光子晶體傳感器結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]各種實施例涉及可以包括光子晶體傳感元件的傳感器以及用于制造具有光子晶體傳感元件的傳感器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]許多傳感器設(shè)備依賴于振動的晶體隔膜從而進行工作。隔膜的振動能夠產(chǎn)生可以被轉(zhuǎn)換為電脈沖的信號。然而，隔膜被這種振動施壓。環(huán)境壓力對于隔膜的大的以及/或突然的振動可以導致隔膜中的破裂并且因此使得傳感器無法操作。由于在校準隔膜的正確彈力(彈性常數(shù))以及因此的設(shè)備的正確操作電壓中經(jīng)常產(chǎn)生問題，制造例如耐震的魯棒的隔膜傳感器可能非常具有挑戰(zhàn)性。公開一種傳感器以及用于制造傳感器的方法，其可以執(zhí)行晶體隔膜傳感器的許多相同的功能但是不需要移動部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在各種實施例中，提供一種傳感器。該傳感器可以包括具有開口的基底、在該基底中的光源、在基底中的光學探測器以及跨越該開口的結(jié)構(gòu)，該開口貫穿基底的中心部分。根據(jù)各種實施例，同樣地公開一種用于制造傳感器的方法。
【附圖說明】
[0004]在附圖中，貫穿不同的視圖，相同的參考標號大體上指代本公開中的相同部分。附圖未必按照比例，而是通常強調(diào)圖示本公開的原理。在下面的描述中，參照附圖對本公開的各個實施例進行描述，其中:
[0005]圖1示出了根據(jù)可能的實施例的傳感器的橫截面表示，該傳感器可以包括基底、光源、光學探測器以及多個布置在光源和光學探測器之間的光學路徑中的在基底中的光學空腔；
[0006]圖2A示出了根據(jù)一個實施例的圖1的傳感器的側(cè)視橫截面表示；
[0007]圖2B示出了根據(jù)一個實施例的圖1的傳感器的頂視平面表示；
[0008]圖2C示出了根據(jù)一個實施例的實施為氣體探測傳感器的圖1的傳感器的頂視平面表示;
[0009]圖2D示出了根據(jù)一個實施例的實施為溫度傳感器的圖1的傳感器的頂視平面表示;
[0010]圖2E示出了根據(jù)一個實施例的實施為壓力傳感器的圖1的傳感器的頂視平面表示;
[0011]圖3示出了根據(jù)一個實施例的圖1的傳感器的頂視平面表示，其中多個光學空腔和光學探測器處于交替配置；
[0012]圖4示出了根據(jù)一個實施例的圖3的傳感器的頂視平面表示，其中多個光學空腔和光學探測器處于交替配置；
[0013]圖5-圖11描繪了針對所公開的傳感器的實施例的理論計算數(shù)據(jù)的圖形表示；
[0014]圖12A和圖12B以流程圖形式描述了根據(jù)一個實施例的形成傳感器的方法。
【具體實施方式】
[0015]下面的詳細描述參照附圖，附圖通過圖示的方式示出了其中可以實踐本公開的特定細節(jié)和實施例。
[0016]這里所使用的詞語“示例性的”是指“用作例子、示例或者圖示”。在這里描述為“示例性的”的任何實施例或設(shè)計并不必然被解釋為較之其他實施例或設(shè)計而言為優(yōu)選的或者具有優(yōu)勢的。
[0017]關(guān)于沉積的材料形成在側(cè)或表面“之上”所使用的詞語“之上”可以在這里用來意味著所沉積的材料可以“直接地形成在所暗示的側(cè)或表面上”，例如與所暗示的側(cè)或表面直接接觸。關(guān)于沉積的材料形成在側(cè)或表面“之上”所使用的詞語“之上”可以在這里用來意味著所沉積的材料可以“間接地形成在所暗示的側(cè)或表面上”，其中在所暗示的側(cè)或表面和所沉積的材料之間布置有一個或多個附加的層。
[0018]這里所使用的術(shù)語“載體結(jié)構(gòu)”應當被理解為包括各種結(jié)構(gòu)，例如引線框、例如硅基底的半導體基底、印刷電路板以及/或各種柔性基底。
