JP7114766B2 - Photodetector - Google Patents

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Description

本発明は、ファブリペロー干渉フィルタを備える光検出装置に関する。 The present invention relates to a photodetector comprising a Fabry-Perot interference filter.

窓部が設けられたパッケージと、パッケージ内において、窓部から入射した光を透過させるファブリペロー干渉フィルタと、パッケージ内において、ファブリペロー干渉フィルタを透過した光を検出する光検出器と、を備える光検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 A package provided with a window, a Fabry-Perot interference filter that transmits light incident through the window in the package, and a photodetector that detects the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter in the package. A photodetector is known (see Patent Document 1, for example).

特開２０１６－２１１８６０号公報JP 2016-211860 A

上述したような光検出装置においては、ファブリペロー干渉フィルタを透過した光が光検出器によって効率良く検出されることが望ましい。特に、汎用的な光源を用いて、被測定物からの反射光を分析するような場合には、反射光の光量が小さくなり易いことから、光を効率良く検出することが重要となる。 In the photodetector as described above, it is desirable that the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter is efficiently detected by the photodetector. In particular, when analyzing reflected light from an object to be measured using a general-purpose light source, it is important to efficiently detect light because the amount of reflected light tends to be small.

光を効率良く検出するために、受光領域の大きいフォトダイオード等の光検出器を用いることが考えられる。しかし、受光領域の大きい光検出器を用いると、光検出器から出力される信号においてノイズ成分が大きくなるおそれがある。 In order to detect light efficiently, it is conceivable to use a photodetector such as a photodiode with a large light receiving area. However, if a photodetector with a large light-receiving area is used, the signal output from the photodetector may have a large noise component.

本発明は、高感度且つ高精度な検出が可能な光検出装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a photodetector capable of highly sensitive and highly accurate detection.

本発明の光検出装置は、光を入射させる窓部が設けられたパッケージと、パッケージ内に配置され、窓部から入射した光を透過させるファブリペロー干渉フィルタと、ファブリペロー干渉フィルタから離れた状態でパッケージ内に配置され、ファブリペロー干渉フィルタを透過した光を検出する光検出器と、を備え、ファブリペロー干渉フィルタは、窓部側の第１表面及び光検出器側の第２表面を有する基板と、第１表面に配置され、空隙を介して互いに対向し且つ互いの距離が可変とされた第１ミラー部及び第２ミラー部が設けられた第１層構造体と、第２表面側に一体的に設けられ、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光を光検出器に集光するレンズ部と、を有する。 The photodetector of the present invention includes a package provided with a window through which light is incident, a Fabry-Perot interference filter arranged in the package and through which the light incident through the window is transmitted, and a state separated from the Fabry-Perot interference filter. and a photodetector disposed in the package at for detecting light transmitted through the Fabry-Perot interference filter, the Fabry-Perot interference filter having a first surface facing the window and a second surface facing the photodetector. a substrate, a first layer structure provided with a first mirror section and a second mirror section which are disposed on a first surface and are opposed to each other with a gap therebetween and whose mutual distance is variable; and a second surface side. and a lens unit that is integrally provided with the first mirror unit and that collects the light transmitted through the first mirror unit and the second mirror unit onto the photodetector.

上述した光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタが、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光を光検出器に集光するレンズ部を有している。これにより、受光領域の小さい光検出器を用いたとしても、当該受光領域に、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光を効率良く入射させることができる。つまり、受光領域の小さい光検出器を用いて、光検出器から出力される信号においてノイズ成分を小さくしつつ、ファブリペロー干渉フィルタを透過した光を効率良く検出することができる。ここで、光検出器の受光領域が小さくなると、光検出器に対するレンズ部の位置（特に、光軸に垂直な方向における位置）に高い精度が要求される。上述した光検出装置では、第１ミラー部及び第２ミラー部の後段にレンズ部が位置しているため、第１ミラー部及び第２ミラー部の前段にレンズ部が位置している場合に比べ、レンズ部と光検出器との距離が小さくなり、光検出器に対するレンズ部の位置に要求される精度が緩和される。また、レンズ部が、ファブリペロー干渉フィルタを構成する基板の第２表面側に一体的に設けられているため、レンズ部がファブリペロー干渉フィルタとは別体で支持部材（例えば、パッケージ内において、ファブリペロー干渉フィルタが光検出器から離れた状態でファブリペロー干渉フィルタを支持する支持部材）に取り付けられている場合に比べ、光検出器に対するレンズ部の位置にずれが生じ難い。以上により、上述した光検出装置によれば、高感度且つ高精度な検出が可能となる。 In the photodetector described above, the Fabry-Perot interference filter has a lens portion that collects light transmitted through the first mirror portion and the second mirror portion onto the photodetector. As a result, even if a photodetector with a small light receiving area is used, the light that has passed through the first mirror section and the second mirror section can be efficiently incident on the light receiving area. That is, by using a photodetector with a small light-receiving area, it is possible to efficiently detect the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter while reducing the noise component in the signal output from the photodetector. Here, when the light receiving area of the photodetector becomes small, high accuracy is required for the position of the lens portion with respect to the photodetector (particularly, the position in the direction perpendicular to the optical axis). In the photodetector described above, since the lens section is positioned behind the first mirror section and the second mirror section, the lens section is positioned before the first mirror section and the second mirror section. , the distance between the lens section and the photodetector is reduced, and the accuracy required for the position of the lens section with respect to the photodetector is relaxed. Further, since the lens portion is integrally provided on the second surface side of the substrate constituting the Fabry-Perot interference filter, the lens portion is separated from the Fabry-Perot interference filter and placed in a support member (for example, in a package, As compared with the case where the Fabry-Perot interference filter is attached to a supporting member that supports the Fabry-Perot interference filter in a state separated from the photodetector, the position of the lens portion relative to the photodetector is less likely to shift. As described above, the photodetector described above enables highly sensitive and highly accurate detection.

本発明の光検出装置では、レンズ部は、基板のうち第２表面側の部分に形成されていてもよい。この構成では、基板とレンズ部との間に界面が存在しないため、光学的なロスを抑制することができると共に、レンズ部の剥がれ等を防止することができる。また、半導体製造プロセスにおいて、レンズ部を高い位置精度で容易に形成することができる。 In the photodetector of the present invention, the lens portion may be formed on a portion of the substrate on the second surface side. In this configuration, since there is no interface between the substrate and the lens portion, optical loss can be suppressed, and peeling of the lens portion can be prevented. Further, in the semiconductor manufacturing process, the lens portion can be easily formed with high positional accuracy.

本発明の光検出装置では、レンズ部は、第２表面に直接的又は間接的に設けられていてもよい。この構成によれば、レンズ部が基板の一部分に形成されている場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタの応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部が採り得る形状（レンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。 In the photodetector of the present invention, the lens portion may be provided directly or indirectly on the second surface. According to this configuration, the stress balance of the Fabry-Perot interference filter can be improved as compared with the case where the lens portion is formed on a part of the substrate. In addition, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface, etc.) that can be taken by the lens portion can be increased.

本発明の光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタは、第２表面に配置され、第１層構造体に対応するように構成された第２層構造体を更に有し、第２層構造体には、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光が通過する開口が形成されており、レンズ部は、開口内に配置されていてもよい。この構成によれば、レンズ部が基板とは別体であったとしても、レンズ部の位置にずれが生じるのを抑制することができる。また、ファブリペロー干渉フィルタの厚さが大きくなるのを抑制しつつ、例えば、レンズ部が開口内に配置されている分だけレンズ部の厚さを大きくすることで、レンズ部の集光機能を向上させることができる。更に、レンズ部の全体を開口内に配置することで、レンズ部の破損及び汚染を防止することができる。 In the photodetector device of the present invention, the Fabry-Perot interference filter further comprises a second layer structure disposed on the second surface and configured to correspond to the first layer structure; may be formed with an aperture through which light transmitted through the first mirror section and the second mirror section passes, and the lens section may be arranged in the aperture. According to this configuration, even if the lens section is separate from the substrate, it is possible to prevent the position of the lens section from being shifted. In addition, while suppressing an increase in the thickness of the Fabry-Perot interference filter, for example, by increasing the thickness of the lens part by the amount that the lens part is arranged in the opening, the light-collecting function of the lens part is improved. can be improved. Furthermore, by arranging the entire lens portion within the opening, damage and contamination of the lens portion can be prevented.

本発明の光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタは、第２表面に配置され、第１層構造体に対応するように構成された第２層構造体を更に有し、第２層構造体には、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光が通過する開口が形成されており、レンズ部は、開口を塞ぐように第２層構造体に取り付けられていてもよい。この構成によれば、ファブリペロー干渉フィルタにおいて、基板の第１表面側と第２表面側との間の応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部５０が採り得る形状（レンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。 In the photodetector device of the present invention, the Fabry-Perot interference filter further comprises a second layer structure disposed on the second surface and configured to correspond to the first layer structure; may be formed with an opening through which light transmitted through the first mirror section and the second mirror section passes, and the lens section may be attached to the second layer structure so as to block the opening. According to this configuration, the stress balance between the first surface side and the second surface side of the substrate can be improved in the Fabry-Perot interference filter. In addition, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface, etc.) that can be taken by the lens portion 50 can be increased.

本発明の光検出装置では、光の入射方向から見た場合に、レンズ部の外縁は、窓部の外縁よりも内側に位置しており、光検出器の受光領域の外縁よりも外側に位置していてもよい。この構成によれば、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光を光検出器の受光領域に効率良く入射させることができる。 In the photodetector of the present invention, the outer edge of the lens portion is located inside the outer edge of the window portion and outside the outer edge of the light receiving area of the photodetector when viewed from the light incident direction. You may have According to this configuration, the light transmitted through the first mirror section and the second mirror section can be efficiently incident on the light receiving area of the photodetector.

本発明によれば、高感度且つ高精度な検出が可能な光検出装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a photodetector capable of highly sensitive and highly accurate detection.

第１実施形態の光検出装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a photodetector according to a first embodiment; FIG. 図１に示される光検出装置の平面図である。2 is a plan view of the photodetector shown in FIG. 1; FIG. 図１に示される光検出装置のファブリペロー干渉フィルタの平面図である。2 is a plan view of a Fabry-Perot interference filter of the photodetector shown in FIG. 1; FIG. 図３に示されるIV－IV線に沿ってのファブリペロー干渉フィルタの断面図である。4 is a cross-sectional view of the Fabry-Perot interference filter along line IV-IV shown in FIG. 3; FIG. 図４に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。5 is a cross-sectional view of a variation of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 4; FIG. 第２実施形態の光検出装置の断面図である。It is a cross-sectional view of the photodetector of the second embodiment. 図６に示される光検出装置のファブリペロー干渉フィルタの断面図である。7 is a cross-sectional view of a Fabry-Perot interference filter of the photodetector shown in FIG. 6; FIG. 図７に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。8 is a cross-sectional view of a variation of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 7; FIG. 第３実施形態の光検出装置の断面図である。It is a cross-sectional view of the photodetector of the third embodiment. 図９に示される光検出装置のファブリペロー干渉フィルタの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a Fabry-Perot interference filter of the photodetector shown in FIG. 9; 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。11 is a cross-sectional view of a variation of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 10; FIG. 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。11 is a cross-sectional view of a variation of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 10; FIG. 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。11 is a cross-sectional view of a variation of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 10; FIG. 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。11 is a cross-sectional view of a variation of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 10; FIG. 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。11 is a cross-sectional view of a variation of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 10; FIG. ファブリペロー干渉フィルタの参考例の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a reference example of a Fabry-Perot interference filter;

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。
［第１実施形態］
［光検出装置の構成］ Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and overlapping parts are omitted.
[First embodiment]
[Configuration of photodetector]

図１に示されるように、光検出装置１Ａは、パッケージ２を備えている。パッケージ２は、ステム３と、キャップ４と、を有するＣＡＮパッケージである。キャップ４は、側壁５及び天壁６によって一体的に構成されている。天壁６は、ラインＬに平行な方向においてステム３と対向している。ステム３及びキャップ４は、例えば金属からなり、互いに気密に接合されている。 As shown in FIG. 1, the photodetector 1A includes a package 2. As shown in FIG. Package 2 is a CAN package having stem 3 and cap 4 . The cap 4 is integrally formed by side walls 5 and a ceiling wall 6 . The ceiling wall 6 faces the stem 3 in a direction parallel to the line L. The stem 3 and the cap 4 are made of metal, for example, and are airtightly joined to each other.

