TWI452686B - 用以感測光子的裝置與方法 - Google Patents

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Description

用以感測光子的裝置與方法 技術領域
本申請案大體有關於用以感測光子的裝置與方法。
 發明背景
一影像感測器是將一光學影像轉換成一電信號的一裝置。其已廣泛用在數位攝影機及其他成像裝置，諸如配備有攝影機的行動電話中。大多數數位攝影機使用一CMOS(互補金屬氧化物半導體)感測器或一CCD(電荷耦合裝置)感測器。
 發明概要
本發明範例之各種不同層面在申請專利範圍內陳述。
依據本發明之第一層面，一裝置被提供，其包含：
複數彼此疊置的光子感測層；及介於每兩個相鄰感測層之間的一中間層，該等感測層是由單層石墨製成，且每一中間層被配置成阻止光線的一各別顏色成份進入緊鄰它的光子感測層。
在一示範性實施例中，光線指可見光、紅外光及/或紫外光。且一顏色成份指一各別的顏色成份。
在一示範性實施例中，該複數彼此疊置的光子感測層提供一層狀結構。一疊層可被形成。在此一堆疊中，該等感測層及中間層的主要表面可彼此相對。它們可彼此接觸。
在一示範性實施例中，反射塗層呈現為中間層之範例。
在一示範性實施例中，基於單層石墨光子偵測器的一攝影機感測器被提供。在一示範性實施例中，一單層石墨電晶體用以偵測光子。該偵測器可被整合到作用類似於一CMOS感測器或類似於一CCD感測器或類似感測器的一攝影機感測器系統中。在一示範性實施例中，已觀察到單層石墨之光子偵測能力可被用以利用適合的中間濾波層來分離不同的波長，且該結構可用作一攝影機感測器。
在一示範性實施例中，一單一像素攝影機感測器被提供。一彩色圖像之每一個所需顏色成份藉由一單一像素單元(或彩色影像單元)來獲得。在一示範性實施例中，該感測器包含單層石墨層及分離不同顏色成份的反射或吸收塗層。在一示範性實施例中，單層石墨層與反射或吸收層的結合被用以利用一單一的彩色影像單元來量測不同波長帶。
在一示範性實施例中，適當偏壓的單層石墨電晶體偵測可見光的功能結合反射及抗反射塗層的使用被用以：
-　直接產生以MPEG4壓縮格式被使用的一黑白影像，獲得亮度資訊，及/或
-　產生用在RGB編碼顏色系統中的紅、綠及藍色。
這全部可在包含若干單層石墨層及反射(或吸收)塗層的一單一彩色影像單元中實施。
在一示範性實施例中，該裝置包含被配置成透過反射一預定顏色成份來阻止該顏色成份通過的(多個)中間層。
在一示範性實施例中，該裝置包含被配置成透過吸收一預定顏色成份來阻止該顏色成份通過的(多個)中間層。
在一示範性實施例中，該複數光子感測層中的至少一光子感測層包含複數單層石墨子層或片。換言之，該等單層石墨層中的一或更多個單層石墨層包含一個以上彼此疊置的單層石墨片(子層)。
在一示範性實施例中，該裝置係選自由以下構成的群組：用於一黑白影像系統的一影像感測器及諸如RGB編碼系統的一彩色影像系統的一影像感測器。在一示範性實施例中，一單一像素RBG感測器被提供。
在一示範性實施例中，該裝置包含按照以下順序彼此疊置的下列諸層：第一種顏色的一感測層、第一種顏色的一反射層或一吸收層、第二種顏色的一感測層、第二種顏色的一反射層或一吸收層，及第三種顏色的一感測層。
在一示範性實施例中，第一種顏色是藍色，第二種顏色是綠色，且第三種顏色是紅色。在其他實施例中，感測層(及各別的反射或吸收層)的順序可能是不同的。
在一示範性實施例中，該裝置包含在第一種顏色的感測層上的一抗反射塗層或層。
在一示範性實施例中，該裝置中的一感測器像素被一各別的微透鏡覆蓋。
在一示範性實施例中，該裝置是一手持式行動通訊裝置，諸如行動電話。在一示範性實施例中，該裝置是一數位攝影機。在某些實施例中，該裝置是一數位儲存攝影機、行動電話攝影機、保全攝影機或一嵌入式攝影機結構。
依據本發明之第二層面，一方法被提供，其包含以下步驟：提供複數彼此疊置的光子感測層；及介於每兩個相鄰感測層之間的一中間層，該等感測層是單層石墨；及藉由每一中間層來阻止光線的一各別顏色成份進入緊鄰它的光子感測層。
