利用氢化硅和银的感应透射滤波器的制作方法

利用氢化硅和银的感应透射滤波器
1.相关申请的交叉引用
2.本专利申请要求于2020年4月28日提交并且标题为“induced transmission filter with hydrogenated silicon and silver”的第63/016,731号美国临时专利申请的优先权。该在先申请的公开内容被认为是本专利申请的一部分，并且通过引用并入本专利申请。
3.背景
4.光学发射器可以发射指向一个或更多个对象的光。例如，在手势识别系统中，光学发射器可以向用户发射近红外(nir)光，并且nir光可以从用户向光学接收器反射。在这种情况下，光学接收器可以捕获关于nir光的信息，并且该信息可以用于识别用户正在执行的手势。例如，设备可以使用该信息来生成用户的三维表示，并基于该三维表示来识别用户正在执行的手势。在其他示例中，系统可以使用光学发射器和光学接收器来进行测距、对象识别、光谱分析(spectroscopy)、健康监测等。
5.在一些情况下，在光的透射期间，可能需要发射的光的特定图案或发射的光的频带(band)，因此可以将光整形光学器件设置在光学发射器与目标之间的光路上。类似地，在发射的光向目标的透射期间和/或从目标反射到光学接收器期间，环境光可能会干扰发射的光。在这样的情况下，光学滤波器可以设置在目标和光学接收器之间的光路中。例如，光学接收器可以光学耦合到感应透射滤波器、带通滤波器等，以对一些波长的光(例如，对应于环境光的波长)进行滤波，并允许其他波长的光(例如，对应于诸如发射的nir光的波长)穿过朝向光学接收器。
6.概述
7.根据一些可能的实施方式，感应透射滤波器可以包括光学滤波器层的集合。该光学滤波器层的集合可以包括光学滤波器层的第一子集，该光学滤波器层的第一子集包括具有第一折射率的第一材料，该第一材料至少包括硅和氢。该光学滤波器层的集合可以包括光学滤波器层的第二子集，该光学滤波器层的第二子集包括具有第二折射率的第二材料。第二材料可以不同于第一材料。第二材料可以至少包括银。
8.根据一些可能的实施方式，一种方法可以包括沉积光学滤波器的光学滤波器层的第一子集，光学滤波器层的第一子集包括具有第一折射率的第一材料，第一材料至少包括硅和氢；以及沉积光学滤波器的光学滤波器层的第二子集，光学滤波器层的第二子集包括具有第二折射率的第二材料，并且第二材料不同于第一材料，第二材料至少包括金属。金属可能是银。
9.根据一些可能的实施方式，光学系统可以包括光学滤波器，以对输入的光学信号进行滤波并提供滤波后的输入的光学信号。光学滤波器可以包括光学滤波器层的集合。该光学滤波器层的集合可以包括光学滤波器层的第一子集，该光学滤波器层的第一子集包括具有第一折射率的第一材料，该第一材料至少包括硅和氢。该光学滤波器层的集合可以包括光学滤波器层的第二子集，该光学滤波器层的第二子集包括具有第二折射率的第二材料，第二材料不同于第一材料，第二材料至少包括银。光学系统可以包括光学接收器，该光
学接收器用于接收滤波后的输入的光学信号并提供输出的电信号。
10.在下文的一个或更多个实施方案中可以实现本技术的各方面：
11.1)一种感应透射滤波器，所述感应透射滤波器包括：
12.光学滤波器层的集合，所述光学滤波器层的集合包括：
13.光学滤波器层的第一子集，所述光学滤波器层的第一子集包括具有第一折射率的第一材料，所述第一材料至少包括硅或氢；和
14.光学滤波器层的第二子集，所述光学滤波器层的第二子集包括具有第二折射率的第二材料，
15.所述第二材料不同于所述第一材料，所述第二材料至少包含银。
16.2)根据1)所述的感应透射滤波器，其中，所述第一材料是以下项中的至少一项：
17.氢化硅(si:h)材料，或
18.非晶硅(a
‑
si)材料。
19.3)根据1)所述的感应透射滤波器，其中，所述第一材料是以下项中的至少一项：
20.硅锗(sige)材料，或
21.氢化硅锗(sige:h)材料。
22.4)根据1)所述的感应透射滤波器，还包括：
23.光学滤波器层的第三子集，所述光学滤波器层的第三子集包括不同于所述第一材料和所述第二材料的第三材料。
24.5)根据1)所述的感应透射滤波器，还包括：
25.基底，所述光学滤波器层的集合设置到所述基底上。
26.6)根据5)所述的感应透射滤波器，其中，所述光学滤波器层的集合设置到所述基底的第一侧上，并且所述感应透射滤波器还包括:
27.涂层，所述涂层设置到所述基底的第二侧上。
28.7)根据1)所述的感应透射滤波器，其中，在大约800纳米(nm)至大约1700nm的光谱范围，所述第一折射率大于3.3。
29.8)根据1)所述的感应透射滤波器，其中，在入射角度在0度到40度之间的情况下，所述感应透射滤波器的相对角度位移小于1.5％。
30.9)根据1)所述的感应透射滤波器，其中，在入射角度在0度到40度之间的情况下，所述感应透射滤波器的相对角度位移小于1.0％。
31.10)根据1)所述的感应透射滤波器，其中，在入射角度在0度到40度之间的情况下，所述感应透射滤波器的相对角度位移小于0.5％。
