[发明专利]红外滤光器及红外滤光器的制造方法

权利要求书

1.一种红外滤光器，包括：

由红外透射材料形成的衬底；和

在所述衬底的一个表面侧上并排设置的多个过滤部件，

其中各过滤部件包括：其中两种具有相互不同折射率但相同光学膜厚度的薄膜交替堆叠的第一λ/4多层膜；其中所述两种薄膜交替堆叠的第二λ/4多层膜，所述第二λ/4多层膜在所述第一λ/4多层膜的与衬底侧的相反侧上形成；以及介于所述第一λ/4多层膜和所述第二λ/4多层膜之间的波长选择层，所述波长选择层根据所需的选择波长而具有不同于各薄膜的光学膜厚度的光学膜厚度，

其中所述第一λ/4多层膜和所述第二λ/4多层膜的低折射率材料为氧化物且其高折射率材料为半导体材料Ge，和

其中所述波长选择层的材料与所述第一λ/4多层膜的次顶层薄膜的材料相同。

2.根据权利要求1的红外滤光器，其中在所述第二λ/4多层膜中，离所述衬底最远的薄膜由所述低折射率材料形成。

3.根据权利要求1或2的红外滤光器，其中所述低折射率材料为Al₂O₃或SiO₂。

4.根据权利要求1-3中任一项的红外滤光器，其中所述红外透射材料为Si。

5.一种制造红外滤光器的方法，

其中所述方法包括：在将两种具有相互不同折射率但相同光学膜厚度的薄膜在衬底的一个表面侧上交替堆叠的基本步骤中间，进行至少一次波长选择层形成步骤，

其中所述波长选择层形成步骤包括：在堆叠膜上形成波长选择层的波长选择层膜形成步骤，在所述基本步骤中间，所述波长选择层由与所述堆叠膜的次顶层相同的材料形成且具有根据过滤部件中任意一个过滤部件的选择波长而设定的光学膜厚度；以及通过使用所述堆叠膜的最顶层作为蚀刻阻挡层，蚀刻在波长选择层膜形成步骤所形成的波长选择层中的不需要部分的波长选择层图案化步骤，其中所述不需要部分为除了对应于所述任意一个过滤部件的部分之外的部分。

6.一种控制波长范围为800-20000nm的红外线的红外滤光器，包括：

衬底；和

在衬底的一个表面侧上形成且配置为选择性透射所需选择波长的红外线的过滤部件，

其中所述过滤部件包括：其中多种具有相互不同折射率但相同光学膜厚度的薄膜堆叠的第一λ/4多层膜；其中所述多种薄膜堆叠的第二λ/4多层膜，所述第二λ/4多层膜在所述第一λ/4多层膜的与衬底侧的相反侧上形成；以及介于所述第一λ/4多层膜和所述第二λ/4多层膜之间的波长选择层，所述波长选择层根据选择波长而具有与各薄膜的光学膜厚度不同的光学膜厚度，和

其中所述多种薄膜中至少一种薄膜由吸收远红外线的远红外吸收材料形成，所述远红外线的波长范围比由所述第一λ/4多层膜和所述第二λ/4多层膜设定的红外线反射带更长。

7.根据权利要求6的红外滤光器，其中所述远红外吸收材料为氧化物或氮化物。

8.根据权利要求6的红外滤光器，其中所述远红外吸收材料为Al₂O₃。

9.根据权利要求6的红外滤光器，其中所述远红外吸收材料为Ta₂O₅。

10.根据权利要求6的红外滤光器，其中所述远红外吸收材料为SiN_x。

11.根据权利要求6的红外滤光器，其中所述远红外吸收材料为SiO_x。

12.根据权利要求6-11中任一项的红外滤光器，其中所述第一λ/4多层膜和所述第二λ/4多层膜通过将由Ge形成的薄膜和由所述远红外吸收材料形成的薄膜交替堆叠而形成，其中Ge为具有比所述远红外吸收材料更高的折射率的材料。

13.根据权利要求6-11中任一项的红外滤光器，其中所述第一λ/4多层膜和所述第二λ/4多层膜通过将由Si形成的薄膜和由所述远红外吸收材料形成的薄膜交替堆叠而形成，其中Si为具有比所述远红外吸收材料更高的折射率的材料。

14.根据权利要求6-13中任一项的红外滤光器，其中所述衬底为Si衬底。