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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Interferometereinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung.
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Stand der Technik
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In mikromechanischen Fabry-Perot-Interferometern (FPIs) werden üblicherweise DBR-Spiegel-Stapel (distributed Bragg reflector) verwendet, welche Schichten aus niedrigbrechenden und hochbrechenden Materialien umfassen. Hierbei ist es möglich eine derartige Dicke der Spiegelschichten zu wählen, dass die optische Dicke der DBR-Schichten jeweils ein Viertel einer Zielwellenlänge beträgt, welche durch die Interferometereinrichtung transmittiert werden soll. Mit dem Unterschied im Brechungsindex zwischen den Schichten kann die Reflektanz zunehmen und ebenso mit der Anzahl der Schichtpaare aus hoch- und niedrigbrechendem Material. Es können deshalb dünne hochbrechende Schichten und dicke niedrigbrechende Schichten miteinander kombiniert werden. Hierbei können üblicherweise hochbrechende Schichten eine verbesserte mechanische Stabilität der Spiegel im FPI bewirken. Eine hohe Reflektanz, insbesondere aber eine hohe spektrale Breitbandigkeit unter den halbleiterkompatiblen Materialien bietet ein Spiegelsystem aus Silizium und Luft durch seinen hohen Brechungsindexunterschied. Für FPIs mit Si-Luft-DBR-Spiegeln können je nach Zielwellenlängenbereich Si-Schichtdicken für einzelne Spiegellagen unterhalb von 200nm benötigt werden. Spektrometrische Anwendungen benötigen vorteilhaft große Aperturen, um hohe Signal-zu-Rausch-Verhältnisse erzielen zu können. Hierbei ist es wünschenswert, einen Kompromiss zwischen mechanischer Robustheit (Aperturdurchmesser) und optischer Funktionalität (Schichtdicke) sowie der Herstellbarkeit (Anzahl der Schichtpaare) finden zu können.
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In der
US 6,400,738 B1 wird eine Fabry-Perot-Interferometer Anordnung beschrieben, welche Spiegel mit mehreren Schichten unterschiedlicher Brechungsindices umfassen kann und zur Stabilisierung gegen mechanische Vibrationen eine Veränderung der Distanz zwischen den Spiegeln bewirken kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Interferometereinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung nach Anspruch 8.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Interferometereinrichtung anzugeben, welche sich durch ein mechanisch robusteres Spiegelsystem unter Wahrung vorteilhafter optischer Eigenschaften auszeichnet. Die Spiegelsysteme solcher Interferometereinrichtungen können sich durch eine Robustheit gegenüber Außeneinflüssen, etwa Krafteinwirkungen, auszeichnen, dennoch in mikromechanischer Bauweise hergestellt sein und sich für den Einsatz in anwendungsspezifischen Lösungen und Produkten eignen.
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Erfindungsgemäß umfasst die Interferometereinrichtung ein Substrat mit einem optischen Bereich, welcher zum Durchstrahlen mit Licht ausgelegt ist; eine erste Spiegeleinrichtung und eine zweite Spiegeleinrichtung, wobei die erste und die zweite Spiegeleinrichtung zueinander parallel und übereinander über dem optischen Bereich angeordnet sind, zumindest bereichsweise beweglich zueinander sind und zumindest eine der beiden Spiegeleinrichtungen zumindest eine erste Spiegelschicht und parallel dazu eine zweite Spiegelschicht umfasst, wobei die erste oder die zweite Spiegelschicht in einem Randbereich außerhalb des optischen Bereichs eine Randdicke aufweist, welche größer als die Dicke der anderen Spiegelschicht ist.
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Durch die erhöhte mechanische Stabilität können derartige Spiegeleinrichtungen vorteilhaft auch unempfindlich gegenüber einem Fallen oder Sturz (Falltest) der Interferometereinrichtung sein. Die Interferometereinrichtung kann als mikromechanisches oder Mikro-Spektrometer gebildet sein. Die Spiegeleinrichtungen können im Wesentlichen parallel oder planparallel übereinander angeordnet sein. Die erste und die zweite Spiegelschicht können gleiche oder unterschiedliche Materialien umfassen. Der Randbereich kann außerhalb des optischen Bereichs liegen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung weist in einem Mittenbereich über dem optischen Bereich die erste und/oder die zweite Spiegelschicht eine optische Mittendicke auf, welche ein ungeradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge einer Transmissionswellenlänge der ersten und zweiten Spiegeleinrichtung beträgt, Hierbei und auch in weitere Folge handelt es sich bei der Dicke vorteilhaft um eine optische Dicke, also dem Produkt aus dem Brechungsindex sowie der tatsächlichen Schichtdicke.
