本申請(qǐng)要求于2015年2月18日提交的題為“nearinfraredopticalinterferencefilterswithimprovedtransmission(具有改進(jìn)的透射率的近紅外光學(xué)干涉濾波器)”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/117,598的權(quán)益。2015年2月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/117,598的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

以下涉及光學(xué)領(lǐng)域、光學(xué)濾波器領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

已知的透射型干涉濾波器采用交替的硅和二氧化硅(sio2)層的堆疊。已知這種器件用于低至約1100nm的短波和中波紅外，這是因?yàn)楣韬蛃io2在該范圍內(nèi)都是透明的。較低波長(zhǎng)閾值(對(duì)應(yīng)于光子能量上限閾值)由硅的吸收開(kāi)始得到控制，硅在其結(jié)晶形式下具有約1.12ev的帶隙。在這些器件中硅的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是其高折射率。除了別的以外，光學(xué)干涉濾波器的光譜輪廓取決于照明角度。隨著角度增加，濾波器轉(zhuǎn)換到較短的波長(zhǎng)。這種角偏移取決于所使用的材料和這些材料的分布。較高的折射率導(dǎo)致較少的角偏移。對(duì)于窄帶濾波器，角偏移量限制了在光學(xué)系統(tǒng)中使用時(shí)濾波器的有用帶寬。在具有大角度接受角的系統(tǒng)中，構(gòu)造成例如產(chǎn)生低度角偏移的濾波器能具有比由折射率較低的材料構(gòu)成的濾波器更窄的通帶，因此具有更大的噪聲抑制。

為了將器件操作擴(kuò)展到近紅外，還已知使硅氫化，以便使用氫化非晶硅(a-si:h)和sio2的交替層。通過(guò)使硅氫化，降低了材料損耗和折射率。通過(guò)這種方法，可以實(shí)現(xiàn)在800-1000nm的范圍內(nèi)工作的非常高性能的干涉濾波器。

本文公開(kāi)了一些改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本文公開(kāi)的一個(gè)示例性方面中，公開(kāi)了一種干涉濾波器，其包括層堆疊，層堆疊包括多個(gè)層，多個(gè)層至少有：添加了氮的非晶氫化硅(a-si:h,n)層和一個(gè)或多個(gè)介電材料層，介電材料層的折射率低于a-si:h,n的折射率。作為非限制性的實(shí)例，一個(gè)或多個(gè)介電材料可以包括sio2，低氧化硅(siox)和/或氧氮化硅(sioxny)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)介電材料包括折射率在1.9至2.7的范圍內(nèi)(含端點(diǎn))的介電材料層。在一些實(shí)施例中，a-si:h,n具有1％與4％之間的氫和2％與6％之間的氮的原子濃度。層堆疊可以由諸如玻璃襯底的透明襯底支撐。

在本文公開(kāi)的另一個(gè)示例性的方面中，干涉濾波器包括層堆疊，堆疊包括交替的a-si:h,n和硅基介電層，其中干涉濾波器具有至少一個(gè)中心波長(zhǎng)在750-1100nm的范圍內(nèi)(含端點(diǎn))，或更優(yōu)選在800-1100nm的范圍內(nèi)(含端點(diǎn))的至少一個(gè)通帶。作為非限制性實(shí)例，硅基介電層可以包括氧化硅(siox)層和/或氮氧化硅(sioxny)層。在一些實(shí)施例中，a-si:h,n具有4％與8％之間的氫和2％與2％之間的氮的原子濃度。層堆疊可以由諸如玻璃襯底的透明襯底支撐。

在本文公開(kāi)的另一示例性方面中，公開(kāi)了一種制造包括交替的a-si:h,n層和siox層的干涉濾波器的方法。該方法包括將硅從硅靶濺射到濾波器襯底上，并且在濺射期間，在(i)工藝氣體包括氫氣和氮?dú)庖猿练easi:h,n與(ii)工藝氣體包含氧氣以沉積siox之間交替。濺射可以包括向硅靶施加負(fù)偏壓，并且包括氫氣和氮?dú)獾墓に嚉怏w和包括氧氣的工藝氣體都包括惰性氣體組分。惰性氣體可以例如為氬氣。還公開(kāi)了通過(guò)該工藝制造的干涉濾波器。