32.11)一种制造光学滤波器的方法，所述方法包括：
33.沉积所述光学滤波器的光学滤波器层的第一子集，
34.所述光学滤波器层的第一子集包括具有第一折射率的第一材料，所述第一材料至少包括硅或氢；和
35.沉积所述光学滤波器的光学滤波器层的第二子集，
36.所述光学滤波器层的第二子集包括具有第二折射率的第二材料，
37.所述第二材料不同于所述第一材料，所述第二材料至少包含银。
38.12)根据11)所述的方法，其中，沉积所述光学滤波器层的第一子集包括：
39.使用第一靶材溅射所述光学滤波器层的第一子集。
40.13)根据11)所述的方法，其中，沉积所述光学滤波器层的第二子集包括：
41.使用第二靶材溅射所述光学滤波器层的第二子集。
42.14)根据11)所述的方法，还包括：
43.沉积所述光学滤波器的光学滤波器层的第三子集，
44.所述光学滤波器层的第三子集包括具有第三折射率的第三材料。
45.15)根据14)所述的方法，其中，所述第一材料是氢化硅(si:h)，所述第二材料是银(ag)，而所述第三材料是二氧化硅(sio2)。
46.16)根据14)所述的方法，其中，使用用于沉积所述光学滤波器层的第一子集的第一靶材或用于沉积所述光学滤波器层的第二子集的第二靶材中的至少一种来沉积所述光学滤波器层的第三子集。
47.17)根据11)所述的方法，其中，所述光学滤波器是使用单个真空室制造的。
48.18)一种光学系统，包括:
49.光学滤波器，所述光学滤波器用于对输入光学信号进行滤波并且提供经滤波的输入光学信号，所述光学滤波器包括：
50.光学滤波器层的集合，
51.所述光学滤波器层的集合包括：
52.光学滤波器层的第一子集，所述光学滤波器层的第一子集包括具有第一折射率的第一材料，所述第一材料至少包括硅或氢；
53.光学滤波器层的第二子集，所述光学滤波器层的第二子集包括具有第二折射率的第二材料，所述第二材料不同于所述第一材料，所述第二材料至少包括银；和
54.光学接收器，所述光学接收器用于接收所述经滤波的输入光学信号并且提供输出电信号。
55.19)根据18)所述的光学系统，还包括：
56.光学发射器，所述光学发射器用于发射输出光学信号，其中，所述输入光学信号至少包括所述输出光学信号和环境光学信号。
57.20)根据18)所述的光学系统，其中，所述光学滤波器与在大约950纳米的情况下大于50％的透射率相关联。
58.附图简述
59.图1a
‑
1f是根据本文描述的各种实施方式的示例感应透射滤波器的示图。
60.图2a
‑
2d是根据本文描述的各种实施方式的与感应透射滤波器相关联的示例的示图。
61.图3a
‑
3d是根据本文描述的各种实施方式的与感应透射滤波器相关联的示例的示图。
62.图4是根据本文描述的各种实施方式的与感应透射滤波器的光学滤波器层的集合相关联的示例的示图。
63.图5a
‑
5d是根据本文描述的各种实施方式的与用于沉积光学滤波器层的集合的溅射系统相关联的示例的示图。
64.图6a
‑
6b是根据本文描述的各种实施方式的与包括感应透射滤波器的光学系统相
关联的示例的示图。
65.图7是根据本文描述的各种实施方式的与制造感应透射滤波器相关的示例过程的流程图。
66.详细描述
67.示例实施方式的以下详细描述参考了附图。不同附图中相同的附图标记可以标识相同的元素或相似的元素。以下描述使用光学系统(例如手势识别系统、光谱仪或健康监测系统以及其他示例)作为示例。然而，本文描述的技术、原理、程序和方法可以与任何传感器(包括但不限于其他光学传感器和光谱传感器)一起使用。
68.光学接收器可以接收来自诸如光学发射器的光源的光。例如，光学接收器可以接收来自光学发射器并从目标反射的近红外(nir)光。附加地或可替代地，光学接收器可以接收另一个频带的光而不从目标反射(例如在测距应用或通信应用中以及其他示例)。目标可以包括人(例如，用户和非用户)、动物、无生命的对象(例如，汽车或其他交通工具、树木、障碍物、家具、墙壁)等。光学接收器可以接收来自光学发射器的光以及环境光(例如可见光谱光)。环境光可以包括来自与光学发射器分离的一个或更多个光源的光(例如阳光、来自灯泡的光等)。
69.环境光可能降低与发射的光相关的确定的准确度。例如，在手势识别系统中，环境光可能降低使用nir光生成目标的三维图像的准确度。在一些其他示例中，关于nir光的信息可以用于识别用户的身份、用户的特征(例如，身高或体重)、用户的状态(例如，用户眼睑的位置、用户是否醒着等)、另一种类型目标的特征(例如，到对象的距离、对象的大小或对象的形状)等。在这样的示例中，环境光或具有非预期波长的光的存在可能降低使用来自光学接收器的信息执行的确定的准确度。因此，光学接收器可以光学耦合到光学滤波器(例如带通滤波器)，以对环境光进行滤波并使nir光朝向光学接收器穿过。虽然一些实施方式是根据耦合到光学接收器的光学滤波器来描述的，但是其他实施方式可以适用于耦合到光学发射器的光整形和滤波光学器件。
70.图1a
‑
