，光學濾波器200）的透射性能的示例曲線600的示圖。光學濾波器包括層集合（例如，層集合220），該層集合包括包含AlN材料的層的第一子集（例如，層的第一子集230）和包含Si:H材料的層的第二子集（例如，層的第二子集240）。如圖6所示，光學濾波器可以透射大於約85%（具有約92%的峰值）的、波長在920和960 nm之間的光。相對而言，可替換的光學濾波器包括這樣的層集合，該層集合包括包含Ta
2O
5材料的層的第一子集和包含Si:H材料的層的第二子集，該光學濾波器可以透射大於約60%（具有約67%的峰值）的、波長在920和960 nm之間的光。因此，對於920和960 nm之間的光譜範圍，與可替換的光學濾波器相比，本文描述的光學濾波器具有改進的透射性能。
如上所述，提供圖6作為示例。其他示例可以與關於圖6所描述的不同。
上述公開內容提供了說明和描述，但並不旨在窮舉或將實施方式限制為所公開的精確形式。可以根據上述公開內容進行修改和變化，或者可以從實施方式的實踐中獲得修改和變化。
如本文所用的，術語“部件”旨在被廣泛地解釋為硬體、韌體或硬體和軟體的組合。顯而易見地是，本文描述的系統和/或方法可以以不同形式的硬體、韌體和/或硬體和軟體的組合來實現。用於實現這些系統和/或方法的實際專用控制硬體或軟體代碼不是對實現方式的限制。因此，本文描述了系統和/或方法的操作和行為，而沒有參考特定的軟體代碼（code），應當理解，軟體和硬體可以用於實現基於本文描述的系統和/或方法。
如本文所用的，當溶液或材料由特定化學名稱或化學式表示時，溶液或材料可以包括由化學名稱標識的化學計量準確化學式的非化學計量變化。例如，本文所述的氮化鋁（AlN）材料可以包括AlN
x，其中x在0.8和1.2之間。
如本文所用的，根據上下文，滿足閾值可以指：值大於閾值、大於或等於閾值、小於閾值、小於或等於閾值、等於閾值、不等於閾值等。
即使特徵的特定組合在請求項中敘述和/或在說明書中公開，這些組合並不旨在限制各種實施方式的公開。實際上，這些特徵中的許多特徵可以以未在請求項中具體敘述和/或在說明書中公開的方式組合。儘管下面列出的每個附屬請求項可能僅直接依附於一個請求項，但是各種實施方式的公開包括申請專利範圍中的每個附屬請求項與每個其他請求項相結合的實施方式。如本文所用的，提及項目列表中的“至少一個”的短語是指這些項目的任何組合，該組合包括單個成員。作為示例，"以下中的至少一者：a、b或c"旨在涵蓋a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c，以及多個相同項目的任何組合。
本文使用的元件、動作或指令不應被解釋為關鍵的或必要的，除非明確地這樣描述。此外，如本文所用的，冠詞“一”和“一個”旨在包括一個或多個項目，並且可與“一個或多個”互換使用。此外，如本文所用的，冠詞“該”旨在包括與冠詞“該”相關的一個或多個引用的項目，並且可與“該一個或多個”互換地使用。此外，如本文所用的，術語“集”旨在包括一個或多個項目（例如，相關項目，不相關項目，或相關和不相關項目的組合），並且可與“一個或多個”互換地使用。在僅意指一個項目的情況下，使用短語“僅一個”或類似語言。此外，如本文所用，術語“有”，“具有”，“具有著”等旨在是開放式術語。此外，短語“基於”旨在表示“至少部分地基於”，除非另有明確說明。此外，如本文所用的，術語“或”在系列使用時旨在是包括性的，並且可與“和/或”互換地使用，除非另有明確說明（例如，在與"任一者“或”僅一者"組合使用的情況下）。此外，為了便於描述，本文可以使用空間上相對的術語，例如“下方”，“下部”，“底部”，“上方”，“上部”，“頂部”等，以描述如附圖中所示的一個元件或特徵與另一個元件或特徵的關係。空間上相對的術語旨在涵蓋除附圖中描繪的定向之外的在使用或操作中的裝置、設備和/或元件的不同定向。該裝置可以以其他方式被定向（旋轉90度或以其他定向）並且本文使用的空間上相對的描述符同樣可以被相應地解釋。
100:示例實施方式
110:感測器系統
120:光學濾波器結構
130:光學濾波器
140:光學感測器
150:輸入光信號
160:第一光譜範圍的光信號的第一部分
170:光信號的第二部分被光學濾波器130和光學濾波器結構120通過
180:輸出電信號
200:光學濾波器
210:基板
220:層集合
230-1:層
230-2:層
230-3:層
230-(N+1):層
240-1:層
240-2:層
240-3:層
240-N:層
300:示例
310:真空室
320:基板
330:陰極
331:靶
340:陰極電源
350:陽極
360:電漿活化源（PAS）
370:PAS電源
400:示例曲線的示圖
500:示例曲線的示圖
600:示例曲線的示圖
[圖1]是本文描述的示例實施方式的概覽圖。
[圖2]是本文描述的示例光學濾波器的示圖。
[圖3]是用於製造本文所述的光學濾波器的濺射沉積系統的示例的示圖。
[圖4A]至[圖4B]是示出使用本文所述的濺射程序形成的AlN層的應力的示例曲線的示圖。
