TWI814237B - 光譜芯片及其製備方法、光譜分析裝置 - Google Patents

光譜芯片及其製備方法、光譜分析裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI814237B
TWI814237B TW111104134A TW111104134A TWI814237B TW I814237 B TWI814237 B TW I814237B TW 111104134 A TW111104134 A TW 111104134A TW 111104134 A TW111104134 A TW 111104134A TW I814237 B TWI814237 B TW I814237B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light modulation
unit
modulation
sensing unit
layer
Prior art date
Application number
TW111104134A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202236696A (zh
Inventor
張鴻
黄志雷
王宇
覃秋軍
Original Assignee
大陸商北京與光科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商北京與光科技有限公司 filed Critical 大陸商北京與光科技有限公司
Publication of TW202236696A publication Critical patent/TW202236696A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI814237B publication Critical patent/TWI814237B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14692—Thin film technologies, e.g. amorphous, poly, micro- or nanocrystalline silicon
    • 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
    • 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
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • 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
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • 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
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0229—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using masks, aperture plates, spatial light modulators or spatial filters, e.g. reflective filters
    • 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
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
    • G01J3/433—Modulation spectrometry; Derivative spectrometry
    • 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
    • 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
    • H01L27/14618—Containers
    • 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
    • H01L27/1462—Coatings
    • 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
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • 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
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/1469—Assemblies, i.e. hybrid integration
    • 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
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/2823—Imaging spectrometer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本申請涉及一種光譜芯片及其製備方法、光譜分析設備，其中，所述光譜芯片的製備方法包括：在一基板上形成至少一光調製結構以獲得一調製單元；以及，將調製單元耦接於一傳感單元，以使得所述調製單元被保持於所述傳感單元的感光路徑上以獲得光譜芯片。這樣，將形成光調製結構的技術轉移到基板上，以一方面擺脫現有的光譜芯片製造技術受限於晶圓廠的局限，且另一方面可以確保製備過程中不會對製造場地造成污染。

Description

光譜芯片及其製備方法、光譜分析裝置
本申請涉及光譜芯片技術領域，更為具體地說，涉及一種光譜芯片及其製備方法、光譜分析裝置，其中，所述光譜芯片的製備方法將形成光調製結構的技術轉移到基板上，以一方面擺脫現有的光譜芯片製造技術受限於晶圓廠的局限，且另一方面可以確保製備過程中不會對所述光譜芯片造成污染。
光與物質發生相互作用，如吸收、散射、螢光、拉曼等，會產生特定光譜，而每種物質的光譜，都是獨一無二的。因此，光譜資訊可以說是萬物的“指紋”。
光譜儀能夠直接檢測物質的光譜資訊，得到被測目標的存在狀態與物質成分，是材料表徵、化學分析等領域重要的測試儀器之一。從技術發展來看，微型光譜儀可分為四類：色散型、窄帶濾波型、傅立葉變換型和計算重構型。
隨著計算機技術的發展，計算重構型光譜儀作為近些年新興光譜儀類型得到蓬勃發展，其原因是通過計算來近似或者說重構入射光的光譜。計算重構型光譜儀可以相對較佳地解決因小型化而導致檢測性能下降的問題。
由於計算重構型光譜儀屬於新興技術，在實際應用中，計算重構型光譜儀遇到諸多技術問題和難題。發現並解決這些技術問題和難題，是推進 計算重構型光譜儀成熟化的必經之路。當然，該計算重構原理也可以用於光譜成像裝置。
在計算重構型光譜儀或光譜成像裝置中，光譜芯片是絕對的核心部件。如何生產具有高性能的光譜芯片，尤其是實現大規模量產是極需解決的產業難題。
為了解決上述技術問題，提出了本申請。本申請的實施例提供了一種光譜芯片及其製備方法、光譜分析裝置，其形成光調製結構的技術轉移到基板上，以一方面擺脫現有的光譜芯片製造技術受限於晶圓廠的局限，且另一方面可以確保製備過程中不會對所述光譜芯片造成污染。
根據本申請的一方面，提供了一種光譜芯片的製備方法，包括：在一基板上形成至少一光調製結構以獲得一調製單元；以及將調製單元耦接於一傳感單元，以使得所述調製單元被保持於所述傳感單元的感光路徑上以獲得光譜芯片。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述基板的製成材料選自二氧化矽、氧化鋁、壓克力、鍺、或塑料。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述至少一光調製結構，包括第一光調製結構和第二光調製結構；其中，在所述基板上形成至少一光調製結構以獲得一調製單元，包括：在所述基板上形成第一光調製層；對所述第一光調製層進行蝕刻以形成具有至少一第一調製單元的第一光調製結構； 在所述第一光調製結構上形成第二光調製層；以及，對所述第二光調製層進行蝕刻以形成具有至少一第二調製單元的第二光調製結構。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述至少一調製單元，包括第一光調製結構；其中，在所述基板上形成至少一光調製結構以獲得一調製單元，包括：在所述基板上形成第一光調製層；以及，對所述第一光調製層進行蝕刻以形成具有至少一第一調製單元的第一光調製結構。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，在所述基板上形成第一光調製層，包括：通過沉積技術在所述基板上沉積所述第一光調製層。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，在所述基板上形成第一光調製層，包括：提供所述第一光調製層；以及，將所述光調製層疊置於所述基板。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，在所述第一光調製結構上形成第二光調製層，包括：在所述第一光調製層上形成一連接層；以及，在所述連接層上形成所述第二光調製層。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，將調製單元耦接於所述傳感單元，以使得所述調製單元被保持於所述傳感單元的感光路徑上以獲得光譜芯片，包括：以倒裝的方式將所述調製單元耦接於所述傳感單元，其中，所述調製單元的至少一光調製結構疊置於所述傳感單元。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，以倒裝的方式將所述調製單元耦接於所述傳感單元，包括：在所述傳感單元上形成一介質層；以及，將所述調製單元耦接於所述介質層。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，將所述調製單元耦接於所述介質層，包括：在所述調製單元的至少一光調製結構上形成一結合層；以及，以所述結合層結合於所述介質層的方式，將所述調製單元耦接於所述介質層。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述介質層和所述結合層由相同的材料製成。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面與所述介質層的上表面之間的距離小於等於10um。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面與所述介質層的上表面之間的距離超過預設臨限值的比例小於等於10%。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面與所述介質層的上表面之間各個對應位置的距離之差低於±5-10um。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述傳感單元包括至少一像素和電連接於所述至少一像素的邏輯電路層。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述光調製結構包括調製部分和非調製部分。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述調製部分包括至少一光調製單元，所述非調製部分包括至少一濾光單元。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，在所述基板上形成至少一光調製結構以獲得一調製單元，包括：在所述基板上形成光調製層；在所述光調製層的部分區域形成所述調製部分；以及，在所述光調製層的其他部分區域形成所述非調製部分。