ステム３の内面３ａには、配線基板７が例えば接着剤によって固定されている。配線基板７の基板材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。配線基板７には、光検出器８、及びサーミスタ等の温度補償用素子（図示省略）が実装されている。光検出器８は、パッケージ２内においてラインＬ上に配置されている。より具体的には、光検出器８は、その受光領域の中心線がラインＬに一致するようにパッケージ２内に配置されている。光検出器８は、例えば、ＩｎＧａＡｓ等が用いられた量子型センサ、サーモパイル又はボロメータ等が用いられた熱型センサ等の赤外線検出器である。紫外、可視、近赤外の各波長域の光を検出する場合には、光検出器８として、例えば、シリコンフォトダイオード等を用いることができる。なお、光検出器８の受光領域は、１つの受光部によって構成されていてもよいし、或いは、複数の受光部によって構成されていてもよい。複数の受光部によって構成された受光領域を有する光検出器８は、例えば、フォトダイオードアレイ、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等である。また、複数の光検出器８が配線基板７に実装されていてもよい。その場合、複数の光検出器８の受光部の集合を受光領域と捉えることができる。 A wiring board 7 is fixed to the inner surface 3a of the stem 3 with an adhesive, for example. As a substrate material of the wiring board 7, for example, silicon, ceramic, quartz, glass, plastic, or the like can be used. A photodetector 8 and a temperature compensating element (not shown) such as a thermistor are mounted on the wiring board 7 . A photodetector 8 is arranged on the line L within the package 2 . More specifically, the photodetector 8 is arranged in the package 2 so that the centerline of its light receiving area coincides with the line L. As shown in FIG. The photodetector 8 is, for example, an infrared detector such as a quantum sensor using InGaAs or a thermal sensor using a thermopile or bolometer. When detecting light in each wavelength range of ultraviolet, visible, and near-infrared, for example, a silicon photodiode or the like can be used as the photodetector 8 . The light receiving area of the photodetector 8 may be composed of one light receiving portion, or may be composed of a plurality of light receiving portions. The photodetector 8 having a light receiving area composed of a plurality of light receiving portions is, for example, a photodiode array, a CCD image sensor, a CMOS image sensor, or the like. Also, a plurality of photodetectors 8 may be mounted on the wiring board 7 . In that case, a set of light receiving portions of the plurality of photodetectors 8 can be regarded as a light receiving area.

配線基板７上には、複数のスペーサ（支持部）９が例えば接着剤によって固定されている。複数のスペーサ９は、光検出器８及び温度補償用素子を挟むように或いは囲むように、パッケージ２内に配置されている。各スペーサ９の材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。複数のスペーサ９上には、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａが例えば接着剤によって固定されている。ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａは、パッケージ２内においてラインＬ上に配置されている。より具体的には、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａは、その光透過領域１０ａの中心線がラインＬに一致するようにパッケージ２内に配置されている。スペーサ９は、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａが光検出器８から離れた状態で（すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａと光検出器８との間に空間が形成された状態で）ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを支持している。つまり、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａと光検出器８とは、互いに離れた状態でパッケージ２内に配置されている。なお、スペーサ９は、配線基板７と一体的に構成されていてもよい。また、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａは、複数のスペーサ９によってではなく、１つのスペーサ９によって支持されていてもよい。また、スペーサ９は、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａと一体的に構成されていてもよい。 A plurality of spacers (supporting portions) 9 are fixed on the wiring board 7 by, for example, an adhesive. A plurality of spacers 9 are arranged in the package 2 so as to sandwich or surround the photodetector 8 and the temperature compensating element. As a material for each spacer 9, for example, silicon, ceramic, quartz, glass, plastic, or the like can be used. A Fabry-Perot interference filter 10A is fixed on the plurality of spacers 9 with an adhesive, for example. The Fabry-Perot interference filter 10A is arranged on the line L inside the package 2 . More specifically, the Fabry-Perot interference filter 10A is arranged in the package 2 so that the center line of its light transmission region 10a coincides with the line L. As shown in FIG. The spacer 9 separates the Fabry-Perot interference filter 10A from the photodetector 8 (that is, with a space formed between the Fabry-Perot interference filter 10A and the photodetector 8). Support. That is, the Fabry-Perot interference filter 10A and the photodetector 8 are arranged in the package 2 while being separated from each other. Note that the spacer 9 may be configured integrally with the wiring board 7 . Also, the Fabry-Perot interference filter 10A may be supported by a single spacer 9 instead of a plurality of spacers 9. FIG. Also, the spacer 9 may be configured integrally with the Fabry-Perot interference filter 10A.

ステム３には、複数のリードピン１１が固定されている。より具体的には、各リードピン１１は、ステム３との間の電気的な絶縁性及び気密性が維持された状態で、ステム３を貫通している。各リードピン１１には、配線基板７に設けられた電極パッド、光検出器８の端子、温度補償用素子の端子、及びファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの端子のそれぞれが、ワイヤ１２によって電気的に接続されている。これにより、光検出器８、温度補償用素子、及びファブリペロー干渉フィルタ１０Ａのそれぞれに対する電気信号の入出力等が可能である。 A plurality of lead pins 11 are fixed to the stem 3 . More specifically, each lead pin 11 penetrates the stem 3 while maintaining electrical insulation and airtightness with the stem 3 . Electrode pads provided on the wiring board 7, terminals of the photodetector 8, terminals of the temperature compensating element, and terminals of the Fabry-Perot interference filter 10A are electrically connected to the lead pins 11 by wires 12, respectively. ing. Thereby, it is possible to input/output electric signals to/from the photodetector 8, the temperature compensating element, and the Fabry-Perot interference filter 10A.

パッケージ２には、開口２ａが形成されている。より具体的には、開口２ａは、その中心線がラインＬに一致するようにキャップ４の天壁６に形成されている。天壁６の内面６ａには、開口２ａを塞ぐように光透過部材１３が配置されている。光透過部材１３は、開口２ａ内及び側壁５の内面５ａに至っており、開口２ａを気密に封止している。光透過部材１３は、少なくとも光検出装置１Ａの測定波長範囲の光を透過させる。光透過部材１３の光入射面１３ａは、開口２ａにおいて天壁６の外面と略面一となっている。このような光透過部材１３は、開口２ａを下側にした状態でキャップ４の内側にガラスペレットを配置し、そのガラスペレットを溶融させることで、形成される。つまり、光透過部材１３は、融着ガラスからなる。パッケージ２では、光透過部材１３のうち開口２ａ内に位置する部分が、外部からパッケージ２内に光を入射させる窓部１５として機能する。なお、例えば、ガラス、石英、シリコン、ゲルマニウム、プラスチック等からなる板状の光透過部材１３が、開口２ａを塞ぐように天壁６の内面６ａに気密に接合されていてもよい。その場合、開口２ａ内の領域が窓部１５として機能する。つまり、光透過部材１３の有無にかかわらず、開口２ａ内の領域が窓部１５として機能する。 The package 2 is formed with an opening 2a. More specifically, the opening 2a is formed in the top wall 6 of the cap 4 so that the centerline of the opening 2a is aligned with the line L. As shown in FIG. A light transmitting member 13 is arranged on the inner surface 6a of the ceiling wall 6 so as to block the opening 2a. The light transmitting member 13 reaches the inside of the opening 2a and the inner surface 5a of the side wall 5, and hermetically seals the opening 2a. The light transmission member 13 transmits at least light in the measurement wavelength range of the photodetector 1A. A light incident surface 13a of the light transmitting member 13 is substantially flush with the outer surface of the ceiling wall 6 at the opening 2a. Such a light transmission member 13 is formed by placing a glass pellet inside the cap 4 with the opening 2a facing downward and melting the glass pellet. That is, the light transmitting member 13 is made of fusion glass. In the package 2, the portion of the light transmitting member 13 located within the opening 2a functions as a window portion 15 through which light enters the package 2 from the outside. For example, a plate-like light transmitting member 13 made of glass, quartz, silicon, germanium, plastic, or the like may be airtightly joined to the inner surface 6a of the top wall 6 so as to block the opening 2a. In that case, the region inside the opening 2a functions as the window portion 15. As shown in FIG. In other words, regardless of the presence or absence of the light transmitting member 13, the region within the opening 2a functions as the window portion 15. As shown in FIG.

光透過部材１３の光出射面１３ｂ（ラインＬに平行な方向において光入射面１３ａと対向する面）には、板状のバンドパスフィルタ１４が例えば接着剤によって固定されている。バンドパスフィルタ１４は、光検出装置１Ａの測定波長範囲の光を選択的に透過させる。バンドパスフィルタ１４は、例えば、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５等の高屈折材料と、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２等の低屈折材料との組合せからなる誘電体多層膜を有する。なお、バンドパスフィルタ１４は、例えば蒸着等によって光透過部材１３の光出射面１３ｂに形成されていてもよい。 A plate-like bandpass filter 14 is fixed to the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 (the surface facing the light incident surface 13a in the direction parallel to the line L) with an adhesive, for example. The bandpass filter 14 selectively transmits light in the measurement wavelength range of the photodetector 1A. The bandpass filter 14 has, for example, a dielectric multilayer film made of a combination of high refractive materials such as TiO 2 and Ta 2 O 5 and low refractive materials such as SiO 2 and MgF 2 . The bandpass filter 14 may be formed on the light exit surface 13b of the light transmission member 13 by, for example, vapor deposition.

ラインＬに平行な方向（窓部１５に対する光の入射方向）から見た場合における各部の位置関係及び大小関係は、次のとおりである。図２に示されるように、窓部１５の中心線（すなわち、開口２ａの中心線）、光透過部材１３の中心線、バンドパスフィルタ１４の中心線、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａの中心線、及び光検出器８の受光領域８ａの中心線は、ラインＬに一致している。窓部１５の外縁、光透過部材１３の外縁、光透過領域１０ａの外縁、及び受光領域８ａの外縁は、例えば円形状である。バンドパスフィルタ１４の外縁、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの外縁、及び光検出器８の外縁は、例えば矩形状である。 The positional relationship and size relationship of each part when viewed from a direction parallel to the line L (the incident direction of light with respect to the window part 15) are as follows. As shown in FIG. 2, the centerline of the window 15 (that is, the centerline of the opening 2a), the centerline of the light transmission member 13, the centerline of the bandpass filter 14, and the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A. and the center line of the light receiving area 8a of the photodetector 8 coincide with the line L. As shown in FIG. The outer edge of the window portion 15, the outer edge of the light transmitting member 13, the outer edge of the light transmitting area 10a, and the outer edge of the light receiving area 8a are, for example, circular. The outer edge of the bandpass filter 14, the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10A, and the outer edge of the photodetector 8 are, for example, rectangular.

窓部１５の外縁（すなわち、開口２ａの内縁）は、光透過部材１３の外縁、バンドパスフィルタ１４の外縁、及びファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの外縁よりも内側に位置しており、光透過領域１０ａの外縁、及び受光領域８ａの外縁よりも外側に位置している。受光領域８ａの外縁は、光透過領域１０ａの外縁よりも内側に位置している。バンドパスフィルタ１４の外縁は、光透過部材１３の外縁よりも内側に位置しており、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの外縁よりも外側に位置している。なお、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁よりも内側に位置している」とは、「所定の方向から見た場合に他の外縁が一の外縁を囲んでいる」、「所定の方向から見た場合に他の外縁が一の外縁を含んでいる」との意味である。また、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁よりも外側に位置している」とは、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を囲んでいる」、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を含んでいる」との意味である。 The outer edge of the window portion 15 (that is, the inner edge of the opening 2a) is located inside the outer edge of the light transmission member 13, the bandpass filter 14, and the Fabry-Perot interference filter 10A, and the light transmission region 10a. and the outer edge of the light receiving area 8a. The outer edge of the light receiving area 8a is located inside the outer edge of the light transmitting area 10a. The outer edge of the bandpass filter 14 is located inside the outer edge of the light transmitting member 13 and outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10A. It should be noted that "one outer edge is located inside the other outer edge when viewed from a predetermined direction" means "the other outer edge surrounds the one outer edge when viewed from a predetermined direction." ', meaning 'an outer edge is contained by another outer edge when viewed from a given direction'. Further, "one outer edge is located outside the other outer edges when viewed from a predetermined direction" means "one outer edge surrounds the other outer edge when viewed from a predetermined direction". ', meaning 'one outer edge includes another outer edge when viewed from a given direction'.

