JP2001521177A - フィルタ構造体を有する部品 - Google Patents
フィルタ構造体を有する部品Info
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Abstract
(57)【要約】
この発明は多孔質材料から形成された多数の層（Ｂ1,Ｂ2,Ｂ3 ）から成る層列を持つフィルタ構造体（Ｓ1,Ｓ2,Ｓ3 ）に関する。一つの層列あるいは多数のそのような層列は第一層列に加えて基板内に形成され、第一層列に関して深さをずらして配置されている。このフィルタ構造体では前記付加的な層列は第一層列とは異なるフィルタ機能を実施する。
Description
【０００１】 この発明は、請求項１の前段によるフィルタ構造体を有する部品に関する。
【０００２】 従来の技術として、例えば干渉フィルタ（ドイツ特許第 43 19 413.3-33 号明
細書），導波体（A. Loni et al., Thin solid films 276 1996, 143-146）ある
いはセンサ（M. Thust et al., Meas. Sci. Technol., 7, 1996, 26-29) のよう
な多孔質シリコンの受動的な塗布は既存のシリコン技術のその集積性により大き
な応用潜在能力を示す。この場合、上記名称の干渉フィルタは多孔質シリコイン
を含む層の列の厚さと共に屈折率の連続的に可変できる可能性により広い波長範
囲で反射に比較的大きいスペクトル変化を与えることができる。こうしてチップ
上に集積回路を有するカラー検出器が考えられる。しかし、そのような応用はス
ペクトル特性の異なるフィルタを必要とする。
細書），導波体（A. Loni et al., Thin solid films 276 1996, 143-146）ある
いはセンサ（M. Thust et al., Meas. Sci. Technol., 7, 1996, 26-29) のよう
な多孔質シリコンの受動的な塗布は既存のシリコン技術のその集積性により大き
な応用潜在能力を示す。この場合、上記名称の干渉フィルタは多孔質シリコイン
を含む層の列の厚さと共に屈折率の連続的に可変できる可能性により広い波長範
囲で反射に比較的大きいスペクトル変化を与えることができる。こうしてチップ
上に集積回路を有するカラー検出器が考えられる。しかし、そのような応用はス
ペクトル特性の異なるフィルタを必要とする。
【０００３】 そのようなフィルタを形成するため多孔質シリコンからパターン構造を付けた
領域を作製するフォトリソグラフィーを採用することが知られている（M. Krueg
er et al., Thin solid films 276 (1996) 257-260）。その場合、市販のフォト
ラッカーあるいは例えばＳi3Ｎ4 を使用できる。
領域を作製するフォトリソグラフィーを採用することが知られている（M. Krueg
er et al., Thin solid films 276 (1996) 257-260）。その場合、市販のフォト
ラッカーあるいは例えばＳi3Ｎ4 を使用できる。
【０００４】 一方ではそのような製造にあって連続する多数の処理工程が必要であるのが欠
点であり、他方では他の問題が多孔質シリコンを電気化学的に作製する場合に使
用される電解質に対してフォトラッカーあるいは窒化物の膜に充分な安定性が生
じる。
点であり、他方では他の問題が多孔質シリコンを電気化学的に作製する場合に使
用される電解質に対してフォトラッカーあるいは窒化物の膜に充分な安定性が生
じる。
【０００５】 それ故、この発明の課題は特性の異なる多数のフィルタ構造体を簡単に形成で
きるフィルタ構造体を有する部品を提供することにある。
きるフィルタ構造体を有する部品を提供することにある。
【０００６】 この課題は請求項１の特徴構成の全体からなる部品により解決されている。他
の有効なあるいは有利な実施態様は前記請求項を引用する従属請求項に示してあ
る。
の有効なあるいは有利な実施態様は前記請求項を引用する従属請求項に示してあ
る。
【０００７】 更に、図面と実施例に基づきこの発明をより詳しく説明する。
【０００８】 実施例 図１に示す実施例に基づきこの発明を更に詳しく説明する。
【０００９】 多数のフィルタ構造体を含むこの発明による図１の部品を形成するため、これ
に対してそれぞれ多数の個別層から成る異なった三つのフィルタ構造体Ｂ1,Ｂ2
とＢ3 がそれぞれ或る干渉フィルタ機能を形成するためシリコンセウェハに直接
重ねてエッチングされている。これ等のフィルタ構造体Ｂ1,Ｂ2 とＢ3 の各々に
は固有なフィルタ特性がある。これ等のフィルタの間にはフィルタ構造体を分離
するために設けた他の層Ｚ1 とＺ2 もエッチングされている。これ等の層は、一
方で作製時のエッチングの途中でエッチング阻止部として使用され、他方で深い
層に対する光阻止部として使用される。しかし、図１に示すフィルタ構造体はそ
のような層Ｚ1 とＺ2 なしでも形成できる。
に対してそれぞれ多数の個別層から成る異なった三つのフィルタ構造体Ｂ1,Ｂ2
とＢ3 がそれぞれ或る干渉フィルタ機能を形成するためシリコンセウェハに直接
重ねてエッチングされている。これ等のフィルタ構造体Ｂ1,Ｂ2 とＢ3 の各々に
は固有なフィルタ特性がある。これ等のフィルタの間にはフィルタ構造体を分離
するために設けた他の層Ｚ1 とＺ2 もエッチングされている。これ等の層は、一
方で作製時のエッチングの途中でエッチング阻止部として使用され、他方で深い
層に対する光阻止部として使用される。しかし、図１に示すフィルタ構造体はそ
のような層Ｚ1 とＺ2 なしでも形成できる。
【００１０】 更に、開口Ｓ1 とＳ2 が設けてある。これ等の開口Ｓ1 とＳ2 は、感光性エッ
