具有无载体的光学干涉滤波器的微透镜的制作方法

本公开涉及一种具有微透镜和无载体的光学干涉滤波器的装置以及涉及一种用于制造该装置的方法，特别是涉及光学传感器的光学的片上干涉滤波器与微透镜的集成。

背景技术：

目前，干涉滤波器被外置地制造在单个的载体、例如单独的玻璃薄板上，并且在光学传感器和微透镜上方被装入到光学系统中。然而，集成单独的外部载体与光学系统实现起来是困难并耗时的，并且是高成本的。

技术实现要素：

因此，希望提供改进的装置以及用于制造该装置的方法，以能够容易并且低成本地进行集成。

这例如可以通过根据本公开所述的装置以及方法来实现。本公开描述了可考虑的实施例。

附图说明

实施例在附图中示出并且在下文中说明。附图中：

图1a示出根据本公开的装置的实施例的侧视图，

图1b示出了装置的实施例在安装干涉滤波器之前的侧视图，

图1c示出了图1a的装置的实施例在安装干涉滤波器之后的侧视图，

图2示出根据本公开的方法的实施例的方框图，

图3a示出了具有附加材料层的装置的实施例在安装干涉滤波器之前的侧视图，

图3b示出了图3a的装置在去除附加的材料层之后并且在安装干涉滤波器之前的侧视图，

图3c示出了图3b的装置在安装干涉滤波器之后的侧视图，

图4a示出具有带有拱形的微透镜表面的微透镜的实施例的侧视图，

图4b示出了图4a的具有附加材料层的装置在安装干涉滤波器之前的侧视图，

图4c示出了图4b的装置在保留附加材料层的情况下安装干涉滤波器之后的侧视图，

图5a示出具有带有拱形的微透镜表面的微透镜的实施例的侧视图，

图5b示出了图5a的装置在安装干涉滤波器之前具有附加材料层和布置该材料层上的滤波器支撑结构的侧视图，

图5c示出了图5b的装置在将滤波器支撑结构结构化之后的侧视图，

图5d示出了图5c的装置在去除滤波器支撑结构下方的附加材料层之后的侧视图，

图5e示出了图5d的装置在安装干涉滤波器之后的侧视图，

图6a示出具有带有平坦的微透镜表面的微透镜和悬挑的滤波器支撑结构的装置的侧视图，

图6b示出具有带有拱形的微透镜表面的微透镜和悬挑的滤波器支撑结构的装置的侧视图，

图7a示出了在布置微透镜之前的具有干涉滤波器的可备选的装置的侧视图，

图7b示出了图7a的装置具有布置在其上的微透镜的侧视图。

具体实施方式

下面参考附图详细地说明优选的实施例，其中具有相同的或类似的功能的元件设置有相同的附图标记。

表述“平坦的”、“平面化的”和“平面的”在下述说明中可以同义地使用。

下述附图1a至图7b用于说明装置10、20的实施例以及用于具体地说明用于制造所述装置10、20的方法的实施例。

图1a、图1b和图1c示例性地示出装置10的第一实施例以及用于根据本公开的制造方法的具体的实施例。

如同在图1a中可见，装置10具有带有光探测器12的基底11。该装置还具有布置在基底11上的介电质18。

介电质18具有背离基底11的第一侧18a。微透镜13布置在介电质18的第一侧18a上。微透镜13被构造用于将射入的射线14偏转到光探测器12上。

装置10还具有光学的干涉滤波器15。光学的干涉滤波器15在装置10上被布置成，使得微透镜13布置在光探测器12与干涉滤波器15之间。

此外，干涉滤波器15在背离介电质18的侧15a上具有平坦的表面17。

图1b示出一个另外的实施例，其中在此示例性地示出三个微透镜13a、13b、13c。可理解的是，装置10也可以具有两个微透镜，然而也可以具有比所示的三个微透镜更多的微透镜。

在这里示出的实施例中，装置10也具有基底11。相应于微透镜13a、13b、13c的数量，基底11在此具有三个光探测器12a、12b、12c。光探测器12a、12b、12c被构造用于探测射入的射线14。为此，光探测器12a、12b、12c可以具有例如至少一个光敏层，光敏层可以布置在基底11中或上。光探测器12a、12b、12c可以例如被构造为光栅、光电二极管、光电传感器或图像传感器等。

装置10还具有介电质18，该介电质布置在基底11上。前述的三个微透镜13a、13b、13c布置在介电质18的背离基底11的第一侧18a上。

在下述的实施例中，仅仅示例性地示出具有三个微透镜13a、13b、13c的装置10、20。该装置设置有至少一个微透镜13，然而也可以设置有更多个或更少的微透镜13a、13b、13c。两个或更多个微透镜也能够以透镜阵列的形式设置。

微透镜13a、13b、13c被构造用于将射入的射线14(例如光线)偏转到光探测器12a、12b、12c上，其中在下述附图中仅仅示例性地示出一个单个的光探测器12。微透镜13a、13b、13c能够以微工艺技术制造并且可以具有约0.5μm至约50μm、或约5μm至约30μm、或者备选地约10μm至约20μm的平均直径。

