TWI776471B - 用於製造光學濾光器之方法及光學裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種光學濾光器、一種包含該光學濾光器之感測器裝置及一種製造該光學濾光器之方法。該光學濾光器包含交替堆疊之一或多個介電層及一或多個金屬層。該等金屬層固有地受該等介電層保護。特定言之，該等金屬層具有被該等介電層之一或多者保護性地覆蓋之錐形邊緣。

Description

用於製造光學濾光器之方法及光學裝置

本發明係關於一種金屬介電光學濾光器、一種包含此一光學濾光器之感測器裝置及一種製造此一光學濾光器之方法。

光學感測器在光學感測器裝置(諸如影像感測器、環境光感測器、近接感測器、色相感測器及UV感測器)中用來將光學信號轉換成電信號，從而允許光學信號之偵測或影像捕捉。一光學感測器通常包含一或多個感測器元件及安置於該一或多個感測器元件上之一或多個光學濾光器。

例如，一彩色影像感測器包含安置成一陣列(即，一彩色濾光器陣列(CFA))之複數個彩色濾光器。CFA包含具有不同彩色通帶之不同類型的彩色濾光器，例如紅色、綠色及藍色(RGB)濾光器。

習知地，使用染料形成之吸收濾光器係用作彩色濾光器。不幸的是，此等基於染料的彩色濾光器具有相對寬的彩色通帶，從而導致較不閃亮的色彩。替代地，由堆疊式介電層形成之二向色濾光器(即，干擾濾光器)可用作彩色濾光器。此等全介電彩色濾光器具有較高的透射級及較窄的彩色通帶，從而導致較明亮及較閃亮的色彩。然而，全介電彩色濾光器之彩色通帶經歷伴有入射角變化之相對大的中心波長偏移，從而導致非期 望的色彩偏移。

此外，全介電彩色濾光器通常包含大量堆疊式介電層且係相對較厚。因此，全介電彩色濾光器係昂貴的且難以製造。特定言之，全介電彩色濾光器難以進行化學蝕刻。因此，較佳的是將剝離製程用於圖案化。用於圖案化CFA中之全介電彩色濾光器之剝離製程之實例在1992年6月9日發佈之Hanrahan之美國專利第5,120,622號中、在1998年1月27日發佈之Buchsbaum之美國專利第5,711,889號中、在2001年5月29日發佈之Edlinger等人之美國專利第6,238,583號中、在2003年10月28日發佈之Buchsbaum等人之美國專利第6,638,668號中及在2010年1月19日發佈之Buchsbaum等人之美國專利第7,648,808號中揭示。然而，剝離製程通常限於濾光器間隔為濾光器高度之約兩倍，從而難以達成適於較小的彩色影像感測器之全介電CFA。

除透射彩色通帶中之可見光外，基於染料的彩色濾光器及全介電彩色濾光器兩者亦透射紅外(IR)光，其造成雜訊。因此，一彩色影像感測器通常亦包含安置於CFA上之一IR阻斷濾光器。IR阻斷濾光器亦用於在可見光譜範圍中操作之其他光學感測器裝置。習知地，由有色玻璃形成之吸收濾光器或由堆疊式介電層形成之二向色濾光器係用作IR阻斷濾光器。替代地，由堆疊式金屬及介電層形成之誘導透射濾光器可用作IR阻斷濾光器。金屬介電IR阻斷濾光器之實例在1997年7月15日發佈之Sakamoto等人之美國專利第5,648,653號中及在2006年11月7日發佈之Ockenfuss等人之美國專利第7,133,197號中揭示。

為了避免一IR阻斷濾光器之使用，由堆疊式金屬及介電層形成之誘導透射濾光器可用作彩色濾光器。金屬介電光學濾光器(諸如金屬介電彩 色濾光器)固有地進行IR阻斷。通常，金屬介電彩色濾光器具有相對窄的彩色通帶，其不會使波長明顯偏移但伴有入射角變化。此外，金屬介電彩色濾光器通常遠薄於全介電彩色濾光器。金屬介電彩色濾光器之實例在1990年12月25日發佈之McGuckin等人之美國專利第4,979,803號中、在2000年2月29日發佈之Wang之美國專利第6,031,653號中、在2009年12月10日公開之Gidon等人之美國專利申請案第2009/0302407號中、在2011年8月25日公開之Grand之美國專利申請案第2011/0204463號中及在2012年4月12日公開之Gidon等人之美國專利申請案第2012/0085944號中揭示。

通常，金屬介電光學濾光器(諸如金屬介電彩色濾光器)中之金屬層係銀層或鋁層，其等在環境中係不穩定的且在暴露於甚至少量水或硫時亦會變質。化學蝕刻銀層將銀層之邊緣暴露於環境，從而使其變質。因此，在多數例項中，CFA中之金屬介電彩色濾光器係藉由僅調整介電層之厚度以選擇用於金屬介電彩色濾光器之不同彩色通帶而圖案化。換言之，需要具有不同彩色通帶之不同類型的金屬介電彩色濾光器具有彼此數目相同的銀層及彼此厚度相同的銀層。不幸的是，此等要求嚴重限制用於金屬介電彩色濾光器之可能光學設計。

本發明提供不具有此等要求之金屬介電光學濾光器，其等尤其適用於影像感測器及其他感測器裝置，諸如環境光感測器、近接感測器、色相感測器及UV感測器。

據此，本發明係關於一種安置於一基板上之光學濾光器，其包括：一或多個介電層；及一或多個金屬層，其等係在基板上與該一或多個介電層交替堆疊，其中該一或多個金屬層之各者具有一錐形邊緣，該錐形邊緣 在光學濾光器之一周邊處沿著該金屬層之一整個周邊延伸且沿著該金屬層之該整個周邊被該一或多個介電層之至少一者保護性地覆蓋。

本發明亦係關於一種感測器裝置，其包括：一或多個感測器元件；及一或多個光學濾光器，其等安置於該一或多個感測器元件上，其中該一或多個光學濾光器之各者包含：一或多個介電層；及一或多個金屬層，其等係與該一或多個介電層交替堆疊，其中該一或多個金屬層之各者具有一錐形邊緣，該錐形邊緣在光學濾光器之一周邊處沿著該金屬層之一整個周邊延伸且沿著該金屬層之該整個周邊被該一或多個介電層之至少一者保護性地覆蓋。

本發明進一步係關於一種製造一光學濾光器之方法，該方法包括：提供一基板；將一光阻層塗覆至基板上；圖案化光阻層以使基板之一濾光器區露出，藉此在濾光器區周圍的圖案化光阻層中形成一懸伸部；將一多層堆疊沈積至圖案化光阻層及基板之濾光器區上，該多層堆疊包含與一或多個介電層交替堆疊之一或多個金屬層；移除圖案化光阻層及圖案化光阻層上之多層堆疊之一部分，使得留在基板之濾光器區上的多層堆疊之一部分形成光學濾光器，其中光學濾光器中之一或多個金屬層之各者具有一錐形邊緣，該錐形邊緣在光學濾光器之一周邊處沿著該金屬層之一整個周邊延伸且沿著該金屬層該整個周邊被該一或多個介電層之至少一者保護性地覆蓋。