在一示範性實施例中，該方法包含以下步驟：藉由每一中間層透過反射一各別顏色成份來阻止該顏色成份進入緊鄰它的光子感測層。
在一示範性實施例中，該方法包含以下步驟：藉由每一中間層透過吸收一各別顏色成份來阻止該顏色成份進入緊鄰它的光子感測層。
在一示範性實施例中，該方法包含以下步驟：提供具有複數單層石墨子層或片的該複數光子感測層中的至少一光子感測層。
在一示範性實施例中，該方法包含以下步驟：提供一裝置，用以在其中感測顏色成份，該裝置係選自由以下構成的群組：用於一黑白影像系統的一影像感測器及諸如RGB編碼系統的一彩色影像系統的一影像感測器。
在一示範性實施例中，該方法包含以下步驟：藉由一製造方法來製造該等光子感測層及該(等)中間層，該製造方法係選自由一原子層沈積方法、一化學氣相沈積方法、一旋塗方法及一射頻濺鍍方法構成的一群組。
在一示範性實施例中，該方法包含以下步驟：製造包含彼此疊置之層的一堆疊結構，其中該等層的順序如下：第一種顏色的一感測層、第一種顏色的一反射層或一吸收層、第二種顏色的一感測層、第二種顏色的一反射層或一吸收層，及第三種顏色的一感測層。一種顏色可意指一顏色成份。第一種顏色/顏色成份可以是藍色，第二種顏色可以是綠色，且第三種顏色可以是紅色。在其他實施例中，感測層(及各別的反射或吸收層)的順序可能是不同的。
在一示範性實施例中，該方法包含在第一種顏色之感測層上製造一抗反射塗層或層。
在一示範性實施例中，該方法包含藉由一各別的微透鏡來覆蓋一感測器像素。
本發明之不同的無約束示範性層面及實施例已在前文中說明。以上實施例僅用以解釋可用以實施本發明的選擇層面或步驟。某些實施例可僅參照本發明之某些示範性層面來呈現。應了解的是，對應的實施例可能也適用於其他示範性層面。實施例的任何適當組合可被形成。
圖式簡單說明
為了更完全地理解本發明之示範性實施例，現在參照結合附圖的以下說明，其中：
第1圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一光子感測結構；
第2圖繪示依據本發明之一示範性實施例的結構中的反射；
第3圖繪示依據本發明之一示範性實施例的結構的一側視圖；
第4圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一像素單元的一俯視圖；
第5圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一像素單元的另一俯視圖；
第6圖繪示依據本發明之一示範性實施例的接點；
第7圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一透鏡配置；
第8圖繪示依據本發明之另一示範性實施例的一光子感測結構；
第9圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一裝置的一示範性方塊圖；以及
第10圖繪示描述依據本發明之一示範性實施例的一方法的一大致流程圖。
 詳細說明
本發明之示範性實施例及它們的潛在優勢參照第1圖至第10圖來理解。在以下說明中，相同的數字表示相同的元件。
單層石墨有效地吸收可見、紅外及紫外頻率的光子。作為一光子偵測器的單層石墨的使用係基於單層石墨非常均勻地吸收整個可見光譜中之光線的觀測。一單層石墨光子偵測器可被整合到作用類似於一CMOS感測器或類似於一CCD感測器或類似感測器的一攝影機感測器系統中。
第1圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一光子感測結構。在頂部，該結構包含一所有顏色成份的抗反射塗層101。在該層下面，該結構包含由單層石墨製成的第一感測層111。
在層111下面，該結構包含第一種顏色成份的一反射塗層或層121(在下文中稱作第一反射塗層121)。第一反射塗層121通過其他顏色成份，但是反射第一種顏色成份。在此實施例中，第一種顏色成份是藍色。在第一反射塗層121下面，該結構包含由單層石墨製成的第二感測層112。
