[發(fā)明專利]光學(xué)結(jié)構(gòu)及其制造方法及包含其的光學(xué)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110441031.0
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113903755A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝錦全;鄭岳青;何偲瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 采鈺科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

本公開提供一種光學(xué)結(jié)構(gòu)及其制造方法及包含其的光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)結(jié)構(gòu)包括：光學(xué)元件以及多個突出物。光學(xué)元件具有平坦化上表面。突出物設(shè)置于平坦化上表面上，其中每一突出物獨立地具有次波長尺寸。本公開提供的光學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于：通過設(shè)置具有多個突出物的超表面可避免串音干擾，提高空間解析度、整體靈敏度、噪聲比、及避免混色，達到更佳的影像品質(zhì)。此外，可省去發(fā)光二極管之間的隔離壁，從而減小裝置的體積；由于光學(xué)多層膜未以大角度照射，也可解決藍(lán)移問題；指紋感測器亦可產(chǎn)生更高對比度的高解析度影像。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種光學(xué)結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種具有超表面(metasurface)的光學(xué)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

各種光學(xué)裝置，例如互補式金屬氧化物半導(dǎo)體((Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)影像感測器與光學(xué)指紋裝置業(yè)已開發(fā)。然而，當(dāng)光源包括雜散光時，可能會發(fā)生一些問題。舉例來說，互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像感測器可能會受到串音干擾，而降低空間解析度、整體靈敏度、并導(dǎo)致混色，從而造成影像錯誤。若在光學(xué)裝置中使用光學(xué)多層膜，由于雜散光以大角度照射在光學(xué)多層膜，使得光學(xué)多層膜可能產(chǎn)生藍(lán)移，導(dǎo)致雜散光的波長朝藍(lán)光偏移。此外，光學(xué)指紋裝置可能因使用雜散光產(chǎn)生較低對比度的低解析度影像。

盡管現(xiàn)有光學(xué)裝置足以滿足其預(yù)期目的，但無法在各方面都盡如人意。結(jié)果來說，需要能解決上述問題的新穎光學(xué)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供一種可準(zhǔn)直雜散光的光學(xué)結(jié)構(gòu)。將超表面(metasurface)設(shè)置于平坦化表面上。超表面包括具有多個突出物的圖案。當(dāng)雜散光通過超表面時，超表面可準(zhǔn)直雜散光。因此，雜散光以0度入射角照射光學(xué)裝置。結(jié)果來看，可避免CMOS影像感測器中的串音干擾，從而提高空間解析度、增強整體靈敏度并避免混色，而獲得更佳的影像品質(zhì)。由于未以大角度照射光學(xué)多層膜，也解決了藍(lán)移問題。光學(xué)指紋裝置亦可以更高對比度產(chǎn)生更高解析度的影像。

根據(jù)本公開的部分實施例，提供一種光學(xué)結(jié)構(gòu)。該光學(xué)結(jié)構(gòu)包括：一光學(xué)元件以及多個突出物。該光學(xué)元件具有一平坦化上表面。這些突出物設(shè)置于該平坦化上表面上，其中每一突出物獨立地具有次波長尺寸。

根據(jù)本公開的部分實施例，提供一種光學(xué)結(jié)構(gòu)的制造方法。該制造方法包括：提供一光學(xué)元件，具有一平坦化上表面；以及形成多個突出物于該平坦化上表面上，其中每一所述突出物獨立地具有次波長尺寸。

根據(jù)本公開的部分實施例，提供一種光學(xué)系統(tǒng)。該光學(xué)系統(tǒng)包括：一感測器、一光學(xué)元件、以及多個突出物。該光學(xué)元件設(shè)置于該感測器上。該光學(xué)元件具有一平坦化上表面。所述突出物設(shè)置于該平坦化上表面上，其中每一所述突出物獨立地具有次波長尺寸。

在以下實施例中參考所附圖式給予實施方式。

附圖說明

通過閱讀后續(xù)的實施方式和范例并參考所附圖式，可更完全地理解本發(fā)明，其中：

圖1是根據(jù)本公開的部分實施例，揭示一種光學(xué)結(jié)構(gòu)制造方法其中一步驟的剖面示意圖；

圖2是根據(jù)本公開的部分實施例，揭示一種光學(xué)結(jié)構(gòu)制造方法其中一步驟的剖面示意圖；

圖3A是根據(jù)本公開的部分實施例，揭示一種光學(xué)結(jié)構(gòu)制造方法其中一步驟的剖面示意圖；

圖3B是根據(jù)本公開的部分實施例，揭示一種光學(xué)結(jié)構(gòu)制造方法其中一步驟的剖面示意圖；

圖4A是根據(jù)本公開的部分實施例，揭示一種光學(xué)結(jié)構(gòu)制造方法其中一步驟的剖面示意圖；

圖4B是根據(jù)本公開的部分實施例，揭示一種光學(xué)結(jié)構(gòu)制造方法其中一步驟的剖面示意圖；

圖5A是根據(jù)本公開的部分實施例，揭示一種光學(xué)結(jié)構(gòu)制造方法其中一步驟的剖面示意圖；