CN105339829B - 法布里‑珀罗干涉滤光片 - Google Patents
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Abstract
本发明所涉及的法布里‑珀罗干涉滤光片(10A)的特征在于：具备：第1反射镜(31)、经由空隙(S)与第1反射镜(31)相对的第2反射镜(41)、以包围光透过区域(11)的形式被形成于第1反射镜(31)的第1电极(17)、以包含光透过区域(11)的形式被形成于第1反射镜(31)的第2电极(18)、以与第1电极(17)以及第2电极(18)相对的形式被形成于第2反射镜(41)并以同电位与第2电极(18)相连接的第3电极(19)；第2电极(18)在第1反射镜(31)与第2反射镜(41)相对的相对方向(D)上相对于第1电极(17)位于第3电极(19)的一侧或者其相反侧。
Description
技术领域
本发明涉及法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉滤光片。
背景技术
作为现有的法布里-珀罗干涉滤光片，例如在专利文献1中记载有具备以下所述各个构件的法布里-珀罗干涉滤光片，所述构件分别为：第1反射镜、经由空隙与第1反射镜相对的第2反射镜、以包围光透过区域的形式被形成于第1反射镜的第1电极、以包含光透过区域的形式被形成于第1反射镜的第2电极、以与第1电极以及第2电极相对的形式被形成于第2反射镜并与第2电极相电连接的第3电极。
像这样的布里-珀罗干涉滤光片中，因为如果将电压施加于第1电极与第3电极之间，则在两电极之间产生对应于该电压的静电力，所以能够调整第1反射镜与第2反射镜的距离。透过布里-珀罗干涉滤光片的波长因为依存于光透过区域中的两个反射镜之间的距离，所以通过调整施加于第1电极与第3电极之间的电压从而就能够适宜选择所透过的光的波长。此时，第2电极因为成为与被电连接的第3电极相同电位，所以在光透过区域作为为了平坦地保持第1反射镜以及第2反射镜的补偿电极而其作用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开平7-286809号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在专利文献1所记载的法布里-珀罗干涉滤光片中因为第1电极和第2电极在第1反射镜上被配置于同一个平面上，所以恐怕不能够充分谋求到两电极之间的电绝缘。这样如果第1电极与第2电极之间的电绝缘不够充分，则会发生漏电流，并且不能够对应于电压来恰当调整第1反射镜与第2反射镜的距离，以至于不能够使具有所希望的波长的光透过。
因此，本发明的目的在于提供一种能够合适地使具有所希望的波长的光透过的法布里-珀罗干涉滤光片。
解决技术问题之手段
本发明的一个方面的法布里-珀罗干涉滤光片具备：第1反射镜、经由空隙与第1反射镜相对的第2反射镜、以包围光透过区域的形式被形成于第1反射镜的第1电极、以包含光透过区域的形式被形成于第1反射镜的第2电极、以与第1电极以及第2电极相对的形式被形成于第2反射镜并以同电位与第2电极相连接的第3电极；第2电极在第1反射镜与第2反射镜进行相对的相对方向上相对于第1电极位于第3电极的一侧或者其相反侧。
在该法布里-珀罗干涉滤光片中，因为第1电极和第2电极不是被配置于同一个反射镜内的同一个平面上，所以能够充分获得第1电极与第2之间的电绝缘。因此，根据该法布里-珀罗干涉滤光片，能够合适地使具有所希望的波长的光透过。
在本发明的一个方面的法布里-珀罗干涉滤光片中，第2电极也可以在相对方向上相对于第1电极位于第3电极的相反侧。根据该结构，因为作为用于在光透过区域平坦地保持第1反射镜以及第2反射镜的补偿电极来起作用的第2电极不位于第1电极与第3电极之间，所以在第1电极与第3电极之间能够合适地使对应于电压的静电力产生。
在本发明的一个方面的法布里-珀罗干涉滤光片中，第2电极也可以由构成第1反射镜的电介质层经由空隙被隔离。根据该结构，因为变成了在被第1电极包围的电介质层与第3电极之间也产生电位差并产生静电力，所以为了调整第1反射镜与第2反射镜的距离而可以降低施加于第1电极与第3电极之间的电压。
在本发明的一个方面的法布里-珀罗干涉滤光片中，第2电极也可以在被设置于第1反射镜的凹部内在空隙上露出。根据该结构，能够更加切实地谋求到第1电极与第2电极之间的电绝缘，并且能够将第2电极作为补偿电极来更加切实地行使其功能。