以上のように構成された光検出装置１Ａにおいては、外部から、窓部１５、光透過部材１３及びバンドパスフィルタ１４を介して、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａに光が入射すると、所定の波長を有する光が選択的に透過させられる。ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光は、光検出器８の受光領域８ａに入射して、光検出器８によって検出される。
［ファブリペロー干渉フィルタの構成］ In the photodetector 1A configured as described above, when light enters the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A from the outside through the window 15, the light transmission member 13, and the bandpass filter 14, Light having a predetermined wavelength is selectively transmitted. The light transmitted through the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A enters the light receiving region 8a of the photodetector 8 and is detected by the photodetector 8. FIG.
[Configuration of Fabry-Perot interference filter]

図３及び図４に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、第１ミラー部と第２ミラー部との距離に応じた光を透過させる光透過領域１０ａがラインＬ上に設けられている。光透過領域１０ａは、例えば円柱状の領域である。光透過領域１０ａにおいては、第１ミラー部と第２ミラー部との距離が極めて精度良く制御される。つまり、光透過領域１０ａは、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａのうち、所定の波長を有する光を選択的に透過させるために第１ミラー部と第２ミラー部との距離を所定の距離に制御することが可能な領域であって、第１ミラー部と第２ミラー部との距離に応じた所定の波長を有する光が透過可能な領域である。 As shown in FIGS. 3 and 4, in the Fabry-Perot interference filter 10A, a light transmission region 10a for transmitting light according to the distance between the first mirror portion and the second mirror portion is provided on the line L. . The light transmission region 10a is, for example, a columnar region. In the light transmission region 10a, the distance between the first mirror section and the second mirror section is controlled with extremely high accuracy. That is, the light transmission region 10a controls the distance between the first mirror section and the second mirror section to a predetermined distance in order to selectively transmit light having a predetermined wavelength in the Fabry-Perot interference filter 10A. is a region in which light having a predetermined wavelength corresponding to the distance between the first mirror section and the second mirror section can be transmitted.

ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａは、矩形板状の基板２１を備えている。基板２１は、ラインＬに平行な方向において互いに対向する第１表面２１ａ及び第２表面２１ｂを有している。第１表面２１ａは、窓部１５側（すなわち、光入射側）の表面である。第２表面２１ｂは、光検出器８側（すなわち、光出射側）の表面である。第１表面２１ａには、第１層構造体３０が配置されている。第２表面２１ｂには、第２層構造体４０が配置されている。 The Fabry-Perot interference filter 10A has a substrate 21 in the shape of a rectangular plate. The substrate 21 has a first surface 21a and a second surface 21b facing each other in a direction parallel to the line L. As shown in FIG. The first surface 21a is the surface on the window portion 15 side (that is, the light incident side). The second surface 21b is the surface on the photodetector 8 side (that is, the light emission side). A first layer structure 30 is arranged on the first surface 21a. A second layer structure 40 is arranged on the second surface 21b.

第１層構造体３０は、第１反射防止層３１、第１積層体３２、第１中間層３３及び第２積層体３４がこの順で第１表面２１ａに積層されることで、構成されている。第１積層体３２と第２積層体３４との間には、枠状の第１中間層３３によって空隙（エアギャップ）Ｓが形成されている。基板２１は、例えば、シリコン、石英、ガラス等からなる。基板２１がシリコンからなる場合には、第１反射防止層３１及び第１中間層３３は、例えば、酸化シリコンからなる。第１中間層３３の厚さは、例えば、数十ｎｍ～数十μｍである。 The first layer structure 30 is configured by stacking a first antireflection layer 31, a first laminate 32, a first intermediate layer 33, and a second laminate 34 in this order on the first surface 21a. there is An air gap S is formed between the first laminate 32 and the second laminate 34 by the frame-shaped first intermediate layer 33 . The substrate 21 is made of silicon, quartz, glass, or the like, for example. When the substrate 21 is made of silicon, the first antireflection layer 31 and the first intermediate layer 33 are made of silicon oxide, for example. The thickness of the first intermediate layer 33 is, for example, several tens of nm to several tens of μm.

第１積層体３２のうち光透過領域１０ａに対応する部分は、第１ミラー部３５として機能する。第１積層体３２は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで、構成されている。第１ミラー部３５を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の１／４の整数倍であることが好ましい。なお、第１ミラー部３５は、第１反射防止層３１を介することなく、第１表面２１ａに直接的に配置されていてもよい。 A portion of the first laminate 32 corresponding to the light transmission region 10 a functions as a first mirror portion 35 . The first stacked body 32 is configured by alternately stacking a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers. The optical thickness of each of the polysilicon layer and the silicon nitride layer forming the first mirror section 35 is preferably an integer multiple of 1/4 of the central transmission wavelength. Note that the first mirror section 35 may be arranged directly on the first surface 21 a without the first antireflection layer 31 interposed therebetween.

第２積層体３４のうち光透過領域１０ａに対応する部分は、第２ミラー部３６として機能する。第２ミラー部３６は、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して第１ミラー部３５と対向している。第２積層体３４は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで、構成されている。第２ミラー部３６を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の１／４の整数倍であることが好ましい。 A portion of the second laminate 34 corresponding to the light transmission region 10 a functions as a second mirror portion 36 . The second mirror portion 36 faces the first mirror portion 35 with a gap S therebetween in a direction parallel to the line L. As shown in FIG. The second stacked body 34 is configured by alternately stacking a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers. The optical thickness of each of the polysilicon layer and the silicon nitride layer forming the second mirror section 36 is preferably an integer multiple of 1/4 of the central transmission wavelength.

第１積層体３２及び第２積層体３４では、窒化シリコン層の代わりに酸化シリコン層が配置されていてもよい。また、第１積層体３２及び第２積層体３４を構成する各層の材料としては、上述した材料の他に、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム、フッ化カルシウム、シリコン、ゲルマニウム、硫化亜鉛等を用いることができる。 In the first stacked body 32 and the second stacked body 34, a silicon oxide layer may be arranged instead of the silicon nitride layer. In addition to the materials described above, titanium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, magnesium fluoride, aluminum oxide, calcium fluoride, and silicon may be used as materials for the layers constituting the first laminate 32 and the second laminate 34. , germanium, zinc sulfide, etc. can be used.

第２積層体３４において空隙Ｓに対応する部分には、第２積層体３４における第１中間層３３とは反対側の表面３４ａから空隙Ｓに至る複数の貫通孔３４ｂが形成されている。複数の貫通孔３４ｂは、第２ミラー部３６の機能に実質的に影響を与えない程度に形成されている。複数の貫通孔３４ｂは、エッチングによって第１中間層３３の一部を除去して空隙Ｓを形成するために用いられたものである。 A plurality of through-holes 34b extending from a surface 34a of the second laminate 34 opposite to the first intermediate layer 33 to the gap S are formed in a portion corresponding to the gap S in the second laminate 34 . The plurality of through holes 34b are formed to such an extent that the function of the second mirror portion 36 is not substantially affected. The plurality of through-holes 34b are used to form voids S by partially removing the first intermediate layer 33 by etching.

第１ミラー部３５には、光透過領域１０ａを囲むように第１電極２２が形成されている。第１ミラー部３５には、光透過領域１０ａを含むように第２電極２３が形成されている。第１電極２２及び第２電極２３は、第１積層体３２のうち空隙Ｓに最も近いポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで、形成されている。第２ミラー部３６には、第３電極２４が形成されている。第３電極２４は、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して第１電極２２及び第２電極２３と対向している。第３電極２４は、第２積層体３４のうち空隙Ｓに最も近いポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで、形成されている。なお、第２電極２３の大きさは、光透過領域１０ａの全体を含む大きさであることが好ましいが、光透過領域１０ａの大きさと略同一であってもよい。 A first electrode 22 is formed on the first mirror portion 35 so as to surround the light transmission region 10a. A second electrode 23 is formed on the first mirror portion 35 so as to include the light transmission region 10a. The first electrode 22 and the second electrode 23 are formed by doping the polysilicon layer closest to the gap S in the first laminate 32 with impurities to reduce the resistance. A third electrode 24 is formed on the second mirror portion 36 . The third electrode 24 faces the first electrode 22 and the second electrode 23 with a gap S therebetween in a direction parallel to the line L. As shown in FIG. The third electrode 24 is formed by doping the polysilicon layer closest to the gap S in the second laminate 34 with an impurity to reduce the resistance. The size of the second electrode 23 is preferably a size that includes the entire light transmission region 10a, but may be substantially the same as the size of the light transmission region 10a.

第１層構造体３０には、一対の第１端子２５及び一対の第２端子２６が設けられている。一対の第１端子２５は、光透過領域１０ａを挟んで互いに対向している。各第１端子２５は、第２積層体３４の表面３４ａから第１積層体３２に至る貫通孔内に配置されている。各第１端子２５は、配線２２ａを介して第１電極２２と電気的に接続されている。一対の第２端子２６は、一対の第１端子２５が互いに対向する方向に垂直な方向において、光透過領域１０ａを挟んで互いに対向している。各第２端子２６は、第２積層体３４の表面３４ａから第１中間層３３の内部に至る貫通孔内に配置されている。各第２端子２６は、配線２３ａを介して第２電極２３と電気的に接続されていると共に、配線２４ａを介して第３電極２４と電気的に接続されている。 A pair of first terminals 25 and a pair of second terminals 26 are provided on the first layer structure 30 . The pair of first terminals 25 are opposed to each other with the light transmission region 10a interposed therebetween. Each first terminal 25 is arranged in a through hole extending from the surface 34 a of the second laminate 34 to the first laminate 32 . Each first terminal 25 is electrically connected to the first electrode 22 via a wiring 22a. The pair of second terminals 26 face each other across the light transmission region 10a in a direction perpendicular to the direction in which the pair of first terminals 25 face each other. Each second terminal 26 is arranged in a through hole extending from the surface 34 a of the second laminate 34 to the inside of the first intermediate layer 33 . Each second terminal 26 is electrically connected to the second electrode 23 via the wiring 23a and electrically connected to the third electrode 24 via the wiring 24a.

第１積層体３２における第１中間層３３側の表面３２ａには、トレンチ２７，２８が設けられている。トレンチ２７は、配線２３ａにおける第２端子２６との接続部分を囲むように環状に延在している。トレンチ２７は、第１電極２２と配線２３ａとを電気的に絶縁している。トレンチ２８は、第１電極２２の内縁に沿って環状に延在している。トレンチ２８は、第１電極２２と第１電極２２の内側の領域（すなわち、第２電極２３が存在する領域）とを電気的に絶縁している。第２積層体３４の表面３４ａには、トレンチ２９が設けられている。トレンチ２９は、第１端子２５を囲むように環状に延在している。トレンチ２９は、第１端子２５と第３電極２４とを電気的に絶縁している。各トレンチ２７，２８，２９内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。 Trenches 27 and 28 are provided in the surface 32a of the first stacked body 32 on the first intermediate layer 33 side. The trench 27 extends annularly so as to surround the portion of the wiring 23a connected to the second terminal 26 . The trench 27 electrically insulates the first electrode 22 and the wiring 23a. The trench 28 extends annularly along the inner edge of the first electrode 22 . The trench 28 electrically insulates the first electrode 22 from the area inside the first electrode 22 (that is, the area where the second electrode 23 exists). A trench 29 is provided in the surface 34 a of the second laminate 34 . The trench 29 extends annularly so as to surround the first terminal 25 . The trench 29 electrically isolates the first terminal 25 and the third electrode 24 . The area within each trench 27, 28, 29 can be either an insulating material or an air gap.

第２層構造体４０は、第２反射防止層４１、第３積層体４２、第２中間層４３及び第４積層体４４がこの順で第２表面２１ｂに積層されることで、構成されている。第２反射防止層４１、第３積層体４２、第２中間層４３及び第４積層体４４は、それぞれ、第１反射防止層３１、第１積層体３２、第１中間層３３及び第２積層体３４と同様の構成を有している。このように、第２層構造体４０は、基板２１を基準として第１層構造体３０と対称の積層構造を有している。つまり、第２層構造体４０は、第１層構造体３０と対応するように構成されている。第２層構造体４０は、基板２１の反り等を抑制する機能を有している。 The second layer structure 40 is configured by stacking a second antireflection layer 41, a third laminate 42, a second intermediate layer 43, and a fourth laminate 44 in this order on the second surface 21b. there is The second antireflection layer 41, the third laminate 42, the second intermediate layer 43 and the fourth laminate 44 are respectively the first antireflection layer 31, the first laminate 32, the first intermediate layer 33 and the second laminate. It has the same configuration as the body 34 . In this way, the second layer structure 40 has a layered structure symmetrical with the first layer structure 30 with respect to the substrate 21 . That is, the second layer structure 40 is configured to correspond to the first layer structure 30 . The second layer structure 40 has a function of suppressing warping of the substrate 21 and the like.