1f是感应透射滤波器的示例的示图。
71.如图1a所示，感应透射滤波器(itf)带通滤波器100可以包括具有第一材料(例如银(ag))的滤波器层的第一集合和具有第二材料(例如铌钛氧化物(nbtiox))的滤波器层的第二集合。可以选择第一材料和第二材料来实现特定频谱范围的频带外阻挡。换句话说，选择第一材料和第二材料(及它们的层的数量和层的厚度)以使第一频带的光能够穿过并阻挡第二频带的光，从而能够感测第一频带的光，而没有由第二频带中的非预期波长的光引起的负面性能。对于一些感测用例，可以选择银作为第一材料，并且可以选择氧化物(如所示的nbtiox)作为第二折射材料。然而，银可能与氧化物反应，这可能导致对包括银和氧化物的滤波器的光学特性的负面影响。添加第三材料(例如，如所示的氧化锌(zno))作为缓冲层可以降低银和氧化物之间的反应。如图1b和图1c所示，itf带通滤波器100在820纳米(nm)的中心波长的情况下可具有大约40％
‑
45％的透射率，并且在高达60度的入射角度的情况下可具有大约46nm的角度位移。此外，如图1b所示，在itf带通滤波器100的中心波长的一次谐波(例如，在大约400nm和大约470nm之间)处可能存在泄漏(非预期的透射率)，这可能导致较差的光学性能。
72.如图1d
‑
1f所示，进一步添加例如非晶硅(a
‑
si)的高折射率材料(第四材料)和例
如二氧化硅(sio2)的低折射率材料(第五材料)的介质堆叠可以进一步提高包括银和氧化物的itf带通滤波器150的光学性能。例如，如图1e和图1f所示，itf带通滤波器150可以具有大约53％的透射率，可以消除对于itf带通滤波器100而言在大约450nm的情况下发生的泄漏(非预期的透射率)，并且可以将60度入射角度的情况下的角度位移稍微减小至40nm。
73.如上面指示的，图1a
‑
1f作为示例被提供。其他示例可能与关于图1a
‑
1f所描述的内容不同。
74.然而，添加第三材料、第四材料和第五材料可能导致制造光学滤波器的困难。例如，一些沉积系统将可沉积的材料数量限制为不超过2种材料或不超过3种材料。因此，制造包括3种、4种、5种或甚至更多种材料的光学滤波器可能需要多次沉积操作，这可能是昂贵的并且可能浪费时间。此外，前述光学滤波器可能具有相对大的角度位移。
75.因此，本文描述的一些实施方式可以利用非氧化物材料以与例如itf带通滤波器中的银配对。例如，itf带通滤波器可以包括银层的第一集合和(例如氢化硅(si:h)、氢化硅锗(sige
‑
h)、氢化锗(ge
‑
h)以及其他示例)层的第二集合。用例如氢化硅代替氧化物层消除了对保护层(例如zno)的需要，以避免银和氧化物之间的反应。此外，因为氢化硅可以从硅靶材(silicon target)溅射，该硅靶材还可以溅射二氧化硅，所以包括例如非晶硅、银和二氧化硅层的itf带通滤波器可以使用单一溅射工艺来溅射。此外，相对于前述itf带通滤波器100和150，使用银、氢化硅和二氧化硅制造的itf带通滤波器可以实现减小的角度位移和改善的透射率。
76.图2a
‑
2d是与itf带通滤波器相关联的示例的示图。
77.如图2a所示，itf带通滤波器200可以包括银和非晶硅的交替层，以及由二氧化硅和非晶硅的交替层形成的介质堆叠。在这种情况下，如图2b
‑
2d所示，相对于itf带通滤波器100和150，在中心波长为大约820nm的情况下，itf带通滤波器200实现了改善的透射率(例如，大于60％并且在中心波长处在大约65％
‑
70％之间)和减小的角度位移(例如，在40度入射角度的情况下从26nm减小到8.1nm)。此外，itf带通滤波器200抑制了上述450nm的情况下的泄漏，从而相对于itf带通滤波器100改善了光学性能。以这种方式，使用例如非晶硅而不是氧化物层来与银配对导致用减少数量的材料改善了光学性能，从而改善了可制造性，如本文更详细描述的。此外，itf带通滤波器200厚度为626.8nm，大约为例如itf带通滤波器150的厚度(1265.6nm)的一半，从而能够改善光学系统的小型化，降低成本等等。
78.如上面指示的，图2a
‑
2d作为示例被提供。其他示例可能与关于图2a
‑
2d所描述的内容不同。作为示例，提供了图2a
‑
2d所示的设备的数量和布置。
79.图3a
‑
3d是与itf带通滤波器相关联的示例的示图。
80.如图3a所示，itf带通滤波器300可以被配置为在950nm的中心波长的情况下(并且使用准直光)实现低的角度位移。itf带通滤波器300可以包括在基底的第一侧上的1.96微米(μm)厚度的滤波器层涂层和在基底的第二侧上的1.1μm厚度的滤波器层涂层。在这种情况下，itf带通滤波器300的带宽可以在大约22.3nm到大约22.7nm之间，并且入射角度为40度时，角度位移可以是大约3.2nm(相对于中心波长为
‑
3.2nm)。如图3b所示，itf带通滤波器310可以被配置成在940nm的中心波长的情况下(并且用准直光)实现低的角度位移。itf带通滤波器310可以包括在基底的第一侧上的2.25μm厚度的滤波器层涂层和在基底的第二侧上的1.15μm厚度的滤波器层涂层。在这种情况下，itf带通滤波器310的带宽可以在大约