本发明的一个方面的法布里-珀罗干涉滤光片进一步具备电连接第2电极和第3电极的配线，配线可以具有从第2电极沿着垂直于相对方向的方向延伸至第2电极的外侧的第1配线部、从第1配线部沿着相对方向延伸至第3电极的一侧的第2配线部。根据该结构，在电连接第2电极和第3电极的配线上例如从第2电极沿着相对方向在第3电极的相反侧进行延伸的配线部变得不再需要，因而能够对该配线的绕线实行单纯化。因此，能够减少在制造时的不良的产生或在使用时的故障的发生的风险。
本发明的一个方面的法布里-珀罗干涉滤光片进一步具备支撑第1反射镜以及第2反射镜的基板，第1反射镜被配置于基板的一方侧，第2反射镜也可以经由空隙被配置于第1反射镜的一方侧。在该结构中成为第1反射镜被固定于基板且第2反射镜被驱动。在此，因为相对于第1电极以及第2电极被形成于第1反射镜，而在第2反射镜上只形成第3电极，所以在第2反射镜上与第1反射镜相比较相对变得难以产生不均匀的应力。根据该结构，因为变得难以产生不均匀应力的第2反射镜被驱动，所以能够合适地调整第1反射镜与第2反射镜的距离。
在本发明的一个方面的法布里-珀罗干涉滤光片中，第1反射镜以及第2反射镜各自具有多晶硅层、氮化硅层，第1电极和第2电极以及第3电极也可以是杂质被掺杂于多晶硅层的区域。例如，即使是通过蚀刻由氧化硅构成的牺牲层从而形成第1反射镜与第2反射镜之间的空隙的情况，根据该结构，能够由牺牲层的蚀刻来防止第1反射镜以及第2反射镜同时被蚀刻而发生劣化。而且，因为多晶硅层的光学性质不论杂质掺杂的有无基本上都不会改变，所以能够抑制电极阻碍反射镜的功能。
在本发明的一个方面的法布里-珀罗干涉滤光片中，多晶硅层也可以是非晶硅由退火处理(热处理)而被多晶化的多晶硅层。根据该结构，因为在制造时容易调整产生于反射镜的应力，所以能够抑制由驱动而损伤反射镜。
发明效果
根据本发明，能够提供合适地使具有所希望的波长的光透过的法布里-珀罗干涉滤光片。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的法布里-珀罗干涉滤光片被适用的光谱传感器的分解立体图。
图2是沿着图1的II-II线的法布里-珀罗干涉滤光片的截面图。
图3是形成第1电极的多晶硅层的平面图。
图4是形成第2电极的多晶硅层的平面图。
图5是形成第3电极的多晶硅层的平面图。
图6是本发明的第2实施方式的法布里-珀罗干涉滤光片的截面图。
图7是本发明的第3实施方式的法布里-珀罗干涉滤光片的截面图。
具体实施方式
以下是参照附图并就本发明的优选的实施方式进行详细说明。还有，在各个附图中将相同符号标注于相同或者相当的部分，省略重复的说明
[第1实施方式]
[光谱传感器]
如图1所示，光谱传感器1具备配线基板2、光检测器3、多个隔离物4、法布里-珀罗干涉滤光片10A。在配线基板2上设置实装了光检测器3的实装部2a以及多个电极焊垫2b。电极焊垫2b中的1个与实装部2a相电连接。电极焊垫2b中的其他几个是用于与被配置于配线基板2上的热敏电阻等相电连接并且使这些热敏电阻等与光谱传感器1的外部相电连接而被使用的。光检测器3例如是红外线检测器，更加具体地来说是使用了InGaAs等的量子型传感器，或者是使用了热电堆(thermopile)或者辐射热测量计(bolometer)等的热型传感器。
多个隔离物4被固定于配线基板2上，法布里-珀罗干涉滤光片10A被固定于多个隔离物4上。此时，为了抑制对法布里-珀罗干涉滤光片10A的热应力的影响，多个隔离物4以及法布里-珀罗干涉滤光片10A优选分别被具有可挠性的树脂材料固定。再有，该树脂材料优选是选自室温固化或者低温固化的树脂材料。另外，多个隔离物4在法布里-珀罗干涉滤光片10A上特别是为了缓和与接触于多个隔离物4的部分的热膨胀系数差而优选是由石英或者硅等、热膨胀系数与构成法布里-珀罗干涉滤光片10A的基板14相同等的材料或者热膨胀系数小于该基板14的材料来形成。还有，取代如以上所述将配线基板2和隔离物4分体形成的结构而可以做成将成为隔离物4的部分一体形成于配线基板2的表面上的结构。光检测器3在配线基板2与法布里-珀罗干涉滤光片10A之间与法布里-珀罗干涉滤光片10A的光透过区域11相对并检测透过法布里-珀罗干涉滤光片10A的光。还有，也可以将热敏电阻等温度传感器设置于配线基板2上。
虽然没有图示，但是配线基板2、光检测器3、多个隔离物4以及法布里-珀罗干涉滤光片10A以配线基板2被固定于基座(stem)上并且法布里-珀罗干涉滤光片10A的光透过区域与间隙的光透过窗成相对的状态被收容于CAN封装。配线基板2的电极焊垫2b以及法布里-珀罗干涉滤光片10A的端子12,13由引线接合法(wire bonding)而与贯通基座(stem)的导销(lead pin)各自相电连接。相对于光检测器3的电信号的输入输出等是通过导销、电极焊垫2b以及实装部2a来实行的。对法布里-珀罗干涉滤光片10A的电压的施加是通过导销以及端子12,13来实行的。