在層112下面，該結構包含用於第二顏色成份的一反射塗層或層122(在下文中稱作第二反射塗層122)。第二反射塗層122通過其他顏色成份，但是反射第二種顏色成份。在此實施例中，第二種顏色成份是綠色。在第二反射塗層122下面，該結構包含由單層石墨製成的第三感測層113。
在層113下面，該結構可任選地包含第三種顏色成份的一反射塗層123(第三反射塗層123)。在此實施例中，第三種顏色成份是紅色。然而，應指出的是，濾色器(層121-123)的順序可被選成與上文所提出者之順序不同。
在底部有一層102，其包含形成習知的一像素結構的放大器、邏輯及導線。該等導線在第1圖中以導線131來描繪。在一替代實施例中，邏輯等可被置於一像素單元的邊緣。
關於當前實施例中的光子感測操作，應指出的是，幾乎所有入射光子(或入射光線)均進入第一感測層111。藍色成份則實際上藉由從獲自第一感測層111之信號中減去獲自第二及第三感測層112-113之信號而獲得。相應地，由於除了藍色成份之外所有顏色成份均進入第二感測層112，故綠色成份係藉由從獲自第二感測層112之信號中減去獲自第三感測層113之信號來獲得。且，紅色成份直接獲自由第三感測層113所獲得的信號。
若僅想得到一黑白圖像，則第一感測層111可用以在不進行計算之下獲得該黑白圖像，換言之，亮度資訊或類似者。
此外，構想還可用在其他頻率中，諸如紅外及紫外頻率。
第2圖繪示依據一示範性實施例的第1圖之結構中的反射。
一所欲數目的單層石墨片可以製造成彼此疊置。在一示範性實施例中，第一感測層111中的單層石墨片的數目是四個，第二感測層112中的單層石墨片的數目是四個，且第三感測層113中的單層石墨片的數目是十個。然而，每一層中的單層石墨片的數目可更改以使性能最佳化。針對每一顏色成份，每一單層石墨片典型地吸收2,3%左右的入射光子。
用於單層石墨片的一適合的製造方法是，例如，CVD(化學氣相沈積)方法。又或者，任何其他適合的方法都可被使用。一製成的單層石墨片可用作一基板，下一單層石墨片可在上面沈積。
不同顏色成份之間的顏色分離由反射層(反射塗層121-123)的品質來決定且可藉由適當地選擇反射塗層121-123的厚度及反射係數來實現。
從一多層反射出去的有一特定入射角度θ1 的光線之波長(顏色)可由司乃耳定律(Snell’s law)來計算：
n1 ‧sinθ1 =n2 ‧sinθ2
其中n1 及n2 是介質的折射率，且θ2 是折射角度。對於任何反射，反射波長λ可由下式來計算：
λ=2‧(n1 ‧d1 ‧cosθ1 +n2 ‧d2 ‧cosθ2 )
其中d1 及d2 是介質厚度。
當n1 ‧d1 ‧cosθ1 =n2 ‧d2 ‧cosθ2 時，λ=4‧n1 ‧d1 ‧cosθ1 ，這提供最大反射。則對於此波長，將有建設性干涉。
在一示範性實施例中，介質之厚度及反射係數被選定成使得所欲波長的反射光線將有建設性干涉，且其他波長的反射光線被傳輸。反射塗層121-123中所使用的材料及厚度依實施態樣而定。在某些實施例中，第二反射(綠色)塗層122的厚度，例如，可能在300nm左右。
可應用的反射塗層之某些範例是TiO2 ,及ZnO層及薄膜聚合物層，諸如聚苯乙烯層或聚四氟乙烯層。又或者，基於奈米粒子的吸收材料可被使用。適合的製造方法是，例如旋塗、ALD(原子層沈積)方法及射頻濺鍍。
在第2圖中所呈現的實施例中，第一反射塗層121自入射光線181反射藍色成份181’的波長範圍。第二反射塗層122自入射光線182(第一反射塗層121已由此反射藍色成份)反射綠色成份182’的波長範圍。且，可任選的第三反射塗層123自入射光線183(第一及第二反射塗層121及122已反射藍色及綠色成份)反射紅色成份183’的波長範圍。由於後向反射信號也可被使用，故反射塗層121-123的使用基本上是光偵測效率的兩倍。
第3圖繪示依據本發明之一示範性實施例的結構的一側視圖。該結構涵蓋一像素單元。該像素單元的大小可以是，例如1μm x 1μm。例如，對於一12M感測器，可能有配置成一陣列的3000 x 4000個這樣的像素單元。第3圖中所示之像素單元包含兩個源極S1 、S2 ，及一汲極D。在一實施例中，每一單層石墨層111-113的接點341-343、341’-343’及341”-343”由金屬製成。如上所述者，層102包含用以形成一像素結構的放大器、邏輯及導線。該等導線在第3圖中由導線131-133來描繪。
