光子晶体传感器结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]各种实施例涉及可以包括光子晶体传感元件的传感器以及用于制造具有光子晶体传感元件的传感器的方法。
【背景技术】
[0002]许多传感器设备依赖于振动的晶体隔膜从而进行工作。隔膜的振动能够产生可以被转换为电脉冲的信号。然而，隔膜被这种振动施压。环境压力对于隔膜的大的以及/或突然的振动可以导致隔膜中的破裂并且因此使得传感器无法操作。由于在校准隔膜的正确弹力(弹性常数)以及因此的设备的正确操作电压中经常产生问题，制造例如耐震的鲁棒的隔膜传感器可能非常具有挑战性。公开一种传感器以及用于制造传感器的方法，其可以执行晶体隔膜传感器的许多相同的功能但是不需要移动部件。
【发明内容】
[0003]在各种实施例中，提供一种传感器。该传感器可以包括具有开口的基底、在该基底中的光源、在基底中的光学探测器以及跨越该开口的结构，该开口贯穿基底的中心部分。根据各种实施例，同样地公开一种用于制造传感器的方法。
【附图说明】
[0004]在附图中，贯穿不同的视图，相同的参考标号大体上指代本公开中的相同部分。附图未必按照比例，而是通常强调图示本公开的原理。在下面的描述中，参照附图对本公开的各个实施例进行描述，其中:
[0005]图1示出了根据可能的实施例的传感器的横截面表示，该传感器可以包括基底、光源、光学探测器以及多个布置在光源和光学探测器之间的光学路径中的在基底中的光学空腔；
[0006]图2A示出了根据一个实施例的图1的传感器的侧视横截面表示；
[0007]图2B示出了根据一个实施例的图1的传感器的顶视平面表示；
[0008]图2C示出了根据一个实施例的实施为气体探测传感器的图1的传感器的顶视平面表示;
[0009]图2D示出了根据一个实施例的实施为温度传感器的图1的传感器的顶视平面表示;
[0010]图2E示出了根据一个实施例的实施为压力传感器的图1的传感器的顶视平面表示;
[0011]图3示出了根据一个实施例的图1的传感器的顶视平面表示，其中多个光学空腔和光学探测器处于交替配置；
[0012]图4示出了根据一个实施例的图3的传感器的顶视平面表示，其中多个光学空腔和光学探测器处于交替配置；
[0013]图5-图11描绘了针对所公开的传感器的实施例的理论计算数据的图形表示；
[0014]图12A和图12B以流程图形式描述了根据一个实施例的形成传感器的方法。
【具体实施方式】
[0015]下面的详细描述参照附图，附图通过图示的方式示出了其中可以实践本公开的特定细节和实施例。
[0016]这里所使用的词语“示例性的”是指“用作例子、示例或者图示”。在这里描述为“示例性的”的任何实施例或设计并不必然被解释为较之其他实施例或设计而言为优选的或者具有优势的。
[0017]关于沉积的材料形成在侧或表面“之上”所使用的词语“之上”可以在这里用来意味着所沉积的材料可以“直接地形成在所暗示的侧或表面上”，例如与所暗示的侧或表面直接接触。关于沉积的材料形成在侧或表面“之上”所使用的词语“之上”可以在这里用来意味着所沉积的材料可以“间接地形成在所暗示的侧或表面上”，其中在所暗示的侧或表面和所沉积的材料之间布置有一个或多个附加的层。
[0018]这里所使用的术语“载体结构”应当被理解为包括各种结构，例如引线框、例如硅基底的半导体基底、印刷电路板以及/或各种柔性基底。
[0019]根据各种实施例，如图1所描述地，公开了一种传感器100。如图1所描述地，为了便于描述和描绘，该传感器100沿着虚线101被划分开。传感器100可以包括基底102和贯穿基底102的中心部分形成的开口 104。在各种实施例中，传感器100可以进一步包括形成在基底102中的光源106。根据各种实施例，传感器100可以进一步包括形成在基底102中的光学探测器108。在各种实施例中，传感器100可以包括在基底102中的多个跨越开口104的光学空腔110。传感器100可以包括可以电气耦合到光源106的第一电气元件112。在一些实施例中，传感器100可以进一步包括可以电气耦合到光学探测器108的第二电气元件114。
