KR102350757B1 - 패브리 페로 간섭 필터 - Google Patents

패브리 페로 간섭 필터 Download PDF

Info

Publication number
KR102350757B1
KR102350757B1 KR1020167018562A KR20167018562A KR102350757B1 KR 102350757 B1 KR102350757 B1 KR 102350757B1 KR 1020167018562 A KR1020167018562 A KR 1020167018562A KR 20167018562 A KR20167018562 A KR 20167018562A KR 102350757 B1 KR102350757 B1 KR 102350757B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fabry
interference filter
light transmitting
perot interference
annular grooves
Prior art date
Application number
KR1020167018562A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160120277A (ko
Inventor
가츠미 시바야마
다카시 가사하라
마사키 히로세
도시미츠 가와이
Original Assignee
하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 filed Critical 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20160120277A publication Critical patent/KR20160120277A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102350757B1 publication Critical patent/KR102350757B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/001—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on interference in an adjustable optical cavity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/284—Interference filters of etalon type comprising a resonant cavity other than a thin solid film, e.g. gas, air, solid plates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

패브리 페로 간섭 필터(10A)는, 고정 미러(31)와, 공극(S)을 사이에 두고 고정 미러(31)와 대향하도록 배치되며, 정전기력에 의해서 광 투과 영역(11)에서의 고정 미러(31)와의 거리가 조정되는 가동 미러(41)를 구비하고 있다. 가동 미러(41) 중 광 투과 영역(11)을 둘러싸는 포위부(41a)에는, 광 투과 영역(11)을 둘러싸는 복수의 제1 고리 모양 홈(44), 그리고 공극(S)측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제1 관통공(45)이 형성되어 있다.

Description

패브리 페로 간섭 필터{FABRY-PEROT INTERFERENCE FILTER}
본 발명은, 패브리 페로 간섭 필터에 관한 것이다.
예를 들면 특허 문헌 1에는, 공극을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된 고정 미러 및 가동 미러를 구비하며, 광 투과 영역을 둘러싸는 1개의 고리 모양 홈, 및, 상기 고리 모양 홈의 외측에 위치하는 복수의 관통공이 가동 미러에 형성된 패브리 페로 간섭 필터가 기재되어 있다. 이 패브리 페로 간섭 필터에서는, 1개의 고리 모양 홈에 의해서, 구동시(정전기력에 의해서 광 투과 영역에서의 고정 미러와 가동 미러와의 거리가 조정될 때)에 있어서의 광 투과 영역에서의 가동 미러의 평탄화가 도모되어 있다. 또, 고리 모양 홈의 외측에 위치하는 복수의 관통공은, 고정 미러와 가동 미러와의 사이의 공극을 에칭에 의해 형성할 때에, 에칭 홀(hole)로서 이용되는 것이다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개 평7－286809호 공보
위에서 설명한 바와 같은 패브리 페로 간섭 필터에는, 구동시에 있어서의 광 투과 영역에서의 가동 미러의 평탄성의 향상, 및 가동 미러의 내구성의 향상이 요구되고 있다.
그래서, 본 발명은, 구동시에 있어서의 광 투과 영역에서의 가동 미러의 평탄성의 향상, 및 가동 미러의 내구성의 향상을 도모할 수 있는 패브리 페로 간섭 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면의 패브리 페로 간섭 필터는, 고정 미러와, 공극을 사이에 두고 고정 미러와 대향하도록 배치되고, 정전기력에 의해서 광 투과 영역에서의 고정 미러와의 거리가 조정되는 가동 미러를 구비하며, 가동 미러 중 광 투과 영역을 둘러싸는 포위부(包圍部)에는, 광 투과 영역을 둘러싸는 복수의 제1 고리 모양 홈, 그리고 공극측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제1 관통공이 형성되어 있고, 상기 복수의 제1 관통공의 적어도 일부분은, 서로 이웃하는 제1 고리 모양 홈 사이에 위치하고 있다.
이 패브리 페로 간섭 필터에서는, 가동 미러 중 광 투과 영역을 둘러싸는 포위부에, 광 투과 영역을 둘러싸는 복수의 제1 고리 모양 홈이 형성되어 있다. 이것에 의해, 구동시(정전기력에 의해서 광 투과 영역에서의 고정 미러와 가동 미러와의 거리가 조정될 때)에 포위부가 변형하기 쉬워진다. 게다가, 가동 미러 중 광 투과 영역을 둘러싸는 포위부에, 공극측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제1 관통공이 형성되어 있다. 이것에 의해, 구동시에 가동 미러에 생기는 응력의 밸런스가 좋아진다. 따라서, 구동시에 있어서의 광 투과 영역에서의 가동 미러의 평탄성의 향상을 도모할 수 있다. 또, 포위부에 복수의 제1 관통공이 형성되어 있음으로써, 구동시에 가동 미러에 생기는 응력이 분산된다. 따라서, 가동 미러의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 일측면의 패브리 페로 간섭 필터에서는, 가동 미러 중 포위부의 내측의 부분에는, 공극측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제2 관통공이 형성되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 고정 미러와 가동 미러와의 사이의 공극을 에칭에 의해 형성할 때에, 복수의 제1 관통공 및 복수의 제2 관통공을 에칭 홀로서 이용함으로써, 공극의 형성에 필요한 시간의 단축화를 도모할 수 있다.
본 발명의 일측면의 패브리 페로 간섭 필터에서는, 고정 미러에는, 고정 미러와 가동 미러가 대향하는 대향 방향에서, 복수의 제1 고리 모양 홈에 각각 대응하는 복수의 제2 고리 모양 홈이 형성되어 있고, 고정 미러 중 복수의 제2 고리 모양 홈의 외측의 부분에는, 광 투과 영역을 둘러싸도록 제1 구동 전극이 마련되어 있으며, 가동 미러에는, 정전기력을 발생시키기 위해서 제1 구동 전극과의 사이에 전압이 인가되는 제2 구동 전극이 마련되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 복수의 제2 고리 모양 홈에 의해서, 제1 구동 전극과 고정 미러 중 복수의 제2 고리 모양 홈의 내측의 부분이 전기적으로 절연되기 때문에, 구동시에서의 광 투과 영역에서의 가동 미러의 평탄성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.
본 발명의 일측면의 패브리 페로 간섭 필터에서는, 고정 미러에는, 광 투과 영역을 포함하도록, 제2 구동 전극과 동일 전위에 접속된 보상(補償) 전극이 마련되어 있으며, 보상 전극은, 대향 방향에서, 제1 구동 전극에 대해서 제2 구동 전극의 반대측에 위치하고 있어도 괜찮다. 이 경우, 광 투과 영역을 포함하도록 고정 미러에 형성된 보상 전극이, 가동 미러에 마련된 제2 구동 전극과 동일 전위가 되기 때문에, 구동시에 있어서의 광 투과 영역에서의 가동 미러의 평탄성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다. 게다가, 보상 전극이 제1 구동 전극과 제2 구동 전극과의 사이에 위치하고 있지 않기 때문에, 제1 구동 전극과 제2 구동 전극과의 사이에, 인가되어 있는 전압에 따른 정전기력을 바람직하게 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일측면의 패브리 페로 간섭 필터에서는, 고정 미러에는, 광 투과 영역을 포함하도록, 제2 구동 전극과 동일 전위에 접속된 보상 전극이 마련되어 있으며, 보상 전극은, 복수의 제2 고리 모양 홈을 매개로 하여 제1 구동 전극의 내측에 위치하고 있어도 괜찮다. 이 경우, 광 투과 영역을 포함하도록 고정 미러에 형성된 보상 전극이, 가동 미러에 마련된 제2 구동 전극과 동일 전위가 되기 때문에, 구동시에 있어서의 광 투과 영역에서의 가동 미러의 평탄성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다. 게다가, 고정 미러 내의 동일 평면 상에 배치된 제1 구동 전극 및 보상 전극에 대해서, 그들 사이의 전기적인 절연을 복수의 제2 고리 모양 홈에 의해서 확실히 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 구동시에 있어서의 광 투과 영역에서의 가동 미러의 평탄성의 향상, 및 가동 미러의 내구성의 향상을 도모할 수 있는 패브리 페로 간섭 필터를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 제1 실시 형태의 패브리 페로 간섭 필터가 적용된 분광 센서의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II－II선을 따른 패브리 페로 간섭 필터의 단면도이다.
