可编程相变滤波器的平面单元纳米加热器设计和单元架构制造技术

本公开的实施例涉及可编程相变滤波器的平面单元纳米加热器设计和单元架构。相变滤波器由点的布置形成，其中每个点由相变材料制成。导电材料的加热层在点的布置下延伸。通过加热层的电流在两个状态之间改变点，以改变通过滤波器的光的衰减。过滤波器的光的衰减。过滤波器的光的衰减。

【技术实现步骤摘要】
可编程相变滤波器的平面单元纳米加热器设计和单元架构
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求于2021年10月5日提交的法国专利申请No.2110500的优先权；以及2021年10月5日提交的希腊专利申请No.20210100676的优先权；以及在2022年1月19日提交的法国专利申请No.2200431的优先权，其内容在法律允许的最大程度上通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术大体上涉及可编程相变滤波器，并且特定来说涉及用于可编程相变滤波器的平面单元纳米加热器设计和单元架构。

技术介绍

[0004]已经利用由相变材料实现的折射率变化来实现集成光学器件中的切换，周期结构中的电磁模式的调制以及局部光学对比度的操纵。

技术实现思路

[0005]一个实施例提供了一种纳米孔形状的加热器，用于最佳地控制加热前缘，该加热前缘适合于滤波器特定的几何形状，并且允许在相变滤波器中最佳地达到临界相变温度。
[0006]一个实施例提供了一种特定的几何形状和电流电平调整，以使滤波器区域内的温度场可变性最小化。
[0007]一个实施例提供高温区域与低温区域的去耦，从而允许使用透明材料的有机光学透镜在相变材料单元区域附近共存，以便：保护所述光学堆叠免受热致降解；最小化加热－冷却周期；并且允许高的光透射率。
[0008]一个实施例提供了一种相变滤波器，包括：多个点，每个点由相变材料形成；以及导电材料的加热层，所述加热层包括多个加热区域，每个加热区域包括一个或多个导电指状物，其中所述点中的对应的点位于所述加热层的每个加热区域上。
[0009]一个实施例还提供了一种相变滤波器，包括：多个点，每个点由相变材料形成，其中所述点以规则间隔的列和行形成，所述列和行中的点的节距在500nm至1000nm的范围内。
[0010]根据一个实施例，加热层的每个加热区域中的导电指状物的数量等于2。
[0011]根据实施例，点以规则间隔的列和行形成。
[0012]根据一个实施例，列和/或行中的点的节距在500nm到1000nm的范围内。
[0013]根据一个实施例，列和/或行中的点的节距使得当点处于第一状态时，滤波范围中的光波长被衰减至少40％，优选至少50％或至少60％，其中滤波范围包括在900nm至1000nm的波长范围内。
[0014]根据实施例，滤波范围包括在920nm至960nm的波长范围内。
[0015]根据一个实施例，该相变滤波器是陷波滤波器，该陷波滤波器的陷波例如以900nm至1000nm范围内的中心频率为中心，并且优选地在920nm至960nm的范围内，该中心频率例
如等于940nm，或大约940nm。
[0016]根据一个实施例，当点处于第二状态时，滤波范围内的光波长被衰减小于20％。
[0017]根据一个实施例，第一状态是非晶态，并且第二状态是晶态。
[0018]根据一个实施例，列和行中的点的节距使得当点处于第二状态时，偏移滤波范围中的光波长被衰减至少40％，优选至少50％或至少60％，其中偏移滤波范围例如与滤波范围不重叠。
[0019]根据实施例，加热层的导电材料包括氧化铟锡(ITO)。
[0020]根据一个实施例，加热层的材料和厚度被选择为对于过滤范围内的光是透明的，其中透明意味着20％或更小的衰减。
[0021]根据一个实施例，加热层的厚度在10nm和40nm之间，优选为大约20nm。
[0022]根据一个实施例，每个导电指状物在加热层的平面中具有在50nm到150nm范围内的最低宽度，并且优选地在75nm到125nm范围内，例如在85nm到115nm范围内，并且例如等于大约100nm。
[0023]根据一个实施例，指状物之间的间隙在加热层的平面中的最大宽度在50nm到150nm的范围内，并且优选地在75nm到125nm的范围内，例如在85nm到115nm的范围内，并且例如等于大约100nm。
[0024]根据一个实施例，每个指状物在加热层的平面中的长度为至少250nm，优选为至少300nm，例如在400nm和500nm之间。
[0025]一个实施例还提供了一种图像传感器，包括：光敏元件层，例如光电二极管；彩色和/或红外滤波器层，例如包括R，G，B和Z滤波器的RGBZ过滤层；以及如先前所定义的与每个彩色/红外滤波器堆叠的相变滤波器。
