JP2017215315A - 少なくとも１つの干渉フィルタを含む封入構造部を有する、電磁放射線を検出するための装置 - Google Patents

少なくとも１つの干渉フィルタを含む封入構造部を有する、電磁放射線を検出するための装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2017215315A
JP2017215315A JP2017085451A JP2017085451A JP2017215315A JP 2017215315 A JP2017215315 A JP 2017215315A JP 2017085451 A JP2017085451 A JP 2017085451A JP 2017085451 A JP2017085451 A JP 2017085451A JP 2017215315 A JP2017215315 A JP 2017215315A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractive index
layer
high refractive
semi
reflecting mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017085451A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017215315A5 (ja
JP7030422B2 (ja
Inventor
ローラン フレイ
Frey Laurent
ローラン フレイ
サリム ブータミ
Boutami Salim
サリム ブータミ
ジャン−ジャック ヨン
Jean-Jacques Yon
ジャン−ジャック ヨン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of JP2017215315A publication Critical patent/JP2017215315A/ja
Publication of JP2017215315A5 publication Critical patent/JP2017215315A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7030422B2 publication Critical patent/JP7030422B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
    • H01L31/02165—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors using interference filters, e.g. multilayer dielectric filters
    • 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
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G01J5/041—Mountings in enclosures or in a particular environment
    • G01J5/045—Sealings; Vacuum enclosures; Encapsulated packages; Wafer bonding structures; Getter arrangements
    • 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
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
    • 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
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/0225—Shape of the cavity itself or of elements contained in or suspended over the cavity
    • G01J5/024—Special manufacturing steps or sacrificial layers or layer structures
    • 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
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0808—Convex mirrors
    • 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
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • 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
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/20—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using resistors, thermistors or semiconductors sensitive to radiation, e.g. photoconductive devices
    • 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
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
    • G02B5/288—Interference filters comprising deposited thin solid films comprising at least one thin film resonant cavity, e.g. in bandpass filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

【課題】熱検出部の特性の少なくともいくつかが干渉フィルタにより影響されない、電磁放射線を検出するための装置を提供する。【解決手段】装置１は、基板上に配置された少なくとも１つの熱検出部１０であって、封入構造部２０が、当該熱検出部を収容するキャビティ３を形成して少なくとも１つの薄い封入層２１を含む、熱検出部１０と、いわゆる構造化層３５により互いに分離される第１及び第２の半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂにより形成される少なくとも１つのファブリペロー干渉フィルタ３１であって、１つの当該半反射鏡部３２Ａの高屈折率層３３Ａは、少なくとも部分的に当該薄い封入層２１で形成される、干渉フィルタ３１とを含む。【選択図】図２