도 3은 제1 구동 전극이 마련된 폴리 실리콘층의 평면도이다.
도 4는 보상 전극이 마련된 폴리 실리콘층의 평면도이다.
도 5는 제2 구동 전극이 마련된 폴리 실리콘층의 평면도이다.
도 6은 제1 실시 형태의 패브리 페로 간섭 필터의 일부 확대 단면도이다.
도 7은 구동시에서의 제1 실시 형태의 패브리 페로 간섭 필터의 단면도이다.
도 8은 제2 실시 형태의 패브리 페로 간섭 필터의 단면도이다.
도 9는 제3 실시 형태의 패브리 페로 간섭 필터의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.
[제1 실시 형태]
[분광 센서]
도 1에 나타내어지는 바와 같이, 분광 센서(1)는, 배선 기판(2)과, 광 검출기(3)와, 복수의 스페이서(4)와, 패브리 페로 간섭 필터(10A)를 구비하고 있다. 배선 기판(2)에는, 광 검출기(3)가 실장된 실장부(2a), 예를 들면 서미스터(thermistor) 등의 온도 보상용 소자(도시 생략)가 실장된 실장부(2b), 및 전극(電極) 패드(2c, 2d)가 마련되어 있다. 실장부(2a)는, 배선(2e)에 의해서 전극 패드(2c)와 전기적으로 접속되어 있다. 실장부(2b)는, 배선(2e)에 의해서 전극 패드(2d)와 전기적으로 접속되어 있다. 광 검출기(3)는, 예를 들면 적외선 검출기로서, InGaAs 등이 이용된 양자형(量子型) 센서, 또는, 서모파일(thermopile), 초전(焦電) 센서 혹은 볼로미터(bolometer) 등의 열형(熱型) 센서이다. 또, 자외, 가시 및 근적외의 각 영역의 광을 검출하는 경우에는, 광 검출기(3)로서 실리콘 포토 다이오드 등을 이용할 수 있다.
패브리 페로 간섭 필터(10A)는, 복수의 스페이서(4)를 매개로 하여 배선 기판(2) 상에 고정되어 있다. 이 상태에서, 광 검출기(3)는, 배선 기판(2)과 패브리 페로 간섭 필터(10A)와의 사이에서 패브리 페로 간섭 필터(10A)의 광 투과 영역(11)과 대향하고 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10A)와 각 스페이서(4)와의 고정에는, 패브리 페로 간섭 필터(10A)로의 열 스트레스의 영향을 억제하기 위해서, 가요성을 가지는 수지 재료가 이용되어 있다. 상기 수지 재료는, 실온 경화 또는 150℃ 이하의 저온 경화의 것으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 복수의 스페이서(4)는, 패브리 페로 간섭 필터(10A)에서 특히 복수의 스페이서(4)와 고정되는 부분과의 열팽창 계수차를 완화하기 위해서, 예를 들면 석영 또는 실리콘 등, 패브리 페로 간섭 필터(10A)를 구성하는 기판(14)과 열팽창 계수가 동등한 재료, 혹은 열팽창 계수가 작은 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 또, 배선 기판(2)과 각 스페이서(4)를 별체로 형성하는 구성을 대신하여, 배선 기판(2)과 각 스페이서(4)를 일체로 형성하는 구성으로 해도 좋다. 또, 배선 기판(2)도, 예를 들면 석영 또는 실리콘 등, 패브리 페로 간섭 필터(10A)를 구성하는 기판(14)과 열팽창 계수가 동등한 재료, 혹은 열팽창 계수가 작은 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
도시는 하지 않지만, 배선 기판(2), 광 검출기(3), 복수의 스페이서(4) 및 패브리 페로 간섭 필터(10A)는, 배선 기판(2)이 스템(stem) 상에 고정되고 또한 패브리 페로 간섭 필터(10A)의 광 투과 영역이 캡(cap)의 광 투과창에 대향한 상태에서, CAN 패키지 내에 수용되어 있다. 배선 기판(2)의 각 전극 패드(2c, 2d) 및 패브리 페로 간섭 필터(10A)의 각 단자(12, 13)는, 스템을 관통하는 복수의 리드 핀(lead pin)의 각각과 와이어 본딩에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 광 검출기(3) 및 온도 보상용 소자(도시 생략)에 대한 전기신호의 입출력 등은, 리드 핀, 전극 패드(2c), 배선(2e) 및 실장부(2a)를 매개로 하여 행하여진다. 패브리 페로 간섭 필터(10A)로의 전압의 인가는, 리드 핀 및 각 단자(12, 13)를 매개로 하여 행하여진다. 또, 광 검출기(3) 및 온도 보상용 소자에 대한 전기신호의 입출력 등은, 광 검출기(3) 및 온도 보상용 소자의 각각의 단자와 와이어 본딩에 의해서 전기적으로 접속된 리드 핀을 매개로 하여 행해져도 괜찮다.
이상과 같이 구성된 분광 센서(1)에서는, 배선 기판(2)의 반대측으로부터 패브리 페로 간섭 필터(10A)의 광 투과 영역(11)에 측정광이 입사하면, 패브리 페로 간섭 필터(10A)에 인가되어 있는 전압에 따라 에어 갭이 변화하고, 소정 파장을 가지는 광이 패브리 페로 간섭 필터(10A)의 광 투과 영역(11)을 투과한다. 그리고, 광 투과 영역(11)을 투과한 광은, 광 검출기(3)에서 검출된다. 이와 같이, 분광 센서(1)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10A)에 인가하는 전압을 변화시키면서, 광 투과 영역(11)을 투과한 광을 광 검출기(3)에서 검출함으로써, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
[패브리 페로 간섭 필터]
도 2에 나타내어지는 바와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10A)는, 예를 들면 정방형(正方形) 판 모양의 기판(14)을 구비하고 있다. 기판(14)의 광 입사측의 표면(14a)에는, 반사 방지층(15), 제1 적층체(30), 지지층(16) 및 제2 적층체(40)가 이 순서로 적층되어 있다. 제1 적층체(30)와 제2 적층체(40)와의 사이에는, 프레임 모양의 지지층(16)에 의해서, 에어 갭으로서의 공극(S)이 형성되어 있다. 프레임 모양의 지지층(16)은, 그 중앙 부분이 희생층으로서 에칭에 의해서 제거됨으로써 형성된 것이다. 패브리 페로 간섭 필터(10A)의 중앙부에는, 예를 들면 원기둥 모양의 광 투과 영역(11)이 획정되어 있다. 기판(14)은, 예를 들면, 실리콘, 석영 또는 유리 등의 광 투과성 재료로 이루어진다. 반사 방지층(15) 및 지지층(16)은, 예를 들면 산화 실리콘으로 이루어진다. 지지층(16)의 두께는, 중심 투과 파장(패브리 페로 간섭 필터(10A)가 투과시킬 수 있는 광의 파장 범위의 중앙값의 파장)의 1/2의 정수배인 것이 바람직하며, 예를 들면 150nm~10㎛ 이다.
제1 적층체(30) 중 공극(S)에 면(面)하는 영역에 대응하는 부분은, 고정 미러(31)로서 기능한다. 제1 적층체(30)는, 예를 들면, 복수의 폴리 실리콘층(32)과 복수의 질화 실리콘층(33)이 한층씩 교호(交互)로 적층됨으로써 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 이산화 실리콘 등으로 이루어지는 반사 방지층(15) 상에, 폴리 실리콘층(32a), 질화 실리콘층(33a), 폴리 실리콘층(32b), 질화 실리콘층(33b) 및 폴리 실리콘층(32c)이 이 순서로 적층되어 있다. 폴리 실리콘층(32) 및 질화 실리콘층(33)의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배인 것이 바람직하고, 예를 들면 50nm~2㎛ 이다.