第３積層体４２、第２中間層４３及び第４積層体４４には、光透過領域１０ａを含むように開口４０ａが形成されている。開口４０ａの中心線は、ラインＬに一致している。開口４０ａは、例えば円柱状の領域であり、光透過領域１０ａと略同一の径を有している。開口４０ａは、光出射側に開口しており、開口４０ａの底面は、第２反射防止層４１に至っている。開口４０ａは、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を通過させる。 Openings 40a are formed in the third laminate 42, the second intermediate layer 43, and the fourth laminate 44 so as to include the light transmission regions 10a. The center line of the opening 40a matches the line L. The opening 40a is, for example, a columnar region and has substantially the same diameter as the light transmission region 10a. The opening 40 a is open on the light emitting side, and the bottom surface of the opening 40 a reaches the second antireflection layer 41 . The opening 40a allows the light transmitted through the first mirror section 35 and the second mirror section 36 to pass therethrough.

第４積層体４４の光出射側の表面には、遮光層４５が形成されている。遮光層４５は、例えばアルミニウム等からなる。遮光層４５の表面及び開口４０ａの内面には、保護層４６が形成されている。保護層４６は、例えば酸化アルミニウムからなる。なお、保護層４６の厚さを１～１００ｎｍ（好ましくは、３０ｎｍ程度）にすることで、保護層４６による光学的な影響を無視することができる。 A light shielding layer 45 is formed on the surface of the fourth laminate 44 on the light emitting side. The light shielding layer 45 is made of, for example, aluminum. A protective layer 46 is formed on the surface of the light shielding layer 45 and the inner surface of the opening 40a. The protective layer 46 is made of aluminum oxide, for example. By setting the thickness of the protective layer 46 to 1 to 100 nm (preferably about 30 nm), the optical influence of the protective layer 46 can be ignored.

基板２１の第２表面２１ｂ側には、レンズ部５０が一体的に設けられている。レンズ部５０は、基板２１のうち第２表面２１ｂ側の部分に形成されている。レンズ部５０の光出射面５０ａは、第２表面２１ｂの一部によって構成されている。レンズ部５０の中心線（すなわち、光出射面５０ａの中心線）は、ラインＬに一致している。ラインＬに平行な方向から見た場合に、レンズ部５０の外縁は、パッケージ２の窓部１５の外縁よりも内側に位置しており、光検出器８の受光領域８ａの外縁よりも外側に位置している（図２参照）。ここでは、レンズ部５０は、光透過領域１０ａと略同一の径を有している。光出射面５０ａは、開口４０ａの底面において第２反射防止層４１及び保護層４６に覆われている。レンズ部５０は、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を光検出器８の受光領域８ａに集光する。 A lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21 . The lens portion 50 is formed on a portion of the substrate 21 on the second surface 21b side. A light exit surface 50a of the lens portion 50 is configured by part of the second surface 21b. The centerline of the lens portion 50 (that is, the centerline of the light exit surface 50a) coincides with the line L. As shown in FIG. When viewed in a direction parallel to the line L, the outer edge of the lens portion 50 is located inside the outer edge of the window portion 15 of the package 2 and outside the outer edge of the light receiving area 8a of the photodetector 8. located (see Figure 2). Here, the lens portion 50 has substantially the same diameter as the light transmission region 10a. The light exit surface 50a is covered with the second antireflection layer 41 and the protective layer 46 on the bottom surface of the opening 40a. The lens portion 50 converges the light transmitted through the first mirror portion 35 and the second mirror portion 36 onto the light receiving area 8 a of the photodetector 8 .

レンズ部５０は、フレネルレンズとして構成されている。一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度であり、基板２１がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、フレネルレンズの円の本数は３～６０本であり、凹凸の高さは１～２５μｍであり、円と円との間隔は５～１５０μｍである。このようなレンズ部５０は、３Ｄマスク等を利用して基板２１の第２表面２１ｂにレジストをパターニングし、エッチバックすることで、形成される。 The lens portion 50 is configured as a Fresnel lens. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm, and the refractive index of the lens portion 50 is 3.5 when the substrate 21 is made of silicon. The number of circles in the Fresnel lens is 3 to 60, the height of the unevenness is 1 to 25 μm, and the distance between the circles is 5 to 150 μm. Such a lens portion 50 is formed by patterning a resist on the second surface 21b of the substrate 21 using a 3D mask or the like and etching back.

なお、図５に示されるように、レンズ部５０は、光出射側に凸の光出射面５０ａを有する凸レンズとして構成されていてもよい。一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度であり、基板２１がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは６０～８０μｍである。このようなレンズ部５０は、３Ｄマスク等を利用して基板２１の第２表面２１ｂにレジストをパターニングし、エッチバックすることで、形成される。 In addition, as shown in FIG. 5, the lens portion 50 may be configured as a convex lens having a convex light emitting surface 50a on the light emitting side. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm, and the refractive index of the lens portion 50 is 3.5 when the substrate 21 is made of silicon. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 60 to 80 μm. Such a lens portion 50 is formed by patterning a resist on the second surface 21b of the substrate 21 using a 3D mask or the like and etching back.

以上のように構成されたファブリペロー干渉フィルタ１０Ａにおいては、一対の第１端子２５及び一対の第２端子２６を介して第１電極２２と第３電極２４との間に電圧が印加されると、当該電圧に応じた静電気力が第１電極２２と第３電極２４との間に発生する。当該静電気力によって、第２ミラー部３６が、基板２１に固定された第１ミラー部３５側に引き付けられ、第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離が調整される。このように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離が可変とされている。 In the Fabry-Perot interference filter 10A configured as described above, when a voltage is applied between the first electrode 22 and the third electrode 24 via the pair of first terminals 25 and the pair of second terminals 26, , an electrostatic force corresponding to the voltage is generated between the first electrode 22 and the third electrode 24 . The electrostatic force attracts the second mirror section 36 to the side of the first mirror section 35 fixed to the substrate 21, and the distance between the first mirror section 35 and the second mirror section 36 is adjusted. Thus, in the Fabry-Perot interference filter 10A, the distance between the first mirror section 35 and the second mirror section 36 is made variable.

ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを透過する光の波長は、光透過領域１０ａにおける第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離に依存する。したがって、第１電極２２と第３電極２４との間に印加する電圧を調整することで、透過する光の波長を適宜選択することができる。このとき、第２電極２３は、第３電極２４と同電位である。したがって、第２電極２３は、光透過領域１０ａにおいて第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を平坦に保つための補償電極として機能する。 The wavelength of light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10A depends on the distance between the first mirror section 35 and the second mirror section 36 in the light transmission region 10a. Therefore, by adjusting the voltage applied between the first electrode 22 and the third electrode 24, the wavelength of the transmitted light can be appropriately selected. At this time, the second electrode 23 has the same potential as the third electrode 24 . Therefore, the second electrode 23 functions as a compensation electrode for keeping the first mirror section 35 and the second mirror section 36 flat in the light transmission region 10a.

光検出装置１Ａでは、例えば、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａに印加する電圧を変化させながら（すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａにおいて第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離を変化させながら）、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光を光検出器８において検出することで、分光スペクトルを得ることができる。このとき、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光が、レンズ部５０によって光検出器８の受光領域８ａに集光される。 In the photodetector 1A, for example, while changing the voltage applied to the Fabry-Perot interference filter 10A (that is, while changing the distance between the first mirror section 35 and the second mirror section 36 in the Fabry-Perot interference filter 10A), A spectral spectrum can be obtained by detecting the light transmitted through the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A by the photodetector 8. FIG. At this time, in the Fabry-Perot interference filter 10A, the light transmitted through the first mirror section 35 and the second mirror section 36 is focused on the light receiving area 8a of the photodetector 8 by the lens section 50. FIG.

なお、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、光透過領域１０ａ（上述したように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａのうち、所定の波長を有する光を選択的に透過させるために第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離を所定の距離に制御することが可能な領域であって、第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離に応じた所定の波長を有する光が透過可能な領域）を、ラインＬに平行な方向から見た場合に第１電極２２の内側の領域（すなわち、補償電極として機能する第２電極２３が存在する領域）に対応する領域と捉えることもできるし、或いは、ラインＬに平行な方向から見た場合に開口４０ａに対応する領域と捉えることもできる。
［作用及び効果］ In the Fabry-Perot interference filter 10A, the light transmission region 10a (as described above, the first mirror section 35 and the second mirror 35 for selectively transmitting light having a predetermined wavelength in the Fabry-Perot interference filter 10A). (region where the distance from the mirror portion 36 can be controlled to a predetermined distance, and where light having a predetermined wavelength according to the distance between the first mirror portion 35 and the second mirror portion 36 can pass) can be regarded as a region corresponding to the region inside the first electrode 22 (that is, the region where the second electrode 23 functioning as a compensation electrode exists) when viewed in a direction parallel to the line L, or , the region corresponding to the opening 40a when viewed from a direction parallel to the line L.
[Action and effect]

光検出装置１Ａでは、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａが、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を光検出器８に集光するレンズ部５０を有している。これにより、受光領域８ａの小さい光検出器８を用いたとしても、当該受光領域８ａに、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を効率良く入射させることができる。つまり、受光領域８ａの小さい光検出器８を用いて、光検出器８から出力される信号においてノイズ成分を小さくしつつ、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを透過した光を効率良く検出することができる。ここで、光検出器８の受光領域８ａが小さくなると、光検出器８に対するレンズ部５０の位置（特に、光軸に垂直な方向における位置）に高い精度が要求される。光検出装置１Ａでは、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６の後段にレンズ部５０が位置しているため、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６の前段にレンズ部５０が位置している場合に比べ、レンズ部５０と光検出器８との距離が小さくなり、光検出器８に対するレンズ部５０の位置に要求される精度が緩和される。また、レンズ部５０が、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを構成する基板２１の第２表面２１ｂ側に一体的に設けられているため、レンズ部５０がファブリペロー干渉フィルタ１０Ａとは別体でスペーサ９に取り付けられている場合に比べ、光検出器８に対するレンズ部５０の位置にずれが生じ難い。以上により、光検出装置１Ａによれば、高感度且つ高精度な検出が可能となる。 In the photodetector 1A, the Fabry-Perot interference filter 10A has a lens portion 50 that collects the light transmitted through the first mirror portion 35 and the second mirror portion 36 onto the photodetector 8. FIG. As a result, even if a photodetector 8 having a small light receiving area 8a is used, the light transmitted through the first mirror section 35 and the second mirror section 36 can be efficiently incident on the light receiving area 8a. That is, by using the photodetector 8 having a small light receiving area 8a, it is possible to efficiently detect the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10A while reducing noise components in the signal output from the photodetector 8. FIG. Here, when the light receiving area 8a of the photodetector 8 becomes small, high accuracy is required for the position of the lens portion 50 with respect to the photodetector 8 (in particular, the position in the direction perpendicular to the optical axis). In the photodetector 1A, since the lens section 50 is positioned behind the first mirror section 35 and the second mirror section 36, the lens section 50 is positioned before the first mirror section 35 and the second mirror section 36. The distance between the lens unit 50 and the photodetector 8 becomes smaller than when the lens unit 50 is provided, and the accuracy required for the position of the lens unit 50 with respect to the photodetector 8 is relaxed. Further, since the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21 constituting the Fabry-Perot interference filter 10A, the lens portion 50 is attached to the spacer 9 separately from the Fabry-Perot interference filter 10A. The position of the lens unit 50 relative to the photodetector 8 is less likely to shift than when the lens unit 50 is attached. As described above, the photodetector 1A enables highly sensitive and highly accurate detection.

一例として、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａの径が７５０μｍであり、光検出器８の受光領域８ａの径が１００μｍである場合について、説明する。この場合、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａにレンズ部５０が設けられていないと、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光のうち、１００μｍの径の範囲しか、光検出器８の受光領域８ａに入射しない。つまり、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光の一部しか利用することができない。 As an example, a case where the diameter of the light transmitting region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A is 750 μm and the diameter of the light receiving region 8a of the photodetector 8 is 100 μm will be described. In this case, if the Fabry-Perot interference filter 10A is not provided with the lens portion 50, only the light-receiving region of the photodetector 8 having a diameter of 100 μm out of the light transmitted through the light-transmitting region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A. does not enter 8a. In other words, only part of the light transmitted through the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A can be used.

これに対し、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａにレンズ部５０が設けられていると、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光の略全てが光検出器８の受光領域８ａに入射する。つまり、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光の略全てを利用することができる。特に、汎用的な光源を用いて、被測定物からの反射光を分析するような場合には、反射光の光量が小さくなり易いことから、このように光を効率良く検出することは極めて重要である。 On the other hand, if the Fabry-Perot interference filter 10A is provided with the lens portion 50, substantially all of the light transmitted through the light-transmitting region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A enters the light-receiving region 8a of the photodetector 8. FIG. That is, substantially all of the light transmitted through the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A can be used. In particular, when analyzing reflected light from an object to be measured using a general-purpose light source, the amount of reflected light tends to be small, so it is extremely important to detect light efficiently in this way. is.