20.5nm到大约23.3nm之间，并且入射角度为40度时，角度位移可以是大约10.0nm(相对于中心波长为
‑
10.0nm)。
81.如图3c所示，itf带通滤波器320可以被配置为在940nm的中心波长的情况下(并且用准直光)实现低的角度位移，但是相对于itf带通滤波器300和310具有更窄的带宽。itf带通滤波器320可以包括在基底的第一侧上的2.25μm厚度的滤波器层涂层和在基底的第二侧上的1.15μm厚度的滤波器层涂层。在这种情况下，itf带通滤波器320的带宽可以在大约16.3nm到大约18.5nm之间，并且入射角度为40度时，角度位移可以是大约7.95nm(相对于中心波长为
‑
7.95nm)。如图3d所示，itf带通滤波器330可以被配置为在1550nm的中心波长的情况下(并且用准直光)实现低的角度位移。itf带通滤波器330可以包括在基底的第一侧上的4.4μm厚度的滤波器层涂层和在基底的第二侧上的2.3μm厚度的滤波器层涂层。在这种情况下，itf带通滤波器330的带宽可以在大约40.0nm到大约45.5nm之间，并且入射角度为40度时，角度位移可以是大约7.46nm(相对于中心波长为
‑
7.46nm)。
82.如上面指示的，图3a
‑
3d作为示例被提供。其他示例可能与关于图3a
‑
3d所描述的内容不同。图3a
‑
3d所示的设备的数量和布置作为示例被提供。
83.图4是示例性光学滤波器400的示图。如图4进一步所示，光学滤波器400可以包括光学滤波器涂层部分410和基底420。
84.如图4所示，光学滤波器涂层部分410包括光学滤波器层的集合。例如，光学滤波器涂层部分410包括层430的第一集合、层440的第二集合，以及在一些实施方式中包括层450的第三集合。层430的第一集合可以包括高折射率材料层集合，并且在本文可以被称为h层430。例如，在一些实施方式中，h层430可以包括包含氢和硅的材料(例如，可以包括硅(si)和氢(h)的氢化硅(si:h)层、氢化硅锗(sige:h)层等)。在一些实施方式中，h层430可以包括包含硅和锗的材料(例如，硅锗(sige)层等等)。
85.这些高折射率材料可以在至少800纳米(nm)至1700nm的范围内具有高于3、3.2、3.5、3.6、4等的折射率。例如，si:h在800nm至1700nm的波长范围内可以具有大于3的折射率。在一些实施方式中，si:h材料在800nm至1100nm的波长范围内具有大于3.5的折射率(例如，大于3.64的折射率)。在一些实施方式中，si:h材料在大约830nm的波长的情况下可以具有大约3.8的折射率。在一些实施方式中，在800nm的情况下的折射率可以大于3.87。在一些实施方式中，si:h材料在800nm至1700nm的波长范围内具有小于4.3的折射率。高折射率层可以包括磷、硼、氮化物、氩、氧、碳化物等等。
86.在一些实施方式中，层440的第二集合可以包括金属层的层集合，并且在本文中可以被称为m层440。在一些实施方式中，m层440可以包括银。在一些实施方式中，每个m层440可以被h层430的集合夹在中间。在一些实施方式中，光学滤波器涂层部分410可以包括m层440的多个集合(例如，被第一对h层430夹在中间的第一m层440和被第二对h层430夹在中间的第二m层440)。在一些实施方式中，h层430可以设置在两个m层440之间。例如，第一h层430和第二h层430可以将第一m层440夹在中间，而第二h层430和第三h层430可以将第二m层440夹在中间。附加地或可替代地，一个或更多个中间层可以设置在将第一m层440夹在中间的h层430的第一集合和将第二m层440夹在中间的h层430的第二集合之间。
87.在一些实施方式中，层450的第三集合可以包括低折射率材料(例如二氧化硅或另一种材料)层的集合。例如，l层450的折射率通常低于h层430的折射率。在这种情况下，一个
或更多个交替的h层430和l层450可以通过例如控制光学滤波器的一个或更多个光学特征来改善包括h层430和m层440的光学滤波器的性能。
88.层的数量、厚度和/或顺序可能影响光学滤波器涂层部分410和/或光学滤波器400的光学质量(包括光学透射和角度位移)。在一些实施方式中，光学滤波器涂层部分410可以与特定数量(m)的层相关联。例如，光学滤波器涂层部分410可以包括2层至200层、3层至100层或5层至21层。光学滤波器涂层部分410可以包括3个h层430至40个h层430。
