TWI758105B - 光學濾光片陣列 - Google Patents

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TWI758105B
TWI758105B TW110106312A TW110106312A TWI758105B TW I758105 B TWI758105 B TW I758105B TW 110106312 A TW110106312 A TW 110106312A TW 110106312 A TW110106312 A TW 110106312A TW I758105 B TWI758105 B TW I758105B
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喬治 Ｊ 奧肯福斯
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Abstract

一種裝置可包含放置在一基板上的一濾光片陣列。所述濾光片陣列可包含放置在所述基板上的一第一面鏡。所述濾光片陣列可包含放置在所述第一面鏡上的複數個間隔。所述複數個間隔中的一第一間隔可關聯於一第一厚度。所述複數個間隔中的一第二間隔可關聯於與該第一厚度不同的一第二厚度。對應於該第一間隔的一第一通道以及對應於該第二間隔的一第二通道可關聯於小於約10微米(µm)的一分離寬度。所述濾光片陣列可包含放置在所述複數個間隔上的一第二面鏡。

Description

光學濾光片陣列
本發明是關於一種光學濾光片陣列。
在一種光學裝置中，例如一感測元件陣列中，感測元件可關聯於一特定間隔。舉例來說，一第一感測元件可關聯於與一第二感測元件相距一特定間隔。所述感測元件可關聯於在約50微米(µm)和200µm之間的一尺寸。一對感測元件之間的所述間隔可大於約20µm。一感測元件陣列可被用於一感測系統，例如三維深度感測系統或是相似物。
根據某些可能的實施例，一種裝置可包含一濾光片陣列，其放置在一基板上。所述濾光片陣列可包含一第一面鏡，其放置在所述基板上。所述濾光片陣列可包含複數個間隔，其放置在所述第一面鏡上。所述複數個間隔中之一第一間隔可關聯於一第一厚度。所述複數個間隔中之一第二間隔可關聯於一第二厚度，所述第二厚度不同於所述第一厚度。對應於所述第一間隔的一第一通道以及對應於所述第二間隔的一第二通道可關聯於一分離寬度，所述分離寬度小於約10微米(µm)。所述濾光片陣列可包含一第二面鏡，其放置於所述複數個間隔上。
根據某些可能的實施例，一種裝置可包含一濾光片陣列，其放置在一基板上。所述濾光片陣列可包含一第一面鏡，其放置在所述基板上。所述濾光片陣列可包含一間隔，其放置在所述第一面鏡上。所述間隔可包含複數個間隔層。所述複數個間隔層中之一第一間隔層可經放置以覆蓋所述第一面鏡。所述複數個間隔層中之一第二間隔層可經放置以在所述第一間隔層上。對應於所述第一間隔層的一第一通道和對應於所述第二間隔層的一第二通道可關聯於一分離寬度，所述分離寬度小於約5微米(µm)。所述濾光片陣列可包含一第二面鏡，其放置於所述間隔上。
根據某些可能的實施例，一種裝置可包含一濾光片陣列，其放置在一基板上。所述基板可為被接合至一感測元件陣列的一玻璃基板或包含所述感測元件陣列的一矽基板。所述濾光片陣列可包含一第一面鏡，其放置在所述基板上。所述濾光片陣列可包含複數個間隔層。所述複數個間隔層中之一第一間隔層可被放置於所述第一面鏡上並且覆蓋所述感測元件陣列的一組感測元件。所述複數個間隔層中之一第二間隔層可被放置於所述第一間隔層上並且覆蓋該組感測元件的一子組。所述複數個間隔層中之一第三間隔層可被放置於所述第二間隔層上並且覆蓋感測元件的所述子組的一子組。該組感測元件中的每個感測元件可關聯於一間隔，所述間隔小於約1微米(µm)。所述濾光片陣列可包含一第二面鏡，其放置在所述複數個間隔層上。所述第二面鏡可對準於該組感測元件。
下文中範例性實施例的詳細描述參照隨附圖式。相同的元件符號在不同的圖式中可代表相同或相似的元件。