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，在所述基板上形成至少一光調製結構以獲得一調製單元，包括：在所述基板上形成第一材料區域和第二材料區域；對所述第一材料區域進行處理以形成所述調製部分；以及，對所述第二材料區域進行處理以形成所述非調製部分。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述第一材料區域和所述第二材料區域具有相同的厚度。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，在所述基板上形成光調製層，包括：通過沉積技術在所述基板上沉積所述光調製層。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，在所述基板上形成第一材料區域和第二材料區域，包括：通過沉積技術在所述基板上沉積所述第一材料區域和所述第二材料區域。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，將調製單元耦接於所述傳感單元，以使得所述調製單元被保持於所述傳感單元的感光路徑上以獲得光譜芯片，包括：以倒裝的方式將所述調製單元耦接於所述傳感單元，其中，所述調製單元的至少一光調製結構疊置於所述傳感單元。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，以倒裝的方式將所述調製單元耦接於所述傳感單元，包括：在所述傳感單元上形成一介質層；以及，將所述調製單元耦接於所述介質層。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，將所述調製單元耦接於所述介質層，包括：在所述調製單元的至少一光調製結構上形成一結合層；以及，以所述結合層結合於所述介質層的方式，將所述調製單元耦接於所述介質層。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述介質層和所述結合層由相同的材料製成。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，將所述調製單元耦接於所述介質層，包括：通過黏接劑將所述調製單元附著於所述傳感單元；或，通過鍵合技術將所述調製單元附著於所述傳感單元。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，將所述調製單元耦接於所述介質層，包括：通過凡得瓦力將所述調製單元固定於所述介質層。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，將所述調製單元耦接於所述介質層，包括：通過封裝體將所述調製單元和所述介質層結合在一起。
在根據本申請的光譜芯片的製備方法中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面與所述介質層的上表面之間的距離小於等於所述光調製單元的邊長。
根據本申請的另一方面，還提供了一種光譜芯片的製備方法，其中，包括：提供一基板；在所述基板上形成光調製結構陣列以獲得一調製單元拼版，所述光調製單元陣列包括至少二光調製結構； 提供一傳感單元拼版，所述傳感單元拼版包括至少二傳感單元；將所述調製單元拼版耦接於所述傳感單元拼版以獲得光譜芯片拼版；及分割所述光譜芯片拼版，以獲得至少二光譜芯片。
根據本申請的又一方面，還提供了一種光譜芯片，其中，所述光譜芯片由如上所述的光譜芯片的製備方法製備而得。
根據本申請的又一方面，還提供了一種光譜芯片，其包括：傳感單元；以及被保持於所述傳感單元的感光路徑上的調製單元，其中，所述調製單元包括基板和形成於所述基板上的至少一光調製結構，所述光調製結構耦接於所述傳感單元，所述基板位於所述光調製結構的上方且用於保護所述光調製結構。
在根據本申請的光譜芯片中，所述基板的製成材料選自二氧化矽、氧化鋁、壓克力、鍺或塑料。
在根據本申請的光譜芯片中，所述光調製結構包括至少一光調製單元，至少部分所述光調製單元被填充物填充。
在根據本申請的光譜芯片中，所述至少一光調製結構包括耦接於所述傳感單元的第一光調製結構和耦接於所述第一光調製結構的第二光調製結構。
在根據本申請的光譜芯片中，所述光譜芯片進一步包括設置於所述第一光調製結構和所述第二光調製結構之間的連接層，以通過所述連接層將所述第二光調製結構耦接於所述第一光調製結構。
在根據本申請的光譜芯片中，所述第一光調製結構包括至少一光調製單元，所述第二光調製結構包括至少一光調製單元，所述第一光調製結構和/或所述第二光調製結構的至少部分所述光調製單元被填充物填充。
在根據本申請的光譜芯片中，所述第一光調製結構和所述第二光調製結構由折射率相對較高的材料製成，所述連接層由折射率相對較低的材料製成。
在根據本申請的光譜芯片中，所述光譜芯片進一步包括形成於所述傳感單元的介質層，其中，所述調製單元以結合於所述介質層的方式被耦接於所述傳感單元。
在根據本申請的光譜芯片中，所述介質層的表面中用於結合所述調製單元的部分為平整表面。
在根據本申請的光譜芯片中，所述光譜芯片進一步包括形成於所述光調製結構的結合層，其中，所述結合層被結合於所述介質層，通過這樣的方式，所述調製單元以結合於所述介質層的方式被耦接於所述傳感單元。
在根據本申請的光譜芯片中，所述介質層和所述結合層由相同的材料製成。
在根據本申請的光譜芯片中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面與所述介質層的上表面之間的距離小於等於10um。
在根據本申請的光譜芯片中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面與所述介質層的上表面之間的距離超過預設臨限值的比例小於等於10%。
在根據本申請的光譜芯片中，所述光調製結構包括至少一光調製單元，其中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面與所述介質層的上表面之間的距離小於等於所述光調製單元的邊長。
在根據本申請的光譜芯片中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面中任意兩個區域與所述介質層的上表面中對應兩個區域之間的距離的差值小於等於10um。
在根據本申請的光譜芯片中，所述光調製結構包括調製部分和非調製部分，所述調製部分包括至少一光調製單元，所述非調製部分包括至少一濾光單元。
在根據本申請的光譜芯片中，所述濾光單元以陣列方式進行排布以形成拜爾濾波器。
在根據本申請的光譜芯片中，所述光譜芯片進一步包括用於將調製單元結合於所述傳感單元的封裝體。
在根據本申請的光譜芯片中，所述封裝體一體地包覆所述調製單元的側表面的至少一部分和所述傳感單元的側表面的至少一部分。
在根據本申請的光譜芯片中，所述調製單元和所述傳感單元在所述封裝體的作用下通過凡得瓦力相互結合。
根據本申請的又一方面，還提供了一種光譜分析裝置，其包括：線路板；以及由如上所述的光譜芯片的製備方法製備而得的光譜芯片，所述光譜芯片電連接於所述線路板。
在根據本申請實施例的所述光譜分析裝置中，所述光譜分析裝置進一步包括：被保持於所述光譜芯片的感光路徑上的光學組件。
在根據本申請實施例的所述光譜分析裝置中，所述光譜分析裝置進一步包括設置於所述線路板的封裝體，其中，所述封裝體一體成型於所述線路板且包覆所述光譜芯片的外表面的至少一部分。
在根據本申請實施例的所述光譜分析裝置中，所述封裝體由不透光的材料製成。
本申請提供的光譜芯片及其製備方法和光譜分析裝置，其將形成光調製結構的技術轉移到基板上，以一方面擺脫現有的光譜芯片製造技術受限於晶圓廠的局限，且另一方面可以確保製備過程中不會對所述光譜芯片造成污染。
100:傳感單元
110:調製單元
111:基板
112:光調製結構
113:結合層
120:介質層
200:光譜芯片
114:第一光調製結構
115:第二光調製結構
116:第一材料區域
1000:傳感單元拼版
1100:調製單元拼版
2000:芯片半成品
320:光學組件
330:處理單元
130:封裝體
310:線路板
101:像素單元
1150:濾光單元
1140:光調製單元
117:第二材料區域
119:連接層
通過閱讀下文較佳的具體實施方式中的詳細描述，本申請各種其他的優點和益處對於所屬技術領域具有通常知識者將變得清楚明瞭。說明書圖式僅用於示出較佳實施方式的目的，而並不認為是對本申請的限制。顯而易見地，下面描述的圖式僅僅是本申請的一些實施例，對於所屬技術領域具有通常知識者來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。而且在整個圖式中，用相同的元件符號表示相同的部件。
圖1圖示了根據本申請實施例的光譜芯片的示意圖。
圖2圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的方塊圖。
圖3圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的一個變形實施的方塊圖。
圖4圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的另一變形實施的方塊圖。
圖5圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的又一變形實施的方塊圖。
圖6A至圖6C圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的製備方法的示意圖。
圖7A至圖7C圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的拼版製備方法的示意圖。
圖8圖示了根據本申請實施例的光譜分析裝置的方塊圖。
圖9圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的一個變形實施的示意圖。
圖10圖示了根據本申請實施例的感光組件的示意圖。
圖11圖示了根據本申請實施例的所述感光組件的一個變形實施的示意圖。
圖12圖示了根據本申請實施例的光譜芯片的示意圖。
圖13圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的方塊圖。
圖14圖示了根據申請實施例的光調製結構的截面示意圖。
圖15A至圖15C圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的製備方法的示意圖。
圖16A至圖16C圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的拼版製備方法的示意圖。
圖17圖示了根據本申請實施例的光譜分析裝置的方塊圖。
圖18圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片的一個變形實施的示意圖。
圖19圖示了根據本申請實施例的感光組件的示意圖。
圖20圖示了根據本申請實施例的所述感光組件的一個變形實施的示意圖。
下面，將參考圖式詳細地描述根據本申請的示例實施例。顯然，所描述的實施例僅僅是本申請的一部分實施例，而不是本申請的全部實施例，應理解，本申請不受這裡描述的示例實施例的限制。
申請概述
如前所述，由於計算重構型光譜儀屬於新興技術，在實際應用中，計算重構型光譜儀遇到諸多技術問題和難題。發現並解決這些技術問題和難題，是推進計算重構型光譜儀成熟化的必經之路。當然，該計算重構原理也可以用於光譜成像裝置。
在計算重構型光譜儀或光譜成像裝置中，光譜芯片是絕對的核心部件。如何生產具有高性能的光譜芯片，尤其是實現大規模量產是極需解決的產業難題
為了實現量產，光譜芯片採用如下製備技術製備：首先，在已有的圖像傳感器(例如，CMOS圖像傳感器、CCD傳感器)上沉積一層光調製層材料；接著，對該光調製層材料進行刻蝕、奈米壓印等以形成光調製層。然而，該製備技術在實際產業實施中可能會遇到問題。
具體地，該技術需要在芯片晶圓上加工，因此，需要提供與晶圓級別加工相匹配的產品線和生產團隊，這一方面會導致成本的上升，另一方面，也會受限於晶圓加工技術的壟斷而難以產業落地。此外，根據材料的特性沉積光調製層結構的製程需在特定的高溫條件下進行，但是高溫可能會導致晶圓受到損害。反過來說，考慮到晶圓的耐熱性，在光調製層材料的選材方面必須做出讓步，這就會導致光調製層由於材料選擇而無法達到最佳性能。還有，由於圖像傳感器包含邏輯電路，在一定情況下邏輯電路中金屬粉末會掉落對整個產線造成金屬粉末的污染。