微透镜13a、13b、13c中的一个或多个微透镜可以例如在使用回流方法的情况下产生。备选地或者附加地，一个或多个微透镜13a、13b、13c可以借助于在此适用的印制机而印到介电质18上。

如在图1b中所示，装置10还具有光学的干涉滤波器15。光学的干涉滤波器15被构造用于从射入的射线14、例如射入的电磁射线(例如光线)中滤出特定的波长范围或者特定的波长光谱。光学的干涉滤波器15因此不同于偏振滤波器。偏振滤波器滤出具有特定的偏振方向的射线部分。

干涉滤波器15具有第一侧15a和对置布置的第二侧15b。干涉滤波器15的第一侧15a背离基底11和/或光探测器12和/或介电质18和/或微透镜13a、13b、13c。干涉滤波器15的第二侧15b朝向基底11和/或光探测器12和/或介电质18和/或微透镜13a、13b、13c。

换言之，微透镜13a、13b、13c在这种情况中被布置在干涉滤波器15与光探测器12之间，或者具体来说，布置在中间布置有介电质18的干涉滤波器15与光探测器12之间。

此外，干涉滤波器15的特征主要是下述两个特性。第一点，干涉滤波器15是无载体的，也就是说，干涉滤波器15不具有单独的、外部的、干涉滤波器15所位于的载体。取而代之地，干涉滤波器15可以直接布置在微透镜13a、13b、13c上。备选地，在干涉滤波器15和微透镜13a、13b、13c之间可以设置集成的支撑结构，例如以下参考图5a至图6b说明。第二点，干涉滤波器15被构造为平坦的干涉滤波器，也就是说，光学的干涉滤波器15在至少背离光探测器12的侧15a上具有平坦的表面17。

根据该实施例，干涉滤波器15的平坦的表面17还可以平行于介电质18的第一侧18a布置。具有产生的投射光谱的、射入的射线14则可以借助处于其下的微透镜13a、13b、13c聚焦到相应的光探测器12a、12b、12c上。随着各个滤波器层的通路差别的改变，而产生射线14到滤波器表面上的每个入射角的偏差。特别是拱形的滤波器表面导致射线14到滤波器表面上的入射角的较大改变。结果是偏差的、不清晰的透射光谱。由此显而易见有利的是，光学干涉滤波器15平坦地布置在光探测器12a、12b、12c上方的微透镜13a、13b、13c上。

在这里示出的实施例中，干涉滤波器15的与第一侧15a对置布置的第二侧15b平行于介电质18的第一侧18a布置，并且同样具有平坦的表面，这加强了前述的有益效果。

干涉滤波器15可以例如被构造可布置在介电质18和/或微透镜13a、13b、13c处或上的层。该层又可以由一个或多个单层构成。

干涉滤波器15可以例如在使用沉积工艺的情况下被沉积，例如在使用cvd工艺(化学气相沉积)、ald工艺(原子层沉积)、pvd工艺(物理气相沉积)等。一方面，可以将气体成分输送给喷镀工艺，或者另一方面，可以使用不同的氧化靶。

在此，例如两个材料可以交替地沉积。备选地或者附加地，各个依次相继的层能够以不同的层厚度沉积。因此，可以例如考虑具有由二氧化硅和非晶硅交替地构成的层的层结构，则这些层可选地具有不同的层厚度。干涉滤波器15可以例如具有五至五十层的序列。在此，干涉滤波器15的总厚度可以是约1μm至15μm。

在图1a、图1b和图1c中示出的实施例以及所有下述的实施例中，装置10、20可以片上地、优选地在晶片平面上集成。装置10，20例如能够以cmos技术制造。这在图1b(和下述附图)中示例性地以介电质18上方的金属结构层16的形式示出。

下面参考图2说明用于制造装置10、20的方法。为此，图2示出具有各个方法步骤的方框图，所述方法步骤此外也能够以不同于在此所示的顺序实施。

在方框21中，提供具有光探测器12的基底11、布置在基底11上的介电质18和布置在介电质18的背离所述基底11的第一侧18a上的微透镜13，其中微透镜13被构造用于将射入的射线14偏转到光探测器12上。

在方框22中，提供无载体的光学的干涉滤波器15，干涉滤波器至少在背离光探测器12的第一侧15a上具有平坦的表面17。

在方框23中，光学的干涉滤波器15布置为使得微透镜13布置在光探测器12和干涉滤波器15之间。

该方法能够可选地具有另外的步骤，这些另外的步骤再次参考图1b和1c详细地说明。在此，微透镜13a、13b、13c中的至少一个微透镜可以结构化到介电质18的第一侧18a中。所述结构化可以例如在使用干式化学或湿式化学的蚀刻方法的情况下、在使用平板印制技术、例如光刻平板印制技术、灰度平板印制技术或电子射线平板印制技术的情况下或者在使用机械方法、例如铣削、打钻和诸如此类的情况下实现。由此可以例如将空腔结构化到介电质18中。该空腔可以具有之后的微透镜13a、13b、13c期望的形状。

