JP5067209B2 - ファブリペロー干渉計 - Google Patents
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Description
まず、基板上に二酸化シリコン層と多結晶シリコン層とを積層することにより下側ミラーを形成する。その後に、エアギャップを形成するための犠牲層を下側ミラー上に積層する。そして、下側ミラーのうちミラーとして利用する部分の上の犠牲層が残るように犠牲層をパターニングする。さらに、パターニングされた犠牲層上に、二酸化シリコン層と多結晶シリコン層とを積層することにより上側ミラーを形成する。その後に、上側ミラーを貫通して犠牲層に達する貫通孔を形成し、この貫通孔を介してエッチング剤を導入することにより犠牲層を除去する。こうして、下側ミラーと上側ミラーとがエアギャップを介して対向配置される構造が形成される。なお上側ミラーを形成する多結晶シリコン層は、犠牲層をエッチングする際のエッチングストッパーとなる。
しかし、エアギャップ長を大きくするには、大きいエアギャップ長に等しい厚さの犠牲層をパターニングする必要があるため、このパターニングで大きな段差が生じる。これにより、下側ミラー用電極及び上側ミラー用電極を形成するためのホトリソグラフィによるパターン形成ができなくなるという問題があった。
即ち、下側ミラーが形成された後に、下側ミラー上に犠牲層を堆積する。その後、犠牲層において空隙となる領域を取り囲むように、第1高屈折率層に達するトレンチ(以下、第1トレンチという)を形成する。そして上側ミラーを形成するために、犠牲層上に第2高屈折率層を堆積する。このときに、第2高屈折率層の少なくとも1つが第1トレンチ内に埋め込まれる。さらに、上側ミラーを貫通して犠牲層に達する貫通孔を形成し、この貫通孔を介してエッチング剤を導入することにより犠牲層を除去する。こうして、ミラー間空隙が形成される。
即ち、下側ミラーが形成された後に、下側ミラー上に犠牲層を堆積する。その後、犠牲層において第1埋め込み部の外周側に、第1高屈折率層に達するトレンチ(以下、第2トレンチという)を形成する。そして上側ミラーを形成するために、犠牲層上に第2高屈折率層を堆積する。このときに、第2高屈折率層の少なくとも1つが第2トレンチ内に埋め込まれる。その後に、第2トレンチ内に埋め込まれている第2高屈折率層(第2埋め込み部)上に下側ミラー用電極を形成する。
または請求項1に記載のファブリペロー干渉計において、請求項3に記載のように、第1高屈折率層のうち下側ミラーが形成されていない部分と、第2高屈折率層のうち前記第1埋め込み部の内周側に配置されて上側ミラーが形成されていない部分と、第2埋め込み部は、p型の不純物がドーピングされ、第1埋め込み部は、n型の不純物がドーピングされるようにしてもよい。
また請求項1〜請求項3の何れかに記載のファブリペロー干渉計において、第1埋め込み部は、請求項4に記載のように、第1埋め込み部の全域にわたってn型の不純物がドーピングされるようにしてもよいし、請求項5に記載のように、第1埋め込み部における深さ方向の一部に、n型の不純物がドーピングされるようにしてもよい。
また請求項1に記載のファブリペロー干渉計において、第1埋め込み部と第1高屈折率層とを絶縁分離するために、請求項7に記載のように、第1埋め込み部と第1高屈折率層との間に絶縁物が配置されるようにしてもよい。
以下に本発明の第1実施形態について図面とともに説明する。
図1は本発明が適用された第1実施形態のファブリペロー干渉計1を模式的に示した平面図、図2はファブリペロー干渉計1を模式的に示した断面図である。
次にエッチングストッパ部3は、図2に示すように、半導体基板11上に、絶縁膜12と高屈折率膜21と高屈折率膜23とが順次積層され、さらに、高屈折率膜31と高屈折率膜33とがトレンチに順次埋め込まれた形状で積層されて構成されている。
さらに、メンブレン下側ミラー非形成部2aとエッチングストッパ部3及び下側電圧印加部5の高屈折率膜21,23と下側電圧印加部5の高屈折率膜31,33はp型の不純物がドーピングされるため、下側電圧印加部5は高屈折率膜21,23と導通される。これにより、下部電極43と下側ミラー13とが電気的に接続される。
以下に本発明の第2実施形態について図面とともに説明する。尚、第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみを説明する。
第2実施形態のファブリペロー干渉計1は、エッチングストッパ部3に電圧を印加するためのストッパ電圧印加部6が追加された点と、不純物ドーピングが変更された点以外は第1実施形態と同じである。
(第3実施形態)
以下に本発明の第3実施形態について図面とともに説明する。尚、第3実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみを説明する。