89.在一些实施方式中，光学滤波器涂层部分410的每一层可与特定厚度相关联。例如，层430、层440和/或层450可以各自与1nm到1500nm之间、3nm到1000nm之间、6nm到1000nm之间或10nm到500nm之间的厚度相关联，和/或光学滤波器涂层部分410可以与0.1μm到100μm之间、0.25μm到20μm之间等等的厚度相关联。在这种情况下，m层440可以具有大约10nm到大约60nm之间的厚度。在一些示例中，层430、层440和层450中的至少一个可以与小于1000nm、小于600nm、小于100nm或小于20nm的厚度相关联，和/或光学滤波器涂层部分110可以与小于100μm、小于50μm、小于10μm和/或小于3μm的厚度相关联。在一些实施方式中，层430、层440和/或层450可以与多个厚度(例如层430的第一厚度和层440的第二厚度、层430的第一子集的第一厚度和层430的第二子集的第二厚度、层440的第一子集的第一厚度和层440的第二子集的第二厚度等等)相关联。在这种情况下，层厚度和/或层的数量可以基于预期的一组光学特征(例如预期的通带、预期的反射率等)来选择。
90.在一些实施方式中，可以为h层430选择特定的基于sige的材料。例如，在一些实施方式中，可以选择和/或制造h层430(例如，经由溅射工艺，如下面进一步详细描述的)以包括特定类型的sige(例如sige
‑
50、sige
‑
40、sige
‑
60等等)。附加地或可替代地，可以为h层430选择si:h、sige
‑
h、或ge
‑
h。
91.在一些实施方式中，如本文所述，作为溅射沉积工艺的结果，h层430可以包括另一种材料(例如氩)。在另一个示例中，可以使用以下工艺来制造h层430，即：使用氢化工艺来将基于硅或sige的材料进行氢化、使用氮化工艺来将基于硅或sige的材料进行氮化、使用一种或更多种退火工艺来将基于硅或sige的材料进行退火、使用另一种类型的工艺、使用掺杂工艺(例如，基于磷的掺杂、基于氮的掺杂、基于硼的掺杂等等)来将基于硅或sige的材料进行掺杂或使用多种工艺的组合(例如，氢化、氮化、退火和/掺杂的组合)，如本文所述。
92.在一些实施方式中，光学滤波器400可以包括在基底的与光学滤波器涂层部分410相对的一侧上的涂层480。涂层480可以是单层或多层。在一些示例中，涂层480可以是抗反射涂层、阻挡滤波器和/或带通滤波器。涂层480可以包括氧化物(包括sio
x
、sio2、tio2、ta2o5等)中的至少一种。在一个示例中，涂层480可以是sio2和非晶硅的交替层。附加地或可替代地，涂层480可以具有与光学滤波器涂层部分410相似的结构，并且可以包括两种以上的材料。在一些实施方式中，可以选择涂层480的材料以使得能够使用单个溅射沉积循环进行制造(例如使用与用于溅射光学滤波器涂层部分410的氢化硅相同的沉积循环来选择二氧化硅用于溅射)。
93.光学滤波器涂层部分410可以通过任何方法(包括但不限于任何涂覆和/或溅射工艺)来制造。例如，如图所示的光学滤波器涂层部分410可以通过以下方式来制造：在基底420上沉积h层430，然后可以在h层430上沉积m层440，并且然后可以在m层440上沉积第二h层430。随后，相同的溅射沉积工艺可用于沉积一个或更多个l层450，如本文更详细描述的。
这可以重复进行，直到沉积了期望数量的层。在一些情况下，在层430、层440、层450等中的一个或更多个层中可以有其他材料。例如，在沉积过程期间，用于形成沉积层的材料可能渗入下面的层中。在一些实施方式中，光学滤波器涂层部分410可以使用溅射过程来制造。例如，光学滤波器涂层部分410可以使用基于脉冲磁控管的溅射工艺在基底420上制造，基底420可以是玻璃基底或另一种类型的基底。
94.在一些实施方式中，多个阴极(例如用于溅射硅的第一阴极和用于溅射锗的第二阴极)可用于溅射工艺。在这种情况下，多个阴极可以与第一阴极相对于第二阴极的倾斜角度相关联，选择该倾斜角度以确保锗相对于硅的特定浓度，如下所述。在一些实施方式中，可以在溅射过程期间添加氢气流以对硅或硅锗进行氢化。类似地，可以在溅射工艺期间添加氮气流来对硅或硅锗进行氮化。
95.在一些实施方式中，光学滤波器涂层部分410可以使用一个或更多个退火工艺(例如在大约280摄氏度或在大约200摄氏度到大约400摄氏度之间的温度的情况下的第一退火工艺、在大约320摄氏度或在大约250摄氏度到大约350摄氏度之间的温度的情况下的第二退火工艺等)来退火。在一些实施方式中，可使用从靶材涂覆的sige:h来制造光学滤波器涂层部分410。
96.在一些实施方式中，光学滤波器涂层部分410附接到基底，例如基底420。例如，光学滤波器涂层部分410可以附接到玻璃基底或另一种类型的基底。附加地或可替代地，光学滤波器涂层部分410可以直接涂覆到检测器上或包括检测器阵列的一组硅晶片上(例如，使用光刻法、剥离工艺等)。在一些实施方式中，光学滤波器涂层部分410可以与入射介质相关联。例如，光学滤波器涂层部分410可以与作为入射介质的空气介质或玻璃介质相关联。在一些实施方式中，光学滤波器400可以设置在一组棱镜之间。在另一个示例中，可以使用另一种入射介质(例如透明环氧树脂)，和/或可以使用另一种基底，例如聚合物基底(例如，聚碳酸酯基底、环烯烃共聚物(cop)基底等)。