此外该空腔能够接着以适合的透镜材料填充。适合的透镜材料例如具有比周围的材料和/或介电质18更大的折射率。此外建议，适合的透镜材料对于射入的射线14是可穿过的。

根据这个实施例可以将介电质18的第一侧18a和在介电质18中结构化的微透镜13a、13b、13c平面化，以便由此产生至少微透镜13a、13b、13c的平坦的表面。也就是说，在平面化之后，微透镜13a、13b、13c在背离光探测器12的侧上具有平坦的微透镜表面31a、31b、31c，并且介电质18的第一侧18a可以由于平面化而同样具有平坦的表面。平坦的微透镜表面31a、31b、31c和介电质18的平坦的第一侧18a在此可以是共面的，也就是说，它们处于相同的平面中。

将前述的干涉滤波器15布置在至少微透镜13a、13b、13c的平坦的表面上、即至少在所述微透镜表面31a、31b、31c中的一个微透镜表面上。在这里示出的实施例中，干涉滤波器15不仅布置在平坦的微透镜表面31a、31b、31c上，而且布置在介电质18的平坦的第一侧18a上，从而干涉滤波器15与微透镜13a、13b、13c和介电质18直接接触。

也就是说，在图1b和1c中示出的装置10的实施例具有微透镜13a、13b、13c，该微透镜被结构化到介电质18的第一侧18a中。微透镜13a、13b、13c在此在背离光探测器12的侧上分别具有平坦的微透镜表面31a、31b、31c，该微透镜表面与介电质18的第一侧18a共面。干涉滤波器15在此与所述微透镜表面31a、31b、31c中的至少一个微透镜表面直接接触。

图3a、图3b和图3c示出装置10的第二实施例以及用于制造该装置10的方法的具体的说明。

在装置10的第二实施例中，虽然微透镜13a、13b、13c分别具有平坦的微透镜表面31a、31b、31c。但是该平坦的微透镜表面31a、31b、31c如在图3b中所示地在竖直方向上与介电质18的第一侧18a间隔，也就是说，平坦的微透镜表面31a、31b、31c和介电质18的可选地平坦的第一侧18a在这种情况中不共面。

在装置10的第二实施例中，如在图3c中所示，干涉滤波器15布置在平坦的微透镜表面31a、31b、31c上。此外，干涉滤波器15也在此在其背离光探测器12的第一侧15a上同样具有平坦的表面17。

干涉滤波器15的朝向光探测器12的第二侧15b可以与介电质18的第一侧18a至少部分地接触，这在此未详细示出。备选地，如在图3c中以附图标记34所示，干涉滤波器15的第二侧15b与介电质18的第一侧18a间隔。此外可以提出，干涉滤波器15的第二侧15b的第一区段与介电质18的第一侧18a接触，而干涉滤波器15的第二侧15b的第二区段与介电质18的第一侧18a间隔。这在图5e中所示的实施例中示出，该实施例之后详细说明。

根据在3c中所示的在干涉滤波器15的第二侧15b和介电质18的第一侧18a之间的间距34产生在干涉滤波器15和介电质18之间的间隙33。此外，因为微透镜13a、13b、13c彼此间隔地布置在介电质18上，所以在相邻的微透镜13a、13b、13c之间还产生空腔36a、36b。然而，所述空腔36a、36b也可以由于微透镜13a、13b、13c的凸面的形状而产生，甚至当微透镜13a、13b、13c彼此邻接、即彼此未间隔地布置时。

折射率比所述微透镜13a、13b、13c中的至少一个微透镜和/或介电质18小的介质或材料可以位于间隙33中或者位于空腔36a、36b中。位于间隙33中的材料或介质可以是对于射线14可穿过的材料。位于间隙33中或者位于空腔36a、36b中的材料或介质可以例如是具有折射率为1.00的空气。

位于间隙33中或者位于空腔36a、36b中的材料或介质可以具有折射率n0，介电质18可以具有折射率n1，并且干涉滤波器15可以具有折射率n2，其中，n2＞n1＞n0。由此可以将射入的射线14朝向光探测器12的方向聚焦。

下面参考图3a、图3b和图3c详细地说明根据第二实施例的装置10的制造方法。

图3a示出装置10，其中，可用作牺牲层的附加的材料层32布置在介电质18的第一侧18a上。以类似于前面参考图1b和图1c所述的方式可以将所述微透镜13a、13b、13c中的至少一个微透镜结构化到这个附加的材料层32中。

微透镜13a、13b、13c的背离光探测器12的侧可以被平面化，以便获得平坦的微透镜表面31a、31b、31c。附加的材料层32可以与微透镜13a、13b、13c一起平面化，从而在附加的材料层32上产生平坦的表面，该平坦的表面则可以与平坦的微透镜表面31a、31b、31c共面。接着，干涉滤波器15可以在保留附加的材料层32的情况下直接布置到所述微透镜13a、13b、13c中的至少一个微透镜的平坦的微透镜表面31a、31b、31c上。干涉滤波器15能够可选地也与材料层32的平坦的表面接触。

然而取而代之地，如在图3b中所示，也可以将附加的材料层32在微透镜13a、13b、13c结构化之后至少部分地、优选全部地去除。因此，附加的材料层32在这种情况中也可以称为牺牲层。牺牲层32可以在将干涉滤波器15布置到平坦的微透镜表面31a、31b、31c上之前或者之后被去除。在这两种情况中，结果都产生图3c中所示的装置10。

