光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置制造方法及图纸

本申请涉及一种光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置。所述光谱芯片包括：包括至少一物理像素的传感单元；位于所述传感单元的感光路径上的滤光结构，所述滤光结构包括至少一滤光结构单元，其中，每一个所述滤光结构单元对应于至少一个所述物理像素以通过相互匹配的一个所述滤光结构单元和至少一个所述物理像素形成一个像素单元；以及，形成于所述像素单元之间以用于防止相邻的所述像素单元之间发生串扰的栅格。这样，所述光谱芯片通过所述栅格来避免进入像素单元之间的入射光之间发生串扰。扰。扰。

【技术实现步骤摘要】
光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置


[0001]本申请涉及光谱芯片
，更为具体地说，涉及一种光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置。

技术介绍

[0002]光与物质发生相互作用，如吸收、散射、荧光、拉曼等，会产生特定光谱，而每种物质的光谱，都是独一无二的。因此，光谱信息可以说是万物的“指纹”。
[0003]光谱仪能够直接检测物质的光谱信息，得到被测目标的存在状态与物质成分，是材料表征、化学分析等领域重要的测试仪器之一。从技术发展来看，微型光谱仪可分为四类：色散型、窄带滤波型、傅里叶变换型和计算重构型。
[0004]随着计算机技术的发展，计算重构型光谱仪作为近些年新兴光谱仪类型得到蓬勃发展，其原因是通过计算来近似或者说重构入射光的光谱。计算重构型光谱仪可以相对较佳地解决因小型化而导致检测性能下降的问题。
[0005]由于计算重构型光谱仪属于新兴技术，在实际应用中，计算重构型光谱仪遇到诸多技术问题和难题。发现并解决这些技术问题和难题，是推进计算重构型光谱仪成熟化的必经之路。当然，该计算重构原理也可以用于光谱成像装置。
[0006]在计算重构型光谱仪或光谱成像装置中，光谱芯片是绝对的核心部件。如何提供能够满足性能要求的光谱芯片是亟需解决的产业难题。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种光谱芯片及其制备方法、光谱分析装置，其中，所述光谱芯片通过设置在像素单元之间的栅格来避免进入像素单元之间的入射光之间发生串扰。
[0008]根据本申请的一方面，提供了一种光谱芯片，其包括：
[0009]传感单元，包括至少一物理像素；
[0010]位于所述传感单元的感光路径上的滤光结构，所述滤光结构包括至少一滤光结构单元，其中，每一个所述滤光结构单元对应于至少一个所述物理像素以通过相互匹配的一个所述滤光结构单元和至少一个所述物理像素形成一个像素单元；和
[0011]形成于所述像素单元之间以用于防止相邻的所述像素单元之间发生串扰的栅格。
[0012]在根据本申请的光谱芯片中，一个所述滤光结构单元对应于一个所述物理像素。
[0013]在根据本申请的光谱芯片中，一个所述滤光结构单元对应于多个所述物理像素。
[0014]在根据本申请的光谱芯片中，一个所述滤光结构单元包括多个微纳结构。
[0015]在根据本申请的光谱芯片中，所述传感单元包括衬底层和形成于所述衬底层上的所述至少一物理像素。
[0016]在根据本申请的光谱芯片中，所述栅格包绕地形成于每个所述像素单元的外周。
[0017]在根据本申请的光谱芯片中，部分所述像素单元的整个外周被所述栅格所环绕，
部分所述像素单元的外周的至少一部分被所述栅格所包绕。
[0018]在根据本申请的光谱芯片中，所述栅格和所述滤光结构形成于所述传感单元的上表面，且所述栅格的高度大于等于所述滤光结构单元的厚度。
[0019]在根据本申请的光谱芯片中，所述栅格形成于所述传感单元的上表面，所述光谱芯片进一步包括形成于所述栅格之间的填充层，所述滤光结构形成于所述填充层上。
[0020]在根据本申请的光谱芯片中，所述栅格具有上小下大的结构，以通过包绕地形成于每个所述像素单元的外周的所述栅格形成上大下小的进光空间。
[0021]在根据本申请的光谱芯片中，所述栅格具有自上而下倾斜地往里延伸的侧面。
[0022]在根据本申请的光谱芯片中，每一所述滤光结构单元包括上下对应的第一滤光结构子单元和第二滤光结构子单元。
[0023]在根据本申请的光谱芯片中，每个所述滤光结构单元进一步包括设置于所述第一滤光结构子单元和所述第二滤光结构子单元之间的连接层。
[0024]在根据本申请的光谱芯片中，所述光谱芯片进一步包括形成于所述滤光结构上的微透镜阵列。
[0025]根据本申请的另一方面，还提供了一种光谱芯片的制备方法，其包括：
[0026]提供一传感单元，其中，所述传感单元包括衬底层和形成于所述衬底层上的所述至少一物理像素；
