JP2000031510A - 波長選択型光検出器 - Google Patents
波長選択型光検出器Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/001—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on interference in an adjustable optical cavity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0256—Compact construction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトダイオードと、分布型ブラグ反射器か
らなるファブリ-ペロー干渉計を波長フィルタとして集
積した構造で、小型で集積度が高く、しかも波長分解能
に優れた波長選択型光検出器を提供する。 【解決手段】 シリコン基板１に形成されたフォトダイ
オード５と、該フォトダイオード５上に集積された下部
分布型ブラグ反射器１１及び上部分布型ブラグ反射器１
２により構成されるファブリ-ペロー干渉計１０と、前
記下部及び上部分布型ブラグ反射器１１，１２を隔てる
距離を可変制御する駆動用電極１６，１７とを備えてい
る。
らなるファブリ-ペロー干渉計を波長フィルタとして集
積した構造で、小型で集積度が高く、しかも波長分解能
に優れた波長選択型光検出器を提供する。 【解決手段】 シリコン基板１に形成されたフォトダイ
オード５と、該フォトダイオード５上に集積された下部
分布型ブラグ反射器１１及び上部分布型ブラグ反射器１
２により構成されるファブリ-ペロー干渉計１０と、前
記下部及び上部分布型ブラグ反射器１１，１２を隔てる
距離を可変制御する駆動用電極１６，１７とを備えてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像認識、光スペ
クトルアナライザ等に用いられる波長フィルタを有する
波長選択型光検出器に係り、特にシリコンマイクロマシ
ニングにより作製可能な、感度が優れた波長フィルタを
集積化した波長選択型光検出器に関する。
クトルアナライザ等に用いられる波長フィルタを有する
波長選択型光検出器に係り、特にシリコンマイクロマシ
ニングにより作製可能な、感度が優れた波長フィルタを
集積化した波長選択型光検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光応用の多くのシステムの高度
化、高機能化に伴い、その主要部品である光検出器にも
高感度化、高集積化が要求されるようになってきてい
る。
化、高機能化に伴い、その主要部品である光検出器にも
高感度化、高集積化が要求されるようになってきてい
る。
【０００３】光情報システムに用いられる典型的な受光
素子として、フォトダイオードがよく知られている。フ
ォトダイオードには単純なＰＮ接合を持つフォトダイオ
ード、ＰＩＮフォトダイオード、アバランシュ・フォト
ダイオードがある。いずれも光吸収により生じた電子と
ホールから光電流を取り出すが、それぞれで応答速度が
異なる。可視光領域ではシリコン（Ｓｉ）が用いられ
る。これと波長フィルタを組み合わせることにより、波
長敏感な光検出器が得られると期待される。
素子として、フォトダイオードがよく知られている。フ
ォトダイオードには単純なＰＮ接合を持つフォトダイオ
ード、ＰＩＮフォトダイオード、アバランシュ・フォト
ダイオードがある。いずれも光吸収により生じた電子と
ホールから光電流を取り出すが、それぞれで応答速度が
異なる。可視光領域ではシリコン（Ｓｉ）が用いられ
る。これと波長フィルタを組み合わせることにより、波
長敏感な光検出器が得られると期待される。
【０００４】波長フィルタは近年の波長多重通信技術の
進展に伴い、非常に注目されている。例えば、米国特許
第５,６２９,９５１号（以下、従来技術１）には、検出
波長を連続的にチューニングするための、静電駆動型カ
ンチレバーによる波長フィルタが開示されている。ここ
では、ファブリ-ペロー干渉計を構成する２つの分布型
ブラグ反射器の上側がカンチレバーとなっていて、静電
駆動により分布型ブラグ反射器の間隔をコントロールし
て検出波長を変えている。
進展に伴い、非常に注目されている。例えば、米国特許
第５,６２９,９５１号（以下、従来技術１）には、検出
波長を連続的にチューニングするための、静電駆動型カ
ンチレバーによる波長フィルタが開示されている。ここ
では、ファブリ-ペロー干渉計を構成する２つの分布型
ブラグ反射器の上側がカンチレバーとなっていて、静電
駆動により分布型ブラグ反射器の間隔をコントロールし
て検出波長を変えている。
【０００５】米国特許第５,２９１,５０２号（以下、従
来技術２）には、カンチレバーではなく、メンブレンに
よって構成されている同様のファブリ-ペロー干渉計が
開示されている。
来技術２）には、カンチレバーではなく、メンブレンに
よって構成されている同様のファブリ-ペロー干渉計が
開示されている。
【０００６】また、“A FABRY-PEROT MICROINTERFEROME
TER FOR VISIBLE WAVELENGTH"，ＩＥＥＥ，ＭＥＭＳ’
９２，１９９２，ＰＰ１７０−１７３（以下、従来技術
３）には、可視領域の光に対する、マイクロマシニング
によって作製されたファブリ-ペロー干渉計が示されて
いる。ここではファブリ-ペロー干渉計は、シリコンナ
イトライド（ＳｉＮ）メンブレンによって支持された２
枚のミラーからなっており、それら各ミラーは、屈折率
が１.４４のＳｉＯ2膜と屈折率が１.８０のＨｆＯ2膜の
多層膜からなっている。
TER FOR VISIBLE WAVELENGTH"，ＩＥＥＥ，ＭＥＭＳ’
９２，１９９２，ＰＰ１７０−１７３（以下、従来技術
３）には、可視領域の光に対する、マイクロマシニング
によって作製されたファブリ-ペロー干渉計が示されて
いる。ここではファブリ-ペロー干渉計は、シリコンナ
イトライド（ＳｉＮ）メンブレンによって支持された２
枚のミラーからなっており、それら各ミラーは、屈折率
が１.４４のＳｉＯ2膜と屈折率が１.８０のＨｆＯ2膜の
多層膜からなっている。
【０００７】ファブリ-ペロー干渉計を用いた変調器も
多く検討されている。例えば、“PROCESS AND DESIGN C
ONSIDERATIONS FOR SURFACE MICROMACHININED BEAMSFOR
A TUNABLE INTERFEROMATER ARRAY IN SILICON”，ＩＥ
ＥＥ，ＭＥＭＳ’９３，１９９３，ＰＰ２３０−２３５
（以下、従来技術４）には、フォトダイオード上にファ
ブリ-ペロー干渉計を集積した高速の光変調器が示され
ている。ここでは、ファブリ-ペロー干渉計は、基板上
のシリコンオキサイド（ＳｉＯ2）／ポリシリコン（ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ）と、ｐｏｌｙ−Ｓｉ／ＳｉＮ／ｐｏｌｙ
−Ｓｉからなるメンブレン、及び中間のエアギャップか
ら構成されている。
多く検討されている。例えば、“PROCESS AND DESIGN C
ONSIDERATIONS FOR SURFACE MICROMACHININED BEAMSFOR
A TUNABLE INTERFEROMATER ARRAY IN SILICON”，ＩＥ
ＥＥ，ＭＥＭＳ’９３，１９９３，ＰＰ２３０−２３５
（以下、従来技術４）には、フォトダイオード上にファ
ブリ-ペロー干渉計を集積した高速の光変調器が示され
ている。ここでは、ファブリ-ペロー干渉計は、基板上
のシリコンオキサイド（ＳｉＯ2）／ポリシリコン（ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ）と、ｐｏｌｙ−Ｓｉ／ＳｉＮ／ｐｏｌｙ
−Ｓｉからなるメンブレン、及び中間のエアギャップか
ら構成されている。
【０００８】“MHz OPTO-MECAHNICAL MODULATOR”，TRA
NSDUCERS'95．EUROSENSORS IX，１９９５，ＰＰ２８９
−２９２（以下、従来技術５）にも変調器が示されてい
る。ここでは、２.８Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ．の変調速度が
得られている。ファブリ-ペロー干渉計は平行な２層の
ｐｏｌｙ−Ｓｉからなっている。
NSDUCERS'95．EUROSENSORS IX，１９９５，ＰＰ２８９
−２９２（以下、従来技術５）にも変調器が示されてい
る。ここでは、２.８Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ．の変調速度が
得られている。ファブリ-ペロー干渉計は平行な２層の
ｐｏｌｙ−Ｓｉからなっている。
【０００９】ところで、光検出機能を必要とするシステ
ムには、例えば光スペクトルアナライザや、固体撮像素
子がある。光スペクトルアナライザとしては、フォトダ
イオードアレイと回折格子を組み合わせたものが一般的
である。
ムには、例えば光スペクトルアナライザや、固体撮像素
子がある。光スペクトルアナライザとしては、フォトダ
イオードアレイと回折格子を組み合わせたものが一般的
である。
【００１０】また、固体撮像素子には数十万個から１０
０万個を超す画素が並んでいて、画素毎にフォトダイオ
ードが設けられている。カラー画面は赤、緑、青の３原
色に分解され、それぞれの明るさの信号として取り込ま
れる。
０万個を超す画素が並んでいて、画素毎にフォトダイオ
ードが設けられている。カラー画面は赤、緑、青の３原
色に分解され、それぞれの明るさの信号として取り込ま
れる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、受光素子と
してフォトダイオードはよく用いられていて、また、波
長フィルタも多くのものが検討されているが、フォトダ
イオードと波長フィルタが集積化されていて、しかも波
長分解能が良く、広い波長領域をカバーする光検出器は
実現されていない。例えば、前記した従来技術１，２は
検出波長可変の波長フィルタの構成のみを開示している
だけである。
してフォトダイオードはよく用いられていて、また、波
長フィルタも多くのものが検討されているが、フォトダ
イオードと波長フィルタが集積化されていて、しかも波
長分解能が良く、広い波長領域をカバーする光検出器は
実現されていない。例えば、前記した従来技術１，２は
検出波長可変の波長フィルタの構成のみを開示している
だけである。
【００１２】波長多重通信用に検討されている波長フィ
ルタは、ＧａＡｓ基板上に集積したＡｌ0.09Ｇａ0.91Ａ
ｓとＡｌ0.09Ｇａ0.91Ａｓの多層膜を分布型ブラグ反射
器として用いているため、波長分解能は良いが、可視領
域の光を選択して透過させることができない。
