(57)【要約】【構成】本開示は光学デバイスに関し、前記光学デバイスは、複数の第１のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイであって、前記第１のフォトダイオードは各々ｎ＋領域およびｎウェル領域を含むフォトダイオードアレイと、前記フォトダイオードアレイ上に配置されたガイドアレイであって、前記ガイドアレイは、遮光材料の層によって互いに分離された複数のガイド部材を含み、前記ガイド部材は、各ガイド部材が異なるｎ＋領域上に配置されるように前記第１のフォトダイオードの前記ｎ＋領域と整列し、前記遮光材料の層は、前記第１のフォトダイオードの前記ｎウェル領域と整列したガイドアレイと、前記ガイドアレイ上に配置されたフィルタアレイであって、前記フィルタアレイは複数のバンドパスフィルタを含み、各バンドパスフィルタは複数のガイド部材のうちの異なる１つと整列し、各バンドパスフィルタは異なる通過帯域を有するフィルタアレイと、を具備する。【選択図】図２０Ｂ
2021519511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイであって、前記第１のフォトダイオードは各々ｎ＋領域およびｎウェル領域を含むフォトダイオードアレイと、
前記フォトダイオードアレイ上に配置されたガイドアレイであって、前記ガイドアレイは、遮光材料の層によって互いに分離された複数のガイド部材を含み、前記ガイド部材は、各ガイド部材が異なるｎ＋領域上に配置されるように前記第１のフォトダイオードの前記ｎ＋領域と整列し、前記遮光材料の層は、前記第１のフォトダイオードの前記ｎウェル領域と整列したガイドアレイと、
前記ガイドアレイ上に配置されたフィルタアレイであって、前記フィルタアレイは複数のバンドパスフィルタを含み、各バンドパスフィルタは複数のガイド部材のうちの異なる１つと整列し、各バンドパスフィルタは異なる通過帯域を有するフィルタアレイと、
を具備することを特徴とする光電子デバイス。
【請求項２】
前記遮光材料の層は、光反射材料および光吸収材料のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項３】
前記各ガイド部材は透光性材料で形成される、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項４】
前記フォトダイオードアレイは、前記第１のフォトダイオードとは異なる複数の第２のフォトダイオードを含み、
前記第１のフォトダイオードは各々可視光帯域の光を透過するように構成されたバンドパスフィルタの下に配置され、
前記第２のフォトダイオードは各々紫外線帯域の光を透過するように構成されたバンドパスフィルタの下に配置される、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項５】
ＩＲ帯域内の通過帯域を有する少なくとも１つの前記バンドパスフィルタ上に配置された赤外線パス（ＩＲパス）フィルタと、
ＩＲ帯域外の通過帯域を有する少なくとも１つの前記バンドパスフィルタ上に配置されたＩＲカットフィルタと、
をさらに具備する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項６】
前記フィルタアレイは、前記ガイドアレイ上に形成された連続のまたはセグメント化された第１の金属層と、前記第１の金属層上に形成された連続のまたはセグメント化された第２の金属層とを含み、前記第２の金属層は複数の部分を含み、前記第２の金属層の各部分は前記第１の金属層から異なる距離だけ離間する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項７】
前記遮光材料の層が有する第１の厚さは前記ガイド部材の所定の１つの第２の厚さよりも大きく、
前記フィルタアレイ内の少なくとも１つのバンドパスフィルタは、第１の金属部分と、前記第１の金属部分から離間して配置された第２の部分とを含み、前記第１の部分は、各々、前記第１の金属部分の少なくとも一部が前記遮光層の上面のレベルよりも下に位置するように前記ガイドアレイ内の前記ガイド部材の所定の１つの上に配置される、請求項６に記載の光電子デバイス。
【請求項８】
入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースと、
第１のフォトダイオードの異なる１つによって各々生成された複数の信号を受信し、前記複数の信号に基づいて、フォトダイオードアレイに入射する光の色の識別を生成し、前記Ｉ／Ｏインターフェースを介して前記光の色の識別を出力するように構成されたプロセッサと、
をさらに具備する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項９】
複数の第１のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイと、
前記フォトダイオードアレイ上に配置されたガイドアレイであって、前記ガイドアレイは、遮光材料の層によって互いに分離された複数のガイド部材を含み、各ガイド部材は、前記複数の第１のフォトダイオードの異なる１つと整列するガイドアレイと、
前記ガイドアレイ上に配置されたフィルタアレイであって、前記フィルタアレイは複数のバンドパスフィルタを含み、各バンドパスフィルタは複数のガイド部材のうちの異なる１つと整列し、各バンドパスフィルタは異なる通過帯域を有するフィルタアレイと、
を具備することを特徴とする光学電子デバイス。
【請求項１０】
前記遮光材料の層は、光反射材料および光吸収材料のうち少なくとも１つを含む、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１１】
前記各ガイド部材は透光性材料で形成される、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１２】
前記フォトダイオードアレイは、前記第１のフォトダイオードとは異なる複数の第２のフォトダイオードを含み、
前記第１のフォトダイオードは各々可視光帯域の光を透過するように構成されたバンドパスフィルタの下に配置され、
前記第２のフォトダイオードは各々紫外線帯域の光を透過するように構成されたバンドパスフィルタの下に配置される、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１３】
ＩＲ帯域内の通過帯域を有する少なくとも１つの前記バンドパスフィルタ上に配置された赤外線パス（ＩＲパス）フィルタと、
ＩＲ帯域外の通過帯域を有する少なくとも１つの前記バンドパスフィルタ上に配置されたＩＲカットフィルタと、
をさらに具備する、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１４】
前記フィルタアレイは、前記ガイドアレイ上に形成された連続のまたはセグメント化された第１の金属層と、前記第１の金属層上に形成された連続のまたはセグメント化された第２の金属層とを含み、前記第２の金属層は複数の部分を含み、前記第２の金属層の各部分は前記第１の金属層から異なる距離だけ離間する、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１５】
前記遮光材料の層が有する第１の厚さは前記ガイド部材の所定の１つの第２の厚さよりも大きく、
前記フィルタアレイ内の少なくとも１つのバンドパスフィルタは、第１の金属部分と、前記第１の金属部分から離間して配置された第２の部分とを含み、前記第１の部分は、各々、前記第１の金属部分の少なくとも一部が前記遮光層の上面のレベルよりも下に位置するように前記ガイドアレイ内の前記ガイド部材の所定の１つの上に配置される、請求項１４に記載の光電子デバイス。
【請求項１６】
入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースと、
第１のフォトダイオードの異なる１つによって各々生成された複数の信号を受信し、前記複数の信号に基づいて、フォトダイオードアレイに入射する光の色の識別を生成し、前記Ｉ／Ｏインターフェースを介して前記光の色の識別を出力するように構成されたプロセッサと、
をさらに具備する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項１７】
各々ｎウェル領域を有する複数のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイ上に透光性材料の第１の層を形成すること、
前記透光性材料の第１の層に複数の第１のトレンチを形成すること、
前記複数の第１のトレンチ内に遮光材料の層を形成すること、
前記透光性材料の第１の層および前記遮光材料の層の上に第１の金属層を形成すること、
前記第１の金属層の上に透光性材料の第２の層を形成すること、
前記透光性材料の第２の層に深さの異なる複数の第２のトレンチを形成すること、
前記複数の第２のトレンチの各々に第２の金属層を形成すること、および
前記第２の層を前記第２のトレンチの各々に形成した後、前記第２のトレンチの各々を透光性材料で充填すること、
を含むことを特徴とする、光電子デバイスを製造するための方法。
【請求項１８】
前記フォトダイオードアレイによって生成される１つまたは複数の信号を処理するための処理回路を形成することをさらに含み、
前記処理回路は、フォトダイオードアレイと同一ダイ上に形成され、前記遮光材料の層は、前記処理回路で実行されるバックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）メタライゼーションと同時に形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記処理回路は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路および双極相補型金属酸化膜半導体（ＢｉＣＭＯＳ）回路のうち少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記処理回路は、スイッチ、アナログ−デジタル変換器、増幅器、プロセッサ、および入出力インターフェースのうち少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