チング処理によりフィルタ構造体の表面上に周期的な干渉パターンを結像して形
成できる。この場合、例えば干渉する二つのレーザービームを干渉周期Ｐ1 で試
料表面上に結像して開口Ｓ1 を、また干渉する二つのレーザービームを干渉周期
Ｐ2 で試料表面上に結像して多孔質シリコンの光分解により開口Ｓ2 を形成する
ことが考えられる。
チング処理によりフィルタ構造体の表面上に周期的な干渉パターンを結像して形
成できる。この場合、例えば干渉する二つのレーザービームを干渉周期Ｐ1 で試
料表面上に結像して開口Ｓ1 を、また干渉する二つのレーザービームを干渉周期
Ｐ2 で試料表面上に結像して多孔質シリコンの光分解により開口Ｓ2 を形成する
ことが考えられる。
【００１１】 この代わりに、例えば「ＲＩＥ」と称される反応性イオンエッチングのような
特定なエッチングにより当該個所へ開口Ｓ1 とＳ2 を作製してもよい。
特定なエッチングにより当該個所へ開口Ｓ1 とＳ2 を作製してもよい。
【００１２】 図１のこの発明によるフィルタ構造体は反射フィルタおよび透過フィルタとし
て使用できる。
て使用できる。
【００１３】 この発明によるフィルタ構造体を反射フィルタとして使用する場合には、分光
すべき光が上方から図１に示す構造体の上に入射し、次いで異なったフィルタか
ら光が種々に反射する。シリコンウェハの表面領域Ｒ1 では光は順次全て三つの
フィルタ構造体Ｂ1,Ｂ2 とＢ3 へ入射する。
すべき光が上方から図１に示す構造体の上に入射し、次いで異なったフィルタか
ら光が種々に反射する。シリコンウェハの表面領域Ｒ1 では光は順次全て三つの
フィルタ構造体Ｂ1,Ｂ2 とＢ3 へ入射する。
【００１４】 しかし、図１に示すように、透過した光を第一フィルタの直ぐ後で吸収する適
当な中間層Ｚ1 が設けてある限り、領域Ｒ1 の層構造体はフィルタ構造体Ｂ1 の
みが選択的にこの発明の構造体の光特性となるように形成されている。領域Ｓ1
をエッチングするので、つまりこの領域Ｓ1 で層Ｂ1 とＺ1 を除去するので、入
射光はフィルタ構造体Ｂ2 でのみ選択的に反射される。同様に領域Ｓ2 の反射は
層構造体Ｂ3 でのみ行われる。そのようなフィルタ構造体を含むこの発明による
部品の反射特性が重なって存在する多数のフィルタ構造体により実現する全フィ
ルタ作用にそのように望ましくなっているなら、そのような中間層Ｚ1 またはＺ
2 の一つまたはそれ以上を形成することを省くことができる。
当な中間層Ｚ1 が設けてある限り、領域Ｒ1 の層構造体はフィルタ構造体Ｂ1 の
みが選択的にこの発明の構造体の光特性となるように形成されている。領域Ｓ1
をエッチングするので、つまりこの領域Ｓ1 で層Ｂ1 とＺ1 を除去するので、入
射光はフィルタ構造体Ｂ2 でのみ選択的に反射される。同様に領域Ｓ2 の反射は
層構造体Ｂ3 でのみ行われる。そのようなフィルタ構造体を含むこの発明による
部品の反射特性が重なって存在する多数のフィルタ構造体により実現する全フィ
ルタ作用にそのように望ましくなっているなら、そのような中間層Ｚ1 またはＺ
2 の一つまたはそれ以上を形成することを省くことができる。
【００１５】 図１のこの発明によるフィルタ構造体は透過フィルタとして使用することもで
きる。それには、この発明によるフィルタ構造体の光入射とは反対側にｐ/ ｎ接
合を形成する層列を設けると有利である。そのようなこの発明によるフィルタ構
造体はカラー検出器として形成できる。この検出器に到達した光は横位置（Ｒ1,
Ｓ1 またはＳ2 ）に応じて、個々のフィルタを透過した成分から合成される。当
然、他のフィルタ層を付加してもよい。こうして、得られた電気信号を適当に引
算することにより個々のフィルタ位置で得られる信号を求めて評価することがで
きる。
きる。それには、この発明によるフィルタ構造体の光入射とは反対側にｐ/ ｎ接
合を形成する層列を設けると有利である。そのようなこの発明によるフィルタ構
造体はカラー検出器として形成できる。この検出器に到達した光は横位置（Ｒ1,
Ｓ1 またはＳ2 ）に応じて、個々のフィルタを透過した成分から合成される。当
然、他のフィルタ層を付加してもよい。こうして、得られた電気信号を適当に引
算することにより個々のフィルタ位置で得られる信号を求めて評価することがで
きる。
【００１６】 図２に示すこの発明の部品では、層システムがｐｎ接合のｐ+ 層でエチングさ
れる。こうして、スペクトル感度の異なるスペクトル感度を有する隣接した光ダ
イオードが作製される。これ等のフィルタは典型的に反射フィルタとして振る舞
う。つまりこれ等のフィルタが形成する波長のみが上に反射し、残りの全ての波
長は空欠層の減少に寄与するので光電流の流れを可能にする。
れる。こうして、スペクトル感度の異なるスペクトル感度を有する隣接した光ダ
イオードが作製される。これ等のフィルタは典型的に反射フィルタとして振る舞
う。つまりこれ等のフィルタが形成する波長のみが上に反射し、残りの全ての波
長は空欠層の減少に寄与するので光電流の流れを可能にする。
【００１７】 図２の右側に示すように異なったフィルタ周波数に対して最適化されている二
つの層システムがエッチングされている。例えば、フィルタ１には 24,000 cm-1 で最大の反射率の層システムが形成されている。これに必要なエッチングパラメ
ータはこの層システムに対して層システムに対してその中に含まれる個別層のそ
れぞれで 30 mA/cm2あるいは 120 mA/cm2 であり、エッチング時間は 2.003秒あ
るいは 0.797秒であった。しかし、その下にあるフィルタは同じ電流密度でエッ
チング時間 2.954秒と 1.148秒エッチングされ、従って、最大反射に対して 18,
000 cm-1に設計されている。大きい波数を有するフィルタは、ＵＶに近い領域の