在一種光學裝置中，例如是在一感測元件陣列中，感測元件可被分隔開一特定距離。所述感測元件可關聯於約50微米(µm)到200µm之間的一尺寸。在一對感測元件之間的間隔可大於約20µm。然而，當被包含在一單一光學裝置中的感測元件之數量增加時及/或當用於光學裝置的封裝尺寸減少時，將感測元件的感測元件陣列製作成具有小於約20µm、小於約10µm、小於約1µm或是類似尺寸的間隔是有利的。揭示於本文的實施例可提供一種光學濾光片以使得感測元件的感測元件陣列具有小於一臨界值的間隔，例如小於約20µm、小於約10µm、小於約1µm或是小於相似的尺寸。
圖1A和1B是描述於本文中之基於介電質的光學濾光片塗佈的範例100的示圖。如圖1A所示，範例100包含基板110、光電二極體120、光阻層130、濾光片塗層140以及過渡區150。
關於圖1A，所述基於介電質的光學濾光片塗佈是使用一剝離製程(lift-off process)而被製造於基板110上，基板110可為一主動裝置晶圓。可基於化學性蝕刻、物理性蝕刻或是類似方法的困難性來選擇所述剝離製程。光阻層130是被放置在基板110之沒有沉積濾光片塗層140的區域上。舉例來說，基於濾光片塗層140是用來被沉積以覆蓋光電二極體120或另外類型的感測元件，光阻層130是被放置在基板110之沒有被對準於光電二極體120的部份上。在濾光片塗層140沉積於光阻層130以及基板110之對準於光電二極體120的一被曝露的部份上之後，一剝離製程被執行以移除光阻層130，其造成濾光片塗層140留在基板110之對準於光電二極體120的所述部份。然而，所述剝離製程造成過渡區150處之濾光片塗層140係關聯於一減少物理厚度的錐形邊緣。過渡區150可關聯於在濾光片塗層140之厚度的約兩倍和三倍之間的一寬度。
如圖1B中所示，在上視圖160-1和側視圖160-2中，一組光電二極體120-1和120-2可被放置於基板110中，並且可被一組濾光片塗層140-1和140-2覆蓋，使得濾光片塗層140-1重疊濾光片塗層140-2。重疊濾光片塗層140相對於分離的濾光片塗層140減少了光電二極體120-1和光電二極體120-2之間的一間距。在此案例中，濾光片塗層140是關聯於一厚度172、一光電二極體區174(例如，與一對應的光電二極體120對準的一區域)以及一功能區域176(例如，放置在所述特定濾光片塗層140的錐形邊緣之間的一區域)。光電二極體120可能關聯於一分離寬度178(例如，在光電二極體120之間的一間距)。分離寬度178可大於厚度172的三倍。在此案例中，厚度172是大於約5微米(µm)，造成分離寬度178是大於約15µm。然而，光電二極體之間的分離寬度可達到小於15µm、小於10µm、小於5µm、小於1µm或是類似尺寸是有利的。
如上文所指出的，圖1A和1B僅提供作為範例。其他範例是可能的並且可不同於關於圖1A和1B所述的內容。
圖2是描述於本文中的一基於誘發透射濾光片(induced transmission filter，ITF)的光學濾光片塗佈的一範例200的示圖。如圖2中所示，範例200包含一基板210、一光電二極體220、一光阻層230、包含金屬層240’的一濾光片塗層240以及一過渡區250。
關於圖2，金屬層240’可包含一銀(Ag)層、一鋁(Al)層或相似物。金屬層240’可被濾光片塗層240的介電質部份所囊封，其可減少暴露金屬層240’而腐蝕的可能性。在此案例中，製造濾光片塗層240以提供保護包封，濾光片塗層240的所述錐形邊緣係被製造以具有小於一臨界內角角度260，例如小於約5度。所述基於ITF的光學濾光片塗佈在厚度上可小於約1000奈米(nm)，例如約500nm，但是基於臨界內角角度260是小於約5度，過渡區250可為約10µm至20µm，其可對應於約10µm至20µm的光電二極體220之間的一間距。此可大於有利的感測元件陣列，所述感測元件陣列是包含例如光電二極體220的感測元件，其尺寸約2µm和50µm之間並且係關聯於約0.5µm和10µm之間的一間距。
如上文所述，圖2僅提供作為範例。其他範例是可能的並且可不同於關於圖2所述的內容。
圖3描述於本文中的一範例性實施例300的概觀圖。範例性實施例300圖示描述於本文中的基於單腔法比-培羅特濾光片的光學濾光片塗層，其係關聯於小於一感測元件陣列的感測元件之臨界值的一間隔，例如一間隔小於約10µm、小於約5µm、小於約1µm或是類似的尺寸。如圖3中所示，範例性實施例300包含一基板310、一組光電二極體320、一第一面鏡層330、一組間隔層340、一第二面鏡層350。光電二極體320係關聯於分離寬度360的一間隔。