ルタは、ＧａＡｓ基板上に集積したＡｌ0.09Ｇａ0.91Ａ
ｓとＡｌ0.09Ｇａ0.91Ａｓの多層膜を分布型ブラグ反射
器として用いているため、波長分解能は良いが、可視領
域の光を選択して透過させることができない。
【００１３】前記した従来技術３の如きＳｉＯ2とＨｆ
Ｏ2の多層膜から構成しているファブリ-ペロー干渉計
は、フォトダイオードと集積化されておらず、また、屈
折率差が小さいため、波長分解能を上げるためには、積
層数をかなり多くする必要がある。
Ｏ2の多層膜から構成しているファブリ-ペロー干渉計
は、フォトダイオードと集積化されておらず、また、屈
折率差が小さいため、波長分解能を上げるためには、積
層数をかなり多くする必要がある。
【００１４】また、前記した従来技術４，５の如き光変
調器は、単色光に対して、その波長の光を変調するもの
であって、白色光に対して、波長のバンドパスフィルタ
リングを実現するものではない。
調器は、単色光に対して、その波長の光を変調するもの
であって、白色光に対して、波長のバンドパスフィルタ
リングを実現するものではない。
【００１５】ところで、光検出機能を必要とする光スペ
クトルアナライザの従来の形態では、波長分解能を向上
させるためには光路長を大きくとる必要があるためシス
テム全体を大きくする必要があった。また、固体撮像素
子では、光を赤、緑、青の３原色に分解して認識してい
るので、必ずしも全ての色、すなわち絶対波長を確かに
表現しているわけではない。
クトルアナライザの従来の形態では、波長分解能を向上
させるためには光路長を大きくとる必要があるためシス
テム全体を大きくする必要があった。また、固体撮像素
子では、光を赤、緑、青の３原色に分解して認識してい
るので、必ずしも全ての色、すなわち絶対波長を確かに
表現しているわけではない。
【００１６】本発明は、上記の点に鑑み、フォトダイオ
ードと、分布型ブラグ反射器からなるファブリ-ペロー
干渉計を波長フィルタとして集積した構造で、小型で集
積度が高く、しかも波長分解能に優れた波長選択型光検
出器を提供することを目的とし、ひいては、この光検出
器の利用により光システムの特性向上を実現しようとす
るものである。
ードと、分布型ブラグ反射器からなるファブリ-ペロー
干渉計を波長フィルタとして集積した構造で、小型で集
積度が高く、しかも波長分解能に優れた波長選択型光検
出器を提供することを目的とし、ひいては、この光検出
器の利用により光システムの特性向上を実現しようとす
るものである。
【００１７】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
の実施の形態において明らかにする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の波長選択型光検出器は、シリコ
ン基板に形成されたフォトダイオードと、該フォトダイ
オード上に集積された第１及び第２の分布型ブラグ反射
器により構成されるファブリ-ペロー干渉計と、前記第
１及び第２の分布型ブラグ反射器を隔てる距離を可変制
御する駆動手段とを備えた構成としている。
に、本発明の請求項１の波長選択型光検出器は、シリコ
ン基板に形成されたフォトダイオードと、該フォトダイ
オード上に集積された第１及び第２の分布型ブラグ反射
器により構成されるファブリ-ペロー干渉計と、前記第
１及び第２の分布型ブラグ反射器を隔てる距離を可変制
御する駆動手段とを備えた構成としている。
【００１９】本発明の請求項２の波長選択型光検出器
は、前記請求項１の構成において、前記第１及び第２の
分布型ブラグ反射器が、エアギャップを介して隔てられ
ていて、前記駆動手段が前記第１及び第２の分布型ブラ
グ反射器間に電圧を印加することにより、前記第２の分
布型ブラグ反射器を前記基板側に引き寄せる静電力を発
生するようになっている。
は、前記請求項１の構成において、前記第１及び第２の
分布型ブラグ反射器が、エアギャップを介して隔てられ
ていて、前記駆動手段が前記第１及び第２の分布型ブラ
グ反射器間に電圧を印加することにより、前記第２の分
布型ブラグ反射器を前記基板側に引き寄せる静電力を発
生するようになっている。
【００２０】本発明の請求項３の波長選択型光検出器
は、前記請求項１の構成において、前記駆動手段が、可
視領域の光を透過する材質で電圧の印加により膜厚を変
える圧電膜を有し、該圧電膜が前記第１及び第２の分布
型ブラグ反射器間に中間層として設けられている。
は、前記請求項１の構成において、前記駆動手段が、可
視領域の光を透過する材質で電圧の印加により膜厚を変
える圧電膜を有し、該圧電膜が前記第１及び第２の分布
型ブラグ反射器間に中間層として設けられている。
【００２１】本発明の請求項４の波長選択型光検出器
は、シリコン基板に形成されたフォトダイオードと、該
フォトダイオード上に集積された第１及び第２の分布型
ブラグ反射器により構成されるファブリ-ペロー干渉計
とを、前記シリコン基板上にそれぞれ複数配列した構成
である。
は、シリコン基板に形成されたフォトダイオードと、該
フォトダイオード上に集積された第１及び第２の分布型
ブラグ反射器により構成されるファブリ-ペロー干渉計
とを、前記シリコン基板上にそれぞれ複数配列した構成
である。
【００２２】本発明の請求項５の波長選択型光検出器
は、前記請求項４の構成において、１つの前記フォトダ
イオードに１つの前記ファブリ-ペロー干渉計が対応し
て形成されており、１つの前記フォトダイオードとこれ
に対応する１つの前記ファブリ-ペロー干渉計の組が、
それぞれ独立して検出波長を選択するようにしている。
は、前記請求項４の構成において、１つの前記フォトダ
イオードに１つの前記ファブリ-ペロー干渉計が対応し
て形成されており、１つの前記フォトダイオードとこれ
に対応する１つの前記ファブリ-ペロー干渉計の組が、
それぞれ独立して検出波長を選択するようにしている。
【００２３】本発明の請求項６の波長選択型光検出器
は、前記請求項４の構成において、各々のファブリ-ペ
ロー干渉計を構成する前記第１及び第２の分布型ブラグ
反射器は、中間層を介して隔てられており、各々のファ
ブリ-ペロー干渉計毎に前記中間層は選択波長に対応し
た異なる層厚を有しているものである。
は、前記請求項４の構成において、各々のファブリ-ペ
ロー干渉計を構成する前記第１及び第２の分布型ブラグ
反射器は、中間層を介して隔てられており、各々のファ
ブリ-ペロー干渉計毎に前記中間層は選択波長に対応し
た異なる層厚を有しているものである。
【００２４】本発明の請求項７の波長選択型光検出器
は、シリコン基板に形成されたフォトダイオードと、該
フォトダイオード上に集積された第１及び第２の分布型
ブラグ反射器により構成されるファブリ-ペロー干渉計
との組を、前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器を隔
てる中間層の層厚を変えて前記シリコン基板に複数配列
して複数の波長を検出するセルを構成し、該セルを前記
シリコン基板に複数配列した構成としている。
は、シリコン基板に形成されたフォトダイオードと、該
フォトダイオード上に集積された第１及び第２の分布型
ブラグ反射器により構成されるファブリ-ペロー干渉計
との組を、前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器を隔
てる中間層の層厚を変えて前記シリコン基板に複数配列
して複数の波長を検出するセルを構成し、該セルを前記
シリコン基板に複数配列した構成としている。
【００２５】本発明の請求項８の波長選択型光検出器
は、前記請求項１，２，３，４，５，６又は７の構成に
おいて、前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器が、屈
折率の異なる２種類の膜のペアを少なくとも４ペア以上
積み重ねた多層膜でそれぞれ構成されているものであ
る。
は、前記請求項１，２，３，４，５，６又は７の構成に
おいて、前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器が、屈
折率の異なる２種類の膜のペアを少なくとも４ペア以上
積み重ねた多層膜でそれぞれ構成されているものであ
る。
【００２６】本発明の請求項９の波長選択型光検出器
は、前記請求項１，２，３，４，５，６，７又は８の構
成において、前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器が
可視領域の光を透過させる材質であり、波長選択された
前記可視領域の光を前記フォトダイオードで受光するも
のである。
は、前記請求項１，２，３，４，５，６，７又は８の構
成において、前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器が
可視領域の光を透過させる材質であり、波長選択された
前記可視領域の光を前記フォトダイオードで受光するも
のである。
【００２７】本発明の請求項１０の波長選択型光検出器
は、前記請求項８又は９の構成において、前記第１及び
第２の分布型ブラグ反射器を構成する各膜の膜厚を、各
々の膜の屈折率ｎ、選択する光の波長λに対してλ（１
＋２ｍ）／４ｎ（但し、ｍ：０又は自然数）とし、前記
第１及び第２の分布型ブラグ反射器を隔てる距離をλ／
２ｎ0（但し、ｎ0：前記第１及び第２の分布型ブラグ反
射器を隔てる媒質の屈折率）としている。
は、前記請求項８又は９の構成において、前記第１及び
第２の分布型ブラグ反射器を構成する各膜の膜厚を、各
々の膜の屈折率ｎ、選択する光の波長λに対してλ（１
＋２ｍ）／４ｎ（但し、ｍ：０又は自然数）とし、前記
第１及び第２の分布型ブラグ反射器を隔てる距離をλ／
２ｎ0（但し、ｎ0：前記第１及び第２の分布型ブラグ反
射器を隔てる媒質の屈折率）としている。
【００２８】本発明の請求項１１の波長選択型光検出器
は、前記請求項８，９又は１０の構成において、前記第
１及び第２の分布型ブラグ反射器が、高屈折率のシリコ
ンナイトライド膜と低屈折率のシリコンオキサイド又は
シリコンオキシナイトライド膜からなっている。
は、前記請求項８，９又は１０の構成において、前記第
１及び第２の分布型ブラグ反射器が、高屈折率のシリコ
ンナイトライド膜と低屈折率のシリコンオキサイド又は
シリコンオキシナイトライド膜からなっている。
【００２９】本発明の請求項１２の波長選択型光検出器
は、前記請求項１〜１１のいずれかの構成において、前
記フォトダイオードが、前記シリコン基板にＰＮ接合、
又はＰＩＮ接合を形成したものである。
は、前記請求項１〜１１のいずれかの構成において、前
記フォトダイオードが、前記シリコン基板にＰＮ接合、
又はＰＩＮ接合を形成したものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る波長選択型光
検出器の実施の形態を図面に従って説明する。