この出願は、２０１８年３月３０日に出願された米国特出願第１５／９４１，８５５号の利益を主張する。その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、光感知デバイス全般に関し、特にマルチスペクトル光センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
色の測定は、印刷デバイスや表示デバイスなどのさまざまな電子デバイスの動作を評価する上で重要な部分である。さらに、色の測定は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光灯、ハロゲンライト、赤外線（ＩＲ）光源、紫外線（ＵＶ）光源などのさまざまな光源の性能を評価する上で重要な部分である。フィールドで一般的に使用されるカラーメーターは、コストが高くなる可能性がある。これらのコストは数百ドルから始まって数千ドルに及ぶ可能性があり、場合によっては法外に高くなる可能性もある。したがって、より効率的に製造することができ、かつコストを削減することのできる新しいカラーメーターを設計するニーズが存在する。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、このニーズに対処するものである。本開示の態様によれば、光電子デバイスは、複数の第１のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイであって、前記第１のフォトダイオードは各々ｎ＋領域およびｎウェル領域を含むフォトダイオードアレイと、前記フォトダイオードアレイ上に配置されたガイドアレイであって、前記ガイドアレイは、遮光材料の層によって互いに分離された複数のガイド部材を含み、前記ガイド部材は、各ガイド部材が異なるｎ＋領域上に配置されるように前記第１のフォトダイオードの前記ｎ＋領域と整列し、前記遮光材料の層は、前記第１のフォトダイオードの前記ｎウェル領域と整列したガイドアレイと、前記ガイドアレイ上に配置されたフィルタアレイであって、前記フィルタアレイは複数のバンドパスフィルタを含み、各バンドパスフィルタは複数のガイド部材のうちの異なる１つと整列し、各バンドパスフィルタは異なる通過帯域を有するフィルタアレイと、を具備する。
【０００５】
本開示の態様によれば、光電子デバイスは、複数の第１のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイと、前記フォトダイオードアレイ上に配置されたガイドアレイであって、前記ガイドアレイは、遮光材料の層によって互いに分離された複数のガイド部材を含み、各ガイド部材は、前記複数の第１のフォトダイオードの異なる１つと整列する、ガイドアレイと、前記ガイドアレイ上に配置されたフィルタアレイであって、前記フィルタアレイは複数のバンドパスフィルタを含み、各バンドパスフィルタは複数のガイド部材のうちの異なる１つと整列し、各バンドパスフィルタは異なる通過帯域を有するフィルタアレイと、を具備する。
【０００６】
本開示の態様によれば、光電子デバイスを製造する方法は、各々ｎウェル領域を有する複数のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイ上に透光性材料の第１の層を形成すること、前記透光性材料の第１の層に複数の第１のトレンチを形成すること、前記複数の第１のトレンチ内に遮光材料の層を形成すること、前記透光性材料の第１の層および前記遮光材料の層の上に第１の金属層を形成すること、前記第１の金属層の上に透光性材料の第２の層を形成すること、前記透光性材料の第２の層に深さの異なる複数の第２のトレンチを形成すること、前記複数の第２のトレンチの各々に第２の金属層を形成すること、および前記第２の金属層を前記第２のトレンチの各々に形成した後、前記第２のトレンチの各々を透光性材料で充填すること、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
以下に説明する図面は、例示のみを目的としたものである。これらの図面は、本開示の範囲を限定することを意図したものではない。図中に示す同一または類似の参照文字および番号は、種々の実施形態において同一の部分を指す。
【０００８】
【図１Ａ】本開示の態様に係る、ＩＲパスおよびＩＲカットフィルタを含む検出器アレイの一例を示す断面側面図である。
【図１Ｂ】本開示の態様に係る、図１の検出器アレイの一部であるバンドパスフィルタの一例を示す断面側面図である。
【図１Ｃ】本開示の態様に係る、ＩＲパスおよびＩＲカットフィルタを取り外した図１Ａの検出器アレイの上面図である。
【図２】図１Ａの検出器アレイの一部である複数のバンドパスフィルタの通過帯域を示すプロットである。
【図３Ａ】本開示の態様に係る、試験光のスペクトルコンテンツを示すプロットである。
【図３Ｂ】本開示の態様に係る、図３Ａの試験光に対する図１Ａの検出器アレイの応答を示すプロットである。
【図４】本開示の態様に係る、図１Ａの検出器アレイを含む光電子デバイスの一例を示す図である。
【図５】本開示の態様に係る、図４の光電子デバイスのプロセッサによって実行される演算の一例を示す図である。
【図６】本開示の態様に係る検出器アレイの別の一例を示す図である。
【図７】本開示の態様に係る、検出器アレイのさらに別の一例を示す図である。
【図８】本開示の態様に係る、検出器アレイを製造するプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図９Ａ】図８のプロセスにおける第１のステップを実行した結果として形成されたフォトダイオードアレイの一例の上面図である。
【図９Ｂ】本開示の態様に係る、図９Ａのフォトダイオードアレイの第１の断面側面図である。
【図９Ｃ】本開示の態様に係る、図９Ａのフォトダイオードアレイの第２の断面側面図である。
【図１０Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第２のステップを実行した結果として形成される第１の光透過層を含むアセンブリの一例の上面図である。
【図１０Ｂ】本開示の態様に係る図１０Ａのアセンブリの断面側面図である。
【図１１Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第３のステップを実行した結果として図１０Ａの第１の光透過層に形成される複数の第１のトレンチを含むアセンブリの一例の上面図である。
【図１１Ｂ】本開示の態様に係る図１１Ａのアセンブリの第１の断面側面図である。
【図１１Ｃ】本開示の態様に係る図１１Ａのアセンブリの第２の断面側面図である。
【図１２Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第４のステップを実行した結果として図１１Ａの複数のトレンチ内に形成された遮光層を含むアセンブリの上面図である。
【図１２Ｂ】本開示の態様に係る図１２Ａのアセンブリの断面側面図である。
【図１３Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第５のステップを実行した結果として図１２Ａのアセンブリ上に形成された透光性材料の層を含むアセンブリの上面図である。
【図１３Ｂ】本開示の態様に係る図１３Ａのアセンブリの断面側面図である。
【図１４Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第６のステップを実行した結果として図１３Ａのアセンブリに形成された複数のトレンチを含むアセンブリの上面図である。
【図１４Ｂ】本開示の態様に係る図１４Ａのアセンブリの断面側面図である。
【図１５Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第７のステップを実行した結果として図１４Ａのアセンブリ上に形成された第１の金属層を含むアセンブリの上面図である。
【図１５Ｂ】本開示の態様に係る図１５Ａのアセンブリの断面側面図である。
【図１６Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第８のステップを実行した結果として図１５Ａのアセンブリ上に形成された第２の光透過層を含むアセンブリの上面図である。
【図１６Ｂ】本開示の態様に係る図１６Ａのアセンブリの断面側面図である。
【図１７Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第９のステップを実行した結果として図１６Ａのアセンブリに形成された複数のトレンチを含むアセンブリの上面図である。
【図１７Ｂ】本開示の態様に係る図１７Ａのアセンブリの断面側面図である。
【図１８Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第１０のステップを実行した結果として図１７Ａのアセンブリ上に形成された第２の金属層を含むアセンブリの上面図である。
【図１８Ｂ】本開示の態様に係る図１８Ａのアセンブリの断面側面図である。
【図１９Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第１１のステップを実行した結果として形成されたアセンブリの上面図である。
【図１９Ｂ】本開示の態様に係る図１９Ａのアセンブリの断面側面図である。
【図２０Ａ】本開示の態様に係る、図８のプロセスにおける第１２のステップを実行した結果として完成した検出器アレイの上面図である。
【図２０Ｂ】本開示の態様に係る図２０Ａの検出器アレイの断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の態様によれば、光の特性を測定するための検出器アレイが提供される。当該検出器アレイは、フォトダイオードアレイと、フォトダイオードアレイ上に配置されたフィルタアレイとを含んでもよい。フォトダイオードアレイは、複数のフォトダイオードを含んでもよい。フィルタアレイは、複数のバンドパスフィルタを含んでもよい。各バンドパスフィルタは、異なるフォトダイオード上に位置してもよい。さらに、各バンドパスフィルタは他のフィルタとは異なる通過帯域を有することができるため、その下にあるフォトダイオードは、フィルタの通過帯域の光エネルギーを測定することができる。検出器アレイ内でフォトダイオードによって生成された信号が結合された場合、対象となるスペクトル全体のエネルギー測定値を取得することができる。対象となるスペクトルは、可視光バンド、ＩＲバンド、および／またはＵＶバンドのうち１つまたは複数を包含してもよい。