針對上述技術難題，本申請發明人嘗試將形成光調製結構的技術轉移到基板上，以一方面擺脫現有的光譜芯片製造技術受限於晶圓廠的局限，且另一方面可以確保製備過程中不會產生金屬粉末污染。也就是，先將所述光譜芯片的調製單元在基板上單獨成型而後再耦接於傳感器上，通過這樣的方式，解決了目前光譜芯片製造技術受限於晶圓廠的問題，且，由於調製單元不包含邏輯電路，因此在製備過程中不會產生諸如金屬粉末的污染並進一步地可以確保加工過程中不會對產生污染，同時，還可以避免高溫影響傳感器的性能。為了避免歧義，本申請進一步對晶圓進行說明，所述晶圓可以理解為晶圓(wafer)或芯片晶粒((die))，即可以通過在所述晶圓上進行加工得到CMOS傳感器或CCD傳感器等傳感器。
基於此，本申請提出了一種光譜芯片的製備方法，其包括步驟：提供一基板；在所述基板上形成至少一光調製結構以獲得一調製單元；提供一傳感單元；以及，將調製單元耦接於所述傳感單元，以使得所述調製單元被保 持於所述傳感單元的感光路徑上以獲得光譜芯片。相應地，本申請還提出了一種光譜芯片，其由如上所述的特殊製備技術製備而成。
在介紹本申請的基本原理之後，下面將參考圖式來具體介紹本申請的各種非限制性實施例。
示意性光譜芯片
根據本申請實施例的光譜芯片被闡明，其中，所述光譜芯片一般應用於計算光譜裝置。所述計算光譜裝置可以是光譜儀也可以是光譜成像裝置。以光譜儀為例，計算光譜儀與傳統光譜儀之間最顯著的區別在於濾光的不同。在傳統的光譜儀中，用於進行波長選擇的濾光片為帶通濾光片。光譜解析度越高，就必須使用通帶越窄和越多的濾光片，這增加了整個系統的體積和複雜度。同時，當光譜響應曲線變窄時，光通量下降，導致訊噪比降低。
而對於特定計算光譜儀，每個濾光片一般採用寬譜濾光片，這使得計算光譜儀系統探測到的原始數據與原始光譜差異較大。然而，通過應用計算重建算法，原始光譜可以通過計算恢復。由於寬帶濾光片比窄帶濾光片有更多的光通過，即光損失的能量較少，因此，這類計算光譜儀可以從較暗的場景中檢測光譜。此外，根據壓縮感知理論，可以適當地設計濾光片的光譜曲線來高概率地恢復稀疏光譜，且濾光片的數量遠小於期望的光譜通道數((從較低維向量恢復較高維向量))，這無疑是非常有利於小型化的。另一方面，通過使用更多數量的濾光片，可以使用正則化算法((由更高維向量獲得降噪後的較低維向量))來降低雜訊，這增加了訊噪比並使得整個系統有更高的魯棒性。
相對來講，傳統的光譜儀在設計的時候需要根據需要的波長去設計濾波器，使得特定波長的光可以透過。也就是，傳統的光譜儀在設計過程中 需要重點控制光調製結構的尺寸和位置精度，同時需要想辦法提高其特定波長的透過率。而對於計算光譜儀，可以接收較大範圍的波段(例如，350nm至1000nm)的入射光，入射光被濾波器所調製後被傳感器接收，當所述濾波器對應的透射譜越複雜，則對應入射光的恢復效果會越好。
如前所述，根據本申請實施例的所述光譜芯片以特定的製備方法製備而得。在論述所述光譜芯片的製備方法之前，先對所述光譜芯片的結構和工作原理做說明。
所述光譜芯片包括傳感單元和被保持於所述傳感單元的感光路徑上的調製單元，其中，特別地，所述調製單元包括基板和形成於所述基板的至少一光調製結構，所述光調製結構包括至少一光調製單元，所述光調製單元可以為調製孔、調製柱、調製線等，用於對進入所述傳感單元的入射光訊號進行調製以生成調製訊號。
在本申請的一些示例中，為了便於將所述傳感單元結合於所述傳感單元，所述光譜芯片進一步包括形成於所述傳感單元的介質層。在該示例中，所述介質層形成於所述傳感單元的表面，所述調製單元被貼附於所述介質層的上表面。相應地，較佳地，所述介質層的上表面中用於貼附所述調製單元的部分為平整表面。較佳地，所述介質層、所述光調製結構和所述基板中相鄰兩層之間的折射率差別較大，例如，所述介質層的折射率低，所述光調製結構的折射率高，所述基板的折射率低。值得注意的是，本發明涉及的介質層可以為一體形成於所述傳感單元的結構，即原本就是傳感單元的固有一部分；當然所述介質層也可以是通過後續加工形成於所述傳感單元。
下面對所述光譜芯片的工作原理進行簡單的介紹： 設定入射的光訊號為向量X=[X1,X2,......XN]T，而所述傳感單元的接收的訊號為向量Y=[Y1,Y2,......YM]T，相應地，Y=DX+W，其中，所述轉化矩陣D由所述光調製結構決定，而向量W則為雜訊。在所述光譜芯片的實際應用中，需先對所述光譜芯片進行標定以獲得所述轉化矩陣D，再以標定完成的所述光譜芯片去測量被測目標的光譜資訊，也就是，利用已知的轉化矩陣D和所述像素結構獲取的向量Y，求解被測目標的光譜訊號X。傳統的光譜儀，其實現方式包括利用分光元件進行頻譜分光，或者是使用窄帶濾波器進行濾波。這些方式下，所能夠實現的光譜精度與物理分光的精細程度直接相關，因此對於物理元件的光路長度、機械加工的穩健性等方面造成了很大的要求，進而使得高精度光譜儀體積較大、造價較為昂貴且難以實現大規模的量產。而對於計算重構型光譜儀，則通過物理元件獲取豐富頻譜資訊之後，通過算法將其解析。這一方法有望在體積、造價、量產性與精確度多個方面同時達到較高的水平。為獲取待測光的頻譜資訊，光譜儀設計時需要對入射光有顯著的調製作用，因此在各結構層的折射率匹配上顯得尤為重要。
本發明採取計算光譜可以有效做小光譜分析裝置結構，進一步提供光譜分析裝置的光譜芯片製作技術及對應結構，使得整個光譜分析裝置可實現量產化。
實施例一
在實施例一中，如圖1和圖2所示，所述光譜芯片200包括至少一傳感單元100和被保持於所述至少一傳感單元100的感光路徑上的至少一調製單元110，其中，所述調製單元110包括基板111和形成於所述基板111上的至少一 光調製結構112。所述光調製結構112可以對進入所述光譜芯片200的光進行調製以生成調製光訊號而後被所述傳感單元100所接收。
在具體實施中，為了便於技術實施且確保所述光譜芯片200的性能，所述基板111由可透光材料製成，例如，由透明材料製成，其具體地包括但不限於二氧化矽、氧化鋁等。在具體實施中，所述光調製結構112可通過沉積或貼附或鍵合(還需要配合蝕刻等技術)形成於所述基板111，其中，所述光調製結構112的製成材料可被實施為矽、矽基化合物、二氧化鈦、氧化鉭、氧化鋁、氮化鋁等高折射率材料或者說與所述基板111的材料具有較大折射率差異的材料。
在該實施例的具體示例中，所述光調製結構112和所述基板111具有一體式結構，其可先通過沉積、貼附、鍵合等技術在基板111上形成一光調製層，而後再通過奈米印壓、刻蝕等技術對所述光調製層進行蝕刻以形成具有至少一光調製單元的所述光調製結構112。然後，再將由所述基板111和所述至少一光調製結構112所形成的一體式調製單元110貼合於所述傳感單元100的表面，例如，所述傳感單元100的上表面，以使得所述調製單元110被保持於所述傳感單元100的感光路徑上。在具體實施中，可通過鍵合、黏接、貼附等技術將所述調製單元110結合於所述傳感單元100的上表面。
在該實施例中，所述傳感單元100包括被至少一像素單元101、電連接於所述像素單元101的邏輯電路層和電連接於所述邏輯電路層的記憶體。值得一提的是，在一些具體示例中，所述傳感單元100也可以不包括所述記憶體，而僅包括所述至少一像素單元101和所述邏輯電路層。
應注意到，如圖1和圖2所示，在該實施例中，所述調製單元110還可以包括形成於所述光調製結構112的下表面的結合層113，其中，較佳地所述結合層113具有平整的下表面，以避免所述光調製結構112的下表面不平整引起與所述傳感單元100的結合不良(例如，配合精度不高等)而使得所述光譜芯片200的性能受到影響。
並且，所述傳感單元100的表面可能會不平整進而也會影響貼合效果，而使得所述光譜芯片200的性能受到影響。相應地，在該實施例中，所述光譜芯片200還包括形成於所述傳感單元100的表面的介質層120，例如，所述介質層120可通過沉積等技術集成於所述傳感單元100的表面而後再將所述介質層120的上表面平整化。而後再以所述調製單元110的結合層113結合於所述介質層120的方式將所述調製單元110轉移到所述介質層120上以獲得所述光譜芯片200，其中，轉移的結合技術包括但不限於鍵合、貼附、黏接等。值得一提的是，所述介質層120也可以一體形成於所述傳感單元100，即所述介質層120實施為所述傳感單元100上表面。
值得一提的是，在該實施例中，對所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距a進行限定，其原因在於當間距過大時容易引起光線串擾，即經過光調製結構112的調製後的光具有一定的發散角，如果間距a過大該調製後的光會進入相鄰光調製結構112對應的像素單元101，從而導致像素單元101接收到的資訊不準確，從而導致恢復精度變差。進一步，較佳地所述間距小於等於2倍光調製結構112的邊長b，即a
Figure 111104134-A0305-02-0019-29
2b，其中所述光調製結構112有多個微奈結構構成，每個微奈結構都有對應的週期，根據所述微奈結構的週期可以限定所述調製單元110的形狀及尺寸，例如為正方形或長方 形，所述間距小於等於2倍長方形的短邊或2倍正方形的邊長。再精度要求高的情況下，所述間距a可以小於等於邊長b，即a
Figure 111104134-A0305-02-0020-30
b。進一步，間距a過大還容易導致兩者之間的間隙均一性變差。較佳地，所述間隙a小於等於10um，可理解地，由於製造誤差等引起的部分間隙大於10um也在本申請所保護的範圍內，也就是，所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距小於等於10um並不要求所述光調製結構112和所述介質層120任一位置對應的間隙都滿足此要求，可以是部分位置滿足要求，但較佳地至少要確保90%的區域滿足此要求。更較佳地，所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距小於等於5um，例如2.5um。進一步，為了確保所述光譜芯片200的性能，進一步，任意兩區域的所述光調製結構112的下表面與所述介質層120上表面的所述間距差值小於等於10um，較佳地小於等於5um，從而可以確保均一性。還值得一提的是，在該實施例中，較佳地，所述結合層113和所述介質層120的折射率相近，更較佳地兩者由相同的材料製成(例如，同時由二氧化矽製成)。同時，所述結合層113的引入還可以確保所述傳感單元100與所述調製單元110之間的間隙的均一性，從而有利於抑制干涉條紋及其影響。為了預防表面附著大於等於2微米的顆粒物，較佳將所述傳感單元100和所述調製單元110進行清洗，再將所述傳感單元100和所述調製單元110進行結合。
進一步地對等厚干涉的問題進行說明。所屬技術領域具有通常知識者應知曉，對於一般的圖像傳感裝置，其探測光的光譜範圍通常覆蓋較大範圍(通常大於50nm)，例如，可見光範圍或者近紅外範圍。此時，等厚條紋由於不同波長分佈位置不同，相互疊加之後明暗將會抵消，因此，等厚干涉問題在一般的圖像傳感裝置中並不明顯。但是，對於光譜儀裝置，其需要有較高的頻 譜解析度，要求對單色光進行探測，此時若某一結構層厚度不均一，將會出現顯著的等厚干涉條紋，也就是，對於計算光譜儀或光譜成像裝置而言，則會進一步地影響其探測精度。進一步地，對於可見光領域，波長為百奈米級別，因此少量的不匹配或不均一會引起較大的誤差。相應地，本申請提出的所述光譜芯片200能夠有效的控制整體結構的光程一致性，以消除等厚干涉所帶來的影響。
還需要說明的是，所述傳感單元100的至少一像素單元101與所述光調製結構112的至少一光調製單元相對應以形成一調製單元像素，多個調製單元像素構成光譜像素。在不考慮可重構光譜像素的基礎上(通過需求利用算法重新挑選調製單元像素構建光譜像素)，在一個所述光譜像素中如果存在兩個調製單元像素，兩個所述調製單元像素所包含的光調製單元通常是不同的，原則上可以理解為相鄰所述調製單元像素對應的光調製單元的結構是不同。
圖3圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片200的一個變形實施的方塊圖。如圖3所示，在該變形實施例中，沒有在所述傳感單元100的表面設置所述介質層120，而是將所述調製單元110直接結合於所述傳感單元100，或者可以理解為所述介質層120為所述傳感單元100的上表面。圖4圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片200的另一變形實施的方塊圖。在該變形實施例中，沒有在所述光調製結構112的下表面至少所述結合層113，而是將所述調製單元110直接結合於所述傳感單元100。