在此可见，在去除牺牲层32的步骤中产生前述的在介电质18的第一侧18a与干涉滤波器15之间的间隙33或空腔36a、36b。

根据该方法的这个实施例，间隙33或空腔36a、36b可以至少部分地以具有比微透镜13a、13b、13c和/或介电质18小的折射率的材料填充。然而间隙33或空腔36a、36b也可以不被填充，从而将空气作为介质保持在间隙33或空腔36a、36b中。也可以在间隙33或空腔36a、36b中设置真空，这以间隙33或空腔36a、36b相对于介电质18和干涉滤波器15的相应的密封性为先决条件。

对于第一实施例(图1a、图1b和图1c)和第二实施例(图3a、图3b和图3c)的共同之处在于，微透镜13a、13b、13c具有平坦的微透镜表面31a、31b、31c，所述微透镜表面背离介电质18的第一侧18a。此外在这两个实施例中，干涉滤波器15至少与微透镜表面31a、31b、31c直接接触。此外在这两个实施例中，至少干涉滤波器15的平坦的表面17平行于介电质18的第一侧18a。此外，微透镜13a、13b、13c的朝向光探测器12的侧具有拱形部，以便使射入的射线14偏转。该拱形部可以是对于透镜典型的凹状或凸状的拱形部。

另外的可考虑的实施例设置有下述的微透镜13a、13b、13c，该微透镜具有相反的定向。也就是说，微透镜13a、13b、13c具有背离介电质18的第一侧18a的拱形部。本公开具有用于制造方法的实施例，该实施例实现了将干涉滤波器15布置在所述拱形的微透镜表面。

下面应参考图4a至图4c详细地说明这种装置20的一个实施例以及用于制造这种装置20的方法的实施例。

例如图4a示出装置20，该装置基本上相应于前面参考图1a和1b所述的装置10，然而区别在于，微透镜13a、13b、13c在此以另外一种方式布置。也就是说，微透镜13a、13b、13c在其相应的背离光探测器12的侧上具有拱形的微透镜表面41a，41b，41c。微透镜13a、13b、13c在此可以布置在介电质18处或上、并且特别是布置在介电质18的第一侧18a处或上。

在图4b中可以看到，涂层42布置在介电质18的第一侧18a上。所述涂层42至少部分地、优选完全地覆盖拱形的微透镜表面41a、41b、41c。在图4b和4c所示的实施例中，涂层42完全覆盖拱形的微透镜表面41a、41b、41c。

涂层42具有第一侧42a，该第一侧背离介电质18和微透镜表面41a、41b、41c。此外，涂层42的第一侧42a可以如同所示地背离介电质18的第一侧18a和/或光探测器12。涂层42的第一侧42a可以如同所示地在竖直方向上与微透镜表面41a、41b、41c间隔。然而备选地也可以提出，涂层42的第一侧42a逐渐变窄直到拱形的微透镜表面41a、41b、41c的顶点。

涂层42还具有与第一侧42a对置的第二侧42b，所述第二侧与介电质18接触、并且特别是与介电质18的第一侧18a接触。

如在图4c中可见，装置20具有光学的干涉滤波器15。光学的干涉滤波器15具有第一侧15a，该第一侧背离介电质18和/或光探测器12和/或微透镜13a、13b、13c。光学的干涉滤波器15还具有与第一侧15a对置的第二侧15b，该第二侧朝向介电质18和/或光探测器12和/或微透镜13a、13b、13c。

光学的干涉滤波器15的第二侧15b与涂层42的第一侧42a接触，从而光学的干涉滤波器15布置在涂层42上。

图4b和图4c示出用于制造所述装置20的各个方法步骤。如在图4b中可见，该方法具有：将材料层42施加到介电质18的第一侧18a和微透镜13a、13b、13c上，从而微透镜13a、13b、13c以材料层42覆盖。如同开头所述地，微透镜13a、13b、13c能够例如完全以材料层42覆盖。取而代之地，材料层42可以仅仅延伸直到拱形的微透镜表面41a、41b、41c的区段、例如顶点，这可以例如通过材料层42逐渐变窄来实现。

在一个另外的方法步骤中，将所述材料层42平面化。确切地说，将材料层42的背离介电质18的侧42a平面化。平面化的方法步骤在此可以这样被构造，以使得微透镜13a、13b、13c也在平面化之后继续以材料层42覆盖。微透镜13a、13b、13c由此被包围在材料层42中。

如在图4c中所示，在一个另外的方法步骤中，可以将干涉滤波器15布置在已平面化的材料层42上。在此，干涉滤波器15可以布置在材料层42的已平面化的、背离介电质18的侧42a上。

材料层42优选地对于射线14是在很大程度上可穿过的。材料层42可以例如是氧化层。微透镜13a、13b、13c可以在所有的实施方式中例如具有多晶硅或氮化物。在所有的实施方式中，微透镜13a、13b、13c还具有比材料层42和/或介电质18大的折射率。材料层42和介电质18可以例如具有相同的折射率。

此外，当微透镜13a、13b、13c如同前面参考图1a至图1c和图3a至图3c所述地构造时，也就是说，当微透镜13a、13b、13c在背离光探测器12的侧上替代拱形的微透镜表面41a、41b、41c而具有平坦的微透镜表面31a、31b、31c时，也可以实施参考图4a至图4c所述的装置20以及所对应的制造方法。

