光学传感器和像素装置的制作方法

本公开一般涉及电子电路领域，更具体地，涉及在半导体衬底内部和顶部形成的光学传感器。

背景技术：

1、光学传感器通常包括多个像素，每个像素包括能够产生代表其接收的光辐射强度的电信号的光电检测器。

2、这里更具体地考虑所谓的多光谱光学传感器，其包括分别包括不同滤光器的多个像素类型，以便测量不同波长范围内的辐射强度。然而，本申请还涉及所谓的单色传感器，其中不同的像素测量在相同波长范围内接收的辐射的强度。

3、希望至少部分地改进已知光学传感器的某些方面。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种光学传感器以及像素。以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

2、本公开的一方面提供了一种光学传感器，包括一个或多个像素，其中每个像素包括：光电检测器；以及远心系统，所述远心系统位于所述光电检测器的顶部；其中每个远心系统包括：不透明层，包括面向所述光电检测器的多个开口；以及微透镜，面向每个开口，并且被布置在所述不透明层和所述光电检测器之间。

3、根据一个或多个实施例，其中每个像素还包括在所述微透镜和所述光电检测器之间的滤光器。

4、根据一个或多个实施例，其中所述滤光器包括干涉滤波器。

5、根据一个或多个实施例，其中所述滤光器包括基于衍射光栅的滤光器。

6、根据一个或多个实施例，其中所述滤光器包括基于超表面的滤光器。

7、根据一个或多个实施例，其中每个微透镜具有的直径大于所述微透镜面对的所述开口的直径。

8、根据一个或多个实施例，其中每个微透镜包括平面表面。

9、根据一个或多个实施例，其中所述微透镜的所述平面表面是共面的。

10、根据一个或多个实施例，其中所述微透镜由不透明壁横向隔开。

11、根据一个或多个实施例，其中每个远心系统还包括其他微透镜，所述其他微透镜面对每个微透镜并且位于所述微透镜和所述光电检测器之间。

12、根据一个或多个实施例，其中所述微透镜和面对所述微透镜的所述其他微透镜具有相同的形状、相同的直径、相同的曲率半径和相同的焦距。

13、根据一个或多个实施例，其中所述微透镜和面对所述微透镜的所述其他微透镜具有不同的形状、不同的直径、不同的曲率半径和不同的焦距。

14、根据一个或多个实施例，其中每个微透镜是平面透镜。

15、根据一个或多个实施例，其中每个平面透镜包括多个垫，所述多个垫具有第一光学指数，所述多个垫由具有不同于所述第一指数的第二光学指数的部件围绕。

16、根据一个或多个实施例，其中所述多个开口以梅花形布置。

17、本公开的另一方面提供了一种用于光学传感器的像素装置，包括：光电检测器；在所述光电检测器上方延伸的滤波器层；在所述滤波器层上方延伸的透明支撑层；多个微透镜，被布置在阵列中并且由所述支撑层支撑在所述光电检测器上方；不透明层，在所述多个微透镜上方延伸，其中所述不透明层包括多个开口，其中所述多个开口中的每个开口与所述多个微透镜中的对应微透镜对准；以及其中所述滤波器层提供包括由多层堆叠形成的干涉滤光器的滤光器，其中多层被选择以控制通过所述滤波器层的辐射的波长。

18、根据一个或多个实施例，其中每个微透镜具有的直径大于所述微透镜所对应的所述开口的直径。

19、根据一个或多个实施例，其中每个微透镜包括平坦表面。

20、根据一个或多个实施例，其中所述微透镜的所述平面表面是共面的。

21、根据一个或多个实施例，其中所述不透明层进一步延伸以形成位于所述多个微透镜中的所述微透镜中的相邻微透镜之间的不透明壁。

22、根据一个或多个实施例，其中所述阵列以梅花形布置所述开口。

23、利用本公开的实施例有利地能够使到达像素上的光线的入射锥对称并减小入射锥，以便例如使传感器上各处的光均匀化。

技术特征：

1.一种光学传感器，其特征在于，包括一个或多个像素，其中每个像素包括：光电检测器；以及

2.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，每个像素还包括在所述微透镜和所述光电检测器之间的滤光器。

3.根据权利要求2所述的光学传感器，其特征在于，所述滤光器包括干涉滤波器。

4.根据权利要求2所述的光学传感器，其特征在于，所述滤光器包括基于衍射光栅的滤光器。

5.根据权利要求2所述的光学传感器，其特征在于，所述滤光器包括基于超表面的滤光器。

6.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，每个微透镜具有的直径大于所述微透镜面对的所述开口的直径。

7.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，每个微透镜包括平面表面。

8.根据权利要求7所述的光学传感器，其特征在于，所述微透镜的所述平面表面是共面的。

9.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，所述微透镜由不透明壁横向隔开。

10.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，每个远心系统还包括其他微透镜，所述其他微透镜面对每个微透镜并且位于所述微透镜和所述光电检测器之间。

11.根据权利要求10所述的光学传感器，其特征在于，所述微透镜和面对所述微透镜的所述其他微透镜具有相同的形状、相同的直径、相同的曲率半径和相同的焦距。

12.根据权利要求10所述的光学传感器，其特征在于，所述微透镜和面对所述微透镜的所述其他微透镜具有不同的形状、不同的直径、不同的曲率半径和不同的焦距。

13.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，每个微透镜是平面透镜。

14.根据权利要求13所述的光学传感器，其特征在于，每个平面透镜包括多个垫，所述多个垫具有第一光学指数，所述多个垫由具有不同于所述第一光学指数的第二光学指数的部件围绕。

15.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，所述多个开口以梅花形布置。

16.一种像素装置，其特征在于，所述像素装置用于光学传感器，所述像素装置包括：

17.根据权利要求16所述的像素装置，其特征在于，每个微透镜具有的直径大于所述微透镜所对应的所述开口的直径。

18.根据权利要求16所述的像素装置，其特征在于，每个微透镜包括平面表面。

19.根据权利要求18所述的像素装置，其特征在于，所述微透镜的所述平面表面是共面的。

20.根据权利要求16所述的像素装置，其特征在于，所述不透明层进一步延伸以形成位于所述多个微透镜中的所述微透镜中的相邻微透镜之间的不透明壁。

21.根据权利要求16所述的像素装置，其特征在于，所述阵列以梅花形布置所述开口。

技术总结
本公开的实施例涉及光学传感器和像素装置。一种光学传感器，包括一个或多个像素，其中每个像素包括：光电检测器；以及远心系统，远心系统位于光电检测器的顶部；其中每个远心系统包括：不透明层，包括面向光电检测器的多个开口；以及微透镜，面向每个开口，并且被布置在不透明层和光电检测器之间。利用本公开的实施例有利地能够使到达像素上的光线的入射锥对称并减小入射锥，以便例如使传感器上各处的光均匀化。

技术研发人员：A·克罗彻瑞,O·勒布里兹
受保护的技术使用者：意法半导体（格勒诺布尔2）公司
技术研发日：20220726
技术公布日：2024/1/13