第4圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一像素單元的一俯視圖。顯示出一單層石墨電晶體的電極S1 、D及S2 。在第4圖中所示之實施例中，該等電極是直電極。
光子對電流的轉換效率可藉由調整該像素單元之幾何形狀及結構來最佳化，例如係藉由以下步驟：
-　將電極之間的通道製造成短而寬；及/或
-　在同一像素單元中製造複數源極及汲極。
感測器中的雜訊位準可藉由將像素單元製得更小來減小。
第5圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一像素的另一俯視圖。在此實施例中，源極及汲極S1 、S2 、D1 及D2 被形成為一交叉指狀型態以有效地覆蓋像素區域。
在一示範性實施例中，感測器可以用不需要施加外部偏壓的方式(「零偏壓操作」)藉由電極的摻雜效應而被適當地施加偏壓。實際上，可以藉由使用零或非常小的源極-汲極電壓來幾乎完全消除漏流。接著，源極及汲極金屬接點的一摻雜效應所產生的電位差用以將光子產生的電子及電洞驅動到源極及汲極供進一步放大。
第6圖繪示依據本發明之一示範性實施例的接點。與每一層之源極及汲極金屬電極接觸的接點341-343在像素的邊緣。接點341-343可藉由沈積金屬及介電質651-653來逐層製造。更為詳細來說，每一單層石墨層111-113的接點341-343可藉由以下步驟來製造：首先沈積第一金屬層，將其蝕刻成所欲形狀，接著沈積介電質，蝕刻介電質；且繼續直至全部三個接點都已製成之後。從第6圖中還可以看出層102上的導線634。儘管未在第6圖中繪示，但是導線634典型地應該連接至各別接點。
第7圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一透鏡配置。通常希望入射角度低到例如避免全反射。低入射角度可藉由使用一恰當的透鏡配置來實現。第7圖繪示一微透鏡陣列，其中每一像素感測器791被一各別的微透鏡792覆蓋。微透鏡792將光子聚集到像素單元中。以此方式，一超薄微透鏡結構可使用來代替多透鏡結構。在一實施例中，微透鏡大於像素單元之通道區。以此方式，將有更多空間供例如每一像素的單層石墨電晶體電路之用。若想要入射角度在像素感測器陣列中始終是恆定的，則用於每一像素感測器的微透鏡陣列與一廣角物鏡的組合可被使用。
第8圖繪示依據本發明之另一示範性實施例的一光子感測結構。第8圖之光子感測結構對應於第1圖之光子感測結構，只是光子感測層之間的中間層吸收各別顏色成份，而非實質上反射顏色成份。
因此，在頂部，該結構包含用於所有顏色成份的抗反射塗層101。在此層下面，該結構包含由單層石墨製成的第一感測層111。
在層111下面，該結構包含用於第一種顏色成份的一吸收層821(在下文中被稱作第一吸收層821)。第一吸收層821通過其他顏色成份，但是吸收第一種顏色成份。在此實施例中，第一種顏色成份同樣是藍色。在第一吸收層821下面，該結構包含由單層石墨製成的第二感測層112。
在層112下面，該結構包含用於第二種顏色成份的一吸收層822(在下文中被稱作第二吸收層822)。第二吸收層822通過其他顏色成份，但是吸收第二種顏色成份。在此實施例中，第二種顏色成份同樣是綠色。在第二吸收層822下面，該結構包含由單層石墨製成的第三感測層113。
在層113下面，該結構可任選地包含用於第三種顏色成份的一吸收層823(第三吸收層823)。在此實施例中，第三種顏色成份同樣是紅色。然而，應指出的是，濾色器(層821-823)的順序可被選成與上文所提出者之順序不同。
在底部有層102(未在第8圖中繪示)，其包含用以形成一像素結構的放大器、邏輯及導線。在一替代實施例中，邏輯等可被置於像素單元的邊緣。吸收層821-823中所使用的材料依實施態樣而定。