在本文公開(kāi)的另一示例性方面中，干涉濾波器包括層堆疊，層堆疊包括多個(gè)層，該多個(gè)層中至少有非晶氫化硅層，以及具有低于非晶氫化硅的折射率的折射率的一個(gè)或多個(gè)介電材料層，包括折射率在1.9至2.7的范圍內(nèi)(含端點(diǎn))的介電材料層。在一些實(shí)施例中，折射率在1.9至2.7的范圍內(nèi)(含端點(diǎn))的介電材料層包括一層或多層，包括si3n4，sioxny(其中y足夠大以提供1.9或更高的折射率)，ta2o5，nb2o5或tio2。在一些實(shí)施例中，層堆疊包括緊鄰介電材料層的至少一個(gè)sio2層，該介電材料層的折射率在1.9至2.7的范圍內(nèi)(含端點(diǎn))，沒(méi)有為非晶氫化硅的中間層。在一些實(shí)施例中，非晶氫化硅包括氮。在一些這樣的實(shí)施例中，包括氮的非晶氫化硅具有為1％與4％之間的氫和2％與6％之間的氮的原子濃度。

附圖說(shuō)明

圖1示意性地示出了用于制造如本文所公開(kāi)的具有改進(jìn)的透射率和/或減小的角偏移的近紅外光學(xué)干涉濾波器的濺射沉積系統(tǒng)。

圖2示意性地示出了氫化對(duì)于非晶氫化硅(a-si:h)的光學(xué)性質(zhì)(透射率和折射率)的影響。

圖3示意性地示出了氮添加劑對(duì)于固定氫化水平的a-si:h的光學(xué)性質(zhì)(透射率和折射率)的影響。

圖4示意性地示出了適于使用圖1的濺射沉積系統(tǒng)制造的干涉濾波器。

具體實(shí)施方式

如前所述，包括具有氫化硅(a-si:h)層的層單元堆疊的干涉濾波器用于在近紅外(800-1250nm)中操作，這是因?yàn)楣璧臍浠瘜⑽論p耗(既來(lái)自本征硅，又來(lái)自無(wú)序誘導(dǎo))降低到足以在通帶中提供可接受的濾波器透射特性。簡(jiǎn)要參考圖2，這里認(rèn)識(shí)到，用于近紅外的這種方法具有顯著的缺點(diǎn)。如示意圖2所示，對(duì)于紅外中的固定波長(zhǎng)(例如在800-1100nm的范圍內(nèi))，增加a-si:h的氫化(也就是說(shuō)，增加a-si:h的氫含量)確實(shí)會(huì)降低損耗，但是如圖2中示意性地所示，它也降低了a-si:h的折射率。

用于高數(shù)值孔徑光學(xué)系統(tǒng)的窄帶干涉濾波器的性能是在材料特性快速變化的近紅外區(qū)域獲得高透射率與低角偏移之間的折衷。高透射率對(duì)應(yīng)于低消光系數(shù)(可用大量氫獲得)，而小角偏移通過(guò)高折射率實(shí)現(xiàn)(可用少量氫獲得)。

簡(jiǎn)要參考圖3，所公開(kāi)的改進(jìn)涉及將受控量的氮添加到用于近紅外(800-1100nm)的硅基干涉濾波器的a-si:h層中。換句話(huà)說(shuō)，這種改進(jìn)需要用a-si:h,n代替a-si:h。如圖3中示意性地所示，對(duì)于紅外中(例如在800-1100nm范圍內(nèi))的固定波長(zhǎng)和對(duì)于給定(固定)的氫化水平，加入氮增加了透射率，伴隨著折射率較小的降低。加入氮對(duì)折射率的影響遠(yuǎn)小于氫化的影響，特別是對(duì)于10％的氮或更低的范圍內(nèi)的氮百分率而言。因此，該修改使得能夠在制造在800-1100nm的范圍內(nèi)工作同時(shí)具有角偏移、峰值透射率和濾波器帶寬的改進(jìn)控制的近紅外干涉濾波器。