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Bei der Transmissionswellenlänge kann es sich auch um eine Zielwellenlänge handeln, welche durch die Interferometereinrichtung transmittiert werden soll.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist die zweite Spiegelschicht dem optischen Bereich abgewandt und die erste Spiegelschicht ist in einer der Spiegeleinrichtungen zwischen der zweiten Spiegelschicht derselben Spiegeleinrichtung und dem Substrat angeordnet.
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Hierbei kann die zweite Spiegelschicht insbesondere dem Resonatorspalt zwischen den Spiegeleinrichtungen abgewandt sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung sind die erste und die zweite Spiegeleinrichtung mit deren Randbereichen in einem Zwischenschichtbereich eingespannt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung weist die zweite Spiegelschicht im optischen Bereich zumindest teilweise eine optische Dicke auf, welche größer als die Dicke der anderen Spiegelschicht ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die erste und/oder die zweite Spiegelschicht zumindest bereichsweise eine Aufdickschicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung entsprechen die optische Dicke der ersten Spiegelschicht im Mittenbereich und die optische Mittendicke der zweiten Spiegelschicht einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge einer Transmissionswellenlänge der ersten und zweiten Spiegeleinrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung entsprechen die Summe der optischen Dicke der ersten Spiegelschicht im Mittenbereich und die optische Mittendicke der zweiten Spiegelschicht einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge einer Transmissionswellenlänge der ersten und zweiten Spiegeleinrichtung.
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Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung ein Bereitstellen eines Substrats; ein Aufbringen einer ersten Opferschicht auf dem Substrat; ein Aufbringen einer ersten Spiegeleinrichtung auf die erste Opferschicht; ein Aufbringen einer zweiten Opferschicht; ein Aufbringen einer zweiten Spiegeleinrichtung auf die zweite Opferschicht, wobei die erste und/oder die zweite Spiegeleinrichtung zueinander parallel und übereinander über dem optischen Bereich angeordnet werden, zumindest bereichsweise beweglich zueinander angeordnet sind und zumindest eine der beiden Spiegeleinrichtungen zumindest eine erste Spiegelschicht und parallel dazu eine zweite Spiegelschicht umfasst, wobei die erste oder die zweite Spiegelschicht in einem Randbereich außerhalb des optischen Bereichs eine Randdicke aufweist, welche größer als die Dicke der anderen Spiegelschicht ist; und ein Entfernen zumindest der zweiten Opferschicht zumindest über dem optischen Bereich.
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Das Verfahren kann sich weiterhin auch durch die bereits in Verbindung mit der Interferometereinrichtung genannten Merkmale und deren Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Mittenbereich über dem optischen Bereich die erste und/oder zweite Spiegelschicht mit einer Mittendicke ausgeformt, welche optisch ein ungeradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge einer Transmissionswellenlänge der ersten und zweiten Spiegeleinrichtung beträgt.
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Die aufgedickte oder dickere Spiegelschicht kann optisch auch um ein Vielfaches der halben Wellenlänge dicker sein als die andere Spiegelschicht. Die erste Spiegelschicht kann beispielsweise lambda/4 betragen und die aufgedickte Spiegelschicht (2n+1)*lamba/4, wobei n eine ganze Zahl ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die zweite Spiegelschicht mittels einer Aufdickschicht im Randbereich aufgedickt.
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Die Aufdickschicht kann das gleiche oder ein anderes Material umfassen als die aufzudickende Spiegelschicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die zweite Spiegelschicht im Mittenbereich aufgedickt, so dass im Mittenbereich die optische Dicke der ersten Spiegelschicht im Mittenbereich und die optische Mittendicke der zweiten Spiegelschicht je einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge einer Transmissionswellenlänge der ersten und zweiten Spiegeleinrichtung entsprechen.