検出器の実施の形態を図面に従って説明する。
【００３１】図１は本発明に係る波長選択型光検出器の
第１の実施の形態であって、概略斜視図であり、図２
（Ｅ）はその断面図である。シリコン（Ｓｉ）基板１に
まずフォトダイオード５を形成し、この上に下部分布型
ブラグ反射器（下部ＤＢＲ）１１と、エアギャップ１３
を介して上部分布型ブラグ反射器（上部ＤＢＲ）１２と
を順次集積してファブリ-ペロー干渉計１０を構成して
いる。ここで、上部分布型ブラグ反射器１２は、基板１
上に形成された４箇所のアンカー１４から伸びた可撓性
アーム１５で支持されたメンブレン構造となっており、
上部分布型ブラグ反射器１２上面には可動側駆動用電極
１６が形成されている。また、下部分布型ブラグ反射器
１１の下側には固定側駆動用電極１７が前記可動側駆動
用電極１６に対向して設けられる。上部分布型ブラグ反
射器１２の上面中央部は、ファブリ-ペロー干渉計１０
に垂直な入射光を透過させるために可動側駆動用電極１
６の形成されていない透過光窓１８となっている（固定
側駆動用電極１７にも同様に透過光窓を形成してあ
る。）。
第１の実施の形態であって、概略斜視図であり、図２
（Ｅ）はその断面図である。シリコン（Ｓｉ）基板１に
まずフォトダイオード５を形成し、この上に下部分布型
ブラグ反射器（下部ＤＢＲ）１１と、エアギャップ１３
を介して上部分布型ブラグ反射器（上部ＤＢＲ）１２と
を順次集積してファブリ-ペロー干渉計１０を構成して
いる。ここで、上部分布型ブラグ反射器１２は、基板１
上に形成された４箇所のアンカー１４から伸びた可撓性
アーム１５で支持されたメンブレン構造となっており、
上部分布型ブラグ反射器１２上面には可動側駆動用電極
１６が形成されている。また、下部分布型ブラグ反射器
１１の下側には固定側駆動用電極１７が前記可動側駆動
用電極１６に対向して設けられる。上部分布型ブラグ反
射器１２の上面中央部は、ファブリ-ペロー干渉計１０
に垂直な入射光を透過させるために可動側駆動用電極１
６の形成されていない透過光窓１８となっている（固定
側駆動用電極１７にも同様に透過光窓を形成してあ
る。）。
【００３２】なお、前記可動側駆動用電極１６の延長部
分は１個のアンカー１４の上面に引き出されている。ま
た、前記フォトダイオード５は例えばＳｉ基板１にＰＮ
接合を形成したものであり、フォトダイオード５に接続
する光電流検出用電極１９が基板上面に引き出されてい
る。
分は１個のアンカー１４の上面に引き出されている。ま
た、前記フォトダイオード５は例えばＳｉ基板１にＰＮ
接合を形成したものであり、フォトダイオード５に接続
する光電流検出用電極１９が基板上面に引き出されてい
る。
【００３３】前記上部分布型ブラグ反射器１２に設けら
れた可動側駆動用電極１６と、下部分布型ブラグ反射器
１１に設けられた固定側駆動用電極１７とは、下部分布
型ブラグ反射器１１と上部分布型ブラグ反射器１２を隔
てる距離を可変制御する駆動手段としての静電アクチュ
エータを構成しており、可動側及び固定側駆動用電極１
６，１７間への電圧の印加により上部分布型ブラグ反射
器１２を静電力で基板側に引き寄せて、エアギャップ１
３を調整できる。ここで、透過光の波長λとエアギャッ
プ間隔ｔは、ギャップ間の媒質（この場合空気）の屈折
率をｎ0としてｔ＝λ／２ｎ0の関係を持ち、これよりギ
ャップの調整で透過光の波長を選択することができる。
れた可動側駆動用電極１６と、下部分布型ブラグ反射器
１１に設けられた固定側駆動用電極１７とは、下部分布
型ブラグ反射器１１と上部分布型ブラグ反射器１２を隔
てる距離を可変制御する駆動手段としての静電アクチュ
エータを構成しており、可動側及び固定側駆動用電極１
６，１７間への電圧の印加により上部分布型ブラグ反射
器１２を静電力で基板側に引き寄せて、エアギャップ１
３を調整できる。ここで、透過光の波長λとエアギャッ
プ間隔ｔは、ギャップ間の媒質（この場合空気）の屈折
率をｎ0としてｔ＝λ／２ｎ0の関係を持ち、これよりギ
ャップの調整で透過光の波長を選択することができる。
【００３４】次に、図２を用いて第１の実施の形態であ
る波長選択型光検出器の製造方法について記述する。
る波長選択型光検出器の製造方法について記述する。
【００３５】まず、図２（Ａ）のようにｎ型Ｓｉ（１０
０）基板１を熱酸化し、１００ｎｍのシリコンオキサイ
ド（ＳｉＯ2）層２１を熱酸化膜として表面に形成す
る。このＳｉＯ2層は、後のプロセスでアライメントを
可能とするパターンになる。続いて、同図（Ｂ）の如く
フォトレジスト２２を塗布した後、露光、現像して後の
イオン注入工程のためのパターンを形成する。そして、
所定パターンのフォトレジスト２２をマスクとして、ホ
ウ素（Ｂ）を注入し、フォトダイオードとなるべきＰＮ
接合２３を形成する。注入条件は、ＢＦ2+イオンを５５
ｋｅＶで、ドーズ量は、５×１０15ｃｍ-2とした。この
後イオン拡散のために通常であれば熱処理を行うが、本
実施の形態では後に高温での長時間の成膜があるので、
熱処理工程は省略できる。なお、固定側駆動用電極１７
として、フォトダイオードとなる部分の上面にイオンの
ドーズ量を過大として導電性を持たせた部分を形成して
おく。
０）基板１を熱酸化し、１００ｎｍのシリコンオキサイ
ド（ＳｉＯ2）層２１を熱酸化膜として表面に形成す
る。このＳｉＯ2層は、後のプロセスでアライメントを
可能とするパターンになる。続いて、同図（Ｂ）の如く
フォトレジスト２２を塗布した後、露光、現像して後の
イオン注入工程のためのパターンを形成する。そして、
所定パターンのフォトレジスト２２をマスクとして、ホ
ウ素（Ｂ）を注入し、フォトダイオードとなるべきＰＮ
接合２３を形成する。注入条件は、ＢＦ2+イオンを５５
ｋｅＶで、ドーズ量は、５×１０15ｃｍ-2とした。この
後イオン拡散のために通常であれば熱処理を行うが、本
実施の形態では後に高温での長時間の成膜があるので、
熱処理工程は省略できる。なお、固定側駆動用電極１７
として、フォトダイオードとなる部分の上面にイオンの
ドーズ量を過大として導電性を持たせた部分を形成して
おく。
【００３６】本実施の形態では、フォトダイオード自体
の特性は特に考慮していないので、前述のように単純な
ＰＮ接合フォトダイオードとしているが、もちろんフォ
トダイオード自体の応答速度を良くするため、ＰＩＮフ
ォトダイオードを形成して用いることもできる。
の特性は特に考慮していないので、前述のように単純な
ＰＮ接合フォトダイオードとしているが、もちろんフォ
トダイオード自体の応答速度を良くするため、ＰＩＮフ
ォトダイオードを形成して用いることもできる。
【００３７】続いて、図２（Ｃ）のように、マスクのフ
ォトレジストを除去した後、下部分布型ブラグ反射器１
１及び上部分布型ブラグ反射器１２をＬＰＣＶＤ（LowP
ressure Chemical Vapor Deposition）により順次成膜
して集積する。これらの分布型ブラグ反射器１１，１２
は同図（Ｃ）の断面拡大図に示すように屈折率が２.０
のシリコンナイトライド（ＳｉＮ）膜２４と屈折率が
１.５のシリコンオキサイドナイトライド（ＳｉＯＮ）
膜２５とをそれぞれ複数ペア成膜した多層膜からなって
いる。同図では６ペアとしている。また、下部分布型ブ
ラグ反射器１１と基板１間には低屈折率のバッファ層２
８がＳｉＯＮ膜で形成されている。これらの分布型ブラ
グ反射器１１，１２を構成する各膜の膜厚は、透過させ
る光の中心波長λに対して、λ（１＋２ｍ）／４ｎから
導いている（但し、ｎ：各々の膜の屈折率、ｍ：０又は
自然数）。ここでは６３８ｎｍを電圧をかけていないと
きの波長中心としているので、λ／４ｎよりＳｉＮ膜２
４を７９.８ｎｍ、ＳｉＯＮ膜２５を１０６.３ｎｍ成膜
している。ＬＰＣＶＤの成膜条件は、８５０℃、０.５
Ｔｏｒｒで、ＳｉＮ膜はＳｉＨ4、ＮＨ3を原料ガスとし
て、ＳｉＯＮ膜はＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏを原料ガスと
してそれぞれ成膜する。中間層２６には、後にエアギャ
ップ（図１の符号１３）を形成するため、λ／２ｎ
0（エアギャップにするためｎ0＝１）より算出した膜厚
のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜を犠牲層として成膜する。成膜はや
はりＬＰＣＶＤで行う。成膜条件は、６００℃、１.０
Ｔｏｒｒで、ＳｉＨ4を原料ガスとして成膜する。この
ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜は後に、図２（Ｄ）の如く上側の分布
型ブラグ反射器１２をメンブレンにパターニングした後
に、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイド
ロオキサイド）水溶液によりエッチングされエアギャッ
プ１３を形成する。上側の分布型ブラグ反射器１２のエ
ッチングはＢＨＦ（バッファードフッ酸）で行うことが
できるが、ＳｉＮ膜のエッチング速度が遅いので、Ｓｉ
Ｎ膜にはＲＩＥ（Reactive ion etching）を組み合わせ
ることも可能である。
ォトレジストを除去した後、下部分布型ブラグ反射器１
１及び上部分布型ブラグ反射器１２をＬＰＣＶＤ（LowP
ressure Chemical Vapor Deposition）により順次成膜
して集積する。これらの分布型ブラグ反射器１１，１２
は同図（Ｃ）の断面拡大図に示すように屈折率が２.０
のシリコンナイトライド（ＳｉＮ）膜２４と屈折率が
１.５のシリコンオキサイドナイトライド（ＳｉＯＮ）
膜２５とをそれぞれ複数ペア成膜した多層膜からなって
いる。同図では６ペアとしている。また、下部分布型ブ
ラグ反射器１１と基板１間には低屈折率のバッファ層２
８がＳｉＯＮ膜で形成されている。これらの分布型ブラ
グ反射器１１，１２を構成する各膜の膜厚は、透過させ
る光の中心波長λに対して、λ（１＋２ｍ）／４ｎから
導いている（但し、ｎ：各々の膜の屈折率、ｍ：０又は
自然数）。ここでは６３８ｎｍを電圧をかけていないと
きの波長中心としているので、λ／４ｎよりＳｉＮ膜２
４を７９.８ｎｍ、ＳｉＯＮ膜２５を１０６.３ｎｍ成膜
している。ＬＰＣＶＤの成膜条件は、８５０℃、０.５
Ｔｏｒｒで、ＳｉＮ膜はＳｉＨ4、ＮＨ3を原料ガスとし
て、ＳｉＯＮ膜はＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏを原料ガスと
してそれぞれ成膜する。中間層２６には、後にエアギャ
ップ（図１の符号１３）を形成するため、λ／２ｎ
0（エアギャップにするためｎ0＝１）より算出した膜厚
のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜を犠牲層として成膜する。成膜はや
はりＬＰＣＶＤで行う。成膜条件は、６００℃、１.０
Ｔｏｒｒで、ＳｉＨ4を原料ガスとして成膜する。この
ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜は後に、図２（Ｄ）の如く上側の分布
型ブラグ反射器１２をメンブレンにパターニングした後
に、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイド
ロオキサイド）水溶液によりエッチングされエアギャッ
プ１３を形成する。上側の分布型ブラグ反射器１２のエ
ッチングはＢＨＦ（バッファードフッ酸）で行うことが
できるが、ＳｉＮ膜のエッチング速度が遅いので、Ｓｉ
Ｎ膜にはＲＩＥ（Reactive ion etching）を組み合わせ
ることも可能である。
【００３８】そして、光検出の電極用スルーホール２７
を、フォトレジストをマスクとして図２（Ｅ）の如くＲ
ＩＥにより形成する。さらに、光電流検出用電極１９と
可動側駆動用電極１６としてＡｕをスパッタにより成膜
する。ここで、上部分布型ブラグ反射器１２のＡｕは、
光が透過する部分（窓１８）からは除去するようにパタ
ーニングとエッチングを行う。なお、フォトダイオード
表面の固定側駆動用電極１７も同様に光の透過する部分
には形成されないようにしている。
を、フォトレジストをマスクとして図２（Ｅ）の如くＲ
ＩＥにより形成する。さらに、光電流検出用電極１９と
可動側駆動用電極１６としてＡｕをスパッタにより成膜
する。ここで、上部分布型ブラグ反射器１２のＡｕは、
光が透過する部分（窓１８）からは除去するようにパタ
ーニングとエッチングを行う。なお、フォトダイオード
表面の固定側駆動用電極１７も同様に光の透過する部分
には形成されないようにしている。
【００３９】次に、第１の実施の形態でフォトダイオー
ド５上に集積一体化したファブリ-ペロー干渉計１０の
波長特性について記述する。
ド５上に集積一体化したファブリ-ペロー干渉計１０の
波長特性について記述する。
【００４０】図３は透過光スペクトルのペア数依存性を
示すものであり、ファブリ-ペロー干渉計１０のミラー
（下部分布型ブラグ反射器１１及び上部分布型ブラグ反
射器１２）の屈折率が高い膜（ＳｉＮ膜２４）と低い膜
（ＳｉＯＮ膜２５）のペアを積み重ねた効果について示
している。つまり、多層膜の積層数が増すに従って、波
長分解能が向上することが確認される。
示すものであり、ファブリ-ペロー干渉計１０のミラー
（下部分布型ブラグ反射器１１及び上部分布型ブラグ反
射器１２）の屈折率が高い膜（ＳｉＮ膜２４）と低い膜
（ＳｉＯＮ膜２５）のペアを積み重ねた効果について示
している。つまり、多層膜の積層数が増すに従って、波
長分解能が向上することが確認される。
【００４１】図４はエアギャップ１３を調整したときの
透過光強度と波長との関係であり、可視光領域において
エアギャップを変化させたときのスペクトルの移動を示
している。なおここでは、各分布型ブラグ反射器は１０
ペアの多層膜としている。波長６１４ｎｍから６３７ｎ
ｍまでの間８点を、ギャップを２８３.５ｎｍから３２
７.６ｎｍ迄変えることによって調整している。図４か
らまず、半値幅１ｎｍの波長分解能に優れた波長フィル
タであることが確認される。透過光をフォトダイオード
で検出することにより、波長選択して光信号を電気信号
として検出することができる。
透過光強度と波長との関係であり、可視光領域において
エアギャップを変化させたときのスペクトルの移動を示
している。なおここでは、各分布型ブラグ反射器は１０
ペアの多層膜としている。波長６１４ｎｍから６３７ｎ
ｍまでの間８点を、ギャップを２８３.５ｎｍから３２
７.６ｎｍ迄変えることによって調整している。図４か
らまず、半値幅１ｎｍの波長分解能に優れた波長フィル
タであることが確認される。透過光をフォトダイオード
で検出することにより、波長選択して光信号を電気信号
として検出することができる。
【００４２】この第１の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。
の効果を得ることができる。
【００４３】(1) Ｓｉ基板１に形成されたフォトダイ
オード５と、該フォトダイオード上に集積された下部及
び上部の分布型ブラグ反射器１１，１２により構成され
るファブリ-ペロー干渉計１０と、分布型ブラグ反射器
１１，１２を隔てる距離を可変制御する駆動手段（可動
側駆動用電極１６、固定側駆動用電極１７）とを備えて
おり、可動側駆動用電極１６、固定側駆動用電極１７間
に電圧を印加して静電力を発生させ、下部及び上部の分
布型ブラグ反射器１１，１２を隔てる距離を制御するこ
とにより、検出する光の波長選択が可能である。
オード５と、該フォトダイオード上に集積された下部及
び上部の分布型ブラグ反射器１１，１２により構成され
るファブリ-ペロー干渉計１０と、分布型ブラグ反射器
１１，１２を隔てる距離を可変制御する駆動手段（可動
側駆動用電極１６、固定側駆動用電極１７）とを備えて
おり、可動側駆動用電極１６、固定側駆動用電極１７間
に電圧を印加して静電力を発生させ、下部及び上部の分
布型ブラグ反射器１１，１２を隔てる距離を制御するこ
とにより、検出する光の波長選択が可能である。
【００４４】(2) 下部及び上部の分布型ブラグ反射器
１１，１２は、屈折率の異なる２種類の膜、つまり、屈
折率が２.０のシリコンナイトライド（ＳｉＮ）膜２４
と屈折率が１.５のシリコンオキサイドナイトライド
（ＳｉＯＮ）膜２５をそれぞれ複数ペア成膜した多層膜
で構成されており、成膜ペア数を変えることにより、波
長分解能を変えることができる。また、図３から判るよ
うに少なくとも４ペア以上積み重ねた多層膜でそれぞれ
構成することで、適切な波長分解能を得ることができ
る。
１１，１２は、屈折率の異なる２種類の膜、つまり、屈
折率が２.０のシリコンナイトライド（ＳｉＮ）膜２４
と屈折率が１.５のシリコンオキサイドナイトライド
（ＳｉＯＮ）膜２５をそれぞれ複数ペア成膜した多層膜
で構成されており、成膜ペア数を変えることにより、波
長分解能を変えることができる。また、図３から判るよ
うに少なくとも４ペア以上積み重ねた多層膜でそれぞれ
構成することで、適切な波長分解能を得ることができ
る。
【００４５】(3) 分布型ブラグ反射器１１，１２はＳ
ｉＮ膜２４とＳｉＯＮ膜２５との積層構造で、可視領域
の光を透過させる材質であり、波長選択された可視領域
の光をフォトダイオード５で受光することができる。
ｉＮ膜２４とＳｉＯＮ膜２５との積層構造で、可視領域
の光を透過させる材質であり、波長選択された可視領域
の光をフォトダイオード５で受光することができる。
【００４６】(4) 分布型ブラグ反射器１１，１２を構
成する各膜２４，２５の膜厚が、各々の膜の屈折率ｎ、
選択する光の波長λに対してλ（１＋２ｍ）／４ｎ（但
し、ｍ：０又は自然数）であり、分布型ブラグ反射器１
１，１２を隔てる距離＝λ／２ｎ0（但し、ｎ0：前記第
１及び第２の分布型ブラグ反射器を隔てる媒質の屈折
率）となる波長を選択してフォトダイオード５で受光す
る。従って、分布型ブラグ反射器１１，１２間のエアギ
ャップ１３を、静電力による駆動手段、つまり可動側駆
動用電極１６及び固定側駆動用電極１７間に電圧を印加
することにより任意に制御でき、上部分布型ブラグ反射
器１２を基板側に引き寄せて選択波長を連続的に変化さ
せることができる。
成する各膜２４，２５の膜厚が、各々の膜の屈折率ｎ、
選択する光の波長λに対してλ（１＋２ｍ）／４ｎ（但
し、ｍ：０又は自然数）であり、分布型ブラグ反射器１
１，１２を隔てる距離＝λ／２ｎ0（但し、ｎ0：前記第
１及び第２の分布型ブラグ反射器を隔てる媒質の屈折
率）となる波長を選択してフォトダイオード５で受光す
る。従って、分布型ブラグ反射器１１，１２間のエアギ
ャップ１３を、静電力による駆動手段、つまり可動側駆
動用電極１６及び固定側駆動用電極１７間に電圧を印加
することにより任意に制御でき、上部分布型ブラグ反射
器１２を基板側に引き寄せて選択波長を連続的に変化さ
せることができる。
【００４７】上記第１の実施の形態では、駆動用電極１
６，１７間に電圧を印加してエアギャップ１３を調整
し、透過する波長を選択しているが、エアギャップ１３
を可視領域の光を透過する透明な圧電膜に置き換え、圧
電膜を下部分布型ブラグ反射器１１及び上部分布型ブラ
グ反射器１２間の中間層として設け、該圧電膜に電圧を
印加し、膜厚あるいは屈折率を調整することで透過する
波長を選択する構成としてもよい。
６，１７間に電圧を印加してエアギャップ１３を調整
し、透過する波長を選択しているが、エアギャップ１３
を可視領域の光を透過する透明な圧電膜に置き換え、圧
電膜を下部分布型ブラグ反射器１１及び上部分布型ブラ
グ反射器１２間の中間層として設け、該圧電膜に電圧を
印加し、膜厚あるいは屈折率を調整することで透過する
波長を選択する構成としてもよい。
【００４８】図５は、本発明の第２の実施の形態であっ
て、下部及び上部分布型ブラグ反射器４１，４２からな
るファブリ-ペロー干渉計４０を、Ｓｉ基板３１に形成
した複数のフォトダイオード３５上にそれぞれ集積し
た、小型光スペクトルアナライザの概略を示している。
て、下部及び上部分布型ブラグ反射器４１，４２からな
るファブリ-ペロー干渉計４０を、Ｓｉ基板３１に形成
した複数のフォトダイオード３５上にそれぞれ集積し
た、小型光スペクトルアナライザの概略を示している。
【００４９】ここでは、１つのフォトダイオード３５に
下部分布型ブラグ反射器４１及び上部分布型ブラグ反射
器４２の組からなる１つのファブリ-ペロー干渉計４０
が対応して形成されており、ファブリ-ペロー干渉計４
０を８個のアレイにし、個々のファブリ-ペロー干渉計
で、各々の透過光窓４８を通してそれぞれ異なる波長λ
1〜λ8の光を個々独立に選択し、対応するフォトダイオ
ード３５で検出するようにしている。下部分布型ブラグ
反射器４１、上部分布型ブラグ反射器４２間はエアギャ
ップではなく、固定層厚の中間層４３としており、各フ
ァブリ-ペロー干渉計毎に中間層厚を変えて透過光波長
を調整している。これにより光スペクトルアナライザと
して機能する。もちろんアレイ数が多い方が、分解能は
良くなる。
下部分布型ブラグ反射器４１及び上部分布型ブラグ反射
器４２の組からなる１つのファブリ-ペロー干渉計４０
が対応して形成されており、ファブリ-ペロー干渉計４
０を８個のアレイにし、個々のファブリ-ペロー干渉計
で、各々の透過光窓４８を通してそれぞれ異なる波長λ
1〜λ8の光を個々独立に選択し、対応するフォトダイオ
ード３５で検出するようにしている。下部分布型ブラグ
反射器４１、上部分布型ブラグ反射器４２間はエアギャ
ップではなく、固定層厚の中間層４３としており、各フ
ァブリ-ペロー干渉計毎に中間層厚を変えて透過光波長
を調整している。これにより光スペクトルアナライザと
して機能する。もちろんアレイ数が多い方が、分解能は
良くなる。
【００５０】なお、下部分布型ブラグ反射器４１及び上
部分布型ブラグ反射器４２の構成は、前述した第１の実