就像在上述實施例中一樣，在第8圖中所提出的實施例中，對於每一顏色成份，每一單層石墨片典型地吸收2,3%左右的入射光子。第一吸收層821自入射光線881吸收藍色成份之波長範圍。第二吸收層822自入射光線882(第一吸收層821已從中吸收藍色成份)吸收綠色成份之波長範圍。且，可任選的第三吸收層823自入射光線883(第一及第二吸收層821及823已從中吸收藍色及綠色成份)吸收紅色成份之波長範圍。
在一示範性實施態樣中，層111及112中的單層石墨片的數目為十二個，且層113中的單層石墨片的數目為二十個。然而，每一層中單層石墨片的數目可更改以使性能最佳化。
關於當前實施例中的光子感測操作，類似於結合第1圖所說明者，幾乎所有入射光子(或入射光線)均進入第一感測層111。藍色成份則實際上藉由從獲自第一感測層111之信號中減去獲自第二及第三感測層112-113之信號而獲得。相應地，由於除了藍色成份之外所有顏色成份均進入第二感測層112，故綠色成份係藉由從獲自第二感測層112之信號中減去獲自第三感測層113之信號來獲得。且，紅色成份直接獲自由第三感測層113所獲得的信號。
且，若僅想得到一黑白圖像，則第一感測層111可用以在不進行計算之下獲得該黑白圖像，換言之，亮度資訊或類似者。
此外，構想還可用在其他頻率中，諸如紅外及紫外頻率。
第9圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一裝置900的一示範性方塊圖。
裝置900包含被配置成儲存包含電腦程式碼950的電腦程式或軟體的至少一非依電性記憶體940。裝置900進一步包含用以使用電腦程式碼950來控制裝置900之運作的至少一處理器920、用以藉由至少一處理器920來執行電腦程式碼950的一工作記憶體930，及用以與其他實體或裝置通訊的可任選的一輸入/輸出系統970。因此，輸入/輸出系統970，若存在的話，包含向一通訊網路及/或向另一裝置提供通訊介面的一或更多個通訊單元或模組。裝置900包含一使用者介面960讓一使用者能夠使用該裝置。
裝置980進一步包含一攝影機模組980。攝影機模組980包含示範性實施例中所描述的光子感測結構。攝影機模組980被連接至至少一處理器920。其可由至少一處理器920來控制。替代或另外地，攝影機模組980可包含控制其運作或整個裝置900之運作的其自身的處理器。視該裝置是否是容置一攝影機的一行動通訊裝置，或是，例如單純的數位攝影機而定，該裝置的結構可能偏離第9圖中所提出者。一或更多個方塊可被省略且/或一或更多個另外的方塊可被添加到一實際的實施態樣中。
第10圖是繪示依據本發明之一示範性實施例的一方法的一流程圖。在最前面的步驟(步驟1001及1002)中，該方法包含提供複數彼此疊置的光子感測層及(多個)中間層，其中該等光子感測層是由單層石墨製成。步驟1001及1002並不一定反映步驟間的任何時間順序。實際上，當該結構，例如，被製成時，步驟1001及1002可間隔地重複，使得一堆疊產生，其中光子感測層與(多個)中間層間隔。所產生的結構是使得每一中間層阻止一各別顏色成份進入緊鄰它的光子感測層(步驟1003)。一中間層可藉由吸收一顏色成份或藉由將其反射而阻止該顏色成份通過。
其他實施例：
在一示範性實施例中，上述零偏壓操作可藉由將電極之間的通道摻雜成部分是n型且部分是p型來增強。同樣，金屬接點可被選定成使得摻雜效應得以增強，也就是說，藉由選擇具有不同功函數的不同的金屬用於源極及汲極。
在一示範性實施例中，獲自像素單元的信號或資料在即將進一步傳送之前可使用任何適合的壓縮演算法來壓縮。例如，僅與相鄰單元值的差可被儲存。
在一示範性實施例中，一相關聯的雙取樣技術被使用。為了實現此目的，一量測(或轉移)電晶體可被添加到每一像素單元中。
在一示範性實施例中，放大器可藉由使用單層石墨電晶體或類似於背照式CMOS感測器的傳統CMOS技術來實施。