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine schematische Seitenansicht einer Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
- 4 eine Abhängigkeit der Reflektanz von der Wellenlänge für verschiedene Spiegelkonfigurationen der Interferometereinrichtung; und
- 5 eine schematische Blockdarstellung eines Verfahrens zum Herstellen einer Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Die Interferometereinrichtung 1 umfasst ein Substrat 2 mit einem optischen Bereich OB, welcher zum Durchstrahlen mit Licht ausgelegt ist; eine erste Spiegeleinrichtung SP1; und eine zweite Spiegeleinrichtung SP2, wobei die erste und die zweite Spiegeleinrichtung SP1; SP2 zueinander parallel und übereinander über dem optischen Bereich OB angeordnet sind, zumindest bereichsweise beweglich zueinander sind und zumindest eine der beiden Spiegeleinrichtungen SP1; SP2 zumindest eine erste Spiegelschicht SpSa und parallel dazu eine zweite Spiegelschicht SpSb umfasst, wobei die erste oder die zweite Spiegelschicht(SpSa; SpSb in einem Randbereich RB außerhalb des optischen Bereichs OB eine Randdicke DR aufweist, welche größer als die Dicke D1 der anderen Spiegelschicht SpSa ist.
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Durch die vergrößerte Randdicke DR kann eine verbesserte mechanische Robustheit der Spiegeleinrichtungen SP1, SP2 erzielt werden. Hochbrechende Schichten können vorteilhaft mechanisch stärker sein und ein höheres mechanisches Modul und ggf. eine höhere kritische Bruchspannung aufweisen als niedrigbrechendere Schichten, was beispielsweise bei Silizium-Luft-Spiegeln der Fall sein kann, wobei Silizium das hochbrechende Medium darstellen kann. Es kann daher für die gleiche Robustheitssteigerung günstiger sein, die hochbrechenderen Schichten in einer Spiegeleinrichtung aufzudicken als die niedrigbrechenderen Schicht(en).
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Die Spiegeleinrichtungen und/oder Spiegelschichten einer Interferometereinrichtung können fluidisch über ein Restgas im Resonatorspalt oder Spalt zwischen den Spiegelschichten miteinander gekoppelt sein. Wenn in beiden Spiegeleinrichtungen SP1, SP2 eine der Spiegelschichten SpSa, SpSb dicker gewählt wird, können beide Spiegeleinrichtungen dadurch besser geschützt sein, da ein Stärkung einer Spiegeleinrichtung über die Gasfederkopplung automatisch auch die andere Spiegeleinrichtung (mechanisch) gegenüber Außenbelastungen verstärken kann, was speziell bei zeitlich schnellen Stimuli wie etwa einem Fallereignis eine Rolle spielen kann. Dies kann bedingt sein dadurch, dass die Gasfederwirkung eines Restgases speziell bei kurzen Zeitskalen eine dominante Rolle spielen kann. Hierbei kann ein Gasfilm zwischen den beiden Spiegeleinrichtungen eingeschlossen sein und aufgrund eines hohen Aspektverhältnisses einen sehr hohen Fluidwiderstand darstellen.
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Wird eine dem Resonatorspalt (optischer Spalt) abgewandte Spiegelschicht eines Spiegelstapels (Spiegeleinrichtung) aufgedickt oder in dickerer Ausführung (als optisch λ/4) gewählt, so kann die Schutzwirkung besonders gut sein, da für die Robustheit vorteilhaft die auftretende Zugbeanspruchbarkeit, etwa bei Abknicken, im Randbereich RB (bei der Einspannung) ausschlaggebend oder limitierend sein kann. Je dicker die Spiegelschicht an dieser Stelle ist, desto höher kann eine Zugbeanspruchbarkeit, etwa bei Abknicken, ausfallen.
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Der Mittenbereich MB erstreckt sich vorteilhaft im gesamten Bereich zwischen den Randbereichen RB. Die Spiegeleinrichtungen SP1, SP2 und insbesondere Spiegelschichten können auch eine Abfolge mehrerer, beispielsweise alternierender, hochbrechender und niedrigbrechender Schichten umfassen, wobei anstatt einer niedrigbrechenden Schicht auch Gas oder Vakuum vorhanden sein kann. Solche Spiegeleinrichtungen können als dielektrische Bragg-Spiegel ausgeformt sein. Die Spiegeleinrichtungen SP1 und SP2 können um einen ersten Abstand d12 entfernt voneinander angeordnet sein, welcher durch eine Beweglichkeit zumindest einer Spiegeleinrichtung variierbar sein kann. Dazu können die Spiegeleinrichtungen SP1 und SP2 jeweils oder beide durch Ätzprozesse zumindest über dem optischen Bereich OB freigestellt sein und aktuierbar sein. Der Randbereich RB kann vorteilhaft eine beliebige Aufdickung, etwa mit einer Aufdickschicht AS, umfassen, da dieser außerhalb des optischen Bereichs OB angeordnet ist und keine Rücksicht auf die optischen Transmissionseigenschaften genommen werden muss. Die Aufdickung im Randbereich dient vorteilhaft lediglich der mechanischen Stabilität der jeweiligen Spiegeleinrichtung SP1 und/oder SP2. Die mechanische Robustheit kann mit zunehmender Dicke der Spiegelschichten steigen, beispielsweise gegen Überlastsituationen. Hierbei können mit steigender Schichtdicke die internen mechanischen Spannungen in der Spiegeleinrichtung reduziert werden.