제2 적층체(40) 중 공극(S)에 면하는 영역에 대응하는 부분은, 가동 미러(41)로서 기능한다. 가동 미러(41)는, 공극(S)을 사이에 두고 고정 미러(31)와 대향하도록 배치되어 있다. 제2 적층체(40)는, 예를 들면, 복수의 폴리 실리콘층(42)과 복수의 질화 실리콘층(43)이 한층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 지지층(16) 상에, 폴리 실리콘층(42a), 질화 실리콘층(43a), 폴리 실리콘층(42b), 질화 실리콘층(43b) 및 폴리 실리콘층(42c)이 이 순서로 적층되어 있다. 폴리 실리콘층(42) 및 질화 실리콘층(43)의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배인 것이 바람직하고, 예를 들면 50nm~2㎛ 이다.
도 1 및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 단자(12)는, 고정 미러(31)와 가동 미러(41)가 대향하는 대향 방향(D)으로부터 본 경우에 광 투과 영역(11)을 사이에 두고 대향하도록, 한 쌍 마련되어 있다. 각 단자(12)는, 제2 적층체(40)의 표면(40a)(즉, 제2 적층체(40)의 폴리 실리콘층(42c)의 표면)으로부터 제1 적층체(30)의 폴리 실리콘층(32c)에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다. 단자(13)는, 대향 방향(D)으로부터 본 경우에 광 투과 영역(11)을 사이에 두고 대향하도록, 한 쌍 마련되어 있다. 각 단자(13)는, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 제2 적층체(40)의 폴리 실리콘층(42a)에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다. 또, 한 쌍의 단자(12)가 대향하는 방향과 한 쌍의 단자(13)가 대향하는 방향은, 직교하고 있다.
도 2 및 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 고정 미러(31)에는, 광 투과 영역(11)을 둘러싸도록, 예를 들면 링 모양의 제1 구동 전극(17)이 마련되어 있다. 게다가, 고정 미러(31)에는, 제1 구동 전극(17)으로부터 대향 방향(D)에 수직인 방향을 따라서 각 단자(12)의 바로 아래로 연장되도록, 한 쌍의 배선(21)이 마련되어 있다. 제1 구동 전극(17) 및 한 쌍의 배선(21)은, 폴리 실리콘층(32c)의 소정 부분에 불순물이 도핑되어 상기 소정 부분이 저(低)저항화됨으로써 형성되어 있다. 제1 구동 전극(17)은, 각 단자(12)가 각 배선(21)의 단부(21a)에 접속됨으로써, 각 단자(12)와 전기적으로 접속되어 있다.
도 2 및 도 4에 나타내어지는 바와 같이, 고정 미러(31)에는, 광 투과 영역(11)을 포함하도록, 예를 들면 원형 모양의 보상(補償) 전극(18)이 마련되어 있다. 게다가, 고정 미러(31)에는, 보상 전극(18)으로부터 대향 방향(D)에 수직인 방향을 따라서 각 단자(13)의 바로 아래로 연장되도록, 한 쌍의 배선(22)이 마련되어 있다. 보상 전극(18) 및 한 쌍의 배선(22)은, 폴리 실리콘층(32b)의 소정 부분에 불순물이 도핑되어 상기 소정 부분이 저저항화됨으로써 형성되어 있다. 보상 전극(18)은, 각 단자(13)가 배선(23)을 매개로 하여 각 배선(22)의 단부(22a)에 접속됨으로써, 각 단자(13)와 전기적으로 접속되어 있다. 배선(23)은, 각 배선(22)의 단부(22a)로부터 대향 방향(D)을 따라서 각 단자(13)의 바로 아래로 연장되는 것이며, 제2 적층체(40)의 폴리 실리콘층(42a)으로부터 제1 적층체(30)의 폴리 실리콘층(32b)에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다.
도 2 및 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 가동 미러(41)에는, 대향 방향(D)에서 제1 구동 전극(17) 및 보상 전극(18)과 대향하도록, 예를 들면 원형 모양의 제2 구동 전극(19)이 마련되어 있다. 게다가, 가동 미러(41)에는, 제2 구동 전극(19)으로부터 대향 방향(D)에 수직인 방향을 따라서 각 단자(13)의 바로 아래로 연장되도록, 한 쌍의 배선(24)이 마련되어 있다. 제2 구동 전극(19) 및 한 쌍의 배선(24)은, 폴리 실리콘층(42a)의 소정 부분에 불순물이 도핑되어 상기 소정 부분이 저저항화됨으로써 형성되어 있다. 제2 구동 전극(19)은, 각 단자(13)가 각 배선(24)의 단부(24a)에 접속됨으로써, 각 단자(13)와 전기적으로 접속되어 있다.
도 2에 나타내어지는 바와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10A)에서는, 제2 구동 전극(19)과 동일 전위에 접속된 보상 전극(18)은, 대향 방향(D)에서, 제1 구동 전극(17)에 대해서 제2 구동 전극(19)의 반대측에 위치하고 있다. 즉, 제1 구동 전극(17)과 보상 전극(18)은, 고정 미러(31)에서 동일 평면 상에 배치되어 있지 않고, 보상 전극(18)은, 제1 구동 전극(17) 보다도 제2 구동 전극(19)으로부터 떨어져 있다.
제1 적층체(30)의 표면(30a)(즉, 제1 적층체(30)의 폴리 실리콘층(32c)의 표면)에는, 배선(23)을 둘러싸는 고리 모양 홈(25)이 형성되어 있다. 고리 모양 홈(25)은, 예를 들면 링 모양으로 연장되어 있다. 고리 모양 홈(25)의 저면은, 제1 적층체(30)의 질화 실리콘층(33b)에 이르고 있다. 고리 모양 홈(25) 내에는, 예를 들면 산화 실리콘으로 이루어지는 절연 부재가 배치되어 있다. 이것에 의해, 배선(23)은, 제1 구동 전극(17)과 전기적으로 절연되어 있다. 고리 모양 홈(25)의 폭은, 예를 들면 0.1~100㎛ 이다. 또, 고리 모양 홈(25)은, 예를 들면 동심원 모양으로 늘어서도록 복수 형성되어 있어도 괜찮다.
제2 적층체(40)의 표면(40a)에는, 단자(12)를 둘러싸는 고리 모양 홈(26)이 형성되어 있다. 고리 모양 홈(26)은, 예를 들면 링 모양으로 연장되어 있다. 고리 모양 홈(26)의 저면은, 지지층(16)에 이르고 있다. 고리 모양 홈(26) 내는, 공극으로 되어 있다. 이것에 의해, 단자(12)는, 제2 구동 전극(19)과 전기적으로 절연되어 있다. 고리 모양 홈(26)의 폭은, 예를 들면 0.1~100㎛ 이다. 또, 고리 모양 홈(26)은, 예를 들면 동심원 모양으로 늘어서도록 복수 형성되어 있어도 괜찮다.
기판(14)의 광 출사측의 표면(14b)에는, 반사 방지층(51), 제3 적층체(52), 중간층(53) 및 제4 적층체(54)가 이 순서로 적층되어 있다. 반사 방지층(51) 및 중간층(53)은, 각각, 반사 방지층(15) 및 지지층(16)과 동일한 구성을 가지고 있다. 제3 적층체(52) 및 제4 적층체(54)는, 각각, 기판(14)을 기준으로 하여 제1 적층체(30) 및 제2 적층체(40)와 대칭인 적층 구조를 가지고 있다. 이들 반사 방지층(51), 제3 적층체(52), 중간층(53) 및 제4 적층체(54)에 의해서, 적층체(50)가 구성되어 있다.
적층체(50)의 광 출사측의 표면(50b)에는, 측정광(測定光)을 차광하기 위한 차광층(27)이 형성되어 있다. 차광층(27)은, 예를 들면 알루미늄으로 이루어진다. 차광층(27) 및 적층체(50)에는, 광 투과 영역(11)을 포함하도록, 예를 들면 원기둥 모양의 개구(50a)가 형성되어 있다. 개구(50a)는, 광 출사측으로 개구하고 있고, 개구(50a)의 저면은, 반사 방지층(51)에 이르고 있다. 차광층(27)의 표면 및 개구(50a)의 내면에는, 보호층(28)이 형성되어 있다. 보호층(28)은, 예를 들면 산화 알류미늄으로 이루어진다. 또, 보호층(28)의 두께를 30nm 정도로 얇게 함으로써, 보호층(28)에 의한 광학적인 영향을 무시할 수 있다.