施の形態と同様であり、屈折率の大きなＳｉＮ膜と屈折
率の小さなＳｉＯＮ膜をそれぞれ複数ペア成膜した多層
膜で構成されている。
部分布型ブラグ反射器４２の構成は、前述した第１の実
施の形態と同様であり、屈折率の大きなＳｉＮ膜と屈折
率の小さなＳｉＯＮ膜をそれぞれ複数ペア成膜した多層
膜で構成されている。
【００５１】図６に白色光を図５の光スペクトルアナラ
イザ（中心波長６３０ｎｍ）に入射したときの、中間層
厚と透過光波長の関係を示す。なおここで、中間層は低
屈折率層のＳｉＯＮ層（屈折率ｎ：１.５０）であり、
その層厚を１８９.０ｎｍから２１８.４ｎｍ迄変えて６
１０ｎｍから６４０ｎｍ迄の波長をカバーしている。半
値幅１ｎｍの波長分解能に優れた波長フィルタである。
但し、本実施の形態の８個のアレイでは、カバーできる
波長領域が狭いので、アレイ数を増やし、より広範囲な
波長をカバーできるように膜構成を設計することが望ま
しい。
イザ（中心波長６３０ｎｍ）に入射したときの、中間層
厚と透過光波長の関係を示す。なおここで、中間層は低
屈折率層のＳｉＯＮ層（屈折率ｎ：１.５０）であり、
その層厚を１８９.０ｎｍから２１８.４ｎｍ迄変えて６
１０ｎｍから６４０ｎｍ迄の波長をカバーしている。半
値幅１ｎｍの波長分解能に優れた波長フィルタである。
但し、本実施の形態の８個のアレイでは、カバーできる
波長領域が狭いので、アレイ数を増やし、より広範囲な
波長をカバーできるように膜構成を設計することが望ま
しい。
【００５２】次に、図７を用いて、第２の実施の形態の
光スペクトルアナライザの中間層を、ファブリ-ペロー
干渉計毎に変える方法について説明する。まず、図７
（Ａ）の如くフォトダイオード３５を形成したＳｉ基板
３１に下部分布型ブラグ反射器４１を形成し、その下部
分布型ブラグ反射器４１上にＳｉＯＮ中間層４３を、検
出する波長領域の最長波長に対応する厚さで成膜してお
く。これを同図（Ｂ）乃至（Ｅ）に示す如くステップ状
にエッチングしていく。エッチングは１／２０に薄めた
ＢＨＦで行い、エッチングマスク４５はレジストとし
た。ある膜厚の領域をそれぞれ２分割していくと、エッ
チング回数Ｎに対して２Nのステップが形成される。こ
こでは３回のエッチングにより図示したように８ステッ
プを作製し、８個の異なる中間層厚を持つファブリ-ペ
ロー干渉計のアレイを形成している。
光スペクトルアナライザの中間層を、ファブリ-ペロー
干渉計毎に変える方法について説明する。まず、図７
（Ａ）の如くフォトダイオード３５を形成したＳｉ基板
３１に下部分布型ブラグ反射器４１を形成し、その下部
分布型ブラグ反射器４１上にＳｉＯＮ中間層４３を、検
出する波長領域の最長波長に対応する厚さで成膜してお
く。これを同図（Ｂ）乃至（Ｅ）に示す如くステップ状
にエッチングしていく。エッチングは１／２０に薄めた
ＢＨＦで行い、エッチングマスク４５はレジストとし
た。ある膜厚の領域をそれぞれ２分割していくと、エッ
チング回数Ｎに対して２Nのステップが形成される。こ
こでは３回のエッチングにより図示したように８ステッ
プを作製し、８個の異なる中間層厚を持つファブリ-ペ
ロー干渉計のアレイを形成している。
【００５３】この第２の実施の形態によれば、１つのフ
ォトダイオード３５に１組の分布型ブラグ反射器４１，
４２が対応して形成され、これらがアレイとして構成さ
れていることにより、個々独立して検出波長を選択で
き、かつ複数の波長を同時検出可能である。
ォトダイオード３５に１組の分布型ブラグ反射器４１，
４２が対応して形成され、これらがアレイとして構成さ
れていることにより、個々独立して検出波長を選択で
き、かつ複数の波長を同時検出可能である。
【００５４】図８に、本発明の第３の実施の形態とし
て、シリコン基板５１に形成されたフォトダイオード
と、該フォトダイオード上に集積された下部及び上部分
布型ブラグ反射器により構成されるファブリ-ペロー干
渉計との組からなる光検出部５２を、前記下部及び上部
分布型ブラグ反射器を隔てる中間層の層厚を変えてシリ
コン基板５１に複数配列して複数の波長を検出するセル
（画素）５３を構成し、該セル５３をシリコン基板５１
に多数平面的に配列した絶対波長検出型ＣＣＤ撮像素子
の概略を示す。ここで、個々のファブリ-ペロー干渉計
を構成する分布型ブラグ反射器は、第１の実施の形態で
示した如く屈折率の大きなＳｉＮ膜と屈折率の小さなＳ
ｉＯＮ膜をそれぞれ複数ペア成膜した多層膜で構成さ
れ、下部及び上部分布型ブラグ反射器間は第２の実施の
形態と同様に固定層厚のＳｉＯＮ中間層としている。こ
こでは、中間層厚が互いに異なったファブリ-ペロー干
渉計を集積してなる光検出部５２を１６個並べて１つの
セル５３を形成し、更にこれを多数配列して平面的アレ
イにしている。従って、通常の固体撮像素子が光を赤、
緑、青の３原色に分解して取り込んでいたのに対し、本
実施の形態では、１つのセル５３内で下部及び上部分布
型ブラグ反射器を隔てる中間層厚に対応する１６の波長
に分解してカラー画面を取り込むことができる。これに
より、認識するカラー画面の確度が向上する。もちろ
ん、１つのセル内の、中間層厚の異なる光検出部５２を
増やすことで、さらに多くの波長に分解することも可能
である。
て、シリコン基板５１に形成されたフォトダイオード
と、該フォトダイオード上に集積された下部及び上部分
布型ブラグ反射器により構成されるファブリ-ペロー干
渉計との組からなる光検出部５２を、前記下部及び上部
分布型ブラグ反射器を隔てる中間層の層厚を変えてシリ
コン基板５１に複数配列して複数の波長を検出するセル
（画素）５３を構成し、該セル５３をシリコン基板５１
に多数平面的に配列した絶対波長検出型ＣＣＤ撮像素子
の概略を示す。ここで、個々のファブリ-ペロー干渉計
を構成する分布型ブラグ反射器は、第１の実施の形態で
示した如く屈折率の大きなＳｉＮ膜と屈折率の小さなＳ
ｉＯＮ膜をそれぞれ複数ペア成膜した多層膜で構成さ
れ、下部及び上部分布型ブラグ反射器間は第２の実施の
形態と同様に固定層厚のＳｉＯＮ中間層としている。こ
こでは、中間層厚が互いに異なったファブリ-ペロー干
渉計を集積してなる光検出部５２を１６個並べて１つの
セル５３を形成し、更にこれを多数配列して平面的アレ
イにしている。従って、通常の固体撮像素子が光を赤、
緑、青の３原色に分解して取り込んでいたのに対し、本
実施の形態では、１つのセル５３内で下部及び上部分布
型ブラグ反射器を隔てる中間層厚に対応する１６の波長
に分解してカラー画面を取り込むことができる。これに
より、認識するカラー画面の確度が向上する。もちろ
ん、１つのセル内の、中間層厚の異なる光検出部５２を
増やすことで、さらに多くの波長に分解することも可能
である。
【００５５】前記中間層厚は、可視領域の光をカバーす
るように４００ｎｍ〜７００ｎｍまでの波長領域を２０
ｎｍ間隔に分割し、計１６点の波長を１画素内で検出で
きるようにしている。但し、同じ膜厚構成の分布型ブラ
グ反射器の組を用いたファブリ-ペロー干渉計で中間層
厚のみを変えても、全ての波長領域をカバーすることは
できないので、下部及び上部分布型ブラグ反射器の膜構
成を４通りとし（膜厚を４種類とする）、各膜構成につ
いて中間層厚を４種類として計１６の波長の光を検出し
ている。
るように４００ｎｍ〜７００ｎｍまでの波長領域を２０
ｎｍ間隔に分割し、計１６点の波長を１画素内で検出で
きるようにしている。但し、同じ膜厚構成の分布型ブラ
グ反射器の組を用いたファブリ-ペロー干渉計で中間層
厚のみを変えても、全ての波長領域をカバーすることは
できないので、下部及び上部分布型ブラグ反射器の膜構
成を４通りとし（膜厚を４種類とする）、各膜構成につ
いて中間層厚を４種類として計１６の波長の光を検出し
ている。
【００５６】図８にはまた、ＣＣＤのアドレッシング用
の周辺回路５４と、アンプ、Ａ／Ｄコンバータ、マルチ
プレクサ等のデータ読み出しのための周辺回路５５も示
してある。各セル５３で検出した光により生じた電荷
は、通常のＣＣＤと同様にデータとして図示した方向に
流れ、周辺回路で処理される。
の周辺回路５４と、アンプ、Ａ／Ｄコンバータ、マルチ
プレクサ等のデータ読み出しのための周辺回路５５も示
してある。各セル５３で検出した光により生じた電荷
は、通常のＣＣＤと同様にデータとして図示した方向に
流れ、周辺回路で処理される。
【００５７】図９に検出波長を１６チャンネルとしたと
きのスペクトルを示す。なお、ここでは全ての波長の可
視光に対して感度を持たせるため、敢えて分解能を下
げ、分布型ブラグ反射器におけるペア数は４ペアとして
いる。
きのスペクトルを示す。なお、ここでは全ての波長の可
視光に対して感度を持たせるため、敢えて分解能を下
げ、分布型ブラグ反射器におけるペア数は４ペアとして
いる。
【００５８】この第３の実施の形態によれば、各セル５
３は複数設けられた光検出部５２の下部及び上部分布型
ブラグ反射器を隔てる中間層厚に対応する波長にそれぞ
れ分解してカラー画面を取り込むことができ、認識する
カラー画面の確度を向上させることが可能であり、１つ
のセル内の、中間層厚の異なる光検出部５２の個数を増
やすことで、さらに多くの波長に分解することも可能で
ある。
３は複数設けられた光検出部５２の下部及び上部分布型
ブラグ反射器を隔てる中間層厚に対応する波長にそれぞ
れ分解してカラー画面を取り込むことができ、認識する
カラー画面の確度を向上させることが可能であり、１つ
のセル内の、中間層厚の異なる光検出部５２の個数を増
やすことで、さらに多くの波長に分解することも可能で
ある。
【００５９】図１０には、本発明の第４の実施の形態と
して、第３の実施の形態のＣＣＤ撮像素子の固定中間層
をエアギャップに置き換えた絶対波長検出型ＣＣＤ撮像
素子の概略を示している。この場合は、可変エアギャッ
プとなっている１つのファブリ-ペロー干渉計とフォト
ダイオードとからなる波長選択型光検出部が１つのセル
（画素）６３に対応し、セル６３がＳｉ基板６１上に多
数平面的に配列されている。各セル６３は第１の実施の
形態と同様の構成であればよい。また、周辺回路とし
て、図８の第３の実施の形態と同様に、ＣＣＤのアドレ
ッシング用の周辺回路６４と、アンプ、Ａ／Ｄコンバー
タ、マルチプレクサ等のデータ読み出しのための周辺回
路６５が設けられている。但し、各セル６３にエアギャ
ップを変化させるための交流電圧を印加し、下部及び上
部分布型ブラグ反射器間を１ｋＨｚ程度の周波数で振動
させて光を検出するために、ＣＣＤのアドレッシング用
の周辺回路６４にエアギャップ調整駆動電圧を発生する
回路を付加する必要がある。
して、第３の実施の形態のＣＣＤ撮像素子の固定中間層
をエアギャップに置き換えた絶対波長検出型ＣＣＤ撮像
素子の概略を示している。この場合は、可変エアギャッ
プとなっている１つのファブリ-ペロー干渉計とフォト
ダイオードとからなる波長選択型光検出部が１つのセル
（画素）６３に対応し、セル６３がＳｉ基板６１上に多
数平面的に配列されている。各セル６３は第１の実施の