ただし、光検出器８の受光領域８ａの径が１００μｍであると、レンズ部５０によって集光される光の集光位置に±５０μｍ以下の精度が必要となり、すなわち、光検出器８の受光領域８ａに対するレンズ部５０の位置にも同様の精度が必要となる。ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、基板２１の第２表面２１ｂ側にレンズ部５０が一体的に設けられることで、そのような精度の実現が可能となっている。 However, if the diameter of the light-receiving region 8a of the photodetector 8 is 100 μm, the light-collecting position of the light collected by the lens unit 50 must have an accuracy of ±50 μm or less. Similar accuracy is required for the position of the lens portion 50 with respect to 8a. In the Fabry-Perot interference filter 10A, such precision can be achieved by integrally providing the lens portion 50 on the second surface 21b side of the substrate 21. FIG.

なお、パッケージ２の窓部１５にレンズ機能を持たせることで、光検出装置１Ａにおいて高感度な検出を実現することも可能である。しかし、窓部１５の径は、ステム３に対するキャップ４の実装精度を考慮すると、例えば１５００μｍというように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａの径よりも十分に大きい必要がある。また、光検出器８の受光領域８ａに対する窓部１５の位置に±５０μｍ程度の精度が必要となる。そのため、ステム３に対するキャップ４の実装においてアクティブアライメントを実施しないと、光検出器８の受光領域８ａに光が入射しないおそれがある。このように、レンズ部が大型化し、アクティブアライメントが必要になることから、窓部１５がレンズ機能を有する構成は、基板２１の第２表面２１ｂ側にレンズ部５０が一体的に設けられた構成に比べ、コスト的なメリットが小さい。 By giving the window portion 15 of the package 2 a lens function, it is also possible to realize highly sensitive detection in the photodetector 1A. However, considering the mounting accuracy of the cap 4 with respect to the stem 3, the diameter of the window 15 needs to be sufficiently larger than the diameter of the light transmitting region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A, for example 1500 μm. Further, the position of the window 15 with respect to the light receiving area 8a of the photodetector 8 requires an accuracy of about ±50 μm. Therefore, unless active alignment is performed in mounting the cap 4 on the stem 3 , there is a possibility that light will not enter the light receiving region 8 a of the photodetector 8 . In this way, since the lens portion is enlarged and active alignment is required, the configuration in which the window portion 15 has a lens function is a configuration in which the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21. has little cost advantage.

また、光検出装置１Ａでは、レンズ部５０が、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを構成する基板２１の第２表面２１ｂ側に一体的に設けられているため、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを実装する際に光検出器８に対するアライメントのみを考慮すればよい。したがって、レンズ部５０をファブリペロー干渉フィルタ１０Ａとは別体でスペーサ９に取り付ける場合に比べ、アセンブリを著しく容易にすることができる。また、半導体製造プロセスにおいて、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａをウェハレベルで製造するような場合には、レンズ部５０もウェハレベルで基板２１の第２表面２１ｂ側に一体的に設けることが可能となるため、小型で且つ位置精度が高いレンズ部５０を有するファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを容易に製造することができる。 Further, in the photodetector 1A, the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21 constituting the Fabry-Perot interference filter 10A. Only alignment with respect to detector 8 has to be considered. Therefore, compared to the case where the lens portion 50 is attached to the spacer 9 separately from the Fabry-Perot interference filter 10A, assembly can be significantly facilitated. Further, in the semiconductor manufacturing process, when the Fabry-Perot interference filter 10A is manufactured at the wafer level, the lens part 50 can also be integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21 at the wafer level. , the Fabry-Perot interference filter 10A having the lens portion 50 that is compact and has high positional accuracy can be easily manufactured.

また、光検出装置１Ａでは、レンズ部５０が、基板２１のうち第２表面２１ｂ側の部分に形成されている。この構成では、基板２１とレンズ部５０との間に界面が存在しないため、光学的なロスを抑制することができると共に、レンズ部５０の剥がれ等を防止することができる。また、半導体製造プロセスにおいて、レンズ部５０を高い位置精度で容易に形成することができる。また、基板２１がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率が３．５となる。このように、レンズ部５０を高屈折率材料によって形成することができるため、光検出器８とファブリペロー干渉フィルタ１０Ａとの距離を短くして、光検出装置１Ａの小型化を図ることが可能となる。更に、レンズ部５０の光出射面５０ａが開口４０ａの底面に位置しているため、光出射面５０ａの破損及び汚染を防止することができる。 Further, in the photodetector 1A, the lens portion 50 is formed on the portion of the substrate 21 on the second surface 21b side. In this configuration, since there is no interface between the substrate 21 and the lens portion 50, optical loss can be suppressed, and peeling of the lens portion 50 can be prevented. Further, in the semiconductor manufacturing process, the lens portion 50 can be easily formed with high positional accuracy. Further, when the substrate 21 is made of silicon, the refractive index of the lens portion 50 is 3.5. Since the lens portion 50 can be formed of a high refractive index material in this manner, the distance between the photodetector 8 and the Fabry-Perot interference filter 10A can be shortened, and the size of the photodetector 1A can be reduced. becomes. Furthermore, since the light exit surface 50a of the lens portion 50 is positioned on the bottom surface of the opening 40a, damage and contamination of the light exit surface 50a can be prevented.

また、光検出装置１Ａでは、光の入射方向から見た場合に、レンズ部５０の外縁が、窓部１５の外縁よりも内側に位置しており、光検出器８の受光領域８ａの外縁よりも外側に位置している。この構成により、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を光検出器８の受光領域８ａに効率良く入射させることができる。例えば、光検出器８の受光領域８ａ上にレンズが一体的に設けられた構成では、このような効果を得ることは困難である。ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａと同等か或いはそれ以上の大きさを有するレンズ部５０をファブリペロー干渉フィルタ１０Ａ側に一体的に設けることで、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを透過した光の検出効率を最大化することができる。
［第２実施形態］ Further, in the photodetector 1A, the outer edge of the lens portion 50 is located inside the outer edge of the window portion 15 when viewed from the light incident direction, and is positioned further inside than the outer edge of the light receiving region 8a of the photodetector 8. are also located outside. With this configuration, the light that has passed through the first mirror section 35 and the second mirror section 36 can be efficiently incident on the light receiving area 8a of the photodetector 8 . For example, in a configuration in which a lens is integrally provided on the light receiving area 8a of the photodetector 8, it is difficult to obtain such an effect. By integrally providing a lens portion 50 having a size equal to or larger than that of the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A on the side of the Fabry-Perot interference filter 10A, light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10A can be detected. Efficiency can be maximized.
[Second embodiment]

図６に示されるように、光検出装置１Ｂは、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂの構成において、上述した光検出装置１Ａと主に相違している。図７に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂでは、レンズ部５０が基板２１とは別体で構成されている。レンズ部５０は、光出射側に凸の光出射面５０ａ、及び平坦な光入射面５０ｂを有している。レンズ部５０の光入射面５０ｂは、開口４０ａを塞いだ状態で、保護層４６における光検出器８側の表面に例えば接着剤によって固定されている。つまり、レンズ部５０は、開口４０ａを塞ぐように第２層構造体４０に取り付けられている。なお、レンズ部５０を第２層構造体４０に取り付けるための接着剤に光学樹脂を用いて、当該光学樹脂を開口４０ａ内に満たしてもよい。 As shown in FIG. 6, the photodetector 1B mainly differs from the photodetector 1A described above in the configuration of the Fabry-Perot interference filter 10B. As shown in FIG. 7, in the Fabry-Perot interference filter 10B, the lens portion 50 is configured separately from the substrate 21. As shown in FIG. The lens portion 50 has a light emitting surface 50a convex on the light emitting side and a flat light incident surface 50b. The light incident surface 50b of the lens portion 50 is fixed to the surface of the protective layer 46 on the side of the photodetector 8 with an adhesive, for example, while closing the opening 40a. That is, the lens portion 50 is attached to the second layer structure 40 so as to close the opening 40a. An optical resin may be used as an adhesive for attaching the lens portion 50 to the second layer structure 40, and the opening 40a may be filled with the optical resin.

レンズ部５０の中心線は、ラインＬに一致している。ラインＬに平行な方向から見た場合に、レンズ部５０の外縁は、パッケージ２の窓部１５の外縁よりも内側に位置しており、光検出器８の受光領域８ａの外縁よりも外側に位置している。ここでは、レンズ部５０は、光透過領域１０ａよりも大きい径を有している。一例として、レンズ部５０の直径は１０００μｍ程度であり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは５０～４００μｍである。 A center line of the lens portion 50 coincides with the line L. As shown in FIG. When viewed in a direction parallel to the line L, the outer edge of the lens portion 50 is located inside the outer edge of the window portion 15 of the package 2 and outside the outer edge of the light receiving area 8a of the photodetector 8. positioned. Here, the lens portion 50 has a larger diameter than the light transmission region 10a. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 1000 μm, and when the lens portion 50 is made of silicon, the refractive index of the lens portion 50 is 3.5. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 50 to 400 μm.

なお、図８に示されるように、レンズ部５０は、フレネルレンズとして構成されていてもよい。一例として、レンズ部５０の直径は１０００μｍ程度であり、レンズ部５０の基板の厚さは２００μｍであり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、フレネルレンズの円の本数は１０本以上であり、凹凸の高さは４０μｍ以下であり、円と円との間隔は５０μｍ以下である。 In addition, as shown in FIG. 8, the lens unit 50 may be configured as a Fresnel lens. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 1000 μm, the thickness of the substrate of the lens portion 50 is 200 μm, and when the lens portion 50 is made of silicon, the refractive index of the lens portion 50 is 3.5. . The number of circles in the Fresnel lens is 10 or more, the height of the unevenness is 40 μm or less, and the distance between the circles is 50 μm or less.

以上のように構成された光検出装置１Ｂでも、基板２１の第２表面２１ｂ側にレンズ部５０が一体的に設けられているので、上述した光検出装置１Ａと同様に、高感度且つ高精度な検出が可能となる。 Also in the photodetector 1B configured as described above, the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21. Therefore, similarly to the photodetector 1A described above, high sensitivity and high accuracy can be obtained. detection is possible.

また、光検出装置１Ｂでは、レンズ部５０が、開口４０ａを塞ぐように第２層構造体４０に取り付けられている。この構成により、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂにおいて、基板２１の第１表面２１ａ側と第２表面２１ｂ側との間の応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部５０が採り得る形状（光出射面５０ａ等のレンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。なお、レンズ部５０によって開口４０ａが完全に塞がれず、開口４０ａの内部と外部とが連通するように構成されていてもよい。その場合、開口４０ａ内の空気の膨張及び収縮による応力の発生を抑制することができる。 Further, in the photodetector 1B, the lens portion 50 is attached to the second layer structure 40 so as to close the opening 40a. With this configuration, the stress balance between the first surface 21a side and the second surface 21b side of the substrate 21 can be improved in the Fabry-Perot interference filter 10B. In addition, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface such as the light exit surface 50a, etc.) that can be taken by the lens portion 50 can be increased. The opening 40a may not be completely closed by the lens portion 50, and the inside and outside of the opening 40a may communicate with each other. In that case, it is possible to suppress the occurrence of stress due to the expansion and contraction of the air inside the opening 40a.

また、光検出装置１Ｂでは、レンズ部５０が複数のスペーサ９の間に位置し（図６参照）、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂの重心が低くなるため、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂの安定性を向上させることができる。 Further, in the photodetector 1B, the lens portion 50 is positioned between the plurality of spacers 9 (see FIG. 6), and the center of gravity of the Fabry-Perot interference filter 10B is lowered, thereby improving the stability of the Fabry-Perot interference filter 10B. be able to.

また、レンズ部５０を第２層構造体４０に取り付ける際に、開口４０ａをアライメントの基準とすることができるので、レンズ部５０を精度良く且つ容易に実装することができる。 Further, since the opening 40a can be used as a reference for alignment when attaching the lens portion 50 to the second layer structure 40, the lens portion 50 can be mounted accurately and easily.