100:光學濾光器

101:光學濾光器之周邊

102:光學濾光器之中心部分

103:多層堆疊

110:基板

120:介電層

130:金屬層

131:錐形邊緣

140:光阻層

141:懸伸部

150:保護塗層

200:光學濾光器

210:基板

220:介電層

230:金屬層

231:錐形邊緣

260:腐蝕抑制層

300:光學濾光器

310:基板

570:紅色濾光器之透射光譜

571:綠色濾光器之透射光譜

572:藍色濾光器之透射光譜

573:適光濾光器之透射光譜

574:適光濾光器之透射光譜

680:RGB濾光器集之色域

681:基於染料的RGB濾光器集之色域

682:紅色濾光器之色軌

683:全介電紅色濾光器之色軌

684:適光濾光器之色軌

700:光學濾光器

711:感測器元件

790:感測器裝置

800:光學濾光器

804:光學濾光器

811:感測器元件

890:感測器裝置

900:光學濾光器

903:塗層

910:基板

940:光阻層

1000:光學濾光器

1003:非連續塗層

1041:懸伸部

1042:頂層/頂部光敏層

1043:底層/底部釋放層

1100:光學濾光器

1103:塗層

1121:頂部介電層

1141:懸伸部

1142:頂部光敏層

1143:底層/底部釋放層

1370:UVA濾光器之透射光譜

1371:UVA濾光器之透射光譜

1372:UVB濾光器之透射光譜

1373:UVB濾光器之透射光譜

1374:220nm中心濾光器之透射光譜

1375:220nm中心濾光器之透射光譜

1470:適光濾光器之透射光譜

1471:適光濾光器之透射光譜

1472:適光回應曲線

1500:第一光學濾光器

1505:第二光學濾光器

1511:第一感測器元件

1512:第二感測器元件

1513:接合墊

1590:感測器裝置

1600:光學濾光器

1604:光學濾光器

1605:第二光學濾光器

1606:第一光學濾光器

1611:第一感測器元件

1612:第二感測器元件

1690:感測器裝置

d:濾光器間隔

h:濾光器高度

w:濾光器寬度

將參考隨附圖式更詳細描述本發明，其中：圖1A係一光學濾光器之一第一實施例之一橫截面之一示意圖；圖1B至圖1G係製造圖1A之光學濾光器之一方法中之步驟之示意圖； 圖2係一光學濾光器之一第二實施例之一橫截面之一示意圖；圖3係複數個光學濾光器之一橫截面之一示意圖；圖4A係一例示性紅色濾光器之層號、材料及厚度之一表格；圖4B係一例示性綠色濾光器之層號、材料及厚度之一表格；圖4C係一例示性藍色濾光器之層號、材料及厚度之一表格；圖4D係一例示性適光濾光器之層號、材料及厚度之一表格；圖5A及圖5B係圖4A至圖4C之例示性紅色、綠色及藍色濾光器之透射光譜之圖；圖5C係圖4D之例示性適光濾光器之成0°至60°之入射角之透射光譜之一圖；圖6A係圖4A至圖4C之例示性紅色、綠色及藍色(RGB)濾光器集及一習知的基於染料的RGB濾光器集之色域之一圖；圖6B係圖4A之例示性紅色濾光器及一習知的全介電紅色濾光器之成0°至60°之入射角之色軌之一圖；圖6C係圖4D之例示性適光濾光器之成0°至60°之入射角之一色軌之一圖；圖7係一感測器裝置之一第一實施例之一橫截面之一示意圖；圖8係一感測器裝置之一第二實施例之一橫截面之一示意圖；圖9A及圖9B係沈積於一圖案化光阻層及一基板上之一連續塗層之一橫截面之掃描電子顯微照片；圖9C係由圖9A及圖9B之連續塗層形成之一光學濾光器之一俯視圖之一光學顯微照片，其展示在暴露於高濕度及高溫之後之腐蝕；圖10係沈積於一圖案化光阻層及一基板上之一非連續塗層之一橫截 面之一掃描電子顯微照片；圖11A及圖11B係沈積於一圖案化光阻層及一基板上之一非連續塗層之一橫截面之掃描電子顯微照片，該圖案化光阻層具有一較厚的底部釋放層及一較大的懸伸部；圖12係例示性紫外線A(UVA)、紫外線B(UVB)及220nm中心濾光器之層號、材料及厚度之一表格；圖13A係圖12之例示性UVA濾光器之成0°至60°之入射角之透射光譜之一圖；圖13B係圖12之例示性UVB濾光器之成0°至60°之入射角之透射光譜之一圖；圖13C係圖12之例示性220nm中心濾光器之成0°至60°之入射角之透射光譜之一圖；圖14係一例示性適光濾光器之成0°至60°之入射角之透射光譜之一圖；圖15A係一感測器裝置之一第三實施例之一橫截面之一示意圖；圖15B係圖15A之感測器裝置之一俯視圖之一示意圖；圖15C係圖15A之感測器裝置之一替代佈局之一俯視圖之一示意圖；及圖16係一感測器裝置之一第四實施例之一俯視圖之一示意圖。

本發明提供一種具有受保護金屬層之金屬介電光學濾光器，其尤其適用於一感測器裝置，諸如一影像感測器、一環境光感測器、一近接感測器、一色相感測器或一紫外線(UV)感測器。光學濾光器包含交替堆疊之 一或多個介電層及一或多個金屬層。金屬層係固有地受介電層保護。特定言之，金屬層具有被該等介電層之一或多者保護性地覆蓋的錐形邊緣。據此，金屬層具有增加之抗環境降解性，從而導致一在環境中更耐用的光學濾光器。

在一些實施例中，一或多個介電層及一或多個金屬層堆疊而無任何中間層。參考圖1A，安置於一基板110上之光學濾光器100之一第一實施例包含交替堆疊之三個介電層120及兩個金屬層130。金屬層130各安置於兩個介電層120之間且相鄰於其，且藉此免受環境之害。介電層120及金屬層130係不具有形成於其中之任何微結構之連續層。

金屬層130在光學濾光器100之一周邊101處具有錐形邊緣131。換言之，金屬層130之厚度貫穿光學濾光器100之一中心部分102係實質上均勻，但在光學濾光器100之周邊101處厚度逐漸減小。錐形邊緣131在光學濾光器100之周邊101處沿金屬層130之整個周邊延伸。同樣地，介電層120之厚度貫穿光學濾光器100之中心部分102係實質上均勻，但在光學濾光器100之周邊101處厚度逐漸減小。據此，光學濾光器100之中心部分102之高度係實質上均勻，然而光學濾光器100之周邊101係傾斜的。換言之，光學濾光器100具有一實質上平坦的頂部及傾斜側面。通常，光學濾光器100之側面係以小於約45°之一角度自水平面傾斜。較佳地，光學濾光器100之側面係以小於約20°之一角度自水平面傾斜，更佳地以小於約10°之一角度自水平面傾斜。