Description

本発明の技術分野は、少なくとも１つの干渉フィルタが位置するのと同じ高さの封入構造部（encapsulating structure）により少なくとも部分的に形成されるキャビティ（cavity）に封入される少なくとも１つの熱検出部を含む、電磁放射線、特に、赤外線又はテラヘルツ波（terahertz radiation）を検出するための装置のものである。本発明は、特に、マルチスペクトル検出の分野に適用する。
電磁放射線、例えば、赤外線又はテラヘルツ波を検出するための装置は、各熱検出部が検出される電磁放射線を吸収できる吸収部を含む、いわゆる基本の熱検出部のマトリックスアレイを備えても良い。熱検出部を熱的に絶縁するために、吸収部は、従来、支柱（anchoring pillar）により基板上に懸架される膜の形状を有し、熱的に絶縁する保持アームにより当該基板から熱的に絶縁される。これらの支柱及び絶縁アームは、それらが、懸架された膜を一般的に基板に配置される読出し回路に電気的に接続するときに、更に、電気的な機能を有する。
マルチスペクトル検出を成し遂げる、すなわち、熱検出部の検出範囲において波長を選別する目的のために、検出装置は、１つの熱検出部とそれぞれ関連付けられる複数の干渉フィルタを含んでも良い。この点に関して、図１は、特許文献１に記載されるようなマルチスペクトル検出装置の例を示す。検出装置１は、吸収膜１１上に直接あるＭＩＭ（metal-insulator-metal）フィルタ５をそれぞれ含むマイクロボロメータのマトリックスアレイを含む。各ＭＩＭフィルタ５は、絶縁層５．２により互いに分離される２つの金属層５．１、５．３のスタックで形成され、スタック５は、横方向の大きさがフィルタの共鳴波長の値を定義するパッドを構成する。このように、スペクトル検出領域の複数の異なる波長の同時検出を可能にするように、検出装置は、互いに異なる複数のＭＩＭフィルタを含み、当該フィルタの１つは、吸収膜のそれぞれに配置される。
仏国特許出願公開第２９７７９３７号明細書
しかしながら、少なくとも１つの熱検出部と、少なくとも１つの干渉フィルタとを含み、熱検出部の特性の少なくともいくつかが干渉フィルタにより影響されない、電磁放射線を検出するための装置についての要求がある。
本発明の目的は、先行技術の問題を少なくとも部分的に改善することであって、特に、
基板と、
基板上に配置された、少なくとも１つの熱検出部と、
当該熱検出部を収容するキャビティを、基板とともに画定するように配置されて、熱検出部上に延在する少なくとも１つの薄い封入層を含む封入構造部と
を含む、電磁放射線を検出するための装置を提案することである。
本発明によれば、それは更に、
封入構造部と同じ高さで、熱検出部から離して配置される少なくとも１つのファブリペロー干渉フィルタを含み、当該フィルタは、構造化層（structured layer）と呼ばれる層により互いに分離される第１及び第２の半反射鏡部により形成され、
半反射鏡部のそれぞれは、少なくとも１つの絶縁材料又は半導体材料でできた、いわゆる高屈折率層を含み、当該層は、その屈折率の４倍以上の、熱検出部の検出スペクトル領域にある参照波長の割合の倍数に等しい厚さを有し、
構造化層は、基板の平面に平行な平面において、少なくとも１つの絶縁材料又は半導体材料でできた、いわゆる高屈折率部と、高屈折率部の材料の屈折率よりも小さい屈折率の媒体でできた、いわゆる低屈折率部との交互配置を含み、
１つの当該半反射鏡部の高屈折率層は、少なくとも部分的に当該薄い封入層で形成される。
次のものは、電磁放射線を検出するためのこの装置の、ある好ましい、しかし、何も限定しない側面である。
各半反射鏡部は単一の高屈折率層を含んでも良く、少なくとも１つの当該半反射鏡部は、高屈折率層の材料の屈折率よりも小さい屈折率の媒体でできて、高屈折率層と構造化層との間に位置する、いわゆる低屈折率層を含んでも良い。
高屈折率層の材料の屈折率と、低屈折率層の媒体の屈折率との差異は、１．５以上であっても良い。
低屈折率層及び低屈折率部の媒体は、真空又は気体であっても良い。
少なくとも１つの当該半反射鏡部の高屈折率層は、互いに接触し、また、異なる材料でできた少なくとも２つの副層（sublayer）のスタックで形成されても良い。
構造化層は、３０％以上の、高屈折率部の容積率（proportion by volume）を有しても良い。
構造化層は、高屈折率部が上にある連続する層を含んでも良い。
いわゆる上側の半反射鏡部の高屈折率層は、構造化層に面して位置するいわゆる上部壁、及び、上部壁のいずれかの側に位置するいわゆる側壁を含んでも良く、構造化層は、側壁により、いわゆる下側の半反射鏡部の高屈折率層上に維持される。
薄い封入層は、熱検出部上に位置する上部壁、及び、基板上にある側壁を形成するように、熱検出部の周りに連続して延在しても良い。
検出装置は、
基板上に位置し、当該薄い封入層が上に延在する、複数の熱検出部と、
封入構造部と同じ高さにそれぞれ位置する、複数のファブリペロー干渉フィルタとを含み、
薄い封入層は、いろいろな干渉フィルタの、１つの当該半反射鏡部の、複数の高屈折率層に共通する。
干渉フィルタの半反射鏡部及び構造化層は、１つの干渉フィルタから次の干渉フィルタまで、それぞれ同一平面上にあっても良い。
本発明は、更に、前述の特徴のいずれか１つに係る検出装置を製造するためのプロセスに関し、当該プロセスは、少なくとも次の工程、
ａ．少なくとも１つの熱検出部を生成し、
ｂ．当該熱検出部を収容するキャビティを基板とともに画定するように配置され、熱検出部上に延在して当該熱検出部を覆う犠牲層上にある少なくとも１つの薄い封入層を含む、封入構造部を生成し、
ｃ．犠牲層が、構造化層の高屈折率部の間、任意には、高屈折率層及び構造化層の間に位置する、少なくとも１つのファブリペロー干渉フィルタを生成し、
ｄ．当該犠牲層を除去する
を含む。
干渉フィルタを生成する工程に続けて、犠牲層が、同一の工程で除去されても良く、犠牲層は同一の材料ででき、２つの半反射鏡部の高屈折率層はそれぞれ貫通孔を含み、構造化層の低屈折率部は貫通部（through-section）である。
干渉フィルタを生成する工程の前に実行される、薄い封入層が上にある犠牲層を除去する第１副工程（sub-step）であって、薄い封入層は貫通孔を含み、貫通孔を塞ぐために、密閉層が、薄い封入層の上に次に成膜される、第１副工程と、
構造化層の高屈折率部の間に位置する犠牲層を除去する第２副工程であって、上側の反射鏡部の高屈折率層は貫通孔を含む、第２副工程と
の２つの副工程で、犠牲層は除去されても良い。
本発明の他の側面、目的、利点、特徴は、添付された図面を参照して、何も限定しない例として記載が与えられる好ましい実施の形態の以下の詳細な記載を読むことにより、よりはっきりと明らかになるであろう。
既に説明された、先行技術の例に係る、マルチスペクトル検出装置の概略図である。 図２（ａ）は、第１実施の形態に係る、電磁放射線を検出するための装置の概略断面図であり、図２（ｂ）は、構造化層の基本モチーフ（motif）の例の平面図であり、図２（ｃ）は、構造化層の充填率（fill factor）のいろいろな値に対するそのような検出装置の分光感度（spectral response）を示す。 図３（ａ）は干渉フィルタの第１変形例の概略図であり、図３（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値に対するそのような検出装置の分光感度を示す。 図４（ａ）は干渉フィルタの第２変形例の概略図であり、図４（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値に対するそのような検出装置の分光感度を示す。 図５（ａ）は干渉フィルタの第３変形例の概略図であり、図５（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値に対するそのような検出装置の分光感度を示す。 図６（ａ）は干渉フィルタの第４変形例の概略図であり、図６（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値に対するそのような検出装置の分光感度を示す。 図７（ａ）は干渉フィルタの第５変形例の概略図であり、図７（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値に対するそのような検出装置の分光感度を示す。 図８（ａ）は干渉フィルタの第６変形例の概略図であり、図８（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値に対するそのような検出装置の分光感度を示す。 マルチスペクトル検出に適した、第２実施の形態に係る電磁放射線を検出するための装置の概略断面図である。 第３実施の形態に係る検出装置を製造するための方法のいろいろな工程を示す。 第３実施の形態に係る検出装置を製造するための方法のいろいろな工程を示す。 第３実施の形態に係る検出装置を製造するための方法のいろいろな工程を示す。 第４実施の形態に係る検出装置を製造するための方法のいろいろな工程を示す。 第５実施の形態に係る検出装置を製造するための方法のいろいろな工程を示す。 第５実施の形態に係る検出装置を製造するための方法のいろいろな工程を示す。 検出装置のいろいろな変形例を示す。
図面及び残りの記載において、同じ参照番号は、同一又は同様の構成要素を参照するために用いられる。加えて、図面の明瞭性のために、いろいろな構成要素は縮尺通りに示されない。その上、いろいろな実施の形態及びいろいろな変形例は、互いに排他的ではなく、一緒に結合されても良い。他に示されていなければ、用語「実質的に（substantially）」、「約（about）」、「おおよそ（of the order of）」は、１０％以内を意味する。
一般に、本発明は、有利には密閉したキャビティ内に位置する、少なくとも１つの熱検出部を含む、電磁放射線を検出するための装置に関する。好ましくは、検出装置は、１つ以上のキャビティ内に、単独で又は２つ以上の数で位置する熱検出部のマトリックスアレイを含む。
残りの記載において、熱検出部は、吸収膜が基板上に懸架されるボロメータである。膜は、電気伝導性が膜の温度に応じて変化するサーミスタ材料を含む。しかしながら、この例は例示として与えられ、決して限定的ではない。どのような他のタイプの熱検出部が、例えば、焦電検出部、強誘電体検出部、更には、熱電対列が用いられても良い。
検出装置は、１つ以上の熱検出部が位置するキャビティを基板とともに画定する封入構造部を含む。封入構造部は、１つ以上の熱検出部上に、より正確には、１つ以上の吸収膜上に延在する薄い封入膜を含む。それは、検出される放射線を透過する材料ででき、おおよそ数百ナノメートルから数ミクロンの厚さを有する。下で述べられるように、薄い封入膜は、１つ以上の熱検出部の周りに延在しても良く、すなわち、それはキャビティの周縁を画定しても良い。それは更に、複数の熱検出部上に連続して延在しても良い。「薄い層」によって意味されるものは、電子光学において用いられる材料成膜技術により成膜される層であって、その厚さは好ましくは１０μｍよりも小さい。
検出装置は、更に、ファブリペロー干渉フィルタを含む。そのようなフィルタは、厚さｄ、平均屈折率ｎｃｓのいわゆる構造化層により互いに分離される２つの半反射鏡部で形成される。半反射鏡部は、それが熱検出部の方を向いた構造化層側に位置するときは、「下側の」と呼ばれ、構造化層の反対側に位置するときは、「上側の」と呼ばれる。干渉フィルタは、１つ以上の波長で透過される入射光を除いて、熱検出部の検出範囲の波長の入射光を反射する。フィルタの分光感度の透過ピークの中心波長は、構造化層の光学的厚さｎｃｓ・ｄに特に依存する。
このように、干渉フィルタは、検出装置が電磁放射線を選択的に検出することを可能にするが、このことは、いわゆる検出スペクトル領域、すなわち、熱検出部により検出されることができるスペクトル領域内部にある波長の入射放射線を選別することにより達成される。検出スペクトル領域は、残りの記載において、（８〜１４μｍの間にある波長の）ＬＷＩＲ赤外線帯域であるが、検出装置は、ＴＨｚ、（３〜５μｍの間の）ＭＷＩＲ、又は、（１〜３μｍの間の）ＳＷＩＲの範囲のような、熱検出部が感度を有する他の赤外スペクトル領域で用いられても良い。検出された信号の処理を簡略化するために、干渉フィルタは、ここでは、通過帯域（passband）内で高い透過率を有し、通過帯域外の波長で高い阻止率を有する狭帯域フィルタであることが好ましい。
下で詳細に説明されるように、各半反射鏡部は、少なくとも１つの絶縁材料又は半導体材料でできた、少なくとも１つのいわゆる高屈折率層と、有利には、屈折率又は光学指数（optical index）が高屈折率層の材料のものよりも小さい媒体でできた、１つのいわゆる低屈折率層とを含む。好ましくは、各半反射鏡部は、有利には低屈折率層により構造化層から分離された単一の高屈折率層だけを含む。高屈折率層は、１つの所与の材料からできていても良く、又は、異なる材料の副層のスタックからできていても良い。高屈折率層は、その屈折率の４倍以上の、熱検出部のスペクトル検出範囲にある参照波長の割合の倍数に等しい厚さを有する。厚さは、ここでは、基板の平面に直交する方向での、熱検出部に面して位置する高屈折率層の平均的な大きさとして定義される。参照波長は、スペクトル検出領域にある所定の波長である。例えば、参照波長は、ＬＷＩＲに関して１０μｍに等しくても良い。このように、高屈折率層は、それが参照波長において４分の１波長板又は半波長板を形成するように、光学的機能を有する。高屈折率層の屈折率は、その絶縁材料又は半導体材料の屈折率であり、それが複数の異なる材料を含むときには、平均の屈折率である。