【００１０】
本開示の態様によれば、検出器アレイと、検出器アレイ内でフォトダイオードによって生成された信号を処理するように構成された信号プロセッサとを含む光電子デバイスが提供される。一部の実装では、信号プロセッサは、フォトダイオードアレイ内のフォトダイオードによって信号をシリアルに出力するように構成された入力／出力インターフェースを含んでもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、信号プロセッサは、フォトダイオードアレイ内でフォトダイオードによって生成された信号に基づいて１つまたは複数の算術演算および論理演算を実行し、演算結果をＩ／Ｏインターフェースを介して出力するように構成されたプロセッサを含んでもよい。例えば、プロセッサは、光電子デバイスに入射する光の色を計算し、Ｉ／Ｏインターフェースを介して色の識別を出力するように構成してもよい。
【００１１】
本開示の態様によれば、検出器アレイは、フォトダイオードアレイ内のフォトダイオード間のクロストークを低減するための様々な適応を含んでもよい。一部の実装では、検出器アレイは、フォトダイオードアレイとフィルタアレイとの間に配置されたガイドアレイを含んでもよい。ガイドアレイは、複数のガイド部材を含んでもよい。各ガイド部材は、透光性材料で形成してもよい。各ガイド部材を異なるフォトダイオード／フィルタペア間に配置して、フィルタのペアを通してフィルタリングされた光がガイド部材によって同一ペアのフォトダイオードへと導かれるようにしてもよい。
【００１２】
本開示の態様によれば、ガイドアレイ内のガイド部材は、遮光材料の層によって互いに分離させてもよい。遮光材料の層は、ガイドアレイ内のガイド部材間の空間に形成してもよい。これにより、隣接するガイドメンバー間を移動できる光の量が減少する。遮光材料の層は、光反射材料および光吸収材料のうち少なくとも１つで形成してもよい。一部の実装では、遮光材料の層は、互いに積層した３つの金属層を含んでもよい。
【００１３】
本開示の態様によれば、フォトダイオードアレイは、当該フォトダイオードアレイ内のフォトダイオード間のクロストークを低減するように構成してもよい。例えば、場合によっては、フォトダイオードは、各々、ｎ＋／ｐ−ｅｐｉ領域と１つまたは複数のｎウェル領域とを含むＣＭＯＳフォトダイオードであってもよい。ｎウェル領域は、所定の波長を有する光子がフォトダイオードアレイを透過することのできる深さよりも大きい深さまで拡散／注入してもよい。当該所定の波長は、例えば、紫外線（ＵＶ）帯域内の波長、ＩＲ帯域内の波長、可視光帯域内の波長など、任意の適切な波長を含んでもよい。ｎウェルはバンドギャップで生成されたＤＣ電圧にバイアスされるため、ｎウェル領域は隣接するｐ＋／ｎ＋領域間を移動する光の量を減らし、これによりフォトダイオードアレイ内のフォトダイオード間のクロストークの量を減らすことができる。
【００１４】
本開示の態様によれば、ガイドアレイの遮光層は、フォトダイオードアレイ内のフォトダイオードのｎウェル領域と少なくとも部分的に整列させることができる。例えば、ガイドアレイの遮光層をｎウェル領域の真上に配置して、光が横方向に逸れるのを防ぐ連続的な構造を作成することができる。この構造により、所定のフィルタを通して光電子デバイスに入る光はすべて（またはその大部分が）、所定のフォトダイオードに隣接して位置するフォトダイオードに影響を与えることなく、当該所定のフィルタの下に位置する所定のフォトダイオードにのみ（または主に）当該所定のフォトダイオードに到達するため、フォトダイオードアレイ内のフォトダイオード間に発生するクロストークの量を減らすことができる。一部の態様では、ガイドアレイの遮光層をフォトダイオードアレイのｎウェル領域と整列させることで、結果得られる検出器アレイの精度を大幅に向上させることができる。
【００１５】
本明細書では、第１、第２などの語を用いて様々な要素を説明することができるが、これらの要素はこれらの語で限定されるものではない。これらの語は、ある要素を別の要素と区別する目的でのみ使用される。例えば、第１の要素は第２の要素と呼ぶこともできるし、同様に、第２の要素は、本発明の範囲から逸脱することなく、第１の要素と呼ぶこともできる。本明細書において用いる「および／または」という語は、リスト化された関連アイテムのうちの１つまたは複数のアイテムの任意の組み合わせを含む。
【００１６】
層、領域、または基板などの要素が別の要素上にあるまたは別の要素上に延長すると説明する場合、別の要素上に直接存在するまたは直接延長するということであってもよいし、あるいは介在する要素が存在するということであってもよい。対照的に、ある要素が別の要素上に直接存在するまたは別の要素上に直接延長すると説明する場合、介在する要素は存在しない。また、ある要素が別の要素に接続されるまたは結合されると説明する場合、別の要素に直接接続または結合されるということであってもよいし、あるいは介在する要素が存在するということであってもよい。対照的に、ある要素が別の要素に直接接続されるまたは直接結合されると説明する場合、介在する要素は存在しない。これらの語は、図に示した任意の方向に加えて、要素の異なる方向を包含することを意図したものである。
【００１７】
「下」または「上」、「高」または「低」、「水平」または「垂直」などの相対的な語は、図示のように、ある要素、層または領域とは別の要素、層または領域との関係を説明するために本明細書において用いてもよい。これらの語は、図に示した任意の方向に加えて、デバイスの異なる方向を包含することを意図したものである。
【００１８】
図１Ａは、本開示の態様に係る検出器アレイ１００の一例を示す図である。検出器アレイ１００は、ＵＶ光のスペクトル特性を検出するように構成されたセクション１１０ａ、可視光のスペクトル特性を検出するように構成されたセクション１１０ｂ、およびＩＲ光のスペクトル特性を検出するように構成されたセクション１１０ｃを含んでもよい。より具体的には、検出器アレイ１００は、フォトダイオードアレイ１１０、フォトダイオードアレイ上に配置されたガイドアレイ１２０、およびガイドアレイ１２０上に配置されたフィルタアレイ１３０を含んでもよい。さらに、図示のように、検出器アレイ１００は、ＩＲカットフィルタ１４０、およびフィルタアレイ１３０上に配置されたＩＲパスフィルタ１５０を含んでもよい。
【００１９】
フォトダイオードアレイ１１０は、ｐ基板１４０上に形成された複数のフォトダイオード１１２ａ〜ｉを含んでもよい。フォトダイオード１１２ａ〜ｃは、Ｐ＋／ｎウェルフォトダイオードであってもよく、ＵＶ帯域における発光パワーを検出するのに用いることができる。フォトダイオード１１２ａ〜ｃは、各々、側面および底部がｎウェル領域１１７ａで囲まれたｐ＋領域１１４と、ｎウェル領域１１７ａの下に配置されたｐ領域１１８とを含んでもよい。フォトダイオード１１２ｄ〜ｉは、ｎ＋／Ｐ−フォトダイオードを含んでもよく、ＩＲおよび可視光帯域における発光パワーを検出するのに用いることができる。フォトダイオード１１２ｄ〜ｉは、各々、側面（底部は場合による）がｎウェル領域１１７ｂで囲まれたｎ＋領域１１５と、ｎウェル領域１１７ｂおよびｎ＋領域１１５の下に配置されたｐ−領域１１９とを含んでもよい。この例では、ｎウェル領域１１７ａおよび１１７ｂは組成が同一であるが、ｎウェル領域１１７ａおよび１１７ｂの組成が異なる代替の実装も可能である。説明の簡略化のため、本開示全体を通して、ｎウェル領域１１７ａおよび１１７ｂは、適宜「ｎウェル領域１１７」と総称的に呼んでもよい。同様に、フォトダイオード１１２ｄ〜ｉ各々のｎウェル領域１１７ｂは総称的に「ｎウェル領域」と呼んでもよく、これらは、以下の図９Ａ〜Ｂにさらに示すように、連続的なｎウェル層の一部であってもよい。
【００２０】
一部の実装では、ｎウェル領域１１７ｂは、フォトダイオード１１２ｄ〜ｉ間のクロストークを防止するために、隣接するｎ＋領域１１５の間を光学的絶縁性にするセカンダリ機能を有してもよい。より具体的には、一部の実装では、ｎ＋領域１１５は厚さｔ１を有し、ｎウェル領域１１７ｂは、厚さｔ２よりも大きい厚さｔ２を有してもよい。厚さｔ２は、所定の周波数を有する１つまたは複数の光子がフォトダイオードアレイ１１０を透過することのできる深さよりも大きくてもよい。一例として、所定の周波数は、ＵＶ帯域内の周波数、ＩＲ帯域内の周波数、または可視光帯域内の周波数であってもよい。
【００２１】
ガイドアレイ１２０は、遮光層１２２によって分離された複数のガイド部材１２４ａ〜ｉを含んでもよい。図示のように、ガイド部材１２４ａ〜ｉは、各々、フォトダイオード１１２ａ〜ｉのうちの異なる１つと整列させることができる。さらに、ガイド部材１２４ａ〜ｉは、各々、誘電性透光性材料で形成してもよい。透光性材料は、ＳｉＮまたはＳｉ０２材料および／または他に適したタイプの透光性材料を含んでもよい。遮光層１２２は、光反射材料および／または光吸収材料のうち少なくとも１つで形成してもよい。一部の実装では、遮光層１２２は、光がガイド部材１２４ａ〜ｉの１つから別の１つへと移動するのを防ぐことによってガイド部材１２４ａ〜ｉ間のクロストークを防止（または低減）するように構成してもよい。一部の実装では、遮光層１２２は、図示のように、互いに積層され、層１２２ｄ〜ｅによって分離された３つの金属層１２２ａ〜ｃで形成してもよい。一部の実装では、金属層１２２ａ〜ｃのいずれの層も、残りの層と同一の材料で形成してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、金属層１２２ａ〜ｃのいずれの層も、残りの層とは異なる材料で形成してもよい。一部の実装では、金属層１２２ａは、アルミニウムまたはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕなどのアルミニウム−シリコン合金で形成してもよい。金属層１２２ｂは、窒化チタンバリア層の間に挟まれたＡｌ−Ｃｕ合金で形成してもよいし、金属層１２２ｃは銅で形成してもよい。層１２２ｄ〜ｅは、同一材料または異なる材料で形成してもよい。一部の実装では、層１２２ｄは、ＴｉＮ接着層を備えたタングステンプラグで形成してもよいし、層１２２ｅは銅で形成してもよい。一部の実装では、遮光層１２２は、検出器アレイ１００と同一ダイ（ｄｉｅ）上に位置するシーモス（ＣＭＯＳ）ロジックのメタライゼーションと並行して（および／または同時に）形成してもよい（例えば、図４の信号プロセッサ４０５を参照）。この場合、遮光層のスタック（例えば、遮光層１２２）の構造的組成は、主に、使用するＣＭＯＳまたはバイシーモス（ＢｉＣＭＯＳ）バックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）技術の実装に基づいて決定してもよい。一例として、３金属層または４金属層のＢＥＯＬ技術を含む技術を使用してもよい。この例では、遮光層１２２は多層構造を有するが、遮光層１２２が１層のみを含む代替の実装も可能である。
