專利名稱：光檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光檢測器。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的光檢測器的其中之一，已知的有例如專利文獻(xiàn)1(特開2001-108524號(hào)公報(bào))中記載的光檢測器，它具有將入射光分光為多個(gè)波長成分的衍射光柵元件和通過準(zhǔn)直透鏡而接受各波長成分的光的受光元件。此外，公知有，具有多個(gè)波長選擇濾光器以替代衍射光柵元件的光檢測器。

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻(xiàn)1中的光檢測器中，由于使用了衍射光柵元件和準(zhǔn)直透鏡，裝置的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜而龐大。另一方面，在使用波長選擇濾光器的情況下，由于需要用于更換多個(gè)波長選擇濾光器的結(jié)構(gòu)，因此裝置的結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜而龐大。
在此，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)精簡的小型光檢測器。
本發(fā)明所涉及的光檢測器的特征在于具有(1)半導(dǎo)體基板；(2)形成在半導(dǎo)體基板上，具有受光面且產(chǎn)生與受光量相對(duì)應(yīng)的電荷的受光層；以及(3)形成在受光層上，具有與該受光層的受光面相對(duì)的貫通孔且發(fā)生表面等離子體振子共振的多個(gè)天線層，在多個(gè)天線層的表面上分別形成有符合規(guī)定的規(guī)則的圖案，在多個(gè)天線層中的至少兩個(gè)中，圖案互不相同。
本發(fā)明的光檢測器具有，發(fā)生表面等離子體振子(Plasmon)共振的天線層。當(dāng)光(hv)入射至該天線層時(shí)，包含于入射光(hv)中的規(guī)定的波長成分的光與天線層的表面等離子體振子結(jié)合，發(fā)生表面等離子體振子共振。在表面等離子體振子發(fā)生共振時(shí)，從天線層的貫通孔輸出強(qiáng)的近場光。該近場光的強(qiáng)度和與表面等離子體振子結(jié)合的光的強(qiáng)度成比例且大于該光的強(qiáng)度。從天線層的貫通孔輸出的近場光通過受光面由受光層接收。受光層產(chǎn)生與受光量相對(duì)應(yīng)的量的電荷。這樣，由本發(fā)明的光檢測器，可以檢測出入射于天線層的光(hv)中所包含的特定波長成分的光。此外，受光層接收近場光，但該近場光的強(qiáng)度大于特定的波長成分的光，即與表面等離子體振子結(jié)合的光。因此，與受光層直接接收特定波長成分的光的情況相比，可以提高光檢測的靈敏度。
在各天線層的表面，按規(guī)定的規(guī)則形成有圖案。在至少兩個(gè)天線層中圖案互不相同。即至少兩個(gè)天線層具有互不相同的表面結(jié)構(gòu)。已知對(duì)應(yīng)于天線層的表面結(jié)構(gòu)，與表面等離子體振子結(jié)合的光的波長成分不同，因此，在具有上述天線層的本發(fā)明的光檢測器中，可以分別檢測出包含于入射光(hv)中的至少兩種波長成分的光。