形態と同様の構成であればよい。また、周辺回路とし
て、図８の第３の実施の形態と同様に、ＣＣＤのアドレ
ッシング用の周辺回路６４と、アンプ、Ａ／Ｄコンバー
タ、マルチプレクサ等のデータ読み出しのための周辺回
路６５が設けられている。但し、各セル６３にエアギャ
ップを変化させるための交流電圧を印加し、下部及び上
部分布型ブラグ反射器間を１ｋＨｚ程度の周波数で振動
させて光を検出するために、ＣＣＤのアドレッシング用
の周辺回路６４にエアギャップ調整駆動電圧を発生する
回路を付加する必要がある。
【００６０】この場合、周辺回路６４より各セル６３に
交流電圧を印加することにより下部及び上部分布型ブラ
グ反射器間を１ｋＨｚ程度の周波数で振動させて光を検
出する。つまり、各瞬間が波長に対応することになり、
その時間をモニターすることにより、検出した光と、そ
の光の波長そのものを対応させることができる。これに
より、認識するカラー画面の確度が向上する。
交流電圧を印加することにより下部及び上部分布型ブラ
グ反射器間を１ｋＨｚ程度の周波数で振動させて光を検
出する。つまり、各瞬間が波長に対応することになり、
その時間をモニターすることにより、検出した光と、そ
の光の波長そのものを対応させることができる。これに
より、認識するカラー画面の確度が向上する。
【００６１】なお、各セル６３で検出した光により生じ
た電荷は、通常のＣＣＤと同様にデータとして図示した
方向に流れ、周辺回路で処理される。
た電荷は、通常のＣＣＤと同様にデータとして図示した
方向に流れ、周辺回路で処理される。
【００６２】上記した各実施の形態の分布型ブラグ反射
器において、高屈折率膜としてＳｉＮ膜、低屈折率膜と
してＳｉＯＮ膜を例示したが、低屈折率膜としてＳｉＯ
2膜を用いてもよいし、他の膜構成とすることも可能で
ある。
器において、高屈折率膜としてＳｉＮ膜、低屈折率膜と
してＳｉＯＮ膜を例示したが、低屈折率膜としてＳｉＯ
2膜を用いてもよいし、他の膜構成とすることも可能で
ある。
【００６３】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイクロマシニングによりＳｉ基板上に作製した、２つ
の分布型ブラグ反射器をミラーとするファブリ-ペロー
干渉計をフォトダイオードと集積化することにより、波
長分解能に優れた小型の波長フィルタを持つ波長選択型
光検出器を実現できる。また、ファブリ-ペロー干渉計
アレイとフォトダイオードアレイを集積化することによ
り、波長分解能に優れた小型のスペクトルアナライザ、
あるいは絶対波長を検出できるＣＣＤ撮像素子を実現で
きる。
マイクロマシニングによりＳｉ基板上に作製した、２つ
の分布型ブラグ反射器をミラーとするファブリ-ペロー
干渉計をフォトダイオードと集積化することにより、波
長分解能に優れた小型の波長フィルタを持つ波長選択型
光検出器を実現できる。また、ファブリ-ペロー干渉計
アレイとフォトダイオードアレイを集積化することによ
り、波長分解能に優れた小型のスペクトルアナライザ、
あるいは絶対波長を検出できるＣＣＤ撮像素子を実現で
きる。
【図１】本発明に係る波長選択型光検出器の第１の実施
の形態を示す概略斜視図である。
の形態を示す概略斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の波長選択型光検出器の作製
方法を示す説明図である。
方法を示す説明図である。
【図３】第１の実施の形態の波長選択型光検出器の波長
分解能と積層数の関係を示すグラフである。
分解能と積層数の関係を示すグラフである。
【図４】第１の実施の形態の波長選択型光検出器のエア
ギャップを変化させたときの波長と透過光強度の関係を
示すグラフである。
ギャップを変化させたときの波長と透過光強度の関係を
示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態であって、小型光ス
ペクトルアナライザを示す概略斜視図である。
ペクトルアナライザを示す概略斜視図である。
【図６】第２の実施の形態に示した小型光スペクトルア
ナライザの中間層厚と透過光強度の関係を示すグラフで
ある。
ナライザの中間層厚と透過光強度の関係を示すグラフで
ある。
【図７】第２の実施の形態に示した小型光スペクトルア
ナライザの中間層をステップ状にする方法を示す説明図
である。
ナライザの中間層をステップ状にする方法を示す説明図
である。
【図８】本発明の第３の実施の形態であって、中間層固
定のファブリ-ペロー干渉計をアレイにした絶対波長検
出型のＣＣＤ撮像素子を示す概略斜視図である。
定のファブリ-ペロー干渉計をアレイにした絶対波長検
出型のＣＣＤ撮像素子を示す概略斜視図である。
【図９】第３の実施の形態による絶対波長検出型のＣＣ
Ｄ撮像素子のスペクトルを示すグラフである。
Ｄ撮像素子のスペクトルを示すグラフである。
【図１０】本発明の第４の実施の形態であって、中間層
がエアギャップのファブリ-ペロー干渉計をアレイにし
た絶対波長検出型のＣＣＤ撮像素子を示す概略斜視図で
ある。
がエアギャップのファブリ-ペロー干渉計をアレイにし
た絶対波長検出型のＣＣＤ撮像素子を示す概略斜視図で
ある。
１，３１，５１，６１ シリコン基板 ５，３５ フォトダイオード １０，４０ ファブリ-ペロー干渉計 １１，４１ 下部分布型ブラグ反射器 １２，４２ 上部分布型ブラグ反射器 １３ エアギャップ １４ アンカー １５ 可撓性アーム １６ 可動側駆動用電極 １７ 固定側駆動用電極 １８ 透過光窓 １９ 光電流検出用電極 ２１ シリコンオキサイド層 ２２ フォトレジスト ２３ ＰＮ接合 ２４ シリコンナイトライド膜 ２５ シリコンオキサイドナイトライド膜 ２６，４３ 中間層 ２７ 電極用スルーホール ２８ バッファ層 ４５ エッチングマスク ５２ 光検出部 ５３，６３ セル ５４，５５，６４，６５ 周辺回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠浦 治 東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティー ディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G020 CA12 CB43 CC11 CC23 CC26 CD03 CD24 5F088 AA01 AB02 BA20 BB06 DA17 EA06 GA04 GA07 GA09 HA06 HA07 HA09
Claims (12)
- 【請求項１】 シリコン基板に形成されたフォトダイオ
ードと、該フォトダイオード上に集積された第１及び第
２の分布型ブラグ反射器により構成されるファブリ-ペ
ロー干渉計と、前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器
を隔てる距離を可変制御する駆動手段とを備えたことを
特徴とする波長選択型光検出器。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器
が、エアギャップを介して隔てられていて、前記駆動手
段が前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器間に電圧を
印加することにより、前記第２の分布型ブラグ反射器を
前記基板側に引き寄せる静電力を発生するものである請
求項１記載の波長選択型光検出器。 - 【請求項３】 前記駆動手段が、可視領域の光を透過す
る材質で電圧の印加により膜厚を変える圧電膜を有し、
該圧電膜が前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器間に
中間層として設けられている請求項１記載の波長選択型
光検出器。 - 【請求項４】 シリコン基板に形成されたフォトダイオ
ードと、該フォトダイオード上に集積された第１及び第
２の分布型ブラグ反射器により構成されるファブリ-ペ
ロー干渉計とを、前記シリコン基板上にそれぞれ複数配
列したことを特徴とする波長選択型光検出器。 - 【請求項５】 １つの前記フォトダイオードに１つの前
記ファブリ-ペロー干渉計が対応して形成されており、
１つの前記フォトダイオードとこれに対応する１つの前
記ファブリ-ペロー干渉計の組が、それぞれ独立して検
出波長を選択する構成である請求項４記載の波長選択型
光検出器。 - 【請求項６】 各々のファブリ-ペロー干渉計を構成す
る前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器は、中間層を
介して隔てられており、各々のファブリ-ペロー干渉計
毎に前記中間層は選択波長に対応した異なる層厚を有し
ている請求項４又は５記載の波長選択型光検出器。 - 【請求項７】 シリコン基板に形成されたフォトダイオ
ードと、該フォトダイオード上に集積された第１及び第
２の分布型ブラグ反射器により構成されるファブリ-ペ
ロー干渉計との組を、前記第１及び第２の分布型ブラグ
反射器を隔てる中間層の層厚を変えて前記シリコン基板
に複数配列して複数の波長を検出するセルを構成し、該
セルを前記シリコン基板に複数配列したことを特徴とす
る波長選択型光検出器。 - 【請求項８】 前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器
が、屈折率の異なる２種類の膜のペアを少なくとも４ペ
ア以上積み重ねた多層膜でそれぞれ構成されている請求
項１，２，３，４，５，６又は７記載の波長選択型光検
出器。 - 【請求項９】 前記第１及び第２の分布型ブラグ反射器
は可視領域の光を透過させる材質であり、波長選択され
た前記可視領域の光を前記フォトダイオードで受光する
請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載の波長選
択型光検出器。 - 【請求項１０】 前記第１及び第２の分布型ブラグ反射
器を構成する各膜の膜厚が、各々の膜の屈折率ｎ、選択
する光の波長λに対してλ（１＋２ｍ）／４ｎ（但し、
ｍ：０又は自然数）であり、前記第１及び第２の分布型
ブラグ反射器を隔てる距離がλ／２ｎ0（但し、ｎ0：前
記第１及び第２の分布型ブラグ反射器を隔てる媒質の屈
折率）である請求項８又は９記載の波長選択型光検出
器。 - 【請求項１１】 前記第１及び第２の分布型ブラグ反射
器が、高屈折率のシリコンナイトライド膜と低屈折率の
シリコンオキサイド又はシリコンオキシナイトライド膜
からなる請求項８，９又は１０記載の波長選択型光検出
器。 - 【請求項１２】 前記フォトダイオードが、前記シリコ
ン基板にＰＮ接合、又はＰＩＮ接合を形成したものであ
る請求項１〜１１のいずれか１項に記載の波長選択型光