構造化層は実質的に一定の厚さを有し、半反射鏡部に平行な平面において、少なくとも１つの絶縁材料又は半導体材料でできた、いわゆる高屈折率部と、高屈折率部の材料及び高屈折率層の材料の屈折率よりも小さな屈折率の媒体でできた、いわゆる低屈折率部との交互配置で形成される。吸収膜に面して位置する領域、すなわち、吸収膜に垂直な領域における、構造化層の全容積に対する高屈折率部の容積率は、構造化層の充填率と同等である。このように、充填率が１であることは、高屈折率部の材料でできた連続する層に対応する。構造化層の平均屈折率ｎｃｓは、充填率により重みをかけられた、高屈折率部の材料及び低屈折率部の媒体の屈折率に基づいて定義されても良い。フィルタのＸＹ主平面における、高屈折率部及び低屈折率部の横方向の大きさは、干渉フィルタの分光感度の透過ピークの中心波長の定義に関わる。
本発明によれば、干渉フィルタの半反射鏡部の１つ、好ましくは、下側の半反射鏡部の高屈折率層は、少なくとも部分的に薄い封入層で形成される。言い換えると、下で説明されるように、高屈折率層は、薄い封入層だけを含んでも良く、それゆえ、薄い封入層で構成されても良く、又は、複数の副層のうちの１つが薄い封入層に対応するような複数の副層のスタックで形成されても良い。このように、干渉フィルタは、それが吸収膜と接触していないという意味で、吸収膜上にはない。このように、吸収膜の特性は、フィルタと吸収膜との起こり得る接触に関するいかなる劣化からも保護される。加えて、薄い封入層は更にその厚さが高屈折率層の４分の１波長板又は半波長板の形成に関わる限りにおいて、光学的な機能を有する。
検出装置は、有利にはマルチスペクトル検出に用いられても良い。この点に関して、検出装置は、吸収膜の特性により定義される所与のスペクトル検出領域にある電磁放射線を検出するのに適した熱検出部のマトリックスアレイを含む。干渉フィルタのマトリックスアレイは、検出マトリックスに面して位置し、１つの干渉フィルタは、各検出部に面して位置する。薄い封入層は、有利には、検出部のマトリックスアレイを収容する１つ以上のキャビティに共通し、それゆえ、同一の薄い封入層は、各熱検出部上に延在する。それは、各干渉フィルタの１つの半反射鏡部の、高屈折率層又は１つの副層を形成する。好ましくは、いろいろな干渉フィルタの、半反射鏡部及び構造化層は、それぞれ同一平面上にある。言い換えると、いろいろなフィルタの構造化層は好ましくは同一平面上にあり、上側の鏡部は好ましくは同一平面上にあり、下側の鏡部は好ましくは同一平面上にある。干渉フィルタは、構造化層の高屈折率部及び低屈折率部の横方向の大きさにおいて、それゆえ、各干渉フィルタの分光感度の中心波長を定義する充填率において、本質的に互いに異なる。
図２（ａ）は、第１実施の形態に係る、電磁放射線を検出するための装置の概略断面図である。
ここでは、残りの記載のために、ＸＹＺ３次元直交座標系が定義され、そこでは、ＸＹ平面は検出装置１の基板の平面に実質的に平行であり、Ｚ軸は基板２の平面に実質的に直交する方向に向けられる。このように、用語「垂直な」及び「垂直に」は、Ｚ軸に沿う向きに対応すると理解され、用語「下側の」及び「上側の」はＺ軸に沿って基板２から距離が増加する順番の位置に対応すると理解される。
電磁放射線を検出するための装置は、赤外線又はテラヘルツ波を検出するのに適している。それは、少なくとも１つの熱検出部を含み、好ましくは、読出し回路に電気的に接続される熱検出部のマトリックスアレイを含む。図２は、検出装置１の部分図であり、単一の熱検出部だけを示す。
検出装置１は、ＣＭＯＳ技術で生成された電子読出し回路（図示せず）を有するシリコン系基板２を備え、電子読出し回路は、制御信号が熱検出部に加えられ、対象の電磁放射線の検出に対応して熱検出部により生成された検出信号が読み出されることを可能にする。読出し回路は、読出し回路のいろいろな電子的機能を実行するのに適した、例えば、トランジスタ、ダイオード、キャパシタなどのＭＯＳ型電子素子で形成される下部（lower portion）を含んでも良い。それは更に、いろいろなＭＯＳ素子と熱検出部とを電気的に接続し、読出し回路と、検出装置の外部に接続できる少なくとも１つの電気パッドとを電気的に接続する、複数の電気的相互接続面（electrical interconnect level）を含む。
基板２上には、スペクトル検出領域で検出される放射線を吸収するのに適した膜１１を含むマイクロボロメータ１０がある。熱的に絶縁するアーム（図示せず）と関連付けられた支柱１２のような、保持して熱的に絶縁する構成要素により、吸収膜１１は基板２から熱的に絶縁され、基板２上に懸架される。検出部が、ＬＷＩＲにある赤外線を検出するように設計されるときに、吸収膜１１は、典型的には１〜５μｍの間にある、好ましくは２μｍの距離により、基板２から隔てられる。反射部１３は基板２上に位置し、吸収膜１１に面して配置される。
検出装置１は、熱検出部１０が内部に位置する、有利には密閉したキャビティ３を基板２とともに画定する封入構造部２０又はカプセル部（capsule）を含む。封入構造部２０は、懸架された膜１１から０ではない距離で、例えば、０．５〜５μｍの間にある、好ましくは１．５μｍの距離で検出部１０上に延在する実質的に平坦な上部壁（upper wall）２２を含むように成膜された薄い封入層２１で形成される。それゆえ、それは、ＸＹ平面で熱検出部を囲うように、上部壁２２から延在して基板２上にある、任意の周囲の側壁２３を含む。それゆえ、この例では、薄い封入層２１は、基板２とともにキャビティ３を画定するように、熱検出部上で熱検出部の周りに連続的に延在する。下で述べられるように、薄い封入層２１が、排出口を形成する貫通孔を含むような場合には、封入構造部２０は、排出口を塞ぎ、キャビティの密閉性を確保するように薄い封入層２１を覆う、少なくとも１つの密閉層を含んでも良い。このように、封入構造部は、１つ以上の熱検出部を収容するキャビティを画定する。
検出装置は、少なくとも１つのファブリペロー干渉フィルタ３１を含む、任意のフィルタ構造部３０を有する。干渉フィルタ３１は、封入構造部３０の高さで熱検出部１０に面して、より正確には吸収膜１１に面して位置し、それゆえ、吸収膜１１とは接触しない。干渉フィルタ３１は、検出スペクトル領域にある単一のスペクトル帯域を透過することができる。熱検出部のマトリックスアレイの場合には、光学フィルタ素子３０は、例えば、１つのフィルタ３１が各検出部１０に面して位置するような、熱検出部に面して位置する複数のファブリペロー干渉フィルタ３１を含む。フィルタ３１は、分光感度の中心波長が互いに異なるように構成される。
干渉フィルタ３１は、構造化層３５により互いに分離される、下側の半反射鏡部３２Ａと上側の半反射鏡部３２Ｂとを形成する層のスタックを含む。各半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂは少なくとも１つのいわゆる高屈折率層を含み、図２に示されるように、高屈折率層と構造化層との間に位置する、いわゆる低屈折率層を含んでも良い。干渉フィルタの分光感度が十分に細い透過ピークと良い阻止率（rejection ratio）とを有するように、好ましくは、少なくとも１つの半反射鏡部は、そのような低屈折率層を含む。
高屈折率層３３Ａ、３３Ｂは、例えば、アモルファスであっても良いシリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム合金ＳｉｘＧｅ１−ｘ、及び、炭化ケイ素ＳｉｘＣ１−ｘから選択されても良い少なくとも１つの絶縁材料又は半導体材料でできている。それらの厚さは、各高屈折率層３３Ａ、３３Ｂが有利には検出スペクトル領域にある、例えば、１０μｍの参照波長に対応する４分の１波長板を形成するような厚さである。例として、ＬＷＩＲに対応する検出スペクトル領域において、高屈折率層３３Ａ、３３Ｂの厚さは、光学指数３．５のアモルファスシリコンに対して約０．７３μｍであっても良い。下で述べられるように、各高屈折率層３３Ａ、３３Ｂは、互いに接触する、いろいろな材料の複数の副層のスタックで形成されても良い。材料は、光学経路に関して、副層のスタックが単一の高屈折率層と光学的に同等であるように選択され、平均屈折率は、副層の各材料に固有の屈折率に依存する。
ここでは、各半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂは、高屈折率層３３Ａ、３３Ｂの屈折率よりも小さな屈折率層を有する媒体でできた低屈折率層３４Ａ、３４Ｂを含み、屈折率の差異は好ましくは１．５よりも大きい。この媒体は、絶縁材料又は半導体材料、気体又は真空から選択されても良い。気体又は真空の場合には、低屈折率層３４Ａ、３４Ｂは、構造化層３５と高屈折率層３３Ａ、３３Ｂとの間の、実質的に一定の厚さの、気体又は真空で満たされた領域に相当する。低屈折率層３４Ａ、３４Ｂの厚さは、各層３４Ａ、３４Ｂが有利には参照波長に対応する４分の１波長板を形成するような厚さである。例として、ＬＷＩＲに対応する検出スペクトル領域において、低屈折率層の厚さは、空気に関して約２．５μｍであっても良い。
高屈折率層３３Ａ、３３Ｂの屈折率と、屈折率層３４Ａ、３４Ｂの屈折率との間の好ましくは１．５以上の大きな屈折率の差異は、中心波長に中心を置く細い透過ピークが得られることを可能にし、検出スペクトル領域の外側で、次元をファブリペロー共振器（Fabry-Perot cavity）の１次元よりも大きくする。
２つの半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂの間には、ファブリペロー共振器のスペーサを形成する構造化層３５が延在する。それは、少なくとも１つの絶縁材料又は半導体材料でできた、いわゆる高屈折率部３６と、高屈折率部の材料の屈折率よりも小さな屈折率の媒体でできた低屈折率部３７とを含む。高屈折率部３６及び低屈折率部３７は、フィルタのＸＹ平面、すなわち、半反射鏡部の平面に平行な平面において交互に存在する。それらは、もしかすると周期的に繰り返されたり、そうでなかったりするモチーフ又はデザインを形成するように配置される。このように、部分３６、３７が交互に存在するように互いに配置されるために、第１媒体の各部分は、フィルタのＸＹ平面において、第２媒体の２つの部分の間に位置する。それゆえ、それは、Ｚ軸に沿って２つの異なる媒体の層が重なるという問題ではない。
高屈折率部３６の材料は、絶縁材料又は半導体材料であっても良く、好ましくは、半反射鏡部の高屈折率層の材料と同一である。このように、それは、シリコン、例えば、アモルファスシリコン、又は、ゲルマニウムの問題であっても良い。低屈折率部の媒体は好ましくは気体又は真空であるが、絶縁材料又は半導体材料であっても良い。高屈折率材料の屈折率と低屈折率媒体の屈折率との差異は、好ましくは１．５以上である。このように、干渉フィルタは、赤外線又はテラヘルツ波の検出に影響を与えるような金属材料を含んでいない。
構造化層３５は実質的に一定の厚さを有し、それゆえに、高屈折率部３６及び低屈折率部３７は、実質的に同一の厚さを有する。マルチスペクトル検出装置の動作範囲における望ましくない共鳴を制限するために、厚さは、おおよそ２μｍであっても良い。
ＸＹ平面において、１つ又は２つの軸に沿って周期的に、任意に繰り返す基本モチーフを形成するために、高屈折率部３６及び低屈折率部３７は相互に配置される。モチーフは２次元において周期的であっても良いし、とりわけ、４角又は丸であっても良いパッドのどのようなタイプの配置の形状を有しても良い。それらは、非偏光（unpolarized light）、又は、２つの偏光（polarization）を有する光をフィルタリングするのに適している。モチーフは、１つの次元だけにおいて周期的であって、スリットの形状を有しても良い。それらは、単一の偏光を有する光を選別するのに適している。
干渉フィルタ３１の分光感度の透過ピークの中心波長は、構造化層３５の大きさのパラメータ、すなわち、高屈折率部３６及び低屈折率部３７の横方向の大きさ、モチーフの配置の周期、これらの媒体の屈折率の値に特に依存する。構造化層３５のＸＹ主平面において、周期及び横方向の大きさに関して、構造化層３５のモチーフの大きさは、フィルタの１次の分光感度の透過ピークの中心波長の値よりも小さくても良い。
封入構造部２０の薄い封入層２１は、ここでは、１つの当該半反射鏡部、ここでは、下側の半反射鏡部３２Ａの高屈折率層３３Ａを形成する。干渉フィルタ３１は、吸収膜１１上に直接なく、それから離れている。それゆえ、干渉フィルタ３１の存在は、熱検出部の性能、特に、上で述べられた先行技術の例のように、干渉フィルタが膜の上に直接あるときに劣化する吸収膜の熱慣性（thermal inertia）に特に依存する検出部の反応時間に、影響を与えない。