這樣，本發(fā)明的光檢測器可以分別檢測出多個(gè)波長成分的光。由于本發(fā)明的光檢測器中半導(dǎo)體基板、受光層以及天線層層疊而成為一個(gè)元件，與分別具有衍射光柵元件或波長選擇濾光器的光檢測器相比，非常小型且裝置結(jié)構(gòu)精簡。此外，由于受光層以及天線層形成于單片電路上，可以實(shí)現(xiàn)制造工序的簡略化。此外，由于與表面等離子體振子結(jié)合的光的波長成分不同，多個(gè)天線層不需要由多種材料形成，而可以由一種材料形成，因此可以降低制造成本。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的光檢測器中，各天線層具有多個(gè)凸部以及位于該凸部間的凹部，由凸部及凹部形成圖案，貫通孔設(shè)置于凹部。在這種情況下，通過適當(dāng)變換凸部的位置，可以改變圖案的形狀。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的光檢測器中，各天線層具有多個(gè)貫通孔，且這些多個(gè)貫通孔形成圖案。在這種情況下，通過適當(dāng)變換貫通孔的位置等，可以改變圖案的形狀。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的光檢測器中，凸部以規(guī)定的間隔設(shè)置，且該規(guī)定的間隔在多個(gè)天線層的至少兩個(gè)中互不相同。這樣，確保在凸部的配置間隔互不相同的天線層上彼此表面上的圖案形狀互不相同，因此可以確保與表面等離子體振子光結(jié)合的光的波長成分不同。因此，確?？梢苑謩e檢測出多個(gè)波長成分的光。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的光檢測器中，多個(gè)貫通孔以規(guī)定的間隔設(shè)置，且該規(guī)定的間隔在多個(gè)天線層的至少兩個(gè)中互不相同。這樣，在具有貫通孔的配置間隔不同的多個(gè)天線層的情況下，也可以確保分別檢測出多個(gè)波長成分的光。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的光檢測器中，優(yōu)選貫通孔的寬度比入射光的波長短。這樣，通過使貫通孔的寬度變窄，可以確保近場光從貫通孔輸出。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的光檢測器中，在受光層的兩面施加偏壓。這樣，可以將產(chǎn)生于受光層的電荷作為電流信號(hào)輸出。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供裝置結(jié)構(gòu)精簡且小型的光檢測器。


圖1為表示本發(fā)明的光檢測器的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖2為圖1所示的光檢測器的II-II線截面圖。
圖3為表示光的波長與天線層的周期間隔的關(guān)系的表。
圖4A為表示圖1所示的光檢測器的制造工序的截面圖。
圖4B為表示圖1所示的光檢測器的制造工序的截面圖。
圖4C為表示圖1所示的光檢測器的制造工序的截面圖。
圖4D為表示圖1所示的光檢測器的制造工序的截面圖。
圖4E為表示圖1所示的光檢測器的制造工序的截面圖。
圖5A為表示圖1所示的光檢測器的制造工序的截面圖。
圖5B為表示圖1所示的光檢測器的制造工序的截面圖。
圖5C為表示圖1所示的光檢測器的制造工序的截面圖。
圖5D為表示圖1所示的光檢測器的制造工序的截面圖。
圖6為表示圖1所示的光檢測器測定的結(jié)果的圖。
圖7A為表示光檢測器的變形例的圖。
圖7B為表示光檢測器的變形例的圖。
圖8為表示天線層的變形例的圖。
圖9A為表示天線層的變形例的圖。
圖9B為表示天線層的變形例的圖。
圖9C為表示天線層的變形例的圖。
圖10A為表示天線層的變形例的圖。
圖10B為表示天線層的變形例的圖。
圖10C為表示天線層的變形例的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的光檢測器的優(yōu)選實(shí)施方式。在此，“上”、“下”等詞為根據(jù)附圖所示狀態(tài)，為方便說明而使用的用語。
圖1為本發(fā)明的光檢測器的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的平面示意圖。圖2為圖1所示的光檢測器的II-II線截面圖。