圖5圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片200的又一變形實施的方塊圖。如圖5所示，在該變形實施例中，所述調製單元110包括兩層或多層 光調製結構112，以通過至少兩層所述光調製結構112之間的配合使得透射譜更加複雜，也就是，兩層或多層光調製結構112可以在通過簡單的光調製結構112組合形成複雜的透射譜，從而降低對所述光調製結構112的加工精度要求。較佳地，至少存在兩層所述光調製結構112且兩層所述光調製結構112是不同的，即，兩層光調製層對應區域對同一入射光的調製效果不同。
例如，在如圖5所示意的示例中，所述調製單元110包括兩層光調製結構112：第一光調製結構114和第二光調製結構115。特別地，在該變形實施例中，所述第一光調製結構114的光調製單元和/或所述第二光調製結構115的光調製單元具有填充物。
如圖5所示，在該示例中，也可以在所述第一光調製結構114和所述第二光調製結構115之間設置連接層119，較佳地，所述連接層119由低折射率材料製成(其原因在於所述第一光調製結構114和所述第二光調製結構115由高折射率的材料製成)。相應地，所述基板111、所述第一光調製結構114、所述連接層119、所述第二光調製結構115、所述結合層113和所述介質層120之間相互作用共同對入射光進行調製以生成調製訊號。
進一步，如圖8所示，本發明提供一種光譜分析裝置，例如光譜儀、光譜成像裝置，所述光譜分析裝置包括所述光譜芯片200和一線路板310，所述光譜芯片200電導通的連接於所述線路板310，從而實現訊號傳輸等。進一步，可選地，所述光譜分析裝置還可以包括一光學組件320，例如透鏡組件等，所述光學組件320位於所述光譜芯片200的通光路徑上，入射光通過光學組件320後，再進入所述光譜芯片200的光調製層被調製，在由所述傳感單元100所接收，並轉化為電訊號。所述光譜分析裝置進一步包括一封裝體(例如，塑料 支架、金屬支架)，所述光譜芯片200被所述封裝體所收容。進一步地，在本申請一些示例中，所述光譜分析裝置還可以包括處理單元330，用於對電訊號進行處理，以生成光譜或圖像等。
根據本申請的另一方面，還提供了一種光譜芯片200的製備方法，其用於製備如上所述的光譜芯片200。如前所述，為了實現量產，目前的光譜芯片200採用如下製備技術製備：首先，在已有的圖像傳感器(例如，CMOS圖像傳感器、CCD傳感器)上沉積一層光調製層材料；接著，對該光調製層材料進行刻蝕以形成光調製層，即通過對所述光調製層進行處理以獲得所述光調製結構112。然而，該製備技術在實際產業實施中卻遇到諸多問題。
具體地，若該光譜芯片200製造技術需要在芯片晶圓上加工，因此，需要提供與晶圓級別加工相匹配的產品線和生產團隊，這一方面會導致成本的上升，另一方面，也會受限於晶圓加工技術的壟斷而難以產業落地。此外，根據材料的特性沉積光調製層結構的製程需在特定的高溫條件下進行，但是高溫可能會導致晶圓受到損害。反過來說，考慮到晶圓的耐熱性，在光調製層材料的選材方面必須做出讓步，這就會導致光調製層由於材料選擇而無法達到最佳性能。還有，由於圖像傳感器包含邏輯電路，在可能會產生金屬粉末對製造環境污染。
針對上述技術難題，本申請發明人嘗試將形成光調製結構112的技術轉移到基板111上，以一方面擺脫現有的光譜芯片200製造技術受限於晶圓廠的局限，且另一方面可以確保製備過程中不會對所述光譜芯片200造成污染。也就是，先將所述光譜芯片200的調製單元110在基板111上單獨成型而後再耦接於傳感器上，通過這樣的方式，解決了目前光譜芯片200製造技術受限 於晶圓廠的問題，且，由於調製單元110不包含邏輯電路，因此在製備過程中不會產生諸如金屬粉末的污染並進一步地可以確保加工過程中不會對產生污染，同時，還可以避免高溫影響傳感器的性能。
如圖6A至6C圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片200的製備方法的示意圖。如圖6A至圖6C所示，根據本申請實施例的所述光譜芯片200的製備過程，包括：首先提供一基板111，其中，所述基板111的製成材料選自二氧化矽或氧化鋁等透明材料，例如石英、藍寶石等，或者透明的有機材料，例如塑料、壓克力等，也可以是金屬材料，例如鍺等。
然後，在所述基板111上形成至少一光調製結構112以獲得一調製單元110。相應地，在所述至少一調製單元110僅包括一層所述光調製結構112時，例如，僅包括第一光調製結構114時，在所述基板111上形成至少一光調製結構112以獲得一調製單元110的過程，包括：首先在所述基板111上形成第一光調製層，例如，通過沉積技術在所述基板111上形成所述第一光調製層，所述沉積技術可以為化學氣相沉積法(CVD，Chemical Vapor Deposition)、原子層沉積法(ALD，Atomic Layer Deposition)、電漿增強化學氣相沉積(PECVD，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)，物理氣相沉積(PVD,Physical Vapor Deposition)等；接著，對所述第一光調製層進行蝕刻以形成具有至少一第一調製單元110的第一光調製結構114，例如，以奈米壓印、刻蝕等技術在對所述第一光調製層進行蝕刻以形成具有至少一第一調製單元110的第一光調製結構114。
當然，也可以通過其他技術在所述基板111上形成所述第一光調製層，例如，先預製所述第一光調製層，然後，通過貼裝技術將所述第一光調製層疊置於所述基板111上。
相應地，當所述至少一光調製結構112，包括至少兩層光調製結構112時，例如，包括第一光調製結構114和第二光調製結構115時，在所述基板111上形成至少一光調製結構112以獲得一調製單元110的過程，包括：首先在所述基板111上形成第一光調製層，例如，通過沉積技術在所述基板111上沉積所述第一光調製層；然後，對所述第一光調製層進行蝕刻以形成具有至少一第一調製單元110的第一光調製結構114，例如，以奈米壓印、刻蝕等技術在對所述第一光調製層進行蝕刻以形成具有至少一第一調製單元110的第一光調製結構114；接著，在所述第一光調製結構114上形成第二光調製層，例如，同樣通過沉積技術在所述第一光調製結構114上形成所述第二光調製層；接著，對所述第二光調製層進行蝕刻以形成具有至少一第二調製單元110的第二光調製結構115。較佳地，在所述第二光調製層進行沉積之前，對所述第一光調製結構114進行填充，即所述第一光調製結構114具有填充物。
進一步，在個別實施例中，所述調製單元110可以直接有SOI基板111(Silicon-On-Insulator基板111)或SOS基板111(silicon on sapphire基板111)加工形成。以SOS基板111為例，SOS基板111一般由藍寶石和矽單晶組成，通過對矽單晶加工形成具有至少一調製單元110的光調製結構112。
值得一提的是，在本申請一些示例中，還可以在所述第一光調製結構114上設置連接層119，較佳地，所述連接層119由低折射率的材料製成，以通過所述連接層119來結合所述第一光調製結構114和所述第二光調製結構 115。相應地，在該示例中，在所述第一光調製結構114上形成第二光調製層，包括：首先，在所述第一光調製層上形成一連接層119；然後，在所述連接層119上形成所述第二光調製層。
然後，提供一傳感單元100。所述傳感單元100包括被至少一像素單元101、電連接於所述像素單元101的邏輯電路層和電連接於所述邏輯電路層的記憶體。值得一提的是，在一些具體示例中，所述傳感單元100也可以不包括所述記憶體，而僅包括所述至少一像素單元101和所述邏輯電路層。
接著，將調製單元110耦接於所述傳感單元100，以使得所述調製單元110被保持於所述傳感單元100的感光路徑上以獲得光譜芯片200。在該示例中，以倒裝的方式將所述調製單元110耦接於所述傳感單元100，其中，所述調製單元110的至少一光調製結構112疊置於所述傳感單元100。在一個具體的示例中，以倒裝的方式將所述調製單元110耦接於所述傳感單元100的過程，包括：首先，在所述傳感單元100上形成一介質層120，較佳地，所述介質層120由低折射率的材料製成；接著，將所述調製單元110耦接於所述介質層120。可選地，在耦接之前，可以對所述調製單元110和/或所述傳感單元100進行清洗，去除表面顆粒。
為了避免所述光調製結構112的下表面不平整引起與所述傳感單元100的結合不良(例如，配合精度不高等)而使得所述光譜芯片200的性能受到影響，在本申請一些示例中，還可以在所述調製單元110的至少一光調製結構112上形成一結合層113；然後，以所述結合層113結合於所述介質層120的方式，將所述調製單元110耦接於所述介質層120。較佳地，所述結合層113和所 述介質層120的折射率相近，更較佳地兩者由相同的材料製成(例如，同時由二氧化矽製成)。
值得一提的是，在該實施例中，對所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距a進行限定，其原因在於當間距過大時容易引起光線串擾，即經過光調製結構112的調製後的光具有一定的發散角，如果間距a過大該調製後的光會進入相鄰光調製結構112對應的像素單元101，從而導致像素單元101接收到的資訊不準確，從而導致恢復精度變差。進一步，較佳地所述間距小於等於2倍光調製結構112的邊長b，即a
Figure 111104134-A0305-02-0027-31
2b，其中所述光調製結構112有多個微奈結構構成，每個微奈結構都有對應的週期，根據所述微奈結構的週期可以限定所述調製單元110的形狀及尺寸，例如為正方形或長方形，所述間距小於等於2倍長方形的短邊或2倍正方形的邊長。在精度要求高的情況下，所述間距a可以小於等於邊長b，即a
Figure 111104134-A0305-02-0027-32
b。進一步，間距a過大還容易導致兩者之間的間隙均一性變差。較佳地，所述間隙a小於等於10um，可理解地，由於製造誤差等引起的部分間隙大於10um也在本申請所保護的範圍內，也就是，所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距小於等於10um並不要求所述光調製結構112和所述介質層120任一位置對應的間隙都滿足此要求，可以是部分位置滿足要求，但較佳地至少要確保90%的區域滿足此要求。更較佳地，所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距小於等於5um，例如2.5um。進一步，為了確保所述光譜芯片200的性能，進一步，任意兩區域的所述光調製結構112的下表面與所述介質層120上表面的所述間距差值小於等於20um，較佳地小於等於10um或5um，從而可以確保均一性。還值得一提的是，在該實施例中，較佳地，所述結合層113和所述介 質層120的折射率相近，更較佳地兩者由相同的材料製成(例如，同時由二氧化矽製成)。同時，所述結合層113的引入還可以確保所述傳感單元100與所述調製單元110之間的間隙的均一性，從而有利於抑制干涉條紋及其影響。
為了使得量產得以進行，所述傳感單元100可以實施拼版技術，即所述傳感單元拼版1000具有至少二傳感單元100，其中所述傳感單元100可以為CMOS、CCD、銦鎵砷傳感器，以及上表面具有量子點或奈米線等濾光結構的調製傳感器；再通過沉積等技術在所述傳感單元100表面形成介質層120並對所述介質層120的上表面進行平整化。相對應地，所述基板111上形成至少二光調製結構112從而構成一調製單元拼版1100，再將調製單元拼版1100貼敷於所述傳單單元拼版的平整介質層120上，得到一光譜芯片半成品2000，其中所述調製單元110的所述光調製結構112與對應的所述傳感單元100對準，再對所述光譜芯片半成品2000進行切割得到所述光譜芯片200。