吸収をできる限り小さく維持するため、故意に波数の低いフィルタによりエッチ
ングされた。
つの層システムがエッチングされている。例えば、フィルタ１には 24,000 cm-1 で最大の反射率の層システムが形成されている。これに必要なエッチングパラメ
ータはこの層システムに対して層システムに対してその中に含まれる個別層のそ
れぞれで 30 mA/cm2あるいは 120 mA/cm2 であり、エッチング時間は 2.003秒あ
るいは 0.797秒であった。しかし、その下にあるフィルタは同じ電流密度でエッ
チング時間 2.954秒と 1.148秒エッチングされ、従って、最大反射に対して 18,
000 cm-1に設計されている。大きい波数を有するフィルタは、ＵＶに近い領域の
吸収をできる限り小さく維持するため、故意に波数の低いフィルタによりエッチ
ングされた。
【００１８】 これに反して、左のフォトダイオードは波長が 18,000 cm-1のフィルタでのみ
構成され、その下にあるフィルタはＲＩＥでエッチングされている。
構成され、その下にあるフィルタはＲＩＥでエッチングされている。
【００１９】 後側の接触部と前側の接触部の間で対応する光電流を測定できる。
【００２０】
【図１】 この発明によるフィルタ構造体の断面図、
【図２】 この発明による部品の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリューガー・ミヒャエル ドイツ連邦共和国、Ｄ−72072 テュービ ンゲン、ゴットロープ−ブロイニング−ス トラーセ、６ Ｆターム(参考） 2H048 BA04 BA64 BB03 BB13 BB41 GA04 GA09 GA12 GA23 GA43 GA61 4M118 AA10 CA03 EA01 EA05 GC17 GC20 5F049 MA02 NA10 NB10 RA02 TA13 WA03
Claims (17)
- 【請求項１】 多孔質の材料から形成された多数の層を含む層列を持つフィ
ルタ構造体において、第一層列に対して他の層列あるいはそのような多数の他の
層列が基板内に形成され、第一層列に対して深さ方向にずらして配置されている
ことを特徴とするフィルタ構造体。 - 【請求項２】 前記他の層列は第一層列とは異なるフィルタ機能を実施する
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ構造体。 - 【請求項３】 他の層列あるいは他の層列の少なくも一つがエッチングによ
り少なくとも部分的に除去されて形成されていることを特徴とする請求項１また
は２に記載のフィルタ構造体。 - 【請求項４】 基板の材料としてはシリコン、ゲルマニウム・アルミニュウ
ムあるいはシリコン・アルミニウムであることを特徴とする請求項１〜３の何れ
か１項に記載のフィルタ構造体。 - 【請求項５】 層列の間には他の層、特に多孔質の個別層があることを特徴
とする請求項１〜４の何れか１項に記載のフィルタ構造体。 - 【請求項６】 残りの材料とは変更された異なる光学特性を持つ一つの領域
あるいは多数の領域、特に溝あるいは開口を設けていることを特徴とする請求項
１〜５の何れか１項に記載のフィルタ構造体。 - 【請求項７】 各層列内に、あるいは個別層内に、あるいは層列の一つと個
別層と層列の間の境界に通じる溝あるいは開口があることを特徴とする請求項１
〜６の何れか１項に記載のフィルタ構造体。 - 【請求項８】 溝あるいは開口はエッング処理、特に反応性イオンエッチン
グで形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のフィル
タ構造体。 - 【請求項９】 一つまたは複数の溝あるは一つの開口または複数の開口はパ
タンー構造を基板表面に光学結像させて形成されることを特徴とする請求項１〜
８の何れか１項に記載のフィルタ構造体。 - 【請求項１０】 その時の領域あるいはその時の複数の領域は感光性エッン
グ処理で溶かされていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のフ
ィルタ構造体。 - 【請求項１１】 結像される構造体はマスク（シャドーマスク）あるいは干
渉像として形成されていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載
のフィルタ構造体。 - 【請求項１２】 結像される構造体は特にレーザーまたは電子ビームで基板
表面に直接書き込まれていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記
載のフィルタ構造体。 - 【請求項１３】 開口の個所では若干の個所の多孔性が横方向に異なった深
さでフィルタ層内に感光性の再エッチング処理で影響のあるように形成されてい
ることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載のフィルタ構造体。 - 【請求項１４】 開口あるいは多孔性の変化はフィルタ内で周期的に生じて
いることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載のフィルタ構造体。 - 【請求項１５】 溝あるいは開口には、基板材料とは異なる特定な材料、特
に液晶が充填されていることを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の
フィルタ構造体。 - 【請求項１６】 前記請求の少なくとも一つによる少なくとも一つのフィル
タ構造体を有する部品。 - 【請求項１７】 多数のフィルタから成る層はｐ/ ｎフォトダイオードの上
でエッチングされることを特徴とする請求項１６に記載の部品