도 2 및 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 가동 미러(41)에는, 광 투과 영역(11)을 둘러싸는 포위부(包圍部)(41a)가 획정되어 있다. 포위부(41a)는, 예를 들면 원통모양으로 획정되어 있다. 포위부(41a)에는, 광 투과 영역(11)을 둘러싸는 복수(예를 들면 3개)의 제1 고리 모양 홈(44)이 형성되어 있다. 각 제1 고리 모양 홈(44)은, 예를 들면 링 모양으로 연장되어 있고, 각 제1 고리 모양 홈(44) 내는, 공극으로 되어 있다. 복수의 제1 고리 모양 홈(44)은, 서로 이웃하는 제1 고리 모양 홈(44)에 주목한 경우에 일방의 제1 고리 모양 홈(44)을 타방의 제1 고리 모양 홈(44)이 둘러싸도록(즉, 예를 들면 동심원 모양으로), 늘어서 있다. 각 제1 고리 모양 홈(44)은, 공극(S)의 반대측으로 개구하고 있고, 복수의 폴리 실리콘층(42) 및 복수의 질화 실리콘층(43)의 각각이 공극(S)측으로 부분적으로 빠짐으로써 형성되어 있다. 각 제1 고리 모양 홈(44)의 폭은, 예를 들면 0.1~100㎛ 이다. 서로 이웃하는 제1 고리 모양 홈(44) 사이의 거리는, 예를 들면 1~250㎛ 이다. 또, 각 제1 고리 모양 홈(44)은, 연속적인 고리 모양인 것에 한정되지 않고, 예를 들면 단속적인 고리 모양인 것이라도 괜찮다. 또, 서로 이웃하는 제1 고리 모양 홈(44)의 일부가 연결되어 있어도 괜찮다.
게다가, 포위부(41a)에는, 공극(S)측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제1 관통공(45)이 형성되어 있다(도 2에서는, 도시 생략). 복수의 제1 관통공(45)의 적어도 일부는, 서로 이웃하는 제1 고리 모양 홈(44) 사이에 위치하고 있다. 각 제1 관통공(45)은, 예를 들면 원기둥 모양으로 형성되어 있고, 각 제1 관통공(45)의 직경은, 예를 들면 1~10㎛로 하는 바와 같이, 지름 방향에서의 포위부(41a)의 폭(복수의 제1 고리 모양 홈(44)이 동심원 모양으로 늘어서 있는 경우에는, 가장 외측의 제1 고리 모양 홈(44)의 외주(外周) 반경과 가장 내측의 제1 고리 모양 홈(44)의 내주(內周) 반경과의 차이) 보다도 작게 되어 있다. 복수의 제1 관통공(45)은, 서로 이웃하는 제1 관통공(45) 사이의 거리가 예를 들면 10~100㎛이고, 균일하게 분산하여 형성되어 있다. 또, 가동 미러(41) 중 포위부(41a)의 내측의 부분(포위부(41a)에 의해 둘러싸인 부분)에는, 공극(S)측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제2 관통공(46)이 형성되어 있다(도 2에서는, 도시 생략). 각 제2 관통공(46)은, 예를 들면 원기둥 모양으로 형성되어 있고, 각 제2 관통공(46)의 직경은, 예를 들면 1~10㎛로 되어 있다. 복수의 제2 관통공(46)은, 서로 이웃하는 제2 관통공(46) 사이의 거리가 예를 들면 10~100㎛이고, 균일하게 분산하여 형성되어 있다.
고정 미러(31)에는, 대향 방향(D)에서, 복수의 제1 고리 모양 홈(44)에 각각 대응하는 복수의 제2 고리 모양 홈(34)이 형성되어 있다. 각 제2 고리 모양 홈(34)은, 예를 들면 링 모양으로 연장되어 있고, 각 제2 고리 모양 홈(34) 내는, 공극으로 되어 있다. 복수의 제2 고리 모양 홈(34)은, 서로 이웃하는 제2 고리 모양 홈(34)에 주목한 경우에 일방의 제2 고리 모양 홈(34)을 타방의 제2 고리 모양 홈(34)이 둘러싸도록(즉, 예를 들면 동심원 모양으로), 늘어서 있다. 각 제2 고리 모양 홈(34)은, 공극(S)측으로 개구하고 있고, 제1 구동 전극(17)의 내부 가장자리를 따라서 폴리 실리콘층(32c)이 부분적으로 제거됨으로써 형성되어 있다. 즉, 제1 구동 전극(17)은, 고정 미러(31) 중 복수의 제2 고리 모양 홈(34)의 외측의 부분에 마련되어 있다. 각 제2 고리 모양 홈(34)의 폭은, 예를 들면 0.1~100㎛ 이다. 서로 이웃하는 제2 고리 모양 홈(34) 사이의 거리는, 예를 들면 1~250㎛ 이다.
이상과 같이 구성된 패브리 페로 간섭 필터(10A)에서는, 각 단자(12, 13)를 매개로 하여 제1 구동 전극(17)과 제2 구동 전극(19)과의 사이에 전압이 인가되면, 상기 전압에 따른 정전기력이 제1 구동 전극(17)과 제2 구동 전극(19)과의 사이에 발생한다. 이것에 의해, 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 가동 미러(41)는, 주로 포위부(41a) 및 그 외측의 부분에서 변형하고, 가동 미러(41)에서 광 투과 영역(11)에 대응하는 부분은, 평탄성을 유지하면서 고정 미러(31) 측으로 당겨진다. 이와 같이, 광 투과 영역(11)에서의 고정 미러(31)와 가동 미러(41)와의 거리는, 발생하는 정전기력, 나아가서는 인가되는 전압에 의해서, 조정된다. 패브리 페로 간섭 필터(10A)를 투과하는 광의 파장은, 광 투과 영역(11)에서의 고정 미러(31)와 가동 미러(41)와의 거리에 의존하기 때문에, 제1 구동 전극(17)과 제2 구동 전극(19)과의 사이에 인가하는 전압을 조정함으로써, 투과하는 광의 파장을 적절히 선택할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10A)에서는, 가동 미러(41) 중 광 투과 영역(11)을 둘러싸는 포위부(41a)에, 광 투과 영역(11)을 둘러싸는 복수의 제1 고리 모양 홈(44)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 구동시(정전기력에 의해서 광 투과 영역(11)에서의 고정 미러(31)와 가동 미러(41)와의 거리가 조정될 때)에 포위부(41a)가 변형하기 쉬워진다. 또한, 포위부(41a)에, 공극(S)측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제1 관통공(45)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 구동시에 가동 미러(41)에 생기는 응력의 밸런스가 좋아진다. 따라서, 구동시에 있어서의 광 투과 영역(11)에서의 가동 미러(41)의 평탄성의 향상을 도모할 수 있다. 또, 포위부(41a)에 복수의 제1 관통공(45)이 형성되어 있음으로써, 구동시에 가동 미러(41)에 생기는 응력이 분산된다. 따라서, 가동 미러(41)의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10A)에 열이 가해지는 상황에서는, 열 변형이 발생하지만, 위에서 설명한 바와 같이, 가동 미러(41)에 생기는 응력의 밸런스가 좋아지기 때문에, 가동 미러(41)의 변형도 균질(均質)하게 된다. 따라서, 가동 미러(41)의 변형에 기인하는 분해능(투과 파장 특성)의 저하를 억제할 수 있다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10A)에서는, 가동 미러(41) 중 포위부(41a)의 내측의 부분에, 공극(S)측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제2 관통공(46)이 형성되어 있다. 그 때문에, 고정 미러(31)와 가동 미러(41)와의 사이의 공극(S)을 에칭에 의해 형성할 때에, 복수의 제1 관통공(45) 및 복수의 제2 관통공(46)을 에칭 홀로서 이용함으로써, 공극(S)의 형성에 필요한 시간의 단축화를 도모할 수 있다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10A)에서는, 고정 미러(31)에, 복수의 제2 고리 모양 홈(34)이 형성되어 있고, 고정 미러(31) 중 복수의 제2 고리 모양 홈(34)의 외측의 부분에, 제1 구동 전극(17)이 마련되어 있다. 이것에 의해, 제1 구동 전극(17)과 고정 미러(31) 중 복수의 제2 고리 모양 홈(34)의 내측의 부분(즉, 복수의 제2 고리 모양 홈(34)의 내측의 폴리 실리콘층(32c))이 전기적으로 절연되기 때문에, 구동시에서의 광 투과 영역(11)에서의 가동 미러(41)의 평탄성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.