半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂの１つ又は両方にとって、単一の高屈折率層３３Ａ、３３Ｂだけを含み、従来の多層絶縁鏡部の場合のような低屈折率層と交互配置された複数の高屈折率層を含まないことは有利である。特に、下で説明されるように、製造プロセスは簡略化され、それにもかかわらず、高いスペクトル選択性と高い阻止率とを有する干渉フィルタが得られる。
図２（ｂ）は、構造化層の高屈折率部及び低屈折率部により形成される基本モチーフの例の平面図であり、図２（ｃ）は、構造化層の充填率のいろいろな値に対するフィルタの分光感度を示す。
上で言及されたように、充填率は、構造化層３５、特に、吸収膜に面して位置する、すなわち、吸収膜に垂直な構造化層の領域の全容積に対する、高屈折率部３６により占められる容積の比率として定義される。その上、ここでは、分光感度は、対応する検出スペクトル領域、ここでは、ＬＷＩＲ（８〜１４μｍ）における透過ピークの半値全幅による、そして、阻止率による入射放射線の波長に応じたフィルタの透過率の値により特徴付けられる。阻止率は、ここでは、問題の検出スペクトル領域内の通過帯域の外側の最小透過率値に対する、フィルタの通過帯域内の最大透過率値の割合として定義される。
図２（ｂ）の例では、構造化層３５の高屈折率部３６及び低屈折率部３７により形成される基本モチーフは、ＸＹ平面において高屈折率部３６で囲われた、辺「ａ」の矩断面（square cross section）の貫通孔３７の形状を有する。このように、構造化層３５は、高屈折率部の材料でできた格子の形状を有し、格子内では貫通孔が低屈折率部３７を形成し、低屈折率部３７は互いに周期Ｐにより離れている。上で言及されるように、貫通孔はＸＹ平面において、断面がいろいろな形状であっても良い。
各半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂは、１０μｍの参照波長に関して、ともに４分の１波長板を形成する約０．８μｍの厚さのアモルファスシリコンでできた高屈折率層３３Ａ、３３Ｂと、２．５μｍの厚さの真空の低屈折率層３４Ａ、３４Ｂとを含む。構造化層３５は、約１．９μｍの厚さを有し、アモルファスシリコンでできた高屈折率部３６と、真空の低屈折率部３７とで形成される。図２（ｃ）は、低屈折率部３７の横方向の大きさ「ａ」のいろいろな値に対する干渉フィルタの分光感度を示し、下の表は、透過ピークの中心波長の対応する値を示す。
ＬＷＩＲに対応する検出スペクトル領域において、各分光感度は、フィルタの通過帯域の外側で、高い阻止率の細い透過ピークを有する。
図３（ａ）は、第１実施の形態の第１変形例に係る、干渉フィルタを含む検出装置を示し、図３（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値と関連付けられる分光感度を示す。
この例では、各半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂが空気又は真空以外の絶縁材料又は半導体材料でできた低屈折率層３４Ａ、３４Ｂを含む点で、干渉フィルタ３１は図２（ａ）に示されたものとは本質的に異なる。各半反射鏡部の高屈折率層と低屈折率層との間の屈折率の差異は、このように、図２（ａ）の鏡部のものと比べて削減される。このように、例示として、低屈折率層３４Ａ、３４Ｂは、８〜１４μｍの検出スペクトル領域で屈折率が２，２の硫化亜鉛ＺｎＳで形成されても良い。モチーフの所与の周期Ｐと、低屈折率部の幅「ａ」のいろいろな値とに関して、中心波長の値が下の表に示されるフィルタが得られる。
特に、１次よりも大きいファブリペロー共振器の次元により特に引き起こされる、２次透過ピークの存在のために、透過ピークは広がり、阻止率は低下する。透過ピーク幅と阻止率とに関して、正しい分光感度を維持するために、半反射鏡部の高屈折率層と低屈折率層との間の屈折率の差異は、有利には、１．５以上であり、好ましくは、できるだけ高く選ばれる。
図４（ａ）は、第１実施の形態の第２変形例に係る、干渉フィルタを含む検出装置を示し、図４（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値と関連付けられた分光感度を示す。
この例では、下側の半反射鏡部３２Ａの高屈折率層が、異なる材料でできた少なくとも２つの副層３３Ａ．１、３３Ａ．２のＺ軸に沿ったスタックで形成されている点で、干渉フィルタ３１は図２（ａ）に示されたものとは本質的に異なり、これらの材料は誘電体（dielectrics）又は半導体であり、構造化層の低屈折率層３４Ａ、３４Ｂの媒体及び低屈折率部３７の媒体の光学指数よりも大きな光学指数を有する。第２副層３３Ａ．２は、ここでは薄い封入層２１である第１副層３３Ａ．１を覆い、そして接触する。そして、複数の高屈折率材料で形成された高屈折率層は、単一の高屈折率層と光学的に同等である。高屈折率層の厚さは、有利には、それが４分の３波長層を形成するような厚さである。このように、フィルタは選択的な分光感度と、高い阻止率とを有する。
例示として、下側の高屈折率層は、厚さが約１．２５μｍのゲルマニウムの副層３３Ａ．２で覆われた、厚さが約０．７３μｍのアモルファスシリコンの副層３３Ａ．１で形成され、上側の高屈折率層３３Ｂは、厚さが約０．７３μｍのアモルファスシリコンででき、高屈折率層は、厚さが約２．５μｍの空気の低屈折率層３４Ａ、３４Ｂにより構造化層３５から分離される。モチーフの所与の周期Ｐと、低屈折率部の幅ａのいろいろな値とに関して、中心波長の値が下の表に示されるフィルタが得られる。
図２（ｃ）に示される分光感度に関して、透過ピークは細いままであり、阻止率は高い。低屈折率部の幅ａが０に近いか、０に等しい（充填率が１に近いか、１に等しい）ときに、透過レベルだけがわずかに減少する。
図５（ａ）は、第１実施の形態の第３変形例に係る、干渉フィルタを含む検出装置を示し、図５（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値と関連付けられた分光感度を示す。
この例では、上側の半反射鏡部３２Ｂの高屈折率層だけが、異なる材料でできた少なくとも２つの副層３３Ｂ．１、３３Ｂ．２のＺ軸に沿ったスタックで形成され、下側の鏡部３２Ａがもはやそうではない点で、干渉フィルタ３１は図４（ａ）に示されるものとは本質的に異なり、これらの材料は誘電体又は半導体であり、構造化層の低屈折率層３４Ｂの媒体及び低屈折率部３７の媒体の光学指数よりも大きな光学指数を有する。薄い封入層２１は、ここでは、下側の鏡部３２Ａの単一の高屈折率層３３Ａを形成する。このように、例示として、上側の高屈折率層は、厚さが約１．２５μｍのゲルマニウムの副層３３Ｂ．２で覆われた、厚さが約０．７３μｍのアモルファスシリコンの副層３３Ｂ．１で形成され、下側の高屈折率層３３Ａは、厚さが約０．７３μｍのアモルファスシリコンででき、高屈折率層は、厚さが２．５μｍの空気の低屈折率層３４Ａ、３４Ｂにより構造化層３５から分離される。モチーフの所与の周期Ｐと、低屈折率部の幅ａのいろいろな値とに関して、中心波長の値が下の表に示されるフィルタが得られる。
図４（ｂ）に示される分光感度に関して、透過ピークは細いままであり、阻止率は高い。低屈折率部の幅ａが０に近いか、０に等しい（充填率が１に近いか、１に等しい）ときに、透過ピークは、減少した最大値と、減少した半値全幅とを有する。
図６（ａ）は、第１実施の形態の第４変形例に係る、干渉フィルタを含む検出装置を示し、図６（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値と関連付けられた分光感度を示す。
この例では、下側及び上側の半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂの高屈折率層が両方とも、異なる材料でできた少なくとも２つの副層のＺ軸に沿ったスタックで形成される点で、干渉フィルタ３１は図４（ａ）及び図５（ａ）に示されるものとは本質的に異なり、これらの材料は誘電体又は半導体であり、構造化層の任意の低屈折率層の媒体及び低屈折率部の媒体の光学指数よりも大きな光学指数を有する。薄い封入層２１は、下側の鏡部３２Ａの第１高屈折率副層３３Ａ．１を形成する。このように、例示として、半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂの高屈折率層は、厚さが約１．２５μｍのゲルマニウムの第２副層３３Ａ．２、３３Ｂ．２で覆われた、厚さが約０．７３μｍのアモルファスシリコンでできた第１副層３３Ａ．１、３３Ｂ．１でそれぞれ形成される。それらは、厚さが２．５μｍの空気の低屈折率層３４Ａ、３４Ｂにより構造化層３５から分離される。モチーフの所与の周期Ｐと、低屈折率部の幅ａのいろいろな値とに関して、中心波長の値が下の表に示されるフィルタが得られる。
図４（ｂ）、５（ｂ）に示される分光感度に関して、透過ピークは細いままであるが、特に、８〜１４μｍの検出スペクトル領域の範囲で現れる屈折の存在により、阻止率は減少する。
一般に、高屈折率層及び低屈折率層にとって、それらが４分の１波長板、又は、多数の一様ではない４分の１波長板を形成するような厚さを有することは有利である。このように、検出スペクトル領域において、単一の透過ピークが得られ、その中心検出波長の値は、構造化層の横方向の大きさを修正することにより修正されても良い。
高屈折率層の１つ又は両方は、更に、それらが半波長板又は多数の一様な半波長板を形成するような厚さを有しても良い。このように、構造化層の高屈折率部及び低屈折率部の横方向の大きさに依存して、検出スペクトル領域において、透過ピーク又は広い透過帯域が得られる。ここでは、透過ピークは、約１ミクロン以下の半値全幅を有し、広い透過帯域は、１ミクロンよりも大きい、例えば、２ミクロン、更には３ミクロンに等しい半値全幅を有する。
低屈折率層の１つ又は両方は、更に、それらが半波長板又は多数の一様な半波長板を形成するような厚さを有しても良い。このように、検出スペクトル領域において分離し、高い阻止率を有する、複数の透過ピークが得られる。
図７（ａ）は、第１実施の形態の第５変形例に係る、干渉フィルタを含む検出装置を示し、図７（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値と関連付けられた分光感度を示す。
この例では、構造化層３５の高屈折率部３６が、下側の半反射鏡部３２Ａの高屈折率層３３Ａ上にある点で、干渉フィルタ３１は図２（ａ）に示されたものとは本質的に異なる。そして、下側の半反射鏡部３２Ａは低屈折率層を含まず、上側の半反射鏡部３２Ｂは低屈折率層３４Ｂを含む。
このように、例示として、下側の半反射鏡部３２Ａは、厚さ０．８μｍのアモルファスシリコンでできた単一の高屈折率層３３Ａで形成され、当該層上に、アモルファスシリコンでできた高屈折率部３６で形成された構造化層３５、及び、空気の低屈折率部３７があり、当該部は、高屈折率層３３Ａと接触する。上側の鏡部３２Ｂは、空気の低屈折率層３４Ｂと、アモルファスシリコンでできた高屈折率層３３Ｂとで形成される。ここでは、高屈折率層３３Ｂが厚さ０．４５μｍであり、低屈折率層３４Ｂが厚さ１．７０μｍであるように、上側の鏡部３２Ｂの厚さは削減されても良い。構造化層３５はここでは１．２７μｍの厚さを有している。モチーフの所与の周期Ｐと、低屈折率部の幅ａのいろいろな値とに関して、中心波長の値が下の表に示されるフィルタが得られる。この例では、他の部３６からピッチＰで周期的に離れる、横方向の大きさ「ａ」の矩断面の高屈折率パッド３６の形状を構造化層３５が有する限りにおいて、Ｐ＝２μｍ、ａ＝１．３μｍの配置は、他の配置とは異なる。
分光感度は、最も短い波長に関して減少する、約０．８〜約１の間にある透過レベルの透過ピークを拡げる。この例では、反射部と吸収膜１１との間の距離は、ここでは、１．８μｍから約１μｍにまで削減され、これにより、透過帯域の幅が削減され、透過レベルが２５％に及ぶ量にまで増加されることを可能にする。
半反射鏡部が低屈折率層を含まず、構造化層が高屈折率層と接触するときに、分光感度の品質の点で、この鏡部が下側の鏡部であって、上側の鏡部でないことは有利である。その上、変形例（図示せず）として、下側の鏡部は、高屈折率層を構造化層から分離する低屈折率層を含んでも良く、構造化層が上側の鏡部の高屈折率層と接触するように、上側の鏡部は低屈折率層を含まなくとも良い。
図８（ａ）は、第１実施の形態の第６変形例に係る、干渉フィルタを含む検出装置を示し、図８（ｂ）は、構造化層の充填率のいろいろな値と関連付けられた分光感度を示す。
この例では、下側の半反射鏡部３２Ａは、互いに異なる材料でできた２つの副層、ここでは、厚さ１．４５μｍのゲルマニウムの第２副層３３Ａ．２により覆われる厚さ０．７３μｍのアモルファスシリコンの副層３３Ａ．１で形成された高屈折率層と、厚さ２．３７μｍの空気の低屈折率層３４Ａとを含む。構造化層３５は、厚さ約１．３６μｍのアモルファスシリコンの高屈折率部３６と、空気の低屈折率部３７との交互配置を含み、高屈折率部３６が、ここでは、厚さ０．７３μｍのアモルファスシリコンの連続する高屈折率層４１上にあるように、低屈折率部は貫通部ではない。最後に、上側の鏡部３２Ｂは、単一の材料、ここでは、厚さ０．７３μｍのアモルファスシリコンでできた高屈折率層３３Ｂと、ここでは、厚さ２．３７μｍの空気の低屈折率層３４Ｂとを含む。モチーフの所与の周期Ｐと、低屈折率部の幅ａのいろいろな値とに関して、中心波長の値が下の表に示されるフィルタが得られる。この例では、他の部からピッチＰで周期的に離れる、横方向の大きさ「ａ」の矩断面の高屈折率パッドの形状を構造化層が有する限りにおいて、Ｐ＝２μｍ、ａ＝１．２μｍ（ｆ＝０．３６）及びＰ＝２μｍ、ａ＝１．５μｍ（ｆ＝０．５６）の配置は、他の配置とは異なる。