在图5a至图5e中示出装置20的一个另外的实施例以及用于制造该装置20的方法。首先应该参考借助制造方法获得的、如同图5e中所示的装置20。

图5e示出下述的装置20，该装置具有带有探测器12的基底11和介电质18以及一个或多个微透镜13a、13b、13c，其中，微透镜13a、13b、13c在与探测器12对置的侧上分别具有拱形的微透镜表面41a、41b、41c。

图5a至图5e中所示的实施例基本上类似于前面参考图4a至图4c所述的实施例。然而区别在于，在图5a至图5e中所示的实施例中附加地设置滤波器支撑结构51。

特别是在图5e中可见，所述滤波器支撑结构51布置在微透镜13a、13b、13c和干涉滤波器15之间。滤波器支撑结构51在此可以布置在拱形的微透镜表面41a、41b、41c上。确切地说，滤波器支撑结构51以朝向介电质18的第一侧与拱形的微透镜表面41a、41b、41c接触，并且滤波器支撑结构51以背离介电质18的第二侧与干涉滤波器15接触。

滤波器支撑结构51可以一件式地构造。然而，滤波器支撑结构51也可以多件式地构造，其中，滤波器支撑结构51的第一部分51a可以与第一微透镜13a接触，滤波器支撑结构51的第二部分51b可以与第二微透镜13b接触，并且滤波器支撑结构51的第三部分51c可以与第一微透镜13c接触。

滤波器支撑结构51可以片上地、优选地在晶片平面上与光学装置10，20集成。由此，该光学装置不同于公知的光学装置，在所述公知的光学装置中干涉滤波器布置在外部的或者未集成的载体、例如外部的玻璃载体上，其中，外部的载体与施加在其上的干涉滤波器一起必须耗费地与其余的光学装置连接。

滤波器支撑结构51如前所述地具有第一侧，该第一侧朝向介电质18或微透镜13a、13b、13c。滤波器支撑结构51还具有与第一侧对置的第二侧，所述第二侧背离介电质18或微透镜13a、13b、13c。

滤波器支撑结构51可以在至少背离介电质18的第二侧上具有平坦的表面。干涉滤波器15则又可以布置在所述平坦的表面上。干涉滤波器15可以板状地构造。此外，滤波器支撑结构51或者至少滤波器支撑结构51的背离介电质18的第一侧平行于介电质18的第一侧18a或表面布置。也就是说，滤波器支撑结构51的第一侧是平坦的，以便易于将平坦的干涉滤波器15布置在该第二侧上。

滤波器支撑结构51基本上用于将干涉滤波器15尽可能平坦地布置在拱形的微透镜表面41a、41b、41c上。借助滤波器支撑结构51可以覆盖拱形的微透镜表面41a、41b、41c，从而产生平坦的表面，特别是当干涉滤波器15如前所述地要借助沉积方法在微透镜13a、13b、13c上沉积成一个或多个层时，则该平坦的表面易于将干涉滤波器15布置其上。

为了制造所述的具有滤波器支撑结构51的装置20现在应该首先参考图5a。

图5a示出具有光探测器12的基底11、布置在基底11上的介电质18和一个或多个微透镜13a、13b、13c，其中，所述微透镜13a、13b、13c在其背离介电质18或光探测器12的侧上具有拱形的微透镜表面41a、41b、41c。

在这个以及所有其他的实施例中，微透镜13a、13b、13c彼此间隔。微透镜13a、13b、13c例如可以彼此分别以大约500nm或者更大的间距隔开。

如图5b中所示，也可称为牺牲层的、附加的材料层52布置在介电质18上。所述附加的材料层52可以例如布置在介电质18的第一侧18a上并且在此至少部分地、然而优选地完全覆盖微透镜13a、13b、13c。材料层52可以在其背离介电质18的侧上平面化，以便获得平坦的材料层表面。

此外，材料层52可以在此逐渐变窄直到微透镜13a、13b、13c。微透镜13a、13b、13c优选地分别具有至少一个区段58a、58b、58c，所述区段未由材料层52覆盖或者由于逐渐变窄而至少又暴露。在此例如涉及在拱形的微透镜表面41a、41b、41c上的区段58a、58b、58c。滤波器支撑结构51则可以之后布置在所述未覆盖的或暴露的区段58a、58b、58c上并且与微透镜13a、13b、13c接触或者固定在该微透镜上。

滤波器支撑结构51为此可以例如首先布置在材料层52的平坦的材料层表面上。在此，滤波器支撑结构51已经可以与微透镜13a、13b、13c的刚刚所述的暴露的区段58a、58b、58c接触，如同这示例性地在图5b中可以看到的那样。

滤波器支撑结构51可以例如在使用沉积方法的情况下沉积在已平面化的材料层表面上。滤波器支撑结构51具有机械上极大刚性的特性，也就是说，滤波器支撑结构51可以这样被构造，以使得其是自承载的并且极大刚性的。滤波器支撑结构51可以具有氧化物、例如二氧化硅。