또, 고정 미러(31)에 복수의 제2 고리 모양 홈(34)이 형성되어 있는 경우, 그 외측의 부분과 내측의 부분과의 전기적인 절연은, 고정 미러(31)에 1개의 제2 고리 모양 홈(34)이 형성되어 있는 경우에 비해, 확실하게 된다. 그것은, 복수의 제2 고리 모양 홈(34) 중 일부의 제2 고리 모양 홈(34)에 결함이 생겨 리크(leak) 전류가 발생할 수 있는 상태가 되어도, 나머지의 제2 고리 모양 홈(34)에 의해서 상기 리크 전류가 저지되기 때문이다. 또, 모든 제2 고리 모양 홈(34)에 결함이 생겨 리크 전류가 발생할 수 있는 상태가 되어도, 리크 전류가 멀리 돌기 쉬워지기 때문이다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10A)에서는, 고정 미러(31)에, 제2 구동 전극(19)과 동일 전위에 접속된 보상 전극(18)이 마련되어 있으며, 보상 전극(18)이, 대향 방향(D)에서, 제1 구동 전극(17)에 대해서 제2 구동 전극(19)의 반대측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 광 투과 영역(11)을 포함하도록 고정 미러(31)에 형성된 보상 전극(18)이, 가동 미러(41)에 마련된 제2 구동 전극(19)과 동일 전위가 되기 때문에, 구동시에 있어서의 광 투과 영역(11)에서의 가동 미러(41)의 평탄성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다. 게다가, 보상 전극(18)이 제1 구동 전극(17)과 제2 구동 전극(19)과의 사이에 위치하고 있지 않기 때문에, 제1 구동 전극(17)과 제2 구동 전극(19)과의 사이에, 인가되어 있는 전압에 따른 정전기력을 바람직하게 발생시킬 수 있다.
또, 제1 고리 모양 홈(44)의 갯수를 증가시킬수록, 예를 들면 1개의 제1 고리 모양 홈(44)의 폭을 증가시키는 경우에 비해, 구동시에서의 광 투과 영역(11)에서의 가동 미러(41)의 평탄성의 향상이 현저하게 된다. 또, 위에서 설명한 바와 같이, 제2 고리 모양 홈(34)의 갯수를 증가시킬수록, 그 외측의 부분과 내측의 부분과의 전기적인 절연이 확실하게 되기 때문에, 제2 고리 모양 홈(34)의 갯수를 증가시키는 것도, 구동시에 있어서의 광 투과 영역(11)에서의 가동 미러(41)의 평탄성의 향상에 기여한다.
[패브리 페로 간섭 필터의 제조 방법]
위에서 설명한 패브리 페로 간섭 필터(10A)의 제조 방법에 대해서, 도 2 및 도 6을 참조하여 설명한다. 먼저, 기판(14)의 표면(14a)에 반사 방지층(15)이 적층된다. 이것과 동시에, 기판(14)의 표면(14b)에 반사 방지층(51g)이 적층된다. 이어서, 반사 방지층(15) 상에, 제1 적층체(30)의 일부를 이루는 폴리 실리콘층(32a), 질화 실리콘층(33a) 및 폴리 실리콘층(32b)이 이 순서로 적층된다. 이것과 동시에, 반사 방지층(51) 상에, 제3 적층체(52)의 일부를 이루는 폴리 실리콘층, 질화 실리콘층 및 폴리 실리콘층이 이 순서로 적층된다. 이어서, 폴리 실리콘층(32b)의 소정 부분에 불순물이 도핑되어 상기 소정 부분이 저저항화됨으로써, 보상 전극(18) 및 한 쌍의 배선(22)이 형성된다.
이어서, 폴리 실리콘층(32b) 상에, 제1 적층체(30)의 일부를 이루는 질화 실리콘층(33b)이 적층된다. 이것과 동시에, 제3 적층체(52)의 일부를 이루는 폴리 실리콘층 상에, 제3 적층체(52)의 일부를 이루는 질화 실리콘층이 적층된다. 이어서, 질화 실리콘층(33b)의 소정 부분이 에칭에 의해 제거됨으로써, 배선(23)을 배치하기 위한 관통공의 일부가 형성된다.
이어서, 질화 실리콘층(33b) 상에, 제1 적층체(30)의 일부를 이루는 폴리 실리콘층(32c)이 적층된다. 이것과 동시에, 제3 적층체(52)의 일부를 이루는 질화 실리콘층 상에, 제3 적층체(52)의 일부를 이루는 폴리 실리콘층이 적층된다. 이어서, 폴리 실리콘층(32c)의 소정 부분에 불순물이 도핑되어 상기 소정 부분이 저저항화됨으로써, 제1 구동 전극(17) 및 한 쌍의 배선(21)이 형성된다. 또, 폴리 실리콘층(32c)의 소정 부분이 에칭에 의해 제거됨으로써, 고리 모양 홈(25) 및 복수의 제2 고리 모양 홈(34), 그리고, 배선(23)이 배치되기 위한 관통공의 일부가 형성된다. 또, 폴리 실리콘층(32c)의 소정 부분을 선택적으로 제거하기 위해서, 미리 에칭 스토퍼가 마련되어 있어도 괜찮다. 이어서, 고리 모양 홈(25) 내에, 예를 들면 산화 실리콘으로 이루어지는 절연 부재가 배치된다.
이어서, 폴리 실리콘층(32c) 상에, 지지층(16)이 적층된다. 이것과 동시에, 제3 적층체(52)의 일부를 이루는 폴리 실리콘층 상에, 중간층(53)이 적층된다. 이 때, 지지층(16)의 표면에는, 폴리 실리콘층(32c)에 형성된 복수의 제2 고리 모양 홈(34) 내에 지지층(16)이 부분적으로 빠짐으로써, 복수의 제2 고리 모양 홈(34)에 따른 복수의 고리 모양 홈이 형성된다. 이어서, 지지층(16)의 소정 부분이 에칭에 의해 제거됨으로써, 배선(23)이 배치되기 위한 관통공의 일부, 및 각 단자(12)가 취출되기 위한 관통공의 일부가 형성된다. 이어서, 지지층(16)의 표면으로부터 제1 적층체(30)의 폴리 실리콘층(32b)에 이르는 관통공 내에 배선(23)이 배치된다.
이어서, 지지층(16) 상에, 제2 적층체(40)의 일부를 이루는 폴리 실리콘층(42a)이 적층된다. 이것과 동시에, 중간층(53) 상에, 제4 적층체(54)의 일부를 이루는 폴리 실리콘층이 적층된다. 이어서, 폴리 실리콘층(42a)의 소정 부분에 불순물이 도핑되어 상기 소정 부분이 저저항화됨으로써, 제2 구동 전극(19) 및 한 쌍의 배선(24)이 형성된다.
이어서, 폴리 실리콘층(42a) 상에, 제2 적층체(40)의 일부를 이루는 질화 실리콘층(43a), 폴리 실리콘층(42b), 질화 실리콘층(43b) 및 폴리 실리콘층(42c)이 이 순서로 적층된다. 이것과 동시에, 제4 적층체(54)의 일부를 이루는 폴리 실리콘층 상에, 제4 적층체(54)의 일부를 이루는 질화 실리콘층, 폴리 실리콘층, 질화 실리콘층 및 폴리 실리콘층이 이 순서로 적층된다. 이 때, 제2 적층체(40)의 표면(40a)(즉, 제2 적층체(40)의 폴리 실리콘층(42c)의 표면)에는, 지지층(16)의 표면에 형성된 복수의 고리 모양 홈에 복수의 폴리 실리콘층(42) 및 복수의 질화 실리콘층(43)의 각각이 부분적으로 빠짐으로써, 복수의 제2 고리 모양 홈(34)에 따른 복수의 제1 고리 모양 홈(44)이 제2 고리 모양 홈(34)의 바로 위에 형성된다.