在如以上所述那样进行构成的光谱传感器1中，如果测定光射入，则具有规定波长的光对应于施加于法布里-珀罗干涉滤光片10A的电压透过法布里-珀罗干涉滤光片10A。于是，透过法布里-珀罗干涉滤光片10A的光被光检测器3检测出。在光谱传感器1中，通过一边使施加于法布里-珀罗干涉滤光片10A的电压进行变化一边用光检测器3检测透过法布里-珀罗干涉滤光片10A的光，从而就能够获得光谱。
[法布里-珀罗干涉滤光片]
如图2所示法布里-珀罗干涉滤光片10A具备基板14。在基板14的光入射侧的表面14a上按反射防止层15、第1层叠体30、牺牲层16以及第2层叠体40的顺序进行层叠。在第1层叠体30与第2层叠体40之间由框状的牺牲层16来形成空隙(气隙)S。在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，测定光相对于第2层叠体40从基板14的相反侧入射，具有规定波长的光透过被划定于法布里-珀罗干涉滤光片10A中央部的光透过区域11。还有，基板14例如是由硅以及玻璃等构成，反射防止层15以及牺牲层16例如是由氧化硅构成。牺牲层16的厚度例如是200nm～10μm。牺牲层16的厚度优选为中心透过波长(即，透过法布里-珀罗干涉滤光片10A的波长的可变范围中央的波长)的1/2的整数倍。
第1层叠体30中对应于光透过区域11的部分是作为第1反射镜31来起作用的。第1层叠体30是通过多层多晶硅层32和多层氮化硅层33被一层一层交替层叠来构成的。在本实施方式中，多晶硅层32a、氮化硅层33a、多晶硅层32b、氮化硅层33b以及多晶硅层32c就按这个顺序被层叠于反射防止层15上。多晶硅层32是非晶硅由退火处理(热处理)而被多晶化的多晶硅层。就这样第1反射镜31具有多晶硅层32、氮化硅层33。各层32,33的厚度例如是50nm～2μm。在本实施方式中，多晶硅层32的厚度例如是130nm，氮化硅层33的厚度例如是200nm。还有，构成第1反射镜31的多晶硅层32以及氮化硅层33各自的光学厚度优选为中心透过波长(可变波长范围的中心波长)的1/4的整数倍。另外，多晶硅层32也可以通过多晶硅被直接成膜来形成。
第2层叠体中对应于光透过区域11的部分是作为经由空隙S与第1反射镜31进行相对的第2反射镜41来起作用的。第2层叠体40与第1层叠体30相同是通过多层多晶硅层42和多层氮化硅层43被一层一层交替层叠来构成的。在本实施方式中，多晶硅层42a、氮化硅层43a、多晶硅层42b、氮化硅层43b以及多晶硅层42c就按这个顺序被层叠于牺牲层16上。多晶硅层42是非晶硅由退火处理而被多晶化的多晶硅层。就这样第2反射镜41具有多晶硅层42、氮化硅层43。各层42,43的厚度例如是50nm～2μm。在本实施方式中，多晶硅层42的厚度例如是130nm，氮化硅层43的厚度例如是200nm。还有，构成第2反射镜41的多晶硅层42以及氮化硅层43各自的光学厚度优选为中心透过波长(可变波长范围的中心波长)的1/4的整数倍。另外，多晶硅层42也可以通过多晶硅被直接成膜来进行形成。
还有，在第2层叠体40中对应于空隙S的部分上，从第2层叠体40的表面40a直至空隙S的多个贯通孔40b被均匀地分布。贯通孔40b是以对于第2反射镜41的功能不产生实质性的影响的程度而形成的。贯通孔40b的直径例如是100nm～5μm，贯通孔40b的开口面积例如是占第2反射镜41的面积的0.01～10％。
在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，第1反射镜31以及第2反射镜41被支撑于基板14。于是，第1反射镜31被配置于基板14的光入射侧(一方侧)，第2反射镜41经由空隙S被配置于第1反射镜31的光入射侧(一方侧)。
如图2以及图3所示，在第1反射镜31上以包围光透过区域11的形式形成第1电极17。更加具体地来说第1电极17是通过将杂质掺杂于多晶硅层32c并实行低阻抗化来形成的。即，第1电极17是杂质被掺杂于多晶硅层32c的区域，并且露出于空隙S。还有，第1电极17的内缘部优选不重叠于光透过区域11的外缘部。
如图2以及图4所示，在第1反射镜31上以包含光透过区域11的形式形成第2电极18。更加具体地来说第2电极18是通过将杂质掺杂于多晶硅层32b并实行低阻抗化来形成的。即，第2电极18是杂质被掺杂于多晶硅层32b的区域，并且由氮化硅层33b以及多晶硅层32c(即，构成第1反射镜31的电介质层)而与空隙S隔离。还有，在多晶硅层32b上，第2电极18的大小优选为包含光透过区域11整体的大小，也可以与光透过区域11的大小大致相同。