有利地，金屬層130之錐形邊緣131不暴露於環境。相反，金屬層130之錐形邊緣131係沿金屬層130之整個周邊被介電層120之一或多者保護性地覆蓋。一或多個介電層120藉由阻止硫及水擴散至金屬層130中而抑制 金屬層130之環境降解，例如腐蝕。較佳地，金屬層130實質上被介電層120囊封。更佳地，金屬層130之錐形邊緣131被相鄰介電層120保護性地覆蓋，且金屬層130實質上被相鄰介電層120囊封。在一些例項中，一頂部介電層120(即，光學濾光器100頂部處之一介電層120)保護性地覆蓋下方所有金屬層130之錐形邊緣131。

參考圖1B至圖1G，可藉由一剝離製程製造光學濾光器100之第一實施例。特別參考圖1B，在一第一步驟中，提供基板110。特別參考圖1C，在一第二步驟中，將一光阻層140塗覆至基板110上。通常，光阻層140係藉由旋塗或噴塗而塗覆。

特別參考圖1D，在一第三步驟中，光阻層140經圖案化以使其中待安置光學濾光器100之基板110之一區(即，一濾光器區)露出。基板110之其他區保持被圖案化光阻層140覆蓋。通常，光阻層140係藉由首先透過一遮罩將覆蓋基板110之濾光器區之光阻層140之一區暴露於UV光且接著藉由使用一合適顯影劑或溶劑使光阻層140之暴露區顯影(即，蝕刻其)而圖案化。

光阻層140係以一懸伸部141(即，一底切)形成於濾光器區周圍的圖案化光阻層140中之一方式圖案化。通常，懸伸部141係藉由例如藉使用一合適溶劑使光阻層140之一頂部部分化學改質使得頂部部分顯影比光阻層140之一底部部分慢而形成。替代地，懸伸部141可藉由將一雙層光阻層140(其由顯影較慢之一頂層及顯影較快之一底層組成)塗覆至基板100而形成。

懸伸部141應足夠大以確保隨後沈積於圖案化光阻層140及基板110上之塗層(即，多層堆疊103)自基板110至圖案化光阻層140係不連續的，如 圖1E中所示。懸伸部141通常大於2μm，較佳地大於4μm。一般言之，塗層應不覆蓋圖案化光阻層140之側面。

參考圖9A及圖9B，當塗層903在基板910及圖案化光阻層940上係連續時，在光阻層940與其上塗層903之部分之後續剝離期間，塗層903在圖案化光阻層940之底部邊緣處破裂，從而將由塗層903形成之光學濾光器之邊緣(特定言之光學濾光器之金屬層之邊緣)暴露於環境。不幸的是，對於一含銀之光學濾光器900而言，暴露邊緣易受環境攻擊之影響(例如，當暴露於高濕度及高溫時)，從而導致腐蝕，如圖9C中所示。

參考圖10，在提供一非連續塗層1003之一實施例中，光阻層具有一雙層結構，且包含一頂層1042及一底層1043。頂層1042係光敏的且可藉由選擇性地暴露於UV光而圖案化。底層1043通常係非光敏的且充當一釋放層。光阻劑之合適實例包含用於頂部光敏層1042之AZ電子材料nLOF 2020及用於底部釋放層1043之Microchem Corp.LOR 10 B。

當光阻層顯影時，懸伸部1041之幅度受顯影時間控制。在圖10中，顯影時間經選擇以提供約3μm之一懸伸部1041。較佳地，底部釋放層1043之厚度大於約500nm，且懸伸部1041大於約2μm。為了確保乾淨的剝離(即，沈積塗層1003不破裂之剝離)，塗層1003之厚度通常應小於底部釋放層1043之厚度之約70%。在圖10中，底部釋放層1043之厚度係約800nm，頂部光敏層1042之厚度係約2μm，且塗層之厚度係約500nm。懸伸部1041下方的光學濾光器1000之側面係以約10°之一角度傾斜。

參考圖11，在一些例項中，使用一較厚的底部釋放層1143，且一較大的懸伸部1141係藉由使用一較長的顯影時間(例如對於一些製程，約80s至約100s)而產生。此等特徵係藉由減小光學濾光器1100之側面之斜度 及增大光學濾光器1100之周邊處的頂部介電層1121之厚度而改良邊緣耐用性。在圖11中，顯影時間經選擇以提供約6μm之一懸伸部1141。較佳地，底部釋放層1143之厚度大於約2μm，且懸伸部1141大於約4μm。塗層1103之厚度通常應小於底部釋放層1143之厚度之約30%。在圖11中，底部釋放層1143之厚度係約2.6μm，頂部光敏層1142之厚度係約2μm，且塗層1103之厚度係約500nm。懸伸部1141下方的光學濾光器1100之側面係以約5°之一角度傾斜。

特別參考圖1E，在一第四步驟中，一多層堆疊103係作為一非連續塗層沈積至圖案化光阻層140及基板110之濾光器區上。安置於基板110之濾光器區上之多層堆疊103之一部分形成光學濾光器100。對應於光學濾光器100之層之多層堆疊103之層可藉由使用多種沈積技術(諸如：蒸鍍，例如熱蒸鍍、電子束蒸鍍、電漿輔助蒸鍍或反應離子蒸鍍；濺鍍，例如磁控濺鍍、反應濺鍍、交流(AC)濺鍍、直流(DC)濺鍍、脈衝式DC濺鍍或離子束濺鍍；化學氣相沈積，例如電漿增強型化學氣相沈積；及原子層沈積)而沈積。此外，不同層可藉由使用不同沈積技術而沈積。例如，金屬層130可藉由濺鍍一金屬靶而沈積，且介電層120可藉由在氧存在下反應濺鍍一金屬靶而沈積。

由於懸伸部141遮擋基板110之濾光器區之一周邊，故沈積層之厚度朝光學濾光器100之周邊101逐漸減小。懸伸部141朝光學濾光器100之周邊101產生塗層之一軟滾離。當一介電層120被沈積至一金屬層130上時，介電層120不僅覆蓋金屬層130之頂面，而且覆蓋金屬層130之錐形邊緣131，藉此使金屬層130免受環境之害。此外，頂部介電層120通常用作下方金屬層130之一保護層。例如，在圖11之實施例中，具有約100nm之一 厚度之一頂部介電層1121延及下方較不耐用的金屬層(特定言之，金屬層之錐形邊緣)且保護性地覆蓋其，如圖11A中所示。

特別參考圖1F，在一第五步驟中，移除(即，剝離)圖案化光阻層140上之多層堆疊103之一部分與光阻層140。通常，光阻層140係藉由使用一合適剝離劑或溶劑而剝離。留在基板110之濾光器區上的多層堆疊103之一部分形成光學濾光器100。基板110可例如係一習知感測器元件。

