JPH1054758A - 回折格子を有した共振光学構造光電検出器 - Google Patents
回折格子を有した共振光学構造光電検出器Info
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- JPH1054758A JPH1054758A JP9122599A JP12259997A JPH1054758A JP H1054758 A JPH1054758 A JP H1054758A JP 9122599 A JP9122599 A JP 9122599A JP 12259997 A JP12259997 A JP 12259997A JP H1054758 A JPH1054758 A JP H1054758A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置内のノイズを低減させるため作用領域の
厚さを減少させることができる、ダイレクトギャップ光
電検出材料に基づいた電磁波検出装置のための構造を提
供する。 【解決手段】 本発明に係る電磁波検出用装置は、第一
の面及び第二の面を有して光ガイドを形成する、ダイレ
クトギャップ光電検出材料より成る層４と、前記光電検
出材料より成る層の二つの面の内の一方に形成された格
子６と、を備えて成る。
厚さを減少させることができる、ダイレクトギャップ光
電検出材料に基づいた電磁波検出装置のための構造を提
供する。 【解決手段】 本発明に係る電磁波検出用装置は、第一
の面及び第二の面を有して光ガイドを形成する、ダイレ
クトギャップ光電検出材料より成る層４と、前記光電検
出材料より成る層の二つの面の内の一方に形成された格
子６と、を備えて成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば赤外線検出
器等の電磁波検出器の分野に関する。より詳細には、本
発明は、ダイレクトギャップ量子線検出器に関する。
器等の電磁波検出器の分野に関する。より詳細には、本
発明は、ダイレクトギャップ量子線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】ダ
イレクトギャップ量子線検出器（フォトダイオード）
は、半導体材料内で電子正孔対 (electron-hole pairs)
を生ずる原理により作動する。電子正孔対は、異る状
態にドープされた領域の存在により、電界によって前記
ダイオード内で分離される。入射光子の検出は、その光
子のエネルギが、前記電子正孔対を生ずるのに必要なエ
ネルギ（価電子帯及び伝導帯間の「ギャップ」エネル
ギ）よりも大きい場合のみ可能である。従って、（光子
のエネルギの低い）ＩＲ放射（赤外線）を検出するには
ギャップの小さい半導体が用いられる。材料、あるいは
その組成は、そのギャップが、問題となる波長領域に適
合するように選ばれる。赤外線の検出には Hg1-XCdXTe
の組成の材料が特に適している。ただし、ギャップの最
も小さくなるおそれのある材料は使用できない。何故な
ら、熱活性エネルギによって光子の存在しない接合部に
電流が生ずるからである。暗電流として知られるこの電
流は検出の際のノイズ源となる。ノイズは検出器を冷却
（例えば液体窒素で７７Ｋに）することにより低減でき
るが、装置の扱いが複雑となる。
イレクトギャップ量子線検出器（フォトダイオード）
は、半導体材料内で電子正孔対 (electron-hole pairs)
を生ずる原理により作動する。電子正孔対は、異る状
態にドープされた領域の存在により、電界によって前記
ダイオード内で分離される。入射光子の検出は、その光
子のエネルギが、前記電子正孔対を生ずるのに必要なエ
ネルギ（価電子帯及び伝導帯間の「ギャップ」エネル
ギ）よりも大きい場合のみ可能である。従って、（光子
のエネルギの低い）ＩＲ放射（赤外線）を検出するには
ギャップの小さい半導体が用いられる。材料、あるいは
その組成は、そのギャップが、問題となる波長領域に適
合するように選ばれる。赤外線の検出には Hg1-XCdXTe
の組成の材料が特に適している。ただし、ギャップの最
も小さくなるおそれのある材料は使用できない。何故な
ら、熱活性エネルギによって光子の存在しない接合部に
電流が生ずるからである。暗電流として知られるこの電
流は検出の際のノイズ源となる。ノイズは検出器を冷却
（例えば液体窒素で７７Ｋに）することにより低減でき
るが、装置の扱いが複雑となる。
【０００３】所定温度における所定材料にとって、前記
暗電流は活性領域の厚さに直接関連し、また、光子電流
は厚さの漸近関数となる。漸近極限は波の完全吸収であ
るから、Ｓ／Ｎ比を最適化する吸収材料の厚さが存在す
る。この厚さは通常、検出すべき放射線の波長のオーダ
ーである。例えば、１０μｍで赤外線を検出する場合、
最適な厚さは約１０μｍである。
暗電流は活性領域の厚さに直接関連し、また、光子電流
は厚さの漸近関数となる。漸近極限は波の完全吸収であ
るから、Ｓ／Ｎ比を最適化する吸収材料の厚さが存在す
る。この厚さは通常、検出すべき放射線の波長のオーダ
ーである。例えば、１０μｍで赤外線を検出する場合、
最適な厚さは約１０μｍである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダイレクトギ
ャップ光電検出材料に基づいた電磁波検出装置のための
構造を提供するもので、本構造によれば、該装置内のノ
イズを低減させるため作用領域の厚さを減少させること
ができる。
ャップ光電検出材料に基づいた電磁波検出装置のための
構造を提供するもので、本構造によれば、該装置内のノ
イズを低減させるため作用領域の厚さを減少させること
ができる。
【０００５】上記目的を達成するため本発明に係る電磁
波検出装置は： − 第一の面及び第二の面を有して光ガイドを形成す
る、ダイレクトギャップ光電検出材料より成る層と、 − 前記光電検出材料より成る層の前記二面のうち一方
に形成された回折格子と、を備えたものとなっている。
波検出装置は： − 第一の面及び第二の面を有して光ガイドを形成す
る、ダイレクトギャップ光電検出材料より成る層と、 − 前記光電検出材料より成る層の前記二面のうち一方
に形成された回折格子と、を備えたものとなっている。
【０００６】この構造の内部で、前記回折格子及び光電
材料の層より形成された前記光ガイドが共振構造を構成
する。
材料の層より形成された前記光ガイドが共振構造を構成
する。
【０００７】前記回折格子が、光電材料の層より形成さ
れた面内で電磁波を回折させる。このため、この層の厚
さが減少されるものとなる。
れた面内で電磁波を回折させる。このため、この層の厚
さが減少されるものとなる。
【０００８】従って、有用な信号をロスすることなく、
該検出器の暗電流を低減することができる。
該検出器の暗電流を低減することができる。
【０００９】前記回折格子は、入射波を、前記光電検出
層によって検出された非常に高い振幅を持ってガイドさ
れた定在波として電磁波モードに変換する作用をなす。
層によって検出された非常に高い振幅を持ってガイドさ
れた定在波として電磁波モードに変換する作用をなす。
【００１０】さらに、本発明によるこの検出器の構造
は、標準的な作業と掛け離れたダイオード製作作業を必
要とすることはない。回折格子を設ける上で唯一必要と
なるのは適応技術である。
は、標準的な作業と掛け離れたダイオード製作作業を必
要とすることはない。回折格子を設ける上で唯一必要と
なるのは適応技術である。
【００１１】本発明に係るこの装置は、２ないし２０μ
ｍの波長、特に２ないし１４μｍの波長の赤外線検出器