在一个实施方式中，干涉滤波器15此时可以在保留材料层52的情况下直接布置在滤波器支撑结构51上。

在一个备选的构型中，可以去除材料层52，因此在这种情况中材料层52也可以称为牺牲层或牺牲材料。

为此可以例如如图5c中所示地将滤波器支撑结构51结构化，从而在滤波器支撑结构51上产生局部的开口53a、53b。如同开头所述地，波器支撑结构51已经可以与微透镜13a、13b、13c彼此间隔。由此形成微透镜13a、13b、13c之间的间隙55a、55b。局部的开口53a、53b可以优选地在例如所述间隙55a、55b上方的区域中结构化到滤波器支撑结构51中。

如图5d中可见，牺牲层52可以穿过所述局部的开口53a、53b被去除。为此可以例如使用干式化学或湿式化学蚀刻方法。由此牺牲层52选择性地相对于邻近的结构、特别是选择性地相对于微透镜13a、13b、13c被去除。在此，在微透镜13a、13b、13c和滤波器支撑结构51之间形成空腔56a、56b。

在去除消耗材料52之后，滤波器支撑结构51保留到拱形的微透镜表面41a、41b、41c上、确切地说保留到至少微透镜13a、13b、13c的前述的区段58a、58b、58c上，该区段如前所述地未以牺牲层52覆盖。如果滤波器支撑结构51如前所述地具有刚性结构，则滤波器支撑结构51构成用于施加到其上的干涉滤波器15的支撑结构。

如图5e中可见，干涉滤波器15例如在使用沉积工艺的情况下布置在滤波器支撑结构51上。在此，可以由工艺决定地也将干涉滤波器15的一部分布置在介电质18的第一侧18a上，这在图5e的图示中在左边可以看到。根据本公开，然而干涉滤波器15至少在其背离介电质18和/或光探测器12的侧15a上具有平坦的表面17。

也就是说，滤波器支撑结构51用于借助沉积工艺将干涉滤波器15布置在其上。然而这不同于开头所述的传统的干涉滤波器，该传统的干涉滤波器与单独的载体一起制造，并且该干涉滤波器与该单独的载体一起必须布置在装置上。该载体通常相对不实用并且体积相对大，由此该载体要总的来说合适地来使用。结果是限制了摄像机的微型化。与此相反，在本装置10、20中，滤波器支撑结构51可以基本上精细地直接施加到介电质18上并且由此集成到装置10、20中。也可以在产品中形成具有滤波器的像素或者不具有滤波器的像素，该像素则具有不同的特性。不同的传感器类型(例如亮度传感器的附加的集成)在像素阵列中是可能的。此外这节省了制造成本，因为滤波器支撑结构51在运行的制造方法中片上地集成在介电质18上。反之在传统的装置中必须首先特定地制造单独的载体。

关于图5c至图5e所述的滤波器支撑结构51通常也可以用于前述的装置10的实施方式，也就是说，在该实施方式中，微透镜13a、13b、13c在其背离光探测器12的侧上替代在此所示的拱形的微透镜表面41a、41b、41c而具有平坦的微透镜表面31a、31b、31c(见图1a至图1c和图3a至图3c)。

图6a和图6b示出另外的实施例。该实施例与前述的实施例的区别主要在于，干涉滤波器15布置在滤波器支撑结构61、62的另外的构型上。

图6a和图6b中所示的滤波器支撑结构可以例如以一个或多个柱61、62或支撑柱或支柱。

图6a示出具有微透镜13a、13b、13c的装置10的一个实施例，该微透镜具有平坦的微透镜表面31a、31b、31c。图6b示出具有微透镜13a、13b、13c的装置20的一个实施例，该微透镜具有拱形的微透镜表面41a、41b、41c。

前面参考图5c至5e所述的滤波器支撑结构51支撑在微透镜表面41a、41b、41c和/或材料层32、42、52上，在此在图6a和图6b中示出的滤波器支撑结构61、62被构造为悬挑的滤波器支撑结构。也就是说，干涉滤波器15悬挑地悬置在滤波器支撑结构61、62上。

滤波器支撑结构61、62可以如前面关于图5a至图5e所述的滤波器支撑结构51那样同样片上地、例如在晶片平面上集成。该装置由此同样不同于公知的装置，在该公知的装置中，干涉滤波器布置在外部的或者未集成的载体上、例如在外部的玻璃载体上，其中，外部的载体与施加在其上的干涉滤波器一起必须耗费地与光学装置连接。

滤波器支撑结构61、62可以被构造成，使得悬挑地悬置在该滤波器支撑结构上的干涉滤波器15与微透镜表面间隔。取而代之地，然而滤波器支撑结构61、62也可以被构造成，使得悬挑地悬置在该滤波器支撑结构上的干涉滤波器15与微透镜表面接触。

所有目前所述的实施例的共同之处在于，干涉滤波器15相对于微透镜13a、13b、13c被布置成，使得射线14首先穿过干涉滤波器15并且接着穿过微透镜13a、13b、13c。

取而代之地可以考虑，干涉滤波器15相对于微透镜13a、13b、13c被布置成，使得射线14首先穿过微透镜13a、13b、13c并且才接着穿过干涉滤波器15。

如图7a中所示，干涉滤波器15可以例如直接布置在介电质18的第一侧18a上，这可以例如借助沉积方法实现。

微透镜13a、13b、13c则可以如图7b中示出的那样布置在干涉滤波器15的平坦的表面17上。射线14由此首先穿过微透镜13a、13b、13c，然后才接着穿过干涉滤波器15。