検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21032598A JP4111288B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 波長選択型光検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21032598A JP4111288B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 波長選択型光検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000031510A true JP2000031510A (ja) | 2000-01-28 |
| JP4111288B2 JP4111288B2 (ja) | 2008-07-02 |
Family
ID=16587563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21032598A Expired - Fee Related JP4111288B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 波長選択型光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4111288B2 (ja) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004015783A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-02-19 | The University Of Western Australia | A resonant cavity enhanced device and a method for fabricating same |
| JP2007510554A (ja) * | 2003-11-03 | 2007-04-26 | アイディーシー、エルエルシー | リリースされていない薄膜部分を有するｍｅｍｓ装置 |
| US7916301B2 (en) | 2008-07-10 | 2011-03-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Filter design for colorimetric measurement |
| JP2011117884A (ja) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | Hioki Ee Corp | 分光測定器 |
| JP2011185634A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Seiko Epson Corp | 分光センサー装置及び電子機器 |
| JP2012504762A (ja) * | 2008-10-02 | 2012-02-23 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | スペクトル検出器 |
| CN102680094A (zh) * | 2011-03-17 | 2012-09-19 | 精工爱普生株式会社 | 分光传感器以及角度限制滤光器 |
| JP2012189931A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Seiko Epson Corp | 分光センサー及び角度制限フィルター |
| JP2012194438A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | 分光センサー及び角度制限フィルター |
| US8308962B2 (en) | 2007-09-14 | 2012-11-13 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Etching processes used in MEMS production |
| JP2013512445A (ja) * | 2009-11-30 | 2013-04-11 | アイメック | スペクトル・イメージングシステム用の集積回路 |
| CN105571717A (zh) * | 2014-10-30 | 2016-05-11 | 英飞凌科技股份有限公司 | 光谱计、光谱计的制造方法以及光谱计的操作方法 |
| JP2017126742A (ja) * | 2015-12-29 | 2017-07-20 | ビアビ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | 誘電体ミラーベースのマルチスペクトルフィルタアレイ |
| KR20170095157A (ko) * | 2016-02-12 | 2017-08-22 | 비아비 솔루션즈 아이엔씨. | 센서 디바이스를 제작하는 방법 |
| JP2018501462A (ja) * | 2014-11-03 | 2018-01-18 | トルタグ・テクノロジーズ・インコーポレーテッドＴｒｕｔａｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | ファブリ・ペロースペクトル画像測定 |
| CN108508592A (zh) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 精工爱普生株式会社 | 波长可变干涉滤波器及光学模块 |
| WO2018221516A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 株式会社ニコン | 撮像素子および撮像装置 |
| JP2018197854A (ja) * | 2017-05-22 | 2018-12-13 | ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | 混合スペーサマルチスペクトルフィルタ |
| JP2019194595A (ja) * | 2015-11-20 | 2019-11-07 | レイセオン カンパニー | 近接焦点イメージング干渉計 |
| US10651216B2 (en) | 2015-12-29 | 2020-05-12 | Viavi Solutions Inc. | Metal mirror based multispectral filter array |
| WO2020179282A1 (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光検出装置、光検出システム、およびフィルタアレイ |
| WO2020180174A1 (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | Technische Universiteit Eindhoven | A multi-pixel spectral sensor |
| EP3640987A4 (en) * | 2017-06-15 | 2021-04-28 | Nikon Corporation | IMAGING ELEMENT, IMAGING DEVICE, AND IMAGING PROCESS |
| CN114502929A (zh) * | 2019-10-09 | 2022-05-13 | 浜松光子学株式会社 | 光检测装置 |
| TWI788215B (zh) * | 2016-02-12 | 2022-12-21 | 美商菲爾薇解析公司 | 光學濾光片陣列 |
-
1998
- 1998-07-09 JP JP21032598A patent/JP4111288B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7541584B2 (en) | 2002-08-13 | 2009-06-02 | The University Of Western Australia | Resonant cavity enhanced device and a method for fabricating same |
| WO2004015783A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-02-19 | The University Of Western Australia | A resonant cavity enhanced device and a method for fabricating same |
| JP2007510554A (ja) * | 2003-11-03 | 2007-04-26 | アイディーシー、エルエルシー | リリースされていない薄膜部分を有するｍｅｍｓ装置 |
| US8308962B2 (en) | 2007-09-14 | 2012-11-13 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Etching processes used in MEMS production |
| US8323516B2 (en) | 2007-09-14 | 2012-12-04 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Etching processes used in MEMS production |
| US7916301B2 (en) | 2008-07-10 | 2011-03-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Filter design for colorimetric measurement |
| JP2012504762A (ja) * | 2008-10-02 | 2012-02-23 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | スペクトル検出器 |
| JP2013512445A (ja) * | 2009-11-30 | 2013-04-11 | アイメック | スペクトル・イメージングシステム用の集積回路 |
| JP2011117884A (ja) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | Hioki Ee Corp | 分光測定器 |
| JP2011185634A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Seiko Epson Corp | 分光センサー装置及び電子機器 |
| US8848187B2 (en) | 2010-03-05 | 2014-09-30 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic sensor device and electronic equipment |