【００２２】
一部の実装では、ガイド部材１２４ａ〜ｉは、各々、４．５μｍから５．５μｍの範囲内の厚さを有してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、遮光層１２２は、６．５μｍから７．７μｍの範囲内の厚さを有してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、遮光層１２２は、ガイド部材１２４ａ〜ｉのどれよりも厚くてもよい。例えば、この場合、ガイド部材１２４ａ〜ｉは、４．５μｍから５．５μｍの範囲内の厚さを有してもよいし、遮光層１２２は、６．５μｍから７．７μｍの範囲内の厚さを有してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、ガイドアレイ１２０は、７．５μｍから８．５μｍの範囲内の厚さを有してもよい。
【００２３】
フィルタアレイ１３０は、複数のバンドパスフィルタ１３２ａ〜ｉを含んでもよい。フィルタ１３２ａ〜ｉは、各々、ガイド部材１２４ａ〜ｉのうちの異なる１つと整列させることができる。さらに、各バンドパスフィルタは異なる通過帯域を有してもよい。図２に示すように、フィルタ１３２ａは、通過帯域２１０ａ（例えば、３００〜３３０ｎｍ）を有してもよく、フィルタ１３２ｂは、通過帯域２１０ｂ（例えば、３４０〜３７０ｎｍ）を有してもよく、フィルタ１３２ｃは、通過帯域２１０ｃ（例えば、３７０〜４００ｎｍ）を有してもよく、フィルタ１３２ｄは、通過帯域２１０ｄ（例えば、４００〜５００ｎｍ）を有してもよく、フィルタ１３２ｅは、通過帯域２１０ｅ（例えば、５００〜６００ｎｍ）を有してもよく、フィルタ１３２ｆは、通過帯域２１０ｆ（例えば、６００〜７００ｎｍ）を有してもよく、フィルタ１３２ｇは、通過帯域２１０ｇ（例えば、７００〜８００ｎｍ）を有してもよく、フィルタ１３２ｈは、通過帯域２１０ｈ（例えば、８００〜９００ｎｍ）を有してもよく、フィルタ１３２ｉは、通過帯域２１０ｉ（例えば、９００〜１０００ｎｍ）を有してもよい。
【００２４】
フィルタアレイ１３０は、複数の金属層１３４および複数の金属層１３６を含んでもよい。各金属層１３４は、金属層１３６の異なる１つと整列させることができる。加えてまたは代わりに、金属層１３４、各々、当該金属層１３４と整列した金属層１３６から異なる距離だけ離間してもよい。一部の実装では、金属層１３６を通過する光の少なくとも一部が所定の金属層１３４に到達する場合に、当該金属層１３６は当該所定の金属層１３４と整列しているとみなすことができる。加えてまたは代わりに、一部の実装では、金属層１３６の少なくとも一部が所定の金属層１３４の真上に位置する場合に、当該金属層１３６は当該所定の金属層１３４と整列しているとみなすことができる。
【００２５】
一部の実装では、図示のように、金属層１３４および１３６は、透光性材料１３８の層に懸架してもよい。金属層１３４および１３６は、任意の適切なタイプの材料で形成してもよい。一部の実装では、金属層１３４および１３６のいずれもアルミニウムおよび銀を含む合金で形成してもよい。透光性材料の層は、ＳｉＮ材料および／または二酸化ケイ素ＳｉＯ２などの他に適したタイプの透光性材料を含んでもよい。一部の実装では、金属層１３４は、各々、４００Ａから６００Ａの範囲内の厚さを有してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、金属層１３６は、各々、４００Ａから６００Ａの範囲内の厚さを有してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、フィルタアレイ１３０の全体が０．１２５μｍから０．４μｍの範囲内の厚さを有してもよい。
【００２６】
フィルタアレイ１３０内のフィルタ１３２ａ〜ｉは、各々、金属層１３６のうちの異なる１つと、金属層１３６の下に位置する金属層１３４のうちの異なる１つと、を含んでもよい。一部の実装では、上述したように、フィルタ１３２ａ〜ｉの任意の１つにおける金属層１３４と１３６との間の距離は、残りのフィルタ１３２ａ〜ｉにおける金属層１３４と１３６との間の距離とは異なってもよい。より正確には、フィルタ１３２ａ〜ｉは、各々、当該フィルタの異なる金属層１３６および金属層１３４によって形成されるファブリペローキャビティを含んでもよい。この例では、フィルタ１３２ａ〜ｉは、ファブリペローキャビティを用いて実装される。一方で、Ａｇ／ＳＩＮ／Ａｇ／ＳＩＮ／Ａｇ層を含むスタックを形成する３つの金属層と２つの透光性材料層とを有するファブリペローキャビティの二重スタックなど、別タイプのフィルタを用いた代替の実装も可能である。
【００２７】
図１Ｂは、１つの特定の実装によるフィルタ１３２ａの構成をさらに詳細に示す。一部の実装では、金属層１３４と１３６との間の距離以外にも、フィルタ１３２ｂ〜ｉの構造は、フィルタ１３２ａの構造と同一または類似であってもよい。以下にさらに説明するように、図１Ｂは、各金属層１３４（または少なくとも１つの金属層１３４）と遮光層１２２との間の空間的関係を明確にするものである。図１Ｂは、ガイド部材１２４ａの一部および遮光層１２２の一部を示す。図１Ｂに示すように、遮光層１２２を、ガイド部材１２４ａの厚さよりも厚くして、遮光層１２２の上面１２３がガイド部材１２４ａの上面１２５の上に位置するようにしてもよい。図示のように、金属層１３６は、中央部分１３６ａおよび中央部分１３６ａに対して傾斜した末端部分１３６ｂを含んでもよい。同様に、金属層１３４は、中央部分１３４ａおよび中央部分１３４ａに対して傾斜した末端部分１３４ｂを含んでもよい。一部の実装では、金属層１３４の中央部分１３４ａ全体が、遮光層１２２の上面１２３のレベルよりも下に位置してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、金属層１３４の中央部分１３４ａの一部のみが、遮光層の上面１２３のレベルよりも下に位置してもよい。金属層１３４の中央部分１３４ａの少なくとも一部を、遮光層１３２の上面１２３のレベルよりも下に配置することにより、フィルタ１３２ａと隣接フィルタとの間のクロストークの量を低減して、フィルタアレイ１３０の解像度を大幅に改善することができる。図１Ｂの例では、上面１２３のレベルは破線で示すとおりである。
【００２８】
この例では、金属層１３４は、水平中央部分１３４ａおよび傾斜端部分１３４ｂを含む。一方で、傾斜端部分１３４ｂを省略した代替の実装も可能である。この例では、金属層１３６は、水平中央部分１３６ａおよび傾斜端部分１３６ｂを含む。一方で、傾斜端部分１３６ｂを省略した代替の実装も可能である。この例では、金属層１３４は、同一であり不連続の金属層における異なるセグメント（または部分）とみなすことができる。これに関連して、金属層１３４を単一かつ連続の金属層（例えば、図１５Ａ〜Ｂに示す金属層１５１０を参照）で置き換えた代替の実装も可能であるものとする。さらに、この例では、金属層１３６は、同一であり不連続の金属層における異なるセグメント（または部分）とみなすことができる。これについては、金属層１３６を単一かつ連続の金属層（例えば、図１５Ａ〜Ｂに示す金属層１８１０を参照）で置き換えた代替の実装も可能であるものとする。
【００２９】
再度図１Ａを参照すると、ＩＲカットフィルタ１４０は、フィルタ１３２ｄ〜ｆの上に配置することができる。一部の実装では、ＩＲカットフィルタ１４０は、波長が７００ｎｍを超える光を遮断し、波長が７００ｎｍ未満の光を透過するように構成してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、ＩＲカットフィルタ１４０は、４μｍから５μｍの範囲内の厚さを有してもよいＩＲパスフィルタ１５０は、フィルタ１３２ｇ〜ｉの上に配置することができる。一部の実装では、ＩＲパスフィルタは、波長が７００ｎｍ未満の光を遮断し、波長が７００ｎｍを超える光を透過するように構成してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、ＩＲパスフィルタ１５０は、２μｍから２．５μｍの範囲内の厚さを有してもよい。ＩＲカットフィルタ１４０およびＩＲパスフィルタ１５０はいずれも有機染料または顔料に基づく吸収フィルタであってもよい。ＩＲカットフィルタ１４０およびＩＲパスフィルタ１５０はいずれもスピンコーティングおよび／または他の任意の適切なプロセスによってフィルタアレイ１３０上に形成してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、ＩＲカットフィルタ１５０は、銀およびＮｂ２О５（五酸化ニオブ）などの誘電体材料を含む、総厚が１μｍの金属干渉ＩＲカットフィルタであってもよい。一部の実装では、Ａｇの厚さは約１００Ａであってもよく、Ｎｂ２О５の厚さは５００Ａから６００Ａの範囲であってもよい。一部の実装では、ＩＲカットフィルタ１４０およびＩＲパスフィルタ１５０は、４００ｎｍ未満の波長および７００ｎｍ超の波長を遮断するように構成された完全誘電体ＩＲカットフィルタに置き換えることができる。このような全誘電体ＩＲカットフィルタの総厚は、４．５ｕｍから５．５ｕｍの範囲であってもよい。