97.在一些实施方式中，光学滤波器400可以随着入射角度的变化而具有低的中心波长位移。随着入射角度从0
°
变化到60
°
，通带的中心波长在幅度上移位小于15nm。在一些示例中，随着入射角度从0
°
变化到40
°
，通带的中心波长可以在幅度上移位小于5nm。
98.如上所指示，图4仅作为示例被提供。其他实例可能与关于图4所描述的实例不同。
99.图5a
‑
5d是用于制造本文描述的一个或更多个示例性实施方式的溅射沉积系统的一个或更多个示例500的示图。
100.如图5a所示，示例性溅射沉积系统可以包括真空室510、基底520、阴极530、靶材531、阴极电源540、阳极550、等离子体激活源(pas)560、和pas电源570。靶材531可以包括基于特定浓度的光学特征选择的特定浓度的硅材料、硅锗材料等。在另一个示例中，阴极530的角度可以被配置成使得特定浓度的银、硅和/或硅锗被溅射到基底520上，如本文所述。pas电源570可用于为pas 560供电，并可包括射频(rf)电源。阴极电源540可用于为阴极530供电，并可包括脉冲直流(dc)电源。在这种情况下，溅射沉积系统可以使得一层或更多层通过dc溅射被溅射到基底520上。
101.如图5a所示，靶材531可以在氢气(h2)以及惰性气体(例如氩气)存在的情况下被溅射，以在基底520上沉积银材料、氢化硅(si:h)材料、氢化硅锗(sige:h)材料、二氧化硅材料(sio2)等作为层。例如，靶材531(以及如本文所述的另一个靶材)可以在基底520的第一
侧上沉积银和氢化硅的交替层(例如，以形成itf带通滤波器)，并且在基底520的第二侧上沉积二氧化硅和氢化硅的交替层(例如，以控制itf带通滤波器的光学性能，如上所述)。
102.惰性气体可以通过阳极550和/或pas 560提供到腔室中。氢通过用于活化氢的pas 560引入真空室510。附加地或可替代地，阴极530可以引起氢活化，在这种情况下，氢可以被从另一部分真空室510引入，或者阳极550可以引起氢活化，在这种情况下，阳极550可以将氢引入真空室510中。在一些实施方式中，氢可以采取氢气、氢气和惰性气体(例如氩气)的混合物等等的形式。pas 560可以位于阴极530的阈值接近度内，这允许来自pas 560的等离子体和来自阴极530的等离子体重叠。pas 560的使用可以允许以相对高的沉积速率来沉积si:h层和/或sige:h层。在一些实施方式中，以大约0.05nm/s至大约2.0nm/s的沉积速率、以大约0.5nm/s至大约1.2nm/s的沉积速率、以大约0.8nm/s的沉积速率等等来沉积si:h层和/或sige:h层。
103.尽管本文根据特定的几何形状和特定的实施方式描述了溅射工艺，但是其他几何形状和其他实施方式也是可能的。例如，可以从另一个方向、从阴极530的阈值接近度中的气体歧管等等注入氢。
104.如图5b
‑
5c所示，类似的溅射沉积系统包括真空室510、基底520、第一阴极580、第二阴极590、第一靶材581、第二靶材591、阴极电源540、阳极550、pas 560和pas电源570。在这种情况下，第一靶材581可以是硅靶材，而第二靶材591可以是银靶材。因此，如本文所述，第一靶材581可称为硅靶材581，而第二靶材591可称为银靶材591。然而，应当理解，第一靶材581和/或第二靶材591可以由其他合适的材料制成以形成滤波器层。
105.如图5b所示，硅靶材581相对于基底520取向为大约0度(例如，近似平行于基底520)，而银靶材591相对于基底520取向为大约120度。在这种情况下，硅和银分别由阴极580和阴极590分别从硅靶材581和银靶材591溅射到基底520上。在这种情况下，使用两个靶材581和591，可以完成诸如itf带通滤波器200的itf带通滤波器的制造，而不需要打开由溅射沉积系统提供的真空来改变靶材的材料，从而减少了制造的时间量。
106.如图5c所示，在类似的溅射沉积系统中，硅靶材581和银靶材591各自相对于基底520取向为大约60度，并且硅和银分别由阴极580和阴极590分别从硅靶材581和银靶材591溅射到基底520上。
107.如图5d所示，在类似的溅射沉积系统中，硅靶材581相对于基底520取向为大约120度，而银靶材591相对于基底520取向为大约0度。在这种情况下，硅和锗分别由阴极580和阴极590分别从硅靶材581和银靶材591溅射到基底520上。
108.关于图5a
‑
5d，硅溅射沉积系统中部件的每个配置可以导致硅、硅和银等等的不同相对浓度。尽管本文根据部件的不同配置进行了描述，但是也可以使用不同的材料、不同的制造工艺等等来实现硅和锗的不同相对浓度。
109.如上所示，仅作为一个或更多个示例来提供图5a
‑
5d。其他示例可能与关于图5a
‑
5d所描述的内容不同。
110.图6a
‑
6b是本文所述的一个或更多个示例实施方式600的示图。如图6a所示，示例实施方式600可以包括传感器系统610。传感器系统610可以是光学系统的一部分，并且可以提供与传感器确定相对应的电输出。传感器系统610包括光学滤波器结构620和光学传感器640，光学滤波器结构620包括光学滤波器630。例如，光学滤波器结构620可以包括执行通带