這裡，所述基板111可以被實施為石英、藍寶石等，所述基板111其可以作為基板111在其表面沉積所述光調製層材料，在經過奈米壓印、刻蝕等形成光調製結構112，在所述調製單元拼版1100中可以理解為在一個基板111上形成多個相同的調製單元110，每個調製單元110都與對應的傳感單元100構成調製單元像素。
也就是，在該本申請實施例中，所述光譜芯片200的製備方法，包括步驟：首先，提供一基板111；接著，在所述基板111上形成光調製結構112陣列以獲得一調製單元拼版1100，所述光調製單元陣列包括至少二光調製結構112；然後，提供一傳感單元拼版1000，所述傳感單元拼版1000包括至少二傳感單元100；繼而，將所述調製單元拼版1100耦接於所述傳感單元拼版 1000以獲得光譜芯片200拼版；可選地，在耦接之前，對所述調製單元拼版1100和/或所述傳感單元拼版進行清洗，去除表面顆粒；最後，分割所述光譜芯片200拼版，以獲得至少二光譜芯片200。
實施例二
與實施例一不同之處在於所述傳感單元100與所述調製單元110之間僅僅實施為簡單的貼合在一起，兩者之間形成凡得瓦力；較佳地，再形成所述光譜芯片200後，將所述光譜芯片200貼附於所述線路板310後，再在所述線路板310表面和所述光譜芯片200的側面和/或表面形成一封裝體130，通過封裝體130使得所述線路板310、所述光譜芯片200和所述封裝體130為一體結構，如圖9所示。個別實施例，所述封裝體130無需與線路板配合，即所述封裝體130與所述傳感單元100和所述調製單元110貼合，從而通過所述封裝體130固定住所述傳感單元100和所述調製單元110。
進一步，所述封裝體130在本實施例中起到固定所述光譜芯片200的所述傳感單元100和所述調製單元110。該實施例由於將所述傳感單元100和調製單元110直接貼合，並且由所述封裝體130實現對所述調製單元110和傳感單元100的固定，即該實施例中所述傳感單元100和所述調製單元110無需鍵合或通過黏接劑進行黏合，確保兩者之間間隙小於等於2.5μm，同時一定程度可以避免黏接劑帶來的折射率變化、以及鍵合可能帶來的溫度過高等問題。值得一提的是，所述封裝體130在所述光譜分析裝置等同於支架，可以用來支撐光學組件320等。
進一步，所述封裝體130可以採取模塑技術形成，即將所述線路板310拼版和所述光譜芯片200進行組裝並實現電導通後放置於一模具中，再注 入模塑材料，固化後開模，切割得到所述光譜芯片200。也可以採取在所述光譜芯片200與所述線路板310設置一模具，再將黏合劑注入到模具，黏合劑固化後形成所述封裝體130。
當然亦可以採取，將已經加工得到的封裝體130採取膠黏等方式，直接將光譜芯片200固定住。值得一提，本實施例對於封裝體130如何設置、形成並不構成限制，只需要實現所述封裝體130可以使得所述光譜芯片200、線路板310和封裝體130形成一體，提高所述光譜分析裝置的可靠性，進一步封裝體130還可以起到固定所述傳感單元100和所述調製單元110的作用。
進一步地，在該實施例中，所述封裝體130包括主體和一體地從主體向內延伸的固定部，所述黏接劑被設置於所述固定部和所述封裝體130的所述主體的底部，使得所述固定部與所述調製單元110的所述基板111的上表面黏接，所述主體的底部則通過所述黏接劑與所述線路板310實現黏接，從而通過所述封裝體130將所述光譜芯片200、所述線路板310和所述封裝體130形成一體。
值得一提的是，較佳地所述主體的側壁與所述光譜芯片200的側壁緊貼，從而可以預防水平方向滑動。較佳地，所述封裝體130採取不透光材料構成，從而所述封裝體130還可以預防雜光從所述調製單元110的側邊進入到所述光譜芯片200，使得精度降低。
實施例三
如圖10所示，本申請還提供了一種感光組件，其包括線路板310和電連接於所述線路的光譜芯片200。所述感光組件包括一封裝體130，所述封 裝體130形成於所述線路板310表面，並包繞所述光譜芯片200的所述傳感單元100。
較佳地，所述感光組件採取先將所述光譜芯片200的傳感單元100貼附於所述線路板310並實現電導通(COB、CSP都可以)，較佳地所述傳感單元100的表面具有一層上表面平整的介質層120，再通過模塑、貼附等技術在所述傳感單元100的非感光區域及線路板310表面形成所述封裝體130，即可以理解為所述傳感單元100、所述線路板310和所述封裝體130為一體結構，再將所述調製單元110貼附於所述傳感單元100表面，從而得到所述感光組件，進一步所述調製單元110的所述光調製結構112的下表面與所述傳感單元100的所述介質層120的上表面間距小於等於2.5μm。較佳地，所述調製單元110與所述封裝體130通過黏接劑進行黏接固定。值得一說是，所述黏接劑的厚度小於等於2.5μm，較佳地所述黏接劑的折射率可以與介質層120或光調製層一致，從而預防等厚干涉產生。
較佳地，本實施例也可以拼版技術進行，即提供一線路板310拼版，分別將傳感單元100貼附於線路板310，較佳地所述傳感單元100表面具有一上表面平整的介質層120，再通過模塑技術、黏貼等在所述線路板310和所述傳感單元100的非感光區域上形成封裝體130；再將所述調製單元拼版1100貼附於所述線路板310拼版，所述調製單元110與所述傳感單元100對準形成多個所述調製單元110像素，可選地在所述調製單元110和所述傳感單元100結合前可以先對其進行清洗去除表面顆粒；值得一提的是，所述封裝體130的表面一般較為平整，可以在所述封裝體130表面塗上黏接劑，由於所述調製單元拼版1100上的每個調製單元110之間具有一定的間距，即所述調製單元110之間具有 一貼附區，所述調製單元拼版1100被貼附於所述線路板310拼版後，所述封裝體130上的所述黏接劑使得所述調製單元拼版1100的所述貼附區與所述封裝體130實現黏接，從而使得固定住所述線路板310拼版和所述調製單元拼版1100，得到所述感光組件拼版，再進行切割得到感光組件。
可選地，所述感光組件還包括一遮光件，所述遮光件形成於所述基板111的側面和表面邊緣，預防雜光進入所述傳感單元100。
實施例四
與實施例三不同之處在於，如圖11所示，在該實施例中，所述封裝體130不包裹所述傳感單元100，即所述封裝體130先形成於所述線路板310，所述封裝體130具有一通光口(前面實施例也都有)，再通過通光口將所述傳感單元100貼附於所述線路板310，並實現導通；再將所述調製單元拼版1100貼附於所述線路板310拼版，所述封裝體130的上表面設置黏合劑用以黏接所述調製單元拼版1100的貼附區。然後，對感光組件拼版進行切割獲取感光組件。此時，所述調製單元110與所述傳感單元100之間可以施加黏接劑。
針對實施例三及其實施例四，所述調製單元110也可以單個貼附於每個所述傳感單元100表面。另外需要注意的是，所述調製單元110的介質層120上表面與所述調製單元110的光調製結構112下表面間距小於等於2.5μm，因此在設計時，需要考慮所述封裝體130上表面到所述介質層120上表面的距離a，以及設置於所述封裝體130上表面黏接劑的厚度b，根據距離a和厚度b設置所述光調製結構112的高度c，即a+b-c
Figure 111104134-A0305-02-0032-33
2μm。
實施例五
在實施例五中，如圖12和圖13所示，所述光譜芯片200包括至少一傳感單元100和被保持於所述至少一傳感單元100的感光路徑上的至少一調製單元110，其中，所述調製單元110包括基板111和形成於所述基板111上的至少一光調製結構112。所述光調製結構112可以對進入所述光譜芯片200的光進行調製以生成調製光訊號而後被所述傳感單元100所接收。
如圖12所示，所述光調製結構112包括調製部分114和非調製部分115，其中，所述調製部分114包括至少一光調製單元1140，所述光調製單元1140可以為調製孔、調製柱、調製線等，用於對進入所述傳感單元100的入射光訊號進行調製以生成調製訊號；所述非調製部分115包括至少一濾光單元1150，用於對進入所述傳感單元100的入射光訊號進行過濾。
在本申請實施例中，所述濾光單元1150可以是R、G、B、W、Y等濾光單元1150，例如，所述濾光單元1150可構成RGGB、RYYB、RGBW拜耳濾波器，也可以是單個濾光單元或多個濾光單元組合構成不規則的拜耳濾波器，如圖14所示。當然，在本申請其他示例中，所述非調製部分115還可以是不包括任何光學調製功能，僅由透光材料構成，也可以是無任何材料的部分。
在具體實施中，為了便於技術實施且確保所述光譜芯片200的性能，所述基板111由可透光材料製成，例如，由透明材料製成，其具體地包括但不限於二氧化矽、氧化鋁等，例如石英、藍寶石等。在具體實施中，所述光調製結構112可通過沉積或貼附或鍵合(當然，還需要配合蝕刻等技術)形成於所述基板111，其中，所述光調製結構112的製成材料可被實施為矽、矽基化合物、二氧化鈦、氧化鉭、氧化鋁、氮化鋁等高折射率材料或者說與所述基板111的材料具有較大折射率差異的材料。
也就是，在本申請實施例中，所述光調製結構112和所述基板111具有一體式結構。在具體製成中，可先通過沉積、貼附、鍵合等技術在基板111上形成一光調製層，而後再通過奈米印壓、刻蝕等技術對所述光調製層進行蝕刻以形成具有調製部分114和非調製部分115的所述光調製結構112。然後，再將由所述基板111和所述至少一光調製結構112所形成的一體式調製單元110貼合於所述傳感單元100的表面，例如，所述傳感單元100的上表面，以使得所述調製單元110被保持於所述傳感單元100的感光路徑上。在具體實施中，可通過鍵合、黏接、貼附等技術將所述調製單元110結合於所述傳感單元100的上表面。
在該實施例中，所述傳感單元100包括被至少一像素單元101、電連接於所述像素單元101的邏輯電路層和電連接於所述邏輯電路層的記憶體。值得一提的是，在一些具體示例中，所述傳感單元100也可以不包括所述記憶體，而僅包括所述至少一像素單元101和所述邏輯電路層。
應注意到，如圖12和圖13所示，在該實施例中，所述調製單元110還可以包括形成於所述光調製結構112的下表面的結合層113，其中，較佳地所述結合層113具有平整的下表面，以避免所述光調製結構112的下表面不平整引起與所述傳感單元100的結合不良(例如，配合精度不高等)而使得所述光譜芯片200的性能受到影響。
並且，所述傳感單元100的表面可能會不平整進而也會影響貼合效果，而使得所述光譜芯片200的性能受到影響。相應地，在該實施例中，所述光譜芯片200還包括形成於所述傳感單元100的表面的介質層120，例如，所述介質層120可通過沉積等技術集成於所述傳感單元100的表面而後再將所述介 質層120的上表面平整化。而後再以所述調製單元110的結合層113結合於所述介質層120的方式將所述調製單元110轉移到所述介質層120上以獲得所述光譜芯片200，其中，轉移的結合技術包括但不限於鍵合、貼附、黏接等。值得一提的是，所述介質層120也可以一體形成於所述傳感單元100，即所述介質層120實施為所述傳感單元100上表面。
值得一提的是，在該實施例中，對所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距a進行限定，其原因在於當間距過大時容易引起光線串擾，即經過光調製結構112的調製後的光具有一定的發散角，如果間距a過大該調製後的光會進入相鄰光調製結構112對應的像素單元101，從而導致像素單元101接收到的資訊不準確，從而導致恢復精度變差。進一步，較佳地所述間距小於等於2倍光調製結構112的邊長b，即a
Figure 111104134-A0305-02-0035-34
2b，其中所述光調製結構112有多個光調製單元1140構成，每個光調製單元1140都有對應的週期，根據所述光調製單元1140的週期可以限定所述調製單元110的形狀及尺寸，例如為正方形或長方形，所述間距小於等於2倍長方形的短邊或2倍正方形的邊長。再精度要求高的情況下，所述間距a可以小於等於邊長b，即a
Figure 111104134-A0305-02-0035-35