【００３０】
図１Ｃは、ＩＲカットフィルタ１４０およびＩＲパスフィルタ１５０を取り外した検出器アレイ１００の上面図である。図１Ｃは、フォトダイオード１１２ａ〜ｉ、ガイド部材１２４ａ〜ｉ、およびフィルタ１３２ａ〜ｉを整列させて、複数の検出器セル１６０ａ〜ｉを形成することができることを示す。例えば、フィルタ１３２ａをガイド部材１２４ａと整列させ、ガイド部材１２４ａをフォトダイオード１１２ａと整列させることができる。その結果、フィルタ１３２ａ、ガイド部材１２４ａ、およびフォトダイオード１１２ａを組み合わせて検出器セル１６０ａを形成してもよい。別の例として、フィルタ１３２ｂをガイド部材１２４ｂと整列させ、ガイド部材１２４ｂをフォトダイオード１１２ｂと整列させることができる。その結果、フィルタ１３２ｂ、ガイド部材１２４ｂ、およびフォトダイオード１１２ｂを組み合わせて検出器セル１６０ｂを形成してもよい。さらに別の例として、フィルタ１３２ｉをガイド部材１２４ｉと整列させ、ガイド部材１２４ｉをフォトダイオード１１２ｉと整列させることができる。その結果、フィルタ１３２ｉ、ガイド部材１２４ｉ、およびフォトダイオード１１２ｉを組み合わせて検出器セル１６０ｉを形成してもよい。
【００３１】
一部の実装では、ガイド部材を通過する光の少なくとも一部がフォトダイオードに到達した場合、当該ガイド部材はその下にある当該フォトダイオードと整列しているとみなすことができる。加えてまたは代わりに、一部の実装では、ガイド部材がフォトダイオードの真上に配置される場合、当該ガイド部材はその下にある当該フォトダイオードと整列しているとみなすことができる。加えてまたは代わりに、一部の実装では、ガイド部材の一部がフォトダイオードの真上に位置し、かつ別の一部が当該フォトダイオードから突出するように当該ガイド部材が部分的に当該フォトダイオードの上に配置される場合、当該ガイド部材はその下にある当該フォトダイオードと整列しているとみなすことができる。
【００３２】
一部の実装では、フィルタを通過する光の少なくとも一部がガイド部材に到達した場合、当該フィルタはその下にある当該ガイド部材と整列しているとみなすことができる。加えてまたは代わりに、一部の実装では、フィルタがガイド部材の真上に配置される場合、当該フィルタはその下にある当該ガイド部材と整列しているとみなすことができる。加えてまたは代わりに、一部の実装では、フィルタの一部がガイド部材の真上に配置され、かつ別の一部が当該ガイド部材から突出するように当該フィルタが部分的に当該ガイド部材の上に配置される場合、当該フィルタはその下にある当該ガイド部材と整列しているとみなすことができる。
【００３３】
本開示の態様によれば、検出器セル１６０ａ〜ｉは、セル１６０ａ〜ｉ、または特にフォトダイオード１１２ａ〜ｉとの間のクロストークの量を排除（または低減）するために、互いに光学的に絶縁されてもよい。一部の実装では、光学的絶縁は、上述したように、光がガイド部材１２４ａ〜ｉの１つからの別の１つに移動するのを防止する（または当該光の量を減らす）ことができる遮光層１２２によって実現することができる。加えてまたは代わりに、一部の実装では、光学的絶縁は、上述したように、１つのフォトダイオードに到達した光が当該フォトダイオードを横切って移動して隣接するフォトダイオードに到達するのを防止するように構成可能なｎウェル領域１１７によって実現することができる。
【００３４】
一部の実装では、遮光層１２２は、ガイド層１２４ａ〜ｉと整列し、検出器セル１６０ａ〜ｉの１つから別の１つへと移動可能な光を防止する（または当該光の量を減らす）連続構造を形成する。例えば、遮光層１２２の少なくとも一部は、ｎウェル領域１１７ａおよび／またはｎウェル領域１１７ｂの真上に位置することができる。一部の実装では、ガイドアレイの遮光層をフォトダイオードアレイのｎウェル領域と整列させることで、検出器アレイ１００の精度を向上させることができる。
【００３５】
図３Ａ〜Ｂは、本開示の態様に係る検出器アレイ１００の動作を示す。図３Ａは、試験光のスペクトルコンテンツを示すプロット３１０である。図３Ｂは、試験光に対する検出器アレイ１００の応答を示すプロット３２０である。図３ＡおよびＢは、検出器アレイ１００を試験光に晒した場合、検出器アレイ１００内のフォトダイオード１１２ａ〜ｉによって生成された信号を用いて、所定の対象の範囲にわたって試験光のスペクトルコンテンツを再構成することができることを示す。
【００３６】
プロット３２０では、フォトダイオード１１２ａ〜ｉによって生成された各信号の大きさは、バー３２２ａ〜ｉの各々異なる１つによって表すことができる。より具体的には、バー３２２ａは、フォトダイオード１１２ａによって生成された信号（例えば、電圧信号）の大きさを表してもよく、バー３２２ｂは、フォトダイオード１１２ｂによって生成された信号の大きさを表してもよく、バー３２２ｃは、フォトダイオード１１２ｃによって生成された信号の大きさを表してもよい。同様に、バー３２２ｄは、フォトダイオード１１２ｄによって生成された信号の大きさを表してもよく、バー３２２ｅは、フォトダイオード１１２ｅによって生成された信号の大きさを表してもよく、バー３２２ｆは、フォトダイオード１１２ｆによって生成された信号の大きさを表してもよく、バー３２２ｇは、フォトダイオード１１２ｇによって生成された信号の大きさを表してもよく、バー３２２ｈは、フォトダイオード１１２ｈによって生成された信号の大きさを表してもよく、バー３２２ｉは、フォトダイオード１１２ｉによって生成された信号の大きさを表してもよい。
【００３７】
図４は、本開示の態様に係る、光電子デバイス４００の一例を示す図である。図示のように、光電子デバイス４００は、検出器アレイ１００および信号プロセッサ４０５を含む。検出器アレイ１００および信号プロセッサ４０５は同一ダイ上に統合してもよいし、別々のダイ上に形成してもよい。信号プロセッサは、任意の適切なタイプの処理回路を含んでもよい。一部の実装では、信号プロセッサ４０５は、スイッチ４１０、増幅器４２０、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）４３０、プロセッサ４４０、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース４５０のうち１つまたは複数を含んでもよい。
【００３８】
スイッチ４１０は、フォトダイオード１１２ａ〜ｉから複数の信号を受信し、信号を一度に１つずつ増幅器４２０に供給するように構成された任意の適切なタイプの電子デバイスを含んでもよい。増幅器４２０は、フォトダイオード１１２ａ〜ｉによって生成された信号の電力を増加させるように構成された任意の適切なタイプのデバイスを含んでもよい。ＡＤＣ４３０は、ＡＤＣ４３０に入力されるアナログ信号のデジタル表現を生成するように構成された任意の適切なタイプのデバイスを含んでもよい。ＡＤＣ４３０は、１６ビットＡＤＣ、３２ビットＡＤＣ、６４ビットＡＤＣなどを含んでもよい。プロセッサ４４０は、ＡＤＣ４３０によって生成された値に基づいて１つまたは複数の算術または論理演算を実行することのできる任意の適切なタイプの電子回路を含んでもよい。Ｉ／Ｏインターフェース４５０は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースまたはＩ２Ｃインターフェースなど、任意の適切なタイプのパラレルまたはシリアルインターフェースを含んでもよい。
【００３９】
動作中のフォトダイオード１１２ａ〜ｂは、検出器アレイ１００に入射する光のスペクトルにおける異なる部分のパワーを表す複数の信号を生成することができる。スイッチ４１０は、フォトダイオード１１２ａ〜ｉによって生成された信号が各々増幅器４２０に供給されるように信号を切り替えることができる。増幅器４２０は、各信号を増幅してＡＤＣ４３０に供給することができる。ＡＤＣ４３０は、各信号のデジタル表現を生成して、プロセッサ４４０に供給することができる。プロセッサ４４０は、フォトダイオード１１２ａ〜ｉによって生成された各信号のデジタル表現に基づいて、相関色温度（ＣＣＴ）や色などの光の特性を検出することができる。この例では、光電子デバイスはプロセッサ４４０を含むが、プロセッサ４４０を省略した代替の実装も可能である。この場合、フォトダイオード１１２ａ〜ｉによって生成された信号のデジタル表現は、Ｉ／Ｏインターフェースから出力して、外部の処理回路で使用してもよい。
【００４０】
図４の例では、増幅器４２０は１チャネル増幅器であるが、増幅器が複数チャネルを備える代替の実装も可能である。さらに、増幅器４２０が複数のチャネルを備える場合、スイッチ４１０は、複数の信号を増幅器４２０に並列に供給するように構成してもよい。例えば、センサアレイ１００が３２個の検出器セルを含む場合、増幅器４２０は、８チャネル増幅器であってもよいし、スイッチ４１０は、８つの異なる検出器セルから増幅器に信号を並列に供給するように構成してもよい。その結果、プロセッサ４４０（および／またはＩ／Ｏインターフェース４５０）は、わずか４クロックサイクルでセンサアレイ１００によって生成されるすべての信号を受信することができる。
【００４１】
図５は、本開示の態様に係る数学演算の一例であり、プロセッサ４４０を当該演算を実行するように構成することができる。この例では、プロセッサ４４０は、ＣＩＥ１９３１色空間において検出器アレイ１００に適用される光の色を識別するベクトル５１０を生成するように構成してもよい。したがって、ベクトル５１０は、人間の目に記録された色感覚の客観的な記述である三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを含んでもよい。この例では、プロセッサ４４０は、ＣＩＥ１３９４色空間における光の表現を生成するが、ＲＧＢ色空間における表現やＹＣｒＣｂ色空間における表現など、別タイプの表現を作成する代替の実装も可能である。
【００４２】