在某些實施例中，基板310係關聯於一晶圓寬度，其約在50毫米(mm)和500mm之間，例如約100mm的寬度、約150mm的寬度、約200mm的寬度、約300mm的寬度、約450mm的寬度或是相似的尺寸。在某些實施例中，基板310可關聯於約50µm和1.0mm之間的一厚度。在某些實施例中，當基板310是關聯於一背照式(back-illuminated)光電二極體320時，基板310可關聯於約5µm和70µm之間、約25µm和50µm之間或是相似尺寸的一厚度，其可例如為暫時性地接合至另一厚度的一載體晶圓。
在某些實施例中，光電二極體320可關聯於約1µm和20µm之間的一寬度。在某些實施例中，一面鏡，例如第一面鏡層330或第二面鏡層350，其可關聯於約20奈米(nm)和80nm之間的一厚度。在某些實施例中，間隔層340可關聯於約15nm和300nm之間的一厚度。
關於圖3，第一面鏡層330和第二面鏡層350夾著一組間隔層340。間隔層340可使用物理氣相沉積製程、化學氣相沉積製程或是相似的製程而被沉積以改變所述組間隔層340的厚度和所形成之通道。根據改變該組間隔層340的厚度，每個光電二極體320或是另一種類型的感測元件係被曝露於對應變化的光之中心波長。藉由此方式，一光學濾光片塗層可被製造，其允許分離寬度360小於一臨界值，例如小於10µm、小於5µm、小於1µm、小於500nm或是類似的尺寸。在某些實施例中，分離寬度360可在約0.5µm和10µm之間。在某些實施例中，分離寬度360可為約150nm。
如上文所述，圖3僅提供作為範例。其他範例是可能的並且可不同於關於圖3所述的內容。
圖4A-4E是描述於本文中的範例性實施例400/400’/400”的基於單腔法比-培羅特濾光片的光學濾光片塗佈的示圖。如圖4A所示，範例實施例400包含一基板410、一組光電二極體420-1至420-4、一第一面鏡層430、一組間隔層440-1至440-4以及一第二面鏡層450。
關於圖4A，第一面鏡層430和第二面鏡層450可為使用二氧化矽(SiO2)和氫化矽(Si:H或Si_H)之層的四分之一波長堆疊。在另一範例中，所述四分之一波長堆疊可使用另一組的材料，例如另一高折射係數材料(例如，五氧化二鈮(Nb2O5)、五氧化二鉭(Ta2O5)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化鉿(HfO2)、該些之組合物或是相似物)、另一低折射係數材料(例如，氟化鎂(MgF2)或是其他相似物)或是其他相似物。在某些實施例中，一基於非氟化物的材料可為優選的以減少沉積的困難度。在某些實施例中，關聯於相對較高的有效折射率的一材料可優選的用來減少角度偏移(angle-shift)以用來減少阻擋體、面鏡或是相似物的層的數量。間隔層440可有多個間隔，其使用一個或多個氫化矽的層來製造。在另一範例中，間隔層440可包含另一材料，例如Nb2O5、Ta2O5、TiO2、HfO2、另一種類型的氧化物、該些之組合物或是相似物。第一面鏡層430及/或第二面鏡層450可被放置以對準感測元件，例如光電二極體420。
在另一範例中，如下文所述，可使用半透明金屬面鏡而不使用所述四分之一波長堆疊。舉例而言，包含銀(Ag)層的一金屬面鏡可使用於紫外(UV)-A光譜範圍、可見光光譜範圍、近紅外光光譜範圍(NIR)或是類似的範圍。相似地，包含鋁(Al)層的一金屬面鏡可使用於UV光譜範圍或是相似的範圍(約200nm至400nm的範圍)。
在某些實施例中，第一面鏡層430可包含放置在第一面鏡層430的一表面上的一阻擋層、放置在第一面鏡層430的一表面上的一保護層或是相似物。每個間隔層440是關聯於一特定厚度，所述特定厚度對應於被傳遞到對應的光電二極體420或是另一類型的感測元件的光的一特定中心波長。舉例來說，如表460所示，間隔層440-1可關聯於約96.6nm的一厚度，間隔層440-2可關聯於約115.3nm的一厚度，間隔層440-3可關聯於約131.5的一厚度以及間隔層440-4可關聯於約147.6nm的一厚度。在此案例中，每個間隔層440可使用針對每個間隔層440的一組圖案和塗佈步驟而被沉積在第一面鏡層430上。如圖所示，第二面鏡層450可被沉積在第一面鏡層430的曝露部份和間隔層440上，從而以第一面鏡層430包覆間隔層440。以此方式，光電二極體220或其他感測元件之間的間距可達到約600nm和10µm之間、小於約600nm或是相似範圍。
