从上述讲述内容可知，可以有多种改动和变化形式。本发明的范围并不受此具体说明的限制，而是受所附权利要求的限制。
【主权项】
1.一种滤光器，所述滤光器在波长范围内具有横向可变的透射波长，所述滤光器包括: 带通滤光器，其包括由交替布置的第一层和第二层组成的叠层，所述第一层和第二层分别包括第一材料和第二材料，并具有横向变化的厚度，用于提供所述横向可变的透射波长; 阻挡滤光器，其包括由交替布置的第三层和第四层组成的叠层，所述第三层和第四层分别包括第三材料和第四材料，并具有与所述第一电介质层和所述第二电介质层的所述横向变化的厚度相协调的横向变化的厚度，用于阻挡波长范围内的大于或小于所述横向可变的透射波长的波长； 其中所述第一材料、所述第二材料和所述第四材料分别包括不同的材料，使得所述第一材料的折射率小于所述第二材料的折射率，所述第二材料的折射率小于所述第四材料的折射率，且所述第二材料的吸收系数小于所述第四材料的吸收系数；且 其中所述带通滤光器还包括至少一个第五层，所述第五层包括所述第四材料，其被布置于所述带通滤光器内的光驻波的局部最小值的区域内，由此所述带通滤光器的阻挡波长区被拓宽，且所述带通滤光器的厚度被减小。2.如权利要求1所述的滤光器，其中所述第一材料和所述第三材料包括相同的材料。3.如权利要求2所述的滤光器，其中所述第一材料和所述第三材料包括相同的电介质材料。4.如权利要求3所述的滤光器，其中所述电介质材料包括二氧化硅。5.如权利要求1所述的滤光器，其中所述第四材料或第五材料包括半导体材料。6.如权利要求5所述的滤光器，其中所述半导体材料包括硅，所述第一材料和所述第三材料包括二氧化硅。7.如权利要求6所述的滤光器，其中所述第二材料选自由二氧化钛、五氧化二钽、五氧化铌，和五氧化二钽与五氧化铌的合金所组成的组。8.如权利要求1所述的滤光器，其中所述第一材料和所述第三材料的折射率在1.35至1.6之间，所述第二材料的折射率在1.8至2.5之间，所述第四材料的折射率在2.6至4.5之间。9.如权利要求8所述的滤光器，其中所述波长范围从900nm到1700nm，且其中所述带通滤光器和所述阻挡滤光器在对应于所述透射波长为1300nm的位置处的总厚度小于20 μ m010.如权利要求9所述的滤光器，还包括在所述波长范围内透明的基底；其中所述带通滤光器由所述阻挡滤光器支撑，所述阻挡滤光器由所述基底支撑。11.如权利要求1所述的滤光器，其中所述阻挡滤光器包括第一部分和第二部分，分别用于阻挡大于和小于所述透射波长的波长，其中所述带通滤光器被置于所述阻挡滤光器的所述第一部分与所述第二部分之间的光路上。12.如权利要求11所述的滤光器，其中所述第一材料和所述第三材料包括二氧化硅，所述第二材料包括五氧化二钽或五氧化铌，所述第四材料包括硅；其中所述带通滤光器包括不超过20层，且其中所述阻挡滤光器包括不超过60层。13.如权利要求12所述的滤光器，其中所述带通滤光器和所述阻挡滤光器的总厚度不大于10 μ m。14.如权利要求1所述的滤光器，其中所述透射波长沿所述滤光器的长度维度单调可变。15.如权利要求14所述的滤光器，其中所述透射波长沿所述长度维度以对数方式可变。16.—种波长选择传感器，包括: 如权利要求14所述的滤光器；和 与所述滤光器耦合的光电探测器的阵列，其中所述光电探测器沿长度维度间隔布置，由此，所述光电探测器的阵列中的不同的光电探测器针对从与所述光电探测器的阵列相对一侧入射到所述滤光器上的不同波长的光作出响应。17.如权利要求16所述的波长选择传感器，其中所述光电探测器的阵列包括用于所述滤光器的基底。18.如权利要求17所述的波长选择传感器，其中所述光电探测器具有不同的高度，所述光电探测器的阵列还包括布置在所述光电探测器上方的平面化层，其中所述滤光器由所述平面化层支撑。19.如权利要求17所述的波长选择传感器，其中所述光电探测器被横向隔开的间隙间隔开，所述光电探测器的阵列还包括被布置于所述间隙内的不透明绝缘材料，用于所述光电探测器的阵列中的单独光电探测器的光绝缘。20.如权利要求19所述的波长选择传感器，其中所述滤光器包括多个狭槽，每个所述狭槽均被布置于一个对应的被横向隔开的所述间隙的上方，其中所述绝缘材料被布置于所述狭槽内，用于为所述光电探测器的阵列中的单独光电探测器提供附加的光绝缘。