滤波功能的光学滤波器630或另一种类型的光学滤波器。传感器系统610包括向目标660(例如，人、对象等)发射光学信号的光学发射器650。
111.尽管本文中可以根据传感器系统中的光学滤波器描述实施方式，但是本文中描述的实施方式可以在另一种类型的系统中使用，可以在传感器系统外部使用，等等。
112.如图6a进一步所示，并且通过附图标记670标记的，输入光信号被导向光学滤波器结构620。输入光学信号可以包括由光学发射器650发射的nir光和来自传感器系统610被使用的环境的环境光。例如，当光学滤波器630是带通滤波器时，光学发射器650可以向(例如，由目标660执行的手势的)手势识别系统的用户引导近红外(nir)光，并且nir光可以从目标660(例如，用户)向光学传感器640反射，以允许光学传感器640执行nir光的测量。在这种情况下，可以从一个或更多个环境光源(例如，灯泡或太阳)向光学传感器640引导环境光。在另一个示例中，可以向目标660引导多个光束，并且多个光束的子集可以被反射向光学滤波器结构620，该光学滤波器结构620可以相对于光学传感器640以倾斜角度设置，如图所示。在一些实施方式中，可以使用另一个倾斜角度(例如，针对带通滤波器使用0度倾斜角度)。
113.在一些实施方式中，光学滤波器结构620可以直接设置和/或形成在光学传感器640上，而不是设置成与光学传感器640相距一定距离。例如，可以使用例如光刻法将光学滤波器结构620涂覆并图案化到光学传感器640上。在另一个示例中，光学发射器650可以向另一种类型的目标660引导nir光(例如用于检测交通工具附近的对象、检测盲人附近的对象、检测对象附近(例如，使用lidar技术)等等)，并且作为结果，可以向光学传感器640引导nir光和环境光。
114.如图6a进一步所示，并通过附图标记680标记的，光学信号的一部分通过光学滤波器630和光学滤波器结构620。例如，光学滤波器630可以包括上述光学滤波器400的任何光学滤波器涂层部分410，并且可以使一部分光在第一方向上被反射。在这种情况下，光学滤波器630阻挡输入光学信号的可见光，而不会过度阻挡nir光，并且不会随着输入光学信号入射角度的增加而引入过度的角度位移。
115.如图6a进一步所示，并通过附图标记690标记的，基于传递到光学传感器640的光学信号的部分，光学传感器640可为传感器系统610提供输出电信号(例如用于识别用户的手势或检测对象的存在)。在一些实施方式中，可以使用光学滤波器630和光学传感器640的另外的布置。例如，光学滤波器630可将光信号的第二部分沿另一方向导向不同位置的光学传感器640，而不是与输入光信号共线地使光信号的第二部分通过。在另一个示例中，光学传感器640可以是雪崩光电二极管、铟镓砷(ingaas)检测器、红外检测器等等。
116.如图6b所示，类似的示例实施方式600可以包括传感器系统610、光学滤波器结构620、光学滤波器630、光学传感器640、光学发射器650和目标660。图6b示出了包括如本文所述的光学滤波器630的特定的示例实施方式600。
117.光学发射器650发射800nm至1100nm的波长范围内的发射波长的光。光学发射器650发射调制的光(例如，光脉冲)。光学发射器650可以是发光二极管(led)、led阵列、激光二极管或激光二极管阵列。光学发射器650向目标660发射光，该目标660将发射的光反射回传感器系统610。当传感器系统610是手势识别系统时，目标660是手势识别系统的用户。传感器系统610还可以是接近传感器系统、三维(3d)成像系统、距离感测系统、深度传感器和/或另一种合适的传感器系统。
118.光学滤波器630被设置为接收由目标660反射后的发射的光。光学滤波器630具有包括发射波长并且至少部分与800nm至1100nm的波长范围重叠的通带。光学滤波器630是带通滤波器(例如itf带通滤波器)。光学滤波器630透射来自光学发射器650的发射的光，同时基本上阻挡环境光。
119.光学传感器640被设置为接收由光学滤波器630透射后的发射光。在一些实施方式中，光学滤波器630直接形成在光学传感器640上。例如，可以在晶片级处理(wlp)中将光学滤波器630涂覆和图案化(例如，通过光刻法)在传感器(例如，接近传感器)上。
120.当传感器系统610是接近传感器系统时，光学传感器640是接近传感器，该接近传感器检测发射的光以感测目标660的接近。当传感器系统610是3d成像系统或手势识别系统时，光学传感器640是3d图像传感器(例如，电荷耦合器件(ccd)芯片或互补金属氧化物半导体(cmos)芯片)，其检测发射的光以提供目标660的3d图像，目标660例如是用户。3d图像传感器将光学信息转换成电信号，以供处理系统(例如，专用集成电路(asic)芯片或数字信号处理器(dsp)芯片)进行处理。当传感器系统610是手势识别系统时，处理系统处理用户的3d图像以识别用户的手势。其他类型的传感器系统610可以是可能的。
