光学滤波器制造技术

一种光学滤波器，包括第一光学通道，该第一光学通道包括：第一反射镜和第二反射镜，其被配置为反射电磁频谱的一个或多个范围的，以及单片间隔体的第一部分，其定位在第一反射镜和第二反射镜之间。第二光学通道包括：第三反射镜和第四反射镜，其被配置为反射电磁频谱的一个或多个范围；以及单片间隔体的第二部分，其定位在第三反射镜和第四反射镜之间。一种制造光学滤波器的方法包括：形成第一多个反射镜；在第一多个反射镜上形成单片间隔体；使用灰度光刻工序在单片间隔体上形成多级蚀刻掩模；蚀刻多级蚀刻掩模和单片间隔体；以及在单片间隔体上形成第二多个反射镜。片间隔体上形成第二多个反射镜。片间隔体上形成第二多个反射镜。

【技术实现步骤摘要】
光学滤波器


[0001]本公开涉及光学领域，具体涉及光学滤波器。

技术介绍

[0002]可以利用光学传感器设备来捕获信息。例如，光学传感器设备可以捕获与一组电磁频率有关的信息。光学传感器设备可以包括一组捕获信息的传感器元件(例如，光学传感器、光谱传感器和/或图像传感器)。例如，可以利用传感器元件阵列来捕获与多个频率有关的信息。传感器元件阵列可以与光学滤波器相关联。光学滤波器可以包括一个或多个通道，该一个或多个通道分别将特定频率传递到传感器元件阵列的传感器元件的。