各透過ピークが細く、透過レベルと阻止品質とがともに高い限りにおいて、この配置は有利である。
図９は、密閉キャビティ内に単独で、又は、２以上の数で位置する熱検出部のマトリックスアレイと、ファブリペロー干渉フィルタのそれぞれが１つの熱検出部に面して配置される、ファブリペロー干渉フィルタのマトリックスアレイとを含む、マルチスペクトル検出装置の概略断面図である。複数の熱検出部は、同一の検出スペクトル領域、ここではＬＷＩＲ内で動作するように設計され、いろいろな吸収膜は、実質的に同一の光電子特性を有する。
フィルタ３１．１、３１．２は、分光感度の中心波長λｃ１、λｃ２が互いに異なるようなフィルタである。２つの異なるフィルタ３１．１、３１．２は、ここでは例として示されているが、検出スペクトル領域の異なる分光感度の数に依存して、フィルタがフィルタの１つのセットと次のセットとで異なる、１つ以上の同一フィルタの複数のセットを、検出装置が含んでも良い。
干渉フィルタ３１．１、３１．２は互いに隣接し、実質的に互いに同一平面上にある。特に、下側の高屈折率層３３Ａと上側の高屈折率層３３Ｂとはそれぞれ１つのフィルタから次のフィルタまでそれぞれ同一平面上にあり、好ましくは、全てのフィルタに対して共通である。薄い封入層２１は、好ましくは全てのフィルタ３１．１、３１．２に対して共通である。構造化層３５．１、３５．２は、低屈折率層３４Ａ、３４Ｂと同様に、ここでは同一平面上にあって、実質的に同一の厚さを有する。
各分光感度の中心波長λｃ１、λｃ２の値を定義する、構造化層３５．１、３５．２の高屈折率部３６．１、３６．２及び低屈折率部３７．１、３７．２の横方向の大きさに関して、干渉フィルタ３１．１、３１．２は本質的に互いに異なる。
複数の熱検出部が同一の密閉キャビティ３に位置するこの例では、薄い封入層２１、特に、その上部壁２２は、当該検出部上に連続して延在する。薄い封入層、特に、その上部壁２２は、ここでは、干渉フィルタ３１．１、３１．２の下側の高屈折率層３３Ａ、又は、その副層の１つを形成する。
隣接する画素間でのクロストークを防ぐために、すなわち、干渉フィルタを透過した放射線が、問題のフィルタに面して位置する検出部の隣の熱検出部により検出されることを防ぐために、各フィルタ３１．１、３１．２は、好ましくは、面する検出部の吸収膜１１から、画素（熱検出部のＸＹ平面での領域）の横方向の大きさよりも小さな距離に位置する。
図１０（ａ）〜（ｃ）、図１１（ｄ）〜（ｆ）、図１２（ｇ）、（ｈ）は、第３実施の形態に係る装置を製造するためのプロセスのいろいろな工程を示す。この例では、薄い封入層２１は、下側の半反射鏡部３２Ａの高屈折率層３３Ａを形成し、上側の半反射鏡部３２Ｂの高屈折率層３３Ｂは密閉層３３Ｂ．２を含む。
図１０（ａ）を参照すると、熱検出部１０のマトリックスアレイが基板２上に生成される。熱検出部１０は、検出部に電力を供給し、検出部によりもたらされる信号を測定するために設けられる電子回路（例えば、ＣＭＯＳ回路）にそれぞれ接続される。熱検出部１０は、例えば、検出される放射線を吸収することができる膜１１をそれぞれ含むマイクロボロメータであり、当該膜は基板２上に懸架され、支柱１２及び熱的に絶縁する保持アーム（図示せず）により、基板から熱的に絶縁される。懸架された膜１１は、従来は、プロセスの最後に除去される第１犠牲層２６．１上に吸収膜１１を生成する表面マイクロマシニング技術により得られる。各吸収膜１１は、更に、加熱される吸収要素と、例えば、支柱１２に設けられて、電気接続によりＣＭＯＳ電子回路に接続されるサーミスタの形状を有する、結果としての温度上昇を測定する測温要素とを含む。その上、反射層１３は基板２の上表面、すなわち、吸収膜１１に面して位置する表面上にある。接続部（tie section）、例えば、薄い封入層２１の側壁が上にあることが予定される接続部１４．１、と、支柱１２が上にある接続部１４．２とが、更に、基板２の上表面の上にある。
図１０（ｂ）を参照すると、好ましくは第１犠牲層と同様の性質の第２犠牲層２６．２が成膜される。当該層は、例えば、ディスペンス及びスピンコートにより得られるポリイミドでできている。犠牲層２６．２は、犠牲層２６．１、吸収膜１１及び支柱１２を覆う。次に、従来のホトリソグラフィ技術により、犠牲層２６．１、２６．２は接続部１４．１まで局所的にエッチングされる。エッチングされた領域は、１つ以上の熱検出部１０を囲む、連続する閉じた境界のトレンチ２７の形状を有しても良いし、複数の検出部の間に位置する溝の形状を有しても良い。次に、第２犠牲層２６．２の上表面及びトレンチ２７の側面の両方を覆うように、ここではアモルファスシリコンの、第１の薄い高屈折率層２１が、例えば、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）により成膜される。１０μｍの４分の１波長板に対応するために、アモルファスシリコンでできた高屈折率層２１の厚さは、約０．７３μｍである。高屈折率層は、封入構造部の薄い封入層２１と、下側の半反射鏡部３２Ａの高屈折率層３３Ａとを形成することが予定される。それは、吸収膜１１上に、吸収膜１１から離れて延在し、ここでは、ＸＹ平面において、１つ以上の熱検出部１０を連続して囲う。
この工程では、エッチング停止層として、及び／又は、設けられる位置において、マルチスペクトル干渉フィルタのマトリックスアレイの支持要素を固定するための接着層として、もしかしたら用いられる、基材（base material）の部分１４．３を成膜し、局所的にエッチングすることが有利である。基材のこれらの部分を生成するか否かと、（該当する場合の）基材の性質との選択は、存在する他の材料、特に、犠牲層及び支持要素の性質に依存して判断される。犠牲層がポリイミドででき、支持構造がシリコンでできる今回の場合には、基部１４．３は、例として、酸化シリコン、窒化シリコン、チタン又はアルミニウムでできていても良い。
次に、薄い封入層２１を介して少なくとも１つの第１排出口２４．１を生成するために、薄い封入層２１が局所的にエッチングされる。
図１０（ｃ）を参照すると、次に、以下のものが連続して成膜される。ここではポリイミドでできて薄い封入層２１と基部１４．３とを覆う第３犠牲層２６．３。そして、犠牲層２６．３上の、ここではアモルファスシリコンでできた第２高屈折率層。ここでは１０μｍの参照波長に関して、自由空間又は空気の４分の１波長光学距離に有利に対応するために、犠牲層２６．３の厚さは、ここでは、約２．５μｍである。第２高屈折率層は、構造化層３５の高屈折率部３６を形成することが予定される。その光学厚さは、マルチスペクトル検出装置の動作範囲における望ましくない共鳴を生成しないように、ここでは、約２μｍである。第２高屈折率層は、成膜される厚さの良い制御を可能にするＣＶＤ成膜技術により成膜されても良い。
ホトリソグラフィ及びエッチングにより、第２アモルファスシリコン層は、次に、ＸＹ平面において、アモルファスシリコンでできた高屈折率部３６と、低屈折率部３７との交互配置を生成するために構造化される。このようにして、例えば、２μｍのピッチの周期的な開口を有する格子を形成することができる。ＸＹ平面における高屈折率部３６の横方向の大きさは、所定の平均光学指数の構造化層３５を得るために、そして、設定された中心波長に中心を有する透過帯域の形状を有する分光感度を得るために、適正化される。構造化層３５が低屈折率部３７を有さない連続する層である特別な場合において、第２アモルファスシリコン層はそれにもかかわらず局所的にエッチングされて、下の犠牲層２６．１、２６．２、２６．３を除去するために必要とされるであろう第２排出口を形成する。２０μｍ又は５０μｍものピッチで繰り返される０．５μｍ幅の排出口は、フィルタの分光感度を著しく混乱させることなしに、望ましい結果が得られることを可能にする。
この段階で、検出装置がマルチスペクトル検出のために用いられるときに、構造化層３５の部分３６、３７の横方向の大きさが複数の熱検出部で異なるように準備がなされ、それによって、基本の検出部に各干渉フィルタの構造化層の横方向の大きさによって定義される周波数選択性が授けられることを可能にする。干渉フィルタの、それゆえ、問題の熱検出部の分光感度を広げるために、モチーフが、すなわち、部分３６、３７により形成されるモチーフが所与の基本の検出部上に非周期的に配置される構造化層を提供することができる。
図１１（ｄ）を参照すると、ここではポリイミドでできた、好ましくは、例えば、２μｍ、３μｍよりも大きな厚さの、第１厚さの第４犠牲層２６．４が成膜される。そして、例えば適切なホトレジストである平坦化層２８がディスペンス及びスピンコートにより成膜される。スピンコートの後に、犠牲層２６．４の上面の残りの起伏が完全に満たされるように、平坦化層２８の厚さ及びレジストの流動性は選択される。例えば、酸素プラズマ中でのドライケミカルエッチング工程は、平坦化層２８及び犠牲層２６．４が両方の材料に関して実質的に同一のエッチングレートで同時にエッチングされることを可能にし、これにより、本質的に平坦なエッチング面が導かれる。エッチング工程は、エッチング面が構造化層３５の高屈折率部３６の上面を露出した瞬間に停止される。この瞬間は、エンドポイント検出装置により、例えば、光学発光分光分析法を介して、自動的に検出されても良い。この段階で構造化層３５が得られ、その高屈折率部３６はそれぞれ他のどのような材料によっても実質的に覆われていない上表面を有し、ＸＹ平面におけるその切れ目は、犠牲層２６．４により満たされている。
同様の結果は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）処理により得られても良いが、そのような化学的機械的研磨処理は、ここではポリイミドでできた犠牲層の有機的な性質に対して適用されなくてはならないであろう。無機犠牲層、例えば、第４実施の形態に関して下で説明されるような酸化シリコンでできた層が用いられる場合には、ＣＭＰ処理は特に有利であろう。
図１１（ｅ）を参照すると、ここではポリイミドでできた第２厚さの第４犠牲層２６．４が成膜され、これの厚さは約２．５μｍである。ホトリソグラフィ及びエッチングにより、犠牲層２６．４、高屈折率部３６と同じ高さの構造化層３５、及び、犠牲層２６．３を、有利にはエッチング停止層として働く基部１４．３まで連続してエッチングすることにより、連続する周辺の、又は、局所的な不連続のトレンチ３８が生成される。連続するエッチングは、有利には、高屈折率部３６の一部分を露出して、当該一部分がトレンチ３８の内部に突出するように、ポリイミドでできた犠牲層２６．３、２６．４が等方的にエッチングされる工程を含む。これらの突出部分は、光学フィルタ素子の支持壁４０とともに、構造化層３５の機械的維持を促進する。
図１１（ｆ）を参照すると、ここではアモルファスシリコンでできた第３高屈折率層が成膜され、その厚さは、１０μｍの参照波長の４分の１波長板に対応するために、約０．７３μｍである。例えばＣＶＤによる、コンフォーマル成膜は、第３高屈折率層がトレンチ３８の側面を覆うことを可能にする限りにおいて、特に有利である。エッチングされた側面の良いカバレッジは、所与の高屈折率層とともに、次の両方が生成されることを可能にする。上側の半反射鏡部３２Ｂの高屈折率層３３Ｂの上部壁３９。封入構造部上の光学フィルタ素子を支持するための（任意には周辺の）側壁４０。有利には、側壁４０は、トレンチ３８内で露出された、高屈折率部３６の突出部分と接触し、それによって、構造化層３５が光学フィルタ構造にしっかりと固定されることを可能にする。エッチング工程は、排出口２４．２が高屈折率層３３Ｂの上部壁３９を介して生成されることを可能にする。
図１２（ｇ）を参照すると、例えば、熱検出部の吸収膜１１を自由にするために、そして、下側の鏡部３２Ａ及び上側の鏡部３２Ｂの低屈折率層３４Ａ、３４Ｂと、構造化層３５の低屈折率部３７とを得るために、いろいろな排出口２４．１、２４．２を介して、また、低屈折率部３７を形成するであろう、高屈折率部３６の切れ目を介して、任意には更にＮ２及びＣＦ４を含む酸素プラズマ中のドライエッチングにより、いろいろな犠牲層２６．１、２６．２、２６．３、２６．４が除去される。このように、２つの半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂの間に懸架された構造化層３５を含む大きな屈折率差の干渉フィルタが得られる。
１つの変形例によれば、このようにして得られた検出装置は、次に、真空又は低圧雰囲気を含む密閉キャビティ内に、例えば、装置の基板２が内部に配置された密閉パッケージ内に集積される。排出口２４．１、２４．２を介してパッケージを排気することは真空を生成し、それゆえ、真空によって熱的に絶縁された膜を有する熱検出部と、高屈折率材料（ｎ＝３．５）としてアモルファスシリコンを用い、低屈折率媒体（ｎ＝１）として真空を用いる大きな屈折率差の干渉フィルタとが同時に得られる。