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Eine derart ausgeführte Interferometereinrichtung 1 kann ein Fabry-Perot-Filter darstellen und mikromechanisch ausgeführt sein.
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Die vergrößerte Randdicke kann hierbei in Relation zur anderen Spiegelschicht der gleichen Spiegeleinrichtung gesehen werden. Die Wahl, welche der beiden der Spiegelschichten SpSa, SpSb aufgedickt werden kann, kann vorteilhaft beliebig sein. Besonders vorteilhaft kann jedoch nur die relativ zum Resonatorspalt zwischen den beiden Spiegeleinrichtungen abgewandte Spiegelschicht die Aufdickung umfassen. In der 1 weist diesbezüglich in der ersten Spiegeleinrichtung SP1 die untere Spiegelschicht (erste) SpSa die Aufdickung DR am Randbereich RB auf und in der zweiten Spiegeleinrichtung SP2, welche über der ersten Spiegeleinrichtung SP1 angeordnet ist, weist die obere Spiegelschicht (zweite) SpSb die Aufdickung DR am Randbereich RB auf.
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Diese können gleich oder unterschiedlich sein, je nach lokal benötigter mechanischer Stabilität.
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Der Zwischenbereich ZB kann vorteilhaft als Randbereich RB nach dem Entfernen der ersten und zweiten Opferschicht O1 und O2 im Mittenbereich MB übrig bleiben und eine Einspannung für die Spiegeleinrichtungen darstellen. In der Ausführung der 1 können die Mittenbereiche MB der Spiegeleinrichtungen SP1 und SP2 sowie deren Spiegelschichten SpSa, SpSb (hierbei sind beide Spiegeleinrichtungen gleich ausgeformt, wobei diese sich aber auch unterscheiden können) unaufgedickte Spiegelschichten aufweisen, etwa mit einer Mittendicke DM, die beispielsweise optisch jeweils einem Viertel einer zu transmittierenden Wellenlänge entsprechen kann. Die Spiegeleinrichtungen können, etwa zum Aktuieren, über Außenkontakte K, elektrisch angeschlossen sein. Innerhalb einer oder jeder Spiegeleinrichtung können Abstandshalter AH umfasst sein, welche die erste und zweite Spiegelschichten beabstandet halten können.
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Der optische Bereich OB kann als eine Ausnehmung im Substrat 2 ausgeformt sein. Wenn das Substrat selbst durchlässig ist, kann auf eine Ausnehmung im Substrat auch verzichtet werden.
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Die Spiegeleinrichtungen können im Randbereich RB in einer Zwischenschicht ZB befestigt und vorteilhaft eingespannt sein.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Die Ausführungsform der Interferometereinrichtung 1 in der 2 unterscheidet sich nur darin von der 1, dass die zweite (obere) Spiegeleinrichtung SP2 auch eine Aufdickung AS oder vergrößerte Dicke im Mittenbereich MB umfassen kann. Hierbei kann vorteilhaft eine bestimmte Wahl der Mittendicke DM notwendig sein, damit die optischen Transmissionseigenschaften der beiden Spiegeleinrichtungen im Zusammenwirken nur kontrolliert oder gar nicht verändert werden können. Eine solche bestimmte Wahl der Mittendicke DM kann derart ausfallen, dass diese optisch ein ungeradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge einer Transmissionswellenlänge der ersten und/oder zweiten Spiegeleinrichtung betragen kann, hierbei kann die Transmissionseigenschaft einer oder beider Spiegeleinrichtungen über mehrere Wellenlängen berücksichtigt werden. Innerhalb einer Spiegeleinrichtung, etwa SP2, kann dabei die erste Spiegelschicht SpSa dem Resonatorspalt zugewandt sein und optisch eine Mittendicke DM von einem Viertel einer Transmissionswellenlänge umfassen. Die zweite Spiegelschicht SpSb kann dem Resonatorspalt abgewandt sein und eine optische Mittendicke DM von beispielsweise drei Viertel oder fünf Viertel der Transmissionswellenlänge umfassen. Der Resonatorspalt zwischen den beiden Spiegeleinrichtungen SP1, SP2 kann einen ersten Abstand d12 von beispielsweise (2η+1)*λ/2 umfassen, wobei n eine ganze Zahl und A, eine Transmissionswellenlänge sein kann.