另一方面，對(duì)于給定的通帶寬度，用a-si:h,n代替a-si:h可以提供在通帶中改進(jìn)的透射率。在這種方法中，與具有相同折射率步階(因此，相同的光譜通帶寬度)的等效的基于a-si:h的器件相比，用a-si:h,n代替a-si:h能夠制造在通帶中具有改進(jìn)的透射率的近紅外干涉濾波器。實(shí)際上，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在這種設(shè)計(jì)范例中，這種濾波器的實(shí)際工作范圍可以向下擴(kuò)展到750nm。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所披露的基于a-si:h,n的干涉濾波器所涵蓋的光譜范圍包括技術(shù)上重要的通帶，例如850nm的光學(xué)數(shù)據(jù)通信窗口。

在該范圍內(nèi)工作的一些干涉濾波器應(yīng)用中，另一個(gè)考慮因素是通帶的角偏移。在概念上，角偏移是由通過(guò)層的光線(xiàn)路徑長(zhǎng)度隨著偏離正入射的角度偏離增加而增加所導(dǎo)致的。路徑長(zhǎng)度的這種增加對(duì)應(yīng)于相位延遲的變化，其影響相長(zhǎng)/相消干涉從而引入角偏移。如果通過(guò)層的正入射路徑長(zhǎng)度為dl，那么材料中以角度θl(測(cè)得的對(duì)法向的偏離，即，對(duì)于正入射θl＝0)通過(guò)層的路徑長(zhǎng)度為d′l＝dl/cos(θl)。由于根據(jù)斯涅耳定律θl與入射到干涉濾波器上的光的入射角θ相關(guān)，假設(shè)環(huán)境為空氣(n＝1)，這使得θl＝arcsin(θ/nl)，其中nl為層的折射率。使用標(biāo)識(shí)可以將其寫(xiě)為因此，可以看出，由于層的小的折射率nl使角偏移效應(yīng)變差。

在常規(guī)的干涉濾波器設(shè)計(jì)中，通常希望使高折射率層與低折射率層之間的折射率對(duì)比度最大化。在硅基干涉濾波器中，高折射率層是a-si:h(其可以由本文公開(kāi)的a-si:h,n替代)，而二氧化硅(具有n～1.4-1.5的sio2)用作低折射率層。然而，這里公開(kāi)了通過(guò)在干涉濾波器的一些或全部低折射率層中用較高折射率材料代替sio2，來(lái)獲得在750-1000nm的范圍內(nèi)工作的干涉濾波器的減小的角偏移。在一些可預(yù)期的實(shí)施例中，替代層是折射率在1.9至2.7的范圍內(nèi)(含端點(diǎn))的介電層。提供這些值的一些合適的si兼容材料包括氮化硅(具有n～2.0-2.2的si3n4)，氮氧化硅(sioxny，y足夠大以提供1.9或更高的折射率)，五氧化二鉭(具有n～2.1-2.2的ta2o5)，五氧化二鈮(具有n～2.3-2.4的nb2o5)，或二氧化鈦(具有n～2.6的tio2)。在本文所示的示例性的實(shí)施例中，使用氮化硅(si3n4)。高折射率的a-si:h或a-si:h,n層應(yīng)具有足以提供與低折射率層對(duì)比時(shí)的所期望折射率對(duì)比度的氫(和任選的氮)含量。