b。進一步，間距a過大還容易導致兩者之間的間隙均一性變差。較佳地，所述間隙a小於等於10um，可理解地，由於製造誤差等引起的部分間隙大於10um也在本申請所保護的範圍內，也就是，所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距小於等於10um並不要求所述光調製結構112和所述介質層120任一位置對應的間隙都滿足此要求，可以是部分位置滿足要求，但較佳地至少要確保90%的區域滿足此要求。更較佳地，所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距小於等於5um，例如2.5um。進一步，為了 確保所述光譜芯片200的性能，進一步，任意兩區域的所述光調製結構112的下表面與所述介質層120上表面的所述間距差值小於等於10um，較佳地小於等於5um，從而可以確保均一性。還值得一提的是，在該實施例中，較佳地，所述結合層113和所述介質層120的折射率相近，更較佳地兩者由相同的材料製成(例如，同時由二氧化矽製成)。同時，所述結合層113的引入還可以確保所述傳感單元100與所述調製單元110之間的間隙的均一性，從而有利於抑制干涉條紋及其影響。為了預防表面附著大於等於2微米的顆粒物，較佳將所述傳感單元100和所述調製單元110進行清洗，再將所述傳感單元100和所述調製單元110進行結合。
進一步地對等厚干涉的問題進行說明。所屬技術領域具有通常知識者應知曉，對於一般的圖像傳感裝置，其探測光的光譜範圍通常覆蓋較大範圍(通常大於50nm)，例如，可見光範圍或者近紅外範圍。此時，等厚條紋由於不同波長分佈位置不同，相互疊加之後明暗將會抵消，因此，等厚干涉問題在一般的圖像傳感裝置中並不明顯。但是，對於光譜儀裝置，其需要有較高的頻譜解析度，要求對單色光進行探測，此時若某一結構層厚度不均一，將會出現顯著的等厚干涉條紋，也就是，對於計算光譜儀而言，則會進一步地影響其探測精度。進一步地，對於可見光領域，波長為百奈米級別，因此少量的不匹配或不均一會引起較大的誤差。相應地，本申請提出的所述光譜芯片200能夠有效的控制整體結構的光程一致性，以消除等厚干涉所帶來的影響。
還需要說明的是，所述傳感單元100的至少一像素單元101與所述光調製結構112的至少一光調製單元1140相對應以形成一調製單元像素，多個調製單元像素構成光譜像素。在不考慮可重構光譜像素的基礎上(通過需求利 用算法重新挑選調製單元像素構建光譜像素)，在一個所述光譜像素中如果存在兩個調製單元像素，兩個所述調製單元像素所包含的光調製單元1140通常是不同的，原則上可以理解為相鄰所述調製單元像素對應的光調製單元1140的結構是不同。
值得一提的是，在本申請其他示例中，也可以不在所述傳感單元100的表面設置所述介質層120，而是將所述調製單元110直接結合於所述傳感單元100，或者可以理解為所述介質層120為所述傳感單元100的上表面。當然，也可以不在所述光調製結構112的下表面至少所述結合層113，而是將所述調製單元110直接結合於所述傳感單元100。
並且，在本申請其他變形實施例中，所述調製單元110還可以包括更多數量的光調製結構112，即，所述調製單元110包括兩層或多層光調製結構112，以通過每一層所述光調製結構112的配合使得透射譜更加複雜，也就是，兩層或多層光調製結構112可以在通過簡單的光調製單元1140組合形成複雜的透射譜，從而降低對所述光調製結構112的加工精度要求。較佳地，至少存在兩層所述光調製結構112且兩層所述光調製單元1140是不同的，即，兩層光調製層對應區域對同一入射光的調製效果不同。
例如，在一個具體的變形實施例中，所述至少一光調製結構112包括兩層光調製結構112：第一光調製結構和第二光調製結構。較佳地，所述第一光調製結構的光調製單元1140和/或所述第二光調製結構的光調製單元1140具有填充物。進一步地，也可以在所述第一光調製結構和所述第二光調製結構之間設置連接層，較佳地，所述連接層由低折射率材料製成(其原因在於所述第一光調製結構和所述第二光調製結構由高折射率的材料製成)。並且，還可以在 所述第一光調製結構的上表面設置保護層(在該實施例中，所述基板111形成所述保護層)。相應地，所述基板111、所述第一光調製結構、所述連接層、所述第二光調製結構、所述結合層113和所述介質層120之間相互作用共同對入射光進行調製以生成調製訊號。
進一步，如圖17所示，本申請還提供一種光譜分析裝置300，例如光譜儀、光譜成像裝置，所述光譜分析裝置300包括所述光譜芯片200和一線路板，所述光譜芯片200電導通的連接於所述線路板，從而實現訊號傳輸等。進一步，可選地，所述光譜分析裝置300還可以包括一光學組件320，例如透鏡組件等，所述光學組件320位於所述光譜芯片200的通光路徑上，入射光通過光學組件320後，再進入所述光譜芯片200的光調製層被調製，在由所述傳感單元100所接收，並轉化為電訊號。所述光譜分析裝置300進一步包括一封裝體(例如，塑料支架，金屬支架等)，所述光譜芯片200被所述封裝體所收容。進一步地，在本申請一些示例中，所述光譜分析裝置300還可以包括處理單元330，用於對電訊號進行處理，以生成光譜或圖像等。
根據本申請的另一方面，還提供了一種光譜芯片200的製備方法，其用於製備如上所述的光譜芯片200。如前所述，為了實現量產，目前的光譜芯片200採用如下製備技術製備：首先，在已有的圖像傳感器(例如，CMOS圖像傳感器、CCD傳感器)上沉積一層光調製層材料；接著，對該光調製層材料進行刻蝕以形成所述光調製結構112。然而，該製備技術在實際產業實施中卻遇到諸多問題。
具體地，該技術需要在在現有CMOS圖像傳感器或CCD傳感器對應的傳感器晶圓上加工，因此，需要提供與晶圓級別加工相匹配的產品線和生 產團隊，這一方面會導致成本的上升，另一方面，也會受限於傳感器晶圓加工技術的壟斷而難以產業落地。此外，根據材料的特性沉積光調製層結構的製程需在特定的高溫條件下進行，但是高溫可能會導致傳感器晶圓受到損害。反過來說，考慮到傳感器晶圓的耐熱性，在光調製層材料的選材方面必須做出讓步，這就會導致光調製層由於材料選擇而無法達到最佳性能。還有，由於圖像傳感器包含邏輯電路，可能會產生金屬粉末對製造環境污染。
針對上述技術難題，本申請發明人嘗試將形成光調製結構112的技術轉移到基板111上，以一方面擺脫現有的光譜芯片200製造技術受限於晶圓廠的局限，且另一方面可以確保製備過程中不會對所述光譜芯片200造成污染。也就是，先將所述光譜芯片200的調製單元110在基板111上單獨成型而後再耦接於傳感器上，通過這樣的方式，解決了目前光譜芯片200製造技術受限於晶圓廠的問題，且，由於調製單元110不包含邏輯電路，因此在製備過程中不會產生諸如金屬粉末的污染並進一步地可以確保加工過程中不會對產生污染，同時，還可以避免高溫影響傳感器的性能。
圖15A至圖15C圖示了根據本申請實施例的所述光譜芯片200的製備方法的示意圖。如圖15A至圖15C所示，根據本申請實施例的所述光譜芯片200的製備過程，包括：首先提供一基板111，其中，所述基板111的製成材料選自二氧化矽或氧化鋁等透明材料，例如石英、藍寶石等，或者透明的有機材料，例如塑料、壓克力等，也可以是金屬材料，例如鍺等。
然後，在所述基板111上形成至少一光調製結構112以獲得一調製單元110，所述光調製結構112包括調製部分114和非調製部分115。相應地，在 該示例中，以所述非調製部分115包括至少一濾光單元1150且所述濾光單元1150組成拜耳陣列為例。
具體地，在該示例中，在所述基板111上形成至少一光調製結構112以獲得一調製單元110，包括：首先在所述基板111上形成第一材料區域116和第二材料區域117，也就是，分別在所述基板111上形成用於形成調製部分114和非調製部分115所需的材料。值得一提的是，所述第一材料區域116和所述第二材料區域117可以是相同的材料形成，也可以是不同的材料，其選材包括但不限於：矽、矽化物、氧化鉭、二氧化鈦等。更具體地，在具體實施中，可通過沉積技術在所述基板111上形成所述第一材料區域116和所述第二材料區域117，所述沉積技術可以為化學氣相沉積法(CVD，Chemical Vapor Deposition)、原子層沉積法(ALD，Atomic Layer Deposition)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)，物理氣相沉積(PVD,Physical Vapor Deposition)等。並且，較佳地，所述第一材料區域116和所述第二材料區域117具有相一致的厚度尺寸，當然也兩者的厚度尺寸也可以不同。
這裡當所述第一材料區域116和所述第二材料區域117具有相同厚度且為同一材料時，所述第一材料區域116和所述第二材料區域117為同一層材料，為了便於說明，將該同一層材料命名為光調製層。
接著，對所述第一材料區域116進行處理以形成所述調製部分114，以及，對所述第二材料區域117進行處理以形成所述非調製部分115。更具體地，首先在所述第一材料區域116和所述第二材料區域117的上表面形成遮 罩層，例如，在所述第一材料區域116和所述第二材料區域117的上表面鋪設光阻膠以形成所述遮罩層。
然後，通過顯影、曝光、刻蝕等技術以形成用於形成濾光單元1150所需的填充孔；接著，在所述填充孔內填充第一濾光材料以形成所述非調製部分115的濾光單元1150；然後，去除舊的遮罩層再形成新的遮罩層，並再次通過顯影、曝光、刻蝕等技術以形成用於形成濾光單元1150所需的填充孔；接著，在所述填充孔內填充第二濾光材料以形成所述非調製部分115的濾光單元1150；然後，再次除舊的遮罩層再形成新的遮罩層，並再次通過顯影、曝光、刻蝕等技術以形成用於形成濾光單元1150所需的填充孔；接著，在所述填充孔內填充第三濾光材料以形成所述非調製部分115的濾光單元1150。也就是，通過反復多次技術以使得所述多個濾光單元1150形成拜耳陣列。
接著，又一次去除舊的遮罩層並形成新的遮罩層，並再次通過顯影、曝光和刻蝕等技術對所述第一材料區域116進行處理，形成具有至少一光調製單元1140的調製部分114。
然後，去除遮罩層以得到如上所述的調製單元110。值得一提的是，可選得可在所述調製單元110的表面形成一層結合層113。
接著，提供一傳感單元100。所述傳感單元100包括被至少一像素單元101、電連接於所述像素單元101的邏輯電路層和電連接於所述邏輯電路層的記憶體。值得一提的是，在一些具體示例中，所述傳感單元100也可以不包括所述記憶體，而僅包括所述至少一像素單元101和所述邏輯電路層。
接著，將調製單元110耦接於所述傳感單元100，以使得所述調製單元110被保持於所述傳感單元100的感光路徑上以獲得光譜芯片200。在該示 例中，以倒裝的方式將所述調製單元110耦接於所述傳感單元100，其中，所述調製單元110的至少一光調製結構112疊置於所述傳感單元100。在一個具體的示例中，以倒裝的方式將所述調製單元110耦接於所述傳感單元100的過程，包括：首先，在所述傳感單元100上形成一介質層120，較佳地，所述介質層120由低折射率的材料製成；接著，將所述調製單元110耦接於所述介質層120。可選地，在耦接之前，可以對所述調製單元110和/或所述傳感單元100進行清洗，去除表面顆粒。
為了避免所述光調製結構112的下表面不平整引起與所述傳感單元100的結合不良(例如，配合精度不高等)而使得所述光譜芯片200的性能受到影響，在本申請一些示例中，還可以在所述調製單元110的至少一光調製結構112上形成一結合層113；然後，以所述結合層113結合於所述介質層120的方式，將所述調製單元110耦接於所述介質層120。較佳地，所述結合層113和所述介質層120的折射率相近，更較佳地兩者由相同的材料製成(例如，同時由二氧化矽製成)。
值得一提的是，在該實施例中，對所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距a進行限定，其原因在於當間距過大時容易引起光線串擾，即經過光調製結構112的調製後的光具有一定的發散角，如果間距a過大該調製後的光會進入相鄰光調製結構112對應的像素單元101，從而導致像素單元101接收到的資訊不準確，從而導致恢復精度變差。進一步，較佳地所述間距小於等於2倍光調製結構112的邊長b，即a
Figure 111104134-A0305-02-0042-36
2b，其中所述光調製結構112有多個光調製單元1140構成，每個光調製單元1140都有對應的週期，根據所述光調製單元1140的週期可以限定所述調製單元110的形狀及尺 寸，例如為正方形或長方形，所述間距小於等於2倍長方形的短邊或2倍正方形的邊長。再精度要求高的情況下，所述間距a可以小於等於邊長b，即a
Figure 111104134-A0305-02-0043-37