図１２（ｈ）に示される他の変形例によれば、犠牲層２６．１、２６．２、２６．３、２６．４を除去する工程に続いて、検出装置が排気され、密閉層３３Ｂ．２が、排出口２４．２を塞ぐために、上側の鏡部３２Ｂのアモルファスシリコン層３３Ｂ．１上に成膜される。キャビティ３は真空下にあり、密閉層３３Ｂ．２により密閉とされる。密閉層３３Ｂ．２は、例えば、ゲルマニウムのような、すなわち、その屈折率が低屈折率層３４Ａ、３４Ｂの媒体の屈折率よりも、そして、低屈折率部３７の媒体の屈折率よりも大きな、高屈折率材料でできている。例えば、ここでは１．２μｍであるその厚さは、アモルファスシリコンの副層３３Ｂ．１と、ゲルマニウムの副層３３Ｂ．２とのスタックが、１０μｍの参照波長に関して４分の３波長板を形成するように適正化される。
他の変形例（図示せず）によれば、犠牲層２６．１、２６．２、２６．３、２６．４を除去する工程に続いて、検出装置は排気され、次に真空を含むキャビティ３を密閉して封じるために、密閉材料のパッドが、排出口２４．２と同じ高さで成膜される。そして、上側の半反射鏡部３２Ｂの高屈折率層３３Ｂはアモルファスシリコン層だけを含む。
このように、犠牲層２６．１、２６．２、２６．３、２６．４が同一の材料、ここでは、ポリイミドでできているために、そして、排出口２４．１、２４．２と高屈折率部３６の間の切れ目とがあるために、いろいろな犠牲層を単一の工程で除去することができ、それゆえ、懸架された膜１１と構造化層３５とを同時に自由にすることができる。製造プロセスはそれゆえ大いに簡略化される。
このことは、次の事実によって更に強調される。すなわち、半反射鏡部はそれぞれ単一の高屈折率層、及び、有利には、高屈折率層と構造化層との間に位置する１つの低屈折率層だけを含み、多層絶縁鏡部の従来の場合のような低屈折率層により互いに分離される複数の高屈折率層の重ね合わせを含まない。
このように、プロセスは、透過選択性及び阻止品質の点で、フィルタの分光感度の品質への影響なしに、構造化層が簡単に急に自由にされ、少なくとも１つの低屈折率層が形成されることを可能にする。
このように、半反射鏡部の１つ以上の低屈折率層は、マイクロボロメータの製造で用いられる犠牲層除去処理により得られても良い。それぞれの鏡部のスタックは、単一の高屈折率層に制限されるという事実は、ファブリペロー干渉フィルタ共振器中の犠牲層の数を２だけに限定し、それによって、これらの２つの層が単一工程で自由にされることを可能にする。このように、フィルタのマトリックスアレイを生成するプロセスは、成膜される複数の層と、単一の自由にする工程と、単一の構造化工程とを有して、特に単純である。この簡略化された干渉フィルタ構造と、マイクロボロメータの製造プロセスに匹敵する単純な製造プロセスとを用いて、透過ピークの細さの点で、また、阻止率の点で、選択的であり続ける分光感度を得ることができることは、驚きである。
図１３（ａ）〜（ｃ）は、第４実施の形態に係る装置を製造するためのプロセスのいろいろな工程を示す。この例では、下側の鏡部３２Ａだけが、キャビティ３を密閉にする密閉副層３３Ａ．２を含む。
図１３（ａ）を参照すると、ＣＭＯＳ電子回路と、１つ以上の熱検出部が内部に位置する密閉キャビティ３を基板２とともに形成する封入構造部とを含む基板２上に、熱検出部のマトリックスアレイが生成される。ここでは、排出口２４．１が密閉される、すなわち、塞がれることを確保するのに十分な厚さで、密閉層３３Ａ．２が薄い封入層２１上に成膜される。薄い封入層２１は、下側の半反射鏡部３２Ａの高屈折率層３３Ａの副層３３Ａ．１を更に形成し、一方で、密閉層３３Ａ．２は高屈折率層３３Ａの第２副層を形成する。薄い封入層２１は、例えば、０．７３μｍの厚さのアモルファスシリコンでできた第１層であっても良い。密閉層３３Ａ．２は更に赤外線を透過し、例えば、好ましくは、電子ビーム物理的気相成長法（ＥＢＰＶＤ）のような薄膜真空成長技術により、成膜されるゲルマニウムの層であっても良い。このように、真空又は低圧雰囲気を含み、検出部のマトリックスアレイが収容される密閉キャビティ３が得られる。仏国特許出願第１５５１４８７号が説明するように、排出口２４．１の平均横幅Ｘは、成膜される密閉層の厚さｅに依存して、実際に密閉性を確保する密閉層３３Ａ．２の厚さＢの割合に依存して、また、密閉層３３Ａ．２の成長角度αに依存して、関係式Ｘ＝２．ｅ．（１−Ｂ）．ｔａｎ（α）を用いて選択されても良い。例として、密閉層３３Ａ．２を成膜するために用いられる成膜技術が蒸着であるときに、角度αは典型的にはおおよそ１５°〜２０°である。
０．７３μｍのアモルファスシリコンでできた薄い封入層２１の厚さについては、１０μｍの参照波長のための４分の３波長板を形成する高屈折率層３３Ａを得るために、１．２５μｍの厚さのゲルマニウムでできた密閉層３３Ａ．２を準備することが有利であり、それによって、８〜１４μｍの検出スペクトル領域において単一の透過ピークを有する干渉フィルタが得られることが可能になる。もしも、キャビティ３の密閉性を確保するために、密閉層の３分の２、すなわち、０．８３μｍのゲルマニウムが好ましいのであれば、好ましくは、平均横幅Ｘが０．２２〜０．３μｍの間にある排出口が得られる。
図１３（ｂ）を参照すると、真空又は低圧雰囲気を含み、１つ以上の熱検出部が内部に収容される密閉キャビティ３上に、構造化層３５及び高屈折率層３３Ｂが生成されること以外は、上で説明されたような工程において、構造化層３５及び高屈折率層３３Ｂは犠牲層２６．３、２６．４上に生成される。このように、封入構造部によって形成される１つ以上の密閉キャビティ３の中に、単独で、又は、２以上の数で収容される検出部のマトリックスアレイが得られ、光学フィルタ構造は、当該封入構造部上にある１つの熱検出部にそれぞれが面して位置する、フィルタのマトリックスアレイを含む。密閉キャビティ３はどのような犠牲層も有しておらず、一方で、フィルタは、高屈折率層３３Ａ．１、３３Ａ．２と高屈折率層３３Ｂとの間に、構造化層３５と同じ高さで犠牲層２６．３、２６．４を含む。
図１３（ｃ）を参照すると、アモルファスシリコンでできた高屈折率部３６と、低屈折率空気部とを備える構造化層３５を含む、大きな屈折率差の干渉フィルタを形成するために、排出口２４．２及び高屈折率部３６の割れ目を介して第３及び第４の犠牲層２６．３、２６．４が除去され、当該構造化層は、半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂの高屈折率層３３Ａ．１、３３Ａ．２と、高屈折率層３３Ａとの間に懸架され、半反射鏡部３２Ａ、３２Ｂのそれぞれは、対応する高屈折率層を構造化層から分離する低屈折率層３４Ａ、３４Ｂを更に含む。この実施の形態において、第３及び第４の犠牲層２６．３、２６．４は、第１及び第２の犠牲層２６．１、２６．２が除去される工程とは異なる工程で除去される。このように、犠牲層のこれらの２つの組は、異なる材料でできていても良く、第３及び第４の犠牲層２６．３、２６．４は、例えば、ＨＦ蒸気中で化学エッチングにより除去されても良い、酸化シリコンでおそらくできている。ポリイミドに代えて酸化シリコンを用いることは、ＣＭＰ技術が好ましくは用いられても良い、第４犠牲層２６．４の第１厚さの平坦化の工程を簡略化しても良い。気相ＨＦエッチングに対抗するために、基層１４．３は例えばおそらくアルミニウムでできているであろう。
変形例（図示せず）として、例えば、ゲルマニウム層又はアモルファスシリコン層のような、赤外線を透過する薄い層を成膜することにより、排出口２４．２を塞ぐことは有利かもしれない。この追加の密閉副層は、アモルファスシリコン副層とともに、１０μｍの参照波長のための４分の３波長板を形成するために設けられても良く、それによって、８〜１４μｍの検出スペクトル領域の単一の透過ピークを有する干渉フィルタが得られることを可能にする。この点に関して、厚さ１．５μｍのアモルファスシリコンでできた密閉層、又は、厚さ１．２５μｍのゲルマニウム層は、厚さ０．７３μｍのアモルファスシリコンの層３３Ｂ上に成膜されても良い。排出口２４．２を塞ぐことの利点は、フィルタの機械的強度を劣化させやすい外部因子が、干渉フィルタの内部に入り込むのを防ぐことにある。この追加の密閉層にとって、干渉フィルタのキャビティを真空下に保つ機能を有することは必要ではなく、それゆえ、成膜工程を短縮する利点をもって中圧成膜技術（例えば、陰極スパッタ、ＣＶＤ）が用いられても良く、それによって、検出装置の製造コストの削減に寄与する。有利には、８〜１４μｍの検出スペクトル領域の２つの端部における阻止率を改善するために、（例えば、ＺｎＳでできた４分の１波長層、又は、Ｓｉでできたテクスチャ加工層のような）反射防止層がスタックの上部に成膜されても良い。
図１４（ａ）〜（ｃ）、図１５（ｄ）、（ｅ）は、第５実施の形態に係る装置を製造するプロセスのいろいろな工程を示す。この例では、下側の半反射鏡部３２Ａは密閉副層３３Ａ．２を含み、構造化層３５は、高屈折率部３６と低屈折率部３７との交互配置が上にある、連続する高屈折率層４１を含む。
図１４（ａ）は図１３（ａ）と同一又は同様であって、それゆえ、詳細に説明されない。熱検出部１０のマトリックスアレイが基板２上にあって、薄い封入層２１と、ここでは密閉副層３３Ａ．２とで形成される封入構造部は、基板２とともに、１つ以上の熱検出部１０をそれぞれ収容する１つ以上の密閉キャビティ３を画定する。
図１４（ｂ）を参照すると、上で説明されたものと同一又は同様で、任意の、次の基部１４．３が生成され、基部１４．３及び密閉層３３Ａ．２を覆うために、例えば、酸化シリコンでできた第３犠牲層２６．３が成膜される。例として、第３犠牲層２６．３及び第４犠牲層２６．４はここでは酸化シリコンでできているが、ポリイミドが用いられることもできる。
次に、以下のものが成膜される。犠牲層２６．３を覆うための、例えば、厚さ０．７３μｍの、ここではアモルファスシリコンでできた高屈折率層４１。そして、１０〜２００μｍの間、例えば、３０〜５０μｍの間にある範囲に厚さを有し、犠牲層２６．３、２６．４とともに除去されるための、好ましくは、酸化シリコンでできた薄いエッチング停止層４３。エッチング停止層４３のホトリソグラフィ及びエッチングにより、ここでは、下層４１上で開く孔の形状を有する開口部が生成される。１つの変形例（図示せず）では、層４１上に配置されるパッドだけが残るように、エッチング停止層４３はエッチングされても良い。その後、ここではアモルファスシリコンででき、例えば、厚さが１．３６μｍの高屈折率層４２が成膜される。マルチスペクトル検出装置の動作範囲における望ましくない共鳴を制限するために、好ましくは、高屈折率層４１は、層４１、４２の合計厚さの約６０％よりも小さい厚さを有する。
図１４（ｃ）を参照すると、次に、高屈折率層４２のホトリソグラフィ及びエッチングにより、高屈折率部３６のネットワークが生成される。このように、各高屈折率部３６は、初期の層４２の厚さと実質的に等しい厚さを有し、下にある連続する高屈折率層４１と接触する。
図１５（ｄ）、（ｅ）を参照すると、上で説明されたような工程が実行されるが、この場合には、酸化シリコンでできた犠牲層２６．３、２６．４が除去されるのと同時に、エッチング停止層４３の除去がなされる。これらの層２６．３、４３、２６．４は、構造化層３５の連続する層４１と、上側の鏡部３２Ｂの高屈折率層３３とにそれぞれ設けられた第２排出口２４．２及び第３排出口２４．３を介して、ＨＦ気相酸エッチング法により除去される。このようにして、高屈折率部３６が上にある、連続する高屈折率層４１を含む構造化層を備える干渉フィルタが得られる。構造化層３５の機械的堅ろう性を確保するために、連続する層４１は側壁４０と接触する。
この実施の形態において、第２排出口２４．２はいくつかの段階、つまり、連続する層４１が成膜された後、又は、層４３のエッチングと犠牲層２６．４の成膜との間（この第２選択肢が選ばれた場合には、酸化シリコン及びアモルファスシリコンで連続して作られた２層がともにエッチングされる）（この第２選択肢は、第２排出口を生成するための専用のマスク面（mask level）とエッチング工程とを必要とする）、又は、第３排出口２４．３が生成されるのと同時、のいずれにおいて開いていても良い。他の取り組み方法も可能である。任意には、上で説明されたように、赤外線を透過する、例えば、ゲルマニウムでできた薄い密閉層、又は、更にＺｎＳでできた反射防止層を成膜することにより、第３排出口２４．３は塞がれることができる。
図１６（ａ）〜（ｃ）は、電磁放射線を検出するための装置のいろいろな変形例を示し、それらは、光学フィルタ構造が基板２にある方法において、互いに本質的に異なる。
図１６（ａ）は、今まで説明されたような、マルチスペクトル干渉フィルタのマトリックスアレイを支持するための要素４０が、封入構造部の上面にある、概略断面図を示す。
図１６（ｂ）は、マルチスペクトル干渉フィルタのマトリックスアレイを支持する壁４０が、基板２の上面にある、概略断面図を示す。封入構造部は、それゆえ、光学フィルタ構造の機械的な維持を確保しない。
図１６（ｃ）は、支持壁４０が、基板２の上面の上にあって、マルチスペクトル干渉フィルタのマトリックスアレイ、及び、熱検出部の薄い封入層の両方を支持する、概略断面図を示す。
特別な実施の形態が今まで説明されてきた。いろいろな変形例及び修正例は当業者にとって明らかであろう。特に、光学フィルタ構造では、熱検出部毎に複数の干渉フィルタを含むことが可能であって、フィルタはＺ軸に沿って互いの上部に重ね合わされる。