在某些實施例中，間隔層440可使用物理氣相沉積(PVD)製程而被沉積。舉例來說，間隔層440及/或描述於此的實施例的其他部份可使用磁控濺鍍製程、電子射束和熱蒸鍍及/或相似製程而被製造。在某些實施例中，間隔層440可使用化學氣相沉積(CVD)製程而被沉積。在某些實施例中，間隔層440的厚度可被選擇以達到光的一特定光譜範圍，例如UV光譜範圍(例如，約200nm至400nm)、可見光光譜範圍(例如，約400nm至700nm)、NIR光譜範圍(例如，約700nm至2000nm)、中波長紅外光(MWIR)光譜範圍(例如，約2µm至6µm)、低波長紅外光(low-wavelength infrared，LWIR)光譜範圍(例如，約6µm至14µm)或是相似範圍。層的厚度可相關於所期望的光譜範圍。舉例來說，對於光譜範圍約2µm至6µm或是約6µm至14µm，面鏡層430或450的厚度可為約20nm和400nm之間，間隔層440可為約15nm和1500nm之間、或是相似範圍。在某些實施例中，間隔層440可被沉積以製造一基於矽的偵測器、基於砷化銦鎵的偵測器或是相似物。在某些實施例中，間隔層440可被沉積以用於一高光譜影像感測器。在某些實施例中，間隔層440可被沉積以用於背照式感測器或是前照式感測器。
如圖4B中所示，一相似的範例實施例400’包含一基板410、一組光電二極體420-1至420-4、一第一面鏡層430、一組間隔層440-1至440-4以及一第二面鏡層450。
關於圖4B，間隔層440-1被沉積以覆蓋所有的第一面鏡層430和每個光電二極體420，以及每個其他的間隔層440被沉積於間隔層440-1上。以此方式，相對於被實施在沉積範例實施例400的間隔層440的圖案化和塗佈步驟，範例實施例400’係關聯於減少被實施以沉積間隔層440的圖案化和塗佈步驟的數量。在某些實施例中，當面鏡層，例如面鏡層430，是一金屬面鏡層(例如，基於銀之材料)時，一間隔層，例如間隔層440-1，可提供所述金屬面鏡層的一保護塗佈。在另一範例中，間隔層440-2至440-4中的每一者可被圖案化和塗佈於第一面鏡層430上，並且在沉積第二面鏡層450之前，間隔層440-1可被沉積到第一面鏡層430的被曝露部份以及間隔層440-2至440-4的每一者上。換句話說，第一間隔層440-1的整個表面是與第二面鏡層450的表面連續而不是與第一面鏡層430連續。如表460’中所示，隔層間440-2至440-4中的每一者係關聯於一特定厚度加上間隔層440-1的厚度(例如，約96.6nm)。舉例來說，間隔層440-2是關聯於約18.7nm的一額外的厚度、間隔層440-3是關聯於約34.9nm的一額外的厚度以及間隔層440-4是關聯於約51nm的一額外的厚度。
如圖4C中所示，一相似的範例實施例400”包含一基板410、一組光電二極體420-1至420-4、一第一面鏡層430、一組間隔層440-1至440-4以及一第二面鏡層450。
關於圖4C，間隔層440-1被沉積在第一面鏡層430上並且覆蓋光電二極體420-1至420-4中的每一者。相似地，間隔層440-2被沉積至間隔層440-1的一部份上並且覆蓋光電二極體420-2至420-4中的每一者。相似地，間隔層440-3被沉積至間隔層440-2的一部份上並且覆蓋光電二極體420的子組(例如，光電二極體420-3至420-4中的每一者)。相似地，間隔層440-4被沉積至間隔層440-3的一部份上並且覆蓋光電二極體420-4。以此方式，範例實施例400”減少被執行於範例實施例400中以沉積間隔層440的圖案化和塗佈步驟的數量。如表460”中所示，間隔層440-2至440-4中的每一者是關聯於一厚度加上前面的間隔層440的所述厚度。舉例來說，間隔層440-2是關聯於約18.7nm的一額外的厚度，其被沉積於間隔層440-1(例如，間隔層440-1是關聯於約96.6nm的一厚度)上，間隔層440-3是關聯於約16.2nm的一額外的厚度，其被沉積於間隔層440-2上，並且間隔層440-4是關聯於約16.1nm的一額外的厚度，其被沉積在間隔層440-3上。以此方式，在光電二極體220或是其他感測元件之間的一間隔可達到約150nm和2µm之間、小於約150nm或是相似的尺寸。