此外，為了獲得對(duì)于設(shè)計(jì)規(guī)格角的所期望的低角偏移，僅用折射率較高的介電材料(例如si3n4)替換堆疊的一些sio2層可能是足夠的?？梢允褂霉鈱W(xué)設(shè)計(jì)軟件(例如光線(xiàn)跟蹤模擬器)來(lái)優(yōu)化具有已知折射率的材料的層放置和厚度，以便實(shí)現(xiàn)所期望的中心帶、帶寬和角偏移設(shè)計(jì)基礎(chǔ)特性。

現(xiàn)在參考圖1，描述了合適的制造系統(tǒng)。示例性的系統(tǒng)采用濺射沉積，然而，也可以設(shè)想到其它沉積方法，例如真空蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)等。一般來(lái)說(shuō)，可以使用a.c.(交流)濺射或d.c.(直流)濺射。示例性濺射沉積系統(tǒng)包括處理室10，其包含濺射靶保持器12和襯底轉(zhuǎn)盤(pán)14。對(duì)于示例性的沉積，將硅靶16(例如硅晶片16)安裝在濺射靶保持器12中。一個(gè)或多個(gè)襯底20被裝載到襯底轉(zhuǎn)盤(pán)14中。襯底20適當(dāng)?shù)赜芍T如玻璃、二氧化硅或氧化鋁的材料制成，其在重點(diǎn)關(guān)注的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(例如800-1000nm或750-1000nm)是透明的。

在濺射沉積中，高能粒子被引向到靶16(在這種情況下是硅靶16)，這些粒子具有足夠的能量來(lái)從靶上去除(即“濺射”)材料，然后轉(zhuǎn)移(沿彈道和/或在磁場(chǎng)或電場(chǎng)的影響下)到襯底20的表面，以便用濺射的材料涂覆襯底20。示例性的濺射沉積系統(tǒng)使用來(lái)自示例性的氬(ar)氣瓶22或來(lái)自另一氬源的氬(ar)氣作為高能粒子。通過(guò)向靶16施加負(fù)偏壓(-v)而產(chǎn)生電離電場(chǎng)以電離氬原子，然后氬原子在由-v電壓偏置產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響下轟擊負(fù)偏壓的靶16，以便產(chǎn)生濺射。另一方面，與靶16相比，襯底20被更加正向偏置，例如襯底20在圖1的示例性的濺射系統(tǒng)中接地。在該示例性配置中，靶16是電路的陰極，并且室10(和/或襯底20，例如在一些實(shí)施例中襯底轉(zhuǎn)盤(pán)14可以接地)是電路的陽(yáng)極。盡管在示例性的實(shí)施例中氬氣是濺射氣體，但可以替代地使用能被電離的其它惰性氣體，例如氙氣。

為了沉積二氧化硅，提供氧氣(o2)瓶24或其它氧源。為了用氮添加劑(a-si:h,n)沉積非晶氫化硅，提供氫氣(h2)瓶26或其他氫源(例如氨，nh4或硅烷，sih4)和氮?dú)?n2)瓶30或其他氮源。提供了一個(gè)(概略地示出的)氣體入口歧管32，以便在濺射沉積工藝期間允許所需的氣體混合物進(jìn)入處理室10。流量調(diào)節(jié)器34可調(diào)節(jié)以分別設(shè)定ar，o2，h2和n2的流量。處理室10還與合適的排氣裝置36(例如，具有洗滌器等)連接以從室10排出氣體?？稍O(shè)想用其它氣體源替代示例性的o2，h2和n2瓶。其他合適的氮?dú)庠窗ò?nh4)或肼(n2h4)。當(dāng)使用包括氮和氫的氨或肼的氣體源時(shí)，應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，以考慮a-si:h,n層中氮和氫的相對(duì)摻入。諸如襯底溫度、靶偏壓(-v)、處理室壓力、總流率等的工藝參數(shù)可能影響氮與氫的相對(duì)摻入。提供兩個(gè)閥va，vb以在沉積sio2和a-si:h,n之間切換。閥va控制氧從氧源24進(jìn)入氣體入口歧管32，而閥vb控制氫/氮混合物從氫源26和氮源30的進(jìn)入。為了能夠在sio2沉積與a-si:h,n沉積之間快速切換，閥va，vb是自動(dòng)閥，它們的致動(dòng)器根據(jù)濾波器配方42由電子濺射控制器40控制。例如，濺射控制器40可以包括數(shù)模(d/a)轉(zhuǎn)換器、高電壓源和微處理器或微控制器，微處理器或微控制器被編程為操作d/a轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電致動(dòng)信號(hào)，以根據(jù)濾波器配方42打開(kāi)或關(guān)閉相應(yīng)的閥va，vb并操作電壓源以施加電壓-v到靶/陰極16。圖1所示的右下方插表50總結(jié)了為了沉積sio2和a-si:h,n而分別用于閥va，vb的設(shè)置。為了沉積sio2，打開(kāi)閥va以允許氧氣進(jìn)入氣體入口歧管32，同時(shí)關(guān)閉閥vb以關(guān)斷氫源和氮源。所得工藝氣體是氬/氧混合物。為了沉積a-si:h,n，關(guān)閉閥va以阻擋氧氣并打開(kāi)閥vb以允許包括氬/氫/氮混合物的工藝氣體進(jìn)入氣體入口歧管32。注意，氬源22獨(dú)立于閥va，vb地連接到氣體入口歧管32。通常為每個(gè)氣體源22，24，26，30提供單獨(dú)的手動(dòng)可操作的截止閥(未示出)，以能夠獨(dú)立于自動(dòng)閥va，vb地手動(dòng)切斷每個(gè)氣體源。

如果進(jìn)一步希望用較高折射率材料代替一些低折射率層，則可以連同合適的閥門(mén)裝置一起提供附加氣體源。在圖1的示例性的系統(tǒng)中，為了沉積氮化硅(si3n4)層，提供了由閥vc控制的附加的氮(n2)瓶25或其它氮源。如表50進(jìn)一步所示，當(dāng)閥vc打開(kāi)并且閥va和vb都關(guān)閉時(shí)，獲得si3n4的沉積。與沉積sio2一樣，氮化硅的硅組分由硅基濺射靶20供給。所需的化學(xué)計(jì)量通過(guò)使用合適校準(zhǔn)運(yùn)行的氮?dú)馄?5上的流量調(diào)節(jié)器設(shè)定。盡管在圖1中未示出，但是應(yīng)當(dāng)理解，通過(guò)在閥vb關(guān)閉的情況下打開(kāi)兩個(gè)閥va，vc，可以使用類(lèi)似的設(shè)置來(lái)沉積折射率為1.9或更高的sioxny。為了替代不含硅的介電層(例如ta2o5，nb2o5或tio2)，靶保持器12可以具有多個(gè)靶槽，靶槽中裝載有硅靶，并且還有另一個(gè)裝載有合適靶的槽，該靶例如包含鉭、鈮或鈦，用于沉積不含硅介電層?？商娲?，鉭、鈮、鈦及其他可以由氣體源或其他來(lái)源提供。

接下來(lái)描述適于使用圖1的制造系統(tǒng)執(zhí)行的示例性干涉濾波器的制造過(guò)程。初始，所有氣體源22，24，26，30被手動(dòng)關(guān)閉，使處理室10達(dá)到大氣壓并打開(kāi)，靶16被裝載到靶保持器12上，并且將襯底20裝載到襯底轉(zhuǎn)盤(pán)14上。然后將處理室10關(guān)閉并抽低至目標(biāo)真空水平。作為進(jìn)一步的設(shè)置，流量調(diào)節(jié)器34被手動(dòng)設(shè)置為期望的流速。(可替代地，考慮到流量調(diào)節(jié)器在濺射控制器40的自動(dòng)控制下，在這種情況下，調(diào)節(jié)器根據(jù)濾波器配方中提供的值來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定)。

濺射沉積如此開(kāi)始：通過(guò)使合適的工藝氣體流經(jīng)氣體入口歧管32，并將陰極偏壓-v施加到靶16，以便電離由電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的ar原子以將硅從硅靶16濺射出去。特定的啟動(dòng)順序取決于特定的濺射沉積系統(tǒng)和其他設(shè)計(jì)考慮：例如，在一種方法中，首先啟動(dòng)工藝氣體流，然后施加陰極偏壓-v以開(kāi)始濺射沉積；可替代地，可以在惰性氣體流下施加偏壓并且通過(guò)允許適當(dāng)?shù)墓に嚉怏w進(jìn)入來(lái)開(kāi)始濺射沉積。

在濺射期間，根據(jù)濾波器配方42和表50的閥設(shè)置，閥va和vb(和可選的vc)被打開(kāi)和關(guān)閉，以便在沉積sio2(和/或任選的si3n4)層和a-si:h,n層之間交替?；诔练e時(shí)間和從校準(zhǔn)沉積獲得的沉積速率的先驗(yàn)知識(shí)來(lái)控制層厚度。層組成基于工藝氣體混合物來(lái)確定，工藝氣體混合物由基于校準(zhǔn)沉積設(shè)定的流量調(diào)節(jié)器34的設(shè)置控制(這樣的校準(zhǔn)沉積還應(yīng)包括工藝參數(shù)，例如校準(zhǔn)測(cè)試矩陣中的襯底溫度、靶偏壓(-v)、室壓力和總流速，因?yàn)檫@些參數(shù)也可能影響層組成)。在完成了干涉濾波器層的堆疊的沉積之后，工藝氣流和偏壓-v被去除(再次，特定的關(guān)斷序列取決于特定的沉積系統(tǒng)等等)，處理室10達(dá)到大氣壓，被打開(kāi)，并且涂覆的襯底20被卸載。

參考圖4，示出了如此制造的干涉濾波器100的概略示圖。濾波器包括襯底102(例如最初裝載到襯底轉(zhuǎn)盤(pán)14上的玻璃、二氧化硅或氧化鋁襯底)以及a-si:h,n104和sio2106和/或si3n4108的交替層。在示例性的干涉濾波器100中，緊鄰襯底102的層是a-si:h,n層104，但在其它實(shí)施例中，介電層可以緊鄰襯底。在示例性的干涉濾波器100中，最頂層是a-si:h,n層104，但在其它實(shí)施例中，介電層可以是最頂層。示例性的堆疊包括緊鄰的sio2/si3n4層的實(shí)例，如果符合設(shè)計(jì)，其可包括在內(nèi)。示例性的干涉濾波器100包括在襯底102的相對(duì)兩側(cè)上的層堆疊110，112，為了制造這樣的器件，濺射室可能需要被打開(kāi)并且襯底在襯底轉(zhuǎn)盤(pán)14上“翻轉(zhuǎn)”。(可替代地，襯底轉(zhuǎn)盤(pán)14可以被配置為使得這種操縱能夠由機(jī)器人執(zhí)行而不破壞室)。具有兩個(gè)濾波器側(cè)110，112的這種濾波器可以例如是通帶濾波器，其中一側(cè)的疊層是高通濾波器，而另一側(cè)的疊層是低通濾波器，然后通帶由高通濾波器截止點(diǎn)以上且低通濾波器截止點(diǎn)以下的波長(zhǎng)范圍限定。

