光谱滤波器以及包括光谱滤波器的图像传感器和电子设备的制作方法

本公开涉及一种光谱滤波器以及分别包括该光谱滤波器的图像传感器和电子设备。

背景技术：

1、传统上，图像传感器将波长带分类为三个部分(即红色(r)、绿色(g)和蓝色(b))；然而，这些传统传感器在颜色表达准确性和对象识别性能方面具有局限性。将波长带划分为更多部分的现有光谱滤波器已经用于包括笨重且复杂光学元件部分的专用相机。

技术实现思路

1、提供了一种光谱滤波器以及分别包括该光谱滤波器的图像传感器和电子设备。

2、将在下文部分地描述附加方面，并且该附加方面通过下文的描述变得清楚，或者可以通过实践本公开的所呈现的实施例而获知。

3、光谱滤波器可以包括多个滤波器阵列，每个滤波器阵列包括具有彼此不同的中心波长的多个单元滤波器。多个单元滤波器中的每个单元滤波器可以包括：设置为彼此间隔开的第一金属反射层和第二金属反射层；空腔，包括第一图案并布置在第一金属反射层与第二金属反射层之间；以及下图案膜，设置在第一金属反射层下方并包括第二图案。针对与多个滤波器阵列相对应的多个单元滤波器中的每个单元滤波器，在具有相同中心波长的单元滤波器中，空腔的第一图案和下图案膜的第二图案根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化，以补偿由入射光的主光线角的变化导致的中心波长偏移。

4、空腔和下图案膜的有效折射率可以随着第一图案和第二图案的尺寸而变化。

5、多个单元滤波器中的每个单元滤波器的空腔可以具有均匀的厚度，并且多个单元滤波器中的每个单元滤波器的下图案膜可以具有均匀的厚度。

6、该空腔可以包括第一电介质和多个第二电介质，多个第二电介质具有与第一电介质不同的折射率并形成第一图案。

7、下图案膜可以包括第三电介质和多个第四电介质，多个第四电介质具有与第三电介质不同的折射率并形成第二图案。

8、第一金属反射层和第二金属反射层中的每个金属反射层可以包括al、ag、au、cu、w、ti或tin中的至少一种。

9、单元滤波器中的每个单元滤波器还可以包括设置在第二金属反射层上并包括第三图案的上图案膜。

10、在具有相同中心波长的单元滤波器中，上图案膜的第三图案可以根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化。

11、上图案膜可以包括第五电介质和多个第六电介质，多个第六电介质具有与第五电介质不同的折射率并形成第三图案。

12、多个单元滤波器中的每个单元滤波器还可以包括滤色器，滤色器设置在第二金属反射层上并被配置为仅透射特定波长带。

13、光谱滤波器可以包括多个滤波器阵列，每个滤波器阵列包括具有彼此不同的中心波长的多个单元滤波器。多个单元滤波器中的每个单元滤波器可以包括：设置为彼此间隔开的第一布拉格反射层与第二布拉格反射层；以及空腔，包括图案并布置在第一布拉格反射层与第二布拉格反射层之间。针对与多个滤波器阵列相对应的多个单元滤波器中的每个单元滤波器，在具有相同中心波长的单元滤波器中，空腔的图案可以根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化，以补偿由于具有相同中心波长的单元滤波器的不同位置导致的中心波长偏移。

14、空腔可以包括第一电介质和多个第二电介质，多个第二电介质具有与第一电介质不同的折射率并形成上述图案。

15、多个单元滤波器中的每个单元滤波器还可以包括滤色器，滤色器设置在第二布拉格反射层上并被配置为仅透射特定波长带。

16、光谱滤波器可以包括多个滤波器阵列，每个滤波器阵列包括具有彼此不同的中心波长的多个单元滤波器。多个单元滤波器中的每个单元滤波器可以包括：设置为彼此间隔开的第一反射层与第二反射层；以及空腔，布置在第一反射层与第二反射层之间并包括第一图案。多个单元滤波器中的一些单元滤波器中具有相同中心波长的单元滤波器可以包括波长偏移补偿层，该波长偏移补偿层被配置为补偿由于具有相同中心波长的单元滤波器的不同位置导致的中心波长偏移。

17、波长偏移补偿层可以根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置具有不同的厚度。

18、波长偏移补偿层可以包括根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化的图案。

19、第一反射层和第二反射层可以分别包括第一金属反射层和第二金属反射层。

20、可以在第一金属反射层下方设置包括第二图案的下图案膜。

21、下图案膜还可以包括下波长偏移补偿层。

22、可以在第二金属反射层上设置包括第三图案的上图案膜。

23、上图案膜还可以包括上波长偏移补偿层。

24、多个单元滤波器中的每个单元滤波器还可以包括滤色器，滤色器设置在第二反射层上并被配置为仅透射特定波长带。

25、一种图像传感器可以包括：像素阵列，包括多个像素；以及光谱滤波器，设置在像素阵列中。光谱滤波器可以包括多个滤波器阵列，每个滤波器阵列包括具有彼此不同的中心波长的多个单元滤波器。多个单元滤波器中的每个单元滤波器可以包括：设置为彼此间隔开的第一金属反射层和第二金属反射层；空腔，包括第一图案并布置在第一金属反射层与第二金属反射层之间；以及下图案膜，设置在第一金属反射层下方并包括第二图案。针对与多个滤波器阵列相对应的多个单元滤波器中的每个单元滤波器，在具有相同中心波长的单元滤波器中，空腔的第一图案和下图案膜的第二图案可以根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化，以补偿由于具有相同中心波长的单元滤波器的不同位置导致的中心波长偏移。