如圖4D中所示，圖表470代表相關於範例實施例400/400’/400”的通道之一組光學特徵。舉例來說，對於關聯於間隔層440-1和光電二極體420-1的第一通道來說，間隔層440-1的厚度造成約795nm的中心波長。相似地，對於關聯於間隔層440-2和光電二極體420-2的第二通道來說，間隔層440-2的厚度造成約870nm的中心波長。相似地，對於關聯於間隔層440-3和光電二極體420-3來說，間隔層440-3的厚度造成約935nm的中心波長。相似地對於關聯於間隔層440-4和光電二極體420-4的第四通道來說，間隔層440-4的厚度造成約1000nm的中心波長。雖然已於本文中以特定組合的中心波長的方式描述，然而其他的中心波長是可能的並且可不同於關於圖4D所述的內容。
如圖4E中所示，圖表480代表相關於範例實施例400/400’/400”的一組物理特徵。舉例來說，一面鏡，例如是面鏡層430或面鏡層450，可關聯於約40nm和500nm之間的一厚度。相似地，一間隔層，例如是間隔層440-4，可關聯於約147.61nm的一厚度。在某些實施例中，面鏡層，例如是面鏡層430或是面鏡層450，可關聯於多層。舉例來說，面鏡層可包含Si:H層、SiO2層…等等。
如上文中所述，圖4A-4E僅提供作為範例。其他範例是可能的並且可不同於關於圖4A-4E所述的內容。
圖5A-5E是描述於本文中的用於一深度感測系統之一光學濾光片塗佈的範例性實施例500的示圖。如圖5A中所示，範例實施例500包含一基板510(例如，氮化矽(S3N4)或是其他範例SiO2或Si)、一組氧化鋅(ZnO)層520-1至520-4、一組銀(Ag)層530-1至530-2、一組鈦鈮氧化物(NbTiOx)層540-1至540-3以及一組二氧化矽(SiO2)層550-1至550-2。在某些實施例中，範例性實施例500的所述光學濾光片塗佈可為法比-培羅特光學濾光片。在某些實施例中，另一範例可包含一透明基板510，其被接合至一感測器裝置。
關於圖5A，ZnO層520每一者可關聯於約1.5nm的一厚度。Ag層530為包覆一組由NbTiOx 540-1所形成的間隔層的一組半透明金屬面鏡，且是關聯於約40nm的一厚度。NbTiOx 540-1可對應於圖4A-4C中的所述間隔440，其造成對應於所期望的一間隔厚度的NbTiOx 540-1之不同的厚度。如表560中所示，NbTiOx 540-1可形成用於影像感測的可見光偵測的一組三個通道(例如，紅色/綠色/藍色(RGB)光)以及用於深度感測(例如，三維深度感測)的一第四通道(例如，IR和藍光)。整體上，所述四個通道可對應於如圖4A-4C中所示的間隔440-1到440-4。用於藍色可見光偵測的一第一通道可關聯於約44.8nm的一總厚度，用於綠色可見光偵測的一第二通道可關聯於約60.5nm的一總厚度，用於紅色可見光偵測的一第三通道可關聯於約82.9nm的一總厚度，以及用於IR和藍光偵測(即深度偵測)的所述第四通道可關聯於約134.5nm的一總厚度。在某些實施例中，NbTiOx 540-1的層可被沉積為如圖4A-4C中所示的形式。舉例來說，每個通道可為分別的濾光片層堆疊，每個通道可共用一共同第一濾光片層，每個通道可被沉積在一先前所沉積的濾光片層的一部份上或是相似物。在此案例中，對於每個通道共同沉積至少一層，如圖4B和4C中所示，可以藉由提供一保護層可提升Ag層530的耐久性。
進一步關於圖5A，NbTiOx層540-2可關聯於約50nm的一厚度、SiO2層550-1可關聯於約18nm的一厚度、NbTiOx層540-3可關聯於約16nm的一厚度以及SiO2層550-2可關聯於約101nm的一厚度。層540-2、550-1、540-3和550-2可集體地形成用於感測元件的一抗反射塗佈，該感測元件埋置於基板510中或是放置於基板510上。
如圖5B中所示，圖表570代表與範例性實施例500的通道相關的一組光學特徵。舉例來說，關聯於紅色可見光感測的所述第一通道是關聯於約620nm的一中心波長。相似地，關聯於綠色可見光感測的所述第二通道是關聯於約520nm的一中心波長。相似地，關聯於藍色可見光感測的所述第三通道是關聯於約450nm的一中心波長。相似地，關聯於深度感測(例如，藍光和IR光感測)的所述第四通道是關聯於約450nm(藍光)和850nm(IR光)的中心波長。雖然已於本文中以特定組合的中心波長的方式描述，然而其他的中心波長是可能的並且可不同於關於圖5B所述的內容。