이어서, 제2 적층체(40) 및 지지층(16)의 소정 부분이 에칭에 의해 제거됨으로써, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 제1 적층체(30)의 폴리 실리콘층(32c)에 이르는 관통공이 형성된다. 또, 제2 적층체(40)의 소정 부분이 에칭에 의해 제거됨으로써, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 제2 적층체(40)의 폴리 실리콘층(42a)에 이르는 관통공이 형성된다. 이어서, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 제1 적층체(30)의 폴리 실리콘층(32c)에 이르는 관통공 내에 도전 부재가 배치됨으로써, 단자(12)가 형성된다. 또, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 제2 적층체(40)의 폴리 실리콘층(42a)에 이르는 관통공 내에 도전 부재가 배치됨으로써, 단자(13)가 형성된다.
이어서, 제2 적층체(40)의 소정 부분이 에칭에 의해 제거됨으로써, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 지지층(16)에 이르는 제1 관통공(45), 제2 관통공(46)및 고리 모양 홈(26)이 형성된다. 이어서, 제4 적층체(54) 상에, 차광층(27)이 적층된다. 이어서, 제3 적층체(52), 중간층(53), 제4 적층체(54) 및 차광층(27)의 소정 부분이 에칭에 의해 제거됨으로써, 개구(50a)가 형성된다. 이어서, 차광층(27)의 표면 및 개구(50a)의 내면에, 보호층(28)이 형성된다. 또, 차광층(27)은, 에칭후 또는 에칭 도중(途中)에 형성되어도 괜찮다.
이어서, 제1 관통공(45) 및 제2 관통공(46)을 매개로 한 에칭에 의해 지지층(16)의 소정 부분(중앙 부분)이 희생층으로서 제거됨으로써, 공극(S)이 형성된다. 산화 실리콘으로 이루어지는 지지층(16)에 공극(S)을 형성하기 위해서, 불산 가스를 이용한 기상(氣相) 에칭이 실시되면, 제1 적층체(30)의 복수의 폴리 실리콘층(32) 및 복수의 질화 실리콘층(33), 및 제2 적층체(40)의 복수의 폴리 실리콘층(42) 및 복수의 질화 실리콘층(43)의 침식이 방지된다. 이 때, 산화 실리콘으로 이루어지는 반사 방지층(51)은, 개구(50a)의 저면에서, 산화 알류미늄으로 이루어지는 보호층(28)에 의해 덮여 있기 때문에, 상기 반사 방지층(51)의 침식도 방지된다.
이상의 제조 공정은, 기판(14)이 되는 부분을 복수 포함하는 웨이퍼에 대해서 실시된다. 이상의 제조 공정이 실시된 후에, 웨이퍼가 칩화(chip化)됨으로써, 패브리 페로 간섭 필터(10A)가 얻어진다. 또, 웨이퍼의 칩화에는, 레이저광의 조사에 의해서 기판(14)의 내부 등에 개질(改質) 영역을 형성하고, 상기 개질 영역을 기점(起点)으로 하여 웨이퍼를 분할하는 내부 가공형 레이저 가공 기술을 이용하는 것이 바람직하다. 내부 가공형 레이저 가공 기술에 의하면, 웨이퍼를 칩화할 때에, 멤브레인(membrane) 모양의 가동 미러(41)가 손상되는 것을 억제할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10A)의 제조 방법에서는, 지지층(16)에 공극(S)을 에칭에 의해 형성할 때에, 복수의 제2 관통공(46)에 더하여, 복수의 제1 관통공(45)을 에칭 홀로서 이용할 수 있기 때문에, 공극(S)의 형성에 필요한 시간의 단축화를 도모할 수 있다.
그런데, 질화 실리콘과 불산 가스가 반응하여, 불화 암모늄계의 찌꺼기가 발생하는 것이 알려져 있다(B.DU　BOIS, HF　ETCHING　OF　SI-OXIDES　AND　SI-NITRIDES　FOR　SURFACE　MICROMACHINING,　Sensor　Technology　2001,　Proceedings　of　the　Sensor　Technology　Conference　2001,　held　in　Enschede,　The Netherlands,　14-15　May,　2001,　pp131-136 참조). 패브리 페로 간섭 필터(10A)의 제조 공정에서, 산화 실리콘으로 이루어지는 지지층(16)에 공극(S)을 형성하기 위해서, 불산 가스를 이용한 기상 에칭을 실시할 때에는, 고정 미러(31)에서 복수의 제2 고리 모양 홈(34)의 저면에 질화 실리콘층(33b)이 노출하고 있지만, 복수의 제2 고리 모양 홈(34)을 포함하는 1개의 고리 모양 홈의 저면에 질화 실리콘층(33b)이 노출하고 있는 경우에 비해, 찌꺼기의 발생을 억제할 수 있다. 또, 불화 암모늄계의 찌꺼기는, 진공 베이크 등에 의해 승화시킴으로써 제거하는 것이 가능하다.
[제2 실시 형태]
도 8에 나타내어지는 바와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10B)는, 제1 구동 전극(17) 및 보상 전극(18)이 고정 미러(31) 내의 동일 평면 상에 배치되어 있는 점에서, 위에서 설명한 패브리 페로 간섭 필터(10A)와 주로 다르다. 패브리 페로 간섭 필터(10B)에서는, 보상 전극(18)은, 복수의 제2 고리 모양 홈(34)을 매개로 하여 제1 구동 전극(17)의 내측에 위치하고 있다. 즉, 보상 전극(18)은, 제1 구동 전극(17)과 함께, 제1 적층체(30)의 폴리 실리콘층(32c)에 마련되어 있다. 제1 구동 전극(17) 및 보상 전극(18)은, 폴리 실리콘층(32c)의 소정 부분에 불순물이 도핑되어 상기 소정 부분이 저저항화됨으로써 형성되어 있다.
보상 전극(18)은, 한 쌍의 배선(29)을 매개로 하여 각 배선(23)에 접속됨으로써, 각 단자(13)와 전기적으로 접속되어 있다. 각 배선(29)은, 배선(29a, 29b)을 포함하고 있다. 한 쌍의 배선(29a)은, 각 배선(23)의 단부로부터 대향 방향(D)에 수직인 방향을 따라서 보상 전극(18)의 가장자리부의 바로 아래로 연장되도록, 제1 적층체(30)의 폴리 실리콘층(32b)에 마련되어 있다. 한 쌍의 배선(29a)은, 폴리 실리콘층(32b)의 소정 부분에 불순물이 도핑되어 상기 소정 부분이 저저항화됨으로써 형성되어 있다. 한 쌍의 배선(29b)은, 보상 전극(18)의 가장자리부로부터 대향 방향(D)을 따라서 각 배선(29a)의 단부로 연장되는 것이며, 보상 전극(18)으로부터 폴리 실리콘층(32b)에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다.
이상과 같이 구성된 패브리 페로 간섭 필터(10B)에서는, 위에서 설명한 패브리 페로 간섭 필터(10A)와 마찬가지로, 가동 미러(41)의 포위부(41a)에 복수의 제1 고리 모양 홈(44) 및 복수의 제1 관통공(45)이 형성되어 있다. 따라서, 구동시에 있어서의 광 투과 영역(11)에서의 가동 미러(41)의 평탄성의 향상, 및 가동 미러(41)의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10B)에서는, 제2 구동 전극(19)과 동일 전위에 접속된 보상 전극(18)이, 복수의 제2 고리 모양 홈(34)을 매개로 하여 제1 구동 전극(17)의 내측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 고정 미러(31) 내의 동일 평면 상에 배치된 제1 구동 전극(17) 및 보상 전극(18)에 대해서, 그들 사이의 전기적인 절연을 확실히 실현할 수 있고, 구동시에 있어서의 광 투과 영역(11)에서의 가동 미러(41)의 평탄성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.
[제3 실시 형태]
도 9에 나타내어지는 바와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10C)는, 고정 미러(31)에 보상 전극(18)이 마련되어 있지 않은 점, 고정 미러(31)에 복수의 제2 고리 모양 홈(34)이 형성되어 있지 않은 점, 및 가동 미러(41)의 포위부(41a)에 복수의 제1 고리 모양 홈(44)이 에칭에 의해 형성되어 있는 점에서, 위에서 설명한 패브리 페로 간섭 필터(10A)와 주로 다르다. 패브리 페로 간섭 필터(10C)에서는, 제2 적층체(40)의 소정 부분을 에칭에 의해 제거함으로써, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 제2 적층체(40)의 폴리 실리콘층(42a)에 이르는 복수의 제1 고리 모양 홈(44)을 형성한다. 또, 제2 적층체(40)의 소정 부분을 선택적으로 제거하기 위해서, 미리 에칭 스토퍼가 마련되어 있어도 괜찮다.
