[发明专利]一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器，其特征在于：包括基底电路层(1)，所述基底电路层(1)上设置有光敏器件层(2)，基底电路层(1)与光敏器件层(2)电连接；所述光敏器件层(2)上设置有滤光结构层(3)，滤光结构层(3)上设置聚焦结构层(5)，聚焦结构层(5)用于将光线聚焦到光敏器件层(2)上，且能够在可见光范围内产生0到2π的相移；所述滤光结构层(3)由纳米盘阵列组成，所述纳米盘阵列的高度为50-200nm，周期为100-400nm，纳米盘阵列纵横比为1:10-1:1。

2.根据权利要求1所述的一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器，其特征在于：所述滤光结构层(3)中的纳米盘阵列包括多个子阵列(31)，各子阵列(31)包括多个纳米盘，同一子阵列(31)内的纳米盘具有相同的直径和周期，不同子阵列(31)的纳米盘的直径和周期不同，每个子阵列(31)分别对应光敏器件层(2)的一个光敏器件。

3.根据权利要求2所述的一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器，其特征在于：所述纳米盘的直径为50-200nm。

4.根据权利要求2所述的一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器，其特征在于：所述纳米盘阵列包括至少四个子阵列(31)，对应至少四个不同的滤光波长。

5.根据权利要求1所述的一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器，其特征在于：所述聚焦结构层(5)包括多个纳米柱(51)，多个纳米柱(51)排列成多个同心圆环，同一圆环内的纳米柱(51)直径相同，不同圆环之间纳米柱(51)直径自外向内逐渐增大。

6.根据权利要求5所述的一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器，其特征在于：所述纳米柱为氮化硅纳米柱、金纳米柱或砷化镓纳米柱。

7.根据权利要求6所述的一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器，其特征在于：所述各个纳米柱(51)为圆柱形或椭圆柱形。

8.根据权利要求1所述的一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器，其特征在于：所述聚焦结构层(5)的厚度等于波长，周期等于0.7倍的波长。

9.根据权利要求1所述的一体化集成有聚焦功能的多波段滤光传感器，其特征在于：所述滤光结构层(3)与聚焦结构层(5)之间设置有平坦层(4)。

10.一种权利要求1-9任一项所述的集成有聚焦功能的多波段滤光传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：准备CMOS传感芯片半成品晶圆，其包括基底电路层(1)和光敏器件层(2)；

S2：在晶圆上沉积非晶硅薄膜；

S3：将非晶硅薄膜进行一次光刻和刻蚀工艺形成滤光结构层(3)的非晶硅纳米盘阵列；

S4：沉积二氧化硅薄膜并进行研磨后形成平坦层(4)；

S5：在平坦层(4)上沉积聚焦结构层薄膜；

S6：将聚焦结构层薄膜进行一次光刻和刻蚀工艺形成聚焦结构层(5)的纳米柱(51)阵列。