Claims (14)

  1. 基板（２）と、
    基板上に配置された少なくとも１つの熱検出部（１０）と、
    熱検出部上に延在する少なくとも１つの薄い封入層（２１）を含み、前記熱検出部を収容するキャビティ（３）を基板とともに画定するように配置された封入構造部（２０）と
    を含む、電磁放射線を検出するための装置（１）であって、
    装置（１）は、封入構造部と同じ高さで、熱検出部から離して配置された、少なくとも１つのファブリペロー干渉フィルタ（３１）を更に含み、
    前記フィルタは、構造化層と呼ばれる層（３５）によって互いに分離される第１及び第２の半反射鏡部（３２Ａ、３２Ｂ）により形成され、
    各半反射鏡部（３２Ａ、３２Ｂ）は、少なくとも１つの絶縁材料又は半導体材料でできた、いわゆる高屈折率層（３３Ａ、３３Ｂ）を含み、
    前記高屈折率層は、その屈折率の４倍以上の、熱検出部（１０）の検出スペクトル領域にある参照波長の割合の倍数に等しい厚さを有し、
    構造化層（３５）は、基板の平面と平行な平面において、少なくとも１つの絶縁材料又は半導体材料でできた、いわゆる高屈折率部（３６）と、高屈折率部の材料の屈折率よりも小さな屈折率の媒体でできた、いわゆる低屈折率部（３７）との交互配置を含み、
    １つの前記半反射鏡部（３２Ａ）の高屈折率層（３３Ａ）は、少なくとも部分的に前記薄い封入層（２１）で形成される
    ことを特徴とする検出装置（１）。
  2. 各半反射鏡部（３２Ａ、３２Ｂ）は単一の高屈折率層（３３Ａ、３３Ｂ）を含み、
    前記半反射鏡部の少なくとも１つは、高屈折率層（３３Ａ、３３Ｂ）の材料の屈折率よりも小さな屈折率の媒体でできた、いわゆる低屈折率層（３４Ａ、３４Ｂ）を含み、
    前記低屈折率層（３４Ａ、３４Ｂ）は、高屈折率層（３３Ａ、３３Ｂ）と、構造化層（３５）との間に位置する
    請求項１記載の検出装置（１）。
  3. 高屈折率層（３３Ａ、３３Ｂ）の材料の屈折率と、低屈折率層（３４Ａ、３４Ｂ）の媒体の屈折率との差異は、１．５以上である
    請求項２記載の検出装置（１）。
  4. 低屈折率層（３４Ａ、３４Ｂ）及び低屈折率部（３７）の媒体は、真空又は気体である
    請求項２又は請求項３記載の検出装置（１）。
  5. 少なくとも１つの前記半反射鏡部の高屈折率層（３３Ａ、３３Ｂ）は、異なる材料でできて互いに接触する少なくとも２つの副層（３３Ａ．１、３３Ａ．２、３３Ａ．１、３３Ａ．２）のスタックで形成される
    請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の検出装置（１）。
  6. 構造化層（３５）は、３０％以上の、高屈折率部（３６）の容積率を有する
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の検出装置（１）。
  7. 構造化層（３５）は、高屈折率部（３６）が上にある連続する層（４１）を含む
    請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の検出装置（１）。
  8. いわゆる上側の半反射鏡部（３２Ｂ）の高屈折率層（３３Ｂ）は、構造化層（３５）に面して位置する、いわゆる上部壁（３９）と、上部壁（３９）のどちらかの側に位置する、いわゆる側壁（４０）とを含み、
    構造化層（３５）は、いわゆる下側の半反射鏡部（３２Ａ）の高屈折率層（３３Ａ）の上に、側壁（４０）により維持される
    請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の検出装置（１）。
  9. 熱検出部（１０）上に位置する上部壁（２２）と、基板（２）上にある側壁（２３）とを形成するために、薄い封入層（２１）が熱検出部（１０）の周りに連続して延在する
    請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の検出装置（１）。
  10. 基板（２）上に配置され、前記薄い封入層（２１）が上に延在する、複数の熱検出部（１０）と、
    封入構造部（３０）と同じ高さにそれぞれ配置された、複数のファブリペロー干渉フィルタ（３１）と、
    いろいろな干渉フィルタ（３１）の、１つの前記半反射鏡部（３２Ａ）の、複数の高屈折率層（３３Ａ）に共通する薄い封入層（２１）と
    を含む
    請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の検出装置（１）。
  11. 干渉フィルタ（３１）の半反射鏡部（３２Ａ、３２Ｂ）と構造化層（３５）とが、１つの干渉フィルタから次の干渉フィルタまで、それぞれ同一平面上にある
    請求項１０記載の検出装置（１）。
  12. 少なくとも次の工程ａ〜ｄ
    ａ．少なくとも１つの熱検出部（１０）を生成し、
    ｂ．前記熱検出部を収容するキャビティ（３）を基板（２）とともに画定するように配置され、熱検出部上に延在して、前記熱検出部を覆う犠牲層（２６．２）上にある少なくとも１つの薄い封入層（２１）を含む、封入構造部（２０）を生成し、
    ｃ．犠牲層（２６．４）が構造化層（３５）の高屈折率部（３６）の間に位置し、任意には、高屈折率層（３３Ａ、３３Ｂ）と構造化層（３５）との間に位置する、少なくとも１つのファブリペロー干渉フィルタ（３１）を生成し、
    ｄ．前記犠牲層（２６．２、２６．４）を除去する
    を含む
    請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の検出装置（１）を製造するためのプロセス。
  13. 複数の犠牲層（２６．２、２６．４）は同一の材料でできており、２つの半反射鏡部（３２Ａ、３２Ｂ）の高屈折率層（３３Ａ、３３Ｂ）はそれぞれ貫通孔（２４．１、２４．３）を含み、構造化層（３５）の低屈折率部（３７）は、貫通部分であり、
    干渉フィルタ（３１）を生成する工程に続いて、複数の犠牲層（２６．２、２６．４）は同一の工程で除去される
    請求項１２記載の製造プロセス。
  14. 犠牲層が次の２つの副工程で除去される、
    干渉フィルタ（３１）を生成する工程の前に実行される、薄い封入層（２１）が上にある犠牲層（２６．２）を除去する第１副工程であって、薄い封入層（２１）は貫通孔（２４．１）を含み、貫通孔（２４．１）を塞ぐために、次に密閉層（３３Ａ．２）が薄い封入層（２１）上に成膜される、第１副工程、
    構造化層（３５）の高屈折率部（３６）の間に位置する犠牲層（２６．４）を除去する第２副工程であって、上側の半反射鏡部（３２Ｂ）の高屈折率層（３３Ｂ）は貫通孔（２４．３）を含む、第２副工程、
    請求項１２記載の製造プロセス。
JP2017085451A 2016-04-25 2017-04-24 少なくとも１つの干渉フィルタを含む封入構造部を有する、電磁放射線を検出するための装置 Active JP7030422B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1653609A FR3050526B1 (fr) 2016-04-25 2016-04-25 Dispositif de detection de rayonnement electromagnetique a structure d’encapsulation comportant au moins un filtre interferentiel
FR1653609 2016-04-25