第3実施形態のファブリペロー干渉計1は、上側電圧印加部4の構成が変更された点と、不純物ドーピングが変更された点以外は第1実施形態と同じである。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
また、図ではノンドープで示してあるが、低屈折率膜22を覆っている高屈折率膜23bと2つの23aに挟まれた高屈折率膜23、および低屈折率膜32を覆っている高屈折率膜33bと2つの33bに挟まれた高屈折率膜33に不純物がドーピングされていてもいい。
Claims (8)
- 屈折率が高い層である第1高屈折率層を少なくとも1つ用いて形成されたミラーである下側ミラーと、
前記第1高屈折率層と異なり且つ屈折率が高い層である第2高屈折率層を少なくとも1つ用いて形成され、前記下側ミラーと対向するように該下側ミラーの上方に配置されたミラーである上側ミラーとを備え、
前記下側ミラーと前記上側ミラーとの間に静電気力を作用させることにより、前記下側ミラーと前記上側ミラーとの間の距離を変化可能に構成されたファブリペロー干渉計であって、
前記下側ミラーと前記上側ミラーとの間に形成されている空隙を取り囲むように配置されるとともに、前記第1高屈折率層の上方から前記第1高屈折率層に達するトレンチ内に埋め込まれた形状の前記第2高屈折率層を少なくとも1つ有し、前記第1高屈折率層と絶縁分離された第1埋め込み部と、
前記第1埋め込み部の外周側に配置されるとともに、前記第1高屈折率層の上方から前記第1高屈折率層に達するトレンチ内に埋め込まれた形状の前記第2高屈折率層を少なくとも1つ有し、前記第2高屈折率層における前記上側ミラーを形成する部分とは絶縁分離されるとともに前記第1高屈折率層とは導通される第2埋め込み部と
を備えることを特徴とするファブリペロー干渉計。 - 前記第2高屈折率層のうち前記第1埋め込み部の内周側に配置されて前記上側ミラーが形成されていない部分と、前記第1埋め込み部は、n型の不純物がドーピングされ、
前記第1高屈折率層のうち前記下側ミラーが形成されていない部分と、前記第2埋め込み部は、p型の不純物がドーピングされることにより、
前記第1埋め込み部が、前記第1高屈折率層と絶縁分離されるとともに、前記第2埋め込み部が、前記第2高屈折率層における前記上側ミラーを形成する部分とは絶縁分離されるとともに前記第1高屈折率層とは導通される
ことを特徴とする請求項1に記載のファブリペロー干渉計。 - 前記第1高屈折率層のうち前記下側ミラーが形成されていない部分と、前記第2高屈折率層のうち前記第1埋め込み部の内周側に配置されて前記上側ミラーが形成されていない部分と、前記第2埋め込み部は、p型の不純物がドーピングされ、
前記第1埋め込み部は、n型の不純物がドーピングされることにより、
前記第1埋め込み部が、前記第1高屈折率層と絶縁分離されるとともに、前記第2埋め込み部が、前記第2高屈折率層における前記上側ミラーを形成する部分とは絶縁分離されるとともに前記第1高屈折率層とは導通される
ことを特徴とする請求項1に記載のファブリペロー干渉計。 - 前記第1埋め込み部は、
前記第1埋め込み部の全域にわたってn型の不純物がドーピングされる
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のファブリペロー干渉計。 - 前記第1埋め込み部は、
前記第1埋め込み部における深さ方向の一部に、n型の不純物がドーピングされる
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のファブリペロー干渉計。 - 前記第1高屈折率層のうち前記下側ミラーが形成されていない部分と、前記第2高屈折率層のうち前記第1埋め込み部の内周側に配置されて前記上側ミラーが形成されていない部分は、n型またはp型の同一の型の不純物がドーピングされ、
前記第1埋め込み部がノンドープであることにより、
前記第1埋め込み部が、前記第1高屈折率層と絶縁分離されるとともに、前記第2埋め込み部が、前記第2高屈折率層における前記上側ミラーを形成する部分とは絶縁分離されるとともに前記第1高屈折率層とは導通される
ことを特徴とする請求項1に記載のファブリペロー干渉計。 - 前記第1埋め込み部と前記第1高屈折率層との間に絶縁物が配置されることにより、
前記第1埋め込み部が、前記第1高屈折率層と絶縁分離される
ことを特徴とする請求項1に記載のファブリペロー干渉計。 - 前記第1高屈折率層および前記第2高屈折率層は多結晶シリコンで構成されている
ことを特徴とする請求項1〜請求項7の何れかに記載のファブリペロー干渉計。
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