應注意圖1B至圖1F之剝離製程亦可用來在基板110上同時形成相同類型(即，具有相同光學設計)的複數個光學濾光器100。此外，剝離製程可經重複以隨後在相同基板110上形成一不同類型(即，具有一不同光學設計)的一或多個光學濾光器。在一些例項中，在環境中更耐用的一或多個光學濾光器可隨後藉由使用一剝離製程或在一些例項中藉由使用一乾式或濕式蝕刻製程而形成於基板110上，使得其等與在環境中較不耐用的一或多個光學濾光器100部分重疊，如後文更詳細說明。藉此，一光學濾波陣列可形成於基板110上。基板110可例如係一習知感測器陣列。

特別參考圖1G，在一選用的第六步驟中，將一額外保護塗層150沈積至光學濾光器100上。保護塗層150可藉由使用前述沈積技術之一者而沈積。保護塗層150覆蓋光學濾光器100之中心部分102及周邊101兩者(即，光學濾光器100之所有暴露部分)，藉此使光學濾光器100免受環境之害。

在其他實施例中，光學濾光器包含安置於介電層與金屬層之間之複數個腐蝕抑制層，其進一步保護金屬層。參考圖2，安置於一基板210上之光學濾光器200之一第二實施例類似於光學濾光器100之第一實施例，但進一步包含插入三個介電層220與兩個金屬層230之間的四個腐蝕抑制 層260。

金屬層230各安置於兩個腐蝕抑制層260之間且相鄰於其，並藉此進一步免受環境之害。腐蝕抑制層260主要係在沈積製程期間抑制金屬層230之腐蝕。特定言之，腐蝕抑制層260保護光學路徑中之金屬層230之部分，從而阻止金屬層230之光學性質降級。較佳地，金屬層230之錐形邊緣231被相鄰腐蝕抑制層260以及最近的介電層220保護性地覆蓋。因此，金屬層230較佳地被相鄰腐蝕抑制層260以及最近的介電層220實質囊封。

可藉由與用來製造光學濾光器100之第一實施例之一剝離製程類似的一剝離製程而製造光學濾光器200之第二實施例。然而，第四步驟中沈積之多層堆疊之層對應於光學濾光器200之層。特定言之，腐蝕抑制層260係在各金屬層230之前及之後沈積。有利地，腐蝕抑制層260在介電層220之沈積期間抑制金屬層230之腐蝕(即，氧化)。腐蝕抑制層260在金屬層230包含銀或鋁時尤其有用。在此等實施例中，腐蝕抑制層260抑制來自金屬層230之銀或鋁與來自介電層220之氧之間形成氧化銀或氧化鋁的反應。

腐蝕抑制層260可藉由使用前述沈積技術之一者(例如，反應濺鍍)而沈積成金屬化合物(例如，金屬氮化物或金屬氧化物)層。替代地，腐蝕抑制層260可藉由首先憑藉使用前述沈積技術之一者沈積合適金屬層且隨後使金屬層氧化而形成。較佳地，金屬層230頂部上之腐蝕抑制層260各藉由首先沈積一合適金屬層、使該金屬層氧化且接著沈積一金屬氧化物層而形成。例如，此等腐蝕抑制層260可藉由濺鍍一合適金屬靶、接著進行氧化、接著在氧存在下反應濺鍍一合適金屬靶而形成。形成腐蝕抑制層之方法之進一步細節在後文提供，且在美國專利第7,133,197號中揭示。

本發明之光學濾光器可具有多種光學設計。後文將更詳細描述例示性光學濾光器之光學設計。一般言之，光學濾光器之光學設計係針對一特定通帶藉由選擇合適層號、材料及/或厚度而最佳化。

光學濾光器包含至少一金屬層及至少一介電層。通常，光學濾光器包含複數個金屬層及複數個介電層。通常，光學濾光器包含2至6個金屬層、3至7個介電層及視情況4至12個腐蝕抑制層。一般言之，增加金屬層之數目提供具有更陡峭的邊緣但具有一更低的頻帶內透射率之一通帶。

光學設計中之第一層或底層(即，沈積於基板上之第一層)可係一金屬層或一介電層。光學設計中之最後一層或頂層(即，沈積於基板上之最後一層)通常係一介電層。當底層係一金屬層時，光學濾光器可由以一序列(M/D)_n堆疊之n個金屬層(M)及n個介電層(D)組成，其中n

1。替代地，光學濾光器可由以一序列(C/M/C/D)_n堆疊之n個金屬層(M)及n個介電層(D)及2n個腐蝕抑制層(C)組成，其中n

1。當底層係一介電層時，光學濾光器可由以一序列D(M/D)_n堆疊之n個金屬層(M)及n+1個介電層(D)組成，其中n

1。替代地，光學濾光器可由以一序列D(C/M/C/D)_n堆疊之n個金屬層(M)、n+1個介電層(D)及2n個腐蝕抑制層(C)組成，其中n

1。

金屬層各由金屬或合金組成。在一些實施例中，金屬層各由銀組成。替代地，金屬層可各由銀合金組成。例如，本質上由約0.5wt%金、約0.5wt%錫組成之銀合金可提供改良之抗腐蝕性。在其他實施例中，金屬層各由鋁組成。金屬或合金之選擇取決於應用。銀通常較佳用於具有可見光譜區中之一通帶之光學濾光器，且鋁通常較佳用於具有UV光譜區中之一通帶之光學濾光器，但有時可在通帶係以大於約350nm之一波長為 中心時使用銀。

金屬層通常但無需由相同金屬或合金組成，但具有不同厚度。通常，金屬層各具有介於約5nm與約50nm之間較佳介於約10nm與約35nm之間的一實體厚度。

介電層各由在光學濾光器之通帶中係透明之一介電材料組成。

對於具有可見光譜區中之一通帶之光學濾光器，介電層通常各由在550nm下折射率大於約1.65且在可見光譜區中係透明之一高折射率介電材料組成。此等濾光器之高折射率介電材料之合適實例包含二氧化鈦(TiO₂)、二氧化鋯(ZrO₂)、二氧化鉿(HfO₂)、五氧化二鈮(Nb₂O₅)、五氧化二鉭(Ta₂O₅)及其等混合物。較佳地，此等濾光器之高折射率介電材料亦吸收UV，即，在近UV光譜區中吸收UV。例如，包含TiO₂及/或Nb₂O₅或由其組成之一高折射率介電材料可提供增強型UV阻斷，即，在近UV光譜區中具有較低的頻帶外透射率。較佳地，高折射率介電材料之折射率在550nm下大於約2.0，更佳地在550nm下大於約2.35。通常可期望一較高折射率。然而，當前可用之透明的高折射率介電材料之折射率通常在550nm下小於約2.7。

對於具有UV光譜區中之一通帶之濾光器，介電層通常各由在300nm下折射率介於約1.4與1.65之間之一中間折射率介電材料或較佳地在300nm下折射率大於約1.65、更佳地在300nm下大於約2.2且在UV光譜區中係透明之一高折射率介電材料組成。用於具有UV光譜區中之一通帶之濾光器之中間折射率及高折射率介電材料之合適實例包含Ta₂O₅、二氧化鉿(HfO₂)、三氧化二鋁(Al₂O₃)、二氧化矽(SiO₂)、三氧化鈧(ScO₃)、三氧化二釔(Y₂O₃)、ZrO₂、氧化鎂(MgO₂)、氟化鎂(MgF₂)、其他氟化物及其等 混合物。例如，對於以大於約340nm之波長為中心之通帶，Ta₂O₅可用作一高折射率介電材料，且對於以小於約400nm之波長為中心之通帶HfO₂可用作一高折射率介電材料。