[0027]在所述传感单元的上表面的预设位置形成多个栅格，其中，所述栅格至少包绕一个所述物理像素；以及
[0028]在所述至少一物理像素的感光路径上滤光结构材料以形成滤光结构，其中，所述滤光结构包括至少一滤光结构单元。
[0029]在根据本申请的光谱芯片的制备方法中，在所述至少一物理像素的感光路径上滤光结构材料以形成滤光结构，包括：在所述多个栅格所形成的容纳腔内沉积滤光结构材料以形成所述滤光结构。
[0030]在根据本申请的光谱芯片的制备方法中，在所述传感单元的上表面的预设位置形成多个栅格，包括：在所述衬底层的上表面铺设一层第一光刻胶层；以预设模式对所述第一光刻胶层进行蚀刻处理，以在所述衬底层的上表面的多个预设位置形成多个开孔；在所述多个开孔内沉积高k结构层；以及，在各个所述高k结构层上形成一层钝化层，以通过所述钝化层使得所述传感器的上表面为平整表面。
[0031]在根据本申请的光谱芯片的制备方法中，所述高k结构层自上而下包括第一氧化层、高k介质层和第二氧化层。
[0032]在根据本申请的光谱芯片的制备方法中，所述高k结构层自上而下包括第一高k介质层、第二高k介质层和氧化层。
[0033]根据本申请的又一方面，还提供了一种光谱分析装置，其包括：
[0034]线路板；
[0035]如上所述的光谱芯片，所述光谱芯片电连接于所述线路板；以及。
[0036]被保持于所述光谱芯片的感光路径上的光学系统。
[0037]与现有技术相比，根据本申请实施例的所述光谱芯片通过设置在像素单元之间的栅格来避免进入像素单元之间的入射光之间发生串扰。
附图说明
[0038]通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本申请各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
[0039]图1图示了根据本申请实施例的光谱芯片的示意图。
[0040]图2图示了根据本申请实施例的所述光谱芯片的另一示意图。
[0041]图3A图示了根据本申请实施例的所述光谱芯片的一个变形实施的示意图。
[0042]图3B图示了根据本申请实施例的所述光谱芯片的另一个变形实施的示意图。
[0043]图3C图示了根据本申请实施例的所述光谱芯片的又一个变形实施的示意图。
[0044]图3D图示了根据本申请实施例的所述光谱芯片的又一个变形实施的示意图。
[0045]图4图示了根据本申请实施例的所述光谱芯片的又一变形实施的示意图。
[0046]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光谱芯片，其特征在于，包括：传感单元，包括至少一物理像素；位于所述传感单元的感光路径上的滤光结构，所述滤光结构包括至少一滤光结构单元，其中，每一个所述滤光结构单元对应于至少一个所述物理像素形成一个像素单元；和形成于所述像素单元之间以用于防止相邻的所述像素单元之间发生串扰的栅格。2.根据权利要求1所述的光谱芯片，其中，一个所述滤光结构单元对应于一个所述物理像素。3.根据权利要求1所述的光谱芯片，其中，一个所述滤光结构单元对应于多个所述物理像素。4.根据权利要求1所述的光谱芯片，其中，所述传感单元包括衬底层和形成于所述衬底层上的所述至少一物理像素。5.根据权利要求4所述的光谱芯片，其中，所述栅格包绕地形成于每个所述像素单元的外周。6.根据权利要求5所述的光谱芯片，其中，部分所述像素单元的整个外周被所述栅格所环绕，部分所述像素单元的外周的至少一部分被所述栅格所包绕。7.根据权利要求6所述的光谱芯片，其中，所述栅格和所述滤光结构形成于所述传感单元的上表面，且所述栅格的高度大于等于所述滤光结构单元的厚度。8.根据权利要求6所述的光谱芯片，其中，所述栅格形成于所述传感单元的上表面，所述光谱芯片进一步包括形成于所述栅格之间的填充层，所述滤光结构形成于所述填充层上。9.根据权利要求5所述的光谱芯片，其中，所述栅格具有上小下大的结构，以通过包绕地形成于每个所述像素单元的外周的所述栅格形成上大下小的进光空间。10.根据权利要求9所述的光谱芯片，其中，所述栅格具有自上而下倾斜地往里延伸的侧面。11.根据权利要求1所述的光谱芯片，其中，每一所述滤光结构单元包括上下对应的第一滤光结构子单元和第二滤光结构子单元。12.根据权利要求11所述的光谱芯片，其中，每个所述滤光结构单元进一步包括设置于所述第一滤光结构子单元和所述第二滤光结构子单元之间的连接层。13.根据权利要求7或8...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃秋军，丛培沛，黄志雷，王宇，
申请(专利权)人：北京与光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：