[0019]根據(jù)各種實施例，如圖1所描述地，公開了一種傳感器100。如圖1所描述地，為了便于描述和描繪，該傳感器100沿著虛線101被劃分開。傳感器100可以包括基底102和貫穿基底102的中心部分形成的開口 104。在各種實施例中，傳感器100可以進一步包括形成在基底102中的光源106。根據(jù)各種實施例，傳感器100可以進一步包括形成在基底102中的光學探測器108。在各種實施例中，傳感器100可以包括在基底102中的多個跨越開口104的光學空腔110。傳感器100可以包括可以電氣耦合到光源106的第一電氣元件112。在一些實施例中，傳感器100可以進一步包括可以電氣耦合到光學探測器108的第二電氣元件114。
[0020]在各種實施例中，基底102可以包括或者主要包括例如以下的半導體材料:鍺、鍺硅、碳化硅、氮化鎵、銦、氮化銦鎵、砷化銦鎵、銦鎵氧化鋅或者其他元素和/或化合物半導體，例如諸如砷化鎵或磷化銦的II1-V化合物半導體，或者I1-VI化合物半導體或三元化合物半導體或四元化合物半導體，如對于給定的應用所可能希望的那樣?；?02可以包括或者主要包括例如玻璃以及/或各種聚合物。基底102可以為絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)。在一些實施例中基底102可以為印刷電路板。根據(jù)各種實施例，基底102可以為柔性基底，諸如柔性塑料基底，例如聚酰亞胺基底。在各種實施例中，基底102可以由下述材料中的一種或多種組成或者可以包括下述材料中的一種或多種:聚酯膜、熱固性塑料、金屬、金屬化塑料、金屬箔和聚合物。在各種實施例中，基底102可以為柔性層疊結(jié)構(gòu)。根據(jù)各種實施例，基底102可以為半導體基底，例如硅基底。基底102可以包括或者主要包括其他材料或材料的組合，例如對于給定的應用可能希望的各種電介質(zhì)、金屬以及聚合物。在各種實施例中，基底102可以具有在從約100 μ m到約700 μ m的范圍中的厚度Tl，例如在從約150 μ m到約650 μ m的范圍中，例如在從約200 μ m到約600 μ m的范圍中，例如在從約250 μ m到約550 μπι的范圍中，例如在從約300 μπι到約500 μπι的范圍中，例如在從約350 μπι到約450 μm的范圍中。在一些實施例中，基底102可以具有至少為約100 μm的厚度Tl，例如至少為約150 μ m，例如至少為約200 μ m，例如至少為約250 μ m，例如至少為約300 μ m。在各種實施例中，基底102可以具有小于或等于約700 μπι的厚度Tl，例如小于或等于650 μπι,例如小于或等于600 μ m，例如小于或等于550 μ m，例如小于或等于500 μ m。
[0021]根據(jù)各種實施例，開口 104可以利用各種技術(shù)貫穿形成在基底102中，例如激光鉆孔、各種研磨技術(shù)、深度反應離子蝕刻、各向同性氣相蝕刻、蒸汽蝕刻、濕蝕刻、各向同性干蝕刻、等離子體蝕刻、各種光刻技術(shù)等。在各種實施例中，開口 104可以為正方形或者基本上為正方形的形狀。開口 104可以為矩形或者基本上為矩形的形狀。根據(jù)各種實施例，開口 104可以為圓形或者基本上為圓形的形狀。開口 104可以為橢圓形或者基本上為橢圓形的形狀。根據(jù)各種實施例，開口 104可以為三角形或者基本上為三角形的形狀。開口 104可以為十字形或者基本上為十字形的形狀。根據(jù)各種實施例，開口 104可以形成為對于給定的應用所希望的任何形狀。
[0022]根據(jù)各種實施例，光源106可以形成在基底102中。光源106可以與基底102單片集成。在各種實施例中，光源106和基底102可以在分立的步驟中形成并且接著利用各種方式接合并且/或者耦合在一起。光源106和基底102可以實施為層疊結(jié)構(gòu)類型。根據(jù)各種實施例，光源106可以通過各種技術(shù)形成在基底102中，例如蒸鍍、電化學工藝、電鍍工藝、化學鍍工藝、化學氣相沉積工藝、分子束外延、旋轉(zhuǎn)涂覆、濺射沉積以及/或各種其他對于給定應用所希望的技術(shù)。在各種實施例中，光源106可以實施為發(fā)光二極管(LED)類型。在各種其他實施例中，光源106可以實施為發(fā)光半導體晶片，諸如半導體激光器。在各種實施例中，光源106可以實施為混合硅激光器。在一些實施例中，光源106可以實施為任何對于給定應用所希望的發(fā)光裝置。在一些實施例中，光源106可以為外部光源。光源106可以包括或者主要包括例如以下的半導體材料:鍺、鍺硅、碳化硅、氮化鎵、銦、氮