介電層通常但無需由相同介電材料組成，但具有不同厚度。通常，介電層各具有介於約20nm與約300nm之間的一實體厚度。較佳地，頂部介電層具有大於約40nm、更佳地大於約100nm之一實體厚度，以使頂部介電層用作下方金屬層之一保護層。各介電層之實體厚度經選擇以與一光學設計所需之一四分之一波長光學厚度(QWOT)對應。QWOT被定義成4nt，其中n係介電材料之折射率且t係實體厚度。通常，介電層各具有介於約200nm與約2400nm之間的一QWOT。

選用腐蝕抑制層各由一腐蝕抑制材料組成。通常，腐蝕抑制層係由一腐蝕抑制介電材料組成。合適的腐蝕抑制介電材料之實例包含氮化矽(Si₃N₄)、TiO₂、Nb₂O₅、氧化鋅(ZnO)及其等混合物。較佳地，腐蝕抑制介電材料係具有高於金屬層之金屬或合金之一電蝕電位之化合物，例如氮化物或氧化物。

在一些例項中，金屬層下方之腐蝕抑制層係由ZnO組成，而金屬層上方之腐蝕抑制層包含由鋅組成之一非常薄的層(例如，具有小於1nm之一厚度)及由ZnO組成之一薄層。鋅層係沈積於金屬層上，且接著經氧化後用於防止光學吸收。金屬層下方及上方之ZnO層通常係藉由反應濺鍍而沈積。有利地，在沈積ZnO層之前將鋅層沈積於金屬層上防止金屬層暴露於在反應濺鍍期間產生之活化的離子化氧物種。鋅層較佳吸收氧，從而抑制金屬層之氧化。

腐蝕抑制層通常係適當的薄以實質上避免尤其在其於可見光譜區中 吸收時影響光學濾光器之光學設計。通常，腐蝕抑制層各具有介於約0.1nm與約10nm之間、較佳介於約1nm與約5nm之間的一實體厚度。合適的腐蝕抑制層之進一步詳情在美國專利第7,133,197號中揭示。

選用保護塗層通常係由一介電材料組成。保護塗層可由與介電層相同的介電材料組成且可具有與介電層相同的厚度範圍。通常，保護塗層係由與頂部介電層相同的介電材料組成且具有為頂部介電層之設計厚度(即，光學設計所需之厚度)之一部分之一厚度。換言之，光學設計之頂部介電層係在一介電層與一介電保護塗層之間分離。替代地，保護塗層可由有機材料(例如，環氧樹脂)組成。

參考圖3，光學濾光器300通常具有小於1μm較佳小於0.6μm之一濾光器高度h，即，光學濾光器300之中心部分距基板310之一高度。應注意濾光器高度通常對應於前述沈積塗層之厚度。當用於一影像感測器時，光學濾光器300通常具有小於2μm較佳小於1μm之一濾光器寬度w，即，光學濾光器300之中心部分之一寬度。有利地，相對小的濾光器高度允許在藉由一剝離製程形成複數個光學濾光器300時具有一較小的濾光器間隔。通常，一影像感測器中之光學濾光器300具有小於2μm較佳小於1μm之一濾光器間隔d，即，最近的光學濾光器300之中心部分之間的一間隔。當用於具有較大像素大小之其他感測器裝置時，濾光器寬度可係自約50μm至約100μm。

光學濾光器係具有一高頻帶內透射率及一低頻帶外透射率之一金屬介電帶通濾光器，即，一誘導透射濾光器。在一些實施例中，光學濾光器係在可見光譜區中具有一相對窄的彩色通帶之一彩色濾光器。例如，光學濾光器可係一紅色、綠色、藍色、青色、黃色或品紅色濾光器。在其他實 施例中，光學濾光器係在可見光譜區中具有一適光通帶(即，匹配模仿人眼對相對較亮的光之光譜回應之適光發光度效率功能之一通帶)之一適光濾光器。在又其他實施例中，光學濾光器係在可見光譜區中具有一相對寬的通帶之一IR阻斷濾光器。

在此等實施例中，光學濾光器通常具有大於約50%之一最大頻帶內透射率、在約300nm與約400nm之間(即，在近UV光譜區中)小於約2%之一平均頻帶外透射率，及在約750nm與約1100nm之間(即，在紅外線(IR)光譜區中)小於約0.3%之一平均頻帶外透射率。相比之下，習知的全介電彩色濾光器及適光濾光器通常不是固有地IR阻斷。通常，在此等實施例中，光學濾光器亦具有一低角度偏移，即，入射角自0°變化之中心波長偏移。通常，光學濾光器具有成60°之一入射角且振幅小於以600nm為中心之一光學濾光器之約5%或小於約30nm之一角度偏移。相比之下，習知的全介電彩色濾光器及適光濾光器通常係極具角度敏感性。

用於例示性紅色、綠色及藍色濾光器(即，一例示性RGB濾光器集)之光學設計(即，層號、材料及厚度)分別在圖4A、圖4B及圖4C中製成表格。一例示性適光濾光器之一光學設計在圖4D中製成表格。各光學設計之層係自沈積於基板上之第一層或底層開始編號。

金屬層各由銀組成，且具有介於約13nm與約34nm之間的實體厚度。介電層各由一高折射率介電材料(H)組成，且具有介於約240nm與約2090nm之間的QWOT。例如，高折射率介電材料可係Nb₂O₅及TiO₂之混合物，在550nm下具有約2.43之一折射率。腐蝕抑制層各由ZnO組成且各具有約2nm之一實體厚度。

當高折射率介電材料在550nm下具有約2.43之一折射率時，紅色濾 光器之濾光器高度係606nm，綠色濾光器之濾光器高度係531nm，藍色濾光器之濾光器高度係252nm，且適光濾光器之高度係522nm。此等濾光器高度遠小於習知的全介電彩色濾光器及適光濾光器之濾光器高度。

圖5A及圖5B中分別繪製例示性紅色、綠色及藍色濾光器之透射光譜570、571及572。例示性紅色濾光器之透射光譜570包含以約620nm為中心之一紅色通帶，例示性綠色濾光器之透射光譜571包含以約530nm為中心之一綠色通帶，且例示性藍色濾光器之透射光譜572包含以約445nm為中心之一藍色通帶。

圖5C中繪製成0°至60°之入射角之例示性適光濾光器之透射光譜573(0°)及574(60°)。成0°之一入射角之例示性適光濾光器之透射光譜573包含以約555nm為中心之一適光通帶。在成60°之一入射角之例示性適光濾光器之透射光譜574中，適光通帶係以約520nm為中心。換言之，成60°之一入射角之例示性適光濾光器之角度偏移係約-25nm。有利地，例示性適光濾光器之角度偏移遠小於一習知的全介電適光濾光器之角度偏移。