如圖2所示，光檢測器1具有半導(dǎo)體基板2、電極層3、光吸收層(受光層)4、肖特基(Schottky)電極6a、6b、6c、第1絕緣層8、多個(gè)(在本實(shí)施方式中為3個(gè))天線層(天線區(qū)域)11a、11b、11c以及第2絕緣層14。
半導(dǎo)體基板2為由n型硅構(gòu)成的基板。半導(dǎo)體基板2的一個(gè)主面上形成有電極層3，半導(dǎo)體基板2的另一個(gè)主面上形成有光吸收層4。
光吸收層4為包含n型硅的單一的層。光吸收層4具有多個(gè)(在本實(shí)施方式中為3個(gè))臺(tái)地(mesa)狀部，位于臺(tái)地狀部的頂部的面成為受光面4a、4b、4c。從上面看光吸收層4，受光面4a、4b、4c大致呈矩形。受光面4a、4b、4c被肖特基電極6a、6b、6c覆蓋。肖特基電極6a、6b、6c非常薄，其厚度為下面將敘述的從天線層11a、11b、11c的貫通孔13輸出的光能夠透過的程度。
第1絕緣層8覆蓋了光吸收層4的上面除去受光面4a、4b、4c的部分。通過第1絕緣層8，光吸收層4上的3個(gè)天線層11a、11b、11c形成陣列狀。在天線層11a、11b、11c上形成有第2絕緣層14。
天線層11a、11b、11c為發(fā)生表面等離子體振子共振的層。天線層11a、11b、11c含有導(dǎo)電性材料。優(yōu)選Al、Ag、Au、Cr等作為所含有的導(dǎo)電性材料，但在此之外的也可以。天線層11a、11b、11c分別具有多個(gè)凸部12以及位于凸部12之間的凹部15。在凹部15上設(shè)置有貫通孔13。
天線層11a的貫通孔13與光吸收層4的受光面4a、天線層11b的貫通孔13與光吸收層4的受光面4b、天線層11c的貫通孔13與光吸收層4的受光面4c分別相對(duì)。如圖1所示，從上面看天線層11a、11b、11c，各貫通孔13大致呈矩形。此外，各貫通孔13的短邊的長度(寬)d比入射于天線層11a、11b、11c的光(hv)的波長短。這樣，通過使貫通孔13狹窄，可以確保在天線層11a、11b、11c產(chǎn)生的近場光(near-field light)(將在下面詳細(xì)敘述)從貫通孔13輸出。此外，由于本發(fā)明的貫通孔13的作用是用于輸出使近場光，因此不僅限于物理意義上的孔，也包括光學(xué)意義上的孔(光透過的孔徑(aperture))。
多個(gè)凸部12與貫通孔13同樣呈大致矩形。由多個(gè)凸部12及位于凸部12之間的凹部15，在天線層11a、11b、11c的表面分別形成符合規(guī)定規(guī)則的圖案。因此，在改變凸部12及凹部15的位置或形狀時(shí)，圖案的形狀也改變。在本實(shí)施方式中，通過改變凸部12的配置間隔，使天線層11a、11b、11c的表面圖案互不相同。
更具體地說，如圖1所示，在天線層11a、11b、11c中，凸部12以彼此的長邊相對(duì)的方式配置成一維。此外，凸部12以貫通孔13為中心，對(duì)稱地且以規(guī)定間隔配置。規(guī)定的間隔可具體說明如下例如在天線層11a，不夾住貫通孔13而相鄰的凸部12間的中心距離為Λa，夾住貫通孔13而相鄰的凸部12間的中心距離為Λa的2倍。在天線層11b、11c中也一樣，不夾住貫通孔13而相鄰的凸部12間的中心距離分別為Λb、Λc，夾住貫通孔13而相鄰的凸部12間的中心距離分別為Λb、Λc的2倍。以下，稱這些Λa、Λb、Λc為周期間隔。
天線層11a的周期間隔Λa、天線層11b的周期間隔Λb、天線層11c的周期間隔Λc具有互不相同的值。由于Λa、Λb、Λc不同，因此在天線層11a、11b、11c的表面，形成有互不相同的圖案。周期間隔Λa、Λb、Λc可以對(duì)應(yīng)于希望檢測的光的波長成分而適宜設(shè)定。