また、半導体製造プロセスにおいて、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂをウェハレベルで製造するような場合には、レンズ部５０もウェハレベルで実装することで、小型で且つ位置精度が高いレンズ部５０を有するファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂを容易に製造することができる。
［第３実施形態］ In addition, in the semiconductor manufacturing process, when the Fabry-Perot interference filter 10B is manufactured at the wafer level, the lens part 50 is also mounted at the wafer level. The interference filter 10B can be manufactured easily.
[Third Embodiment]

図９に示されるように、光検出装置１Ｃは、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃの構成において、上述した光検出装置１Ａと主に相違している。図１０に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃでは、レンズ部５０が基板２１とは別体で構成されている。レンズ部５０は、開口４０ａ内に配置されており、保護層４６上に設けられている。つまり、レンズ部５０は、第２反射防止層４１及び保護層４６を介して基板２１の第２表面２１ｂに間接的に設けられている。なお、レンズ部５０は、第２反射防止層４１及び保護層４６を介することなく基板２１の第２表面２１ｂに直接的に設けられていてもよい。 As shown in FIG. 9, the photodetector 1C mainly differs from the photodetector 1A described above in the configuration of the Fabry-Perot interference filter 10C. As shown in FIG. 10 , in the Fabry-Perot interference filter 10C, the lens section 50 is configured separately from the substrate 21 . The lens portion 50 is arranged in the opening 40 a and provided on the protective layer 46 . That is, the lens portion 50 is indirectly provided on the second surface 21 b of the substrate 21 via the second antireflection layer 41 and the protective layer 46 . Note that the lens portion 50 may be provided directly on the second surface 21b of the substrate 21 without the second antireflection layer 41 and the protective layer 46 interposed therebetween.

レンズ部５０は、フレネルレンズとして構成されている。一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度である。また、フレネルレンズの円の本数は１０～５０本であり、凹凸の高さは５～４０μｍであり、円と円との間隔は５～５０μｍである。このようなレンズ部５０は、３Ｄマスクを利用してレジスト（樹脂）をパターニングする方法、型を利用した方法等によって、形成される。 The lens portion 50 is configured as a Fresnel lens. As an example, the diameter of the lens portion 50 is approximately 750 μm. The number of circles in the Fresnel lens is 10 to 50, the height of the unevenness is 5 to 40 μm, and the distance between the circles is 5 to 50 μm. Such a lens portion 50 is formed by a method of patterning a resist (resin) using a 3D mask, a method using a mold, or the like.

なお、図１１に示されるように、レンズ部５０は、光出射側に凸の光出射面５０ａを有する凸レンズとして構成されていてもよい。一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは１００～４００μｍである。このようなレンズ部５０は、３Ｄマスクを利用してレジスト（樹脂）をパターニングする方法、通常のマスクを利用してレジスト（樹脂）をパターニングし、キュアする方法、型を利用した方法等によって、形成される。 In addition, as shown in FIG. 11, the lens portion 50 may be configured as a convex lens having a convex light emitting surface 50a on the light emitting side. As an example, the diameter of the lens portion 50 is approximately 750 μm. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 100 to 400 μm. Such a lens portion 50 is formed by a method of patterning a resist (resin) using a 3D mask, a method of patterning and curing a resist (resin) using a normal mask, a method of using a mold, or the like. It is formed.

また、図１２及び図１３に示されるように、基板２１とは別体で構成されたレンズ部５０が、開口４０ａ内に例えば接着剤によって固定されていてもよい。この場合にも、レンズ部５０は、第２反射防止層４１及び保護層４６を介して基板２１の第２表面２１ｂに間接的に設けられていてもよいし、或いは、第２反射防止層４１及び保護層４６を介することなく基板２１の第２表面２１ｂに直接的に設けられていてもよい。 Further, as shown in FIGS. 12 and 13, a lens portion 50 configured separately from the substrate 21 may be fixed in the opening 40a with an adhesive, for example. Also in this case, the lens portion 50 may be indirectly provided on the second surface 21b of the substrate 21 via the second antireflection layer 41 and the protective layer 46, or alternatively, the second antireflection layer 41 And it may be provided directly on the second surface 21b of the substrate 21 without the protective layer 46 interposed therebetween.

図１２に示されるように、レンズ部５０がフレネルレンズとして構成されている場合、一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度であり、レンズ部５０の基板の厚さは２００μｍであり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、フレネルレンズの円の本数は５本以上であり、凹凸の高さは３０μｍ以下であり、円と円との間隔は８０μｍ以下である。 As shown in FIG. 12, when the lens portion 50 is configured as a Fresnel lens, for example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm, the thickness of the substrate of the lens portion 50 is 200 μm, and the thickness of the lens portion 50 is about 200 μm. When 50 is made of silicon, the refractive index of lens portion 50 is 3.5. The number of circles in the Fresnel lens is 5 or more, the height of the unevenness is 30 μm or less, and the distance between the circles is 80 μm or less.

図１３に示されるように、レンズ部５０が凸レンズとして構成されている場合、一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度であり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは５０～４００μｍである。 As shown in FIG. 13, when the lens portion 50 is configured as a convex lens, as an example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm. The rate is 3.5. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 50 to 400 μm.

以上のように構成された光検出装置１Ｃでも、基板２１の第２表面２１ｂ側にレンズ部５０が一体的に設けられているので、上述した光検出装置１Ａと同様に、高感度且つ高精度な検出が可能となる。 Also in the photodetector 1C configured as described above, the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21. Therefore, similarly to the photodetector 1A described above, high sensitivity and high accuracy can be achieved. detection is possible.

また、光検出装置１Ｃでは、レンズ部５０が、基板２１の第２表面２１ｂに直接的又は間接的に設けられている。この構成により、レンズ部５０が基板２１の一部分に形成されている場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃの応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部５０が採り得る形状（光出射面５０ａ等のレンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。 Further, in the photodetector 1C, the lens portion 50 is provided directly or indirectly on the second surface 21b of the substrate 21. As shown in FIG. With this configuration, the stress balance of the Fabry-Perot interference filter 10C can be improved as compared with the case where the lens portion 50 is formed on a portion of the substrate 21. FIG. In addition, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface such as the light exit surface 50a, etc.) that can be taken by the lens portion 50 can be increased.

また、光検出装置１Ｃでは、レンズ部５０が、開口４０ａ内に配置されている。この構成により、レンズ部５０が基板２１とは別体であったとしても、レンズ部５０の位置にずれが生じるのを抑制することができる。また、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃの厚さが大きくなるのを抑制しつつ、例えば、レンズ部５０が開口４０ａ内に配置されている分だけレンズ部５０の厚さを大きくすることで、レンズ部５０の集光機能を向上させることができる。更に、レンズ部５０の全体を開口４０ａ内に配置することで、レンズ部５０の破損及び汚染を防止することができる。 Further, in the photodetector 1C, the lens portion 50 is arranged inside the opening 40a. With this configuration, even if the lens portion 50 is separate from the substrate 21, it is possible to suppress the positional deviation of the lens portion 50 from occurring. In addition, while suppressing an increase in the thickness of the Fabry-Perot interference filter 10C, for example, by increasing the thickness of the lens unit 50 by the amount that the lens unit 50 is arranged in the opening 40a, the lens unit 50 can improve the light-gathering function of Furthermore, by arranging the entire lens portion 50 within the opening 40a, damage and contamination of the lens portion 50 can be prevented.

また、レンズ部５０を基板２１の第２表面２１ｂに取り付ける場合には、開口４０ａに収めるように開口４０ａをアライメントの基準とすることができるので、レンズ部５０を精度良く且つ容易に実装することができる。 Further, when the lens portion 50 is attached to the second surface 21b of the substrate 21, the opening 40a can be used as a reference for alignment so that the lens portion 50 can be accommodated in the opening 40a. can be done.

また、半導体製造プロセスにおいて、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃをウェハレベルで製造するような場合には、レンズ部５０もウェハレベルで実装することで、小型で且つ位置精度が高いレンズ部５０を有するファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃを容易に製造することができる。 In the semiconductor manufacturing process, when the Fabry-Perot interference filter 10C is manufactured at the wafer level, the lens part 50 is also mounted at the wafer level. The interference filter 10C can be manufactured easily.

なお、図１４及び図１５に示されるように、基板２１の第２表面２１ｂに第２層構造体４０が構成されていなくてもよい。この場合にも、レンズ部５０が基板２１の一部分に形成されている場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃの応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部５０が採り得る形状（光出射面５０ａ等のレンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。 In addition, as shown in FIGS. 14 and 15, the second layer structure 40 may not be formed on the second surface 21b of the substrate 21. FIG. Also in this case, the stress balance of the Fabry-Perot interference filter 10C can be improved as compared with the case where the lens portion 50 is formed on a part of the substrate 21. FIG. In addition, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface such as the light exit surface 50a, etc.) that can be taken by the lens portion 50 can be increased.

図１４に示されるように、レンズ部５０が凸レンズとして構成されている場合、一例として、レンズ部５０の直径は１０００μｍ程度であり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは５０～４００μｍである。なお、基板２１の第２表面２１ｂ側に、レンズ部５０を囲むように遮光層４５が形成されていてもよい。 As shown in FIG. 14, when the lens portion 50 is configured as a convex lens, as an example, the diameter of the lens portion 50 is about 1000 μm. The rate is 3.5. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 50 to 400 μm. A light shielding layer 45 may be formed on the second surface 21 b side of the substrate 21 so as to surround the lens portion 50 .

図１５に示されるように、レンズ部５０がフレネルレンズとして構成されている場合、一例として、レンズ部５０の直径は１０００μｍ程度であり、レンズ部５０の基板の厚さは２００μｍであり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、フレネルレンズの円の本数は１０本以上であり、凹凸の高さは４０μｍ以下であり、円と円との間隔は５０μｍ以下である。なお、基板２１の第２表面２１ｂ側に、レンズ部５０を囲むように遮光層４５が形成されていてもよい。
［変形例］ As shown in FIG. 15, when the lens portion 50 is configured as a Fresnel lens, for example, the diameter of the lens portion 50 is about 1000 μm, the thickness of the substrate of the lens portion 50 is 200 μm, and the thickness of the substrate of the lens portion 50 is 200 μm. When 50 is made of silicon, the refractive index of lens portion 50 is 3.5. The number of circles in the Fresnel lens is 10 or more, the height of the unevenness is 40 μm or less, and the distance between the circles is 50 μm or less. A light shielding layer 45 may be formed on the second surface 21 b side of the substrate 21 so as to surround the lens portion 50 .
[Modification]

以上、本発明の第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態について説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。 Although the first, second, and third embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to each of the above-described embodiments. For example, the material and shape of each configuration are not limited to the materials and shapes described above, and various materials and shapes can be adopted.

また、レンズ部５０は、基板２１の第２表面２１ｂ側に一体的に設けられていればよい。つまり、レンズ部５０は、各ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの製造の時点において、各ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの一部として第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６の後段に設けられていればよい。 Moreover, the lens portion 50 may be provided integrally on the second surface 21b side of the substrate 21 . In other words, at the time of manufacture of each of the Fabry-Perot interference filters 10A, 10B, and 10C, the lens section 50 is a part of each of the Fabry-Perot interference filters 10A, 10B, and 10C, which is the rear stage of the first mirror section 35 and the second mirror section 36 . It is sufficient if it is provided in

第２層構造体４０は、第１層構造体３０と対応するように構成されていれば、基板２１を基準として第１層構造体３０と対称の積層構造を有していなくてもよい。第２層構造体４０が設けられていない場合に比べ、基板２１の反り等を抑制することができる層構造を第２層構造体４０が有していれば、当該第２層構造体４０は、第１層構造体３０と対応するように構成されているといえる。 As long as the second layer structure 40 is configured to correspond to the first layer structure 30 , the second layer structure 40 does not have to have a layered structure symmetrical with the first layer structure 30 with respect to the substrate 21 . If the second layer structure 40 has a layer structure capable of suppressing warping or the like of the substrate 21 compared to the case where the second layer structure 40 is not provided, the second layer structure 40 can be , and the first layer structure 30 .

また、バンドパスフィルタ１４は、光透過部材１３の光入射面１３ａに設けられていてもよいし、光透過部材１３の光入射面１３ａ及び光出射面１３ｂの両方に設けられていてもよい。 Also, the bandpass filter 14 may be provided on the light incident surface 13 a of the light transmitting member 13 , or may be provided on both the light incident surface 13 a and the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13 .

また、ラインＬに平行な方向から見た場合に、各ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの光透過領域１０ａの外縁が窓部１５の外縁よりも外側に位置していてもよい。この場合、窓部１５から入射した光のうち光透過領域１０ａに入り込む光の割合が増し、窓部１５から入射した光の利用効率が高くなる。また、光透過領域１０ａに対する窓部１５の位置が多少ずれたとしても、窓部１５から入射した光が光透過領域１０ａに入り込むため、光検出装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの組立時における位置精度の要求が緩和される。
［参考例］ Further, when viewed from a direction parallel to the line L, the outer edge of the light transmission region 10a of each of the Fabry-Perot interference filters 10A, 10B, and 10C may be positioned outside the outer edge of the window portion 15. FIG. In this case, the ratio of the light entering the light transmission region 10a to the light incident from the window 15 increases, and the efficiency of using the light incident from the window 15 increases. Further, even if the position of the window portion 15 relative to the light transmission region 10a is slightly deviated, the light incident from the window portion 15 enters the light transmission region 10a. requirements are relaxed.
[Reference example]

図１６に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１００は、第１基板１０１と、第２基板１０２と、第１ミラー部１０３と、第２ミラー部１０４と、第１電極１０５と、第２電極１０６と、レンズ部１０７と、を備えている。ファブリペロー干渉フィルタ１００には、例えば、ラインＬを中心線として光透過領域１１０ａが設定されている。 As shown in FIG. 16, the Fabry-Perot interference filter 100 includes a first substrate 101, a second substrate 102, a first mirror section 103, a second mirror section 104, a first electrode 105, and a second electrode. 106 and a lens portion 107 . In the Fabry-Perot interference filter 100, for example, a light transmission region 110a is set with the line L as the center line.

