[发明专利]3D集成光学传感器和制造3D集成光学传感器的方法

权利要求书

1.一种3D集成光学传感器，包括：

-半导体衬底(100)，其具有主表面(110)，

-集成电路(200)，其包括至少一个光敏区域(210)，该集成电路(200)布置在衬底(100)中主表面(110)处或主表面(110)附近，

-布线(300)，其用于提供到集成电路(200)的电连接，该布线(300)布置在半导体衬底(100)上或半导体衬底(100)中，并且连接到集成电路(200)，

-滤光器层(400)，其具有依赖于方向的透射特性，布置在集成电路(200)上，其中，滤光器层(400)至少覆盖光敏区域(210)，

-透明间隔物层(500)，其布置在主表面(110)上并且至少部分地包围滤光器层(400)，其中，间隔物厚度被布置成将滤光器层(400)的光谱移动限制到预定的最大值，使得所述光谱移动在小于±30°的区间的入射角下保持恒定或在±5nm内，和

-片上漫射器(600)，其布置在透明间隔物层(500)上。

2.根据权利要求1所述的3D集成光学传感器，其中，间隔物厚度小于片上漫射器(600)的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的3D集成光学传感器，其中，透明间隔物层(500)直接布置在滤光器层(400)上。

4.根据权利要求1或2所述的3D集成光学传感器，其中，透明间隔物层(500)在大于主表面(110)的50％的区域之上以所述光敏区域为中心延伸。

5.根据权利要求1或2所述的3D集成光学传感器，其中，

-透明间隔物层(500)包括透明的硅树脂或环氧树脂材料，和/或

-片上漫射器(600)包括与透明间隔物层(500)相同的材料，并添加了光散射颗粒。

6.根据权利要求1或2所述的3D集成光学传感器，其中，滤光器层(400)在大于主表面(110)的50％的区域之上延伸。

7.根据权利要求1或2所述的3D集成光学传感器，其中，滤光器层(400)在与透明间隔物层(500)相同的区域之上延伸。

8.根据权利要求1或2所述的3D集成光学传感器，其中，

-滤光器层(400)至少部分地框以光阻挡结构(410)，

-光阻挡结构(410)布置在主表面(110)的边缘区域。

9.根据权利要求1或2所述的3D集成光学传感器，其中，所述滤光器层(400)包括干涉滤光器和/或等离子体滤光器。

10.根据权利要求1或2所述的3D集成光学传感器，其中，光圈阵列(520)布置在滤光器层(400)的上方或下方。

11.根据权利要求10所述的3D集成光学传感器，其中，所述光圈阵列包括金属层的堆叠，所述堆叠包括：

-上部不透明层，其背离光敏区域(210)并且具有第一光圈(AM1)，

-下部不透明层，其面向光敏区域(210)并且具有第二光圈(AM2)，其中每个第一和第二光圈(AM1、AM2)分别限制光圈阵列(520)中的光路，

-上部和下部基部(M1、M2)由金属制成，并且

-光路被设计成当入射光具有来自允许的角度区间的入射角时，允许该入射光入射到光敏区域(210)，所述允许的角度区间(INT)由第一和第二光圈(AM1、AM2)的尺寸确定并且分别相对于光路的光轴(OA)限定。

12.根据权利要求10所述的3D集成光学传感器，其中，光圈阵列包括在滤光器层上方的设置有透明光圈区部的阵列的光圈层，每个光圈区部(18)穿入光圈层。