在此，說明周期間隔Λa、Λb、Λc的值。考慮波長λ0(＝2πc/ω)的光相對(duì)于天線層11a、11b、11c的任意之一(以下稱天線層11)大致垂直入射的情況。在這種情況下，天線層11的周期間隔Λ滿足下式(1)，就可以在天線層11發(fā)生表面等離子體振子共振，
Λ=mλ0ϵa+ϵmetalϵa×ϵmetal...(1)]]>εa為與天線層11相接的電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，在真空的情況下εa＝1。εmetal為天線層11的介電常數(shù)，εmetal＞0。由此，可以導(dǎo)出下式(2)。Λ＜λ0…(2)根據(jù)式(2)，在光的波長λ0大于周期間隔Λ時(shí)，在天線層11上發(fā)生表面等離子體振子共振。
將式(1)所示的m設(shè)定為1，在由Ag或Al形成天線層11的情況下，周期間隔Λ與波長λ0的關(guān)系如圖3所示。情況(1)表示在天線層11中使用Ag時(shí)的數(shù)據(jù)，情況(2)表示在天線層11中使用Al時(shí)的數(shù)據(jù)(光子能E0(eV)、波長λ0nm、周期間隔Λ(nm))。根據(jù)圖3，周期間隔Λ＝1234nm的天線層11，以波長λ0＝1240nm的光發(fā)生表面等離子體振子共振。在本實(shí)施方式中，設(shè)定周期間隔Λa、Λb、Λc以使天線層11a以波長λa的光、天線層11b以波長λb的光、天線層11c以波長λc的光發(fā)生表面等離子體振子共振。
接著，說明光檢測器1的制造工序。首先，如圖4A所示，準(zhǔn)備在一方主面上形成有電極層3的半導(dǎo)體基板2。在準(zhǔn)備的半導(dǎo)體基板2的另一方主面上，層疊光吸收層4。
接著，如圖4B所示，在光吸收層4上涂敷光刻膠20后，利用未圖示的光掩膜進(jìn)行曝光及顯像處理，以覆蓋形成有受光面4a、4b、4c的區(qū)域的方式進(jìn)行光刻膠20的圖案形成。接著，如圖4C所示，將該光刻膠20作為掩膜，使光吸收層4熱氧化，形成第1絕緣層8。形成第1絕緣層8后，除去光刻膠20。
接著，如圖4D所示，涂敷光刻膠22后，利用未圖示的光掩膜進(jìn)行曝光及顯像處理，以使形成凸部12的區(qū)域開口的方式進(jìn)行光刻膠22的圖案形成。接著，如圖4E所示，在被光刻膠22罩住的第1絕緣層8及光吸收層4上利用蒸鍍形成導(dǎo)電膜24。
接著，如圖5A所示，與光刻膠22一同，剝離除去導(dǎo)電膜24中成膜在光刻膠20以及在光刻膠20上的部分。進(jìn)行剝離除去后，如圖5B所示，利用蒸鍍形成導(dǎo)電膜26。由此，形成凸部12及凹部15。
成膜導(dǎo)電膜26后，如圖5C所示，向?qū)щ娔?6中存在于受光面4a、4b、4c上的部分照射聚焦離子束，除去該部分的導(dǎo)電膜26。從而形成貫通孔13。經(jīng)過圖4D～圖5C的工序，在光吸收層4上層疊了天線層11a、11b、11c。
接著，如圖5D所示，利用蒸鍍在光吸收層4的受光面4a、4b、4c上成膜肖特基電極6a、6b、6c。成膜肖特基電極6a、6b、6c后，在天線層11a、11b、11c上層疊第2絕緣層14，而完成了圖1及圖2所示的光檢測器1。
接著，說明光檢測器1的動(dòng)作。當(dāng)光(hv)從第2絕緣層14側(cè)14側(cè)入射時(shí)，天線層11a的表面等離子體振子與入射光(hv)中所包含的波長λa的光相結(jié)合。此外，天線層11b的表面等離子體振子與入射光(hv)中所包含的波長λb的光相結(jié)合，天線層11c的表面等離子體振子與入射光(hv)中所包含的波長λc的光向結(jié)合。其結(jié)果是，利用天線層11a、11b、11c的表面發(fā)生表面等離子體振子的共振。
在發(fā)生表面等離子體振子共振時(shí)，天線層11a、11b、11c從貫通孔13輸出強(qiáng)的近場光。從天線層11a輸出的近場光的強(qiáng)度與波長λa的光的強(qiáng)度成比例，且比波長λa的光的強(qiáng)度大。對(duì)于從天線層11b、11c輸出的近場光的強(qiáng)度也同樣，分別與波長λb、λc的光的強(qiáng)度成比例，且比波長λb、λc的光的強(qiáng)度大。位于天線層11a、11b、11c下的光吸收層4通過受光面4a、4b、4c接收從天線層11a、11b、11c輸出的近場光。光吸收層4產(chǎn)生與近場光的強(qiáng)度(受光量)相對(duì)應(yīng)的量的電荷。
在光吸收層4的兩面，利用外部電路施加有偏壓。由此，可以將在光吸收層4產(chǎn)生的電荷作為電流信號(hào)從肖特基電極6a、6b、6c取出。偏壓依次施加于天線層11a與電極層3之間、天線層11b與電極層3之間以及天線層11c與電極層3之間。
當(dāng)在天線層11a與電極層3之間施加偏壓時(shí)，由來自天線層11a的近場光產(chǎn)生的電荷，即作為電流信號(hào)從肖特基電極6a向外部輸出與波長λa的光的強(qiáng)度向?qū)?yīng)的量的電荷。當(dāng)在天線層11b與電極層3之間施加偏壓時(shí)，由來自天線層11b的近場光產(chǎn)生的電荷，即作為電流信號(hào)從肖特基電極6b向外部輸出與波長λb的光的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的量的電荷。當(dāng)在天線層11c與電極層3之間施加偏壓時(shí)，由來自天線層11c的近場光產(chǎn)生的電荷，即作為電流信號(hào)從肖特基電極6c向外部輸出與波長λc的光的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的量的電荷。
這樣，通過依次從肖特基電極6a、6b、6c輸出電流信號(hào)，可以得到圖6的波長(λ0)與強(qiáng)度(I)的關(guān)系的測定結(jié)果示意圖。在此，偏壓的施加順序不限于上述方式。
如以上說明所述，本實(shí)施方式的光檢測器1為，將半導(dǎo)體基板2、光吸收層4以及天線層11a、11b、11c層疊而成的一個(gè)元件。在光(hv)入射光檢測器1的天線層11a、11b、11c時(shí)，包含于入射光(hv)中的規(guī)定波長成分的光與天線層11a、11b、11c的表面等離子體振子相結(jié)合，產(chǎn)生表面等離子體振子共振。在發(fā)生表面等離子體振子共振時(shí)，從天線層11a、11b、11c的貫通孔13輸出強(qiáng)的近場光。近場光通過受光面4a、4b、4c到達(dá)光吸收層4，光吸收層4產(chǎn)生與受光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的量的電荷。
在天線層11a、11b、11c的表面，由多個(gè)凸部12以及位于凸部12之間的凹部15形成符合規(guī)定規(guī)則的圖案。在天線層11a、11b、11c中圖案互不相同。這是由于天線層11a、11b、11c的周期間隔Λa、Λb、Λc互不相同。表面圖案不同意味著表面結(jié)構(gòu)不同，因此，在天線層11a、11b、11c中，與表面等離子體振子結(jié)合的光的波長成分也互不相同。其結(jié)果是可以分別檢測出多個(gè)波長成分(上述的λa、λb、λc)的光。
由于光檢測器1為一個(gè)元件，與分別具備衍射光柵元件或波長選擇濾光器等和受光元件的光檢測器相比，非常小型且裝置的結(jié)構(gòu)精簡。此外，通過將光吸收層4以及天線層11a、11b、11c形成為單片，可以實(shí)現(xiàn)制造工序的簡單化。此外，由于天線層11a、11b、11c可以由同一材料形成，因此可以降低制造成本。此外，雖然光吸收層4接收近場光，但是該近場光的強(qiáng)度大于發(fā)生表面等離子體振子共振的規(guī)定波長成分的光(上述的波長λa、λb、λc的光)。因此，與直接接收規(guī)定的波長成分的光的情況相比，可以提高光檢測的靈敏度。
本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變化。例如，雖然本實(shí)施方式的光吸收層4設(shè)定為單一層，但光吸收層也可以具有疊層的結(jié)構(gòu)，還可以具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)層。此外，本實(shí)施方式的光吸收層4含有n型硅，此外也可以包含Ge、SiC、鉆石半導(dǎo)體等n型硅以外的半導(dǎo)體、還可以包含GaAs、GaP、InP、InAs、InSb、GaN、AlN、InN等III-V族化合物半導(dǎo)體以及它們的混晶，還可以包含ZnO、ZnSe、ZnS、CdSe、CdS、HgCd、HgTe等II-VI族化合物半導(dǎo)體以及它們的混晶，或者有機(jī)半導(dǎo)體等。這些都可以根據(jù)所檢測的光的波長成分或作為光檢測器的用途，而適宜地選擇。
此外，本實(shí)施方式的光吸收層4形成于半導(dǎo)體基板2上，也可以形成于玻璃、藍(lán)寶石等具有絕緣性的透明基板上。
此外，本實(shí)施方式的光檢測器1是在光吸收層4的受光面4a、4b、4c上形成肖特基電極6a、6b、6c，即所謂的肖特基型，也可以是PN接合型或光導(dǎo)電型。在采用PN接合型或光導(dǎo)電型的情況下，也可以不設(shè)置肖特基電極6a、6b、6c，而使受光面4a、4b、4c露出。
此外，本實(shí)施方式的電極層3形成于半導(dǎo)體基板2的一方主面上，也可以與天線層11a、11b、11c一起形成在半導(dǎo)體基板2的另一方主面上。在這種情況下，光檢測器1呈平版(planer)型結(jié)構(gòu)。
此外，本實(shí)施方式的天線層11a、11b、11c的凸部12以及凹部15可以如圖2所示形成于第2絕緣層14側(cè)，也可以如圖7A所示形成于第1絕緣層8側(cè)。
此外，本實(shí)施方式的天線層11a、11b、11c形成于半導(dǎo)體基板2的另一方主面上，也可以如圖7B所示，還形成于半導(dǎo)體基板2的一方主面上。此外，也可以在天線層11a、11b、11c的周圍形成布拉格反射層。此外，如圖8所示天線層11a、11b、11c也可以形成為一體。
此外，本實(shí)施方式的光檢測器1具有三個(gè)天線層11a、11b、11c，但天線層的數(shù)目不限于此。在具有更多表面圖案不同的天線層的情況下，可以檢測出更多的波長成分的光。此外，在具有多個(gè)表面圖案相同的天線層的情況下，通過將各天線層的輸出重疊，可以檢測出微小的光。
此外，天線層11a、11b、11c的表面圖案不僅限于本實(shí)施方式的圖案。例如，也可以是如圖9A所示的，通過使大致呈矩形的凸部12以等間隔一維排列在位于凸部12之間的凹部15上分別設(shè)置大致呈矩形的貫通孔13而形成的圖案。此外，也可以是如圖9B所示，通過以大致呈圓形的貫通孔13為中心、在其周圍將大致呈圓形的凸部12以等間隔二維排列而形成的圖案。此外，也可以是如圖9C所示的，通過將大致呈圓形的貫通孔13以及大致呈圓形的凸部12交替且等間隔二維排列而形成的圖案。此外，也可以是如圖10A所示的，將由貫通孔13以及多個(gè)凸部12構(gòu)成的靶狀(也稱靶心)的式樣以規(guī)定的間隔二維排列而形成的圖案。圖10B為將圖10A變形為大致矩形狀的圖案。
此外，在本實(shí)施方式的光檢測器1中，天線層11a、11b、11c的表面圖案是由多個(gè)凸部12以及位于凸部12之間的凹部15形成。天線層11a、11b、11c的表面圖案也可以由多個(gè)貫通孔13形成。如圖10C所示，在通過將貫通孔13以等間隔(規(guī)定的間隔)二維排列而在天線層11a、11b、11c的表面形成圖案的情況下，通過改變貫通孔13的位置或配置間隔，可以分別改變天線層11a、11b、11c的圖案的形狀。此外，在圖9A～9C以及圖10A～10C所示的變形例中，在貫通孔13的下面形成有光吸收層4的受光面。
此外，在本實(shí)施方式的光檢測器1中，通過外部電路在天線層11a、11b、11c與電極層3之間依次施加了偏壓。取代該外部電路，在光檢測器1中也可以具有用于依次施加偏壓的移位寄存器電路等。此外，本實(shí)施方式的光檢測器1還可以具有電流電壓轉(zhuǎn)換電路。在這種情況下，可以將通過肖特基電極6a、6b、6c輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)向外部輸出。此外，本實(shí)施方式的光檢測器1也可以還具有用于校正由溫度變化等引起的靈敏度特性的變化的電路。
權(quán)利要求
1.一種光檢測器，其特征在于，具有半導(dǎo)體基板；形成在所述基板上，具有受光面且產(chǎn)生與受光量相對(duì)應(yīng)的電荷的受光層；以及形成在所述受光層上，具有與該受光層的受光面相對(duì)的貫通孔且發(fā)生表面等離子體振子共振的多個(gè)天線區(qū)域；在所述多個(gè)天線區(qū)域的表面上分別形成有符合規(guī)定規(guī)則的圖案；在所述多個(gè)天線區(qū)域中的至少兩個(gè)中，所述圖案互不相同。
2.如權(quán)利要求1所述的光檢測器，其特征在于，所述各天線區(qū)域具有多個(gè)凸部和位于該凸部間的凹部，所述凸部及所述凹部形成所述圖案，所述貫通孔設(shè)置于所述凹部。
3.如權(quán)利要求1所述的光檢測器，其特征在于，所述各天線區(qū)域具有多個(gè)所述貫通孔，該多個(gè)貫通孔形成所述圖案。
4.如權(quán)利要求2所述的光檢測器，其特征在于，所述凸部以規(guī)定的間隔配置，該規(guī)定的間隔在所述多個(gè)天線區(qū)域中的至少兩個(gè)中互不相同。
5.如權(quán)利要求3所述的光檢測器，其特征在于，所述貫通孔以規(guī)定的間隔配置，該規(guī)定的間隔在所述多個(gè)天線區(qū)域中的至少兩個(gè)中互不相同。
6.如權(quán)利要求1所述的光檢測器，其特征在于，所述貫通孔的寬度小于入射光的波長。
7.如權(quán)利要求1所述的光檢測器，其特征在于，所述受光層，在其兩面上施加偏壓。
8.一種光檢測器，其特征在于，具有半導(dǎo)體基板；形成在所述半導(dǎo)體基板上的光吸收層；以及形成在所述光吸收層上，與入射光相對(duì)應(yīng)發(fā)生等離子體振子共振的多個(gè)天線區(qū)域；在各個(gè)所述天線區(qū)域的表面上形成有規(guī)定的圖案；在所述多個(gè)天線區(qū)域中的至少兩個(gè)中，所述圖案互不相同。
全文摘要
當(dāng)光入射光檢測器(1)的天線層(11a、11b、11c)時(shí)，包含于入射光中的規(guī)定波長成分的光與天線層(11a、11b、11c)的表面等離子體振子結(jié)合，發(fā)生表面等離子體振子共振。由此，從天線層(11a、11b、11c)的貫通孔(13)輸出近場光。從各貫通孔(13)輸出的近場光通過受光面(4a、4b、4c)到達(dá)光吸收層(4)。光吸收層(4)產(chǎn)生與受光量相對(duì)應(yīng)的電荷。由于天線層(11a、11b、11c)的凸部12的周期間隔(Λa、Λb、Λc)互不相同，在每個(gè)天線層(11a、11b、11c)與表面等離子體振子結(jié)合的光的波長成分都不同。因此，可以檢測出多個(gè)波長成分的光。
文檔編號(hào)G01J3/00GK101071077SQ20071010228
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月10日
發(fā)明者新垣實(shí), 廣畑徹, 藤原弘康, 樋口彰 申請人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社