[0020]在各种实施例中，基底102可以包括或者主要包括例如以下的半导体材料:锗、锗硅、碳化硅、氮化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、铟镓氧化锌或者其他元素和/或化合物半导体，例如诸如砷化镓或磷化铟的II1-V化合物半导体，或者I1-VI化合物半导体或三元化合物半导体或四元化合物半导体，如对于给定的应用所可能希望的那样。基底102可以包括或者主要包括例如玻璃以及/或各种聚合物。基底102可以为绝缘体上硅(SOI)结构。在一些实施例中基底102可以为印刷电路板。根据各种实施例，基底102可以为柔性基底，诸如柔性塑料基底，例如聚酰亚胺基底。在各种实施例中，基底102可以由下述材料中的一种或多种组成或者可以包括下述材料中的一种或多种:聚酯膜、热固性塑料、金属、金属化塑料、金属箔和聚合物。在各种实施例中，基底102可以为柔性层叠结构。根据各种实施例，基底102可以为半导体基底，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组合，例如对于给定的应用可能希望的各种电介质、金属以及聚合物。在各种实施例中，基底102可以具有在从约100 μ m到约700 μ m的范围中的厚度Tl，例如在从约150 μ m到约650 μ m的范围中，例如在从约200 μ m到约600 μ m的范围中，例如在从约250 μ m到约550 μπι的范围中，例如在从约300 μπι到约500 μπι的范围中，例如在从约350 μπι到约450 μm的范围中。在一些实施例中，基底102可以具有至少为约100 μm的厚度Tl，例如至少为约150 μ m，例如至少为约200 μ m，例如至少为约250 μ m，例如至少为约300 μ m。在各种实施例中，基底102可以具有小于或等于约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]根据各种实施例，开口 104可以利用各种技术贯穿形成在基底102中，例如激光钻孔、各种研磨技术、深度反应离子蚀刻、各向同性气相蚀刻、蒸汽蚀刻、湿蚀刻、各向同性干蚀刻、等离子体蚀刻、各种光刻技术等。在各种实施例中，开口 104可以为正方形或者基本上为正方形的形状。开口 104可以为矩形或者基本上为矩形的形状。根据各种实施例，开口 104可以为圆形或者基本上为圆形的形状。开口 104可以为椭圆形或者基本上为椭圆形的形状。根据各种实施例，开口 104可以为三角形或者基本上为三角形的形状。开口 104可以为十字形或者基本上为十字形的形状。根据各种实施例，开口 104可以形成为对于给定的应用所希望的任何形状。
[0022]根据各种实施例，光源106可以形成在基底102中。光源106可以与基底102单片集成。在各种实施例中，光源106和基底102可以在分立的步骤中形成并且接着利用各种方式接合并且/或者耦合在一起。光源106和基底102可以实施为层叠结构类型。根据各种实施例，光源106可以通过各种技术形成在基底102中，例如蒸镀、电化学工艺、电镀工艺、化学镀工艺、化学气相沉积工艺、分子束外延、旋转涂覆、溅射沉积以及/或各种其他对于给定应用所希望的技术。在各种实施例中，光源106可以实施为发光二极管(LED)类型。在各种其他实施例中，光源106可以实施为发光半导体晶片，诸如半导体激光器。在各种实施例中，光源106可以实施为混合硅激光器。在一些实施例中，光源106可以实施为任何对于给定应用所希望的发光装置。在一些实施例中，光源106可以为外部光源。光源106可以包括或者主要包括例如以下的半导体材料:锗、锗硅、碳化硅、氮化镓、铟、氮