26、单元滤波器中的每个单元滤波器还可以包括设置在第二金属反射层上并包括第三图案的上图案膜。

27、在具有相同中心波长的单元滤波器中，上图案膜的第三图案可以根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化。

28、多个单元滤波器中的每个单元滤波器还可以包括滤色器，滤色器设置在第二金属反射层上并被配置为仅透射特定波长带。

29、图像传感器还可以包括定时控制器、行解码器和输出电路。

30、一种电子设备可以包括图像传感器，该图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素；以及光谱滤波器，设置在像素阵列中。光谱滤波器可以包括多个滤波器阵列，每个滤波器阵列包括具有彼此不同的中心波长的多个单元滤波器。多个单元滤波器中的每个单元滤波器可以包括：设置为彼此间隔开的第一金属反射层和第二金属反射层；空腔，包括第一图案并布置在第一金属反射层与第二金属反射层之间；以及下图案膜，设置在第一金属反射层下方并包括第二图案。针对与多个滤波器阵列相对应的多个单元滤波器中的每个单元滤波器，在具有相同中心波长的单元滤波器中，空腔的第一图案和下图案膜的第二图案可以根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化，以补偿由于具有相同中心波长的单元滤波器的不同位置导致的中心波长偏移。

31、电子设备可以包括移动电话、智能电话、平板计算机、智能平板计算机、数字相机、摄像机、笔记本计算机、电视、智能电视、智能冰箱、安全相机、机器人或医疗相机。

32、一种图像传感器可以包括：像素阵列，包括多个像素；以及光谱滤波器，设置在像素阵列中。光谱滤波器可以包括多个滤波器阵列，每个滤波器阵列包括具有彼此不同的中心波长的多个单元滤波器。多个单元滤波器中的每个单元滤波器可以包括：设置为彼此间隔开的第一布拉格反射层与第二布拉格反射层；以及空腔，包括图案并布置在第一布拉格反射层与第二布拉格反射层之间。针对与多个滤波器阵列相对应的多个单元滤波器中的每个单元滤波器，在具有相同中心波长的单元滤波器中，空腔的图案可以根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化，以补偿由于具有相同中心波长的单元滤波器的不同位置导致的中心波长偏移。

33、多个单元滤波器中的每个单元滤波器还可以包括滤色器，滤色器设置在第二布拉格反射层上并被配置为仅透射特定波长带。

34、图像传感器还可以包括定时控制器、行解码器和输出电路。

35、一种电子设备可以包括图像传感器，该图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素；以及光谱滤波器，设置在像素阵列中。光谱滤波器可以包括多个滤波器阵列，每个滤波器阵列包括具有彼此不同的中心波长的多个单元滤波器。多个单元滤波器中的每个单元滤波器可以包括：设置为彼此间隔开的第一布拉格反射层与第二布拉格反射层；以及空腔，包括图案并布置在第一布拉格反射层与第二布拉格反射层之间。针对与多个滤波器阵列相对应的多个单元滤波器中的每个单元滤波器，在具有相同中心波长的单元滤波器中，空腔的图案可以根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化，以补偿由于具有相同中心波长的单元滤波器的不同位置导致的中心波长偏移。

36、一种图像传感器可以包括：像素阵列，包括多个像素；以及光谱滤波器，设置在像素阵列中。光谱滤波器可以包括多个滤波器阵列，每个滤波器阵列包括具有彼此不同的中心波长的多个单元滤波器。多个单元滤波器中的每个单元滤波器可以包括：设置为彼此间隔开的第一反射层与第二反射层；以及空腔，布置在第一反射层与第二反射层之间并包括第一图案。多个单元滤波器中的一些单元滤波器中具有相同中心波长的单元滤波器可以包括波长偏移补偿层，波长偏移补偿层被配置为补偿由于具有相同中心波长的单元滤波器的不同位置导致的中心波长偏移。

37、波长偏移补偿层可以根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置具有不同的厚度。

38、波长偏移补偿层可以包括根据具有相同中心波长的单元滤波器的位置而变化的图案。

39、第一反射层和第二反射层可以分别包括第一金属反射层和第二金属反射层。

40、可以在第一金属反射层下方设置包括第二图案的下图案膜。

41、下图案膜还可以包括下波长偏移补偿层。

42、可以在第二金属反射层上设置包括第三图案的上图案膜。

43、上图案膜还可以包括上波长偏移补偿层。

44、多个单元滤波器中的每个单元滤波器还可以包括滤色器，滤色器设置在第二反射层上并被配置为仅透射特定波长带。

45、图像传感器还可以包括定时控制器、行解码器和输出电路。

46、电子设备可以包括图像传感器，该图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素；以及光谱滤波器，设置在像素阵列中。光谱滤波器可以包括多个滤波器阵列，每个滤波器阵列包括具有彼此不同的中心波长的多个单元滤波器。多个单元滤波器中的每个单元滤波器可以包括：设置为彼此间隔开的第一反射层与第二反射层；以及空腔，布置在第一反射层与第二反射层之间并包括第一图案。多个单元滤波器中的一些单元滤波器中具有相同中心波长的单元滤波器可以包括波长偏移补偿层，波长偏移补偿层被配置为补偿由于具有相同中心波长的单元滤波器的不同位置导致的中心波长偏移。