[0026]一个实施例还提供了一种制造相变滤波器的方法，该方法包括：形成导电材料的加热层，所述加热层包括多个加热区域，每个加热区域包括一个或多个导电指状物；以及形成多个点，每个点由相变材料形成，相应的点位于加热层的每个加热区域上。
[0027]一个实施例还提供了一种制造相变滤波器的方法，该方法包括：形成多个点，每个点由相变材料形成，其中所述点以规则间隔的列和行形成，所述列和行中的点的节距在500nm至1000nm的范围内。
附图说明
[0028]前述特征和优点以及其它特征和优点将在以下具体实施方式的描述中参照附图详细描述，所述具体实施方式以说明而非限制的方式给出：
[0029]图1是可编程相变滤波器的实施例的部分简化截面图；
[0030]图2示出了图1的可编程相变滤波器的光子晶体层的相变点的布置；
[0031]图3示出了作为入射辐射的波长的函数的图1的可编程相变滤波器的光子晶体的透射率的演变的曲线；
[0032]图4是图1的相变滤波器的加热层和相变点的实施例的简化透视图；
[0033]图5是图4的相变滤波器的加热层的底视图；
[0034]图6是图4的相变滤波器的加热层和相关相变点的一部分的详细仰视图；
[0035]图7是图1的相变滤波器的加热层和相关相变点的另一实施例的一部分的详细仰
视图；
[0036]图8示出了由具有图7所示结构的加热层提供的温度相对于流过加热层的电流和加热层厚度的时间的变化；
[0037]图9类似于图8，示出了加热层的另一厚度的温度变化；
[0038]图10示出了对于加热层的若干厚度，比率相对于流过加热层的电流的演变曲线；
[0039]图11示出了加热层的若干厚度的最小温度相对于时间的演变曲线；
[0040]图12示出了最高比率相对于流过加热层的电流强度和加热层的厚度的变化；
[0041]图13示出了对于指状物的若干宽度，平均温度相对于加热层的指状物之间的间隙的演变曲线；
[0042]图14示出了对于指状物的若干宽度，相对于加热层的指状物之间的间隙的比率的演变曲线；
[0043]图15示出了对于多个指状物长度，平均温度相对于加热层的指状物宽度的变化曲线；
[0044]图16示出了对于指状物的若干长度，比率相对于加热层的指状物宽度的变化曲线；
[0045]图17示出了对于指状物的若干宽度，平均温度相对于加热层的指状物之间的间隙的演变曲线；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变滤波器，包括：多个相变材料点；以及导电材料的加热层；其中所述加热层包括多个加热区域，每个加热区域包括一个或多个导电指状物；以及其中所述多个相变材料点中的相变材料点被定位在所述加热层的每个加热区域上。2.根据权利要求1所述的相变滤波器，其中所述一个或多个导电指状物包括在所述加热层的每个加热区域中的两个导电指状物。3.根据权利要求1所述的相变滤波器，其中所述相变材料点以规则间隔的列和行布置。4.根据权利要求3所述的相变滤波器，其中在一个或多个所述列和所述行中的所述相变材料点的节距在500nm到1000nm的范围内。5.根据权利要求3所述的相变滤波器，其中在一个或多个所述列和所述行中的所述相变材料点的节距使得当所述相变材料点处于第一状态中时，滤波范围中的光波长衰减至少40％到60％，其中所述滤波范围包括900nm到1000nm的波长范围。6.根据权利要求3所述的相变滤波器，其中一个或多个所述列和所述行中的所述相变材料点的节距使得当所述相变材料点处于第一状态中时，滤波范围中的光波长衰减至少40％到60％，其中所述滤波范围包括920nm到960nm的波长范围。7.根据权利要求3所述的相变滤波器，其中一个或多个所述列和所述行中的所述相变材料点的节距使得当所述相变材料点处于第二状态中时，偏移滤波范围中的光波长衰减至少40％到60％，其中所述偏移滤波范围与滤波范围不重叠。8.根据权利要求1所述的相变滤波器，其中当所述相变材料点处于第一状态时，滤波范围内的光波长被衰减至少40％到60％，并且其中当所述相变材料点处于第二状态时，所述滤波范围内的光波长被衰减小于20％。9.根据权利要求8所述的相变滤波器，其中所述第一状态是非晶态，并且所述第二状态是晶态。10.根据权利要求1所述的相变滤波器，其中所述相变滤波器是陷波滤波器，所述陷波滤波器的陷波具有在900nm到1000nm范围内的中心频率。11.根据权利要求1所述的相变滤波器，其中所述加热层的导电材料包括氧化铟锡。12.根据权利要求1所述的相变滤波器，其中所述加热层的材料和厚度对于滤波范围内的光是透明的，其中透明意味着20％或更小的衰减。13.根据权利要求1所述的相变滤波器，其中所述加热层具有在10nm与40nm之间的厚度。14.根据权利要求1所述的相变滤波器，其中每个导电指...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：意法半导体克洛尔二公司，
类型：发明
国别省市：