| US10241033B2 (en) | 2010-03-05 | 2019-03-26 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic sensor device and electronic equipment |
| US9400213B2 (en) | 2010-03-05 | 2016-07-26 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic sensor device and electronic equipment |
| JP2012189931A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Seiko Epson Corp | 分光センサー及び角度制限フィルター |
| JP2012194438A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | 分光センサー及び角度制限フィルター |
| CN102680094A (zh) * | 2011-03-17 | 2012-09-19 | 精工爱普生株式会社 | 分光传感器以及角度限制滤光器 |
| US9163984B2 (en) | 2011-03-17 | 2015-10-20 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic sensor and angle limiting filter |
| CN102680094B (zh) * | 2011-03-17 | 2015-12-16 | 精工爱普生株式会社 | 分光传感器以及角度限制滤光器 |
| US9709715B2 (en) | 2011-03-17 | 2017-07-18 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic sensor and angle limiting filter |
| US10247604B2 (en) | 2014-10-30 | 2019-04-02 | Infineon Technologies Ag | Spectrometer, method for manufacturing a spectrometer, and method for operating a spectrometer |
| CN105571717A (zh) * | 2014-10-30 | 2016-05-11 | 英飞凌科技股份有限公司 | 光谱计、光谱计的制造方法以及光谱计的操作方法 |
| JP2018501462A (ja) * | 2014-11-03 | 2018-01-18 | トルタグ・テクノロジーズ・インコーポレーテッドＴｒｕｔａｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | ファブリ・ペロースペクトル画像測定 |
| JP2019194595A (ja) * | 2015-11-20 | 2019-11-07 | レイセオン カンパニー | 近接焦点イメージング干渉計 |
| US11450698B2 (en) | 2015-12-29 | 2022-09-20 | Viavi Solutions Inc. | Dielectric mirror based multispectral filter array |
| US10651216B2 (en) | 2015-12-29 | 2020-05-12 | Viavi Solutions Inc. | Metal mirror based multispectral filter array |
| US11114485B2 (en) | 2015-12-29 | 2021-09-07 | Viavi Solutions Inc. | Metal mirror based multispectral filter array |
| JP2017126742A (ja) * | 2015-12-29 | 2017-07-20 | ビアビ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | 誘電体ミラーベースのマルチスペクトルフィルタアレイ |
| JP2021063990A (ja) * | 2015-12-29 | 2021-04-22 | ビアビ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | 金属ミラーベースのマルチスペクトルフィルタアレイ |
| US11670658B2 (en) | 2015-12-29 | 2023-06-06 | Viavi Solutions Inc. | Metal mirror based multispectral filter array |
| TWI706549B (zh) * | 2016-02-12 | 2020-10-01 | 美商菲爾薇解析公司 | 製造感測器裝置 |
| KR20200038214A (ko) * | 2016-02-12 | 2020-04-10 | 비아비 솔루션즈 아이엔씨. | 센서 디바이스를 제작하는 방법 |
| JP2017168822A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-09-21 | ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | センサデバイスの製造方法 |
| TWI788215B (zh) * | 2016-02-12 | 2022-12-21 | 美商菲爾薇解析公司 | 光學濾光片陣列 |
| KR102200622B1 (ko) * | 2016-02-12 | 2021-01-08 | 비아비 솔루션즈 아이엔씨. | 센서 디바이스를 제작하는 방법 |
| KR20170095157A (ko) * | 2016-02-12 | 2017-08-22 | 비아비 솔루션즈 아이엔씨. | 센서 디바이스를 제작하는 방법 |
| CN108508592B (zh) * | 2017-02-28 | 2022-01-14 | 精工爱普生株式会社 | 波长可变干涉滤波器及光学模块 |
| CN108508592A (zh) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 精工爱普生株式会社 | 波长可变干涉滤波器及光学模块 |
| JP2018197854A (ja) * | 2017-05-22 | 2018-12-13 | ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | 混合スペーサマルチスペクトルフィルタ |
| JP7282484B2 (ja) | 2017-05-22 | 2023-05-29 | ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッド | 混合スペーサマルチスペクトルフィルタ |
| WO2018221516A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 株式会社ニコン | 撮像素子および撮像装置 |
| EP3640987A4 (en) * | 2017-06-15 | 2021-04-28 | Nikon Corporation | IMAGING ELEMENT, IMAGING DEVICE, AND IMAGING PROCESS |
| JP7012275B2 (ja) | 2019-03-06 | 2022-01-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光検出装置、光検出システム、およびフィルタアレイ |
| JP2022058424A (ja) * | 2019-03-06 | 2022-04-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光検出装置、光検出システム、およびフィルタアレイ |
| CN113227729B (zh) * | 2019-03-06 | 2024-04-26 | 松下知识产权经营株式会社 | 光检测装置、光检测系统及滤波器阵列 |
| JP7213456B2 (ja) | 2019-03-06 | 2023-01-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光検出装置、光検出システム、およびフィルタアレイ |
| JPWO2020179282A1 (ja) * | 2019-03-06 | 2021-09-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光検出装置、光検出システム、およびフィルタアレイ |
| WO2020179282A1 (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光検出装置、光検出システム、およびフィルタアレイ |
| CN113227729A (zh) * | 2019-03-06 | 2021-08-06 | 松下知识产权经营株式会社 | 光检测装置、光检测系统及滤波器阵列 |
| WO2020180174A1 (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | Technische Universiteit Eindhoven | A multi-pixel spectral sensor |
| US11747203B2 (en) | 2019-03-07 | 2023-09-05 | MantiSpectra B.V. | Multi-pixel spectral sensor |
| CN114502929A (zh) * | 2019-10-09 | 2022-05-13 | 浜松光子学株式会社 | 光检测装置 |
| US11796391B2 (en) | 2019-10-09 | 2023-10-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light detection device |
| CN114502929B (zh) * | 2019-10-09 | 2024-04-26 | 浜松光子学株式会社 | 光检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4111288B2 (ja) | 2008-07-02 |
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