例示性彩色濾光器及適光濾光器各具有大於約60%之一最大頻帶內透射率。有利地，相對於習知的基於染料的彩色濾光器及全介電彩色濾光器及適光濾光器，例示性彩色濾光器及適光濾光器提供改良之IR阻斷，從而減小由IR洩漏引起之雜訊。具體言之，例示性彩色濾光器及適光濾光器在約750nm與約1100nm之間(即，在IR光譜區中)各具有小於約0.3%之一平均頻帶外透射率。相對於一些習知的金屬介電彩色濾光器，例示性彩色濾光器及適光濾光器(尤其係例示性紅色濾光器)亦提供改良之UV阻斷，從而減小由UV洩漏引起之雜訊。具體言之，例示性彩色濾光器及適光濾光器在約300nm與約400nm之間(即，在近UV光譜區中)各具有小於約2% 之一平均頻帶外透射率。

圖6A中之一CIE xy色度圖上繪製例示性RGB濾光器集之一色域680與一習知的基於染料的RGB濾光器集之一色域681以供比較。有利地，例示性RGB濾光器集之色域680遠大於習知的基於染料的RGB濾光器集之色域681。

圖6B中之一CIE xy色度圖上繪製成0°至60°之入射角之例示性紅色濾光器之一色軌682與成0°至60°之入射角之一習知的全介電紅色濾光器之一色軌683。圖6C中之一CIE xy色度圖上繪製成0°至60°之入射角之例示性適光濾光器之一色軌684。有利地，例示性紅色濾光器及適光濾光器之角度偏移遠小於習知的全介電紅色濾光器及適光濾光器之角度偏移。

在一些實施例中，光學濾光器係在UV光譜區中(例如，在約180nm與約420nm之間)具有一相對窄的通帶之一UV濾光器。例如，光學濾光器可係一紫外線A(UVA)或紫外線B(UVB)濾光器。在此等實施例中，光學濾光器通常具有大於約5%、較佳大於約15%之一最大頻帶內透射率，及在約420nm與約1100nm之間(即，在可見及IR光譜區中)小於約0.3%之一平均頻帶外透射率。相比之下，習知的全介電UV濾光器通常不是固有地IR阻斷。通常，在此等實施例中，光學濾光器亦具有一低角度偏移，即，入射角自0°變化之中心波長偏移。通常，光學濾光器具有成60°之一入射角且振幅小於以300nm為中心之一光學濾光器之約5%或小於約15nm之一角度偏移。相比之下，習知的全介電UV濾光器通常係極具敏感性。

圖12中概述例示性UVA、UVB及220nm中心濾光器之光學設計，即，層號、材料及厚度。金屬層各由鋁組成，且具有介於約10nm與約20nm之間的實體厚度。介電層各由一高折射率介電材料(即，用於UVA濾光 器之Ta₂O₅以及用於UVB濾光器及220nm中心濾光器之HfO₂)組成，且具有介於約40nm與約60nm之間的實體厚度。例示性UV濾光器不包含腐蝕抑制層，因為當金屬層係由鋁組成時腐蝕抑制層提供之額外保護通常係不必要的。

UVA濾光器之濾光器高度係350nm，UVB濾光器之濾光器高度係398nm，且220nm中心濾光器之濾光器高度係277nm。此等濾光器高度遠小於習知的全介電UV濾光器之濾光器高度。

圖13A中繪製成0°至60°之入射角之例示性UVA濾光器之透射光譜1370(0°)及1371(60°)，圖13B中繪製成0°至60°之入射角之例示性UVB濾光器之透射光譜1372(0°)及1373(60°)，且圖13C中繪製以0°至60°之入射角之例示性220nm中心濾光器之透射光譜1374(0°)及1375(60°)。成0°之一入射角之例示性UVA濾光器之透射光譜1370包含以約355nm為中心之一UVA通帶，成0°之一入射角之例示性UVB濾光器之透射光譜1372包含以約295nm為中心之一UVB通帶，且成0°之一入射角之220nm中心濾光器之透射光譜1374包含以約220nm為中心之一通帶。成60°之一入射角之例示性UV濾光器之角度偏移之振幅小於約15nm。有利地，例示性UV濾光器之角度偏移遠小於習知的全介電UV濾光器之角度偏移。

例示性UV濾光器各具有大於約10%之一最大頻帶內透射率。特定言之，UVA及UVB濾光器各具有大於約20%之一最大頻帶內透射率。有利地，相對於習知的全介電UV濾光器，例示性UV濾光器提供改良之IR阻斷，從而減小由IR洩露引起之雜訊。具體言之，例示性UV濾光器在約420nm與約1100nm之間(即，在可見及IR光譜區中)各具有小於約0.3%之一平均頻帶外透射率。

本發明之光學濾光器在作為一感測器裝置或其他作用元件之部件包含在內時尤其有用。感測器裝置可係任何類型的感測器裝置，除包含根據本發明之一或多個光學濾光器外，亦包含一或多個感測器元件。在一些例項中，感測器裝置亦可包含一或多個習知的光學濾光器。例如，感測器裝置可係一影像感測器、一環境光感測器、一近接感測器、一色相感測器、一UV感測器或其等之一組合。一或多個感測器元件可係任何類型的習知感測器元件。通常，一或多個感測器元件係光電偵測器，諸如光電二極體、電荷耦合裝置(CCD)感測器元件、互補金氧半導體(CMOS)感測器元件、矽偵測器或專用UV敏感偵測器。一或多個感測器元件可係前照式或背照式。該等感測器元件可由任何典型的感測器材料(如矽、砷化銦鎵(IN_1-xGa_xAs)、砷化鎵(GaAs)、鍺、硫化鉛(PbS)、或氮化鎵(GaN))所形成。

一或多個光學濾光器係安置於一或多個感測器元件上，使得一或多個光學濾光器過濾提供至一或多個感測器元件之光。通常，各光學濾光器係安置於一感測器元件上。換言之，感測器裝置之各像素通常包含一光學濾光器及一感測器元件。較佳地，一或多個光學濾光器係直接安置於一或多個感測器元件上，例如於一或多個感測器元件之一鈍化層上。例如，一或多個光學濾光器可藉由一剝離製程而形成於一或多個感測器元件上。然而，在一些例項中，可存在安置於一或多個光學濾光器與一或多個感測器元件之間的一或多個塗層。在一些例項中，一或多個光學濾光器可與一或多個感測器元件整合。

在一些實施例中，感測器裝置包含一單一感測器元件及根據本發明安置於感測器元件上之一單一光學濾光器。參考圖7，感測器裝置790之 一第一實施例包含一感測器元件711及安置於感測器元件711上之一光學濾光器700。例如，感測器裝置790可係一環境光感測器，感測器元件711可係一光電二極體，且光學濾光器700可係一適光濾光器，諸如圖4D之例示性適光濾光器或一IR阻斷濾光器。對於另一實例，感測器裝置790可係一UV感測器，感測器元件711可係一光電二極體，且光學濾光器700可係一UV濾光器，諸如圖12之例示性UVA、UVB或220nm中心濾光器。