技术实现思路

[0003]在一些实施方式中，光学滤波器包括多个光学通道，其中：该多个光学通道中的第一光学通道包括：第一反射镜和第二反射镜，其被配置为反射电磁频谱的一个或多个范围，以及单片间隔体的第一部分，其被定位在第一反射镜和第二反射镜之间；该多个光学通道中的第二光学通道包括：第三反射镜和第四反射镜，其被配置为反射电磁频谱的一个或多个范围，以及单片间隔体的第二部分，其被定位在第三反射镜和第四反射镜之间。
[0004]在一些实施方式中，光学传感器设备包括光学传感器，该光学传感器包括多个传感器元件；以及包括多个光学通道的光学滤波器，其中：该多个光学通道分别被设置在多个传感器元件之上，该多个光学通道中的特定光学通道包括：第一反射镜和第二反射镜，其被配置为反射电磁频谱的一个或多个范围，单片间隔体的特定部分，其被定位在第一反射镜和第二反射镜之间，其中该单片间隔体的一个或多个其他部分分别被包括在多个光学通道中的一个或多个其他光学通道中，并且该特定光学通道具有的临界尺寸小于或等于多个传感器元件中的特定传感器元件的临界尺寸，该特定光学通道被设置在特定传感器元件上。
[0005]在一些实施方式中，一种制造光学滤波器的方法包括：在衬底上形成第一反射镜和第二反射镜，其中第一反射镜和第二反射镜彼此不重叠；在该第一反射镜和该第二反射镜上形成单片间隔体；在该单片间隔体上形成多级蚀刻掩模；蚀刻该多级蚀刻掩模和该单片间隔体，其中：蚀刻多级蚀刻掩模消除了该多级蚀刻掩模，并且蚀刻单片间隔体使被设置在第一反射镜上的单片间隔体的第一部分具有第一厚度，并且使被设置在第二反射镜上的单片间隔体的第二部分具有不同于第一厚度的第二厚度；在单片间隔体的第一部分上形成第三反射镜，其中第一反射镜和第三反射镜被配置为反射电磁频谱的一个或多个范围；以及在单片间隔体的第二部分上形成第四反射镜，其中第二反射镜和第四反射镜被配置为反射电磁光谱的一个或多个范围。
附图说明
[0006]图1是本文所述的示例光学传感器设备的示图。
[0007]图2是本文所述的示例光学传感器设备的侧视图。
[0008]图3是本文所述的示例光学传感器设备的侧视图。
[0009]图4是本文所述的示例光学传感器设备的侧视图。
[0010]图5是本文所述的示例光学传感器设备的侧视图。
[0011]图6A
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图6E是用于制造本文所述的光学滤波器的形成工艺的示例实施方式的示图。
具体实施方式
[0012]示例实施方式的以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。以下描述使用光谱仪作为示例。然而，本文所述的技术，原理，过程和方法可以与任何传感器一起使用，包括但不限于其它光学传感器和光谱传感器。
[0013]光学设备(例如，包括光谱仪或一个或多个其他光学传感器和/或光谱传感器)可以使用经过滤的光来执行与特定波长相关联的测量。在光学设备的典型配置中，光学滤波器包括被设置在光学设备的光学传感器的一组传感器元件之上的光学通道阵列。该光学通道阵列被配置为传递与电磁光谱的不同范围相关联的光。然而，在许多情况下，诸如当使用常规剥离工艺形成光学通道阵列时，每一光学通道具有的临界尺寸大于传感器元件组的相应临界尺寸。因此，当传感器元件组紧密地定位在一起时(例如，当与传感器元件组相关联的节距小于传感器元件组的相应临界尺寸时)，每个光学通道被设置在传感器元件组的多个传感器元件之上，这抑制了光学传感器的分辨率。此外，在其它情况下，诸如当使用多级蚀刻工艺形成光学通道阵列时，存在增加的将蚀刻引起的缺陷引入到光学通道阵列的可能性，这负面地影响光学滤波器的性能。
[0014]本文所述的一些实施方式提供了一种光学传感器设备，该光学传感器设备包括具有多个光学通道的光学滤波器。多个光学通道中的每一个通道包括底部反射镜、顶部反射镜和定位在底部反射镜与顶部反射镜之间的单片间隔体的一部分。顶部反射镜和底部反射镜可以被配置为反射电磁频谱的一个或多个范围(例如，电磁频谱的相同范围或不同范围)。此外，在一些实施方式中，可以使用与灰度光刻工序协调的蚀刻工序来形成单片间隔体。这可以使单片间隔体在顶部反射镜和底部反射镜之间的部分具有特定厚度，这允许(与顶部反射镜和底部反射镜的反射特性协调)光学通道使特定范围的电磁频谱通过。
[0015]以此方式，当使用与灰度光刻工序协调的蚀刻工序来形成包括在多个光学通道中的单片间隔体时，与使用常规剥离工艺形成光学通道时相比，多个光学通道的相应临界尺寸减小。因此，在一些实施方式中，多个光学通道的相应临界尺寸可以小于或等于光学传感器设备中的光学传感器的多个传感器元件的相应临界尺寸。因此，当多个光学通道被设置在多个传感器元件之上时，一个或多个光学通道可以被设置在多个传感器元件中的单个传感器元件之上，这增加了包括在光学传感器设备中的光学传感器的分辨率(与当典型光学滤波器的单个光学通道被设置在光学传感器设备的多个传感器元件上时相比)。此外，本文所述的一些实施方式提供了形成单片间隔体的单个蚀刻工序，这降低了将蚀刻引起的缺陷引入到多个光学通道中的可能性(与当使用多级蚀刻工序形成多个光学通道时相比)。因此，与使用多级蚀刻工艺形成的典型光学滤波器相比，这提高了光学滤波器的性能。