이상과 같이 구성된 패브리 페로 간섭 필터(10C)에서는, 위에서 설명한 패브리 페로 간섭 필터(10A)와 마찬가지로, 가동 미러(41)의 포위부(41a)에 복수의 제1 고리 모양 홈(44) 및 복수의 제1 관통공(45)이 형성되어 있다. 따라서, 구동시에서의 광 투과 영역(11)에서의 가동 미러(41)의 평탄성의 향상, 및 가동 미러(41)의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10C)에서는, 고정 미러(31)에 복수의 제2 고리 모양 홈(34)이 형성되어 있지 않기 때문에, 제1 구동 전극(17)과 폴리 실리콘층(32c)에서의 제1 구동 전극(17)의 내측의 부분이 전기적으로 접속되게 된다. 이것에 의해, 폴리 실리콘층(32c)에서의 제1 구동 전극(17)의 내측의 부분과 제2 구동 전극(19)과의 사이에도 전위차가 생겨 정전기력이 발생하게 되므로, 고정 미러(31)와 가동 미러(41)와의 거리를 조정하기 위해서 제1 구동 전극(17)과 제2 구동 전극(19)과의 사이에 인가하는 전압을 낮게 할 수 있다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10C)에서는, 산화 실리콘으로 이루어지는 지지층(16)에 공극(S)을 형성하기 위해서, 불산 가스를 이용한 기상 에칭을 실시해도, 고정 미러(31)에 복수의 제2 고리 모양 홈(34)이 형성되어 있지 않고, 질화 실리콘층(33b)이 노출하고 있지 않기 때문에, 불화 암모늄계의 찌꺼기의 발생을 보다 한층 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 위에서 설명한 제1, 제2 및 제3 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 적층체(30)를 구성하는 폴리 실리콘층(32) 및 질화 실리콘층(33)의 층수 및 막 두께, 그리고, 제2 적층체(40)를 구성하는 폴리 실리콘층(42) 및 질화 실리콘층(43)의 층수 및 막 두께는, 각 패브리 페로 간섭 필터(10A, 10B, 10C)가 투과시키는 광의 파장의 분해능 및 적용 범위에 따라 적절히 변경 가능하다. 또, 가동 미러(41)의 관통공은, 포위부(41a) 및 그 내측의 영역 뿐만 아니라, 포위부(41a)의 외측의 영역에 형성되어도 괜찮다. 또, 광 투과 영역(11)은, 개구(50a) 보다도 좁은 범위인 경우에 한정되지 않고, 예를 들면, 개구(50a) 보다도 넓은 범위의 측정광이 입사하는 경우에, 개구(50a)에 의해서 광 투과 영역(11)이 구분되어도 괜찮다. 또, 각 패브리 페로 간섭 필터(10A, 10B, 10C)의 각 구성에는, 위에서 설명한 재료 및 형상에 한정하지 않고, 여러가지 재료 및 형상을 적용할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 의하면, 구동시에 있어서의 광 투과 영역에서의 가동 미러의 평탄성의 향상, 및 가동 미러의 내구성의 향상을 도모할 수 있는 패브리 페로 간섭 필터를 제공하는 것이 가능해진다.
10A, 10B, 10C - 패브리 페로 간섭 필터 11 - 광 투과 영역
17 - 제1 구동 전극 18 - 보상 전극
19 - 제2 구동 전극 31 - 고정 미러
34 - 제2 고리 모양 홈 41 - 가동 미러
41a - 포위부 44 - 제1 고리 모양 홈
45 - 제1 관통공 46 - 제2 관통공
S - 공극

Claims (6)

  1. 고정 미러와,
    공극을 사이에 두고 상기 고정 미러와 대향하도록 배치되며, 정전기력에 의해서 광 투과 영역에서의 상기 고정 미러와의 거리가 조정되는 가동 미러를 구비하며,
    상기 가동 미러 중 상기 광 투과 영역을 둘러싸는 포위부(包圍部)에는, 상기 광 투과 영역을 둘러싸는 복수의 제1 고리 모양 홈, 그리고 상기 공극측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제1 관통공이 형성되어 있고,
    상기 복수의 제1 관통공의 적어도 일부분은, 서로 이웃하는 제1 고리 모양 홈 사이에 위치하고 있는 패브리 페로 간섭 필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동 미러 중 상기 포위부의 내측의 부분에는, 상기 공극측 및 그 반대측으로 개구하는 복수의 제2 관통공이 형성되어 있는 패브리 페로 간섭 필터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 고정 미러에는, 상기 고정 미러와 상기 가동 미러가 대향하는 대향 방향에서, 상기 복수의 제1 고리 모양 홈에 각각 대응하는 복수의 제2 고리 모양 홈이 형성되어 있고,
    상기 고정 미러 중 상기 복수의 제2 고리 모양 홈의 외측의 부분에는, 상기 광 투과 영역을 둘러싸도록 제1 구동 전극이 마련되어 있으며,
    상기 가동 미러에는, 상기 정전기력을 발생시키기 위해서 상기 제1 구동 전극과의 사이에 전압이 인가되는 제2 구동 전극이 마련되어 있는 패브리 페로 간섭 필터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정 미러에는, 상기 광 투과 영역을 포함하도록, 상기 제2 구동 전극과 동일 전위에 접속된 보상(補償) 전극이 마련되어 있으며,
    상기 보상 전극은, 상기 대향 방향에서, 상기 제1 구동 전극에 대해서 상기 제2 구동 전극의 반대측에 위치하고 있는 패브리 페로 간섭 필터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정 미러에는, 상기 광 투과 영역을 포함하도록, 상기 제2 구동 전극과 동일 전위에 접속된 보상 전극이 마련되어 있으며,
    상기 보상 전극은, 상기 복수의 제2 고리 모양 홈을 매개로 하여 상기 제1 구동 전극의 내측에 위치하고 있는 패브리 페로 간섭 필터.
  6. 고정 미러와,
    공극을 사이에 두고 상기 고정 미러와 대향하도록 배치되며, 정전기력에 의해서 광 투과 영역에서의 상기 고정 미러와의 거리가 조정되는 가동 미러를 구비하며,
    상기 가동 미러 중 상기 광 투과 영역을 둘러싸는 포위부(包圍部)에는, 상기 광 투과 영역을 둘러싸는 복수의 제1 고리 모양 홈이 형성되어 있고,
    상기 광 투과 영역의 중심(中心)을 통과하는 직선을 따른 단면에서, 복수의 상기 제1 고리 모양 홈의 내측에서의 상기 공극의 폭은, 복수의 상기 제1 고리 모양 홈의 외측에서의 각각의 상기 공극의 폭 보다도 큰 패브리 페로 간섭 필터.