121.如上所示，仅仅作为一个或更多个示例来提供图6a
‑
6b。其他示例可能与关于图6a
‑
6b所描述的内容不同。
122.图7是与用氢化硅和银制造itf带通滤波器相关联的示例过程700的流程图。在一些实施方式中，图7的一个或更多个过程块可以由制造设备(例如，图5a
‑
5d的溅射沉积系统)来执行。
123.如图7所示，过程700可以包括沉积光学滤波器的光学滤波器层的第一子集，光学滤波器层的第一子集包括具有第一折射率的第一材料，第一材料至少包括硅和氢(块710)。例如，如上所述，制造设备可以沉积光学滤波器的光学滤波器层的第一子集，光学滤波器层的第一子集包括具有第一折射率的第一材料，第一材料至少包括硅和氢。
124.如图7中进一步所示，过程700可以包括沉积光学滤波器的光学滤波器层的第二子集，光学滤波器层的第二子集包括具有第二折射率的第二材料，第二材料不同于第一材料并且第二折射率小于第一折射率，第二材料至少包括银(块720)。例如，如上所述，制造设备可以沉积光学滤波器的光学滤波器层的第二子集，光学滤波器层的第二子集包括具有第二折射率的第二材料，第二材料不同于第一材料，并且第二材料至少包括银。
125.过程700可以包括附加的实施方式(例如下面描述的和/或结合本文别处描述的一个或更多个其他过程的任何单个实施方式或实施方式的任何组合)。
126.在第一实施方式中，沉积光学滤波器层的第一子集包括使用第一靶材溅射光学滤波器层的第一子集。
127.在第二实施方式中，单独或与第一实施方式相结合，沉积光学滤波器层的第二子集包括使用第二靶材溅射光学滤波器层的第二子集。
128.在第三实施方式中，单独或与第一实施方式和第二实施方式中的一个或更多个相结合，过程700包括沉积光学滤波器的光学滤波器层的第三子集，光学滤波器层的第三子集包括具有第三折射率的第三材料。
129.在第四实施方式中，单独或与第一实施方式至第三实施方式中的一个或更多个相结合，第一材料是氢化硅(sih)，第二材料是银(ag)，而第三材料是二氧化硅(sio2)。
130.在第五实施方式中，单独或与第一实施方式至第四实施方式中的一个或更多个相结合，使用用于沉积光学滤波器层的第一子集的第一靶材或用于沉积光学滤波器层的第二子集的第二靶材中的至少一种来沉积光学滤波器层的第三子集。
131.在第六实施方式中，单独或与第一实施方式至第五实施方式中的一个或更多个相结合，使用单个真空室制造光学滤波器。
132.虽然图7示出过程700的示例块，但在一些实现方式中，与图7中描绘的那些块相比，过程700可包括额外的块、更少的块、不同的块或不同地布置的块。此外或可选地，过程700的两个或更多个块可并行地被执行。
133.前述公开提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实施方式限制到所公开的精确形式。可以根据上述公开进行修改和变化，或者可以从实施方式的实践中获得。
134.如本文所使用的，根据上下文，满足阈值可以是指值大于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、小于或等于阈值、等于阈值等等，这取决于上下文。
135.即使特征的特定组合在权利要求中被叙述和/或在说明书中被公开，这些组合不意图限制多种实施方式的公开内容。事实上，这些特征中的许多特征可以以在权利要求中没有具体叙述和/或在说明书中没有具体公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可以直接从属于仅一个权利要求，但是多种实施方式的公开内容包括每个从属权利要求与权利要求集合中的每个其他权利要求的组合。
136.除非如此明确描述，否则本文使用的要素、动作或指令都不应被解释为关键或必要的。此外，如本文所使用的，冠词“一(a)”和“一(an)”意图包括一个或更多个项目，并且可以与“一个或更多个”互换使用。此外，如本文所使用的，冠词“该(the)”意图包括与冠词“该”相关联提及的一个或更多个项目，并且可以与“该一个或更多个”互换使用。此外，如本文所使用的，术语“集合(set)”意图包括一个或更多个项目(例如，相关的项目、不相关的项目、相关的项目和不相关的项目的组合等)，并且可以与“一个或更多个”互换使用。在意图仅一个项目的情况下，使用短语“仅一个”或类似的语言。此外，如本文所使用的，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”或类似术语意图是开放式术语。此外，短语“基于”意图意指“至少部分地基于”，除非另有明确说明。此外，如本文所使用的，术语“或”在一系列中使用时意图是包含性的，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“任一”或“......中的仅一个”组合使用)。