[发明专利]光谱芯片、芯片封装结构以及制作方法

说明书

本发明公开了一种光谱芯片、芯片封装结构以及制作方法，设置光谱芯片具有N个光谱通道组，每个光谱通道组具有多个独立的光谱通道，每个光谱通道组中，第一反射膜堆和第二反射膜堆与二者之间的中间层构成干涉仪，可以对400nm‑1100nm可见近红外波段的光线进行分光，对于第i光谱通道组，其光谱通道的光学厚度是XL_i或XH_i，X范围是1.2‑2.8，可以构成高分辨率的高光谱芯片，分辨率△λ/λ可以达到0.01，宽光谱波段的光线通过光谱芯片后，可以得到不同光谱波段的窄带光谱，窄带光谱的带宽在几纳米到几十纳米。光谱芯片中各个光谱通道组可以通过半导体工艺一体集成在基片上，具有体积小以及结构紧凑的优点，便于与探测器芯片组合，便于实现光谱仪的模块化和小型化设计。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，更具体的说，涉及一种光谱芯片、芯片封装结构以及制作方法。

背景技术

现在航天航空领域、无人机等领域对高、超光谱仪的需求越来越多。设备的模块化和小型化涉及是一种主流发展趋势，而光谱仪的核心模块是光谱分光系统，但是目前光谱分光系统主要由光栅、干涉仪、线性渐变滤光片以及集成滤光片阵列等原件构成，其分光方案存在结构复杂以及体积大等问题，不便于光谱仪的模块化和小型化设计。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光谱芯片、芯片封装结构以及制作方法，用于分光的光谱芯片具有体积小和结构紧凑的优点，便于与探测器芯片组合，便于实现光谱仪的模块化和小型化设计。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光谱芯片，所述光谱芯片包括：

基片，具有相对的第一表面和第二表面；

设置在所述第一表面的N个光谱通道组，N为正整数；所述光谱通道组包括：设置在所述第一表面的第一反射膜堆，设置在所述第一反射膜堆表面的中间层，以及设置在所述中间层表面的第二反射膜堆；所述中间层分为多个独立的光谱通道；

设置在所述第二表面的截次峰膜系，用于消除对应所述光谱通道组的光谱次峰；

其中，所述第一反射膜堆和所述第二反射膜堆均包括多层交替设置的高折射率材料膜层和低折射率材料膜层；所述第一反射膜堆和所述第二反射膜堆与二者之间的所述中间层构成干涉仪，对400nm-1100nm可见近红外波段的光线进行分光；设定所述N个光谱通道组依次为第1光谱通道组-第N光谱通道组，第i光谱通道组对应分光波段的中心波长为λ_i，i为不大于N的正整数；所述光谱通道是所述高折射率材料膜层，其光学厚度是XH_i，其两侧均为所述低折射率材料膜层，或，所述光谱通道是所述低折射率材料膜层，其光学厚度是XL_i，其两侧均为述高折射率材料膜层，X范围是1.2-2.8，L_i＝H_i＝λ_i/4。

优选的，在上述光谱芯片中，所述光谱芯片共具有256个光谱通道，光谱通道间隔为2.734nm，且包括6个光谱通道组；该6个光谱通道组依次为第1光谱通道组-第6光谱通道组；

第1光谱通道组用于对波长为400nm-462.882nm的光波段进行分光，该光波段中心波长λ₁＝432.8nm；

第2光谱通道组用于对波长为465.616nm-550.37nm的光波段进行分光，该光波段中心波长λ₂＝509.4nm；

第3光谱通道组用于对波长为553.104nm-637.858nm的光波段进行分光，该光波段中心波长λ₃＝596.8nm；

第4光谱通道组用于对波长为640.592nm-747.218nm的光波段进行分光，该光波段中心波长λ₄＝695.3nm；