如圖5C中所示，圖表580代表關於範例實施例500的一感測元件的感測元件陣列。舉例來說，所述感測元件陣列(例如，互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術、電荷耦合裝置(CCD)技術或是相似技術)包含一組第一通道(例如，紅光通道，以R代表)、一組第二通道(例如，綠光通道，以G代表)、一組第三通道(例如，藍光通道，以B代表)以及一組第四通道(例如，IR和藍光通道，以IR/B代表)。在此案例中，用於所述感測元件陣列的間隔層藉由沉積每個間隔層在先前的間隔層的一部分上而被製造，如本文中關於圖4C的描述。如此造成所述IR/B通道具有相對於其他通道之約51.6nm的最厚的厚度。根據此厚度，所述感測元件陣列中的感測元件的間隔可為約150nm。
在某些實施例中，所述感測元件可為背照式感測元件，其相對於其他組態的感測元件而提供改善的量子效率和光譜響應重現性。在某些實施例中，介電質阻擋體可被應用於所述IR/B通道而具有約750nm的厚度，造成約2µm的間隔。雖然本文中所描述的就特定圖案而言是用於安排四個光譜範圍的通道，也可以使用其他圖案及/或其他數量的通道。舉例來說，雖然元件符號580代表具有64個通道的感測元件陣列，描述於本文的實施例可利用其他低於臨界值數量的通道，例如低於或是等於64通道(例如，64通道、63通道、62通道…2通道…等等)、低於或是等於32通道、低於或是等於16通道、低於或是等於8通道、低於或是等於4通道或是類似的數量。在另一範例中，可包含其他數量的感測元件(即像素)。舉例來說，描述於本文中的實施例可用於約1千萬像素和4千萬像素之間的像素數、約25萬像素和4千萬像素之間的像素數或是相似的像素數。此外或是可選地，描述於本文中的實施例可用於大於約25萬像素、大於約1百萬像素、大於約4百萬像素、大於約2千萬像素或是相似的像素數。
關於圖5D，圖表590和590’被提供以辨別關於感測元件的角度偏移的範例性光學特徵。圖表590和590’顯示感測元件的角度偏移。舉例來說，圖表590可關聯於使用混合間隔組態的用於近紅外光的濾光片(例如，約44.8nm鈮鈦氧化物(NbTiOx)以及約42nm Si:H間隔)。在另一範例中，所述混合間隔組態可包含其他的第一材料(例如，其他的氧化物)作為一或多個第一層以及其他的第二材料作為一或多個第二層。圖表590可關聯於一光學濾光片，所述光學濾光片使用描述於圖5E中的一組塗佈，所述組塗佈由圖表595所示。圖表590’可關聯於使用相似於範例實施例500的間隔組態。圖表590’可關聯於一光學濾光片，所述光學濾光片使用描述於圖5E中的一組塗佈，所述組塗佈由圖表595’所示。如圖5E中所示，圖表590的所述光學濾光片和圖表590’的所述光學濾光片是關聯於用於紅色通道、綠色通道和藍色通道的相似疊層，但是關聯於與用於NIR通道的不同疊層。舉例來說，如本文中所述，圖表590的所述光學濾光片是關聯於氫化矽層，所述氫化矽層阻隔第二階峰值。
如圖5D中所示，在所述NIR(例如，約850nm)光譜中，在從入射角度(angle of incidence (AOI)) 0度到AOI 30度的偏移時，關聯於圖表590的接收NIR光的所述光學濾光片的感測元件相對於關聯於圖表590’的所述光學濾光片的感測元件展現出減少的角度偏移以及改善的透射率。相同地，在所述藍光光譜範圍(例如，約450nm)中，在從AOI 0度到AOI 30度的偏移時，使用圖表590的所述光學濾光片的感測元件相對於使用圖表590’的所述光學濾光片的感測元件角度偏移是減少的並且透射率被改善。再者，如圖中所示，對於使用圖表590的光學濾光片的感測元件而言，不需要阻擋體來壓制第二階峰值。
如上文中所述，圖5A-5E僅提供作為範例。其它範例為可能的並且可不同於關於圖5A-5E所述的內容。
以此方式，被製造用於感測元件陣列的光學濾光片可具有小於約10µm、5µm、1µm、500nm、200nm、150nm的間隔或是類似的間隔。此外，所述光學濾光片相對於其他類型的光學濾光片可關聯於減少角度偏移和改善的透射率。