[圖5]是使用本文所述的濺射程序形成的AlN層的集合的消光係數和折射率的示例曲線的示圖。
[圖6]是示出本文所述的光學濾波器的透射性能的示例曲線的示圖。
Claims (20)
- 一種光學干涉濾波器，包括： 基板；以及 被設置在所述基板上的層集合，其中所述層集合包括： 層的第一子集， 其中所述層的所述第一子集包含氮化鋁（AlN）材料，並且 其中所述層的所述第一子集的應力在-1000 MPa至800 MPa之間；以及 層的第二子集， 其中所述層的所述第二子集包括至少一種其它材料。
- 根據請求項1所述的光學干涉濾波器，其中所述基板的厚度大於或等於50微米。
- 根據請求項1所述的光學干涉濾波器，其中所述基板包括： 玻璃基板； 聚合物基板； 聚碳酸酯基板； 金屬基板； 矽（Si）基板； 鍺（Ge）基板；或 主動元件晶片。
- 根據請求項1所述的光學干涉濾波器，其中所述至少一種其它材料包括以下各項中的至少一者： 矽（Si）材料； 氫化矽（Si：H）材料； 矽和氫材料（SiH）材料； 非晶矽（a-Si）材料； 氮化矽（SiN）材料； 鍺（Ge）材料； 氫化鍺（Ge：H）材料； 矽鍺（SiGe）材料； 氫化矽鍺（SiGe：H）材料； 碳化矽（SiC）材料； 氫化碳化矽（SiC：H）材料； 二氧化矽（SiO 2）材料； 五氧化二鉭（Ta 2O 5）材料； 五氧化二鈮（Nb 2O 5）材料； 鈮鈦氧化物（NbTiO x）材料； 五氧化二鈮鉭（Nb 2TaO 5）材料； 二氧化鈦（TiO 2）材料； 氧化鋁（Al 2O 3）材料； 氧化鋯（ZrO 2）材料； 氧化釔（Y 2O 3）材料；或 氧化鉿（HfO 2）材料。
- 根據請求項1所述的光學干涉濾波器，其中附加層被設置在所述層集合上， 其中所述附加層包括二氧化矽（SiO 2）材料。
- 根據請求項1所述的光學干涉濾波器，其中所述層集合被設置在所述基板的單個表面上。
- 根據請求項1所述的光學干涉濾波器，其中所述層集合的第一部分被設置在所述基板的第一表面上，並且 其中所述層集合的第二部分被設置在所述基板的第二表面上。
- 根據請求項1所述的光學干涉濾波器，其中所述層集合使用磁控濺鍍處理而被形成在所述基板上。
- 根據請求項1所述的光學干涉濾波器，其中所述層的第一子集和所述層的第二子集以交替的層順序被設置在所述基板上。
- 一種光學干涉濾波器，包括： 層集合，所述層集合包括： 層的子集， 其中所述層的子集包括氮化鋁（AlN）材料，並且 其中所述層的子集的應力在-1000 MPa至800 MPa之間。
- 根據請求項10所述的光學干涉濾波器，其中所述光學干涉濾波器包括以下各項中的至少一者： 帶通濾波器； 長波通濾波器； 短波通濾波器； 分束器； 偏振分束器；或 抗反射濾波器。
- 根據請求項10所述的光學干涉濾波器，其中所述層集合的淨應力大約為0 MPa。
- 根據請求項10所述的光學干涉濾波器，其中所述層集合被設置在基板的單個表面上。
- 根據請求項10所述的光學干涉濾波器，其中所述層集合的第一部分被設置在基板的第一表面上，並且 其中所述層集合的第二部分被設置在所述基板的第二表面上。
- 根據請求項10所述的光學干涉濾波器，其中所述層集合使用磁控濺鍍處理而被形成在所述基板上。
- 一種方法，包括： 向腔室供應惰性氣體， 其中所述惰性氣體包括氬（Ar）或氦（He）中的至少一者； 向所述腔室供應氮氣（N 2）氣體；以及 基於供應所述惰性氣體和所述N 2氣體，使鋁（Al）靶濺射以在基板上形成包括氮化鋁（AlN）的第一層集合， 其中所述第一層集合與包括至少一種其它材料的第二層集合交替地被形成在所述基板上。
- 根據請求項16所述的方法，其中： 所述惰性氣體包括Ar；以及 所述第一層集合的應力在-230 MPa和800 MPa之間。
- 根據請求項16所述的方法，其中： 所述惰性氣體包括He；以及 所述第一層集合的應力在-1000 MPa和150 MPa之間。
- 根據請求項16所述的方法，其中所述至少一種其他材料包括以下各項中的至少一者： 矽（Si）材料； 矽和氫材料（SiH）材料； 氫化矽（Si：H）材料； 非晶矽（a-Si）材料； 氮化矽（SiN）材料； 鍺（Ge）材料； 氫化鍺（Ge：H）材料； 矽鍺（SiGe）材料； 氫化矽鍺（SiGe：H）材料； 碳化矽（SiC）材料； 氫化碳化矽（SiC:H）材料； 二氧化矽（SiO 2）材料； 五氧化二鉭（Ta 2O 5）材料； 五氧化二鈮（Nb 2O 5）材料； 鈮鈦氧化物（NbTiO x）材料； 五氧化二鈮鉭（Nb 2TaO 5）材料； 二氧化鈦（TiO 2）材料； 氧化鋁（Al 2O 3）材料； 氧化鋯（ZrO 2）材料； 氧化釔（Y 2O 3）材料；或 氧化鉿（HfO 2）材料。
- 根據請求項16所述的方法，其中所述基板、所述第一層集合和所述第二層集合被包括在光學干涉濾波器中。
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