在一環境光感測器之一例示性實施例中，根據本發明之一適光濾光器係與一光電二極體整合。適光濾光器係安置於光電二極體上，通常於例如光電二極體之由Si₃N₄組成之一平面化鈍化層上。例如由環氧樹脂組成之一選用保護塗層或囊封層可安置於適光濾光器及光電二極體上。適光濾光器之光學設計係藉由考量鈍化層及(當存在時)囊封層而最佳化。

圖14中繪製成0°至60°之入射角之經最佳化以與一光電二極體整合之一例示性適光濾光器之透射光譜1470(0°)及1471(60°)與一正規化適光回應曲線1472。透射光譜1470及1471係與一Si₃N₄鈍化層及一環氧樹脂囊封層匹配。成0°之一入射角之例示性適光濾光器之透射光譜1470包含以約555nm為中心之一適光通帶。例示性適光濾光器之透射光譜1470係以0°至40°之入射角相當好地遵循正規化適光回應曲線1472。此外，例示性適光濾光器阻斷成0°至60°之入射角之UR光及IR光兩者，且具有一低角度偏移。有利地，例示性適光濾光器亦在環境中耐用，例如在125℃之一溫度下及100%之一相對濕度下達96個小時。

在其他實施例中，感測器裝置包含複數個感測器元件及根據本發明安置於複數個感測器元件上之複數個光學濾光器。通常，感測器元件安置成一陣列。換言之，感測器元件形成一感測器陣列，諸如一光電二極體陣 列、一CCD陣列、一CMOS陣列或任何其他類型的習知感測器陣列。光學濾光器通常亦安置成一陣列。換言之，光學濾光器形成一光學濾光器陣列，諸如一彩色濾光器陣列(CFA)。較佳地，感測器陣列及光學濾光器陣列係對應的二維陣列，即馬賽克。例如，陣列可係具有列及行之矩形陣列。

通常，在此等實施例中，光學濾光器實質上彼此分離。換言之，光學濾光器之周邊通常彼此不接觸。然而，在一些例項中，光學濾光器之介電層可無意地接觸，同時金屬層尤其係錐形邊緣保持彼此分離。

通常，複數個光學濾光器包含彼此具有不同通帶之不同類型的光學濾光器。例如，複數個光學濾光器可包含彩色濾光器(諸如紅色、綠色、藍色、青色、黃色及/或品紅色濾光器)、適光濾光器、IR阻斷濾光器、UV濾光器或其等之一組合。在一些實施例中，複數個光學濾光器包含形成一CFA之不同類型的彩色濾光器。例如，複數個光學濾光器可包含形成一RGB濾光器陣列(諸如一拜耳(Bayer)濾光器陣列)之紅色、綠色及藍色濾光器，諸如圖4A至圖4C之例示性紅色、綠色及藍色濾光器。對於另一實例，複數個光學濾光器可包含形成一CMY濾光器陣列之青色、品紅色及黃色濾光器。

有利地，不同類型的光學濾光器可具有彼此數目不同的金屬層及/或厚度不同的金屬層。在一些實施例中，不同類型的光學濾光器之至少兩者包含彼此數目不同的金屬層。在相同或其他實施例中，不同類型的光學濾光器之至少兩者具有彼此不同的金屬層厚度。例如，圖4C之例示性藍色濾光器具有與圖4A及圖4B之例示性紅色及綠色濾光器數目不同的金屬層。此外，圖4A至圖4C之例示性紅色、綠色及藍色濾光器之所有具有彼 此不同的金屬層厚度。

參考圖8，感測器裝置890之一第二實施例包含複數個感測器元件811及安置於複數個感測器元件811上之複數個光學濾光器800及804。複數個光學濾光器800及804包含具有一第一通帶之一第一類型的光學濾光器800及具有與第一通帶不同的一第二通帶之一第二類型的光學濾光器804。例如，感測器裝置890可係一影像感測器，複數個感測器元件811可形成一CCD陣列，且複數個光學濾光器800及804可形成一拜耳濾光器陣列，其中僅圖解一列之一部分。第一類型的光學濾光器800可係一綠色濾光器，諸如圖4B之例示性綠色濾光器，且第二類型的光學濾光器804可係一紅色濾光器(諸如圖4A之例示性紅色濾光器)，或一藍色濾光器(諸如圖4C之例示性藍色濾光器)。

前文描述之感測器裝置之實施例之任何者可與在環境中更耐用之一或多個額外光學濾光器及一或多個額外感測器元件組合。

據此，在一些實施例中，感測器裝置除包含根據本發明安置於一或多個第一感測器元件上之一或多個第一光學濾光器外，亦包含安置於一或多個第二感測器元件上之一或多個第二光學濾光器。一或多個第二光學濾光器係比一或多個第一光學濾光器在環境中更耐用。例如，一或多個第一光學濾光器可係根據本發明之銀介電光學濾光器，其中金屬層係由銀或銀合金組成。一或多個第二光學濾光器可係根據本發明之一鋁介電光學濾光器，其中金屬層係由鋁組成。替代地，一或多個第二光學濾光器可係習知光學濾光器，諸如全介電、矽介電或氫化矽介電光學濾光器。

在此等實施例中，一或多個第二光學濾光器與一或多個第一光學濾光器部分重疊，使得在環境中更耐用的一或多個第二光學濾光器保護性地 覆蓋在環境中較不耐用的一或多個第一光學濾光器之周邊。有利地，此覆蓋佈局對一或多個第一光學濾光器尤其係金屬層之錐形邊緣提供額外保護使其免受環境降解(諸如腐蝕)之害。歸因於濾光器側面之小斜度及一或多個第一光學濾光器之小濾光器高度，一或多個第二光學濾光器在安置於一或多個第一光學濾光器之周邊處之傾斜側面及基板上時保形，從而於一或多個第二光學濾光器中提供連續層。

一或多個第二光學濾光器較佳沿一或多個第一光學濾光器之整個周邊延及一或多個第一光學濾光器之周邊處之傾斜側面，包含金屬層之錐形邊緣。較佳地，一或多個第二光學濾光器完全覆蓋一或多個第一光學濾光器之周邊處之傾斜側面。然而，一或多個第二光學濾光器不覆蓋或阻隔該一或多個第一感測器元件。

通常，一或多個第一光學濾光器及一或多個第二光學濾光器具有彼此不同的通帶。例如，一或多個第一光學濾光器可係彩色濾光器(諸如紅色、綠色、藍色、青色、黃色或品紅色濾光器)、適光濾光器、IR阻斷濾光器、或其等之一組合。特定言之，一或多個第一光學濾光器可係銀介電彩色濾光器(諸如圖4A至圖4C之例示性紅色、綠色及/或藍色濾光器)、銀介電適光濾光器(諸如圖4D之例示性適光濾光器)或銀介電IR阻斷濾光器。