[0016]图1是本文所描述的示例光学传感器设备100的示图。光学传感器设备100可以包括执行光谱学的光谱仪设备，诸如光谱光学传感器设备(例如，执行振动光谱学的二元多光
谱光学传感器设备(诸如近红外(NIR)光谱仪)、中红外光谱学(中IR)、拉曼光谱学等)。如图1所示，光学传感器设备100包括光学滤波器102和光学传感器104。
[0017]如图1中进一步所示，光学滤波器102可以包括多个光学通道106。多个光学通道106可以在光学滤波器102的表面上被布置成一维或二维阵列。例如，如图1所示，多个光学通道106可以被布置成二维阵列(例如，其中阵列的每行包括8个光学通道106并且每列包括8个光学通道106)。多个光学通道106可以分别使电磁频谱的不同范围通过(例如，使具有不同波长范围的光通过)。
[0018]光学传感器104包括能够感测光的设备。例如，光学传感器104可以包括图像传感器、多光谱传感器、光谱传感器等。在一些实施方式中，光学传感器104可以包括基于硅(Si)的传感器、基于铟镓砷(InGaAs)的传感器，基于硫化铅(PbS)的传感器或基于锗(Ge)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学滤波器，包括：多个光学通道，其中：所述多个光学通道中的第一光学通道包括：第一反射镜和第二反射镜，被配置为反射电磁频谱的一个或多个范围，以及单片间隔体的第一部分，被定位在所述第一反射镜与所述第二反射镜之间；以及所述多个光学通道中的第二光学通道包括：第三反射镜和第四反射镜，被配置为反射所述电磁频谱的一个或多个范围，以及所述单片间隔体的第二部分，被定位在所述第三反射镜和所述第四反射镜之间。2.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中所述第一光学通道和所述第二光学通道各自具有小于或等于6微米的临界尺寸。3.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中所述单片间隔体的所述第一部分的厚度不同于所述单片间隔体的所述第二部分的厚度。4.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中所述第一反射镜和所述第三反射镜被设置在所述单片间隔体的同一侧之上，其中所述第一反射镜和所述第三反射镜各自被配置为反射所述电磁频谱的相同范围。5.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中所述第一反射镜和所述第三反射镜被设置在所述单片间隔体的同一侧之上，其中所述第一反射镜和所述第三反射镜被配置为反射所述电磁频谱的不同范围。6.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中所述电磁频谱包括以下各项中的至少一项：紫外光的一个或多个部分；可见光的一个或多个部分；近红外光的一个或多个部分；短波红外光的一个或多个部分；中波红外光的一个或多个部分；或长波红外光的一个或多个部分。7.根据权利要求1的光学滤波器，其中：所述第一反射镜被配置为反射所述电磁频谱的第一范围；所述第二反射镜被配置为反射所述电磁频谱的第二范围；所述第三反射镜被配置为反射所述电磁频谱的第三范围；所述第四反射镜被配置为反射所述电磁频谱的第四范围；以及所述单片间隔体被配置为透射大于阈值百分比的光，所述光具有在所述电磁频谱的所述第一范围、所述电磁频谱的所述第二范围、所述电磁频谱的所述第三范围以及所述电磁频谱的所述第四范围中的每个范围内的波长。8.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中所述单片间隔体是使用蚀刻工序形成的。9.一种光学传感器设备，包括：光学传感器，包括多个传感器元件；以及光学滤波器，包括多个光学通道，其中：所述多个光学通道分别被设置在所述多个传感器元件之上，所述多个光学通道中的特定光学通道包括：
第一反射镜和第二反射镜，被配置为反射电磁频谱的一个或多个范围，单片间隔体的特定部分，被定位在所述第一反射镜与所述第二反射镜之间，其中所述单片间隔体的一个或多个其他部分分别被包括在所述多个光学通道的一个或多个其他光学通道中，以及所述特定光学通道具有的临界尺寸小于或等于所述多个传感器元件中的特定传感器元件的临界尺寸，所述特定光学通道被设置在所述特定传感器元件上。10.根据权利要求9所述的光学传感器设备，其中所述单片间隔体的所述特定部分的厚度不同于所述单片间隔体的所述一个或多个其它部分的另一部分的厚度。11.根据权利要求9所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：VIAVI科技有限公司，
类型：发明
国别省市：