KR100934176B1

KR100934176B1 - 광학 다층 거울 및 이것을 포함하는 페브리 페로 간섭계

Info

Publication number: KR100934176B1
Application number: KR1020070121734A
Authority: KR
Inventors: 메구미 스즈키; 히로유키 와도; 다카히코 요시다
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-12-29
Also published as: CN101191854A; US7733495B2; DE102007051537B4; DE102007051537A1; JP4784495B2; US20080123100A1; CN101191854B; KR20080048422A; JP2008134388A

Abstract

페브리 페로 간섭계의 광학 다층 거울은 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9) 각각의 측면 벽으로 제공된 보강부를 포함한다. 보강부는 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8) 각각의 윗면을 덮고 있는 제2 고굴절률층 및 제4 고굴절률층 각각의 부분을 지지하고 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8) 각각을 통해 제1 고굴절률층 및 제3 고굴절률층에 각각 도달하도록 구성된다. 제1 내지 제4 고굴절률층들 및 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층에 대한 물질들을 선택함으로써 달성된 높은 n 비율에 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층의 기계적인 강도가 결여될 경우에도, 보강부는 제2 고굴절률층 및 제4 고굴절률층이 구부러지는 것을 방지하는데 도움을 준다. 따라서, 광학 다층 거울은 넓은 고반사 대역을 특징으로 한다.

페브리 페로 간섭계, 광학 다층 거울, 고반사 광대역, 굴절률

Description

광학 다층 거울 및 이것을 포함하는 페브리 페로 간섭계{OPTICAL MULTILAYER MIRROR AND FABRY-PEROT INTERFEROMETER HAVING THE SAME}

본 발명은 넓은 고반사 대역을 특징으로 하는 광학 다층 거울 및 이것을 포함하는 페브리 페로(Fabry-Perot) 간섭계에 관한 것이다.

종래 기술로서, 특허 문서 1은 광학 다층을 이용한 고반사 거울을 제공하는 페브리 페로 간섭계를 제안한다. 페브리 페로 간섭계는 공기 갭(air gap)을 사이에 두고 서로 맞은 편에 배치되는 하부 거울 및 상부 거울을 포함한다. 특허 문서 1에 따르면, 하부 거울은 기판 상에 교대로 쌓은 이산화실리콘층(silicon dioxide layer) 및 폴리실리콘층(Poly-Si layer)에 의해 형성된다. 상부 거울은 교대로 쌓인 실리콘층(silicon layer) 및 이산화층(dioxide layer)에 의해 형성된다. 광학 다층은 고반사 거울을 구성하는데 이용된다.

- 특허 문서 1: 일본특허공개공보 3457373호

그러나, 광학 다층(optical multilayer)은 대부분 파장에 따라 달라지며, 거 울의 고반사 대역을 좁힌다. 페브리 페로 간섭계의 분광(spectroscopy) 대역은 거울의 고반사 대역과 일치한다. 이에 따라, 좁은 고반사 대역을 갖는 거울을 이용하는 페브리 페로 간섭계는 분광 대역을 좁힌다.

본 발명은 전술한 문제점을 고려하여 이루어졌다. 따라서, 본 발명은 넓은 고반사 대역을 특징으로 하는 광학 다층 거울 및 이것을 포함하는 페브리 페로 간섭계를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일예로, 광학 다층 거울은 다음과 같이 제공된다. 광학 다층 거울은 하부 거울 및 상부 거울을 포함한다. 하부 거울은 기판 위에 배치되는 반면, 상부 거울은 갭(gap)을 통해 하부 거울을 향해 있다. 하부 거울은, 기판 위에 배치되고 제1 굴절률을 특징으로 하는 제1 고굴절률층; 제1 고굴절률층을 향하도록 배치되고 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는 제1 저굴절률층; 제1 저굴절률층을 덮도록 배치된 제2 고굴절률층; 및 제1 저굴절률층의 윗면(top surface)을 덮고 있는 제2 고굴절률층의 부분을 지지하고 제1 저굴절률층을 경유하여 제1 고굴절률층에 도달하도록 구성된 제1 보강부(reinforcing section)를 포함한다. 상부 거울은, 기판 위에 배치되고 제1 굴절률을 특징으로 하는 제3 고굴절률층; 제3 고굴절률층에 향하도록 배치되고 제2 굴절률을 특징으로 하는 제2 저굴절률층; 제2 저굴절률층을 덮도록 배치된 제4 고굴절률층; 및 제2 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 제4 고굴절률층의 부분을 지지하고 제2 저굴절률층을 경유하여 제3 고굴절률층에 도달하도록 구성된 제2 보강부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 예로, 페브리 페로 간섭계는 다음과 같이 제공된다. 페브리 페로 간섭계는 전술한 광학 다층 거울을 포함한다. 제1 및 제2 고굴절률층들은 하부 거울 영역의 외부까지 확장된다. 제3 및 제4 고굴절률층들은 막(membrane)을 제공하기 위해 상부 거울 영역의 외부까지 확장된다. 페브리 페로 간섭계는, 하부 거울의 제2 고굴절률층에 전압을 인가하기 위한 제1 전극 및 상부 거울의 제4 고굴절률층에 전압을 인가하기 위한 제2 전극을 더 포함한다. 여기서, 정전기적 인력(electrostatic attraction)이 제1 및 제2 전극의 전위에 기초하여 생성됨으로써, 상부 및 하부 거울들 간의 간격을 변화시킨다.

본 발명의 또 다른 예로서, 복수의 거울 유닛들을 포함하는 광학 다층 거울은 적어도 하나의 거울을 포함하는 것으로 제공된다. 이러한 광학 다층 거울은, 제1 굴절률을 특징으로 하는 제1 고굴절률층; 개별적인 거울 유닛들과 대응하는 제1 고굴절률층의 부분을 향하도록 배치되고 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는 저굴절률층; 저굴절률층을 덮도록 배치된 제2 고굴절률층; 및 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 제2 고굴절률층의 부분을 지지하고 저굴절률층을 경유하여 제1 고굴절률층에 도달하도록 구성된 보강부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 예로, 광학 다층 거울은 다음과 같이 제공된다. 광학 다층 거울은 하부 거울 및 상부 거울을 포함한다. 하부 거울은 기판 위에 배치되는 반면, 상부 거울은 갭을 통해 하부 거울을 향해 있다. 하부 거울은, 기판 위에 배치되고 제1 굴절률을 특징으로 하는 제1 고굴절률층; 제1 고굴절률층을 향하여 배치되고 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는 제1 공기층(air layer); 및 제1 공기층을 덮도록 배치된 제2 고굴절률층을 포함한다. 상부 거울은, 기판 위에 배치되고 제1 굴절률을 특징으로 하는 제3 고굴절률층; 제3 고굴절률층을 향하도록 배치되고 제2 고굴절률을 특징으로 하는 제2 공기층; 및 제2 공기층을 덮도록 배치된 제4 고굴절률층을 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 간섭계의 설계 및 구동은 각각의 분할된 대역들에 대해 최적화하고, 공정 및 구동을 제어하기 위한 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 고반사 대역을 넓힘으로써, 분광 대역을 좁히는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 보다 구체적으로 설명될 것이다. 이하, 다음의 실시예들에서 서로 대응하거나 동등한 부분들은 동일한 참조 번호들에 의해 명시될 것이다.

(제1 실시예)

본 발명의 제1 실시예는 설명될 것이다. 도 1은 도면을 참조한 제1 실시예에 따른 광학 다층 거울을 포함하는 페브리 페로 간섭계의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 페브리 페로 간섭계에는 막(Men)의 중심에 적층된 광학 거울이 구비되어 있다. 적층된 광학 거울은 공기 갭(Ag)을 사이에 두고 있는 하부 거울(M1) 및 상부 거울(M2)을 포함한다.

도 1에서, 이산화실리콘층과 같은 절연층(2)은 실리콘(silicon) 등으로 구성된 반도체 기판(1)의 전체 표면 위에 형성된다. 폴리실리콘(Poly-Si) 등으로 구성된 제1 고굴절률층(3)은 반도체 기판(1)과의 사이에 절연층(2)을 갖는 반도체 기판(1)의 전체 표면 위에서 제1 굴절률로 형성된다.

제1 고굴절률층(3)은 적층된 광학 거울에 대응하는 공기층 등으로 구성된 제1 저굴절률층(4)을 포함한다. 제1 저굴절률층(4)은 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 특징으로 한다. 제2 고굴절률층(5)은 제1 저굴절률층(4)의 윗면을 포함하는 제1 고굴절률층(3)의 표면 위에 적층되어 있다. 제2 고굴절률층(5)은 폴리실리콘 등으로 구성되고 제1 굴절률을 특징으로 한다. 제1 저굴절률층(4)은 제1 고굴절률층(3)과 제2 고굴절률층(5) 사이에 끼어있다.

제2 고굴절률층(5)은 제1 저굴절률층(4)의 윗면을 덮고 제1 저굴절률층(4)의 측면을 둘러싼다. 제2 고굴절률층(5)의 부분(5a)은 제1 저굴절률층(4)의 측면들을 둘러싸고 제1 저굴절률층(4)의 보강부로 작용한다. 부분(5a)은 기계적인 강도가 결여된 제1 저굴절률층(4)의 변형을 방지하는 것을 돕는다. 실시예에 따르면, 제1 저굴절률층(4)은 다수의 부분들로 분할된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 각각의 분할된 부분들은 그 윗면이 6각형이다. 다수의 제1 저굴절률층(4)은 벌집 모양이다. 즉, 꼭대기가 잘려진 6면체 각추의 공간(truncated six-sided pyramidic space)은 제1 저굴절률층(4) 및 제1 고굴절률층(3)의 윗면과 측면들을 둘러싸고 있는 제2 고굴절률층(5)의 부분(5a)에 의해 형성된다. 상기 공간의 내부는 제1 저굴절률층(4)으로 작용한다.

제2 고굴절률층(5)의 부분(5a)은 꼭대기가 잘려진 6면체 각추의 측면을 형성하고 제1 저굴절률층(4)에 대한 보강부로 작용한다. 도 2a와 도 2b의 A-A 및 B-B 선들을 따라 획득된 단면도에 대응하는 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이, 제2 고굴절률층(5)의 보강부는 제1 고굴절률층(3)에 대해 45°경사져있다. 보강부에는 응력이 가해진다. 예를 들어, 응력은 꼭대기가 잘려진 6면체 각추의 윗면에서의 제2 고굴절률층(5)의 자체 무게(empty weight)의 결과로서 생겨난다. 보강부를 경사지게 하는 것은 응력을 감소시키고 제2 고굴절률층(5)이 구부러지는 것을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 45°의 각은 최적의 효과를 제공할 수 있다.

제1 고굴절률층(3), 제2 고굴절률층(5) 및 제1 저굴절률층(4)은 하부 거울(M1)을 제공한다. 하부 거울(M1)은 제1 저굴절률층(4)의 윗면에 대응하는 제2 고굴절률층(5)에서 빛을 투과시킨다. 하부 거울(M1)은 제1 저굴절률층(4)의 측면에 대응하는 제2 고굴절률층(5)의 부분(5a)에서는 빛을 투과시키지 않는다(또는 거의 투과시키지 않는다). 빛을 투과시키는 하부 거울(M1)의 부분은 거울 유닛(M1a)으로 작용한다. 즉, 하부 거울(M1)은 분할된 제1 저굴절률층(4)에 의해 형성된 거울 유닛들(M1a)의 집합을 포함한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, L1은 각각의 거울 유닛(M1a)을 형성하는 6각형, 즉, 제1 저굴절률층(4)의 윗면에 형성된 6각형의 대향하는 2개의 각(angle) 사이의 대각선의 길이를 나타낸다. L2는 인접한 거울 유닛들(M1a) 간의 간격 즉, 보강부로 작용하는 제2 고굴절률층(5)의 부분(5a)의 폭(즉, 평면 폭(top-view width))을 나타낸다. 이러한 경우, L1은 L2보다 크다. 각들 사이의 대각선뿐만 아니라, 각각의 거울 유닛(M1a)을 형성하는 6각형의 대향하는 변들 간의 거리도 간격 L2보다 크다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 3개의 인접한 거울 유닛들(M1a)은 하나의 세트(set)를 형성한다. 하나의 홀(hole)(M1b)은 각각의 세트 내에 형성된다. 홀(M1b)은 거울 유닛들(M1a)의 하나의 세트를 형성하는 6각형의 3개의 각들의 꼭지점들이 모이는 지점(V1)에 중심을 둔다. 홀은 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 고굴절률층(5)을 부분적으로 제거함으로써 형성된다. 홀(M1b)은 제1 저굴절률층(4)에 공기 갭(Ag)을 제공하기 위한 공간을 연결한다. 이러한 레이아웃(layout)은 모든 제1 저굴절률층(4)과 연결하고 있는 홀들(M1b)의 수를 감소시킬 수 있다. 또한, 도 2a에서 L1a는 점(V1)으로부터 각각의 6각형의 인접한 각까지의 길이를 평면도에 나타낸다. 여기서, 홀(M1b)의 지름은 L1a보다 크다. 따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 홀(M1b)은 보강부 5a의 중재 없이 점(V1)으로부터 제1 저굴절률층(4)의 6각형의 윗면(M1a)에 직접적으로 도달할 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 제2 고굴절률층(5) 및 제1 고굴절률층(3)은 불순물들이 도핑된 확산층으로 구성된 배선층을 각각 가진다. 배선층은 하부 거울(M1)을 위한 전극(이하,'하부 전극'이라 함)(11)에 전압을 인가한다. 배선층은 제2 고굴절률층(5) 및 제1 고굴절률층(3)의 전위들을 조정할 수 있다.

이산화실리콘층 등으로 구성된 절연층(6)은 하부 거울(M1) 및 그 주변을 피하도록 제2 고굴절률층(5)의 윗면에 형성된다. 제1 굴절률을 갖는 제3 고굴절률층(7)과 제4 고굴절률층(9)은 절연층(6)의 표면과, 하부 거울(M1)의 주변 및 대향하는 위치들의 거의 모든 상부에 걸쳐 형성된다. 제2 굴절률을 갖는 제2 저굴절률층(8)은 제3 고굴절률층(7)과 제4 고굴절률층(9)의 중간에 형성된다. 막(Men)은 절연층(6)의 표면을 제외한 영역, 즉 하부 거울(M1) 주변 및 대향하는 위치에 대응한다. 막(Men)은 실제로 도 1에 도시된 바와 같은 단면도보다 더 넓다. 광학 다층 거울은 하부 거울(M1) 및 상부 거울(M2)을 포함하며, 막(Men)의 일부분에만 형성된다. 도 1은 편의상 스케일(scales)을 변경한 것이다.

특히, 공기층과 같은 제2 저굴절률층(8)은 제3 고굴절률층(7)의 적층된 광학 거울에 대한 영역에 대응한다. 폴리실리콘 등으로 구성된 제4 고굴절률층(9)은 제2 저굴절률층(8)의 윗부분을 포함하여 제3 고굴절률층(7)의 표면 위에 적층되어 있다. 즉, 제2 저굴절률층(8)은 제3 고굴절률층(7)과 제4 고굴절률층(9) 사이에 끼어있다.

제4 고굴절률층(9)은 제2 저굴절률층(8)의 윗면을 덮고 제2 저굴절률층(8)의 측면들을 둘러싼다. 제4 고굴절률층(9)의 부분(9a)은 제2 저굴절률층(8)의 측면들을 둘러싸고 제2 저굴절률층(8)의 보강부로 작용한다. 부분(9a)은 기계적인 강도가 결여된 제2 저굴절률층(8)의 변형을 방지한다. 실시예에 따르면, 제2 저굴절률층(8)은 다수의 부분들로 분할된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 각각의 분할된 부분들은 그 윗면이 6각형이다. 다수의 제2 저굴절률층(8)은 벌집 모양이다. 즉, 꼭 대기가 잘려진 6면체 각추의 공간은 제2 저굴절률층(8) 및 제3 고굴절률층(7)의 윗면과 측면들을 둘러싸고 있는 제4 고굴절률층(9)의 부분(9a)에 의해 형성된다. 상기 공간의 내부는 제2 저굴절률층(8)으로 작용한다.

제4 고굴절률층(9)의 부분(9a)은 꼭대기가 잘려진 6면체 각추의 측면을 형성하고 제2 저굴절률층(8)에 대한 보강부로 작용한다. 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이, 제4 고굴절률층(9)의 보강부는 제3 고굴절률층(7)에 대해 45°경사져있다. 보강부에는 응력이 가해진다. 예를 들어, 응력은 꼭대기가 잘려진 6면체 각추의 윗면에서의 제4 고굴절률층(9)의 자체 무게(empty weight)의 결과로서 생겨난다. 보강부를 경사지게 하는 것은 응력을 감소시키고 제4 고굴절률층(9)이 구부러지는 것을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 45°의 각은 최적의 효과를 제공할 수 있다.

제3 고굴절률층(7), 제4 고굴절률층(9) 및 제2 저굴절률층(8)은 상부 거울(M2)을 제공한다. 상부 거울(M2)은 제2 저굴절률층(8)의 윗면에 대응하는 제4 고굴절률층(9)에서 빛을 투과시킨다. 상부 거울(M2)은 제2 저굴절률층(8)의 측면에 대응하는 제4 고굴절률층(9)의 부분(9a)에서는 빛을 투과시키지 않는다(또는 거의 투과시키지 않는다). 빛을 투과시키는 상부 거울(M2)의 부분은 거울 유닛(M2a)으로 작용한다. 즉, 상부 거울(M2)은 분할된 제2 저굴절률층(8)에 의해 형성된 거울 유닛들(M2a)의 집합을 포함한다.

전술한 구성에 따르면, 동일한 윗면 레이아웃은 상부 거울(M2) 및 하부 거울(M1)에 이용된다. 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 제2 저굴절률층(8)과 제4 고굴절률층(9)의 벌집 모양의 윗면 레이아웃은 제1 저굴절률층(4)과 제2 고굴절률 층(5)의 벌집 모양의 윗면 레이아웃과 유사하다. 이러한 구성에 따르면, 빛은 상부 거울(M2)의 하나의 거울로 작용하는 부분을 통과할 수 있고, 하부 거울(M1)의 하나의 거울로 작용하는 부분에 효율적으로 입사될 수 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, L3는 각각의 거울 유닛(M2a)을 형성하는 6각형, 즉, 제2 저굴절률층(8)의 윗면에 형성된 6각형의 대향하는 2개의 각 사이의 대각선의 길이를 나타낸다. L4는 인접한 거울 유닛들(M2a) 간의 간격 즉, 보강부로 작용하는 제4 고굴절률층(9)의 부분(9a)의 폭(즉, 평면 폭)을 나타낸다. 이러한 경우, L3은 L4보다 크다. 각들 간의 대각선뿐만 아니라, 각각의 거울 유닛(M2a)을 형성하는 6각형의 대향하는 변들 간의 거리도 간격 L4보다 크다. 보강부를 위한 면적을 너무 크게 제공하는 것은 면적 효율성 즉, 광학 다층 거울을 위한 면적에서 하나의 거울로 작용하는 부분을 위한 면적을 감소시킨다. 상기 구성은 이러한 문제점을 해결할 수 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 3개의 인접한 거울 유닛들(M2a)은 하나의 세트를 형성한다. 하나의 홀(M2b)은 각각의 세트 내에 형성된다. 특히, 하나의 홀(M2b)은 인접한 3개의 거울 유닛들(M2a)의 각각의 세트 내에 형성된다. 홀(M2b)은 거울 유닛들(M2a)의 하나의 세트를 형성하는 6각형의 3개의 각들의 꼭지점들이 모이는 지점(V2)에 중심을 둔다. 홀은 제3 고굴절률층(7)과 제4 고굴절률층(9)을 부분적으로 제거함으로써 형성된다. 홀(M2b)은 제2 저굴절률층(8)을 제공하기 위한 상부 거울(M2) 위의 공간과 공기 갭(Ag)을 서로 연결한다. 이러한 레이아웃은 모든 제2 저굴절률층(8)과 연결하고 있는 홀들(M2b)의 수를 감소시킬 수 있다. 도 2b 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 홀(M2b)은 하부 거울(M1)의 홀(M1b)에 대응하도록 상부 거울(M2)에 형성된다. 또한, 도 2b에서 L3a는 점(V2)으로부터 각각의 6각형의 인접한 각까지의 길이를 평면도에 나타낸다. 여기서, 홀(M2b)의 지름은 L3a보다 크다. 따라서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 홀(M2b)은 보강부 9a의 중재 없이 점(V2)으로부터 제2 저굴절률층(8)의 6각형의 윗면(M2a)에 직접적으로 도달할 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 제4 고굴절률층(9) 및 제3 고굴절률층(7)은 불순물이 도핑된 확산층으로 구성된 배선층을 각각 가진다. 배선층은 상부 거울(M2)을 위한 전극(이하, '상부 전극'이라 함)(12)에 전압을 인가한다. 배선층은 제4 고굴절률층(9) 및 제3 고굴절률층(7)의 전위들을 조절할 수 있다.

개구부(Opening)(10)는 막(Men)의 외주를 따라 제3 고굴절률층(7), 제4 고굴절률층(9) 및 절연층(6)에 형성되고, 개구부(10)는 제2 고굴절률층(5)에 도달한다. Au/Cr 등으로 구성된 하부 전극(11)은 개구부(10)에 형성된다. 하부 전극(11)은 불순물들을 포함하는 확산층으로 구성되고 제2 고굴절률층(5)에 제공되는 배선부(wiring section)(도면에 도시되지 않음)와 저항 접촉을 행한다. 유사하게, Au/Cr 등으로 구성된 상부 전극(12)은 막(Men)의 외주를 따라 제4 고굴절률층(9)의 표면에 제공된다. 상부 전극(12)은, 불순물을 포함하는 확산층으로 구성되고 제4 고굴절률층(9)에 제공되는 배선부(도면에 도시되지 않음)와 저항 접촉을 행한다. 하부 거울(M1) 및 상부 거울(M2)의 외주 또는 이들 거울의 보강부 만을 따라 불순물을 도핑함으로써, 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9)에 배선부들이 형성되는 것이 바람직하다. 이는 도핑된 불순물이 빛을 흡수하기 때문이다. 거울로 작용 하는 부분에 불순물이 도입되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

배선부를 위한 것은 아니지만, 불순물들은 제1 저굴절률층(4)을 연결하는 홀(M1b)에 대응하는 제1 고굴절률층(3)의 부분에 도핑될 수 있다. 그 목적은 불필요한 빛이 상기 부분에 투과되는 것을 방지하는 것이다.

제3 고굴절률층(7) 및 제4 고굴절률층(9)을 관통하여 공기 갭(Ag)과 외부를 연결하기 위해 막(Men) 내에 홀(13)이 형성된다.

실시예에 따른 페브리 페로 간섭계는 전술한 구조에 기초하여 구성된다. 폐브리 페로 간섭계에 대한 제조 과정을 도시한 도 4a 내지 4c 및 도 5a 내지 5c를 참조하여 페브리 페로 간섭계에 대한 제조 과정을 다음에서 설명한다.

(도 4a에서의 과정)

실리콘 등으로 구성된 반도체 기판(1)이 제공된다. 반도체 기판(1)의 전체 표면은 이산화실리콘층 등으로 구성된 절연층(2) 및 폴리실리콘 등으로 구성된 제1 고굴절률층(3)으로 증착된다. 제1 고굴절률층(3)의 전체 표면은 이산화실리콘층등 즉, 제1 고굴절률층(3) 및 제2 고굴절률층(5)에 관하여 고에칭 선택성(high etching selectivity)을 나타내는 물질로 구성된 보호층(20)으로 증착된다. 보호층(20)의 두께는 전술한 제1 저굴절률층(4)의 두께와 동등하다. 그 후, 보호층(20)의 표면은 레지스트(21)로 증착된다. 개구부(21a)는 제1 저굴절률층(4)을 형성하도록 예정된 위치에 대응하는 레지스트(21)의 부분만을 남기도록 형성된다. 이러한 상태에서, 보호층(20)을 꼭대기가 잘려진 6면체 각추로 성형하기 위해 습식 에칭(등방성 에칭) 및, 필요에 따라, 건식 에칭(비등방성 에칭)이 수행된다. 그 후, 레지스트(21)는 제거된다.

(도 4b에서의 과정)

폴리실리콘 등으로 구성된 제2 고굴절률층(5)은 보호층(20)과 보호층(20)에 의해 덮여 있지 않은 제1 고굴절률층(3)의 부분의 전체 표면에 증착된다. 보호층(20)이 꼭대기가 잘려진 6면체 각추로 성형되어 있기 때문에, 그 형상은 보호층(20) 위의 제2 고굴절률층(5)의 부분에도 적용된다. 상기 부분도 꼭대기가 잘려진 6면체 각추로 성형된다.

레지스트(22)는 제2 고굴절률층(5)의 표면에 도포된다. 도 4b와는 또 다른 단면도에서, 개구부(22a)는 하부 거울(M1)의 홀(M1b)에 대응하는 레지스트(22)의 부분에 제공된다. 레지스트(22)는 건식 에칭(비등방성 에칭)용 마스크로 이용되어, 홀(M1b)을 개방시킨다. 제2 고굴절률층(5)은 꼭대기가 잘려진 6면체 각추로 성형된다. 홀(M1b)이 형성되면, 제1 고굴절률층(3) 및 보호층(20) 사이의 경계 주변에 잔류물이 거의 남지 않는다.

레지스트(22)가 제거된 이후, 배선부 형성 영역을 위한 개구부를 포함하는 마스크(도면에 도시되지 않음)를 이용하여 불순물이 이온주입된다.

(도 4c에서의 과정)

이산화실리콘층 등으로 구성된 절연층(6)은 제2 고굴절률층(5)의 전체 표면에 증착된다. 절연층(6)의 두께는 공기 갭(Ag)의 크기 즉, 하부 거울(M1)과 상부 거울(M2) 사이의 간격과 동등하다. 절연층(6)의 두께에 따라, 절연층(6)의 표면은 제2 고굴절률층(5)의 형상으로 인하여 움푹 들어간 패턴이 될 수 있다. 이는 문제 를 일으키지 않는다.

(도 5a에서의 과정)

절연층(6)의 전체 표면은 폴리실리콘(Poly-Si) 등으로 구성된 제3 고굴절률층(7)으로 증착된다. 제2 고굴절률층(7)의 전체 표면은 이산화실리콘층등 즉, 제3 고굴절률층(7) 및 제4 고굴절률층(9)에 관하여 고에칭 선택성을 나타내는 물질로 구성된 보호층(23)으로 증착된다. 보호층(23)의 두께는 전술한 제2 저굴절률층(8)의 두께와 동등하다. 그 후, 보호층(23)의 표면은 레지스트(24)로 증착된다. 개구부(24a)는 제2 저굴절률층(8)을 형성하도록 예정된 위치에 대응하는 레지스트(24)의 부분만을 남기도록 형성된다. 이러한 상태에서, 보호층(23)을 꼭대기가 잘려진 6면체 각추로 성형하기 위해 습식 에칭(등방성 에칭) 및, 필요에 따라, 건식 에칭(비등방성 에칭)이 수행된다. 그 후, 레지스트(24)는 제거된다.

(도 5b에서의 과정)

폴리실리콘 등으로 구성된 제4 고굴절률층(9)은 보호층(23)과 보호층(23)에 의해 덮여 있지 않은 제3 고굴절률층(7)의 부분의 전체 표면에 증착된다. 보호층(23)이 꼭대기가 잘려진 6면체 각추로 성형되어 있기 때문에, 그 형상은 보호층(23) 위의 제4 고굴절률층(9)의 부분에도 적용된다. 보호층(23) 위의 제4 고굴절률층(9)의 부분도 꼭대기가 잘려진 6면체 각추로 성형된다.

배선부 형성 영역을 위한 개구부를 포함하는 마스크(도면에 도시되지 않음)를 이용하여 불순물이 이온주입된다. 그 후, 마스크는 제거된다.

제4 고굴절률층(9)의 표면은 레지스트(25)로 증착된다. 개구부(25a)(도 5b와 는 또 다른 단면)는 상부 거울(M2)의 홀(M2b)에 대응하는 레지스트(25)의 부분에 제공된다. 개구부(25b)는 개구부(10) 또는 홀(13)에 대응하는 부분에 제공된다. 레지스트(25)가 건식 에칭(비등방성 에칭)에 대한 마스크로 이용되어, 홀들(M2b 및 13)을 개방하고 개구부(10)의 일부분을 형성한다.

(도 5c에서의 과정)

레지스트(25)가 제거된 이후, 제4 고굴절률층(9)은 비등방성 에칭을 위한 마스크로 이용된다. 절연층(6)은 개구부(10)를 형성하기 위해 부분적으로 제거된다. 비등방성 에칭은 막(Men)에 대응하는 제4 고굴절률층(9)의 부분에 마스크를 도포시킴으로써 수행될 수 있다. 이는 절연층(6)이 홀(M2b 또는 13)을 통해 제거되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 절연층(6)을 제거하는 것은 막을 형성하기 위해 막(Men) 아래의 절연층(6)을 제거하는 것을 용이하게 한다.

개구부(10)를 덮는데 사용되는 마스크는 제거된다. 메탈 마스크는 Au/Cr을 증착하는데 이용된다. 하부 전극(11)은 개구부(10)에 형성된다. 상부 전극(12)은 막(Men)의 외주를 따라 형성된다. 이 전극들은 필요에 따라 연삭 및 연마된다. 보호층(20 및 23)은 상부 거울(M2)의 홀(M2b), 그 외부의 홀(13), 및 하부 거울(M1)의 홀(M1b)을 통해 절연층(6), 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)을 위한 공간으로부터 에칭된다. 필요하면, 개구부(10)로부터 노출된 절연층(6)이 제거되지 않도록, 마스크(도면에 도시되지 않음)가 개구부(10)를 덮도록 이용될 수 있다. 에칭이 막(Men) 아래의 절연층(6)의 일부분을 제거함으로써, 공기 갭(Ag)을 형성하고 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)을 구성한다.

제조 방법은 실시예에 따른 광학 다층 거울을 포함하는 도 1에 도시된 바와 같은 페브리 페로 간섭계를 완성한다.

광학 다층 거울을 포함하는 페브리 페로 간섭계에서, 하부 전극(11) 및 상부 전극(12)에 인가되는 전압을 변경하는 것은 하부 거울(M1)과 상부 거울(M2) 간의 정전기적 인력을 변경시킨다. 하부 거울(M1)과 상부 거울(M2) 간의 공기 갭(Ag)의 높이는 변한다. 하부 거울(M1)과 상부 거울(M2) 간의 갭을 조정하는 것은 넓은 고반사 대역에 기초하여 이용 가능한 분광을 생성할 수 있다.

전술한 바와 같이, 실시예에 따른 광학 다층 거울을 포함하는 페브리 페로 간섭계는 보강부를 포함한다. 보강부는 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9)의 각각의 벽들에 해당한다. 즉, 보강부는 각각의 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)을 교차하여 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8) 각각의 윗면을 덮고 있는 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9) 각각의 부분을 지지한다. 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)이 기계적인 강도가 결여될 경우에도, 보강부는 제2 고굴절률층(5)과 제4 고굴절률층(9)이 구부러지는 것을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 제1 내지 제4 고굴절률층들(3, 5, 7 및 9)은 3㎛에서 9㎛까지의 파장 대역에 대하여 투명한 Ge(굴절률 4) 및 Si(굴절률 3.45)과 같은 고굴절률 물질로 구성될 수 있다. 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)은

(굴절률 1.44)보다 작은 굴절률을 특징으로 하는 공기(굴절률 1) 및 진공과 같은 물질로 구성될 수 있다. n 비율이 높을 경우(예를 들어, 3.4 또는 그 이상)에도, 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9)은 구부러지지 않는다. 페브리 페로 간섭계는 넓은 고반사 대역을 특징으로 하는 광학 다층 거울을 포함할 수 있다.

실시예에 따른 페브리 페로 간섭계는 다음과 같이 구성된다. 하부 거울(M1)을 참조하면, 제2 고굴절률층(5)은 제1 저굴절률층(4)을 통해 제1 고굴절률층(3)에 도달한다. 제2 고굴절률층(5)의 부분(5a)은 보강부를 형성한다. 부분(5a)은 제1 저굴절률층(4)의 윗면에 대응하는 제1 저굴절률층(4)의 부분으로부터 제1 고굴절률층(3)까지 도달한다. 유사하게, 상부 거울(M2)을 참조하면, 제4 고굴절률층(9)은 제2 저굴절률층(8)을 통해 제3 고굴절률층(7)에 도달한다. 제4 고굴절률층(9)의 부분(9a)은 보강부를 형성한다. 부분(9a)은 제2 저굴절률층(8)의 윗면에 대응하는 제2 저굴절률층(8)의 부분으로부터 제3 고굴절률층(7)까지 도달한다. 이러한 구성은 광학 다층 거울 구조를 간략화할 수 있다. 광학 다층 거울을 제조하는 동안 보강부만을 형성하기 위해 필요한 공정을 생략하는 것이 가능하다.

전술한 특허 문서 1에 따른 페브리 페로 간섭계는 대역을 분할함으로써 3㎛에서 9㎛까지의 파장 대역을 측정하는 것이 필요하다. 필요한 간섭계들의 수는 분할된 대역들의 수에 대응하고, 이것은 장치의 크기를 증가시킨다. 간섭계의 설계 및 구동은 각각의 분할된 대역들에 대해 최적화되는 것이 필요하고, 공정 및 구동을 제어하기 위한 비용이 증가한다. 이에 반해, 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계는 고반사 대역을 넓힐 수 있고, 이러한 문제점들로부터 자유로워질 수 있다.

고반사 필름(film)은 메탈층을 증착함에 의해 일반적으로 형성된다. 그러나, 메탈은 1㎛ 이상의 적외선 영역에서 흡수 계수를 증가시킨다. 이러한 방법은 3㎛ 내지 10㎛의 대역에 이용되는 투과형 장치에 적용할 수 없다. 한편, 실시예는 메탈을 이용하지 않고도 고반사 필름(하부 거울(M1) 및 상부 거울(M2))을 형성할 수 있다. 실시예는 투과형 장치에 적절하게 적용될 수 있다.

(제2 실시예)

본 발명의 제2 실시예는 설명될 것이다. 제2 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계는 제1 실시예에 따른 홀(M1b 및 M2b)의 구성을 변경한다. 상기 구성의 다른 부분들은 제1 실시예와 동일하다. 상이한 점만 설명될 것이다.

도 6a 및 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계를 위한 광학 다층 거울의 윗면 레이아웃을 나타낸다. 도 7은 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계에 제공된 광학 다층 거울의 부분적으로 확대된 개략적인 단면도이며, 도 6a와 6b의 C-C 및 D-D 선들을 따라 획득된 단면도에 해당한다.

이러한 도면들에 도시된 바와 같이, 실시예는 하부 거울(M1)의 홀(M1b)로부터 이탈하도록 상부 거울(M2)에 홀(M2b)을 형성한다.

제1 실시예에 따르면, 하부 거울(M1)의 홀(M1b)에 대응하도록 홀(M2b)이 상부 거울(M2)에 형성될 때 홀(M1b 및 M2b)을 통해 빛이 들어갈 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 하부 거울(M1)의 홀(M1b)로부터 이탈하도록 상부 거울(M2)에 홀(M2b)이 형성된다. 하나의 거울로 작용하지 않는 하부 거울(M1)의 일부분은 홀(M2b)로부터 들어오는 빛을 차단하고 산란시킬 수 있다. 고정밀도(high-precision)의 페브리 페로 간섭계가 가능하다.

(제3 실시예)

본 발명의 제3 실시예는 설명될 것이다. 제3 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계는 제1 실시예에 따른 제1 고굴절률층(3)과 제2 고굴절률층(5)의 사이의 구조를 변경한다. 상기 구성의 다른 부분들은 제1 실시예와 동일하다. 상이한 점만 설명될 것이다.

도 8은 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계의 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 페브리 페로 간섭계는 하부 거울(M1)을 제외한 다른 영역에서 제1 고굴절률층(3)과 제2 고굴절률층(5)의 사이에 남아있는 보호층(20)을 포함한다. 막(Men) 아래의 제1 고굴절률층(3) 및 제2 고굴절률층(5)은 하부 거울(M1)을 제외한 다른 영역에서 페브리 페로 간섭계의 동작들에 거의 영향을 미치지 않는다. 이러한 영역에서, 보호층(20)은 제1 고굴절률층(3)과 제2 고굴절률층(5)의 사이에 남아 있을 수 있다.

(제4 실시예)

본 발명의 제4 실시예는 설명될 것이다. 제4 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계는 제1 실시예에 따른 하부 거울(M1) 및 상부 거울(M2)의 형상을 변경한다. 상기 구성의 다른 부분들은 제1 실시예와 동일하다. 상이한 점만 설명될 것이다.

도 9는 제4 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계의 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 페브리 페로 간섭계는 6각 기둥으로 각각 성형된 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)을 이용한다. 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9)도 그에 대응하여 성형된다. 이러한 형상들은 제1 저굴절률층(4)과 제2 저굴절률층(8)의 각 측면 상의 제2 고굴절률층(5)과 제4 고굴절률층(9)의 각 부분에 대응하는 보강부를 제공할 수 있다. 페브리 페로 간섭계는 넓은 고반사 대역을 특징으로 하는 광학 다층 거울을 포함할 수 있다.

보강부에 가해지는 응력과, 에칭에 의한 하부 거울(M1)에서의 홀(M1b)의 형성으로 인한 잔류물을 고려하면, 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절룰층(8)을 꼭대기가 잘려진 6면체 각추로 성형하는 것이 바람직하다.

(제5 실시예)

본 발명의 제5 실시예는 설명될 것이다. 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계는 제1 실시예에 따른 상부 거울(M2)의 외주를 따라 제3 고굴절률층(7) 및 제4 고굴절률층(9)에 각각 형성된 홀(13)의 배치를 특정한 것이다. 상기 구성의 다른 부분들은 제1 실시예와 동일하다. 상이한 점만 설명될 것이다.

도 10은 제5 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계의 윗면 레이아웃을 나타낸다. 도 10에 도시된 바와 같이, 동등한 크기의 홀들(13)이 상부 거울(M2)의 외주를 따라 제3 고굴절률층(7) 및 제4 고굴절률층(9)에 형성된다. 홀들(13)은 상부 거울(M2)의 외주에서 그 주위로 동일한 간격으로 떨어져 있는 동심원들을 따라 배치된다. 동일한 원을 따라 배치된 인접한 홀들(13) 간의 간격과 인접한 원들을 따라 배치된 홀들(13) 간의 가장 짧은 간격은 상부 거울(M2)에서 형성된 홀들(M2b) 간의 간격과 동일하다.

이러한 구성은 홀(13 또는 M2b)을 통해 막(Men)의 단부까지 단시간에 절연층(6)을 에칭할 수 있다. 긴 에칭 시간을 필요로 하지 않고도, 대면적의 막(Men)이 구성될 수 있다. 홀들(13 및 M2b)을 통해 균일한 양의 에칭이 수행될 수 있으므로, 상기 막(Men)은 효율적으로 제조될 수 있다.

(다른 실시예들)

제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)은 제1 내지 제3 실시예에 따른 꼭대기가 잘려진 6면체 각추들과 제4 실시예에 따른 6각 기둥들로 성형될 수 있다. 이들은 예일 뿐이다. 상기 층들은 다른 타입의 꼭대기가 잘려진 각추들 또는 기둥들로 성형될 수 있다. 그러나, 꼭대기가 잘려진 6면체 각추 또는 6각 기둥은 뛰어난 면적 효율성 즉, 광학 다층 거울과 동등한 면적에 대하여 거울로 작용하는 면적으로 인해 다른 타입의 각추들 또는 기둥들보다 더욱 바람직하다.

제4 실시예에 따르면, 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)은 다수의 부분들로 분할된다. 광학 다층 거울로 작용하는 영역에서, 제1 고굴절률층(3) 및 제2 고굴절률층(5) 사이에는 하나의 제1 저굴절률층(4)만이 제공될 수 있다. 이와 유사하게, 제3 고굴절률층(7) 및 제4 고굴절률층(9) 사이에는 하나의 제2 저굴절률층(8)만이 제공될 수 있다. 보강부는 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)을 부분적으로 교차하도록 제공될 수 있다.

전술한 실시예들은 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9)의 일부분을 이용하여 보강부를 구성하는 예를 설명해왔다. 보강부는 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9)의 물질과는 상이한 물질로 구성될 수 있다. 도 11은 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9)의 물질과는 상이한 물질을 이용하여 보강부를 구성하는 예를 나타낸다. 도 11에 도시된 바와 같이, 메탈층들(30 및 31)은 하부 거울(M1) 및 상부 거울(M2)을 위한 보강부들을 구성한다. 메탈층들(30 및 31)의 높이 는 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)의 높이와 동일하다. 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9)은 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)의 윗면과, 메탈층들(30 및 31)의 윗면을 덮는다. 이러한 방식으로, 보강부는 제2 고굴절률층(5) 및 제4 고굴절률층(9)의 물질과는 상이한 물질을 이용하여 구성될 수 있다.

이러한 구조는 다음과 같이 형성될 수 있다. 도 4a 및 5a에 도시된 바와 같은 공정 이후, 메탈층들(30 및 31)을 구성하는 메탈 필름은 보호층들(20 및 23)과 제1 고굴절률층(3) 및 제3 고굴절률층(7)의 표면들에도 도포된다. 메탈 필름을 평탄화하여, 보호층들(20 및 23)의 높이와 동일하도록 메탈층들(30 및 31)을 형성한다. 제1 실시예에서 설명된 공정은 그 후에 수행된다.

제1 내지 제5 실시예들은 공기층들을 이용하여 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)을 구성하는 예를 설명하였다. 상기 층들은 진공 또는 굴절률이 1.44보다 작은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 저굴절률층(4) 및 제2 저굴절률층(8)은 도 5c의 공정을 수행한 후, 페브리 페로 간섭계를 진공 장치에 도입하여 밀봉한 컨테이너에 조립되도록 함으로써 진공으로 구성될 수 있다. 상기 층들은 도 5c의 공정 이후 홀(M1b, M2b 또는 13)을 통해 액체, 기체, 졸(sol) 또는 겔(gel)로 제공되는 물질을 상기 층들에 채움으로써 굴절률이 1.44보다 작은 물질로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 제1 실시예 또는 그 밖의 실시예의 공기 갭(Ag)은 굴절률이 1.44보다 작은 물질로 채워진다. 액체, 가스, 졸 또는 겔이 채워진 경우에도, 하부 거울(M1) 및 상부 거울(M2) 간의 갭은 하부 전극(11) 및 상부 전극(12)에 인가되는 전압에 기초하여 조정될 수 있다. 페브리 페로 간섭계는 분광학에도 이용될 수 있 다.

전술한 실시예들은 하부 거울 및 상부 거울을 포함하는 광학 다층 거울의 예를 설명하였다. 상기 광학 다층 거울은 적어도 하나의 거울을 포함하고, 제1 굴절률을 특징으로 하는 제1 고굴절률층; 거울로 작용하는 제1 고굴절률층의 일부분에 배치되고 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는 제1 저굴절률층; 및 제1 저굴절률층을 덮도록 형성된 제2 고굴절률층을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 보강부는 제1 저굴절률층을 교차하고 제1 고굴절률층에 도달하여, 제1 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 제2 고굴절률층의 부분을 지지한다.

부수적으로, 다음에서는

(굴절률 1.44)보다 작은 굴절률을 나타내는 저굴절률 물질의 사용이 높은 n 비율(예를 들어, 3.4 또는 그 이상)을 달성하고 고반사 대역을 특징으로 하는 광학 다층 거울을 제공할 수 있다고 이해하기 위한 이유를 설명할 것이다.

도 12b는 고반사 거울을 구성하기 위해 광학 다층이 이용될 때 파장에 대한 반사율의 의존도를 나타내는 특징적인 도면이다. 그러나, 도 12b에 도시된 바와 같이, 광학 다층은 파장에 크게 의존하고 거울의 고반사 대역을 좁힌다. 도 12a는 파장 및 FP 투과율 간의 관계를 나타낸다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 페브리 페로 간섭계의 분광 대역은 거울의 고반사 대역과 일치한다. 좁은 고반사 대역을 갖는 거울을 이용하는 페브리 페로 간섭계는 분광 대역을 좁힌다.

광학 다층 거울은 고굴절률 필름 및 저굴절률 필름의 층을 포함하는 광학 다 층으로 구성된다. 이러한 광학 다층 거울에서, 고반사 대역은 고굴절률

및 저굴절률

간의 굴절률 비율(n 비율)에 의존한다. 도 13은 광학 다층 거울에 대한 고굴절률 대역에서의 굴절률 비율 의존도 즉, n 비율(

／

)에 관한 대역 (

)을 나타낸다. n 비율을 증가시키는 것은 대역 (

)을 넓힌다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 거울의 고반사 대역이 3㎛ 내지 9㎛의 파장을 특징으로 한다고 가정하면, 대역 (

)은 6㎛ 또는 그 이상이고, n 비율은 대략 3.3 또는 그 이상일 필요가 있다.

Ge(굴절률 4) 및 Si(굴절률 3.45)와 같은 물질들은 반도체 공정에 이용될 수 있고, 3㎛에서 9㎛까지의 파장 대역에 대해 투명하다.

(굴절률 1.44) 및 SiN(굴절률 2)과 같은 물질들은 저굴절률을 나타낸다. 그러나, 이러한 고굴절률 물질 및 저굴절률 물질의 조합은 높은 n 비율을 제공할 수 없다.

예를 들어, 공기(굴절률 1) 또는 진공은

(굴절률 1.44)보다 작은 굴절률을 나타내는 저굴절률 물질로서 이용될 수 있다. 따라서, 이러한 물질의 사용은 높은 n 비율(예를 들어, 3.4 또는 그 이상)을 달성하고 고반사 대역을 특징으로 하는 광학 다층 거울을 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다.

여기서, 적층된 필름의 일부분으로 공기 및 진공과 같은 저굴절률 물질이 이용되지만, 저굴절률 물질로 구성된 층은 기계적인 강도가 결여된다. 예를 들어, 저 굴절률 물질 상에 형성된 필름은 구부러질 수 있다. 이러한 문제점을 고려하여, 상기 설명한 본 발명에 따른 실시예들이 안출된다.

또한, 본 명세서에서 서술되는 주제의 관점들을 다음과 같이 설명한다.

하나의 관점으로, 광학 다층 거울은 다음과 같이 제공된다. 광학 다층 거울은 하부 거울 및 상부 거울을 포함한다. 하부 거울은 기판 위에 배치되어 있는 반면, 상부 거울은 갭을 통해 하부 거울을 향해 있다. 하부 거울은, 기판 위에 배치되고 제1 굴절률을 특징으로 하는 제1 고굴절률층; 제1 고굴절률층을 향하도록 배치되고 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는 제1 저굴절률층; 제1 저굴절률층을 덮도록 배치된 제2 고굴절률층; 및 제1 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 제2 고굴절률층의 부분을 지지하고 제1 저굴절률층을 경유하여 제1 고굴절률층에 도달하도록 구성된 제1 보강부를 포함한다. 상부 거울은, 기판 위에 배치되고 제1 굴절률을 특징으로 하는 제3 고굴절률층; 제3 고굴절률층에 향하도록 배치되고 제2 굴절률을 특징으로 하는 제2 저굴절률층; 제2 저굴절률층을 덮도록 배치된 제4 고굴절률층; 및 제2 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 제4 고굴절률층의 부분을 지지하고 제2 저굴절률층을 경유하여 제3 고굴절률층에 도달하도록 구성된 제2 보강부를 포함한다.

하부 거울은 제1 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 제2 고굴절률층의 부분을 지지하는 제1 보강부를 포함한다. 상부 거울은 제2 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 제4 고굴절률층의 부분을 지지하는 제2 보강부를 포함한다. 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층이 기계적인 강도가 결여될 경우에도, 각각의 보강부는 제2 고굴절률층 과 제4 고굴절률층이 구부러지는 것을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 제1 내지 제4 고굴절률층들 또는 제1 및 제2 저굴절률층들을 위한 물질을 선택함으로써 높은 n 비율이 달성될 때, 제2 고굴절률층과 제4 고굴절률층은 구부러지지 않을 수 있다. 페브리 페로 간섭계는 넓은 고반사 대역을 특징으로 하는 광학 다층 거울을 포함할 수 있다.

상기 구성에 따르면, 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층은 기체, 액체, 진공, 졸 및 겔 중 어느 하나로 구성된다. 예를 들어, 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층은 공기로 구성될 수 있다.

전술한 구성에 따르면, 하부 거울에 포함된 제1 보강부는 제2 고굴절률층의 제1 부분에 대응할 수 있다. 여기서, 제1 부분은 제1 저굴절률층의 윗면과 대향하는 부분 및 제1 저굴절률층을 교차하여 제1 고굴절률층에 도달하는 부분 사이의 범위에 있다. 유사하게, 상부 거울에 포함된 제2 보강부는 제4 고굴절률층의 제2 부분에 대응할 수 있다. 여기서, 제2 부분은 제2 저굴절률층의 윗면과 대향하는 부분과, 제2 저굴절률층을 교차하여 제3 고굴절률층에 도달하는 부분 사이의 범위에 있다.

상기 구조는 제2 고굴절률층 또는 제4 고굴절률층의 일부분으로부터 보강부를 제작함으로써 간략화될 수 있다. 예를 들어, 광학 다층 거울을 제조하는 동안 보강부만을 형성하기 위해 필요한 공정을 생략하는 것이 가능하다.

이러한 경우에, 제1 저굴절률층은 복수의 분할된 부분들로 나누어질 수 있고 제1 보강부는 각각의 분할된 부분들의 측면과 대향하는 제2 고굴절률층의 부분으로 구성될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 저굴절률층은 복수의 분할된 부분들로 나누어질 수 있고 제2 보강부는 각각의 분할된 부분들의 측면과 대향하는 제4 고굴절률층의 부분으로 구성될 수 있다.

한편, 제1 보강부는 제1 저굴절률층을 교차하고 제2 고굴절률층과 제1 고굴절률층 사이의 범위에 있는 제1 메탈층으로 구성될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 보강부는 제2 저굴절률층을 교차하고 제4 고굴절률층 및 제3 고굴절률층 사이의 범위에 있는 제2 메탈층(31)으로 구성될 수 있다.

이러한 경우, 제1 저굴절률층은 복수의 분할된 부분들로 나누어질 수 있고 제1 메탈층은 각각의 분할된 부분들의 측면과 대향할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 저굴절률층은 복수의 분할된 부분들로 나누어질 수 있고 제2 메탈층은 각각의 분할된 부분들의 측면과 대향할 수 있다.

이러한 구조들은 하부 거울 및 상부 거울을 위한 보강부들의 평면 레이아웃들 간의 매칭(match)을 보장하는 것이 바람직하다. 평면 레이아웃들이 매칭하면, 하나의 거울 유닛으로 작용하는 상부 거울의 일부분을 통과하는 빛이 하나의 거울 유닛으로 작용하는 하부 거울의 일부분에 효율적으로 입사될 수 있다.

예를 들어, 하부 거울에서, 제1 저굴절률층은 분할된 부분들로 나누어질 수 있고 각각의 분할된 부분들의 윗면은 동일한 다각형 형상을 가질 수 있다. 이와 유사하게, 상부 거울에서, 제2 저굴절률층은 분할된 부분들로 나누어질 수 있고 각각의 분할된 부분들의 윗면은 동일한 다각형 형상을 가질 수 있다. 하부 거울 및 상부 거울을 위한 보강부들의 평면 레이아웃들 간의 매칭을 보장하는 것이 가능하다.

예를 들어, 이러한 경우에, 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층은 꼭대기가 잘려진 다면체 각추(multi-sided truncated pyramid)로 성형될 수 있다. 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층이 꼭대기가 잘려진 다면체 각추로 성형되면, 제1 저굴절률층의 측면에 대응하는 제2 고굴절률층의 일부분은 제1 고굴절률층에 대해 경사지도록 성형될 수 있다. 이러한 형상은 보강부에 가해지는 응력을 감소시키고 제2 고굴절률층 및 제4 고굴절률층이 구부러지는 것을 방지할 수 있다. 제1 저굴절률층의 측면에 대응하는 제2 고굴절률층의 일부분은 제1 고굴절률층에 대해 주어진 각도만큼 경사지게 한다. 45°각도는 최적의 효과를 제공할 수 있다. 유사하게, 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층은 다면체 기둥(multi-sided column)으로 성형될 수 있다.

각각의 분할된 윗면들이 6각형이 되도록 하기 위해 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층을 분할하는 것이 바람직하다. 분할된 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층은 벌집 모양이 될 수 있다. 벌집 모양 구조는 뛰어난 면적 효율성 즉, 광학 다층 거울을 위한 면적에서 하나의 거울 유닛으로 작용하는 부분을 위한 면적을 제공한다. 벌집 모양 구조가 그 외의 꼭대기가 잘려진 다면체 각추들 및 기둥들보다 더욱 바람직하다.

여기서, 하부 거울은 3개의 인접한 분할된 제1 저굴절률층들의 세트를 포함할 수 있다. 제1 저굴절률층들의 세트를 형성하는 6각형들의 3개의 각의 꼭지점들이 모이는 지점에는 하나의 홀만이 형성될 수 있다. 상기 홀은 제2 고굴절률층을 통해 제1 저굴절률층과 연결된다. 상부 거울은 3개의 인접한 분할된 제2 저굴절률 층들의 세트를 포함할 수도 있다. 제2 저굴절률층들의 세트를 형성하는 6각형들의 3개의 각의 꼭지점들이 모이는 지점에는 하나의 홀만이 형성될 수 있다. 상기 홀은 제4 고굴절률층 및 제3 고굴절률층을 통해 제2 저굴절률층과 연결된다. 이러한 레이아웃들은 모든 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층을 연결하고 있는 홀들의 수를 감소시킬 수 있다.

홀의 평면 레이아웃은 상부 거울의 홀의 윗면 레이아웃에서 이탈하지 않도록 하부 거울에 형성되는 것이 바람직하다. 하나의 거울 유닛으로 작용하지 않는 하부 거울의 일부분은 상부 거울의 홀로부터 들어오는 빛을 차단하고 산란시킬 수 있다.

하부 거울 및 상부 거울의 홀들은 원형(즉, 원통 기둥)이 될 수 있다. 하부 거울 및 상부 거울의 홀들의 반지름들은 제1 및 제2 보강부의 개입 없이, 3개의 인접한 6각형의 분할된 부분의 3개의 각의 꼭지점이 모이는 지점들로부터 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층의 6각형의 윗면들에 직접적으로 도달할 수 있도록 각각 설계되는 것이 바람직하다. 따라서, 각각의 홀은 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층과 충분히 연결할 수 있다.

제1 내지 제4 고굴절률층들과 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층은 제1 굴절률을 특징으로 하는 물질과 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는 또 다른 물질로 구성된다. 전술한 구조가 높은 n 비율, 즉, 제1 굴절률과 제2 굴절률 사이의 비율로 3.4 또는 그 이상을 사용할 때, 광학 다층 거울은 보다 높은 반사율을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 고굴절률층들은 Ge 또는 Si로 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이 제1 저굴절률층 및 제2 저굴절률층은 공기로 구성될 수 있다.

또한, 또 다른 관점으로, 페브리 페로 간섭계는 다음과 같이 제공된다. 페브리 페로 간섭계는 전술한 특징들을 갖는 광학 다층 거울을 포함한다. 제1 고굴절률층 및 제2 고굴절률층은 하부 거울의 영역 외부에 형성된다. 제3 고굴절률층 및 제4 고굴절률층도 상부 거울의 영역 외부에 형성되어, 막을 제공한다. 페브리 페로 간섭계는, 하부 거울에 제공된 제2 고굴절률층으로 전압을 인가하기 위한 제1 전극; 및 상부 거울에 제공된 제4 고굴절률층으로 전압을 인가하기 위한 제2 전극을 더 포함한다. 정전기적 인력은 제1 전극 및 제2 전극의 전위들에 기초하여 생성되며, 상부 거울 및 하부 거울 간의 간격을 변화시킨다.

다음의 내용이 바람직하다. 하부 거울로서 작용하는 제2 고굴절률층의 일부분의 외부와, 하부 거울을 위한 제1 보강부에 대응하는 영역에 불순물들을 도핑함으로써 배선부가 구성된다. 배선부는 제1 전극과 연결된다. 상부 거울로서 작용하는 제4 고굴절률층의 일부분의 외부와, 상부 거울을 위한 제2 보강부에 대응하는 영역에 불순물들을 도핑함으로써 배선부가 구성된다. 배선부는 제2 전극과 연결된다. 이는 도핑된 불순물들이 빛을 흡수하기 때문이다. 불순물들이 거울 유닛으로 작용하는 일부분에 도입되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 배선부를 위한 것은 아니지만, 불순물들은 제1 저굴절률층으로 연결되는 홀에 대응하는 제1 고굴절률층의 부분에 도핑될 수 있다. 그 목적은 불필요한 빛이 상기 부분에 투과되는 것을 방지하는 것이다.

홀은 상부 거울의 외부까지 확장된 제3 고굴절률층 및 제4 고굴절률층을 교 차하여, 하부 거울 및 상부 거울 사이의 갭을 연결하도록 구성될 수 있다. 상기 홀은 갭을 에칭하는데 이용될 수 있다.

상부 거울 외부의 제3 고굴절률층 및 제4 고굴절률층에 다수의 홀들을 형성하고 인접한 홀들 간의 간격을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 균일한 양의 에칭이 수행될 수 있으므로 상기 막은 효율적으로 제조될 수 있다. 광학 다층 거울의 주위에 동일한 간격으로 떨어져 있는 동심원들을 따라 상부 거울의 외부의 제3 고굴절률층 및 제4 고굴절률층에 홀들을 형성 및 배치하는 것이 바람직하다. 상부 거울의 외부뿐만 아니라, 제2 저굴절률층과 연결되도록 상부 거울의 내부에도 홀을 형성할 수 있다. 이러한 홀들 간의 간격은 상부 거울의 외부에 형성된 홀들 간의 간격과 동일한 것이 바람직하다.

또한, 또 다른 관점으로, 복수의 거울 유닛들을 포함하는 광학 다층 거울은 적어도 하나의 거울을 포함하는 것으로 제공된다. 이러한 광학 다층 거울은, 제1 굴절률을 특징으로 하는 제1 고굴절률층; 개별적인 거울 유닛들에 대응하는 제1 고굴절률층의 부분을 향하도록 배치되고 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는, 저굴절률층; 저굴절률층을 덮도록 배치된 제2 고굴절률층; 및 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 제2 고굴절률층의 부분을 지지하고 저굴절률층을 경유하여 제1 고굴절률층에 도달하도록 구성된 보강부를 포함한다.

또한, 또 다른 관점으로, 광학 다층 거울은 다음과 같이 제공된다. 광학 다층 거울은 하부 거울 및 상부 거울을 포함한다. 하부 거울은 기판위에 배치되는 반면, 상부 거울은 갭을 통해 하부 거울을 향해 있다. 하부 거울은, 기판 위에 배치 되고 제1 굴절률을 특징으로 하는 제1 고굴절률층; 제1 고굴절률층을 향하도록 배치되고 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는 제1 공기층; 및 제1 공기층을 덮도록 배치된 제2 고굴절률층을 포함한다. 상부 거울은, 기판 위에 배치되고 제1 굴절률을 특징으로 하는 제3 고굴절률층; 제3 고굴절률층을 향하도록 배치되고 제2 굴절률을 특징으로 하는 제2 공기층; 및 제2 공기층을 덮도록 배치된 제4 고굴절률층을 포함한다.

본 발명의 전술한 실시예에서 다양한 변경이 행해질 수도 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 하지만, 본 발명의 범위는 다음과 같은 청구항들에 의해 판단되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 다층 거울을 포함하는 페브리 페로 간섭계의 단면을 나타내는 도면.

도 2a 및 2b는 도1의 페브리 페로 간섭계에 대한 광학 다층 거울의 윗면 레이아웃을 나타내는 도면.

도 3은 도 2a 및 2b의 광학 다층 거울의 단면을 단편적으로 확대한 도면.

도 4a 내지 4c는 도 1의 페브리 페로 간섭계에 대한 제조 과정을 나타내는 도면.

도 5a 내지 5c는 도 4a 내지 4c에 이어서 발생한 페브리 페로 간섭계에 대한 제조 과정을 나타내는 도면.

도 6a 및 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 페브리 페로 간섭계에 대한 광학 다층 거울의 윗면 레이아웃을 나타내는 도면.

도 7은 도 6a 및 6b의 광학 다층 거울의 단면을 단편적으로 확대한 도면.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 다층 거울을 포함하는 페브리 페로 간섭계의 단면을 나타내는 도면.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학 다층 거울을 포함하는 페브리 페로 간섭계의 단면을 나타내는 도면.

도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학 다층 거울을 포함하는 페브리 페로 간섭계의 윗면 레이아웃을 나타내는 도면.

도 11은 다른 실시예들에 따른 제2 및 제4 고굴절률층들에 이용된 물질과는 상이한 물질로 구성된 보강부를 포함하는 페브리 페로 간섭계의 단면을 나타내는 도면.

도 12a는 파장 및 FP 투과율 간의 관계를 나타내는 특징적인 도면.

도 12b는 파장의 반사율의 의존도를 나타내는 특징적인 도면.

도 13은 광학 다층 거울에 대한 고굴절률 대역에서의 굴절률 비율 의존도를 나타내는 그래프.

* 도면부호에 대한 간단한 설명 *

1: 반도체 기판 2: 절연층

3: 제1 고굴절률층 4: 제1 저굴절률층

5: 제2 고굴절률층 5a, 9a: 보강부

6: 절연층 7: 제3 고굴절률층

8: 제2 저굴절률층 9: 제4 고굴절률층

10, 21a, 22a, 24a, 25a, 25b: 개구부

11: 하부 전극 12: 상부 전극

13, M1b, M2b: 홀 20, 23: 보호층

21, 22, 24, 25: 레지스트 30, 31: 메탈층

M1: 하부 거울 M1a, M2a: 거울

M2: 상부 거울 Men: 막

Ag: 공기층

Claims

기판 위에 배치되어 있는 하부 거울과, 갭을 통해 상기 하부 거울을 향하고 있는 상부 거울을 포함하는 광학 다층 거울에 있어서,

상기 하부 거울은,

상기 기판 위에 배치되고 제1 굴절률을 특징으로 하는 제1 고굴절률층;

상기 제1 고굴절률층을 향하도록 배치되고 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는 제1 저굴절률층;

상기 제1 저굴절률층을 덮도록 배치된 제2 고굴절률층; 및

상기 제1 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 상기 제2 고굴절률층의 부분을 지지하고 상기 제1 저굴절률층을 경유하여 상기 제1 고굴절률층에 도달하도록 구성된 제1 보강부를 포함하고,

상기 상부 거울은,

상기 기판 위에 배치되고 상기 제1 굴절률을 특징으로 하는 제3 고굴절률층;

상기 제3 고굴절률층을 향하도록 배치되고 상기 제2 굴절률을 특징으로 하는 제2 저굴절률층;

상기 제2 저굴절률층을 덮도록 배치된 제4 고굴절률층; 및

상기 제2 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 상기 제4 고굴절률층의 부분을 지지하고 상기 제2 저굴절률층을 경유하여 상기 제3 고굴절률층에 도달하도록 구성된 제2 보강부를 포함하는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 저굴절률층들은 기체, 고체, 진공, 졸 및 겔 중의 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 저굴절률층들은 공기로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제1항에 있어서,

상기 하부 거울에 포함된 상기 제1 보강부는 상기 제2 고굴절률층의 제1 부분에 대응하고, 상기 제1 부분은 상기 제1 저굴절률층의 윗면과 대향하는 부분 및 상기 제1 저굴절률층을 교차하여 상기 제1 고굴절률층에 도달하는 부분 사이에 있고,

상기 상부 거울에 포함된 상기 제2 보강부는 상기 제4 고굴절률층의 제2 부분에 대응하고, 상기 제2 부분은 상기 제2 저굴절률층의 윗면과 대향하는 부분 및 상기 제2 저굴절률층을 교차하여 상기 제3 고굴절률층에 도달하는 부분 사이에 있는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제4항에 있어서,

상기 제1 저굴절률층은 복수의 분할된 부분들로 나누어지고,

상기 제1 보강부는 상기 분할된 부분들의 각각의 측면과 대향하는 상기 제2 고굴절률층의 부분으로 구성되며,

상기 제2 저굴절률층은 복수의 분할된 부분들로 나누어지고,

상기 제2 보강부는 상기 분할된 부분들의 각각의 측면과 대향하는 상기 제4 고굴절률층의 부분으로 구성되는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제1항에 있어서,

상기 제1 보강부는 상기 제1 저굴절률층을 교차하고 상기 제2 고굴절률층과 상기 제1고굴절률층 사이에 있는 제1 메탈층으로서 구성되고,

상기 제2 보강부는 상기 제2 저굴절률층을 교차하고 상기 제4 고굴절률층과 상기 제3 고굴절률층 사이에 있는 제2 메탈층으로서 구성되는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제6항에 있어서,

상기 제1 저굴절률층은 복수의 분할된 부분들로 나누어지고,

상기 제1 메탈층은 상기 분할된 부분들의 각각의 측면과 대향하며,

상기 제2 저굴절률층은 복수의 분할된 부분들로 나누어지고,

상기 제2 메탈층은 상기 분할된 부분들의 각각의 측면과 대향하는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제5항에 있어서,

상기 하부 거울의 제1 보강부 및 상기 상부 거울의 제2 보강부의 평면 레이아웃(top-view layout)은 서로 매칭되는 것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제1항에 있어서,

상기 하부 거울에서, 상기 제1 저굴절률층은 분할된 부분들로 나누어지고, 상기 분할된 부분들의 각각의 윗면은 동일한 다각형 형상을 가지며,

상기 상부 거울에서, 상기 제2 저굴절률층은 분할된 부분들로 나누어지고, 상기 분할된 부분들의 각각의 윗면은 동일한 다각형 형상을 가지는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제9항에 있어서,

상기 제1 및 제2 저굴절률층들의 분할된 부분의 각각은 꼭대기가 잘려진 다면체 각추(multi-sided truncated pyramid)로 성형되는 것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제10항에 있어서,

상기 제2 고굴절률층의 부분은 상기 제1 저굴절률층의 분할된 부분의 각각의 측면을 향하고 상기 제1 저굴절률층의 분할된 부분의 각각의 측면에 대해 45°각도로 경사지고,

상기 제4 고굴절률층의 부분은 상기 제2 저굴절률층의 분할된 부분의 각각의 측면을 향하고 상기 제2 저굴절률층의 분할된 부분의 각각의 측면에 대해 45°각도로 경사지는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제9항에 있어서,

상기 제1 및 제2 저굴절률층들의 분할된 부분의 각각은 다면체 기둥(multi-sided column)으로 성형되는 것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제9항에 있어서,

상기 제1 및 제2 저굴절률층들의 윗면들은 벌집 모양으로 구성된 복수의 6각형의 분할된 부분들(hexagonal segmented portions)로 나누어지는 것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제13항에 있어서,

상기 하부 거울은 상기 제1 저굴절률층의 3개의 인접한 6각형의 분할된 부분의 세트의 3개의 각의 꼭지점들이 모이는 지점의 제1 홀(hole)을 포함하고, 상기 제1 홀은 상기 제1 저굴절률층과 연결되고 상기 제2 고굴절률층을 교차하며,

상기 상부 거울은 상기 제2 저굴절률층의 3개의 인접한 6각형의 분할된 부분의 세트의 3개의 각의 꼭지점들이 모이는 지점의 제2 홀을 포함하고, 상기 제2 홀은 상기 제2 저굴절률층과 연결되고 상기 제3 및 제4 고굴절률층들을 교차하는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제14항에 있어서,

상기 제1 및 제2 홀들의 평면 레이아웃들은 서로 이탈하는 것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제14항에 있어서,

상기 하부 거울들의 상기 제1 홀은 위에서 볼 때 원형이고,

상기 제1 홀의 반지름은 상기 제1 보강부의 개입 없이, 3개의 인접한 6각형의 분할된 부분의 3개의 각의 꼭지점들이 모이는 지점들로부터 상기 제1 저굴절률층의 6각형 윗면에 직접적으로 도달할 수 있도록 설계되며,

상기 상부 거울들의 상기 제2 홀은 위에서 볼 때 원형이고,

상기 제2 홀의 반지름은 상기 제2 보강부의 개입 없이, 3개의 인접한 6각형의 분할된 부분의 3개의 각의 꼭지점들이 모이는 지점들로부터 상기 제2 저굴절률층의 6각형 윗면에 직접적으로 도달할 수 있도록 설계되는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제1항에 있어서,

상기 제2 굴절률에 대한 상기 제1 굴절률의 비율이 3.4 이상인 것을 특징으 로 하는 광학 다층 거울.
제1항에 있어서,

상기 제1 내지 제4 고굴절률층들은 Ge 또는 Si로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에서의 상기 광학 다층 거울을 포함하는 페브리 페로 간섭계에 있어서,

상기 제1 및 제2 고굴절률층들은 상기 하부 거울의 영역의 외부로 확장되고,

상기 제3 및 제4 고굴절률층들은 막(Men)을 제공하기 위해 상기 상부 거울의 영역의 외부로 확장되며,

상기 페브리 페로 간섭계는

상기 하부 거울의 상기 제2 고굴절률층으로 전압을 인가하기 위한 제1 전극; 및

상기 상부 거울의 상기 제4 고굴절률층으로 전압을 인가하기 위한 제2 전극을 포함하고,

정전기적 인력이 제1 및 제2 전극의 전위에 기초하여 생성됨으로써, 상기 상부 및 하부 거울들 간의 간격을 변화시키는

것을 특징으로 하는 페브리 페로 간섭계.
제19항에 있어서,

제1 배선부는 상기 제2 고굴절률층의 부분들에 불순물들을 도핑함으로써 구성되고, 상기 제2 고굴절률층의 부분들은 (ⅰ) 상기 하부 거울로서 작용하는 부분의 외부 부분 및 (ⅱ) 상기 제1 보강부에 대응하는 부분을 포함하며, 상기 제1 배선부는 상기 제1 전극과 연결되고,

제2 배선부는 상기 제4 고굴절률층의 부분들에 불순물들을 도핑함으로써 구성되고, 상기 제4 고굴절률층의 부분들은 (ⅰ) 상기 상부 거울로서 작용하는 부분의 외부 부분 및 (ⅱ) 상기 제2 보강부에 대응하는 부분을 포함하며, 상기 제2 배선부는 상기 제2 전극과 연결되는

것을 특징으로 하는 페브리 페로 간섭계.
제19항에 있어서,

상기 상부 거울의 외부까지 확장되는 상기 제3 및 제4 고굴절률층들을 교차하도록 홀이 구성됨으로써, 상기 하부 거울과 상기 상부 거울 사이의 상기 갭과 연결되는 것을 특징으로 하는 페브리 페로 간섭계.
제19항에 있어서,

복수의 홀들이 상기 상부 거울의 외부까지 확장되는 상기 제3 및 제4 고굴절률층들을 교차하도록 구성됨으로써, 상기 하부 거울과 상기 상부 거울 간의 상기 갭과 연결되고 인접한 홀들 간에 동일한 간격들이 제공되는 것을 특징으로 하는 페브리 페로 간섭계.
제19항에 있어서,

상기 상부 거울의 외부까지 확장되는 상기 제3 및 제4 고굴절률층들을 교차하도록 복수의 홀들이 구성됨으로써, 상기 하부 거울과 상기 상부 거울 사이의 상기 갭과 연결되고,

상기 홀들은 상기 광학 다층 거울 둘레의 동심원들을 따라 배치되고, 상기 동심원들은 상기 동심원들 간에 동일한 간격들로 배치되는

것을 특징으로 하는 페브리 페로 간섭계.
복수의 거울 유닛들을 포함하는 광학 다층 거울에 있어서,

제1 굴절률을 특징으로 하는 제1 고굴절률층;

상기 개별적인 거울 유닛들에 대응하는 상기 제1 고굴절률층의 부분을 향하 도록 배치되고 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 특징으로 하는 저굴절률층;

상기 저굴절률층을 덮도록 배치되는 제2 고굴절률층; 및

상기 저굴절률층의 윗면을 덮고 있는 상기 제2 고굴절률층의 부분을 지지하고 상기 저굴절률층을 경유하여 상기 제1 고굴절률층에 도달하도록 구성되는 보강부를 포함하는

것을 특징으로 하는 광학 다층 거울.
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