然而有利的是，在带宽滤波的射线接着射到微透镜13a、13b、13c上之前，波长范围首先借助干涉滤波器15滤出。

除此以外，在所有的实施例中干涉滤波器15可以板状地构造。也就是说，干涉滤波器15可以构造为两个平面的或平坦的构件。

在此所述的实施例实现了，将微透镜13a、13b、13c和光学的片上干涉滤波器15特别是以cmos技术共同集成在光学半导体传感器上。技术解决方案表明，其能够实现作为片上变体而将一个或多个干涉滤波器15平坦地布置在微透镜13a、13b、13c的上方或下方。

用于干涉滤波器15的这种片上变体明显降低了滤波器成本和装配成本。为此在本公开中实施不同的集成方案。一种简单的方案例如是，干涉滤波器15首先平面地沉积并且接着构造在微透镜13a、13b、13c上。

然而当由于借助微透镜13a、13b、13c的光聚焦而导致附加的倾斜的光射入时，则会消极地影响滤波器工作特性。因此有利的是，射入的光线14首先借助干涉滤波器15以期望的波长滤波并且接着借助微透镜13a、13b、13c聚焦到光传感器12(例如光栅)上。

例如干涉滤波器15定位在微透镜13a、13b、13c上方或上实现了，所述微透镜和所述干涉滤波器的功能、即借助微透镜13a、13b、13c光聚焦和借助干涉滤波器15阻止不期望的波长范围可以好地组合并且不被损耗或者消极地损害。由此可以例如基于透镜作用也减少光不期望地倾斜地射入到干涉滤波器15上。

总之，在此所述的实施例即此外能够将干涉滤波器15平面地定位在一个或多个微透镜13a、13b、13c下方或上方。本公开的一方面由此即涉及集成在一个或多个微透镜13a、13b、13c下方或上方的光学干涉滤波器15的组合、布置和成型。

下面应参考附图再次简短地以其他表述总结上述的实施例：

a)实施例1：在“碗状的”微透镜13上方的干涉滤波器15

图1b：将μ-透镜13a、13b、13c成型为“碗”，该透镜以高折射的(光密)材料填充并且平面化

图1c：沉积干涉滤波器15

b)实施例2：在“碗状的”微透镜13和空腔33、36a、36b上方的干涉滤波器15

图3a：沉积牺牲层32并且将微透镜13a、13b、13c在所述牺牲层32内部成型为“碗”，该微透镜以高折射的(光密)材料填充并且平面化

图3b：(对于周围材料选择性地)去除牺牲层32并且产生空腔33，36a、36b

图3c：沉积干涉滤波器15

c)实施例3：在保留附加的材料层42的情况下在“拱形的”微透镜13a、13b、13c上方的干涉滤波器15

图4a：由光密材料成型微透镜13a、13b、13c

图4b：透镜间隙以光疏材料填充并且平面化

图4c：沉积干涉滤波器15

d)实施例4：在“拱形的”微透镜13a、13b、13c上方的干涉滤波器15

图5b：借助牺牲层平面化微透镜表面拓扑，并且沉积滤波器层作为滤波器支撑结构51

图5c：在滤波器支撑结构51中结构化并且产生局部的开口53a、53b

图5d：(对于周围材料选择性地)去除牺牲层32并且产生微透镜13a、13b、13c和滤波器支撑结构51之间的空腔56a，56b

图5e：沉积干涉滤波器15

e)实施例5：在微透镜13a、13b、13c上方的悬挑的干涉滤波器15

图6a：在“碗状的”微透镜上方的悬挑的干涉滤波器15

图6b：在“拱形的”微透镜上方的悬挑的干涉滤波器15

f)实施例6：在微透镜下方的滤波器

图7a：沉积干涉滤波器15

图7b：将微透镜13a、13b、13c成型在干涉滤波器15上方

本公开的附加的或备选的实施例可以如下实施：

根据第一方面，一种装置可以具有下述特征：带有光探测器的基底和布置在基底上的介电质；布置在介电质的背离基底的第一侧上的微透镜，所述微透镜被构造用于将射入的射线偏转到光探测器上；以及无载体的光学的干涉滤波器，其中，微透镜布置在光探测器与干涉滤波器之间，并且干涉滤波器在背离介电质的侧上具有平坦的表面。

根据参考第一方面的第二方面，至少干涉滤波器的平坦的表面可以布置为平行于介电质的第一侧。

根据参考第一方面的第三方面，微透镜在背离光探测器的侧上可以具有平坦的微透镜表面，并且干涉滤波器至少与所述平坦的微透镜表面直接接触。

根据参考第三方面的第四方面，微透镜可以被结构化到介电质的第一侧中，并且平坦的微透镜表面可以与介电质的第一侧共面，其中，干涉滤波器可以与平坦的微透镜表面以及与介电质的第一侧直接接触。