b。進一步，間距a過大還容易導致兩者之間的間隙均一性變差。較佳地，所述間隙a小於等於10um，可理解地，由於製造誤差等引起的部分間隙大於10um也在本申請所保護的範圍內，也就是，所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距小於等於10um並不要求所述光調製結構112和所述介質層120任一位置對應的間隙都滿足此要求，可以是部分位置滿足要求，但較佳地至少要確保90%的區域滿足此要求。更較佳地，所述光調製結構112的下表面與所述介質層120的上表面之間的間距小於等於5um，例如2.5um。進一步，為了確保所述光譜芯片200的性能，進一步，任意兩區域的所述光調製結構112的下表面與所述介質層120上表面的所述間距差值小於等於20um，較佳地小於等於10um或5um，從而可以確保均一性。還值得一提的是，在該實施例中，較佳地，所述結合層113和所述介質層120的折射率相近，更較佳地兩者由相同的材料製成(例如，同時由二氧化矽製成)。同時，所述結合層113的引入還可以確保所述傳感單元100與所述調製單元110之間的間隙的均一性，從而有利於抑制干涉條紋及其影響。
為了使得量產得以進行，所述傳感單元100可以實施拼版技術，即所述傳感單元拼版1000具有至少二傳感單元100，其中所述傳感單元100可以為CMOS、CCD、銦鎵砷傳感器，以及上表面具有量子點或奈米線等濾光結構的調製傳感器；再通過沉積等技術在所述傳感單元100表面形成介質層120並對所述介質層120的上表面進行平整化。相對應地，所述基板111上形成至少二光調製結構112從而構成一調製單元拼版1100，再將調製單元拼版1100貼敷於所 述傳單單元拼版的平整介質層120上，得到一光譜芯片半成品2000，其中所述調製單元110的所述光調製結構112與對應的所述傳感單元100對準，再對所述光譜芯片半成品2000進行切割得到所述光譜芯片200。
這裡，所述基板111可以被實施為石英、藍寶石等，所述基板111其可以作為基板111在其表面沉積所述光調製層材料，在經過奈米壓印、刻蝕等形成光調製結構112，在所述調製單元拼版1100中可以理解為在一個基板111上形成多個相同的調製單元110，每個調製單元110都與對應的傳感單元100構成光譜芯片200。
也就是，在該本申請實施例中，所述光譜芯片200的製備方法，包括步驟：首先，提供一基板111；接著，在所述基板111上形成光調製結構112陣列以獲得一調製單元拼版1100，所述光調製單元1140陣列包括至少二光調製結構112；然後，提供一傳感單元100拼版，所述傳感單元拼版1000包括至少二傳感單元100；繼而，將所述調製單元拼版1100耦接於所述傳感單元拼版1000以獲得光譜芯片200拼版；可選地，在耦接之前，對所述調製單元拼版1100和/或所述傳感單元拼版進行清洗，去除表面顆粒；最後，分割所述光譜芯片200拼版，以獲得至少二光譜芯片200。
進一步，在一變形實施例中，與實施例五區別在於，所述非調製部分115對應第二材料區域117可以選擇刻透、或者可以不做處理；繼續以非調製部分115實施為拜爾陣列為例，所述拜爾陣列可以被預先設置於所述傳感單元100，此時，所述技術僅需在所述基板111上形成光調製層，其次對第一材料區域116進行加工得到調製部分114，而在變形實施例中，由於拜爾陣列已形成於所述傳感單元100，因此所述第二材料區域117可以不做處理或者鏤空。
實施例六
與實施例五不同之處在於所述傳感單元100與所述調製單元110之間僅僅實施為簡單的貼合在一起，兩者之間形成凡得瓦力；較佳地，再形成所述光譜芯片200後，將所述光譜芯片200貼附於所述線路板後，再在所述線路板表面和所述光譜芯片200的側面和/或表面形成一封裝體130，通過封裝體130使得所述線路板、所述光譜芯片200和所述封裝體130為一體結構，如圖7所示。個別實施例，所述封裝體130無需與線路板配合，即所述封裝體130與所述傳感單元100和所述調製單元110貼合，從而通過所述封裝體130固定住所述傳感單元100和所述調製單元110。
進一步，所述封裝體130在本實施例中起到固定所述光譜芯片200的所述傳感單元100和所述調製單元110。該實施例由於將所述傳感單元100和調製單元110直接貼合，並且由所述封裝體130實現對所述調製單元110和傳感單元100的固定，即該實施例中所述傳感單元100和所述調製單元110無需鍵合或通過黏接劑進行黏合，確保兩者之間間隙小於等於2.5μm，同時一定程度由於可以避免黏接劑帶來的折射率變化等問題。值得一提的是，所述封裝體130在所述光譜分析裝置300等同於支架，可以用來支撐光學組件320等。
進一步，所述封裝體130可以採取模塑技術形成，即將所述線路板拼版和所述光譜芯片200進行組裝並實現電導通後放置於一模具中，再注入模塑材料，固化後開模，切割得到所述光譜芯片200。也可以採取在所述光譜芯片200與所述線路板設置一模具，再將黏合劑注入到模具，黏合劑固化後形成所述封裝體130。
當然亦可以採取，將已經加工得到的封裝體130採取膠黏等方式，直接將光譜芯片200固定住。值得一提，本實施例對於封裝體130如何設置、形成並不構成限制，只需要實現所述封裝體130可以使得所述光譜芯片200、線路板和封裝體130形成一體，提高所述光譜分析裝置300的可靠性，或者所述封裝體130起到固定所述傳感單元100和所述調製單元110的作用。
進一步地，在該實施例中，所述封裝體130包括主體和一體地從主體向內延伸的固定部，所述黏接劑被設置於所述固定部和所述封裝體130的所述主體的底部，使得所述固定部與所述調製單元110的所述基板111的上表面黏接，所述主體的底部則通過所述黏接劑與所述線路板實現黏接，從而通過所述封裝體130將所述光譜芯片200、所述線路板和所述封裝體130形成一體。
值得一提的是，較佳地所述主體的側壁與所述光譜芯片200的側壁緊貼，從而可以預防水平方向滑動。較佳地，所述封裝體130採取不透光材料構成，從而所述封裝體130還可以預防雜光從所述調製單元110的側邊進入到所述光譜芯片200，產生雜訊使得精度降低。
實施例七
如圖19所示，本申請還提供了一種感光組件，其包括線路板和電連接於所述線路的光譜芯片200。所述感光組件包括一封裝體130，所述封裝體130形成於所述線路板表面，並包繞所述光譜芯片200的所述傳感單元100。
較佳地，所述感光組件採取先將所述光譜芯片200的傳感單元100貼附於所述線路板並實現電導通(COB、CSP都可以)，較佳地所述傳感單元100的表面具有一層上表面平整的介質層120，再通過模塑、貼附等技術在所述傳感單元100的非感光區域及線路板表面形成所述封裝體130，即可以理解為所述 傳感單元100、所述線路板和所述封裝體130為一體結構，再將所述調製單元110貼附於所述傳感單元100表面，從而得到所述感光組件，進一步所述調製單元110的所述光調製結構112的下表面與所述傳感單元100的所述介質層120的上表面間距小於等於2.5μm。較佳地，所述調製單元110與所述封裝體130通過黏接劑進行黏接固定。值得一說是，所述黏接劑的厚度小於等於2.5μm，較佳地所述黏接劑的折射率可以與介質層120或光調製層一致，從而預防等厚干涉產生。
較佳地，本實施例也可以拼版技術進行，即提供一線路板拼版，分別將傳感單元100貼附於線路板，較佳地所述傳感單元100表面具有一上表面平整的介質層120，再通過模塑技術、黏貼等在所述線路板和所述傳感單元100的非感光區域上形成封裝體130；再將所述調製單元拼版1100貼附於所述線路板拼版，所述調製單元110與所述傳感單元100對準形成多個所述調製單元110像素，可選地在所述調製單元110和所述傳感單元100結合前可以先對其進行清洗去除表面顆粒；值得一提的是，所述封裝體130的表面一般較為平整，可以在所述封裝體130表面塗上黏接劑，由於所述調製單元拼版1100上的每個調製單元110之間具有一定的間距，即所述調製單元110之間具有一貼附區，所述調製單元拼版1100被貼附於所述線路板拼版後，所述封裝體130上的所述黏接劑使得所述調製單元拼版1100的所述貼附區與所述封裝體130實現黏接，從而使得固定住所述線路板拼版和所述調製單元拼版1100，得到所述感光組件拼版，再進行切割得到感光組件。
可選地，所述感光組件還包括一遮光件，所述遮光件形成於所述基板111的側面和表面邊緣，預防雜光進入所述傳感單元100。
實施例八
與實施例七不同之處在於，如圖20所示，在該實施例中，所述封裝體130不包裹所述傳感單元100，即所述封裝體130先形成於所述線路板，所述封裝體130具有一通光口(前面實施例也都有)，再通過通光口將所述傳感單元100貼附於所述線路板，並實現導通；再將所述調製單元拼版1100貼附於所述線路板拼版，所述封裝體130的上表面設置黏合劑用以黏接所述調製單元拼版1100的貼附區。然後，對感光組件拼版進行切割獲取感光組件。此時，所述調製單元110與所述傳感單元100之間可以施加黏接劑。
針對實施例三及其實施例四，所述調製單元110也可以單個貼附於每個所述傳感單元100表面。另外需要注意的是，所述調製單元110的介質層120上表面與所述調製單元110的光調製結構112下表面間距小於等於2.5μm，因此在設計時，需要考慮所述封裝體130上表面到所述介質層120上表面的距離a，以及設置於所述封裝體130上表面黏接劑的厚度b，根據距離a和厚度b設置所述光調製結構112的高度c，即a+b-c
Figure 111104134-A0305-02-0048-38
2μm。
特別地，應注意到在本申請中，所述基板111位於所述光調製結構112的上方以覆蓋所述光調製結構112，從而能夠對所述光調製結構112和所述傳感單元100起到保護作用。
以上結合具體實施例描述了本申請的基本原理，但是，需要指出的是，在本申請中提及的優點、優勢、效果等僅是示例而非限制，不能認為這些優點、優勢、效果等是本申請的各個實施例必須具備的。另外，上述揭露的具體細節僅是為了示例的作用和便於理解的作用，而非限制，上述細節並不限制本申請為必須採用上述具體的細節來實現。
100:傳感單元
110:調製單元
111:基板
112:光調製結構
113:結合層
120:介質層
200:光譜芯片

Claims (17)

  1. 一種光譜芯片的製備方法，包括：在一基板上形成至少一光調製結構以獲得一調製單元；將所述調製單元耦接於一傳感單元，以使得所述調製單元被保持於所述傳感單元的感光路徑上以獲得光譜芯片；以及形成於所述傳感單元的表面的一介質層，其中所述光調製結構的下表面與所述介質層的上表面之間的間距小於或等於2倍光調製結構的邊長。
  2. 如請求項1所述的光譜芯片的製備方法，其中，所述至少一光調製結構，包括第一光調製結構和第二光調製結構；其中，在所述基板上形成所述至少一光調製結構，以獲得所述調製單元，包括：在所述基板上形成第一光調製層；對所述第一光調製層進行蝕刻或奈米壓印，以形成具有至少一第一調製單元的第一光調製結構；在所述第一光調製結構上形成第二光調製層；以及對所述第二光調製層進行蝕刻或奈米壓印，以形成具有至少一第二調製單元的第二光調製結構。
  3. 如請求項1所述的光譜芯片的製備方法，其中，至少一所述調製單元，包括第一光調製結構；其中，在所述基板上形成所述至少一光調製結構，以獲得所述調製單元，包括：在所述基板上形成第一光調製層；以及 對所述第一光調製層進行蝕刻或奈米壓印，以形成具有至少一第一調製單元的第一光調製結構。
  4. 如請求項2所述的光譜芯片的製備方法，其中，在所述第一光調製結構上形成所述第二光調製層，包括：在所述第一光調製層上形成一連接層；以及在所述連接層上形成所述第二光調製層。
  5. 如請求項1所述的光譜芯片的製備方法，其中，將所述調製單元耦接於一傳感單元，以使得所述調製單元被保持於所述傳感單元的感光路徑上以獲得光譜芯片，包括：以倒裝的方式將所述調製單元耦接於所述傳感單元，其中，所述調製單元的至少一光調製結構疊置於所述傳感單元。
  6. 如請求項5所述的光譜芯片的製備方法，其中，以倒裝的方式將所述調製單元耦接於所述傳感單元，包括：在所述傳感單元上形成所述介質層；以及將所述調製單元耦接於所述介質層。
  7. 如請求項6所述的光譜芯片的製備方法，其中，將所述調製單元耦接於所述介質層，包括：在所述調製單元的所述至少一光調製結構上形成一結合層；以所述結合層結合於所述介質層的方式，將所述調製單元耦接於所述介質層。
  8. 如請求項1所述的光譜芯片的製備方法，其中，將所述調製單元耦接於所述傳感單元，以使得所述調製單元被保持於所述傳感單元的感光路徑上以獲得光譜芯片，包括：通過凡得瓦力將所述調製單元附著於所述傳感單元；或 通過黏接劑將所述調製單元附著於所述傳感單元；或通過鍵合技術將所述調製單元附著於所述傳感單元。