如图2以及图5所示，在第2反射镜41上以与第1电极17以及第2电极18相对的形式形成第3电极19。更加具体地来说第3电极19是通过将杂质掺杂于多晶硅层42a并实行低阻抗化来形成的。即，第3电极19是杂质被掺杂于多晶硅层42a的区域，并且露出于空隙S。
在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，第2电极18在第1反射镜31与第2反射镜41进行相对的相对方向D上相对于第1电极17位于第3电极19的相反侧。即，第1电极17和第2电极18不是在第1反射镜31上被配置于同一个平面上，第2电极18比第1电极17更离开于第3电极19。
如图1以及图2所示，为了将电压施加于法布里-珀罗干涉滤光片10A的端子12以夹住光透过区域11并进行相对的形式被设置一对。各个端子12被配置于从第2层叠体40的表面40a(即，第2层叠体40的多晶硅层42c的表面)直至第1层叠体30的多晶硅层32c的贯通孔内，并且与第1电极17相电连接。
具体地来说如图3所示各个端子12通过与从第1电极17沿着垂直于相对方向D的方向在各个端子12的正下方进行延伸的配线21的端部21a相连接，从而与第1电极17相电连接。各个配线21通过将杂质掺杂于多晶硅层32c并实行低阻抗化从而与第1电极17形成为一体。
如图1以及图2所示，为了将电压施加于法布里-珀罗干涉滤光片10A的端子13以夹住光透过区域11并相对的形式被设置一对。还有，一对端子12进行相对的方向与一对端子13进行相对的方向相垂直。各个端子13被配置于从第2层叠体40的表面40a直至第2层叠体40的多晶硅层42a的贯通孔内，并且与第3电极19相电连接。
具体地来说如图5所示各个端子13通过与从第3电极19沿着垂直于相对方向D的方向在各个端子13的正下方进行延伸的配线22的端部22a相连接，从而与第3电极19相电连接。各个配线22通过将杂质掺杂于多晶硅层42a并实行低阻抗化从而与第3电极19形成为一体。
如图2以及图5所示，第3电极19经由一对配线23与第2电极18相电连接。各个配线23具有第1配线部24和第2配线部25。第1配线部24从第2电极18沿着垂直于相对方向D的方向在第2电极18的外侧的各个端子13的下方进行延伸。各个第1配线部24是通过将杂质掺杂于第1层叠体30的多晶硅层32b并实行低阻抗化来与第2电极18形成为一体的。第2配线部25从各个第1配线部24的端部24a沿着相对方向D在第3电极19侧的各个端子13的正下方进行延伸。各个第2配线部25被配置于从第2层叠体40的多晶硅层42a直至第1层叠体30的多晶硅层32b的贯通孔内，并与各个端子13以及各个第1配线部24的端部24a相连接。
如图2所示，在第1层叠体30的表面30a(即，第1层叠体30的多晶硅层32c的表面)上设置以包围第2配线部25的形式以环状进行延伸的沟槽26、以及沿着第1电极17的内缘以环状进行延伸的沟槽27。各个沟槽26,27的底面到达第1层叠体30的氮化硅层33a。沟槽26与第1电极17以及第2配线部25相电绝缘。沟槽27与第1电极17以及多晶硅层32c中的第1电极17的内侧的区域相电绝缘。各个沟槽26,27内的区域既可以是绝缘材料也可以是空隙，在本实施方式中沟槽26内的区域为氧化硅，且沟槽27内的区域为空隙。各个沟槽26,27的宽度为0.5～50μm的程度。另外，既可以在第2配线部25的周围形成多条(例如双重、三重)沟槽26，也可以沿着第1电极17的内缘形成多条(例如双重、三重)沟槽27。
在第2层叠体40的表面40a(即，第2层叠体40的多晶硅层42c的表面)上设置以包围端子12的形式以环状进行延伸的沟槽28。沟槽28的底面到达牺牲层16。沟槽28与端子12以及第3电极19相电连接。沟槽28内的区域既可以是绝缘材料也可以是空隙，在本实施方式中沟槽28内的区域为空隙，且沟槽28的宽度为0.5～50μm的程度。另外，也可以在端子12的周围形成多条(例如双重、三重)沟槽28。
如图2所示，在基板14的光出射侧的表面14b上按反射防止层51、第3层叠体52、中间层53以及第4层叠体54这个顺序进行层叠。反射防止层51以及中间层53分别具有与反射防止层15以及牺牲层16相同的结构。第3层叠体52以及第4层叠体54分别具有将基板14作为基准而与第1层叠体30以及第2层叠体40相对称的层叠结构。由这些反射防止层51、第3层叠体52、中间层53以及第4层叠体54就构成了应力调整层50。应力调整层50被配置于基板14的光出射侧(另一方侧)，并具有抑制基板14发生翘曲的功能。在应力调整层50上以包含光透过区域11的形式设置开口50a。在应力调整层50的光出射侧的表面50b上形成遮光层29。遮光层29例如是由铝等构成并且具有对测定光实行遮光的功能。