在不以任何限制範圍的方式來解讀或應用在下文中出現的申請專利範圍之下，本文所揭露之示範性實施例中的一或更多個示範性實施例之某些技術效果被列在下文中：一技術效果是一單一像素方案而非以平行的獨立像素感測不同波長帶。當僅有一像素需要顏色分離時，一技術效果是顏色分離相較於某些其他感測器得到改善。另一技術效果是相當均勻地吸收整個可見光譜中的光子。又一技術效果是製造一簡單的感測器結構，以及單層石墨及中間層的低材料成本。再一技術效果是單層石墨是提供某些設計優勢的一撓性材料。又一技術效果是一快速光敏反應。快速響應時間可減少功耗，且提供更多的時間來處理資料。
上述說明已藉由本發明之特定實施態樣之非限制性範例及實施例來提供實施本發明的發明者目前所設想的最佳模式的完整且資訊充足的說明。然而，熟於此技者清楚的是，本發明並不限於上文所提出的實施例之細節，而是可在不偏離本發明特徵之下以使用等效裝置的其他實施例或不同的實施例組合被實施。
若需要的話，本文所討論之不同功能可以以不同的順序及/或彼此同時執行。此外，若需要的話，上述功能中的一或更多個功能可以是任選的。
此外，此發明之上述實施例之某些特徵可在毋需對應使用其他特徵之下被利用而具有優點。因此，前述說明應被視為僅說明本發明之原理，且並不對其加以限制。因此，本發明之範圍僅受後附專利申請專利範圍的限制。
101．．．抗反射塗層
102．．．層
111．．．第一感測層/層/單層石墨層
112．．．第二感測層/單層石墨層
113．．．第三感測層/層/單層石墨層
121．．．反射塗層或層/第一反射塗層/層/反射塗層
122．．．反射塗層或層/第二反射塗層/層/反射塗層/第二反射(綠色)塗層
123．．．反射塗層/第三反射塗層/層/反射塗層/可任選的第三反射塗層
131~133、634．．．導線
181、182、183、881、882、883．．．入射光線
181’．．．藍色成份
182’．．．綠色成份
183’．．．紅色成份
341-343、341’-343’、341”-343”．．．接點
651-653．．．金屬及介電質
791．．．像素感測器
792．．．各別的微透鏡/微透鏡
821．．．吸收層/第一吸收層/層
822．．．吸收層/第二吸收層/層
823．．．吸收層/第三吸收層/層/可任選的第三吸收層
900．．．裝置
920．．．處理器
930．．．工作記憶體
940．．．非依電性記憶體
950．．．電腦程式碼
960．．．使用者介面
970．．．輸入/輸出系統
980．．．裝置/攝影機模組
1001~1003．．．步驟
S1 、S2 ．．．源極/電極
D、D1 、D2 ．．．汲極/電極
第1圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一光子感測結構；
第2圖繪示依據本發明之一示範性實施例的結構中的反射；
第3圖繪示依據本發明之一示範性實施例的結構的一側視圖；
第4圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一像素單元的一俯視圖；
第5圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一像素單元的另一俯視圖；
第6圖繪示依據本發明之一示範性實施例的接點；
第7圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一透鏡配置；
第8圖繪示依據本發明之另一示範性實施例的一光子感測結構；
第9圖繪示依據本發明之一示範性實施例的一裝置的一示範性方塊圖；以及
第10圖繪示描述依據本發明之一示範性實施例的一方法的一大致流程圖。
101．．．抗反射塗層
102．．．層
111．．．第一感測層/層/單層石墨層
112．．．第二感測層/單層石墨層
113．．．第三感測層/層/單層石墨層
121．．．反射塗層或層/第一反射塗層/層/反射塗層
122．．．反射塗層或層/第二反射塗層/層/反射塗層/第二反射(綠色)塗層
123．．．反射塗層/第三反射塗層/層/反射塗層/可任選的第三反射塗層

Claims (16)

