[发明专利]光传感器

权利要求书

1.一种光传感器，包括：

半导体衬底；以及

多个像素，其中每个像素包括：

光转换区，在所述半导体衬底的正面与背面之间的所述半导体衬底中延伸；以及

光学衍射光栅，位于所述半导体衬底的所述背面上方、并且面向所述像素的所述光转换区；

其中所述多个像素中的一个像素的所述光学衍射光栅和所述多个像素中的另一像素的所述光学衍射光栅的节距不同。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中用于所述多个像素中的每个像素的所述光学衍射光栅位于距所述半导体衬底的所述背面相同距离处。

3.根据权利要求1所述的传感器，还包括用于每个像素的壁，所述壁被配置为在所述传感器的操作波长处吸收，所述壁还被定位为包围所述像素的所述光学衍射光栅、并且从所述半导体衬底的所述背面沿高度方向至少延伸到所述像素的所述光学衍射光栅的水平。

4.根据权利要求1所述的传感器，其中每个像素包括光学器件，所述光学器件被配置为使得光以法向入射角到达所述像素的所述光学衍射光栅。

5.根据权利要求4所述的传感器，其中每个像素的所述光学器件包括第一会聚透镜和第二会聚透镜，所述第一会聚透镜和所述第二会聚透镜位于彼此之上，所述第一会聚透镜和所述第二会聚透镜在所述像素的所述光学衍射光栅的上方、并且与所述像素的所述光学衍射光栅相对。

6.根据权利要求1所述的传感器，其中被配置为在所述半导体衬底的所述背面处接收光的所述光转换区的部分，针对所述多个像素中的每个像素具有相同的表面。

7.根据权利要求1所述的传感器，其中每个像素还包括器件，所述器件被配置为防止由所述像素的所述光学衍射光栅透射的所述光的零阶传播到达所述像素的所述光转换区。

8.根据权利要求7所述的传感器，其中被配置为防止所述零阶传播的所述器件包括：

电绝缘材料，穿透从所述半导体衬底的所述背面到所述像素的所述光转换区的所述半导体衬底，并且位于由所述像素的所述光学衍射光栅所透射的所述光的零阶路径上。

9.根据权利要求7所述的传感器，其中被配置为防止所述零阶传播的所述器件包括：

材料，在所述传感器的所述操作波长处吸收并且搁置在所述半导体衬底的所述背面上，并且位于由所述像素的所述光学衍射光栅透射的所述光的零阶路径上。

10.根据权利要求1所述的传感器，其中每个像素的所述光学衍射光栅包括：

第一材料层，在所述传感器的所述操作波长处不透明；以及

多个开口，穿过所述第一材料层，所述开口沿着所述光学衍射光栅的节距分布，并且优选为同心并且为圆形。

11.根据权利要求1所述的传感器，其中每个像素的所述光学衍射光栅包括：

第一材料层，在所述传感器的所述操作波长处具有的光学指数比与所述第一材料接触的第二材料的光学指数大至少1.5倍；以及

多个开口，穿过所述第一材料层，所述开口沿着所述光学衍射光栅的节距分布，并且优选为同心并且为圆形。

12.根据权利要求1所述的传感器，其中每个像素的所述光学衍射光栅包括：

第一材料层，在所述传感器的所述操作波长处不透明；以及

多个开口，穿过所述第一材料层，所述开口沿着所述光学衍射光栅的节距分布，并且优选地彼此平行。

13.根据权利要求1所述的传感器，其中每个像素的所述光学衍射光栅包括：

第一材料层，在所述传感器的所述操作波长处具有的光学指数比覆盖并且与所述第一材料接触的第二材料的光学指数大至少1.5倍；以及

多个开口，穿过所述第一材料层，所述开口沿着所述光学衍射光栅的节距分布，并且优选地，彼此平行。