21.如权利要求17所述的波长选择传感器，其中所述光电探测器的阵列包括器件芯片，所述器件芯片具有相对的第一表面和第二表面，其中所述阵列的所述光电探测器被布置在所述器件芯片的所述第一表面内，且其中所述滤光器被布置在所述光电探测器的上方的所述器件芯片的所述第一表面上。22.如权利要求21所述的波长选择传感器，其中所述光电探测器的阵列还包括被接合到所述器件芯片的所述第二表面上的承载芯片。23.如权利要求17所述的波长选择传感器，其中所述光电探测器的阵列包括具有相对的第一表面和第二表面的阵列基底，其中所述阵列的所述光电探测器被布置于所述阵列基底的所述第一表面内，所述滤光器被布置在所述阵列基底的所述第二表面上。24.如权利要求23所述的波长选择传感器，还包括复用器芯片，用于读取所述阵列的所述光电探测器的光电信号，其中所述复用器芯片被以倒装方式接合到所述阵列基底的所述第一表面上。25.—种生产如权利要求17所述的波长选择传感器的方法，所述方法包括 (a)提供所述光电探测器的阵列； (b)在所述光电探测器的阵列上沉积第一层至第五层，以形成所述滤光器的所述带通滤光器和所述阻挡滤光器。26.—种生产如权利要求21所述的波长选择传感器的方法，所述方法包括 (A)制造所述器件芯片，所述制造的步骤包括: (i)提供具有相对的第一表面和第二表面的器件晶片； (ii)在所述器件晶片的所述第二表面内形成面向所述第一表面的所述阵列的所述光电探测器； (iii)对所述器件晶片的所述第一表面进行抛光，以暴露出所述阵列的所述光电探测器；以及 (B)在步骤(iii)中所抛光的所述器件晶片的所述第一表面上沉积所述第一层至第五层，以形成所述滤光器的所述带通滤光器和所述阻挡滤光器。27.一种制造波长选择传感器的方法，包括: (a)提供光电探测器的阵列； (b)在所述光电探测器的阵列上沉积: 带通滤光器，其包括由交替布置的第一层和第二层组成的叠层，所述第一层和第二层分别包括第一材料和第二材料，并具有横向变化的厚度，用于提供横向可变的透射波长；和阻挡滤光器，其包括由交替布置的第三层和第四层组成的叠层，所述第三层和第四层分别包括第三材料和第四材料，并具有与所述第一电介质层和第二电介质层的所述横向变化的厚度相协调的横向变化的厚度，用于阻挡波长范围内的大于或小于所述横向可变的透射波长的波长； 其中所述第一材料、所述第二材料和所述第四材料分别包括不同的材料，使得所述第一材料的折射率小于所述第二材料的折射率，所述第二材料的折射率小于所述第四材料的折射率，且所述第二材料的吸收系数小于所述第四材料的吸收系数。28.如权利要求27所述的方法，其中步骤(a)包括 (i)提供具有相对的第一表面和第二表面的器件晶片； (?)在所述器件晶片的所述第二表面内形成面向所述第一表面的所述光电探测器的阵列；以及 (iii)对所述器件晶片的所述第一表面进行抛光，以暴露出所述阵列的所述光电探测器; 其中在步骤(b)中，所述带通滤光器和所述阻挡滤光器被沉积在步骤a i i)中所抛光的器件晶片的所述第一表面内。
【专利摘要】本发明披露了一种包括带通滤光器和阻挡滤光器的可变滤光器。带通滤光器包括由交替布置的第一层和第二层所组成的叠层，阻挡滤光器包括由交替布置的第三层和第四层所组成的叠层。第一材料、第二材料和第四材料分别包含不同的材料，使得第一材料的折射率小于第二材料的折射率，第二材料的折射率小于第四材料的折射率，且第二材料的吸收系数小于第四材料的吸收系数。可以对材料进行选择，以确保阻挡滤光器内的高折射率对比度和带通滤光器内的低光损耗。第一层至第四层可以直接沉积在光电探测器阵列上。
【IPC分类】H01L27/146
【公开号】CN104969352
【申请号】CN201480006294
【发明人】凯伦·丹尼丝·亨德里克斯, 查理斯·A.·赫尔斯, 理查德·A.·布兰得利, 杰弗里·詹姆斯·库纳
【申请人】Jds尤尼弗思公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2014年1月28日
【公告号】EP2951621A1, US20140210031, WO2014120686A1