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Die Spiegelschichten können hochbrechend sein, vorteilhaft einen höheren Brechungsindex aufweisen als Luft, Vakuum oder ein Zwischenmaterial in einem Spalt zwischen den beiden Spiegelschichten einer Spiegeleinrichtung. Die beiden Spiegelschichten und der Spalt können eine optische Dicke bzw. Höhe von λ/4, 3A,/4, 5λ/4 oder höhere ungerade Vielfache umfassen.
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Durch eine Berücksichtigung der optischen Eigenschaften der Spiegeleinrichtungen bei der dickeren Ausführung einer oder mehrerer Spiegelschichten kann besonders vorteilhaft die Einschränkung des optischen Nutzbereichs und dessen optischer Charakteristik verringert oder vermieden werden.
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Die höchste Robustheit (mechanische Belastbarkeit) kann mit ganzflächig dickeren Spiegelschichten erzielt werden, es können aber auch Aufdickungen nur des Randbereichs RB bereits robustheitssteigernd sein, da dort am Übergangsbereich zwischen freigestelltem und nicht freigestelltem Bereich die höchste mechanische Beanspruchung, etwa bei Abknicken, auftreten kann.
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Falls der Mittenbereich MB mechanisch steifer ist (aufgedickt) als der Randbereich RB und/oder der Einspannbereich kann eine verbesserte (Plan-) Parallelität erzielt werden, wodurch sich eine höhere Auflösung der Interferometereinrichtung ergeben kann.
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Es können vorteilhaft die dem Resonatorspalt abgewandten Spiegelschichten in beiden Spiegeleinrichtungen eine größere Dicke aufweisen, etwa aufgedickt sein, was eine optische Symmetrie des Aufbaus herstellen kann.
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Die Breitbandigkeit (Abhängigkeit von der Wellenlänge, wie in 4 dargestellt) der Reflektanz einer Spiegeleinrichtung, beispielsweise eines DBR-Spiegels mit λ/4-Spiegeischichten kann bei Hinzunahme von 3λ/4-Schichten oder höheren Vielfachen der optischen Viertelwellenlängendicke einer der Transmissionswellenlängen verringert werden, wobei wie in der 4 hohe und niedrige Wellenlängen bei dickeren Spiegelschichten eine geringere Reflektanz aufweisen können als dünnere Schichten. Daher kann es notwendig sein, einen Kompromiss zwischen Robustheit durch eine höhere Schichtdicke und optischen Eigenschaften zu suchen/finden. Bei der Reflektanz handelt es sich vorteilhaft um das Verhältnis zwischen der von einem beleuchteten Körper zurückgestrahlten Lichtmenge und der Intensität der Lichtquelle oder einfallenden Strahlung.
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3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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In der Abbildung a der 3 ist eine Draufsicht auf eine zweite Spiegeleinrichtung SP2 gezeigt. Die zweite dem Resonatorspalt abgewandte Spiegelschicht SpSb der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 kann über der ersten Spiegelschicht gemäß der 2 angeordnet sein. Die Anordnung der 3 in der Abbildung a unterscheidet sich dahingehend von der 2, dass die zweite Spiegelschicht SpSb im Mittenbereich MB nur teilweise gegenüber einer λ/4-Dicke aufgedickt sein kann. Das teilweise Aufdicken kann durch das in der Abbildung a gezeigte Muster erfolgen, welches radiale Arme und einen Mittelkreis über dem Mittenbereich MB und optischen Bereich OB umfassen kann. Eine solche Ausformung mit lokaler Aufdickung der zweiten Spiegelschicht SpSb kann eine erhöhte mechanische Stabilität unter Berücksichtigung der optischen Transmissionseigenschaften erzielen. Die radiale Struktur kann mit dem Randbereich RB verbunden sein, welcher ebenfalls eine vergrößerte Randdicke umfassen kann und im Zwischenbereich ZB verankert sein kann.
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Unterhalb der gestrichelten Grenzlinie zwischen Randbereich und Zwischenbereich ZB kann radial nach innen die erste und zweite Spiegelschicht SpSa, SpSb freigestellt sein.