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19746089A DE19746089A1 (de) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Eine Filterstruktur aufweisendes Bauelement |
| DE19746089.5 | 1997-10-20 | ||
| PCT/DE1998/003068 WO1999021033A2 (de) | 1997-10-20 | 1998-10-20 | Eine filterstruktur aufweisendes bauelement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001521177A true JP2001521177A (ja) | 2001-11-06 |
Family
ID=7845938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000517296A Withdrawn JP2001521177A (ja) | 1997-10-20 | 1998-10-20 | フィルタ構造体を有する部品 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1036342A2 (ja) |
| JP (1) | JP2001521177A (ja) |
| DE (1) | DE19746089A1 (ja) |
| WO (1) | WO1999021033A2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010286706A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 光学フィルタおよびその製造方法 |
| JP2011002546A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Mitsubishi Electric Corp | 光学フィルタ |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE19900879A1 (de) * | 1999-01-12 | 2000-08-17 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Optischer Detektor mit einer Filterschicht aus porösem Silizium und Herstellungsverfahren dazu |
| DE19921190A1 (de) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Elements mit porosidiertem Material |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4319413C2 (de) * | 1993-06-14 | 1999-06-10 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Interferenzfilter oder dielektrischer Spiegel |
| JP3242495B2 (ja) * | 1993-07-01 | 2001-12-25 | シャープ株式会社 | 多層膜フィルタ付き受光素子及びその製造方法 |
| DE19638885C1 (de) * | 1996-09-21 | 1998-04-23 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Optisches Beugungsgitter auf der Basis eines porösen Materials |
-
1997
- 1997-10-20 DE DE19746089A patent/DE19746089A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-10-20 WO PCT/DE1998/003068 patent/WO1999021033A2/de not_active Application Discontinuation
- 1998-10-20 EP EP98961024A patent/EP1036342A2/en not_active Withdrawn
- 1998-10-20 JP JP2000517296A patent/JP2001521177A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010286706A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 光学フィルタおよびその製造方法 |
| JP2011002546A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Mitsubishi Electric Corp | 光学フィルタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999021033A3 (de) | 1999-06-10 |
| WO1999021033A2 (de) | 1999-04-29 |
| EP1036342A2 (en) | 2000-09-20 |
| DE19746089A1 (de) | 1999-04-29 |
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