前文中的揭示提供說明和揭露，但是不企圖詳盡的描述或是限定所述實施例為所揭露的精確形式。遵照上面的本揭示內容可以進行修正和變化，或者，可以從該些施行方式的實行中獲得修正和變化。
於本文中所使用的用語組件是意欲被廣泛地解釋為硬體、韌體及/或硬體和軟體的組合。
某些描述於本文中的實施例與臨界值有關。如本文中所使用的，滿足一臨界值可以指一數值大於該臨界值、多於該臨界值、高於該臨界值、大於等於該臨界值、小於該臨界值、少於該臨界值、低於該臨界值、小於等於該臨界值、等於該臨界值等。
描述於本文中的系統及/或方法明顯的可藉由硬體、韌體或硬體和軟體的組合的不同的形式來實施。用於實現所述系統及/或方法的實際專用控制硬體或軟體代碼不限於實施例。因此，所述系統及/或方法的操作和表現在此被描述而不參照特定的軟體代碼，將理解的是，軟體和硬體可被設計以實現根據本文所描述的所述系統和方法。
即使在申請專利範圍中敘述及/或在說明書中揭示多項特點的特殊組合，此些組合仍沒有限制可能施行方式之揭示內容的意圖。事實上，許多此些特點可以沒有在申請專利範圍中明確敘述及/或在說明書中揭示的方式組合。下面所列的每一附屬項雖然可能僅直接依附於其中一申請專利範圍；不過，可能施行方式的揭示內容則包含結合該申請專利範圍組之中的其它申請專利範圍的每一附屬項。
除非另外明確說明；否則，本文中所使用的元件、動作、或指令不應被視為關鍵或必須的。另外，如本文中的用法，冠詞「一」有包含一或更多個項目的用意，並且可以和「一或更多個」互換使用。再者，如本文中的用法，「組」一詞有包含一或更多個項目的用意(舉例來說，相關項目、不相關項目、相關項目的組合、不相關項目的組合等)，並且可以和「一或更多個」互換使用。當為僅係其中一個項目的用意時，會使用「其中一」或雷同語言。另外，如本文中的用法，「具有」或類似語詞有開放性語詞的用意。進一步言之，除非另外明確敘述；否則，「以…為基礎」一詞有「至少部分以…為基礎」的用意。
100:範例 110:基板 120、120-1、120-2:光電二極體 130:光阻層 140、140-1、140-2:濾光片塗層 150:過渡區 160-1:上視圖 160-2:側視圖 172:厚度 174:光電二極體區 176:功能區域 178:分離寬度 200:範例 210:基板 220:光電二極體 230:光阻層 240:光學濾光片塗層 240’:金屬層 250:過渡區 260:臨界內角角度 300:範例性實施例 310:基板 320:一組光電二極體 330:第一面鏡層 340:一組間隔層 350:第二面鏡層 360:分離寬度 400、400’、400”:範例性實施例 410:基板 420、420-1、420-2、420-3、420-4:光電二極體 430:第一面鏡層 440、440-1、440-2、440-3、440-4:間隔層 450:第二面鏡層 460、460’、460”:表 470:圖表 480:表 500:範例性實施例 510:基板 520-1、520-2、520-3、520-4:氧化鋅層 530-1、530-2:銀層 540-1、540-2、540-3:鈦鈮氧化物層 550-1、550-2:二氧化矽層 560:表 570:圖表 580:圖表 590、590’:圖表 595、595’:圖表
[圖1A和1B]是描述於本文中的一基於介電質的光學濾光片塗佈的一範例的示圖；
[圖2]是描述於本文中的一基於誘發透射濾光片(induced transmission filter，ITF)的光學濾光片塗佈的一範例的示圖；
[圖3]是描述於本文中的一範例性實施例的概觀圖；
[圖4A-4E]是描述於本文中的一範例性實施例的光學濾光片塗佈的示圖；以及
[圖5A-5E]是描述於本文中的用於一深度感測系統之一範例性實施例的光學濾光片塗佈的示圖。
300:範例性實施例
310:基板
320:一組光電二極體
330:第一面鏡層
340:一組間隔層
350:第二面鏡層
360:分離寬度

Claims (20)