図示のように、ベクトル５１０は、ベクトル５３０に係数行列５２０を乗算することで計算することができる。ベクトル５３０は、検出器アレイ１００内の異なるフォトダイオードによって生成された信号の値を表す値Ｖａ〜Ｖｉを含んでもよい。例えば、値Ｖａは、フォトダイオード１１２ａによって生成された信号の大きさを表してもよく、値Ｖｂは、フォトダイオード１１２ｂによって生成された信号の大きさを表してもよく、値Ｖｃは、フォトダイオード１１２ｃによって生成された信号の大きさを表してもよく、値Ｖｄは、フォトダイオード１１２ｄによって生成された信号の大きさを表してもよく、値Ｖｅは、フォトダイオード１１２ｅによって生成された信号の大きさを表してもよく、値Ｖｆは、フォトダイオード１１２ｆによって生成された信号の大きさを表してもよく、値Ｖｇは、フォトダイオード１１２ｇによって生成された信号の大きさを表してもよく、値Ｖｈは、フォトダイオード１１２ｈによって生成された信号の大きさを表してもよく、値Ｖｉは、フォトダイオード１１２ｉによって生成された信号の大きさを表してもよい。
【００４３】
一部の実装では、係数行列５２０は、プロセッサ４４０のメモリ（図示せず）に事前に格納された行列であってもよい。当該係数行列は、既知または標準参照光源を用いて光電子デバイス４００をキャリブレーションすることで計算することができる。キャリブレーションは、光電子デバイス４００を既知の色のキャリブレーション光に晒し、係数行列５２０について図５に示す数式を解くことで実行してもよい。
【００４４】
図６は、本開示の態様に係る、光電子デバイス６００の一例を示す概略図である。光電子デバイスは、検出器アレイ６１０および信号プロセッサ６２０を含む。検出器アレイ６１０は、図示のように、検出器セル１６０ａ〜ｉを含んでもよい。検出器アレイ６１０は、グリッド状にアレンジされたセンサセル１６０ａ〜ｉを除いて検出器アレイ１００と同一または類似であってもよい。信号プロセッサ６２０は、図４を参照して上で説明した信号プロセッサ４０５と同一または類似であってもよい。図７は、本開示の態様による光電子デバイス７００の一例を示す概略図である。光電子デバイス７００は、図示のようにＩＲカットフィルタ７４０およびＩＲパスフィルタ７５０を含む点を除いて、光電子デバイス６００と同一または類似であってもよい。ＩＲカットフィルタ７４０は、検出器アレイ６１０のセル１６０ｄ、１６０ｅ、および１６０ｆ上に配置してもよく、ＩＲカットフィルタ１４０と同一または類似であってもよい。ＩＲパスフィルタ７５０は、検出器アレイ６１０のセル１６０ｇ、１６０ｈ、および１６０ｉ上に配置してもよく、ＩＲパスフィルタ１５０と同一または類似であってもよい。
【００４５】
図８は、本開示の態様に係る、検出器アレイを製造するプロセス８００の一例を示すフローチャートである。
【００４６】
ステップ８０５で、フォトダイオードアレイ９１０が形成される。フォトダイオードアレイ９１０の例を図９Ａ〜Ｃに示す。図示のように、フォトダイオードアレイは、ｐ基板９４０上に形成されたフォトダイオード９１２ａ〜ｉを含んでもよい。一部の実装では、フォトダイオード９１２ａ〜ｃは、図１ＡおよびＢを参照して上で説明したフォトダイオード１１２ａ〜ｃと同一または類似であってもよい。加えてまたは代わりに、フォトダイオード９１２ｄ〜ｉは、図１を参照して上で説明したフォトダイオード１１２ｄ〜ｉと同一または類似であってもよい。
【００４７】
フォトダイオード９１２ａ〜ｃは、ｐ＋／ｎウェルダイオードであってもよく、ＵＶ帯域における発光パワーを検出するのに用いることができる。フォトダイオード９１２ａ〜ｃは、各々、側面および底部がｎウェル領域９１７ａで囲まれたｐ＋領域９１４と、ｎウェル領域９１７ａの下に配置されたｐ領域９１８とを含んでもよい。ｐ＋領域９１４は、ｐ＋領域１１４と同一または類似であってもよく、ｎウェル領域９１７ａは、ｎウェル領域１１７ａと同一または類似であってもよく、ｐ領域９１８は、ｐ領域１１８と同一または類似であってもよい。フォトダイオード９１２ｄ〜ｉは、ｎ＋／Ｐ−ｅｐｉフォトダイオードを含んでもよく、ＩＲおよび可視光帯域の光を検出するのに用いることができる。フォトダイオード９１２ｄ〜ｉは、各々、側面がｎウェル領域９１７ｂで囲まれたｎ＋領域９１５と、ｎウェル領域９１７ｂおよびｎ＋領域９１５の下に配置されたｐ領域９１９と、を含んでもよい。ｎ＋領域９１５は、ｎ＋領域１１５と同一または類似であってもよく、ｎウェル領域９１７ｂは、ｎウェル領域１１７ｂと同一または類似であってもよく、ｐ領域９１９は、ｐ領域１１９と同一または類似であってもよい。
【００４８】
ステップ８１０では、誘電体透光性材料１０１０の層が、フォトダイオードアレイ９１０上に形成される。光透過層１０１０の例を図１０ＡおよびＢに示す。図示のように、透光性材料の層は、ボロホスホシリケートガラス（ＢＰＳＧ）、ホスホシリケートガラス（ＰＳＧ）、ドープされていないシリカガラス（ＵＳＧ）およびフルオロシリケートガラス（ＦＳＧ）材料などを含む二酸化ケイ素など、任意の適切なタイプの材料で形成してもよい。一部の実装では、透光性材料１０１０の層は、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）および／または他の任意の適切なタイプのプロセスによって形成してもよい。一部の実装では、透光性材料１０１０の層は、パッシベーション層（図示せず）によってフォトダイオードアレイ９１０から分離してもよい。パッシベーション層は、二酸化ケイ素ＳｉＯ２と窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４で形成してもよい。一部の実装では、透光性１０１０材料の層は、５μｍ〜７．５μｍの範囲内の厚さを有してもよい。
【００４９】
ステップ８１５では、複数のトレンチ１１１０を透光性材料１０１０の層に形成して、複数のガイド部材１０１２を規定する。ガイド部材１０１２は、ガイド部材１２４ａ〜ｉと同一または類似であってもよい。トレンチ１１１０の例を図１１Ａ〜Ｃに示す。図示のように、一部の実装では、トレンチ１１１０は、ｎウェル領域９１７ｂの少なくとも一部の上に形成してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、トレンチ１１１０は、隣接するｐ＋領域９１４の間に位置するｎウェル領域９１７ａ部分の上に形成してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、トレンチ１１１０は、隣接するｐ＋領域９１５の間に位置するｎウェル領域９１７ｂ部分の上に形成してもよい。トレンチ１１１０は、ＣＭＯＳまたはＢＩＣＭＯＳバックエンドオブラインプロセスおよび／または他の任意の適切なタイプのプロセスによって形成してもよい。トレンチ１１１０は、光透過層１０１０の厚さよりも小さい、大きい、または等しい深さを有してもよい。
【００５０】
ステップ８２０では、遮光層１２１０がトレンチ１１１０内に形成され、ガイドアレイ１１２０が完成する。遮光層１２１０およびガイドアレイ１２２０の例を図１２ＡおよびＢに示す。ガイドアレイ１２２０は、図示のように、ガイド部材１０１２および遮光層１２１０を含んでもよい。ガイドアレイ１２２０は、図１ＡおよびＢを参照して上で説明したガイドアレイ１２０と同一または類似であってもよい。遮光層１２１０は、図１Ａ〜Ｃを参照して上で説明した遮光層１２２と同一または類似であってもよい一部の実装では、遮光層１２１０は、３金属層プロセスのために、４．５μｍから５．５μｍの範囲内の厚さを有してもよい。一部の実装では、遮光層１２１０を光透過材料１０１０の層よりも厚くして、遮光層１２１０の上面が透光性材料１３１０の層の上面の上に位置するようにしてもよい。
【００５１】
ステップ８２５では、誘電体透光性材料１３１０の層が、フォトダイオードアレイ上に形成される。透光性材料１３１０の層の例を図１３ＡおよびＢに示す。透光性材料１３１０の層は、Ｓｉ３Ｎ４材料、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５などの任意の適切なタイプの材料を用いて形成してもよい。一部の実装では、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）および原子層堆積（ＡＬＤ）を用いて層１３１０を形成してもよい。
【００５２】
ステップ８３０では、複数のトレンチ１４１０が、透光性材料１３１０の層に形成される。トレンチ１４１０の例を図１４ＡおよびＢに示す。図示のように、一部の実装では、トレンチ１４１０は実質的に同一の深さを有してもよく、トレンチ１４１０は各々フォトダイオード９１２ａ〜ｉの異なる１つの上に形成してもよい。一部の実装では、図示のように、トレンチ１４１０は、各々、遮光層１２１０の上面のレベルよりも下に延長することができる。遮光層１２１０の上面の高さは、図１４ＡおよびＢに破線で示すとおりである。一部の実装では、トレンチ１４１０は、低温プラズマエッチングまたは原子層（精密）エッチング（ＡＬＥ）システムおよび／または他の任意の適切なタイプのプロセスによって形成してもよい。
【００５３】
ステップ８３５では、金属層１５１０が、透光性材料１３１０の層の上に形成される。金属層１５１０の例を図１５ＡおよびＢに示す。金属層１５１０は、銀、アルミニウム、金または銅などの任意の適切な材料で形成してもよい。一部の実装では、金属層は、アルミニウム（Ａｌ）および銀（Ａｇ）を含む合金を用いて形成することができる。金属層１５１０は、例えば、熱蒸着、イオンアシスト堆積を伴う電子銃堆積、およびスパッタ堆積などの任意の適切なタイプのプロセスによって形成してもよい。一部の実装では、トレンチ１４１０の底部に形成する金属層１５１０の部分は、少なくともその一部が遮光層１２１０の上面のレベルよりも下に位置してもよい。遮光層１２１０の上面の高さは、図１５ＡおよびＢに破線で示すとおりである。
【００５４】
ステップ８４０では、誘電体透光性材料１６１０の層が金属層１５１０上に形成される。透光性材料１６１０の層の例を図１６ＡおよびＢに示す。透光性材料１６１０の層は、Ｓｉ３Ｎ４材料、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２О５などの任意の適切なタイプの材料を用いて形成してもよい。一部の実装では、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）および原子層堆積（ＡＬＤ）を用いて層１６１０を形成してもよい。一部の実装では、透光性材料１６１０の層は、１２００Ａから２５００Ａの範囲内の厚さを有してもよい。