一或多個第二光學濾光器可例如係UV濾光器或近IR濾光器或其等之一組合。特定言之，一或多個第二光學濾光器可係鋁介電UV濾光器(諸如圖12之例示性UVA、UVB及/或220nm中心濾光器)或全介電UV濾光器。替代地，一或多個第二光學濾光器可係矽介電或氫化矽介電近IR濾光器(諸如2014年1月16日公開之Hendrix等人之美國專利申請公開案第2014/0014838號中描述之光學濾光器。

通常，在此等實施例中，感測器裝置係多功能的且組合具有主要由一或多個第一光學濾光器及一或多個第二光學濾光器之通帶判定之不同功能之不同類型的光學感測器。一或多個第一光學濾光器及一或多個第一感測器元件形成一第一類型的光學感測器，且一或多個第二光學濾光器及一或多個第二感測器元件形成一第二類型的光學感測器。例如，第一類型的光學感測器可係包含一適光濾光器或一IR阻斷濾光器之一環境光感測器、包含一或多個不同類型的彩色濾光器之一色相感測器、或包含複數個不同類型的彩色濾光器之一影像感測器。第二類型的光學感測器可例如係包含一UV濾光器之一UV感測器或包含一近IR濾光器之一近接感測器。

參考圖15，一感測器裝置1590之一第三實施例包含一第一感測器元件1511及根據本發明安置於第一感測器元件1511上之一第一光學濾光器1500，從而形成一第一類型的光學感測器。感測器裝置1590進一步包含一第二感測器元件1512及安置於第二感測器元件1512上在環境中更耐用之一第二光學濾光器1505，從而形成一第二類型的光學感測器。

例如，第一類型的光學感測器可係一環境光感測器，且第一光學濾光器1500可係一銀介電適光濾光器(諸如圖4D之例示性適光濾光器)或一銀介電IR阻斷濾光器。第二類型的光學感測器可例如係一UV感測器，且第二光學濾光器1505可係一鋁介電UV濾光器(諸如圖12之例示性UVA、UVB或220nm中心濾光器)或一全介電UV濾光器。替代地，第二類型的光學感測器可係一近接感測器，且第二光學濾光器1505可係一近IR濾光器，諸如一全介電、矽介電或氫化矽介電近IR濾光器。第一感測器元件1511及第二感測器元件1512可係光電二極體。

特別參考圖15A，第二光學濾光器1505沿第一光學濾光器1500之整 個周邊延及第一光學濾光器1500之傾斜側面。藉此，第二光學濾光器1505保護性地覆蓋第一光學濾光器1500之周邊，包含金屬層之錐形邊緣。

特別參考圖15B及圖15C，第一光學濾光器1500覆蓋及過濾提供至第一感測器元件1511之光。第二光學濾光器1505覆蓋及過濾提供至第二感測器元件1512之光，且環繞但不覆蓋第一感測器元件1511。在圖15B中圖解之佈局中，第一感測器元件1511及第二感測器元件1512係以一列安置於接合墊1513之列之間。在圖15C中圖解之一替代佈局中，第二感測器元件1512係環形的且環繞第一感測器元件1511。

參考圖16，一感測器裝置1690之一第四實施例包含複數個第一感測器元件1611及根據本發明安置於複數個第一感測器元件1611上之複數個第一光學濾光器1600、1604及1606，從而形成一第一類型的光學感測器。感測器裝置1690進一步包含一第二感測器元件1612及安置於第二感測器元件1612上之一第二光學濾光器1605，從而形成一第二類型的光學感測器。

例如，第一類型的光學感測器可係一影像感測器或一色相感測器，且複數個第一光學濾光器1600、1604及1606可係不同類型的彩色濾光器，諸如圖4A至圖4C之例示性銀介電紅色、綠色及藍色濾光器。第二類型的光學感測器可例如係一UV感測器，且第二光學濾光器1605可係一UV濾光器，諸如圖12之例示性鋁介電UVA、UVB或220nm中心濾光器。替代地，第二類型的光學感測器可係一近接感測器，且第二光學濾光器1605可係一近IR濾光器，諸如一全介電、矽介電或氫化矽介電近IR濾光器。複數個第一感測器元件1611及第二感測器元件1612可形成一光電二 極體陣列。

1000:光學濾光器

1003:非連續塗層

1041:懸伸部

1042:頂層/頂部光敏層

1043:底層/底部釋放層

Claims (18)

1. 一種製造一光學濾光器的方法，其包括：施加一光阻層於一基板上；在圍繞(surrounding)該基板之一區之該光阻層中，形成一懸伸部(overhang)，其係藉由以露出(uncover)區的方式圖案化該光阻層；及以提供一乾淨的剝離(lift-off)該光阻層且不損壞(breaking)覆蓋該懸伸部之一塗層的方式，掀起(lift)該光阻層。
2. 如請求項1之方法，其中該光阻層具有一雙層(bilayer)結構。
3. 如請求項1之方法，其中該光阻層包含光敏性的(photosensitive)一頂層。
4. 如請求項1之方法，其中該光阻層包含一頂層其可藉由選擇性地暴露於紫外光而圖案化。
5. 如請求項1之方法，其中該光阻層包含一底層，其非光敏性的且作為一釋放層(release layer)。
6. 如請求項1之方法，其中該區係一濾光器區(filter region)。
7. 如請求項1之方法，其中形成該懸伸部包括： 化學改質(chemically modifying)該光阻層之一頂部部分，使得相較於該光阻層之一底部部分，該頂部部分顯影(develop)顯影較慢。
8. 如請求項1之方法，其中該懸伸部大於2μm。
9. 如請求項1之方法，其中該塗層係一多層堆疊塗層。
10. 如請求項1之方法，其中該塗層之一厚度小於該光阻層之一底層之一厚度之約70%。
11. 如請求項1之方法，其中該光阻層之一底層之一厚度係約800nm。
12. 如請求項1之方法，其中該塗層之一厚度係約500nm。
13. 如請求項1之方法，其中在該懸伸部下方(under the overhang)的該光學濾光器之側面(sides)係以約10°之一角度傾斜。
14. 一種光學裝置，其包括：一光學濾光器；一光阻層，該光阻層包含一頂層及一底層，其中該頂層包含大於約2μm之一懸伸部，且其中該底層係非光敏性的且作為一釋放層；及一塗層，其覆蓋該頂層。
15. 如請求項14之光學裝置，其中該頂層係光敏性的且可藉由選擇性地暴露於紫外光而圖案化。
16. 如請求項14之光學裝置，其中該塗層之一厚度小於該底層之一厚度之約70%。
17. 一種光學裝置，其包括：一光學濾光器；一光阻層，其包含大於約2μm之一懸伸部及非光敏性的且作為一釋放層之一底層；及一塗層，其覆蓋該懸伸部，該塗層之一厚度係約500nm。
18. 如請求項17之光學裝置，其中在該懸伸部下方的該光學濾光器之側面係以約10°之一角度傾斜。

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