這種濾波器的已知應(yīng)用是在使用硅檢測(cè)器的應(yīng)用中。這些波長(zhǎng)在存在光源以及檢測(cè)器的有源器件中特別有用。在該光譜區(qū)域中，led和激光器容易獲得，其便宜，量大且高效。一些主要應(yīng)用包括但不限于人機(jī)(例如計(jì)算機(jī))交互的紅外姿勢(shì)控制，用于汽車(chē)的紅外夜視，lidar，用于安全攝像機(jī)的紅外夜視和用于移動(dòng)電話(huà)和其他地方的接近c(diǎn)mos傳感器。在這些應(yīng)用中，有用的波長(zhǎng)在700與1100nm之間。在這個(gè)范圍內(nèi)，a-si:h,n是適用于光學(xué)應(yīng)用的高折射率材料。該范圍中的典型折射率為3.3～3.5，而作為比較的tio2的折射率僅為約2.3～2.4。在一些合適的實(shí)施例中，a-si:h,n層包括2％與8％之間的氫和3％～7％之間的氮，余量為si。通常，更多的氫和氮含量提供更短的波長(zhǎng)操作。通常，預(yù)期有高達(dá)6％至12％的氮濃度。

在示例性的實(shí)施例中，a-si:h,n層104與sio2層106交替。sio2具有用于此目的的有利性質(zhì)，包括與a-si:h,n的良好的化學(xué)兼容性和低折射率(n～1.5)，其在與a-si:h,n的界面處提供大的折射率梯級(jí)。然而，可設(shè)想用另一介電層代替sio2層。例如，電介質(zhì)可能不具有確切的sio2化學(xué)計(jì)量，例如，sio2可以被siox代替，其中x不是恰好的兩個(gè)(在本文中也稱(chēng)為“低氧化硅”)。

作為另一個(gè)實(shí)例，可以考慮將氧氮化硅(sioxny)層代替sio2作為介電層。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)從siox添加氮變成從sioxny添加氮時(shí)，折射率隨氮含量增加：例如，化學(xué)計(jì)量的氮化硅(si3n4)的折射率為約2.0。然而，可設(shè)想少量的氮(即，sioxny，其中x～2和x>>y)以改善a-si:h,n層104與相鄰介電層之間的界面質(zhì)量。這些化合物提供折射率定制，允許構(gòu)建新的材料組合以及連續(xù)變化的折射率配置。

用于設(shè)計(jì)構(gòu)成層的構(gòu)成層厚度和給定折射率的一些合適的設(shè)計(jì)方法基于以下。通常，層中的波長(zhǎng)λ由λ＝λ0/n給出，其中λ0是自由空間波長(zhǎng)，而n是折射率。來(lái)自折射率較高的表面的反射引入了180°的相移，而來(lái)自折射率較低的表面的反射不引入相移。使用這些原理并給定構(gòu)成層的折射率，選擇構(gòu)成層的厚度，使得對(duì)于基于設(shè)計(jì)的通帶中心波長(zhǎng)，通過(guò)每層的光路長(zhǎng)度和其與下一層的界面處反射的光路長(zhǎng)度相長(zhǎng)地組合，即它們?yōu)椴ㄩL(zhǎng)的整數(shù)倍。用于選擇構(gòu)成層厚度(以及折射率，如果這些也是優(yōu)化參數(shù))的更精細(xì)的干涉濾波器設(shè)計(jì)技術(shù)在以下文獻(xiàn)中給出：h.angusmacleod，thin-filmopticalfilters(薄膜光學(xué)濾波器)，第四版(seriesinopticsandoptoelectronics(光學(xué)和光電子學(xué)系列)，crcpress2010)。

盡管示例性的干涉濾波器包括兩層的重復(fù)單元，但是可設(shè)想將三層或更多層結(jié)合到重復(fù)單元中，例如a-si:h,n層和兩個(gè)不同的介電層，以實(shí)現(xiàn)所期望的通帶性質(zhì)(例如通帶的中心波長(zhǎng)、fwhm、“平坦度”等)。

應(yīng)當(dāng)理解，上述公開(kāi)的各種特征和功能和其他特征和功能或其替代方案可以如所需地組合到許多其它不同的系統(tǒng)或應(yīng)用中。將進(jìn)一步理解，其后本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出其中的各種當(dāng)前未預(yù)見(jiàn)的或非預(yù)期的替代、修改、變化或改進(jìn)，這些替代、修改、變化或改進(jìn)也意在被所附權(quán)利要求所涵蓋。