【００５５】
ステップ８４５では、複数のトレンチ１７１０が、透光性材料１６１０の層に形成される。トレンチ１７１０の例を図１７ＡおよびＢに示す。一部の実装では、トレンチ１７１０の少なくとも１つは、少なくとも１つの他のトレンチ１７１０と異なる深さを有してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、各トレンチ１７１０は残りのトレンチ１７０と異なる深さを有してもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、トレンチ１７１０は、各々、図示のように、フォトダイオードアレイ９１０内のフォトダイオード９１２ａ〜ｉの異なる１つの上に形成してもよい。いくつかの実装では、トレンチ１７１０は、低温プラズマエッチングまたは原子層精密エッチング（ＡＬＥ）システムおよび／または他に適したタイプのプロセスによって形成してもよい。
【００５６】
ステップ８５０では、図示のように、金属層１８１０が、光透過層１６１０およびトレンチ１７１０の上に形成される。金属層１８１０の例を図１８ＡおよびＢに示す。一部の実装では、金属層１８１０は、アルミニウム（Ａｌ）および銀（Ａｇ）を含む合金で形成してもよい。一部の実装では、金属層１８１０は、銀、アルミニウム、金、銅、および／または他の任意の適切なタイプの材料を用いて形成してもよい。金属層１５１０は、例えば、熱蒸着、イオンアシスト堆積を伴う電子銃堆積、およびスパッタ堆積などの任意の適切なタイプのプロセスによって形成してもよい。一部の実装では、層１８１０は、バンドパスフィルタ設計の帯域幅要件に応じて４００Ａから６００Ａの範囲内の厚さを有してもよい。
【００５７】
ステップ８５５では、透光性材料１９０５の層が金属層１８１０上に形成されて、フィルタアレイ１９１０が完成する。フィルタアレイ１９１０の例を図１９ＡおよびＢに示す。一部の実装では、透光性材料１９０５の層は、Ｓｉ３Ｎ４材料、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆО２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２О５などの任意の適切なタイプの材料を用いて形成してもよい。一部の実装では、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）および原子層堆積（ＡＬＤ）を用いて層１９０５を形成してもよい。連続的な金属層を用いて異なるファブリペローキャビティを形成する点以外にも、フィルタアレイ１９１０は、図１ＡおよびＢを参照して上で説明したフィルタアレイ１３０と同一または類似であってもよい。
【００５８】
図１９ＡおよびＢは、プロセス８００のステップ８０５〜８５５を実行した結果として作成される検出器アレイ１９２０の例を示す。図示のように、検出器アレイ１９２０は、複数の検出器セル１６０ａ〜ｉを含んでもよい。番号が示すように、検出器アレイ１９２０内の検出器セルは、図１ＡおよびＢおよび図６を参照して上で説明した、検出器アレイ１００内の検出器セルおよび検出器アレイ６１０内の検出器セルと同様であってもよい。上述したように、一部の実装では、検出器セル１６０ａ〜ｃは、ＵＶ帯域における発光エネルギーを測定するように構成してもよく、セル１６０ｄ〜ｆは、可視光帯域における発光エネルギーを測定するように構成してもよく、セル１６０ｇ〜ｉは、ＩＲ帯域の光のエネルギーを測定するように構成してもよい。
【００５９】
ステップ８６０では、ＩＲカットフィルタ２０１０は検出器アレイ１７２０の検出器セル１６０ｄ〜ｆ上に形成され、ＩＲパスフィルタ２０２０は検出器アレイ１９２０の検出器セル１６０ｇ〜ｉ上に形成され、これにより、光電子デバイス２０３０が完成する。一部の実装では、ＩＲカットフィルタ２０１０は、ＩＲカットフィルタ１４０と同一または類似であってもよい。加えてまたは代わりに、一部の実装では、ＩＲカットフィルタ２０１０は、ＩＲパスフィルタ１５０と同一または類似であってもよい。フィルタ２０１０および２０２０の例を図２０ＡおよびＢに示す。
【００６０】
図１〜２０Ｂは、例示目的でのみ提供したものである。これらの図を参照して上で説明した要素の少なくとも一部は異なる順序でアレンジまたは組み合わせてもよいし、完全に省略することもできる。本明細書において説明した例の提示や、「〜など」、「例えば」、「〜を含む」、「いくつかの態様では」、「一部の実装では」などの文言の表現は、開示の主題を特定の例に限定するものと解釈すべきではない。例えば、一部の実装では、「透光性材料」という語は、８０％から９５％を超える光透過率を有する任意の材料を指してもよい。例として、一部の実装では、「遮光材料」という語は、２％から０．１％未満の光透過率を有する任意の材料を指してもよい。さらに、開示されたデバイスの様々な要素の厚さの値は、例示目的でのみ示したものであり、開示は、これらの値に限定されないことが理解されるものとする。開示されたデバイスの様々な構成要素を形成するために用いた材料およびプロセスは例示目的でのみ示したものであり、開示はそれらの材料および／またはプロセスに限定されないことがさらに理解されるものとする。
【００６１】
以上、本開示に係る発明について詳細に説明したが、当業者であれば、本開示を前提として、本明細書に記載の発明の概念の精神から逸脱することなく、本発明の変更が可能であることを理解するものとする。したがって、本発明の範囲は、図示および説明の特定の実施形態に限定することを意図したものではない。
【符号の説明】
【００６２】
１００：アレイ
１００、６１０、１７２０、１９２０：検出器アレイ
１００：センサアレイ
１１０、９１０：フォトダイオードアレイ
１１０ａ〜ｃ：セクション
１１０ｂ：可視光のスペクトル特性を検出するように構成されたセクション
１１０ｃ：ＩＲ光のスペクトル特性を検出するように構成されたセクション
１１０：フォトダイオードアレイ
１１２ａ〜ｉ、９１２ａ〜ｉ：フォトダイオード
１１４、９１４、９１５：ｐ＋領域
１１５：ｎ＋領域
１１７、１１７ａ、１１７ｂ、９１７、９１７ｂ：ｎウェル領域
１１８、１１９、９１８、９１９：ｐ領域
１１８、９１４：ｐ＋領域
１１９、９１９：ｐ領域
１２０、１１２０、１２２０：ガイドアレイ
１２２：遮光層
１２２、１２１０：層
１２２ｄ〜ｅ、１３４、１３６、１５１０、１８１０：金属層
１２３、１２５：上面
１２４ａ〜ｉ：ガイド部材
１３０、１９１０：フィルタアレイ
１３２：バンドパスフィルタ
１３２ａ〜ｉ：フィルタ
１３４ａ、１３６ａ：中央部分
１３４ｂ、１３６ｂ：末端部分
１３６ａ：水平中央部分
１３６ｂ：傾斜端部分
１３８：透光性材料
１４０、７４０、２０１０：ＩＲカットフィルタ
１４０、９４０：ｐ基板
１５０、２０２０：ＩＲパスフィルタ
１６０、１６０ａ〜ｉ：検出器セル
１６０ａ〜ｉ：センサセル
２Ｏ３：Ａｌ
２О５：銀およびＮｂ
２１０ａ〜ｉ：通過帯域
３１０、３２０：プロット
３２２ａ〜ｉ：バー
４００、６００：光電子デバイス
４０５、６２０：信号プロセッサ
４１０：スイッチ
４２０：増幅器
４３０：アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
４４０：プロセッサ
４５０：入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース
ＣＩＥ１９３１
５１０、５３０：ベクトル
５２０：係数行列
７００：光電子デバイス
７４０：ＩＲカットフィルタ
７５０：ＩＲパスフィルタ
８００：プロセス
８０５、８１０、８１５、８２０、８３０、８３５、８４０、８４５、８５０、８５５、８６０：ステップ
９１５：ｐ＋領域
１０１０：誘電体透光性材料
１０１０：光透過層
１０１０、１３１０：透光性材料
１７０、１１１０、１４１０、１７１０：トレンチ
１５１０、１８１０：金属層
１６１０：誘電体透光性材料
１６１０、１９０５：透光性材料
１６１０：光透過層
２０２０：ＩＲパスフィルタ
２０１０、２０２０：フィルタ
２０３０：光電子デバイス
【図１Ａ】
2021519511.tif 000003
【図１Ｂ】
2021519511.tif 000004
【図１Ｃ】
2021519511.tif 000005
【図２】
2021519511.tif 000006
【図３Ａ】
2021519511.tif 000007
【図３Ｂ】
2021519511.tif 000008
【図４】
2021519511.tif 000009
【図５】
2021519511.tif 000010
【図６】
2021519511.tif 000011
【図７】
2021519511.tif 000012
【図８】
2021519511.tif 000013
【図９Ａ】
2021519511.tif 000014
【図９Ｂ】
2021519511.tif 000015
【図９Ｃ】
2021519511.tif 000016
【図１０Ａ】
2021519511.tif 000017
【図１０Ｂ】
2021519511.tif 000018
【図１１Ａ】
2021519511.tif 000019
【図１１Ｂ】
2021519511.tif 000020
【図１１Ｃ】
2021519511.tif 000021
【図１２Ａ】
2021519511.tif 000022
【図１２Ｂ】
2021519511.tif 000023
【図１３Ａ】
2021519511.tif 000024
【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
2021519511.tif 000026
【図１４Ｂ】
2021519511.tif 000027
【図１５Ａ】
2021519511.tif 000028
【図１５Ｂ】
2021519511.tif 000029
【図１６Ａ】
2021519511.tif 000030
【図１６Ｂ】
2021519511.tif 000031
【図１７Ａ】
2021519511.tif 000032
【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
