光谱滤波器、包括该光谱滤波器的图像传感器和电子设备制造技术

提供了一种光谱滤波器、以及均包括该光谱滤波器的图像传感器和电子设备。光谱滤波器包括多个第一滤波器阵列，多个第一滤波器阵列分别包括多个波段滤波器和设置在多个第一滤波器阵列上的多个第二滤波器阵列。每个第二滤波器阵列包括多个单元滤波器。多个单元滤波器包括：第一反射板；第二反射板，设置在第一反射板的上方；以及多个空腔，设置在第一反射板和第二板之间，并且每个空腔具有不同波段的中心波长。多个空腔中的每个空腔包括：下空腔层；上空腔层；以及中间光吸收层，设置在下空腔层和上空腔层之间。多个波段滤波器中的每个波段滤波器被配置为透射特定波段中的光，并且多个空腔中的两个或更多个空腔被配置为具有相同的有效折射率。效折射率。效折射率。

【技术实现步骤摘要】
光谱滤波器、包括该光谱滤波器的图像传感器和电子设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2022年4月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
‑
2022
‑
0053812和于2022年11月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
‑
2022
‑
0163414的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。


[0003]本公开涉及光谱滤波器、包括该光谱滤波器的图像传感器和包括该光谱滤波器的电子设备。

技术介绍

[0004]相关技术的图像传感器将波长段分为三个部分，即，红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。然而，为了提高颜色表达准确性和物体识别性能，需要开发具有被配置为将波长段划分为多于三个RGB部分的光谱滤波器的图像传感器。相关技术的光谱滤波器已经用于包括庞大且复杂的光学元件部件的专用相机。因此，正在进行关于具有集成在半导体芯片上的光谱滤波器的图像传感器的技术的研究和开发。

技术实现思路

[0005]提供了一种光谱滤波器、包括该光谱滤波器的图像传感器和包括该光谱滤波器的电子设备。
[0006]附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，并且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例来获知。
[0007]根据本公开的一方面，提供了一种光谱滤波器，包括：多个第一滤波器阵列，多个第一滤波器阵列中的每个第一滤波器阵列包括多个波段滤波器；以及多个第二滤波器阵列，设置在多个第一滤波器阵列上，多个第二滤波器阵列中的每个第二滤波器阵列包括与多个波段滤波器相对应的多个单元滤波器；其中，多个单元滤波器可以包括：第一反射板；第二反射板，与第一反射板间隔开；以及多个空腔，设置在第一反射板和第二反射板之间，多个空腔中的每个空腔具有多个波长段中的不同波长段的中心波长，其中，多个空腔中的每个空腔可以包括：下空腔层；上空腔层；以及中间光吸收层，设置在下空腔层和上空腔层之间，其中，多个波段滤波器中的每个波段滤波器被配置为透射多个波长段中的相应的波长段中的光，并且其中，多个空腔中的两个或更多个空腔被配置为具有相同的有效折射率。
[0008]多个空腔中的每个空腔可以被配置为具有在约400nm至约700nm的波长范围内的不同波长段的中心波长。
[0009]多个空腔中的每个空腔可以具有约100nm至约2，000nm的厚度。
[0010]中间光吸收层可以被配置为吸收由下空腔层和上空腔层的组合产生的多个中心波长中的特定中心波长。
[0011]中间光吸收层可以位于多个空腔中的每个空腔的中间高度处。
[0012]中间光吸收层可以包括被配置为吸收可见光波段中的光的金属材料或介电材料。
[0013]中间光吸收层可以具有约5nm至约80nm的厚度。
[0014]第一滤波器阵列中的至少一个第一滤波器阵列可以包括彩色滤波器阵列或宽带滤波器阵列。
[0015]多个空腔可以具有相同的厚度。
[0016]多个空腔中的两个或更多个空腔可以具有相同的介电图案。
[0017]可以通过组合第一滤波器阵列之一的多个波段滤波器中的一个或多个波段滤波器以及第二滤波器阵列之一的多个单元滤波器中的一个或多个单元滤波器来配置具有N个通道的通道阵列，并且当不同类型的波段滤波器的数量为A时，具有不同的有效折射率的空腔的数量N
’
满足N/A≤N
’
＜N。
[0018]第一反射板和第二反射板中的每个反射板可以包括金属反射板或布拉格(Bragg)反射板。
[0019]多个单元滤波器中具有相同的中心波长的两个或更多个单元滤波器被配置为使得多个空腔的有效折射率可以根据两个或更多个单元滤波器的位置而改变，从而补偿由入射光的主光线角(CRA)的变化引起的中心波长偏移。
[0020]光谱滤波器可以包括设置在中间光吸收层上的蚀刻停止层。
[0021]根据本公开的另一方面，提供了一种图像传感器，包括：像素阵列，包括多个像素；以及光谱滤波器，设置在像素阵列上，其中，光谱滤波器可以包括：多个第一滤波器阵列，多个第一滤波器阵列中的每个第一滤波器阵列包括多个波段滤波器；以及多个第二滤波器阵列，设置在多个第一滤波器阵列上，多个第二滤波器阵列中的每个第二滤波器阵列包括与多个波段滤波器相对应的多个单元滤波器；其中，多个单元滤波器可以包括：第一反射板；第二反射板，与第一反射板间隔开；以及多个空腔，设置在第一反射板和第二反射板之间，多个空腔中的每个空腔具有多个波长段中的不同波长段的中心波长，其中，多个空腔中的每个空腔可以包括：下空腔层；上空腔层；以及中间光吸收层，设置在下空腔层和上空腔层之间，其中，多个波段滤波器中的每个波段滤波器被配置为透射多个波长段中的相应的波长段中的光，并且其中，多个空腔中的两个或更多个空腔被配置为具有相同的有效折射率。
[0022]根据本公开的另一方面，提供了一种光谱滤波器，包括：多个波段滤波器，设置在第一层上；以及多个单元滤波器，设置在第二层上，多个单元滤波器对应于多个波段滤波器；其中，多个单元滤波器可以包括：第一反射板；第二反射板，与第一反射板间隔开；以及多个空腔，设置在第一反射板和第二反射板之间，多个空腔中的每个空腔具有多个波长段中的第一波长段的第一中心波长和第二波长段的第二中心波长，其中，多个空腔中的每个空腔可以包括：下空腔层；上空腔层；以及中间光吸收层，设置在下空腔层和上空腔层之间，其中，多个波段滤波器可以包括：第一波段滤波器，被配置为透射第一波长段中的光；以及第二波段滤波器，被配置为透射第二波长段中的光。
附图说明
[0023]根据以下结合附图的描述，本公开的某些实施例的上述和其它方面、特征以及优点将更清楚，在附图中：
[0024]图1是根据示例实施例的图像传感器的示意性截面图；
[0025]图2是根据示例实施例的光谱滤波器的平面图；
[0026]图3A是示出了图2所示的光谱滤波器的第一滤波器阵列的平面图；
[0027]图3B是示出了图2所示的光谱滤波器的第二滤波器阵列的平面图；
[0028]图4是根据示例实施例的光谱滤波器的截面图；
[0029]图5A至图5D示出了可以应用于图4所示的下空腔层或上空腔层的介电图案的示例；
[0030]图6A至图6B示出了可以应用于图4所示的下空腔层或上空腔层的介电图案的另一示例；
[0031]图7A示出了包括设置在反射板之间的SiO2空腔的单元滤波器；
[0032]图7B示出了包括位于反射板之间的SiO2下空腔层、中间光吸收层和SiO2上空腔层的单元滤波器；
[0033]图8是示出了图7A所示的单元滤波器的透射光谱和图7B所示的单元滤波器的透射光谱的仿真结果；
[0034]图9是示出了根据图7B所示的单元滤波器中的反射板的金属材料的透射光谱的仿真结果；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光谱滤波器，包括：多个第一滤波器阵列，所述多个第一滤波器阵列中的每个第一滤波器阵列包括多个波段滤波器；以及多个第二滤波器阵列，设置在所述多个第一滤波器阵列上，所述多个第二滤波器阵列中的每个第二滤波器阵列包括与所述多个波段滤波器相对应的多个单元滤波器；其中，所述多个单元滤波器包括：第一反射板；第二反射板，与所述第一反射板间隔开；以及多个空腔，设置在所述第一反射板和所述第二反射板之间，所述多个空腔中的每个空腔具有多个波长段中的不同波长段的中心波长，其中，所述多个空腔中的每个空腔包括：下空腔层；上空腔层；以及中间光吸收层，设置在所述下空腔层和所述上空腔层之间，其中，所述多个波段滤波器中的每个波段滤波器被配置为透射所述多个波长段中的相应的波长段中的光，并且其中，所述多个空腔中的两个或更多个空腔被配置为具有相同的有效折射率。2.根据权利要求1所述的光谱滤波器，其中，所述多个空腔中的每个空腔被配置为具有在约400nm至约700nm的波长范围内的不同波长段的中心波长。3.根据权利要求1所述的光谱滤波器，其中，所述多个空腔中的每个空腔具有约100nm至约2000nm的厚度。4.根据权利要求1所述的光谱滤波器，其中，所述中间光吸收层被配置为吸收由所述下空腔层和所述上空腔层的组合产生的多个中心波长中的特定中心波长。5.根据权利要求1所述的光谱滤波器，其中，所述中间光吸收层位于所述多个空腔中的每个空腔的中间高度处。6.根据权利要求1所述的光谱滤波器，其中，所述中间光吸收层包括被配置为吸收可见光波段中的光的金属材料或介电材料。7.根据权利要求1所述的光谱滤波器，其中，所述中间光吸收层具有约5nm至约80nm的厚度。8.根据权利要求1所述的光谱滤波器，其中，所述第一滤波器阵列中的至少一个第一滤波器阵列包括彩色滤波器阵列或宽带滤波器阵列。9.根据权利要求1所述的光谱滤波器，其中，所述多个空腔具有相同的厚度。10.根据权利要求9所述的光谱滤波器，其中，所述多个空腔中的两个或更多个空腔包括相同的介电图案。11.根据权利要求1所述的光谱滤波器，通过组合所述第一滤波器阵列之一的所述多个波段滤波器中的一个或多个波段滤波器以及所述第二滤波器阵列之一的所述多个单元滤波器中的一个或多个单元滤波器来配置具有N个通道的通道阵列，并且当不同类型的波段滤波器的数量为A时，具有不同的有效折射率的空腔的数量N
’
满足N/A≤N
’
<N。12.根据权利要求1所述的光谱滤波器，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金孝哲，卢永瑾，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：