として応用することができる。
ｍの波長、特に２ないし１４μｍの波長の赤外線検出器
として応用することができる。
【００１２】また、該装置は或る波長に対して透過性を
有した基板を備えており、光電検出材料の層の第一の面
がこの基板と接触しており、光電検出材料の層の第二の
面に前記回折格子が形成される。
有した基板を備えており、光電検出材料の層の第一の面
がこの基板と接触しており、光電検出材料の層の第二の
面に前記回折格子が形成される。
【００１３】前記回折格子と前記光電材料の層との間に
インピーダンス整合用中間層を設けることもできる。
インピーダンス整合用中間層を設けることもできる。
【００１４】回折格子は、非導電性のものであってもよ
い。ただし、導電性のものであってもよい。この場合、
その回折格子はその光学的機能に加えてダイオードコネ
クタとしても機能することができる。特に、その回折格
子のラインは、前記光電検出材料の層内に埋め込まれた
電気的接触領域と接触したものとすることができる。
い。ただし、導電性のものであってもよい。この場合、
その回折格子はその光学的機能に加えてダイオードコネ
クタとしても機能することができる。特に、その回折格
子のラインは、前記光電検出材料の層内に埋め込まれた
電気的接触領域と接触したものとすることができる。
【００１５】従ってこれにより、前記回折格子とリード
回路との間に電気的接触が形成される。
回路との間に電気的接触が形成される。
【００１６】本発明はまた、以下のものを記載の順序で
備えて成る電磁波検出用の装置に関するものである： − 厚さｅ1 の第一の光電検出材料より成る第一の層
と、 − 二つの調和波長 (harmonic wavelength) λ及びｎ
λに対して透過性を有する材料より成る中間層と、 − 厚さｅ2 の第二の光電検出材料より成る第二の層
と、 − 前記第一の光電検出材料より成る前記第一の層と共
に、波長ｎλで共振する構造を構成し、かつ、前記第二
の光電検出材料より成る前記第二の層及び前記透過性中
間層と共にも波長λで共振する構造を構成する回折格
子。
備えて成る電磁波検出用の装置に関するものである： − 厚さｅ1 の第一の光電検出材料より成る第一の層
と、 − 二つの調和波長 (harmonic wavelength) λ及びｎ
λに対して透過性を有する材料より成る中間層と、 − 厚さｅ2 の第二の光電検出材料より成る第二の層
と、 − 前記第一の光電検出材料より成る前記第一の層と共
に、波長ｎλで共振する構造を構成し、かつ、前記第二
の光電検出材料より成る前記第二の層及び前記透過性中
間層と共にも波長λで共振する構造を構成する回折格
子。
【００１７】この第二の装置は、上記説明した第一の装
置と同じ原理によって作動する。この第二の構造に独特
な特徴は、前記回折格子と、光電検出材料より成る二つ
の層及び透過性材料より成る前記中間層によって形成さ
れた二つの光ガイドと、が波長λ又はｎλで共振する構
造を形成するということである。この回折格子が、前記
光電検出材料より成る二つの層により形成された平面の
一方内で前記電磁波を回折させる。再度言及するが、こ
れらの層の厚さは特別重要なパラメータではないので、
それらの厚さを減少させることができ、有用な信号の損
失を招くことなく暗電流を低減できるのである。
置と同じ原理によって作動する。この第二の構造に独特
な特徴は、前記回折格子と、光電検出材料より成る二つ
の層及び透過性材料より成る前記中間層によって形成さ
れた二つの光ガイドと、が波長λ又はｎλで共振する構
造を形成するということである。この回折格子が、前記
光電検出材料より成る二つの層により形成された平面の
一方内で前記電磁波を回折させる。再度言及するが、こ
れらの層の厚さは特別重要なパラメータではないので、
それらの厚さを減少させることができ、有用な信号の損
失を招くことなく暗電流を低減できるのである。
【００１８】この第二の実施形態では、光電検出材料の
各層をリード回路に接続することができる。
各層をリード回路に接続することができる。
【００１９】加えて、少なくとも二つの波長λ及びｎλ
において透過性を有した基板を設けることができる。従
ってこの装置は、次のものを下記の順序で備えたものと
なる：波長λ及びｎλで透過性を備えた基板と、第一の
光電検出材料より成る第一の層（厚さｅ1 ）と、波長λ
及びｎλで透過性を備えた材料より成る中間層と、光電
検出材料より成る第二の層（厚さｅ2 ）と、回折格子で
ある。
において透過性を有した基板を設けることができる。従
ってこの装置は、次のものを下記の順序で備えたものと
なる：波長λ及びｎλで透過性を備えた基板と、第一の
光電検出材料より成る第一の層（厚さｅ1 ）と、波長λ
及びｎλで透過性を備えた材料より成る中間層と、光電
検出材料より成る第二の層（厚さｅ2 ）と、回折格子で
ある。
【００２０】全ての場合において、前記回折格子は一次
元あるいは二次元のものとすることが可能である。一次
元回折格子では、この検出器は、光の分極状態に感応す
る。他方、二次元回折格子は、検出すべき光の分極に対
して事実上感応しないものとなる。
元あるいは二次元のものとすることが可能である。一次
元回折格子では、この検出器は、光の分極状態に感応す
る。他方、二次元回折格子は、検出すべき光の分極に対
して事実上感応しないものとなる。
【００２１】同様に、全ての場合において、前記回折格
子は、ピッチｐを有した第一の領域と、ピッチｐ′＝ｐ
／２を有した少なくとも第二の領域と、を備えたものと
することができる。この場合、この検出器構造は、調波
ピッチ回折格子検出器 (harmonic pitch grating detec
tor) と称されるものとなる。このタイプの構造は、ピ
ッチｐ及びｐ／２の領域内の放射線を横方向に制限（封
じ込む）ことができる。
子は、ピッチｐを有した第一の領域と、ピッチｐ′＝ｐ
／２を有した少なくとも第二の領域と、を備えたものと
することができる。この場合、この検出器構造は、調波
ピッチ回折格子検出器 (harmonic pitch grating detec
tor) と称されるものとなる。このタイプの構造は、ピ
ッチｐ及びｐ／２の領域内の放射線を横方向に制限（封
じ込む）ことができる。
【００２２】上記の側方制限は、少なくとも一つの可変
サイクル比を持ったピッチを備えた回折格子を使用する
ことによっても得ることが可能である。ここで、このピ
ッチの変化はダイオードの中心部（対称サイクル比）か
ら周囲部（非対称サイクル比）に向かうもので、該ダイ
オード内で検出された波を閉じ込めることができる。
サイクル比を持ったピッチを備えた回折格子を使用する
ことによっても得ることが可能である。ここで、このピ
ッチの変化はダイオードの中心部（対称サイクル比）か
ら周囲部（非対称サイクル比）に向かうもので、該ダイ
オード内で検出された波を閉じ込めることができる。
【００２３】この場合、ｌ／ｐ≠１／２でなければ、回
折格子を、所定のｌ／ｐ比（サイクル比）を有したもの
とすることも可能である。従ってこの回折格子は非対称
的なものと成る。
折格子を、所定のｌ／ｐ比（サイクル比）を有したもの
とすることも可能である。従ってこの回折格子は非対称
的なものと成る。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の特徴及び優位点は以下の
説明により、より理解されることであろう。以下の説明
は実施形態のいくつかの例であり、本発明はこれらの例
に限定されるものではない。
説明により、より理解されることであろう。以下の説明
は実施形態のいくつかの例であり、本発明はこれらの例
に限定されるものではない。
【００２５】以下の説明で参照する図面において： − 図１は、本発明の第一の実施形態の該略図、 − 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、回折格子によって配
置されたｎ領域内の接合部を持った、本発明による構造
を示したもの、 − 図３は、ＴＥモード及びＴＭモードにおいて回折格
子と共振している吸収性光ガイドの典型的なスペクトル
反応を示したグラフ、 − 図４は、調波ピッチ回折格子を有した本発明による
検出構造を示したもの、 − 図５は、可変サイクル比を有した本発明による検出
構造を示したもの、 − 図６は、ｌ／ｐ≠１／２となる回折格子の他の実施
形態、 − 図７は、回折格子を備えた二スペクトル (bispectr
al) 検出器の構造及び作用を示した図、である。
置されたｎ領域内の接合部を持った、本発明による構造
を示したもの、 − 図３は、ＴＥモード及びＴＭモードにおいて回折格
子と共振している吸収性光ガイドの典型的なスペクトル
反応を示したグラフ、 − 図４は、調波ピッチ回折格子を有した本発明による
検出構造を示したもの、 − 図５は、可変サイクル比を有した本発明による検出
構造を示したもの、 − 図６は、ｌ／ｐ≠１／２となる回折格子の他の実施
形態、 − 図７は、回折格子を備えた二スペクトル (bispectr
al) 検出器の構造及び作用を示した図、である。
【００２６】図１を参照して、本発明の第一の実施形態
について説明する。この図において、符号２は、検出す
べき放射線３の少なくとも一つの波長に対して透過性を
備えた材料よりなる基板である。この基板は、例えばＣ
ｄＴｅより成るものである。放射線３は、基板２を通過
して検出層４に到達する。この検出層は、例えば、基板
２上に設けられたＣｄＨｇＴｅ層である。該検出層が通
常、ダイレクトギャップ光電検出材料となる。検出層４
は、基板２と回折格子６との間にある。図１は、回折格
子６の６−１から６−５までのラインの概略を示してい
る。これらのラインは、図の紙面に対し直交する方向に
向いている。従って、この図に示した構造は一次元回折
格子である。
について説明する。この図において、符号２は、検出す
べき放射線３の少なくとも一つの波長に対して透過性を
備えた材料よりなる基板である。この基板は、例えばＣ
ｄＴｅより成るものである。放射線３は、基板２を通過
して検出層４に到達する。この検出層は、例えば、基板
２上に設けられたＣｄＨｇＴｅ層である。該検出層が通
常、ダイレクトギャップ光電検出材料となる。検出層４
は、基板２と回折格子６との間にある。図１は、回折格
子６の６−１から６−５までのラインの概略を示してい
る。これらのラインは、図の紙面に対し直交する方向に
向いている。従って、この図に示した構造は一次元回折
格子である。
【００２７】この回折格子のピッチｐは、検出する放射
線３の波長に従って選択される。実際、回折格子６は回
折の法則に従って作用し、回折光のとる方向は、波長及
び前記回折格子のピッチｐの双方によって決定される。
線３の波長に従って選択される。実際、回折格子６は回
折の法則に従って作用し、回折光のとる方向は、波長及
び前記回折格子のピッチｐの双方によって決定される。
【００２８】従って、所定の波長λが検出されるところ
では、前記ピッチｐは、入射波が該入射角と直角に、す
なわち前記回折格子の面方向（図１におけるｘ方向）
に、回折するよう選択される。実際の目的に対しては、
ピッチｐは、材料４における放射線の波長と同じオーダ
ーのもの、つまりλ／ｎとなる。ここで、λは真空中で
の放射線の波長、ｎは本質的に検出材料の層４より成る
該構造の指数 (index)である。
では、前記ピッチｐは、入射波が該入射角と直角に、す
なわち前記回折格子の面方向（図１におけるｘ方向）
に、回折するよう選択される。実際の目的に対しては、
ピッチｐは、材料４における放射線の波長と同じオーダ
ーのもの、つまりλ／ｎとなる。ここで、λは真空中で
の放射線の波長、ｎは本質的に検出材料の層４より成る
該構造の指数 (index)である。
【００２９】これは、或る回折格子ピッチｐでは、検出
された波長λ0 が、λ0 ＝ｎｐの場合（ｎを上記と同
様）のものであると推論される。入射波がこの入射角と
直角に、すなわち前記回折格子又は検出層４の面内に回
折するのはこの波長λ0 の場合である。
された波長λ0 が、λ0 ＝ｎｐの場合（ｎを上記と同
様）のものであると推論される。入射波がこの入射角と
直角に、すなわち前記回折格子又は検出層４の面内に回
折するのはこの波長λ0 の場合である。
【００３０】各回折格子は所定の波長に対して最適な厚
さを有していることが好ましいことになる。この最適な
厚さは、前記検出材料の側部に位置した回折格子ライン
の面によって反射された放射線と前記検出層の反対側に
位置した他方の面との間に構成的干渉を生ずるものであ
る。事実上は、所定の波長λに対して最適な厚さは、λ
／４ｎ｛ｎは回折次数 (diffraction index)｝である。
さを有していることが好ましいことになる。この最適な
厚さは、前記検出材料の側部に位置した回折格子ライン
の面によって反射された放射線と前記検出層の反対側に
位置した他方の面との間に構成的干渉を生ずるものであ
る。事実上は、所定の波長λに対して最適な厚さは、λ
／４ｎ｛ｎは回折次数 (diffraction index)｝である。
【００３１】事実、回折格子６と、吸収材料４によって
形成された光ガイドと、によって基板２に構成されたこ
の構造は或る波長で共振するものである。回折格子６の
領域の媒体が吸収性を有しているため、そこで波が検出
される。初期波は、検出材料４の層と直交する方向へ伝
播し、前記回折格子は検出波の伝播ｋの方向を偏向する
よう作用する。このベクトルｋは検出層４の面内方向に
ある。このことから、上述の如き構造を使用してどのよ
うに検出材料４の層の厚さｅが有効信号をロスせずに減
少できるかが解る。厚さが減少すれば暗電流は減少す
る。従って、約１０μｍの入射波長に対して、従来の検
出器では１０μｍオーダーの厚さを有した光電検出材料
層が必要であったが、本発明による検出構造は、厚さ約
０．１μｍないし３μｍ（例えば、０．５μｍ、１μ
ｍ、又は２μｍ）の検出層４を用いることができる。
形成された光ガイドと、によって基板２に構成されたこ
の構造は或る波長で共振するものである。回折格子６の
領域の媒体が吸収性を有しているため、そこで波が検出
される。初期波は、検出材料４の層と直交する方向へ伝
播し、前記回折格子は検出波の伝播ｋの方向を偏向する
よう作用する。このベクトルｋは検出層４の面内方向に
ある。このことから、上述の如き構造を使用してどのよ
うに検出材料４の層の厚さｅが有効信号をロスせずに減
少できるかが解る。厚さが減少すれば暗電流は減少す
る。従って、約１０μｍの入射波長に対して、従来の検
出器では１０μｍオーダーの厚さを有した光電検出材料
層が必要であったが、本発明による検出構造は、厚さ約
０．１μｍないし３μｍ（例えば、０．５μｍ、１μ
ｍ、又は２μｍ）の検出層４を用いることができる。
【００３２】しかし、検出材料の厚さは際限なく減少さ
せることはできない。何故ならば、回折格子４は、検出
層及び基板によって形成されたガイドの単一の側に位置
しており、これらの層の重畳により、得られるガイドは
非対称構造となるからである。ここで言う非対称とは、
このガイドが、該検出器が効果的に機能しないカットオ
フ厚さを有していることを意味するものである。前記吸
収性ガイド及び該検出器内で伝播した波は基板内に消失
して「観る」ことができず、従って検出されない。この
カットオフ厚さは波長によって変化するもので、真空中
で１０μｍの波長に対しては０．５μｍのオーダーであ
り、真空中で５μｍの波長に対しては０．２５μｍのオ
ーダーとなる。これら二つ例から、当業者はどのような
入射波長に対してもカットオフ厚さｅを算出できるであ
ろう。検出する波長が長くなるほど、カットオフ厚さは
大きくなる。検出材料の層の屈折率 (index) がｎ1
で、基板の屈折率がｎ2 （ｎ1 ＞ｎ2 ）であれば、カッ
トオフ厚さはこれら屈折率ｎ1 及びｎ2 によって決定さ
れる。
せることはできない。何故ならば、回折格子４は、検出
層及び基板によって形成されたガイドの単一の側に位置
しており、これらの層の重畳により、得られるガイドは
非対称構造となるからである。ここで言う非対称とは、
このガイドが、該検出器が効果的に機能しないカットオ
フ厚さを有していることを意味するものである。前記吸
収性ガイド及び該検出器内で伝播した波は基板内に消失
して「観る」ことができず、従って検出されない。この
カットオフ厚さは波長によって変化するもので、真空中
で１０μｍの波長に対しては０．５μｍのオーダーであ
り、真空中で５μｍの波長に対しては０．２５μｍのオ
ーダーとなる。これら二つ例から、当業者はどのような
入射波長に対してもカットオフ厚さｅを算出できるであ
ろう。検出する波長が長くなるほど、カットオフ厚さは
大きくなる。検出材料の層の屈折率 (index) がｎ1
で、基板の屈折率がｎ2 （ｎ1 ＞ｎ2 ）であれば、カッ
トオフ厚さはこれら屈折率ｎ1 及びｎ2 によって決定さ
れる。
【００３３】検出材料４の層が検出回路に接続されて検
出器が完成される。図１に示した如き単一の検出器で
は、検出材料４の層を単に結線１０によってリード回路
８に接続することが可能である。
出器が完成される。図１に示した如き単一の検出器で
は、検出材料４の層を単に結線１０によってリード回路
８に接続することが可能である。
【００３４】ただし、この解決構造は、フォトダイオー
ドの回折格子あるいは検出器のマトリックスにとっては
あまり好ましいものではない。
ドの回折格子あるいは検出器のマトリックスにとっては
あまり好ましいものではない。
【００３５】かかる状態においては、光学的機能に加え
てダイオードとのコネクタとしても作用する金属回折格
子６を用いることが好ましい。この構造を図２（Ａ）に
示してあり、回折格子６の金属ラインが導電構成要素１
２によって接続されている。この導電構成要素１２はこ
れ自身、例えばシリコンリード回路８との接続を成すイ
ンジウムから成るマイクロパレット１０に接続されてい
る。検出器をリード回路に接続するマイクロパレットの
使用については、例えば、"Semiconductor Science and
Technology" vol. 6, pp C88-C92, 1991 に掲載の G.
L. Destefanis氏による "HgCdTe infrared diode array
s" と表題された論文に記載がある。
てダイオードとのコネクタとしても作用する金属回折格
子６を用いることが好ましい。この構造を図２（Ａ）に
示してあり、回折格子６の金属ラインが導電構成要素１
２によって接続されている。この導電構成要素１２はこ
れ自身、例えばシリコンリード回路８との接続を成すイ
ンジウムから成るマイクロパレット１０に接続されてい
る。検出器をリード回路に接続するマイクロパレットの
使用については、例えば、"Semiconductor Science and
Technology" vol. 6, pp C88-C92, 1991 に掲載の G.
L. Destefanis氏による "HgCdTe infrared diode array
s" と表題された論文に記載がある。
【００３６】回折格子６の金属ラインと検出材料４との
間の接続を得るために、図２（Ｂ）に示す如く、検出材
料４に部分的にイオンを嵌め込むことにより接触領域１
４−１ないし１４−５を生成することも可能である。こ
れら接触領域により、前記回折格子の金属ラインと前記
検出材料との間にオーム接触形電気的接続が形成され
る。
間の接続を得るために、図２（Ｂ）に示す如く、検出材
料４に部分的にイオンを嵌め込むことにより接触領域１
４−１ないし１４−５を生成することも可能である。こ
れら接触領域により、前記回折格子の金属ラインと前記
検出材料との間にオーム接触形電気的接続が形成され
る。
【００３７】上記構造の理論的研究では、該構造中にガ
イドされた波が存在していれば、前記吸収層の厚さに関
係なく７４％の格子効率 (grating efficiency) が得ら
れる（効率ρ＝ガイド／入力エネルギと結び付いたエネ
ルギ）ことになる。吸収層の厚さは該構造の損失率に影
響し、これらの損失が共振を減衰させる一因となり、よ
って該検出器のスぺクトル反応を変化させる。前記層が
薄いほど、ガイダンスの実効損失は小さくなる。減衰が
小さくなるほど、共振はよりマークされるものとなり、
シャープなスぺクトル反応が得られることになる。図３
は、１０μｍの波長に感応する１．５μｍ厚のＣｄＨｇ
Ｔｅ検出材料４のガイドについて算出した典型的なスペ
クトル反応を示している。ここで、前記回折格子は３．
６μｍのピッチで、各ラインの厚さが０．４μｍのオー
ダーである。曲線 I はＴＥ波（回折格子の各ラインに
直交する電界Ｅの方向）のためのスペクトル反応を、曲
線II はＴＭ波（回折格子の各ラインと直交する電界Ｂ
の方向）のためのスペクトル反応を示している。曲線 I
II は格子なしの場合のスペクトル反応を示している。
これらの曲線は、回折格子の影響を明確に示している。
またこれらの曲線は、回折格子が組み込まれた検出器の
場合、或る波長（曲線 I では約１０μｍ、曲線 II で
は約１０．７μｍ）で反応が得られていることを示して
いる。
イドされた波が存在していれば、前記吸収層の厚さに関
係なく７４％の格子効率 (grating efficiency) が得ら
れる（効率ρ＝ガイド／入力エネルギと結び付いたエネ
ルギ）ことになる。吸収層の厚さは該構造の損失率に影
響し、これらの損失が共振を減衰させる一因となり、よ
って該検出器のスぺクトル反応を変化させる。前記層が
薄いほど、ガイダンスの実効損失は小さくなる。減衰が
小さくなるほど、共振はよりマークされるものとなり、
シャープなスぺクトル反応が得られることになる。図３
は、１０μｍの波長に感応する１．５μｍ厚のＣｄＨｇ
Ｔｅ検出材料４のガイドについて算出した典型的なスペ
クトル反応を示している。ここで、前記回折格子は３．
６μｍのピッチで、各ラインの厚さが０．４μｍのオー
ダーである。曲線 I はＴＥ波（回折格子の各ラインに
直交する電界Ｅの方向）のためのスペクトル反応を、曲
線II はＴＭ波（回折格子の各ラインと直交する電界Ｂ
の方向）のためのスペクトル反応を示している。曲線 I
II は格子なしの場合のスペクトル反応を示している。
これらの曲線は、回折格子の影響を明確に示している。
またこれらの曲線は、回折格子が組み込まれた検出器の
場合、或る波長（曲線 I では約１０μｍ、曲線 II で
は約１０．７μｍ）で反応が得られていることを示して
いる。
【００３８】上記の検出器は、並列方向に対称となる一
次元回折格子を有している。電磁波は二分極が確認さ
れ、それはＴＥ波及びＴＭ波として知られる。これらの
分極は、図３の上記曲線 I ，II に見られるように、異
なった波長において共振する。一次元回折格子は、光の
分極状態に感応することになる。ただし、光の分極状態
に感応しない検出器を作成することも可能であり、この
場合、二次元回折格子が必要である。この二次元形の回
折格子は、必要なスペクトル反応に応じて重要性(inter
est) を変える種々のフォーマット及びパターン（例え
ば円形、正方形、菱形、他）を用いて作成可能である。
次元回折格子を有している。電磁波は二分極が確認さ
れ、それはＴＥ波及びＴＭ波として知られる。これらの
分極は、図３の上記曲線 I ，II に見られるように、異
なった波長において共振する。一次元回折格子は、光の
分極状態に感応することになる。ただし、光の分極状態
に感応しない検出器を作成することも可能であり、この
場合、二次元回折格子が必要である。この二次元形の回
折格子は、必要なスペクトル反応に応じて重要性(inter
est) を変える種々のフォーマット及びパターン（例え
ば円形、正方形、菱形、他）を用いて作成可能である。
【００３９】現行のダイオードは一般に最大３０μｍの
オーダーの寸法を有し、通常は、一次元又は二次元ダイ
オードマトリックスに用いられる。回折格子の効率は、
回折のプロセス及び光学的共振に必要な回折格子のライ
ン数に関係している。上記指摘したように前記ダイオー
ドの通常寸法がかなり小さく、かつ回折格子ピッチが通
常数μｍオーダーである場合、各ダイオード毎のライン
数は制限され、通常１０前後である。従って、該回折格
子の実用効率は、「無限」回折格子のものとは成り得な
い。ただし、性能は、以下に説明する特別な形態のもの
を用いることにより向上される。下記の説明は一次元の
ものであるが、それらは二次元構造のものにも容易に転
用できる。
オーダーの寸法を有し、通常は、一次元又は二次元ダイ
オードマトリックスに用いられる。回折格子の効率は、
回折のプロセス及び光学的共振に必要な回折格子のライ
ン数に関係している。上記指摘したように前記ダイオー
ドの通常寸法がかなり小さく、かつ回折格子ピッチが通
常数μｍオーダーである場合、各ダイオード毎のライン
数は制限され、通常１０前後である。従って、該回折格
子の実用効率は、「無限」回折格子のものとは成り得な
い。ただし、性能は、以下に説明する特別な形態のもの
を用いることにより向上される。下記の説明は一次元の
ものであるが、それらは二次元構造のものにも容易に転
用できる。
【００４０】これらの形態により、個々の検出器又はダ
イオードが検出すべき放射線を限定することが可能とな
る。
イオードが検出すべき放射線を限定することが可能とな
る。
【００４１】図４は、本発明のこの実施形態の第一の変
形例を示したものである。符号２０及び２２はそれぞ
れ、第一の検出器領域及び第二の検出器領域を示してい
る。これら二つの検出器は検出材料２４の共通層を構成
している。この層上に配される透過性基板についてはこ
の図４では省略してある。前記第一の検出器２０には、
中央部でのピッチがｐで、側部でのピッチｐ′（＝ｐ／
２）とされた回折格子が設けられている。電磁波は、前
記回折格子ピッチｐがほぼλ／ｎ（ｎはガイドの指数）
のときに前記回折格子のもとにガイドされるが、これに
対し、ピッチがｐ／２であれば反射されることになる。
従って、検出器２０の個々の領域が、検出器２０内で検
出された放射線を制限することが可能となる。また、個
々の検出器によって検出された放射線は隣接した検出器
に伝播はしない。このように各検出ピクセルにより得ら
れる電磁波の制限は長手方向にも交差方向にも生ずる。
よって、前記回折格子の共振が改良されるのである。
形例を示したものである。符号２０及び２２はそれぞ
れ、第一の検出器領域及び第二の検出器領域を示してい
る。これら二つの検出器は検出材料２４の共通層を構成
している。この層上に配される透過性基板についてはこ
の図４では省略してある。前記第一の検出器２０には、
中央部でのピッチがｐで、側部でのピッチｐ′（＝ｐ／
２）とされた回折格子が設けられている。電磁波は、前
記回折格子ピッチｐがほぼλ／ｎ（ｎはガイドの指数）
のときに前記回折格子のもとにガイドされるが、これに
対し、ピッチがｐ／２であれば反射されることになる。
従って、検出器２０の個々の領域が、検出器２０内で検
出された放射線を制限することが可能となる。また、個
々の検出器によって検出された放射線は隣接した検出器
に伝播はしない。このように各検出ピクセルにより得ら
れる電磁波の制限は長手方向にも交差方向にも生ずる。
よって、前記回折格子の共振が改良されるのである。
【００４２】図５は、本発明の実施形態の第二の変形例
を示している。符号３４が検出材料の層であり、基板は
図示を省略してある。ｌ（エル）は回折格子の各ライン
の幅を示す。検出材料３４の表面には、回折格子の各ラ
インが「段階 (step) 」を構成している。この回折格子
のこの「段階」は、一つのラインの幅が該回折格子のピ
ッチｐの約半分に等しい部分では対称的なものとなって
いる。この場合、波は該回折格子のラインと直交する対
向二方向に結合する。他方、該回折格子の断面形状が対
照的でなくなった部分、すなわち、ｌ／ｐの比が一定で
なく１／２でなくなった部分では、波の一つの結合方向
(coupling direction) が強調される。その方向は、前
記対称的回折格子ピッチの方に向かう方向である。図５
のものでは、前記比ｌ／ｐは、例えばダイオード３０の
中心から縁部に向かって変化している。この比ｌ／ｐ
は、例えば、検出器３０の幅にほぼ等しい間隔周期Ｔで
周期的に発展している。従って、検出された波の封じ込
みは各ピクセル３０内で生ずるものとなる。
を示している。符号３４が検出材料の層であり、基板は
図示を省略してある。ｌ（エル）は回折格子の各ライン
の幅を示す。検出材料３４の表面には、回折格子の各ラ
インが「段階 (step) 」を構成している。この回折格子
のこの「段階」は、一つのラインの幅が該回折格子のピ
ッチｐの約半分に等しい部分では対称的なものとなって
いる。この場合、波は該回折格子のラインと直交する対
向二方向に結合する。他方、該回折格子の断面形状が対
照的でなくなった部分、すなわち、ｌ／ｐの比が一定で
なく１／２でなくなった部分では、波の一つの結合方向
(coupling direction) が強調される。その方向は、前
記対称的回折格子ピッチの方に向かう方向である。図５
のものでは、前記比ｌ／ｐは、例えばダイオード３０の
中心から縁部に向かって変化している。この比ｌ／ｐ
は、例えば、検出器３０の幅にほぼ等しい間隔周期Ｔで
周期的に発展している。従って、検出された波の封じ込
みは各ピクセル３０内で生ずるものとなる。
【００４３】図６は、第三の変形例で、回折格子の各領
域のもとで波を部分的に制限する（封じ込める）ことの
できる対称回折格子（ｌ／ｐ≠１／２）を備えたもので
ある。図６では、前記検出材料は符号３６で示してあ
り、ｌ／ｐ＜１／２である。
域のもとで波を部分的に制限する（封じ込める）ことの
できる対称回折格子（ｌ／ｐ≠１／２）を備えたもので
ある。図６では、前記検出材料は符号３６で示してあ
り、ｌ／ｐ＜１／２である。
【００４４】上述した本発明による検出器構造は、前記
検出材料層を、例えばＣｄＨｇＴｅのエピタクシ（平行
成長）によって前記透過性基板上で成長させることによ
り得られる。前記回折格子は、エピタクシにより得られ
た前記検出材料層の表面にマスク（例えば樹脂層）を形
成することにより得られ、この回折格子を構成する該材
料のデポジットは実質的に例えば蒸着によりなされる。
マスク技術によって、一定ピッチあるいは可変ピッチの
所要の格子形態を形成することができる。
検出材料層を、例えばＣｄＨｇＴｅのエピタクシ（平行
成長）によって前記透過性基板上で成長させることによ
り得られる。前記回折格子は、エピタクシにより得られ
た前記検出材料層の表面にマスク（例えば樹脂層）を形
成することにより得られ、この回折格子を構成する該材
料のデポジットは実質的に例えば蒸着によりなされる。
マスク技術によって、一定ピッチあるいは可変ピッチの
所要の格子形態を形成することができる。
【００４５】金属製マイクロペレットの製造、及びそれ
らマイクロペレットを介してのリード回路への検出器の
接続については、上述した G.L. Destefanis 氏による
論文に記載されている。
らマイクロペレットを介してのリード回路への検出器の
接続については、上述した G.L. Destefanis 氏による
論文に記載されている。
【００４６】前記検出材料の層内に部分的にイオンを埋
め込むことにより接触が完成すると、同一のマスクを使
用して回折格子のラインを生成して、該検出器のｎゾー
ン又はｐゾーンを埋め込むこと（ｐ−ｎ接合）が可能と
なる。
め込むことにより接触が完成すると、同一のマスクを使
用して回折格子のラインを生成して、該検出器のｎゾー
ン又はｐゾーンを埋め込むこと（ｐ−ｎ接合）が可能と
なる。
【００４７】他に二つの変形例を上記形態に適用するこ
とができる。これら二つの変形例は同時に適用すること
も可能である。
とができる。これら二つの変形例は同時に適用すること
も可能である。
【００４８】その第一の変形例は、前記回折格子と前記
検出材料の層との間に中間層を形成するものである。こ
の新規な層はインピーダンス整合層である。この層の厚
さは、好ましくは、波長λの分数オーダー、例えば約λ
／４である。該層は誘電材（ＺｎＳ又はＺｎＳｅ II -
VI 材、ＳｉＯ2 又はＧｅ）より生成可能である。
検出材料の層との間に中間層を形成するものである。こ
の新規な層はインピーダンス整合層である。この層の厚
さは、好ましくは、波長λの分数オーダー、例えば約λ
／４である。該層は誘電材（ＺｎＳ又はＺｎＳｅ II -
VI 材、ＳｉＯ2 又はＧｅ）より生成可能である。
【００４９】インピーダンス整合層は、そのインピーダ
ンス整合機能が保証されるように屈折率及び厚みが選択
され、光学分野でより一般的に使用される薄層の重畳に
係る分野における非反射層と同様な作用をなす。
ンス整合機能が保証されるように屈折率及び厚みが選択
され、光学分野でより一般的に使用される薄層の重畳に
係る分野における非反射層と同様な作用をなす。
【００５０】より詳細には、該層は、前記吸収層の面内
で検出される光波の電界を増加するように作用する。事
実、検出すべき波によって生ずる多くの光波が、種々の
媒体の界面（インターフェース）、及び互いに幾分構成
的となる界面において発生する。前記回折格子と前記検
出領域との間にこの中間層を付加すること、及び特に、
該層の厚さを最適化する（厚さ約λ／４）ことによっ
て、検出層の受容する波の振幅が増加し、これにより該
検出器の効率が増加する。
で検出される光波の電界を増加するように作用する。事
実、検出すべき波によって生ずる多くの光波が、種々の
媒体の界面（インターフェース）、及び互いに幾分構成
的となる界面において発生する。前記回折格子と前記検
出領域との間にこの中間層を付加すること、及び特に、
該層の厚さを最適化する（厚さ約λ／４）ことによっ
て、検出層の受容する波の振幅が増加し、これにより該
検出器の効率が増加する。
【００５１】次に、第二の変形例は、基板層２を省略す
るものである。これは、例えば、機械的に（例えば、基
板を機械的にグラインディングによって）基板層を薄く
する第一の段階を行うことによりなされる。第二段階で
は化学的手法を用いて基板を薄くし、機械的に除去され
なかった残留物を全て除去する。これは、基板構成材料
を除く回路構成体全体を保護した後、該装置をケミカル
バス中に浸漬することによって実行される。このケミカ
ルバスは、検出層４，２４，３４，３５用として用いら
れる材料に関して高い選択性を持っていなければならな
い。基板がＣｄＴｅ基板である場合には、このバスは、
例えばフッ化水素酸、硝酸、酢酸の混合物を含むものと
なろう。
るものである。これは、例えば、機械的に（例えば、基
板を機械的にグラインディングによって）基板層を薄く
する第一の段階を行うことによりなされる。第二段階で
は化学的手法を用いて基板を薄くし、機械的に除去され
なかった残留物を全て除去する。これは、基板構成材料
を除く回路構成体全体を保護した後、該装置をケミカル
バス中に浸漬することによって実行される。このケミカ
ルバスは、検出層４，２４，３４，３５用として用いら
れる材料に関して高い選択性を持っていなければならな
い。基板がＣｄＴｅ基板である場合には、このバスは、
例えばフッ化水素酸、硝酸、酢酸の混合物を含むものと
なろう。
【００５２】本発明はまた、二スペクトル検出器又はダ
イオードにも関している。この形態の検出器については
図７（Ａ）を参照して説明する。
イオードにも関している。この形態の検出器については
図７（Ａ）を参照して説明する。
【００５３】この検出器は、上記の検出器同様、検出す
べき放射線４３を通過させる透過性基板４２を備えてい
る。
べき放射線４３を通過させる透過性基板４２を備えてい
る。
【００５４】この二スペクトル検出器はまた、連続し
た、ダイレクトギャップ光電検出材料より成る第一の層
４６、透過性材料（例えば、ｎλよりは小さいがｎλの
領域にあるカットオフ波長を有する）より成る層４８、
及びダイレクトギャップ光電検出材料（例えば、λより
は小さいがλの領域にあるカットオフ波長を有する）よ
り成る第二の層５０を備えている。この第二の層５０に
は、調波ピッチ又は上記の可変比ｌ／ｐを有した一次元
あるいは二次元回折格子５２が設けられている。
た、ダイレクトギャップ光電検出材料より成る第一の層
４６、透過性材料（例えば、ｎλよりは小さいがｎλの
領域にあるカットオフ波長を有する）より成る層４８、
及びダイレクトギャップ光電検出材料（例えば、λより
は小さいがλの領域にあるカットオフ波長を有する）よ
り成る第二の層５０を備えている。この第二の層５０に
は、調波ピッチ又は上記の可変比ｌ／ｐを有した一次元
あるいは二次元回折格子５２が設けられている。
【００５５】この装置は下記のものを使用する： − 入射放射線を所定の周波数だけでなく調波周波数に
おいても回折させる回折格子５２の能力、 − 本発明による回折格子形検出器の構造中に存在する
如き対称形光ガイドが、カットオフ波長（つまりこれを
超えた場合には波がガイドされない波長）を有している
という事実。このカットオフ波長は、上述したように主
として検出層の厚さに依存しており、この現象は、所定
の波長に対するカットオフ厚さの存在によるものであ
る。
おいても回折させる回折格子５２の能力、 − 本発明による回折格子形検出器の構造中に存在する
如き対称形光ガイドが、カットオフ波長（つまりこれを
超えた場合には波がガイドされない波長）を有している
という事実。このカットオフ波長は、上述したように主
として検出層の厚さに依存しており、この現象は、所定
の波長に対するカットオフ厚さの存在によるものであ
る。
【００５６】従って、検出層５０を十分に薄くすること
によって、該層は波長ｎλの波はガイドしないが、波長
λの波はガイドするものとなる。よって、層５０の厚さ
ｅは、波長λのカットオフ厚さよりは大きく、波長ｎλ
を制限し始める厚さよりは小さいものである。前記層４
６の厚さｅ′は、波長ｎλにおけるカットオフ厚さより
も大きい。前記透過性材料より成る層４８の厚さは、前
記検出材料の層が波長ｎλで回折格子５２と共振できる
ものとすべきで、該層４８が厚過ぎると、層４６により
形成されたガイド、基板４２、及び回折格子５２間の共
振結合は生じないものとなる。
によって、該層は波長ｎλの波はガイドしないが、波長
λの波はガイドするものとなる。よって、層５０の厚さ
ｅは、波長λのカットオフ厚さよりは大きく、波長ｎλ
を制限し始める厚さよりは小さいものである。前記層４
６の厚さｅ′は、波長ｎλにおけるカットオフ厚さより
も大きい。前記透過性材料より成る層４８の厚さは、前
記検出材料の層が波長ｎλで回折格子５２と共振できる
ものとすべきで、該層４８が厚過ぎると、層４６により
形成されたガイド、基板４２、及び回折格子５２間の共
振結合は生じないものとなる。
【００５７】図７（Ｂ）は、波長λ及び波長ｎλにおけ
る放射線の強度が、回折格子５２の基部からの距離ｘに
関係してどのように分布するかを示している。
る放射線の強度が、回折格子５２の基部からの距離ｘに
関係してどのように分布するかを示している。
【００５８】二スペクトル検出器において、前記透過性
基板４２の層もまた、上述した実施形態における上記の
機械的及び化学的な組合せ処理により消滅させることが
できる。
基板４２の層もまた、上述した実施形態における上記の
機械的及び化学的な組合せ処理により消滅させることが
できる。
【００５９】一例では、ＣｄＨｇＴｅ層４６は１μｍ
厚、ＣｄＴｅ透過層は０．８μｍ厚、ＣｄＨｇＴｅ光電
検出層５０は０．５μｍ厚である。回折格子５２のピッ
チｐは１．８μｍであり、各ラインは０．２μｍ厚であ
る。この構造において、層５０が放射線を波長λ0 ＝５
μｍで検出し、層４６はλ1 ＝１０μｍの波長を有す
る。層５０及び層４６はそれぞれ、６μｍ及び１２μｍ
のカットオフ波長を有する。
厚、ＣｄＴｅ透過層は０．８μｍ厚、ＣｄＨｇＴｅ光電
検出層５０は０．５μｍ厚である。回折格子５２のピッ
チｐは１．８μｍであり、各ラインは０．２μｍ厚であ
る。この構造において、層５０が放射線を波長λ0 ＝５
μｍで検出し、層４６はλ1 ＝１０μｍの波長を有す
る。層５０及び層４６はそれぞれ、６μｍ及び１２μｍ
のカットオフ波長を有する。
【００６０】検出層５０及び４６の結合は、例えば検出
層及びリード回路７０，６６間のダイレクトな電気的接
続５６，６０を用いて実現できる。
層及びリード回路７０，６６間のダイレクトな電気的接
続５６，６０を用いて実現できる。
【図１】 本発明の第一の実施形態に係る電磁波検出構
造を示した概略断面図である。
造を示した概略断面図である。
【図２】 本発明による構造を示したもので、（Ａ）は
回折格子によって配置されたｎ領域内の接合部を示す部
分断面図、（Ｂ）は同接合部の他の形態を示した部分断
面図である。
回折格子によって配置されたｎ領域内の接合部を示す部
分断面図、（Ｂ）は同接合部の他の形態を示した部分断
面図である。
【図３】 ＴＥモード及びＴＭモードにおいて回折格子
と共振している吸収性光ガイドの典型的なスペクトル反
応を示したグラフである。
と共振している吸収性光ガイドの典型的なスペクトル反
応を示したグラフである。
【図４】 調波ピッチ回折格子を有した、本発明による
検出構造を示した一部断面部分側面図である。
検出構造を示した一部断面部分側面図である。
【図５】 可変サイクル比を有した、本発明による検出
構造を示した一部断面部分側面図である。
構造を示した一部断面部分側面図である。
【図６】 ｌ／ｐ≠１／２となる回折格子の他の実施形
態を示した一部断面部分側面図である。
態を示した一部断面部分側面図である。
【図７】 （Ａ）は、本発明に係る、回折格子を備えた
二スペクトル (bispectral) 検出器の構造を示した部分
断面図、（Ｂ）は、同検出器の作用を説明したグラフで
ある。
二スペクトル (bispectral) 検出器の構造を示した部分
断面図、（Ｂ）は、同検出器の作用を説明したグラフで
ある。
２ 基板 ３ 放射線 ４ 検出層 ６，５２ 回折格子 １４−１〜１４−５ 接触領域 ２０ 第一の検出領域 ２２ 第二の検出領域 ２４ 検出材料 ３０ ダイオード ３４，３５ 検出材料の層 ４２ 透過性基板 ４６ 第一の層 ４８ 透過性材料の層 ５０ 第二の層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ・ブシュ フランス・38120・サン−テグレーヴ・リ ュ・デ・ポプリエ・16 (72)発明者 ジャン−クロード・ポージン フランス・38320・エルベイ・ニュメロ・ ７・ロティスマン・デ・カトル・セニュー ル（番地なし)
Claims (18)
- 【請求項１】 − 第一の面及び第二の面を有して光ガ
イドを形成する、ダイレクトギャップ光電検出材料より
成る層と、 − 前記光電検出材料より成る層の前記二面のうち一方
に形成された回折格子と、を備えて成る、電磁波検出用
装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、所定の波
長において透過性を有した基板を備え、前記光電検出材
料より成る層の前記第一の面がこの基板と接触してお
り、前記回折格子が、前記光電検出材料より成る層の前
記第二の面に形成されていることを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の装置において、前
記回折格子と前記光電検出材料より成る層との間に中間
層が存在しており、前記回折格子が該中間層と接触して
形成されていることを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の装置において、前記中間
層がインピーダンス整合層であることを特徴とする装
置。 - 【請求項５】 請求項４記載の装置において、前記中間
層が誘電材料より成る層であることを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項１又は２記載の装置において、前
記回折格子が比導電性のものであることを特徴とする装
置。 - 【請求項７】 請求項１又は２記載の装置において、前
記回折格子が導電性のものであることを特徴とする装
置。 - 【請求項８】 請求項７記載の装置において、前記回折
格子の各ラインが前記光電検出材料より成る層と電気的
に直接接触していることを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項７記載の装置において、前記電気
的接触が前記回折格子とリード回路との間に形成されて
いることを特徴とする装置。 - 【請求項１０】 電磁波を検出ための装置であって、下
記のものを以下の順序で備えて成る装置： − 厚さｅ1 の第一の光電検出材料より成る第一の層
と、 − 二つの調和波長λ及びｎλに対して透過性を有する
材料より成る中間層と、 − 厚さｅ2 の第二の光電検出材料より成る第二の層
と、 − 前記第一の光電検出材料の前記第一の層と共に波長
ｎλで共振する構造を構成し、かつ前記第二の光電検出
材料より成る前記第二の層及び前記透過性中間層と共に
波長λで共振する構造を構成する回折格子。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の装置において、少な
くとも二つの波長λ及びｎλに対して透過性を有する基
板を備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項１０又は１１記載の装置におい
て、光電検出材料の各層がリード回路に接続されている
ことを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 請求項１ないし１０の何れかに記載の