  1. 一種用以感測光子的裝置，其包含：複數彼此疊置的光子感測層；及一介於每兩個相鄰感測層之間的中間層，該等感測層是由單層石墨製成，且每一中間層被配置成阻止光線的一各別顏色成份進入緊鄰它的該光子感測層；其中該複數光子感測層中的至少一者包含複數單層石墨子層；該裝置進一步包含連接至每個光子感測層之兩個源極及一汲極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用以感測光子的裝置，其包含被配置成透過反射一預定顏色成份來阻止該顏色成份通過的該(等)中間層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用以感測光子的裝置，其包含被配置成透過吸收一預定顏色成份來阻止該顏色成份通過的該(等)中間層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用以感測光子的裝置，其包含按照以下順序彼此疊置的以下層：一第一種顏色的一感測層、該第一種顏色的一反射層或一吸收層、一第二種顏色的一感測層、該第二種顏色的一反射層或一吸收層，及一第三種顏色的一感測層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之用以感測光子的裝置，其中該第一種顏色是藍色，該第二種顏色是綠色，且該第三種顏色是紅色。
  6. 如申請專利範圍第1-3項中任一項所述之用以感測光子的裝置，其中該裝置係選自由以下構成的群組：用於一黑白影像系統的一影像感測器，及諸如RGB編碼系統的一彩色影像系統的一影像感測器。
  7. 如申請專利範圍第1-5項中任一項所述之用以感測光子的裝置，其中一感測器像素被一各別的微透鏡覆蓋。
  8. 如申請專利範圍第1-5項中任一項所述之用以感測光子的裝置，其中該裝置是一手持式行動通訊裝置。
  9. 一種用以感測光子的方法，其包含以下步驟：提供複數彼此疊置的光子感測層；及介於每兩個相鄰感測層之間的一中間層，該等感測層是由單層石墨製成；及藉由每一中間層來阻止光線的一各別顏色成份進入緊鄰它的該光子感測層。 提供具有複數單層石墨子層的該複數光子感測層中的至少一者；以及提供連接至每個光子感測層之兩個源極及一汲極。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之用以感測光子的方法，其包含以下步驟：藉由每一中間層透過反射一各別顏色成份來阻止該顏色成份進入緊鄰它的該光子感測層。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之用以感測光子的方法，其包含以下步驟：藉由每一中間層透過吸收一各別顏色成份來阻止 該顏色成份進入緊鄰它的該光子感測層。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之用以感測光子的方法，其包含以下步驟：製造包含彼此疊置之層的一堆疊結構，其中該等層是以下順序：一第一種顏色的一感測層、該第一種顏色的一反射層或一吸收層、一第二種顏色的一感測層、該第二種顏色的一反射層或一吸收層，及一第三種顏色的一感測層。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之用以感測光子的方法，其中該第一種顏色是藍色，該第二種顏色是綠色，且該第三種顏色是紅色。
  14. 如申請專利範圍第9-11項中任一項所述之用以感測光子的方法，其包含以下步驟：提供一裝置用以在該裝置中感測顏色成份，該裝置係選自由以下構成的群組：用於一黑白影像系統的一影像感測器，及諸如RGB編碼系統的一彩色影像系統的一影像感測器。
  15. 如申請專利範圍第9-13項中任一項所述之用以感測光子的方法，其包含以下步驟：藉由一製造方法來製造該等光子感測層及該(等)中間層，該製造方法係選自由一原子層沈積方法、一化學氣相沈積方法、一旋塗方法及一射頻濺鍍方法構成的一群組。
  16. 如申請專利範圍第9-13項中任一項所述之用以感測光子的方法，其包含以下步驟：藉由一各別的微透鏡來覆蓋一感測器像素。
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