根据参考第三方面的第五方面，平坦的微透镜表面可以与介电质的第一侧间隔，其中，干涉滤波器可以至少部分地与介电质的第一侧间隔。

根据参考第五方面的第六方面，介电质的第一侧与干涉滤波器之间可以具有间隙，间隙中的介质或材料的折射率小于微透镜和/或介电质的折射率。

根据参考第一方面的第七方面，微透镜可以在背离光探测器的侧上具有拱形的微透镜表面，并且在微透镜与干涉滤波器之间可以布置有滤波器支撑结构，其中，滤波器支撑结构可以在第一侧上与拱形的微透镜表面接触并且在对置的第二侧上与干涉滤波器接触。

根据参考第七方面的第八方面，至少滤波器支撑结构的第二侧可以布置为平行于介电质的第一侧，其中，干涉滤波器布置在滤波器支撑结构的第二侧上。

根据参考第七方面的第九方面，所述装置可以在滤波器支撑结构与介电质的第一侧之间具有空腔，空腔中的介质或材料的折射率小于微透镜和/或介电质的折射率。

根据参考第一方面的第十方面，悬挑的滤波器支撑结构可以布置在介电质的第一侧上，并且干涉滤波器可以悬挑地布置在滤波器支撑结构上，其中，干涉滤波器可以借助滤波器支撑结构而与介电质的第一侧和/或微透镜间隔。

根据参考第一方面的第十一方面，所述装置还可以具有布置在介电质的第一侧上的涂层，所述涂层覆盖微透镜，其中，干涉滤波器可以布置在涂层的背离介电质的侧上。

根据参考第一方面的第十二方面，干涉滤波器被构造成板状的。

根据参考第一方面的第十三方面，干涉滤波器是借助沉积工艺施加的、具有至少五层的干涉滤波器。

根据参考第一方面的第十四方面，微透镜可以具有0.5μm至50μm、或者5μm至30μm、或者10μm至20μm的平均直径。

根据第十五方面，一种方法可以具有下述步骤：提供具有光探测器的基底、布置在基底上的介电质和布置在介电质的背离基底的第一侧上的微透镜，其中，微透镜被构造用于将射入的射线偏转到光探测器上；提供无载体的光学的干涉滤波器，所述干涉滤波器至少在背离所述光探测器的第一侧上具有平坦的表面；布置光学的干涉滤波器，使得微透镜布置在光探测器与干涉滤波器之间。

根据参考第十五方面的第十六方面，所述方法可以包括：将微透镜结构化到介电质的第一侧中；将介电质的第一侧和微透镜平面化，以产生至少微透镜的平坦的表面；并且将干涉滤波器布置在平坦的表面上，使得干涉滤波器与微透镜和介电质直接接触。

根据参考第十五方面的第十七方面，所述方法可以包括：将材料层施加到介电质的第一侧上，并且将微透镜结构化到材料层中；将微透镜的背离光探测器的侧平面化，以产生平坦的微透镜表面；并且在保留材料层的同时，将干涉滤波器布置到平坦的微透镜表面上。

根据参考第十五方面的第十八方面，所述方法可以包括：将牺牲层施加到介电质的第一侧上，并且将微透镜结构化到牺牲层中；将微透镜的背离光探测器的侧平面化，以产生平坦的微透镜表面；将干涉滤波器布置到平坦的微透镜表面上；并且至少部分地去除牺牲层。

根据参考第十五方面的第十九方面，在去除牺牲层的步骤中，在介电质的第一侧与干涉滤波器之间形成空腔，其中，空腔能够填充有介质或材料，介质或材料的折射率小于微透镜和/或介电质的折射率。

根据参考第十五方面的第二十方面，所述方法可以包括：将材料层施加到介电质的第一侧和微透镜上，使得微透镜由材料层覆盖；将材料层平面化，其中微透镜保持由所述材料层覆盖；并且将干涉滤波器布置在平面化的材料层上。

根据参考第十五方面的第二十一方面，所述方法可以包括：将材料层施加到介电质的第一侧和微透镜的至少一部分上；将材料层平面化，以产生平坦的材料层表面；将滤波器支撑结构布置在材料层表面上；并且在保留材料层的同时，将干涉滤波器布置在滤波器支撑结构上。

根据参考第十五方面的第二十二方面，所述方法可以包括：将牺牲层施加到介电质的第一侧和微透镜的至少一部分上；将牺牲层平面化以产生平坦的牺牲层表面，其中微透镜具有未被牺牲层覆盖的区段；将滤波器支撑结构布置在牺牲层表面和微透镜的未被覆盖的区段上；将干涉滤波器布置在滤波器支撑结构上；并且至少部分地去除牺牲层。

根据参考第十五方面的第二十三方面，可以使用化学气相沉积来提供并且布置干涉滤波器。

根据参考第十五方面的第二十四方面，干涉滤波器可以被沉积成五至五十层的序列。

虽然说明了一些与装置相关的方面，但应当理解的是，这些方面也是对相应的方法的说明，从而装置的组块或构件也理解为相应的方法步骤或者方法步骤的特征。与此类似地，与方法步骤相关地或者作为方法步骤说明的方面也是对相应装置的相应的组块或细节或特征的说明。

前述的实施例仅仅是对要求保护的装置或者要求保护的方法的原理的说明。应当理解的是，在此所述的布置和细节的变体或变型对于本领域技术人员是明白易懂的。因此，本公开仅仅由权利要求的保护范围限制，而不局限于根据实施例的说明和描述在此呈现的细节。