装置において、前記回折格子が一次元のものであること
を特徴とする装置。 - 【請求項１４】 請求項１ないし１０の何れかに記載の
装置において、前記回折格子が二次元のものであること
を特徴とする装置。 - 【請求項１５】 請求項１ないし１０の何れかに記載の
装置において、前記回折格子が、ピッチｐを有した第一
の領域と、ピッチｐ′＝ｐ／２となる少なくとも第二の
領域を備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項１６】 請求項１ないし１０の何れかに記載の
装置において、前記回折格子が、ｌ／ｐ比が一定となる
少なくとも一つの領域を備えていることを特徴とする装
置。 - 【請求項１７】 請求項１ないし１０の何れかに記載の
装置において、ｌを前記回折格子のラインの幅、ｐを前
記回折格子のピッチととしたときに、ｌ／ｐが可変とな
る回折格子を備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 請求項１７記載の装置において、前記
回折格子のピッチが、前記ピッチが可変とされた領域に
おいて周期的に発展することを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9605899A FR2748604B1 (fr) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Photodetecteur a structure optique resonnante avec un reseau |
| FR9605899 | 1996-05-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054758A true JPH1054758A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=9492058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9122599A Withdrawn JPH1054758A (ja) | 1996-05-13 | 1997-05-13 | 回折格子を有した共振光学構造光電検出器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0807982A1 (ja) |
| JP (1) | JPH1054758A (ja) |
| FR (1) | FR2748604B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012132898A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-12 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | 懸架式ボロメータマイクロプレートに基づく赤外線検出器 |
| JP2017500743A (ja) * | 2013-12-17 | 2017-01-05 | セントレ ナショナル デ ラ ルシェルシェ サイエンティフィック−シーエヌアールエス | 低雑音の量子的検出素子およびそのような光子検出素子の製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10352741B4 (de) | 2003-11-12 | 2012-08-16 | Austriamicrosystems Ag | Strahlungsdetektierendes optoelektronisches Bauelement, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung |
| US7923689B2 (en) * | 2009-04-30 | 2011-04-12 | Raytheon Company | Multi-band sub-wavelength IR detector having frequency selective slots and method of making the same |
| FR2970599B1 (fr) * | 2011-01-17 | 2012-12-28 | Commissariat Energie Atomique | Photodetecteur optimise par une texturation metallique agencee en face arriere |
| CN113654668A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-16 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 一种偏振红外探测器的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2589591B1 (fr) * | 1985-10-31 | 1987-11-27 | Commissariat Energie Atomique | Commutateur opto-electronique notamment a seuil de puissance, son procede de fabrication et son procede de commande |
| US5479018A (en) * | 1989-05-08 | 1995-12-26 | Westinghouse Electric Corp. | Back surface illuminated infrared detector |
| JPH0667046A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-11 | Sharp Corp | 光集積回路 |
-
1996
- 1996-05-13 FR FR9605899A patent/FR2748604B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-12 EP EP97401054A patent/EP0807982A1/fr not_active Withdrawn
- 1997-05-13 JP JP9122599A patent/JPH1054758A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012132898A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-12 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | 懸架式ボロメータマイクロプレートに基づく赤外線検出器 |
| JP2017500743A (ja) * | 2013-12-17 | 2017-01-05 | セントレ ナショナル デ ラ ルシェルシェ サイエンティフィック−シーエヌアールエス | 低雑音の量子的検出素子およびそのような光子検出素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2748604A1 (fr) | 1997-11-14 |
| FR2748604B1 (fr) | 1998-08-07 |
| EP0807982A1 (fr) | 1997-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040803 |