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017215315A true JP2017215315A (ja) 2017-12-07
JP2017215315A5 JP2017215315A5 (ja) 2021-05-13
JP7030422B2 JP7030422B2 (ja) 2022-03-07

Family

ID=57045020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017085451A Active JP7030422B2 (ja) 2016-04-25 2017-04-24 少なくとも１つの干渉フィルタを含む封入構造部を有する、電磁放射線を検出するための装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10825936B2 (ja)
EP (1) EP3239671B1 (ja)
JP (1) JP7030422B2 (ja)
FR (1) FR3050526B1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101841131B1 (ko) * 2016-08-22 2018-03-22 삼성전자주식회사 광학필터 및 이를 이용한 광학 디바이스
EP3522217B1 (en) * 2016-09-29 2021-07-14 Yantai Raytron Technology Co., Ltd. Method to prepare pixel for uncooled infrared focal plane detector
US10101212B1 (en) * 2017-03-13 2018-10-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Wavelength-selective thermal detection apparatus and methods
FR3087886B1 (fr) * 2018-10-24 2020-10-09 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un microbolometre a materiau thermistance a base d'oxyde de vanadium presentant des performances ameliorees
EP3935356A1 (en) * 2019-03-07 2022-01-12 Technische Universiteit Eindhoven A multi-pixel spectral sensor
DE102019206758A1 (de) * 2019-05-10 2020-11-12 Robert Bosch Gmbh Spiegeleinrichtung für eine Interferometereinrichtung, Interferometereinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Spiegeleinrichtung
DE102019209749A1 (de) * 2019-07-03 2021-01-07 Robert Bosch Gmbh Spiegel für eine optische Vorrichtung
WO2021145054A1 (ja) 2020-01-16 2021-07-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光学フィルタアレイ、光検出装置、および光検出システム
CN112539846B (zh) * 2020-12-04 2022-04-22 武汉高芯科技有限公司 非制冷红外探测器及其像素级封装结构
FR3127588A1 (fr) * 2021-09-28 2023-03-31 Lynred Procede de realisation d’au moins une fenetre optique, fenetre optique et detecteur infrarouge associes

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726805A (en) * 1996-06-25 1998-03-10 Sandia Corporation Optical filter including a sub-wavelength periodic structure and method of making
JPH10511772A (ja) * 1994-12-30 1998-11-10 ハネウエル・インコーポレーテッド フアブリ・ペローマイクロフィルタ検出器
JP2001228022A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Yokogawa Electric Corp 波長選択型赤外線検出素子及び赤外線ガス分析計
JP2005539229A (ja) * 2002-09-17 2005-12-22 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 物質を検出するための装置および物質の濃度を測定するための装置
JP2011117884A (ja) * 2009-12-07 2011-06-16 Hioki Ee Corp 分光測定器
JP2012154780A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Jvc Kenwood Corp 分光器
JP2014035258A (ja) * 2012-08-08 2014-02-24 Denso Corp 赤外線センサ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1653760B1 (de) 1967-02-25 1970-11-05 Uwe Unterwasser Electric Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung einer Wassersttr¦mung in einem Schwimmbecken
JP3979982B2 (ja) * 2003-08-29 2007-09-19 シャープ株式会社 干渉性変調器および表示装置
WO2008073261A2 (en) * 2006-12-08 2008-06-19 Regents Of The University Of Minnesota Detection beyond the standard radiation noise limit using reduced emissivity and optical cavity coupling
FR2960654B1 (fr) * 2010-05-27 2012-06-15 Commissariat Energie Atomique Filtre optique propre a traiter un rayonnement d'incidence variable et detecteur comprenant un tel filtre
FR2977937B1 (fr) 2011-07-15 2013-08-16 Centre Nat Rech Scient Detecteur bolometrique a performances ameliorees
DE102011111883B4 (de) 2011-08-31 2015-08-27 X-Fab Semiconductor Foundries Ag CMOS kompatibles Herstellungsverfahren für einen planaren, hyperspektralen optischen Filter
FR2983297B1 (fr) * 2011-11-29 2015-07-17 Commissariat Energie Atomique Detecteur infrarouge a base de micro-planches bolometriques suspendues
US8682129B2 (en) * 2012-01-20 2014-03-25 Micron Technology, Inc. Photonic device and methods of formation
FR2999803B1 (fr) * 2012-12-17 2018-02-02 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de detection infrarouge
JP6290594B2 (ja) * 2013-10-31 2018-03-07 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
US10324117B2 (en) 2014-04-28 2019-06-18 Landis+Gyr Innovations, Inc. Monitoring power consumption by electrical devices using monitored operational parameters
FR3020878A1 (fr) * 2014-05-06 2015-11-13 Commissariat Energie Atomique Dispositif de filtrage optique comportant des cavites fabry-perot a couche structuree et d'epaisseurs differentes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10511772A (ja) * 1994-12-30 1998-11-10 ハネウエル・インコーポレーテッド フアブリ・ペローマイクロフィルタ検出器
US5726805A (en) * 1996-06-25 1998-03-10 Sandia Corporation Optical filter including a sub-wavelength periodic structure and method of making
JP2001228022A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Yokogawa Electric Corp 波長選択型赤外線検出素子及び赤外線ガス分析計
JP2005539229A (ja) * 2002-09-17 2005-12-22 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 物質を検出するための装置および物質の濃度を測定するための装置
JP2011117884A (ja) * 2009-12-07 2011-06-16 Hioki Ee Corp 分光測定器
JP2012154780A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Jvc Kenwood Corp 分光器
JP2014035258A (ja) * 2012-08-08 2014-02-24 Denso Corp 赤外線センサ

Also Published As

Publication number Publication date
US20170309758A1 (en) 2017-10-26
FR3050526A1 (fr) 2017-10-27
US10825936B2 (en) 2020-11-03
FR3050526B1 (fr) 2018-05-25
EP3239671A1 (fr) 2017-11-01
EP3239671B1 (fr) 2019-08-14
JP7030422B2 (ja) 2022-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7030422B2 (ja) 少なくとも１つの干渉フィルタを含む封入構造部を有する、電磁放射線を検出するための装置
US11194152B2 (en) Electrically tunable fabry-perot interferometer, an intermediate product an electrode arrangement and a method for producing an electrically tunable fabry-perot interferometer
US9235043B2 (en) Micromechanical tunable Fabry-Perot interferometer, an intermediate product, and a method for producing the same
CN106989828B (zh) 制造具有微囊的电磁辐射探测器的方法
JP2009538425A (ja) 熱検出器及び赤外線感知方法
KR20110066913A (ko) 마이크로캡슐을 갖는 전자기 방사 검출기 및 이러한 검출기를 사용한 전자기 방사 검출 장치
EP2986959B1 (en) Thin-film encapsulated infrared sensor
US11199455B2 (en) Thermal detector and thermal detector array
US20120200852A1 (en) Spectroscopy and spectral imaging methods and apparatus
JP2007503622A (ja) 赤外線カメラシステム
JP7303633B2 (ja) 多スペクトル撮像デバイス
KR20120054587A (ko) 적외선 복사 마이크로 장치를 위한 하우징 및 이러한 하우징을 제작하기 위한 방법
US20140368825A1 (en) Mirror for a fabry-perot interferometer, and a method for producing the same
US20160273968A1 (en) Sealed Infrared Imagers and Sensors
US9029773B2 (en) Sealed infrared imagers
US10495514B2 (en) Mirror plate for a fabry-perot interferometer and a fabry-perot interferometer
Tripathi et al. Large-area MEMS-based distributed Bragg reflectors for short-wave and mid-wave infrared hyperspectral imaging applications
CN114739519B (zh) 探测器的封装盖板及其制备方法、探测器
CN116829914A (zh) 用于制造包括具有置于矿物外周壁上的不透明薄层的封装结构的检测装置的方法
CN111044158A (zh) 制造检测具有改进的封装结构的电磁辐射的装置的方法
JP2010190618A (ja) 波長選択型赤外線検出器
RU2793118C2 (ru) Способ изготовления устройства, имеющего усовершенствованную инкапсулирующую структуру, для детектирования электромагнитного излучения
Keating et al. Fabry-Perot MEMS microspectrometers spanning the SWIR and MWIR
TW202212780A (zh) 紅外線偵測器形成方法及相關紅外線偵測器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200330

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210105

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20210401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211019

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220125

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220222

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7030422

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150