在以以上所述形式进行构成的法布里-珀罗干涉滤光片10A中，如果通过端子12,13将电压施加于第1电极17与第3电极19之间，则在两电极17,19之间产生对应于该电压的静电力。因此，第2反射镜41以被吸引到被固定于基板14的第1反射镜31侧的形式被驱动，并且第1反射镜31与第2反射镜41的距离被调整。透过法布里-珀罗干涉滤光片10A的光的波长因为依存于光透过区域11中的第1反射镜31与第2反射镜41的距离，所以通过调整施加于第1电极17与第3电极19之间的电压从而就能够适宜选择所透过的光的波长。此时，第2电极18因为成为与被电连接的第3电极19相同电位，所以是作为用于在光透过区域11平坦地保持第1反射镜31以及第2反射镜41的补偿电极来起作用的。
如以上所说明的那样在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，第1电极17是被形成于第1反射镜31的多晶硅层32c，第2电极18是被形成于第1反射镜31的多晶硅层32b。这样第1电极17和第2电极18因为不是被配置于同一个反射镜31内的同一个平面上，所以能够充分谋求到第1电极17与第2电极18之间的电绝缘。因此，根据法布里-珀罗干涉滤光片10A，能够合适地使具有所希望的波长的光透过。
另外，在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，补偿电极即第2电极18因为不是位于第1电极17与第3电极19之间，所以在第1电极17与第3电极19之间能够合适地使对应于电压的静电力发生。另外，因为能够缩短第1电极17与第3电极19的距离，所以比距离长的情况更加能够降低为了使同等的静电力发生而成为必要的电压。
另外，在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，因为能够由沟槽27来电绝缘第1电极17和多晶硅层32c中的第1电极17的内侧的区域，所以能够将第2电极18作为补偿电极来切实地起作用。
另外，在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，第1电极17和第2电极18因为不是被配置于同一个反射镜内的同一个平面上，所以能够对电连接第2电极18和第3电极19的配线23的绕转实行单纯化。例如，在第1电极17和第2电极18被配置于同一个反射镜内的同一个平面上的现有技术中，从第2电极18沿着相对方向D在第3电极19的相反侧进行延伸的配线部是必要的，但是就法布里-珀罗干涉滤光片10A而言这变得不再需要。通过电极的绕转被单纯化，从而就能够减少在制造时的不良的产生或在使用时的故障的发生的风险。
另外，在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，第1反射镜31被配置于基板14的光入射侧，第2反射环境41经由空隙S被配置于第1反射镜31的光入射侧(一方侧)。即，第1反射镜31被固定于基板14，第2反射镜41被驱动。在此，相对于在第1反射镜31上通过杂质掺杂来形成第1电极17以及第2电极18的情况，在第2反射镜41上通过杂质掺杂来只形成第3电极19。一般来说，根据掺杂的有无，应力的不均匀在面内变得容易产生，所以在更为复杂的杂质掺杂被实行了的第1反射镜31上，与第2反射镜41相比较，相对不均匀的应力更容易产生。根据本实施方式的法布里-珀罗干涉滤光片10A，因为将不均匀的应力容易产生的第1反射镜31固定于基板14并驱动不均匀的应力难以产生的第2反射镜41，所以第2反射镜41的驱动受不均匀的应力的影响的可能性低，且能够合适地调整第1反射镜31与第2反射镜41的距离。
另外，在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，进一步具备被配置于基板14的光出射侧(另一方侧)并且抑制基板14翘曲的应力调整层50。应力调整层50是由反射防止层51、第3层叠体52、中间层53以及第4层叠体54来构成的，并且是做成与被配置于基板14的光入射侧(一方侧)的反射防止层15、第1层叠体30、牺牲层16以及第2层叠体40的膜厚以及组成等的层结构尽量相同的层。应力调整层50由此而能够抑制由于膜厚以及组成等的层结构的不一致而引起的基板14的翘曲，并且能够合适地调整第1反射镜31与第2反射镜41的距离。还有，应力调整层50在形成被配置于基板14的光入射侧(一方侧)的层的时候是被同时形成的。
另外，在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，第1电极17、第2电极18以及第3电极19中任一个都是将杂质掺杂于成为第1反射镜31的一部分的多晶硅层32或者成为第2反射镜41的一部分的多晶硅层42来进行形成的。多晶硅层的光学性质因为基本上不会由于杂质掺杂的有无而发生改变，所以第1反射镜31以及第2反射镜41既能够保持作为反射镜的功能又具有这些电极的功能。