第１基板１０１と第２基板１０２とは、ラインＬに平行な方向において、互いに重ねられている。第１基板１０１の表面１０１ａは、第２基板１０２の表面１０２ａに接合されている。第１ミラー部１０３は、第１基板１０１のうち光透過領域１１０ａに対応する部分に設けられている。第２ミラー部１０４は、第２基板１０２のうち光透過領域１１０ａに対応する部分に設けられている。第１ミラー部１０３と第２ミラー部１０４とは、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して互いに対向している。第１電極１０５は、ラインＬに平行な方向から見た場合に第１ミラー部１０３を囲むように第１基板１０１に設けられている。第２電極１０６は、ラインＬに平行な方向から見た場合に第２ミラー部１０４を囲むように第２基板１０２に設けられている。第１電極１０５と第２電極１０６とは、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して互いに対向している。 The first substrate 101 and the second substrate 102 are stacked on each other in a direction parallel to the line L. As shown in FIG. The surface 101 a of the first substrate 101 is bonded to the surface 102 a of the second substrate 102 . The first mirror portion 103 is provided in a portion of the first substrate 101 corresponding to the light transmission region 110a. The second mirror portion 104 is provided on a portion of the second substrate 102 corresponding to the light transmission region 110a. The first mirror section 103 and the second mirror section 104 are opposed to each other with a gap S therebetween in a direction parallel to the line L. As shown in FIG. The first electrode 105 is provided on the first substrate 101 so as to surround the first mirror section 103 when viewed in a direction parallel to the line L. As shown in FIG. The second electrode 106 is provided on the second substrate 102 so as to surround the second mirror section 104 when viewed in a direction parallel to the line L. As shown in FIG. The first electrode 105 and the second electrode 106 are opposed to each other with a gap S therebetween in the direction parallel to the line L. As shown in FIG.

第２基板１０２における第１基板１０１とは反対側の表面１０２ｂには、ラインＬに平行な方向から見た場合に第２ミラー部１０４及び第２電極１０６を囲むように溝１０２ｃが形成されている。第２基板１０２のうち溝１０２ｃに囲まれた部分は、溝１０２ｃが形成された部分をダイヤフラム状の保持部１０２ｄとして、ラインＬに平行な方向に変位可能である。なお、第２基板１０２の表面１０２ａに、ラインＬに平行な方向から見た場合に第２ミラー部１０４及び第２電極１０６を囲むように溝が形成されることで、ダイヤフラム状の保持部１０２ｄが構成されていてもよい。また、第１基板１０１における第２基板１０２とは反対側の表面１０１ｂ、又は第１基板１０１の表面１０１ａに、ラインＬに平行な方向から見た場合に第１ミラー部１０３及び第１電極１０５を囲むように溝が形成されることで、ダイヤフラム状の保持部が構成されていてもよい。その場合、第１基板１０１のうち当該溝に囲まれた部分が、当該溝が形成された部分をダイヤフラム状の保持部として、ラインＬに平行な方向に変位可能である。また、ダイヤフラム状の保持部に代えて、ラインＬを中心として放射状に配置された複数の梁によって保持部が構成されていてもよい。 A groove 102c is formed on the surface 102b of the second substrate 102 opposite to the first substrate 101 so as to surround the second mirror section 104 and the second electrode 106 when viewed in a direction parallel to the line L. there is A portion of the second substrate 102 surrounded by the grooves 102c can be displaced in a direction parallel to the line L using the portion where the grooves 102c are formed as a diaphragm-shaped holding portion 102d. In addition, a groove is formed on the surface 102a of the second substrate 102 so as to surround the second mirror section 104 and the second electrode 106 when viewed in a direction parallel to the line L, thereby forming a diaphragm-shaped holding section 102d. may be configured. In addition, when viewed from a direction parallel to the line L, the surface 101b of the first substrate 101 opposite to the second substrate 102 or the surface 101a of the first substrate 101 has a first mirror portion 103 and a first electrode 105. A diaphragm-shaped holding portion may be formed by forming a groove so as to surround the . In that case, the portion of the first substrate 101 surrounded by the groove can be displaced in a direction parallel to the line L using the portion where the groove is formed as a diaphragm-shaped holding portion. Further, instead of the diaphragm-shaped holding portion, the holding portion may be configured by a plurality of beams radially arranged with the line L as the center.

ファブリペロー干渉フィルタ１００では、第１電極１０５と第２電極１０６との間に電圧が印加されると、当該電圧に応じた静電気力が第１電極１０５と第２電極１０６との間に発生する。当該静電気力によって、第２基板１０２のうち溝１０２ｃに囲まれた部分が第１基板１０１側に引き付けられ、第１ミラー部１０３と第２ミラー部１０４との距離が調整される。そして、第１ミラー部１０３と第２ミラー部１０４との距離に応じた波長を有する光が、第１基板１０１側から第２基板１０２側に第１ミラー部１０３及び第２ミラー部１０４を透過する。 In the Fabry-Perot interference filter 100, when a voltage is applied between the first electrode 105 and the second electrode 106, an electrostatic force corresponding to the voltage is generated between the first electrode 105 and the second electrode 106. . The portion of the second substrate 102 surrounded by the groove 102c is attracted toward the first substrate 101 by the electrostatic force, and the distance between the first mirror section 103 and the second mirror section 104 is adjusted. Light having a wavelength corresponding to the distance between the first mirror section 103 and the second mirror section 104 is transmitted through the first mirror section 103 and the second mirror section 104 from the first substrate 101 side to the second substrate 102 side. do.

レンズ部１０７は、第２基板１０２の表面１０２ｂ側に一体的に設けられている。レンズ部１０７は、第１ミラー部１０３及び第２ミラー部１０４を透過した光を集光する。レンズ部１０７は、フレネルレンズとして、表面１０２ｂに直接的又は間接的に設けられている。なお、レンズ部１０７は、凸レンズとして、表面１０２ｂに直接的又は間接的に設けられていてもよい。また、レンズ部１０７は、フレネルレンズ又は凸レンズとして、第２基板１０２のうち表面１０２ｂ側の部分に形成されていてもよい。 The lens portion 107 is integrally provided on the surface 102b side of the second substrate 102 . The lens portion 107 collects the light that has passed through the first mirror portion 103 and the second mirror portion 104 . The lens portion 107 is provided directly or indirectly on the surface 102b as a Fresnel lens. Note that the lens portion 107 may be provided directly or indirectly on the surface 102b as a convex lens. Further, the lens portion 107 may be formed as a Fresnel lens or a convex lens on a portion of the second substrate 102 on the surface 102b side.

一例として、第１ミラー部１０３及び第２ミラー部１０４を透過した光は、ファブリペロー干渉フィルタ１００を収容するパッケージ内、又は当該パッケージ外に配置された光検出器（ファブリペロー干渉フィルタ１００から離れた状態で配置された光検出器）に、レンズ部１０７によって集光される。以上のように構成されたファブリペロー干渉フィルタ１００によれば、第２基板１０２の表面１０２ｂ側にレンズ部１０７が一体的に設けられているので、後段の光検出器において高感度且つ高精度な検出が可能となる。 As an example, the light transmitted through the first mirror section 103 and the second mirror section 104 passes through a photodetector (separate from the Fabry-Perot interference filter 100) arranged inside the package that accommodates the Fabry-Perot interference filter 100 or outside the package. The light is condensed by the lens unit 107 on the photodetector arranged in the state of being folded. According to the Fabry-Perot interference filter 100 configured as described above, since the lens portion 107 is integrally provided on the surface 102b side of the second substrate 102, the photodetector in the subsequent stage can achieve high sensitivity and high accuracy. Detection becomes possible.

以下、ファブリペロー干渉フィルタ１００の具体的構成について説明する。第１基板１０１及び第２基板１０２は、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、若しくは無アルカリガラス等の各種ガラス、又は水晶等によって、それぞれ、矩形板状に形成されている。第１基板１０１の厚さは、例えば５００μｍ程度である。第２基板１０２の厚さは、例えば２００μｍ程度である。第１基板１０１の表面１０１ａと第２基板１０２の表面１０２ａとは、例えばプラズマ重合膜等によって互いに接合されている。 A specific configuration of the Fabry-Perot interference filter 100 will be described below. The first substrate 101 and the second substrate 102 are made of, for example, various kinds of glass such as soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, or non-alkali glass, crystal, or the like. It is formed like a plate. The thickness of the first substrate 101 is, for example, about 500 μm. The thickness of the second substrate 102 is, for example, about 200 μm. The surface 101a of the first substrate 101 and the surface 102a of the second substrate 102 are bonded together by, for example, a plasma polymerized film.

第１基板１０１には、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して第２基板１０２の表面１０２ａと対向する表面１０１ｃ及び表面１０１ｄが形成されている。表面１０１ｃは、ラインＬを中心線として円形状に形成されている。表面１０１ｄは、ラインＬに平行な方向から見た場合に表面１０１ｃを囲むように、ラインＬを中心線として円環状に形成されている。第１基板１０１の表面１０１ｃと第２基板１０２の表面１０２ａとの距離は、第１基板１０１の表面１０１ｄと第２基板１０２の表面１０２ａとの距離よりも小さい。第２基板１０２においてダイヤフラムを構成するための溝１０２ｃは、ラインＬを中心線として円環状に形成されている。第１基板１０１の表面１０１ｃ及び表面１０１ｄは、表面１０１ａ側から第１基板１０１にエッチングを施すことで形成される。第２基板１０２の溝１０２ｃは、表面１０２ｂ側から第２基板１０２にエッチングを施すことで形成される。 A surface 101c and a surface 101d facing the surface 102a of the second substrate 102 with a gap S in the direction parallel to the line L are formed on the first substrate 101 . The surface 101c is formed in a circular shape with the line L as the center line. The surface 101d is formed in an annular shape with the line L as the center line so as to surround the surface 101c when viewed in a direction parallel to the line L. As shown in FIG. The distance between surface 101c of first substrate 101 and surface 102a of second substrate 102 is smaller than the distance between surface 101d of first substrate 101 and surface 102a of second substrate 102 . A groove 102c for forming a diaphragm in the second substrate 102 is formed in an annular shape with the line L as the center line. The surface 101c and the surface 101d of the first substrate 101 are formed by etching the first substrate 101 from the surface 101a side. The groove 102c of the second substrate 102 is formed by etching the second substrate 102 from the surface 102b side.

第１ミラー部１０３は、第１基板１０１の表面１０１ｃに形成されている。第２ミラー部１０４は、第２基板１０２の表面１０２ａに形成されている。第１ミラー部１０３及び第２ミラー部１０４は、例えば、金属膜、誘電体多層膜、又はそれらの複合膜であり、それぞれ、ラインＬを中心線として円形膜状に形成されている。 The first mirror section 103 is formed on the surface 101 c of the first substrate 101 . The second mirror section 104 is formed on the surface 102 a of the second substrate 102 . The first mirror section 103 and the second mirror section 104 are, for example, a metal film, a dielectric multilayer film, or a composite film thereof, and are formed in a circular film shape with the line L as the center line.

第１電極１０５は、第１基板１０１の表面１０１ｄに形成されている。第２電極１０６は、第２基板１０２の表面１０２ａに形成されている。第１電極１０５及び第２電極１０６は、例えば金属材料によって形成されており、それぞれ、ラインＬを中心線として円環状に延在している。第１電極１０５は、例えば、第１基板１０１のうち外部からアクセス可能な領域に設けられた電極パッド（図示省略）に配線（図示省略）を介して電気的に接続されている。当該配線は、例えば、第１基板１０１の表面１０１ａに形成された溝内に設けられている。第２電極１０６は、例えば、第２基板１０２のうち外部からアクセス可能な領域に設けられた電極パッド（図示省略）に配線（図示省略）を介して電気的に接続されている。当該配線は、例えば、第２基板１０２の表面１０２ａに形成された溝内に設けられている。 The first electrode 105 is formed on the surface 101 d of the first substrate 101 . A second electrode 106 is formed on the surface 102 a of the second substrate 102 . The first electrode 105 and the second electrode 106 are made of, for example, a metal material, and extend annularly with the line L as the center line. The first electrode 105 is electrically connected to, for example, an electrode pad (not shown) provided in an externally accessible region of the first substrate 101 via a wiring (not shown). The wiring is provided in a groove formed in the surface 101a of the first substrate 101, for example. The second electrode 106 is electrically connected to, for example, an electrode pad (not shown) provided in an externally accessible region of the second substrate 102 via a wiring (not shown). The wiring is provided, for example, in a groove formed on the surface 102a of the second substrate 102. As shown in FIG.