  9. 如請求項6所述的光譜芯片的製備方法，其中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面，與所述介質層的上表面之間的距離小於等於10um。
  10. 如請求項9所述的光譜芯片的製備方法，其中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面，與所述介質層的上表面之間的距離超過預設臨限值的比例小於等於10%。
  11. 如請求項10所述的光譜芯片的製備方法，其中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面，與所述介質層的上表面之間各個對應位置的距離之差低於10um。
  12. 如請求項6所述的光譜芯片的製備方法，其中，所述光調製結構包括至少一光調製單元，其中，所述至少一光調製結構中鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面，與所述介質層的上表面之間的距離小於等於所述光調製單元的邊長。
  13. 如請求項6所述的光譜芯片的製備方法，其中，所述至少一光調製結構中，鄰近於所述傳感單元的所述光調製結構的下表面中任意兩個區域，與所述介質層的上表面中對應兩個區域之間的距離的差值小於等於10um。
  14. 如請求項1所述的光譜芯片的製備方法，其中，所述光調製結構包括調製部分和非調製部分。
  15. 如請求項14所述的光譜芯片的製備方法，其中，所述調製部分包括至少一光調製單元，所述非調製部分包括至少一濾光單元。
  16. 如請求項15所述的光譜芯片的製備方法，其中，在所述基板上形成所述至少一光調製結構以獲得所述調製單元，包括： 在所述基板上形成第一材料區域和第二材料區域；對所述第一材料區域進行處理以形成所述調製部分；以及對所述第二材料區域進行處理以形成所述非調製部分。
  17. 一種光譜芯片，其中，由請求項1至16任一所述的光譜芯片的製備方法製備而得。
TW111104134A 2021-02-01 2022-01-28 光譜芯片及其製備方法、光譜分析裝置 TWI814237B (zh)

Applications Claiming Priority (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110136746 2021-02-01
CN202110136746.5 2021-02-01
CN202121623561.9 2021-07-16
CN202110808931.4 2021-07-16
CN202121623561.9U CN215069988U (zh) 2021-02-01 2021-07-16 光谱芯片和光谱分析装置
CN202110808931.4A CN114843293A (zh) 2021-02-01 2021-07-16 光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置
CN202110808927.8 2021-07-16
CN202110808927.8A CN114843292A (zh) 2021-02-01 2021-07-16 光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置
CN202110815321.7 2021-07-19
CN202110815321.7A CN114843294A (zh) 2021-02-01 2021-07-19 光谱芯片的制备方法和光谱芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202236696A TW202236696A (zh) 2022-09-16
TWI814237B true TWI814237B (zh) 2023-09-01

Family

ID=79221493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111104134A TWI814237B (zh) 2021-02-01 2022-01-28 光譜芯片及其製備方法、光譜分析裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240304645A1 (zh)
KR (1) KR20230136213A (zh)
CN (5) CN114843292A (zh)
TW (1) TWI814237B (zh)
WO (1) WO2022161428A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114843292A (zh) * 2021-02-01 2022-08-02 北京与光科技有限公司 光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置
CN115078266A (zh) * 2021-03-11 2022-09-20 上海与光彩芯科技有限公司 光学系统及其设计方法
WO2024120272A1 (zh) * 2022-12-06 2024-06-13 北京与光科技有限公司 光谱传感器、光谱传感器模组和电子设备
CN117855238B (zh) * 2024-02-20 2024-06-14 苏州多感科技有限公司 多光谱图像传感器及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050208694A1 (en) * 2004-03-18 2005-09-22 Honeywell International Inc. Bonded thin-film structures for optical modulators and methods of manufacture
CN101836124A (zh) * 2007-10-26 2010-09-15 皇家飞利浦电子股份有限公司 光角度选择光探测器设备
CN109506779A (zh) * 2017-09-15 2019-03-22 三星电子株式会社 滤波器阵列、光谱检测器和光谱仪
CN111854949A (zh) * 2020-07-27 2020-10-30 清华大学 弱光光谱检测芯片及弱光光谱检测方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10797920B1 (en) * 2020-03-18 2020-10-06 Rockwell Collins, Inc. High-entropy continuous phase modulation data transmitter
CN111490060A (zh) * 2020-05-06 2020-08-04 清华大学 光谱成像芯片及光谱识别设备
CN114843292A (zh) * 2021-02-01 2022-08-02 北京与光科技有限公司 光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050208694A1 (en) * 2004-03-18 2005-09-22 Honeywell International Inc. Bonded thin-film structures for optical modulators and methods of manufacture
CN101836124A (zh) * 2007-10-26 2010-09-15 皇家飞利浦电子股份有限公司 光角度选择光探测器设备
CN109506779A (zh) * 2017-09-15 2019-03-22 三星电子株式会社 滤波器阵列、光谱检测器和光谱仪
CN111854949A (zh) * 2020-07-27 2020-10-30 清华大学 弱光光谱检测芯片及弱光光谱检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114843294A (zh) 2022-08-02
US20240304645A1 (en) 2024-09-12
CN117280186A (zh) 2023-12-22
TW202236696A (zh) 2022-09-16
WO2022161428A1 (zh) 2022-08-04
CN114843292A (zh) 2022-08-02
KR20230136213A (ko) 2023-09-26
CN215069988U (zh) 2021-12-07
CN114843293A (zh) 2022-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI814237B (zh) 光譜芯片及其製備方法、光譜分析裝置
US10403665B2 (en) Two-dimensional solid-state image capture device with polarization member, color filter and light shielding layer for sub-pixel regions and polarization-light data processing method to obtain polarization direction and polarization component intensity
US10388805B2 (en) Multi-wavelength detector array incorporating two dimensional and one dimensional materials
JP6903396B2 (ja) 撮像素子及び撮像装置
US11004884B2 (en) Solid-state imaging apparatus
US9105774B2 (en) Manufacturing method of solid-state imaging device and solid-state imaging device
JP7303633B2 (ja) 多スペクトル撮像デバイス
KR102562515B1 (ko) 이미지 센서 구조체 및 그 제조 방법
CN105074929A (zh) 用于检测辐射的半导体器件及其制造方法
CN106340525B (zh) 半导体元件及其制造方法
US20150187833A1 (en) Image sensor including multiple lenses and method of manufacture thereof
JP7304534B2 (ja) 光検出装置、構造体の製造方法、および光検出装置の製造方法
JP6310312B2 (ja) 光電変換素子およびその製造方法
WO2020122038A1 (ja) 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び電子機器
TWI713231B (zh) 半導體裝置及其形成方法
CN108155276B (zh) 光电器件及其制作方法
CN216288459U (zh) 光谱芯片和光谱分析装置
CN106816447B (zh) 采用量子点薄膜进行光电转换的图像传感器及制备方法
Ockenfuss et al. Progress in patterned filters for optical sensors
Sasagawa et al. Dual-layer metal-grid polarizer for polarization image sensor in 65-nm CMOS technology
CN114812815A (zh) 新型超材料多光谱成像芯片及其制备方法
CN1723572B (zh) Cmos图像传感器
CN115719753A (zh) 光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置
CN116519606A (zh) 光谱芯片
WO2019213709A1 (en) Photosensitive device