  1. 一種光學裝置，其包括：濾光片陣列，其放置在基板上，所述基板是被接合至感測元件陣列的玻璃基板或包含所述感測元件陣列的矽基板；以及所述濾光片陣列包含：第一面鏡層，其放置在所述基板上，複數個間隔層，所述複數個間隔層中的第一間隔層，其放置至所述第一面鏡層上且覆蓋所述感測元件陣列中的一組感測元件，所述複數個間隔層中的第二間隔層，其放置至所述第一間隔層上且覆蓋該組感測元件的一子組感測元件，以及所述複數個間隔層中的第三間隔層，其放置至所述第二間隔層上且覆蓋該子組感測元件的一子組感測元件，該組感測元件中的每個感測元件關聯是於小於約1微米(μm)的間隔，以及第二面鏡層，其放置在所述複數個間隔層上，其中所述第二面鏡層與該組感測元件對準，其中所述第一面鏡層和所述第二面鏡層包括金屬面鏡，並且所述濾光片陣列具有錐形邊緣。
  2. 如請求項1所述之光學裝置，其中該組感測元件包括：互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術或電荷耦合裝置(CCD)技術。
  3. 如請求項1所述之光學裝置，其中所述複數個間隔層中的第四 間隔層放置至所述第三間隔層上且覆蓋該子組感測元件的所述子組感測元件的一子組。
  4. 如請求項3所述之光學裝置，其中所述裝置是紅-綠-藍-紅外線和藍(RGB、IR/B)深度感測系統，所述紅-綠-藍-紅外線深度感測系統包含由所述複數個間隔層所形成的一組紅通道、一組綠通道、一組藍通道以及一組紅外線通道。
  5. 如請求項4所述之光學裝置，其中該組紅外線通道是關聯於混合間隔組態，所述混合間隔組態包含一個或多個基於鈮鈦氧化物(NbTiOx)的層以及一個或多個基於氫化矽(Si：H)的層。
  6. 如請求項1所述之光學裝置，其中該組感測元件包括一組光電二極體。
  7. 如請求項1所述之光學裝置，其中所述第二間隔層覆蓋超過一半的該組感測元件。
  8. 如請求項1所述之光學裝置，其中所述第三間隔層覆蓋一半的該組感測元件。
  9. 如請求項1所述之光學裝置，其中所述第二間隔層的厚度大於所述第一間隔層的厚度。
  10. 如請求項1所述之光學裝置，其中所述第三間隔層的厚度大於所述第二間隔層的厚度。
  11. 如請求項1所述之光學裝置，其中該組感測元件包括第一感測元件和第二感測元件，以及其中所述第一感測元件和該第二感測元件之間的間距是在約150nm和2μm之間。
  12. 如請求項1所述之光學裝置，其中所述第一面鏡層或所述第二面鏡層中的一或多個關聯於在約40nm和500nm之間的厚度。
  13. 如請求項1所述之光學裝置，其中所述第一面鏡層或所述第二面鏡層中的一或多個包括多個面鏡層。
  14. 一種濾光片陣列，其包括：面鏡層，其放置在包括複數個感測元件的基板上；第一間隔層，其放置在所述面鏡層上且覆蓋所述複數個感測元件中的第一數量的感測元件；和第二間隔層，其放置在所述第一間隔層上且覆蓋所述複數個感測元件中的第二數量的感測元件，所述第二數量的感測元件不同於所述第一數量的感測元件，其中所述面鏡層包括金屬面鏡，並且所述濾光片陣列具有錐形邊緣。
  15. 如請求項14所述之濾光片陣列，其進一步包括：不同面鏡層，其放置在所述第二間隔層上方。
  16. 如請求項15所述之濾光片陣列，其中所述面鏡層和所述不同面鏡層覆蓋所述複數個感測元件中的所有感測元件。
  17. 如請求項14所述之濾光片陣列，其中所述第一數量的感測元件是所述複數個感測元件中的所有感測元件，以及其中所述第二數量的感測元件是所述複數個感測元件中的一半或更多感測元件，並且少於所述複數個感測元件中的所有感測元件。
  18. 如請求項14所述之濾光片陣列，其進一步包括：第三間隔層，其放置至所述第二間隔層上並且覆蓋所述複數個感測元件中的第三數量的感測元件，所述第三數量的感測元件不同於所述第一數量的感測元件和所述第二數量 的感測元件。
  19. 一種光學裝置，其包括：第一面鏡層，其覆蓋複數個感測元件；第一間隔層，其沉積至所述第一面鏡層上且覆蓋所述複數個感測元件中的所有感測元件；第二間隔層，其沉積至所述第一間隔層的一部分上且覆蓋所述複數個感測元件中的一半或更多感測元件；以及第二面鏡層，其放置在所述第二間隔層上方，其中所述第一面鏡層和所述第二面鏡層包括金屬面鏡，並且所述第一面鏡層和所述第二面鏡層具有錐形邊緣。
  20. 如請求項19所述之光學裝置，其進一步包括：第三間隔層，其沉積至所述第二間隔層的一部分上且覆蓋所述複數個感測元件中的一半或更少感測元件，其中所述第三間隔層是在所述第二間隔層和所述第二面鏡層之間。
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