レンズ部１０７は、例えば、シリコン、樹脂、ガラス等によって形成されている。レンズ部１０７は、第２基板１０２の表面１０２ａのうち溝１０２ｃの内側の領域に、例えば光学樹脂によって接合されている。ラインＬに平行な方向から見た場合に、レンズ部１０７の外縁は、第１ミラー部１０３の外縁及び第２ミラー部１０４の外縁を含んでいる。 The lens portion 107 is made of, for example, silicon, resin, glass, or the like. The lens portion 107 is bonded to a region inside the groove 102c on the surface 102a of the second substrate 102 by, for example, optical resin. When viewed in a direction parallel to the line L, the outer edge of the lens section 107 includes the outer edge of the first mirror section 103 and the outer edge of the second mirror section 104 .

第１基板１０１の表面１０１ｂには、開口１０８ａを有する遮光層１０８が形成されている。遮光層１０８は、例えば金属材料によって形成されている。開口１０８ａは、ラインＬを中心線として円形状に形成されており、光透過領域１１０ａに入射する光を絞るアパーチャとして機能する。第１基板１０１の表面１０１ｂのうち少なくとも第１ミラー部１０３と対向する領域（すなわち、少なくとも開口１０８ａの内側の領域）、及び第２基板１０２の表面１０２ｂのうち少なくとも第２ミラー部１０４と対向する領域（すなわち、少なくともレンズ部１０７と対向する領域）に、それぞれ、反射防止層が形成されていてもよい。 A light shielding layer 108 having an opening 108a is formed on the surface 101b of the first substrate 101 . The light shielding layer 108 is made of, for example, a metal material. The opening 108a is formed in a circular shape with the line L as the center line, and functions as an aperture that narrows down the light incident on the light transmission region 110a. At least a region of the surface 101b of the first substrate 101 facing the first mirror portion 103 (that is, at least a region inside the opening 108a), and at least a region facing the second mirror portion 104 of the surface 102b of the second substrate 102 An antireflection layer may be formed in each of the regions (that is, at least the regions facing the lens portion 107).

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…光検出装置、２…パッケージ、８…光検出器、８ａ…受光領域、９…スペーサ（支持部）、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…ファブリペロー干渉フィルタ、１５…窓部、２１…基板、２１ａ…第１表面、２１ｂ…第２表面、３０…第１層構造体、３５…第１ミラー部、３６…第２ミラー部、４０…第２層構造体、４０ａ…開口、５０…レンズ部、Ｓ…空隙。 1A, 1B, 1C... photodetector, 2... package, 8... photodetector, 8a... light receiving area, 9... spacer (supporting part), 10A, 10B, 10C... Fabry-Perot interference filter, 15... window part, 21 1st surface 21b 2nd surface 30 1st layer structure 35 1st mirror section 36 2nd mirror section 40 2nd layer structure 40a opening 50 ... lens portion, S ... void.

Claims (11)

光を入射させる窓部が設けられたパッケージと、
前記パッケージの内面に配置され、前記窓部から入射した前記光を透過させるバンドパスフィルタと、
前記パッケージ内に配置され、前記バンドパスフィルタを透過した前記光を透過させるファブリペロー干渉フィルタと、
前記ファブリペロー干渉フィルタから離れた状態で前記パッケージ内に配置され、前記ファブリペロー干渉フィルタを透過した前記光を検出する光検出器と、を備え、
前記光の入射方向から見た場合に、前記バンドパスフィルタの外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置しており、
前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記窓部側の第１表面及び前記光検出器側の第２表面を有する基板と、
前記第１表面に配置され、空隙を介して互いに対向し且つ互いの距離が可変とされた第１ミラー部及び第２ミラー部が設けられた第１層構造体と、
前記第２表面側に一体的に設けられ、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部を透過した前記光を前記光検出器に集光するレンズ部と、を有し、
前記第１層構造体は、
前記第１表面に配置され、前記第１ミラー部を含む第１積層体と、
前記第１積層体上に配置され、前記空隙を形成する中間層と、
前記中間層上に配置され、前記第２ミラー部を含む第２積層体と、を有し、
前記光の入射方向から見た場合に、前記レンズ部は、前記空隙の内側に位置している、光検出装置。 a package provided with a window through which light is incident;
a bandpass filter disposed on the inner surface of the package and transmitting the light incident from the window;
a Fabry-Perot interference filter disposed in the package for transmitting the light transmitted through the bandpass filter ;
a photodetector disposed within the package spaced apart from the Fabry-Perot interference filter and detecting the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter;
an outer edge of the bandpass filter is positioned outside an outer edge of the Fabry-Perot interference filter when viewed from the direction of incidence of the light;
The Fabry-Perot interference filter is
a substrate having a first surface on the window side and a second surface on the photodetector side;
a first layer structure provided with a first mirror section and a second mirror section arranged on the first surface and opposed to each other with a gap therebetween and having a variable distance therebetween;
a lens unit that is integrally provided on the second surface side and collects the light that has passed through the first mirror unit and the second mirror unit onto the photodetector;
The first layer structure is
a first laminate disposed on the first surface and including the first mirror section;
an intermediate layer disposed on the first laminate and forming the void;
a second laminate disposed on the intermediate layer and including the second mirror section;
The photodetector, wherein the lens portion is positioned inside the gap when viewed from the incident direction of the light. 光を入射させる窓部が設けられたパッケージと、
前記パッケージの内面に配置され、前記窓部から入射した前記光を透過させるバンドパスフィルタと、
前記パッケージ内に配置され、前記バンドパスフィルタを透過した前記光を透過させるファブリペロー干渉フィルタと、
前記ファブリペロー干渉フィルタから離れた状態で前記パッケージ内に配置され、前記ファブリペロー干渉フィルタを透過した前記光を検出する光検出器と、を備え、
前記光の入射方向から見た場合に、前記バンドパスフィルタの外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置しており、
前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記窓部側の第１表面及び前記光検出器側の第２表面を有する基板と、
前記第１表面に配置され、空隙を介して互いに対向し且つ互いの距離が可変とされた第１ミラー部及び第２ミラー部が設けられた第１層構造体と、
前記第２表面側に一体的に設けられ、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部を透過した前記光を前記光検出器に集光するレンズ部と、
前記第１層構造体に設けられた第１端子及び第２端子と、を有し、
前記第１層構造体は、
前記第１表面に配置され、前記第１ミラー部を含む第１積層体と、
前記第１積層体上に配置され、前記空隙を形成する中間層と、
前記中間層上に配置され、前記第２ミラー部を含む第２積層体と、を有し、
前記光の入射方向から見た場合に、前記第１端子及び前記第２端子は、前記レンズ部の外側に位置している、光検出装置。 a package provided with a window through which light is incident;
a bandpass filter disposed on the inner surface of the package and transmitting the light incident from the window;
a Fabry-Perot interference filter disposed in the package for transmitting the light transmitted through the bandpass filter ;
a photodetector disposed within the package spaced apart from the Fabry-Perot interference filter and detecting the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter;
an outer edge of the bandpass filter is positioned outside an outer edge of the Fabry-Perot interference filter when viewed from the direction of incidence of the light;
The Fabry-Perot interference filter is
a substrate having a first surface on the window side and a second surface on the photodetector side;
a first layer structure provided with a first mirror section and a second mirror section arranged on the first surface and opposed to each other with a gap therebetween and having a variable distance therebetween;
a lens unit that is integrally provided on the second surface side and collects the light transmitted through the first mirror unit and the second mirror unit onto the photodetector;
a first terminal and a second terminal provided on the first layer structure;
The first layer structure is
a first laminate disposed on the first surface and including the first mirror section;
an intermediate layer disposed on the first laminate and forming the void;
a second laminate disposed on the intermediate layer and including the second mirror section;
The photodetector, wherein the first terminal and the second terminal are positioned outside the lens section when viewed from the incident direction of the light. 前記レンズ部は、前記基板のうち前記第２表面側の部分に形成されている、請求項１又は２に記載の光検出装置。 3. The photodetector according to claim 1, wherein the lens portion is formed on a portion of the substrate on the second surface side. 前記レンズ部は、前記第２表面に直接的又は間接的に設けられている、請求項１又は２に記載の光検出装置。 3. The photodetector according to claim 1, wherein said lens portion is provided directly or indirectly on said second surface. 前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記第２表面に配置され、前記第１層構造体に対応するように構成された第２層構造体を更に有し、
前記第２層構造体には、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部を透過した前記光が通過する開口が形成されており、
前記レンズ部は、前記開口内に配置されている、請求項４に記載の光検出装置。 The Fabry-Perot interference filter is
further comprising a second layer structure disposed on the second surface and configured to correspond to the first layer structure;
The second layer structure has an opening through which the light transmitted through the first mirror section and the second mirror section passes,
5. The photodetector according to claim 4, wherein said lens portion is arranged within said opening. 前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記第２表面に配置され、前記第１層構造体に対応するように構成された第２層構造体を更に有し、
前記第２層構造体には、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部を透過した前記光が通過する開口が形成されており、
前記レンズ部は、前記開口を塞ぐように前記第２層構造体に取り付けられている、請求項１又は２に記載の光検出装置。 The Fabry-Perot interference filter is
further comprising a second layer structure disposed on the second surface and configured to correspond to the first layer structure;
The second layer structure has an opening through which the light transmitted through the first mirror section and the second mirror section passes,
3. The photodetector according to claim 1, wherein said lens portion is attached to said second layer structure so as to block said opening. 前記光の入射方向から見た場合に、前記レンズ部の外縁は、前記窓部の外縁よりも内側に位置しており、前記光検出器の受光領域の外縁よりも外側に位置している、請求項１～６のいずれか一項に記載の光検出装置。 When viewed from the incident direction of the light, the outer edge of the lens portion is located inside the outer edge of the window portion and outside the outer edge of the light receiving area of the photodetector. The photodetector according to any one of claims 1 to 6. 前記パッケージの前記内面に配置され、前記光検出器が実装された支持基板と、a support substrate disposed on the inner surface of the package and having the photodetector mounted thereon;
前記支持基板上に配置され、前記光検出器から離れた状態でファブリペロー干渉フィルタを支持するスペーサと、を更に備え、a spacer disposed on the support substrate to support the Fabry-Perot interference filter away from the photodetector;
前記光の入射方向から見た場合に、前記レンズ部は、前記スペーサから離れた状態で前記スペーサの内側に位置している、請求項１～７のいずれか一項に記載の光検出装置。8. The photodetector according to claim 1, wherein when viewed from the incident direction of the light, the lens portion is positioned inside the spacer while being separated from the spacer. 前記パッケージの前記内面と前記バンドパスフィルタとの間に配置された光透過部材を更に備え、further comprising a light transmitting member disposed between the inner surface of the package and the bandpass filter;
前記光の入射方向から見た場合に、前記バンドパスフィルタの前記外縁は、前記光透過部材の外縁よりも内側に位置している、請求項１～８のいずれか一項に記載の光検出装置。The photodetector according to any one of claims 1 to 8, wherein the outer edge of the bandpass filter is located inside the outer edge of the light transmitting member when viewed from the incident direction of the light. Device. 前記光の入射方向から見た場合に、前記窓部の外縁は、前記光透過部材の前記外縁、前記バンドパスフィルタの前記外縁、及び前記ファブリペロー干渉フィルタの前記外縁よりも内側に位置している、請求項９に記載の光検出装置。When viewed from the incident direction of the light, the outer edge of the window is located inside the outer edge of the light transmitting member, the outer edge of the bandpass filter, and the outer edge of the Fabry-Perot interference filter. 10. The photodetector of claim 9, wherein a 前記パッケージは、側壁及び天壁を含み、the package includes side walls and a top wall;
前記天壁には、前記窓部として機能する開口が形成されており、The ceiling wall is formed with an opening functioning as the window,
前記光透過部材は、前記天壁の前記開口内及び前記側壁の内面に至っており、the light transmitting member reaches the inside of the opening of the top wall and the inner surface of the side wall,
前記光透過部材の光入射面は、前記天壁の前記開口において前記天壁の外面と略面一となっている、請求項９又は１０に記載の光検出装置。11. The photodetector according to claim 9, wherein the light incident surface of said light transmitting member is substantially flush with the outer surface of said ceiling wall at said opening of said ceiling wall.
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