KR1020167018562A 2014-02-13 2015-02-03 패브리 페로 간섭 필터 KR102350757B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-025289 2014-02-13
JP2014025289A JP6356427B2 (ja) 2014-02-13 2014-02-13 ファブリペロー干渉フィルタ
PCT/JP2015/052925 WO2015122316A1 (ja) 2014-02-13 2015-02-03 ファブリペロー干渉フィルタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160120277A KR20160120277A (ko) 2016-10-17
KR102350757B1 true KR102350757B1 (ko) 2022-01-13

Family

ID=53800063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167018562A KR102350757B1 (ko) 2014-02-13 2015-02-03 패브리 페로 간섭 필터

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10591715B2 (ko)
EP (1) EP3106910B1 (ko)
JP (1) JP6356427B2 (ko)
KR (1) KR102350757B1 (ko)
CN (1) CN105992964B (ko)
WO (1) WO2015122316A1 (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6290594B2 (ja) 2013-10-31 2018-03-07 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
FI3467565T3 (fi) * 2016-05-27 2024-03-19 Hamamatsu Photonics Kk Tuotantomenetelmä Fabryn-Perot’n interferenssisuodatinta varten
JP6341959B2 (ja) * 2016-05-27 2018-06-13 浜松ホトニクス株式会社 ファブリペロー干渉フィルタの製造方法
EP3467567B1 (en) 2016-05-27 2024-02-07 Hamamatsu Photonics K.K. Production method for fabry-perot interference filter
FI3505987T3 (fi) 2016-08-24 2023-12-19 Hamamatsu Photonics Kk Fabry-perot-häiriösuodatin
DE102016217170A1 (de) 2016-09-09 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Interferometer, Miniaturspektrometer und Verfahren zur Herstellung eines Interferometers
JP6778134B2 (ja) 2017-03-14 2020-10-28 浜松ホトニクス株式会社 光モジュール及びその実装方法
CN110418994B (zh) * 2017-03-14 2022-04-19 浜松光子学株式会社 光模块
CN110392858B (zh) 2017-03-14 2021-08-13 浜松光子学株式会社 光模块
US11513339B2 (en) 2017-03-14 2022-11-29 Hamamatsu Photonics K.K. Optical module
JP6720112B2 (ja) * 2017-05-23 2020-07-08 浜松ホトニクス株式会社 フィルタ制御式導出方法、光計測システム、ファブリペロー干渉フィルタの制御方法、及び、フィルタ制御プログラム
US11480783B2 (en) 2017-06-13 2022-10-25 Hamamatsu Photonics K.K. Optical filter system
JP2019015865A (ja) * 2017-07-07 2019-01-31 セイコーエプソン株式会社 波長可変干渉フィルター、光学デバイス、電子機器、及び波長可変干渉フィルターの製造方法
JP6899314B2 (ja) * 2017-11-17 2021-07-07 浜松ホトニクス株式会社 吸着方法
JP6526771B1 (ja) 2017-11-24 2019-06-05 浜松ホトニクス株式会社 ウェハ
JP7025903B2 (ja) * 2017-11-24 2022-02-25 浜松ホトニクス株式会社 電気的検査方法
JP6983633B2 (ja) * 2017-11-24 2021-12-17 浜松ホトニクス株式会社 ウェハの検査方法、及びウェハ
JP6517309B1 (ja) * 2017-11-24 2019-05-22 浜松ホトニクス株式会社 異物除去方法、及び光検出装置の製造方法
JP7313115B2 (ja) * 2017-11-24 2023-07-24 浜松ホトニクス株式会社 光検査装置及び光検査方法
JP7131901B2 (ja) * 2017-11-24 2022-09-06 浜松ホトニクス株式会社 運搬方法
JP7043885B2 (ja) * 2018-02-26 2022-03-30 セイコーエプソン株式会社 分光装置、温度特性導出装置、分光システム、分光方法、及び温度特性導出方法
DE102018220272A1 (de) * 2018-11-26 2020-05-28 Robert Bosch Gmbh Interferometereinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Interferometereinrichtung
JP7202160B2 (ja) * 2018-12-05 2023-01-11 浜松ホトニクス株式会社 光学フィルタ装置、及び光学フィルタ装置の制御方法
JP7181784B2 (ja) * 2018-12-18 2022-12-01 浜松ホトニクス株式会社 モニタ装置、光学フィルタシステム、モニタ方法、電流発生装置
JP7110081B2 (ja) * 2018-12-18 2022-08-01 浜松ホトニクス株式会社 制御装置、光学フィルタシステム、制御方法
JP7313831B2 (ja) * 2019-01-30 2023-07-25 浜松ホトニクス株式会社 光モジュール
EP4155804A4 (en) * 2020-08-24 2024-02-14 Shenzhen Hypernano Optics Technology Co., Ltd TUNABLE FABRY-PEROT CAVITY DEVICE HAVING A MOVING MIRROR SURFACE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011027780A (ja) * 2009-07-21 2011-02-10 Denso Corp ファブリペロー干渉計及びその製造方法
US20110279824A1 (en) * 2009-01-27 2011-11-17 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Electrically tunable fabry-perot interferometer, an intermediate product an electrode arrangement and a method for producing an electrically tunable fabry-perot interferometer
JP2012108371A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Denso Corp ファブリペロー干渉計及びその製造方法
JP2012112777A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Denso Corp ファブリペロー干渉計
JP2014002261A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Denso Corp ファブリペロー干渉計

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI96450C (fi) 1993-01-13 1996-06-25 Vaisala Oy Yksikanavainen kaasun pitoisuuden mittausmenetelmä ja -laitteisto
FI94804C (fi) 1994-02-17 1995-10-25 Vaisala Oy Sähköisesti säädettävä pintamikromekaaninen Fabry-Perot-interferometri käytettäväksi optisessa materiaalianalyysissä
JP2002174721A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Yokogawa Electric Corp ファブリペローフィルタ
US6711317B2 (en) 2001-01-25 2004-03-23 Lucent Technologies Inc. Resiliently packaged MEMs device and method for making same
US7420738B2 (en) * 2003-12-22 2008-09-02 Axsun Technologies, Inc. Dual membrane single cavity Fabry-Perot MEMS filter
KR100650876B1 (ko) 2005-12-26 2006-11-28 동부일렉트로닉스 주식회사 디지털 마이크로미러 장치 및 그 제조방법
JP2008070437A (ja) 2006-09-12 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 干渉フィルタ、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プロジェクション表示装置
FI20095976A0 (fi) 2009-09-24 2009-09-24 Valtion Teknillinen Mikromekaanisesti säädettävä Fabry-Perot -interferometri ja menetelmä sen tuottamiseksi
JP5348032B2 (ja) * 2010-03-16 2013-11-20 セイコーエプソン株式会社 光フィルター並びにそれを用いた分析機器及び光機器
EP2569935B1 (en) * 2010-05-12 2016-12-28 Pelican Imaging Corporation Architectures for imager arrays and array cameras
JP5682332B2 (ja) 2011-01-27 2015-03-11 セイコーエプソン株式会社 光モジュール、及び光分析装置
JP5899645B2 (ja) 2011-04-14 2016-04-06 セイコーエプソン株式会社 干渉フィルター、光モジュール、及び電子機器
FI125897B (fi) * 2011-06-06 2016-03-31 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Mikromekaanisesti säädettävä Fabry-Perot-interferometri ja menetelmä sen valmistamiseksi
JP5834718B2 (ja) 2011-09-29 2015-12-24 セイコーエプソン株式会社 波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器
JP6211315B2 (ja) 2013-07-02 2017-10-11 浜松ホトニクス株式会社 ファブリペロー干渉フィルタ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110279824A1 (en) * 2009-01-27 2011-11-17 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Electrically tunable fabry-perot interferometer, an intermediate product an electrode arrangement and a method for producing an electrically tunable fabry-perot interferometer
JP2011027780A (ja) * 2009-07-21 2011-02-10 Denso Corp ファブリペロー干渉計及びその製造方法
JP2012108371A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Denso Corp ファブリペロー干渉計及びその製造方法
JP2012112777A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Denso Corp ファブリペロー干渉計
JP2014002261A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Denso Corp ファブリペロー干渉計

Also Published As

Publication number Publication date
JP6356427B2 (ja) 2018-07-11
EP3106910B1 (en) 2022-08-10
EP3106910A1 (en) 2016-12-21
CN105992964A (zh) 2016-10-05
WO2015122316A1 (ja) 2015-08-20
KR20160120277A (ko) 2016-10-17
US10591715B2 (en) 2020-03-17
JP2015152713A (ja) 2015-08-24
CN105992964B (zh) 2019-01-18
US20160357009A1 (en) 2016-12-08
EP3106910A4 (en) 2018-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102350757B1 (ko) 패브리 페로 간섭 필터
JP6211833B2 (ja) ファブリペロー干渉フィルタ
JP6211315B2 (ja) ファブリペロー干渉フィルタ
KR102273850B1 (ko) 광검출 장치
JP6290594B2 (ja) 光検出装置
WO2017057372A1 (ja) 光検出装置
KR102508597B1 (ko) 패브리 페로 간섭 필터
JP6770840B2 (ja) ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出装置
CN107608017B (zh) 法布里-珀罗干涉滤光片以及光检测装置
JP6710721B2 (ja) ファブリペロー干渉フィルタ
JP6632647B2 (ja) 光検出装置
JP5515314B2 (ja) 波長選択型赤外線検出器
TWI769343B (zh) 晶圓
JP6770356B2 (ja) ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant