[發明專利]光檢測裝置及用于該光檢測裝置的光學濾光器

無效

• 申請號: 201110310752.4
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102455215A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 中原健;赤坂俊輔;坂本晃輝;藤井哲雄;古瀬駿介;有村聰一郎
• 申請（專利權）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/04;G02B5/22;G02B1/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 劉曉迪

技術領域

本發明涉及具有光電變換作用的裝置、即檢測特定范圍的波長的光的光檢測裝置及用于該光檢測裝置的光學濾光器。

背景技術

光檢測裝置使用有根據受光部的光感應電流量的變化檢測照射到受光部的紫外線的所謂導光型傳感器元件的裝置。根據成本低廉及摻雜的控制難易度，一直以來考慮對波長400nm至750nm范圍的可見光等也具有檢測靈敏度的Si半導體等。該導光型傳感器元件的光檢測原理為，通過向受光部的半導體照射具有能帶隙以上的能量的光，利用光電變換作用在半導體內產生電子-空穴對，通過外部施加電壓將該載流子向外部電路取出，作為光感應電流量進行檢測。

現有的光電變換元件如上述一般由Si構成，Si在比1.11μm短的全部波長區域具有感光度，不能只取出特定波長的光來測定光量。

該情況下，可見光截止濾光器一般為交替堆疊普通折射率不同的膜的干涉濾光器。但是，由于截止能帶(カツトバンド)寬由使用的膜的折射率差決定，故而干涉濾光器難以使能夠將光量截斷為大致為零的波長區域形成為400-800nm的可見光全區域。并且，在干涉濾光器中必然存在不能截斷的波長這種成分，即使能夠截斷可見光，也不能截斷紅外光。該情況下，Si光電變換元件中也具有相對于紅外光的感光度，所以難以僅使紫外光透射而進行測定。

專利文獻1：(日本)特開2009-158570號公報

專利文獻2：(日本)特開2007-67331號公報

專利文獻3：(日本)特開2002-164565號公報

專利文獻4：(日本)特開2009-158928號公報

專利文獻5：(日本)特開2007-305868號公報

專利文獻6：(日本)特開2006-318947號公報

另一方面，為了解決上述干涉濾光器和Si光電變換元件組合而產生的問題，提出有通過改變pn結面的深度、即改變光電變換區域的深度，改變受光感光度的波長區域來檢測光的方案。較淺地形成pn結面，通過在較短的波長區域感光度特性優異的光電變換區域檢測光，較深地形成pn結面，通過長波長側的感光度良好的光電變換區域檢測光。通過算出該兩個檢測信號的差值(差分)來檢測短波長側的光(例如，專利文獻1～6)。

但是，在該情況下，紫外區域的感光度也差，且對每個紫外區域的要檢測的波長，需要調節pn結的深度，極為繁雜。另外，無論怎樣調節pn結的深度，都難以僅檢測紫外區域的光。

另外，如專利文獻2，具有使兩個光電變換區域的pn結的深度相同，在一光電二極管形成吸收紫外線的一部分的紫外線吸收膜，以取其差的方式構成的結構。但是，認為，該紫外線吸收膜為吸收紫外線的一部分的膜，如文獻中記載，吸收一部分紫外線使受光的紫外線減弱的程度的膜。因此，由于紫外線吸收的程度弱，故而即使根據差值算出的情況下，其檢測靈敏度也弱。

另外，如專利文獻2，在獲取形成有光學濾光器的光電二極管A與未設有光學濾光器的光電二極管B之差的情況下，產生以下的問題。形成有光學濾光器的光電二極管A一方，來自光學濾光器的表面的反射光和來自光學濾光器與半導體層的界面的反射光產生干涉，產生干涉條紋。由于在光檢測信號中包含該干涉條紋(干涉帶)產生的信號，所以無法進行正確的檢測。

如上所述，難以有選擇地、高靈敏度地檢測作為測定對象的特定波長區域的光。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而設立的，其目的在于提供有能夠選擇地、高靈敏度地檢測特定波長區域的光的光檢測裝置及用于該光檢測裝置的光學濾光器。

為了實現上述目的，本發明的光檢測裝置具備通過光電變換進行光的檢測的多個光檢測部，其特征在于，至少具備：第一光檢測部，其在比光電變換區域更靠受光面側的位置具有吸收波長范圍為λ的光的光吸收半導體層；第二光檢測部，其在比光電變換區域更靠受光面側的位置具有不存在光的吸收區域的透射膜，通過計算所述第一光檢測部的信號和所述第二光檢測部的信號來計測波長范圍為λ的光量。

另外，在本發明的光檢測裝置其它的構成中，具備通過光電變換進行光的檢測的多個光檢測部，其特征在于，至少具備：第一光檢測部，其在比光電變換區域更靠受光面側的位置具有吸收波長范圍為λ的光的第一光學濾光器；第二光檢測部，其在比光電變換區域更靠受光面側的位置具有吸收包含波長范圍λ在內的波長范圍為λ1的光或不存在光的吸收區域的第二光學濾光器，所述第一光學濾光器及第二光學濾光器以在光的透射光譜中不存在濾光器的膜厚產生的干涉條紋的方式構成，通過計算所述第一光檢測部的信號和所述第二光檢測部的信號計測波長范圍為λ的光量。