另外，在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，各个多晶硅层32,42(特别是构成第2层叠体40的多晶硅层42)是非晶硅由退火处理而被多晶化的多晶硅层。另外，第2层叠体40的氮化硅层43优选进行低应力化(减弱拉伸应力)。特别是被电压驱动的第2反射镜41优选具有微弱的拉伸应力，根据该特性，在制造时变得容易调整在第2反射镜41上所产生的应力，并且能够抑制由驱动而损伤第2反射镜41。
[法布里-珀罗干涉滤光片的制造方法]
接着，就法布里-珀罗干涉滤光片10A的制造方法的一个例子作如下说明。首先，在基板14的表面14a上形成反射防止层15，在基板14的表面14b上形成反射防止层51。接着，在反射防止层15上按成为第1层叠体30的一部分的多晶硅层32a、氮化硅层33a以及多晶硅层32b这个顺序进行层叠。另外，与此同时在反射防止层51上也同样形成第3层叠体52的一部分。接着，由杂质掺杂来部分地对已形成了的多晶硅层32b实行低阻抗化，并且如图2以及图4所示形成第2电极18以及各个配线23的第1配线部24。
接着，在多晶硅层32b上形成成为第1层叠体30的一部分的氮化硅层33b。另外，与此同时在基板14的光出射侧也同样形成第3层叠体52的一部分。蚀刻已形成了的氮化硅层33b的对应于各个配线23的第2配线部25，并使正下方的多晶硅层32b露出。接着，在氮化硅层33b上形成成为第1层叠体30的剩余部分的多晶硅层32c，并形成第1层叠体30。另外，与此同时，在基板14的光出射侧也同样形成第3层叠体52。接着，由杂质掺杂来部分地对已形成了的多晶硅层32c实行低阻抗化，并且如图2以及图3所示形成第1电极17、各个配线21以及各个配线23的第2配线部25，并且由蚀刻来形成沟槽26,27。
接着，将牺牲层16形成于第1层叠体30上，并将中间层53形成于第3层叠体52上。接着，蚀刻已形成了的牺牲层16的对应于各个配线23的第2配线部25的部分，并使正下方的多晶硅层32c露出。接着，在牺牲层16上形成成为第2层叠体40的一部分的多晶硅层42a。另外，与此同时，在基板14的光出射侧也同样形成第4层叠体54的一部分。接着，由杂质掺杂来部分地对已形成了的多晶硅层42a实行低阻抗化，并且如图2以及图5所示形成第3电极19以及各个配线22。接着，在多晶硅层42a上按成为第2层叠体40的剩余部分的氮化硅层43a、多晶硅层42b、氮化硅层43b以及多晶硅层42c这个顺序进行层叠并形成第2层叠体40。另外，与此同时，在基板14的光出射侧也同样形成第4层叠体54。在基板14的光出射侧由反射防止层51、第3层叠体52、中间层53以及第4层叠体54来构成应力调整层50。
接着，部分地蚀刻第2层叠体40从而形成从第2层叠体40的表面40a(即，第2层叠体40的多晶硅层42c的表面)直至第1层叠体30的多晶硅层32c的贯通孔，并使各个配线21的端部21a露出。同样，部分地蚀刻第2层叠体40从而形成从第2层叠体40的表面40a直至第2层叠体40的多晶硅层42a的贯通孔，并使各个配线22的端部22a露出。于是，将由铝构成的导电层形成于该贯通孔并形成端子12以及端子13。
接着，将从第2层叠体的表面40a直至牺牲层16的多个贯通孔40b形成于在第2层叠体40上对应于空隙S的部分。另外，在形成贯通孔40b的同时形成沟槽28。接着，通过将遮光层29形成于应力调整层50的光出射侧的表面50b并由蚀刻除去应力调整层50的对应于光透过区域11的部分，从而形成开口50a。还有，既可以在开口50a的底面即在基板14的光出射侧的表面14b留下反射防止层51也可以从开口50a的底面除去反射防止层51，并且也可以在形成开口50a之后形成别的层来作为反射防止层51。另外，也可以在形成开口50a之后以将反射防止层51留于基板14的光出射侧的表面14b的状态形成相对于氟酸气体具有耐蚀性并且难以受到光学影响的保护层(例如氧化铝)。接着，由氟酸气体通过贯通孔40b进行气相蚀刻并除去牺牲层16。接着，由切割来实施芯片(贴片)化。因为根据隐形切割(stealth dicing)薄膜状的第2反射镜41变得难以被损伤，所以优选隐形切割。
各层的形成由热氧化、TEOS-CVD、或者减压CVD来实行。等离子CVD、溅射、蒸镀以及离子电镀法(ion plating)等方法也能够实行。另外，通过相对于基板14的两面同时实行各层的形成，从而应力平衡被保持并且变得难以发生基板14的翘曲或第2反射镜41的损伤。可是，在基板14的光出射侧的成膜并非必须并且在低温成膜或由应力调整进行的成膜的情况下，只要有光入射侧的结构就可以了。还有，各层多晶硅层(特别是构成第2层叠体40的多晶硅层42)是通过由退火来使非晶硅多晶化从而被形成的。另外，第2反射镜的氮化硅层43优选进行低应力化(减弱拉伸应力)。