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In der Abbildung b ist eine ähnliche Draufsicht wie in der Abbildung a gezeigt, jedoch kann die zweite Spiegelschicht SpSb demgemäß eine andere Form der Aufdickung aufweisen, insbesondere eine flächig geschlossene Form. Die zweite Spiegelschicht mit einer optischen Mittendicke von beispielsweise drei Viertel der Transmissionswellenlänge kann den optischen Bereich OB vollständig bedecken. Auch der Randbereich RB kann eine ähnliche oder gleiche Dicke umfassen wie die zweite Spiegelschicht im Mittenbereich, dazwischen kann die Dicke geringer sein, etwa nur λ/4 optisch umfassen. Ebenso kann es auch möglich sein, dass in der Abbildung a die zweite Spiegelschicht SpSb selbst radial innerhalb eines Randbereichs RB eine optische Dicke von λ/4 umfasst und im Mittenbereich im radialen Muster zusätzlich auf eine optische Dicke von 3λ/4 oder mehr aufgedickt sein kann. Der Randbereich kann auch von einer runden Form abweichen.
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4 zeigt eine Abhängigkeit der Reflektanz von der Wellenlänge für verschiedene Spiegelkonfigurationen der Interferometereinrichtung.
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Hierbei ist beispielhaft die Abhängigkeit der Reflektanz für eine Spiegeleinrichtung mit zwei hochbrechenden Spiegelschichten, etwa aus Silizium, und einem Luftspalt oder Vakuum dazwischen gezeigt, wobei im Fall 1, beide Spiegelschichten eine optische Dicke von λ/4 umfassen; im Fall 2, eine dem Lichteinfall zugewandte Spiegelschicht eine optische Dicke von 3λ/4 umfasst und die andere von λ/4; im Fall 3, eine dem Lichteinfall abgewandte Spiegelschicht eine optische Dicke von 3λ/4 umfasst; im Fall 4, beide Spiegelschichten eine optische Dicke von 3λ/4 umfassen; und im Fall 5, beide Spiegelschichten und der Zwischenspalt (Luft/Vakuum) eine optische Dicke von 3λ/4 umfassen. Hierbei ist erkennbar, dass die Breitbandigkeit (über die Wellenlängen) der Reflektanz des Einzelspiegels mit jeder zusätzlichen ¾ Wellenlängenschicht an den Rändern des Reflektanzbereichs abnehmen kann, was bei der Wahl einer ganzflächigen Aufdickung einer Spiegelschicht einen notwendigen Kompromiss zwischen mechanischer Robustheit und optischer Breitbandigkeit mit sich ziehen kann.
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Bei dem Kompromiss kann abgewogen werden, ob optische Funktionalität und/oder mechanische Robustheit im Vordergrund steht, jedoch vorteilhaft beides zu ausreichenden Graden. Daher kann entweder die Aufdickung auf den optisch nicht transmissiven Randbereich beschränkt werden und/oder die optische Randbedingung muss zusätzlich beachtet werden, wobei die Aufdickung nur so gewählt wird, dass sie optisch einem ganzzahligen Vielfachen einer halben Wellenlänge der Transmissionswellenlänge (Zentralwellenlänge) der Spiegeleinrichtung oder beider (beispielsweise aller bei mehr als zwei Spiegeleinrichtungen ) 3λ/4, 5λ/4, oder höher) entsprichen kann.
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5 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Verfahrens zum Herstellen einer Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung erfolgt ein Bereitstellen S1 eines Substrats; ein Anordnen S2 einer ersten Opferschicht auf dem Substrat; ein Aufbringen S3 einer ersten Spiegeleinrichtung auf die erste Opferschicht; ein Aufbringen S4 einer zweiten Opferschicht; ein Aufbringen S5 einer zweiten Spiegeleinrichtung auf die zweite Opferschicht, wobei die erste und/oder die zweite Spiegeleinrichtung zueinander parallel und übereinander über dem optischen Bereich angeordnet werden, zumindest bereichsweise beweglich zueinander angeordnet sind und zumindest eine der beiden Spiegeleinrichtungen zumindest eine erste Spiegelschicht und parallel dazu eine zweite Spiegelschicht umfasst, wobei die erste oder die zweite Spiegelschicht zumindest in einem Randbereich außerhalb des optischen Bereichs eine Randdicke aufweist, welche größer als die Dicke der anderen Spiegelschicht ist; und ein Entfernen S6 zumindest der zweiten Opferschicht zumindest über dem optischen Bereich.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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