2021519511.tif 000034
【図１８Ｂ】
2021519511.tif 000035
【図１９Ａ】
2021519511.tif 000036
【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年11月25日(2020.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイであって、前記第１のフォトダイオードは各々ｎ＋領域およびｎウェル領域を含み、各々ｎウェル領域が上面を有するフォトダイオードアレイと、
前記フォトダイオードアレイ上に配置されたガイドアレイであって、前記ガイドアレイは、遮光材料の層によって互いに分離された複数のガイド部材を含み、前記複数のガイド部材は、各ガイド部材が異なるｎ＋領域上に配置されるように前記第１のフォトダイオードの前記ｎ＋領域上に配置され、前記遮光材料の層は、前記複数の第１のフォトダイオードの前記ｎウェル領域上に配置され、前記ｎウェル領域の前記上面全体を実質的に覆うガイドアレイと、
前記ガイドアレイ上に配置されたフィルタアレイであって、前記フィルタアレイは複数のバンドパスフィルタを含み、各バンドパスフィルタは複数のガイド部材のうちの異なる１つと整列し、各バンドパスフィルタは異なる通過帯域を有するフィルタアレイと、
を具備することを特徴とする光電子デバイス。
【請求項２】
前記遮光材料の層は、光反射材料および光吸収材料のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項３】
前記各ガイド部材は透光性材料で形成される、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項４】
前記フォトダイオードアレイは、前記複数の第１のフォトダイオードとは異なる複数の第２のフォトダイオードを含み、
前記第１のフォトダイオードは各々可視光帯域の光を透過するように構成されたバンドパスフィルタの下に配置され、
前記第２のフォトダイオードは各々紫外線帯域の光を透過するように構成されたバンドパスフィルタの下に配置される、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項５】
ＩＲ帯域内の通過帯域を有する少なくとも１つの前記バンドパスフィルタ上に配置された赤外線パス（ＩＲパス）フィルタと、
ＩＲ帯域外の通過帯域を有する少なくとも１つの前記バンドパスフィルタ上に配置されたＩＲカットフィルタと、
をさらに具備する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項６】
前記フィルタアレイは、前記ガイドアレイ上に形成された連続のまたはセグメント化された第１の金属層と、前記第１の金属層上に形成された連続のまたはセグメント化された第２の金属層とを含み、前記第２の金属層は複数の部分を含み、前記第２の金属層の各部分は前記第１の金属層から異なる距離だけ離間する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項７】
前記遮光材料の層が有する第１の厚さは前記ガイド部材の所定の１つの第２の厚さよりも大きく、
前記フィルタアレイ内の少なくとも１つのバンドパスフィルタは、第１の金属部分と、前記第１の金属部分から離間して配置された第２の部分とを含み、前記第１の部分は、各々、前記第１の金属部分の少なくとも一部が前記遮光材料の上面のレベルよりも下に位置するように前記ガイドアレイ内の前記ガイド部材の所定の１つの上に配置される、請求項６に記載の光電子デバイス。
【請求項８】
入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースと、
第１のフォトダイオードの異なる１つによって各々生成された複数の信号を受信し、前記複数の信号に基づいて、フォトダイオードアレイに入射する光の色の識別を生成し、前記Ｉ／Ｏインターフェースを介して前記光の色の識別を出力するように構成されたプロセッサと、
をさらに具備する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項９】
複数の第１のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイであって、前記第１のフォトダイオードは各々ｎ＋領域およびｎウェル領域を含み、各々ｎウェル領域が上面を有するフォトダイオードアレイと、
前記フォトダイオードアレイ上に配置されたガイドアレイであって、前記ガイドアレイは、遮光材料の層によって互いに分離された複数のガイド部材を含み、各ガイド部材は、前記複数の第１のフォトダイオードの異なる１つの上に配置されるガイドアレイと、前記遮光材料の層は、前記複数の第１のフォトダイオードの前記ｎウェル領域上に配置され、前記ｎウェル領域の前記上面全体を実質的に覆うガイドアレイと、
前記ガイドアレイ上に配置されたフィルタアレイであって、前記フィルタアレイは複数のバンドパスフィルタを含み、各バンドパスフィルタは複数のガイド部材のうちの異なる１つの上に配置され、各バンドパスフィルタは異なる通過帯域を有するフィルタアレイと、
を具備することを特徴とする光学電子デバイス。
【請求項１０】
前記遮光材料の層は、光反射材料および光吸収材料のうち少なくとも１つを含む、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１１】
前記各ガイド部材は透光性材料で形成される、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１２】
前記フォトダイオードアレイは、前記複数の第１のフォトダイオードとは異なる複数の第２のフォトダイオードを含み、
前記第１のフォトダイオードは各々可視光帯域の光を透過するように構成されたバンドパスフィルタの下に配置され、
前記第２のフォトダイオードは各々紫外線帯域の光を透過するように構成されたバンドパスフィルタの下に配置される、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１３】
ＩＲ帯域内の通過帯域を有する少なくとも１つの前記バンドパスフィルタ上に配置された赤外線パス（ＩＲパス）フィルタと、
ＩＲ帯域外の通過帯域を有する少なくとも１つの前記バンドパスフィルタ上に配置されたＩＲカットフィルタと、
をさらに具備する、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１４】
前記フィルタアレイは、前記ガイドアレイ上に形成された連続のまたはセグメント化された第１の金属層と、前記第１の金属層上に形成された連続のまたはセグメント化された第２の金属層とを含み、前記第２の金属層は複数の部分を含み、前記第２の金属層の各部分は前記第１の金属層から異なる距離だけ離間する、請求項９に記載の光電子デバイス。
【請求項１５】
前記遮光材料の層が有する第１の厚さは前記ガイド部材の所定の１つの第２の厚さよりも大きく、
前記フィルタアレイ内の少なくとも１つのバンドパスフィルタは、第１の金属部分と、前記第１の金属部分から離間して配置された第２の部分とを含み、前記第１の部分は、各々、前記第１の金属部分の少なくとも一部が前記遮光層の上面のレベルよりも下に位置するように前記ガイドアレイ内の前記ガイド部材の所定の１つの上に配置される、請求項１４に記載の光電子デバイス。
【請求項１６】
入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースと、
第１のフォトダイオードの異なる１つによって各々生成された複数の信号を受信し、前記複数の信号に基づいて、フォトダイオードアレイに入射する光の色の識別を生成し、前記Ｉ／Ｏインターフェースを介して前記光の色の識別を出力するように構成されたプロセッサと、
をさらに具備する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項１７】
各々上面を有するｎウェル領域を有する複数のフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイ上に透光性材料の第１の層を形成すること、
前記透光性材料の第１の層に複数の第１のトレンチを形成すること、
前記複数の第１のトレンチ内に、遮光材料の層であって、前記複数の第１フォトダイオードの前記ｎウェル領域上に配置され、前記ｎウェル領域の前記上面を実質的に覆う遮光材料の層を形成すること、
前記透光性材料の第１の層および前記遮光材料の層の上に第１の金属層を形成すること、
前記第１の金属層の上に透光性材料の第２の層を形成すること、
前記透光性材料の第２の層に深さの異なる複数の第２のトレンチを形成すること、
前記複数の第２のトレンチの各々に第２の金属層を形成すること、および
前記第２の層を前記第２のトレンチの各々に形成した後、前記第２のトレンチの各々を透光性材料で充填すること、
を含むことを特徴とする、光電子デバイスを製造するための方法。
【請求項１８】
前記フォトダイオードアレイによって生成される１つまたは複数の信号を処理するための処理回路を形成することをさらに含み、
前記処理回路は、フォトダイオードアレイと同一ダイ上に形成され、前記遮光材料の層は、前記処理回路で実行されるバックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）メタライゼーションと同時に形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記処理回路は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路または双極相補型金属酸化膜半導体（ＢｉＣＭＯＳ）回路のうち少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記処理回路は、スイッチ、アナログ−デジタル変換器、増幅器、プロセッサ、および入出力インターフェースのうち少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【国際調査報告】
2021519511.tif 000040