在法布里-珀罗干涉滤光片10A中，第1反射镜31与第2反射镜41之间的空隙S是经过由氟酸气体通过贯通孔40b对由氧化硅构成牺牲层16实施蚀刻来进行形成的，但是通过用多晶硅层32,42和氮化硅层33,43来构成第1反射镜31以及第2反射镜41，从而由牺牲层16的蚀刻而同时蚀刻第1反射镜31以及第2反射镜41，这样就不会发生劣化。因此，第1反射镜31以及第2反射镜41的劣化防止对策就不需要了，并且变得容易量产。
[第2实施方式]
如图6所示，法布里-珀罗干涉滤光片10B主要是在不形成沟槽27这一点上与以上所述的法布里-珀罗干涉滤光片10A有所不同。通过不形成沟槽27从而成为第1电极17与在多晶硅层32c中的第1电极17的内侧的区域电连接。由此，因为在多晶硅层32c中的第1电极17的内侧的区域与第3电极19之间也产生电位差并发生静电力，所以为了第1反射镜31与第2反射镜41的距离，能够降低施加于第1电极17与第3电极19之间的电压。
可是，氮化硅与氟酸气体发生反应并且产生残渣是为人们所知的(B.Du BOIS,HFETCHING OF SI-OXIDES AND SI-NITRIDES FOR SURFACE MICROMACHINING,SensorTechnology 2001,Proceedings of the Sensor Technology Conference 2001,held inEnschede,The Netherlands,14-15May,2001,pp131-136)。根据法布里-珀罗干涉滤光片10B，因为在由氟酸气体来蚀刻牺牲层16的时候，在第1反射镜31上没有氮化硅层露出的部分，所以能够抑制产生干涉到第2反射镜41的驱动并阻碍该驱动的残渣。
[第3实施方式]
如图7所示，法布里-珀罗干涉滤光片10C主要是在将开口30b设置于第1层叠体30的多晶硅层32c以及氮化硅层33b这一点上与以上所述的法布里-珀罗干涉滤光片10A有所不同。开口30b以包含光透过区域11的形式被设置，例如能够由蚀刻来形成。第2电极18在被设置于第1反射镜31的开口30b(凹部)内露出于空隙。第2反射镜41在不施加电压的状态下与第1反射镜31的相对方向D上的距离成为恒定，在对应于开口30b的区域中多晶硅层32c以及氮化硅层33b的总厚度成为凹陷到第1反射镜31侧的形状。
在法布里-珀罗干涉滤光片10C中，第1反射镜31因为由于没有多晶硅层32c以及氮化硅层33b这2层而成为多晶硅层32a和氮化硅层33a以及多晶硅层32b这3层，所以第2反射镜41也被构成为对应此的3层。如果像这样第2反射镜41的层数减少，则通过弹簧常数变小从而第2反射镜41的驱动变得容易了，并且能够降低驱动所需要的电压。
另外，在法布里-珀罗干涉滤光片10C中，在蚀刻牺牲层16的时候从氮化硅层33b的露出于开口30b的部分有可能发生残渣。但是，因为该露出部分不超过氮化硅层33b的膜厚，所以与第1实施方式的法布里-珀罗干涉滤光片10A相比较相对能够抑制残渣的发生。
以上已就本发明的优选的实施方式作了说明，但是本发明并不限定于以上所述的实施方式。例如，第2电极18也可以在第1反射镜31和第2反射镜41进行相对的相对方向D上相对于第1电极17位于第3电极19的一侧。另外，第2反射镜41被配置于基板14的一方侧，第1反射镜31也可以经由空隙S被配置于第2反射镜41的一方侧。另外，在开口30b(凹部)被设置于第1反射镜31的情况下，在开口30b内例如形成绝缘层，第2电极18也可以以由该绝缘层而与空隙S隔离的形式被配置。再有，以材料和形状以及尺寸为一个例子，例如法布里-珀罗干涉滤光片所具备的基板的材料如果是相对于测定光具有透过性的材料的话即可。
另外，构成第1层叠体30的多晶硅层32以及氮化硅层33的层数、构成第2次层叠体40的多晶硅层42以及氮化硅层43的层数并不限定于以上所述的实施方式所表示的层数，对应于法布里-珀罗干涉滤光片所透过的光的波长的分辨率以及适用范围作适当变更是可能的。
另外，如图2和图6以及图7所示在以上所述的实施方式中光透过区域11为窄于开口50a的范围，但是本发明并不限定于像这样的形态。例如，在将宽于开口50a的光作为入射光来进行导入的情况下，开口50a也可以以划定光透过区域11的形式被处理。
产业上的利用可能性
根据本发明能够提供一种能够合适地使具有所希望的波长的光透过的法布里-珀罗干涉滤光片。
符号说明
10A,10B,10C.法布里-珀罗干涉滤光片
11.光透过区域
16.牺牲层
17.第1电极
18.第2电极
19.第3电极
23.配线
24.第1配线部
25.第2配线部
30.第1层叠体
31.第1反射镜
32,32a,32b,32c,42,42a,42b,42c.多晶硅层
33,33a,33b,43,43a,43b.氮化硅层
40.第2层叠体
41.第2反射镜
50.应力调整层
S.空隙
Claims (14)
1.一种法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
具备：
第1反射镜；
经由空隙与所述第1反射镜相对的第2反射镜；
以包围光透过区域的形式被形成于所述第1反射镜的第1电极；
以包含所述光透过区域的形式被形成于所述第1反射镜的第2电极；以及
以与所述第1电极以及所述第2电极相对的形式被形成于所述第2反射镜并以同电位与所述第2电极连接的第3电极，
所述第2电极在所述第1反射镜与所述第2反射镜相对的相对方向上相对于所述第1电极位于所述第3电极的相反侧。
2.如权利要求1所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述第2电极由构成所述第1反射镜的电介质层而与所述空隙隔离。
3.如权利要求1所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述第2电极在被设置于所述第1反射镜的凹部内露出于所述空隙。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
进一步具备电连接所述第2电极和所述第3电极的配线，
所述配线具有从所述第2电极沿着垂直于所述相对方向的方向延伸至所述第2电极的外侧的第1配线部、从所述第1配线部沿着所述相对方向延伸至第3电极侧的第2配线部。
5.如权利要求1～3中任意一项所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
进一步具备支撑所述第1反射镜以及所述第2反射镜的基板，
所述第1反射镜被配置于所述基板的一方侧，
所述第2反射镜经由所述空隙被配置于所述第1反射镜的所述一方侧。
6.如权利要求4所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
进一步具备支撑所述第1反射镜以及所述第2反射镜的基板，
所述第1反射镜被配置于所述基板的一方侧，
所述第2反射镜经由所述空隙被配置于所述第1反射镜的所述一方侧。
7.如权利要求1～3中任意一项所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述第1反射镜以及所述第2反射镜各自具有多晶硅层、氮化硅层，
所述第1电极和所述第2电极以及所述第3电极是杂质被掺杂于所述多晶硅层的区域。
8.如权利要求4所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述第1反射镜以及所述第2反射镜各自具有多晶硅层、氮化硅层，
所述第1电极和所述第2电极以及所述第3电极是杂质被掺杂于所述多晶硅层的区域。
9.如权利要求5所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述第1反射镜以及所述第2反射镜各自具有多晶硅层、氮化硅层，
所述第1电极和所述第2电极以及所述第3电极是杂质被掺杂于所述多晶硅层的区域。
10.如权利要求6所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述第1反射镜以及所述第2反射镜各自具有多晶硅层、氮化硅层，
所述第1电极和所述第2电极以及所述第3电极是杂质被掺杂于所述多晶硅层的区域。
11.如权利要求7所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述多晶硅层是非晶硅由退火处理而被多晶化的多晶硅层。
12.如权利要求8所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述多晶硅层是非晶硅由退火处理而被多晶化的多晶硅层。
13.如权利要求9所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述多晶硅层是非晶硅由退火处理而被多晶化的多晶硅层。
14.如权利要求10所述的法布里-珀罗干涉滤光片，其特征在于：
所述多晶硅层是非晶硅由退火处理而被多晶化的多晶硅层。
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