JPH0311654B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0311654B2 JPH0311654B2 JP58104812A JP10481283A JPH0311654B2 JP H0311654 B2 JPH0311654 B2 JP H0311654B2 JP 58104812 A JP58104812 A JP 58104812A JP 10481283 A JP10481283 A JP 10481283A JP H0311654 B2 JPH0311654 B2 JP H0311654B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- optical sensor
- metal film
- dielectric
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
- H10F77/331—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
- H10F77/337—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors using interference filters, e.g. multilayer dielectric filters
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 発明の分野
この発明は光センサ、特に分光感度特性の優れ
た光センサに関する。
た光センサに関する。
(ロ) 従来技術とその問題点
任意の分光感度特性を持つ光センサとしては、
従来、光電素子の前面に色フイルタや干渉フイル
タあるいはこれらを組合わせたものを配置し、所
定の光を透過させ、レンズで収束させて光電素子
に導くものや、半導体基板上に形成した光電素子
上に有機膜の色フイルタを塗付形成するか、ある
いは色フイルタを貼着する構造にしたもの等があ
る。しかしながら前者は受光素子とフイルタフイ
ルムが別物品であるために、小形化には限度があ
るし、後者は色フイルタのみを使用しているため
に精度の良い分光特性が得られず、任意の半値幅
を持つフイルタを作製することは容易でないとい
う欠点があつた。
従来、光電素子の前面に色フイルタや干渉フイル
タあるいはこれらを組合わせたものを配置し、所
定の光を透過させ、レンズで収束させて光電素子
に導くものや、半導体基板上に形成した光電素子
上に有機膜の色フイルタを塗付形成するか、ある
いは色フイルタを貼着する構造にしたもの等があ
る。しかしながら前者は受光素子とフイルタフイ
ルムが別物品であるために、小形化には限度があ
るし、後者は色フイルタのみを使用しているため
に精度の良い分光特性が得られず、任意の半値幅
を持つフイルタを作製することは容易でないとい
う欠点があつた。
また、光電素子受光面に、「金属膜−誘電体膜
−金属膜」構造の金属膜干渉フイルタとシヤープ
カツト用フイルタとして色フイルタを積層した光
センサがすでに提案されているが、この光センサ
は色フイルタを用いているために、所定の分光感
度特性両側の不必要な透過帯の遮断を完全になす
ことが困難である上に、金属膜干渉フイルタ上へ
色フイルタを連続して一体的に積層し得ず、やは
り小形化が制限されるという欠点がある。
−金属膜」構造の金属膜干渉フイルタとシヤープ
カツト用フイルタとして色フイルタを積層した光
センサがすでに提案されているが、この光センサ
は色フイルタを用いているために、所定の分光感
度特性両側の不必要な透過帯の遮断を完全になす
ことが困難である上に、金属膜干渉フイルタ上へ
色フイルタを連続して一体的に積層し得ず、やは
り小形化が制限されるという欠点がある。
(ハ) 発明の目的
この発明の目的は、上記従来の光センサの欠点
を解消し、製造が容易になされ、任意の分光感度
特性が精度良く得られ、しかも小形化が可能な光
センサを提供するにある。
を解消し、製造が容易になされ、任意の分光感度
特性が精度良く得られ、しかも小形化が可能な光
センサを提供するにある。
(ニ) 発明の構成と効果
上記目的を達成するために、この発明の光セン
サは、光電素子の受光面上に、誘電体膜を金属膜
で挟んで多層膜構造に形成される金属膜干渉フイ
ルタと、屈折率の異なる２種類の誘電体膜を交互
に積層して２層以上の多層膜に形成したシヤープ
カツトフイルタとを一体的に重層形成するように
している。
サは、光電素子の受光面上に、誘電体膜を金属膜
で挟んで多層膜構造に形成される金属膜干渉フイ
ルタと、屈折率の異なる２種類の誘電体膜を交互
に積層して２層以上の多層膜に形成したシヤープ
カツトフイルタとを一体的に重層形成するように
している。
この発明の光センサによれば、光電素子の受光
面上に、金属膜干渉フイルタと誘電体多層膜シヤ
ープカツトフイルタを連続一体的に重層形成した
ものであるから、金属膜干渉フイルタへの不必要
な透過帯は、誘電体多層膜シヤープカツトフイル
タで遮断され、したがつて光電素子には所定の１
つの透過帯の光のみが導かれるので、受光素子の
チツプ自体に分光特性を備えたものが使用でき
る。それゆえ光センサを超小形にでき、製造が容
易になるとともに、各種機器への実装密度を微少
とすることができる。また、金属膜干渉フイルタ
と誘電体多層シヤープカツトフイルタの金属膜、
誘電体膜の膜厚及び構成を適当に選定することに
より、任意の半値幅の透過特性が得られ、種々の
所望の分光感度特性を精度良く得ることができ
る。
面上に、金属膜干渉フイルタと誘電体多層膜シヤ
ープカツトフイルタを連続一体的に重層形成した
ものであるから、金属膜干渉フイルタへの不必要
な透過帯は、誘電体多層膜シヤープカツトフイル
タで遮断され、したがつて光電素子には所定の１
つの透過帯の光のみが導かれるので、受光素子の
チツプ自体に分光特性を備えたものが使用でき
る。それゆえ光センサを超小形にでき、製造が容
易になるとともに、各種機器への実装密度を微少
とすることができる。また、金属膜干渉フイルタ
と誘電体多層シヤープカツトフイルタの金属膜、
誘電体膜の膜厚及び構成を適当に選定することに
より、任意の半値幅の透過特性が得られ、種々の
所望の分光感度特性を精度良く得ることができ
る。
(ホ) 実施例の説明
以下、実施例によりこの発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
第１図は、この発明の１実施例光センサを概略
的に示した断面図である。同図に示す光センサ１
は、半導体基板２上に形成される受光素子（ホト
ダイオード、ホトトランジスタ等）３、この受光
素子３の受光面上に重層され、連続的に一体形成
される金属膜干渉フイルタ４、シヤープカツトフ
イルタ５とから構成されている。すなわち光セン
サ１は、チツプ上に全ての構成物が一体形成され
ている。実用上は、このチツプが所定のパツケー
ジやケース等に封止されて使用される。金属膜干
渉フイルタ４の受光素子３への一体形成、シヤー
プカツトフイルタ５の金属膜干渉フイルタ４への
重層一体形成は、たとえば真空蒸着法等を用いて
行われる。
的に示した断面図である。同図に示す光センサ１
は、半導体基板２上に形成される受光素子（ホト
ダイオード、ホトトランジスタ等）３、この受光
素子３の受光面上に重層され、連続的に一体形成
される金属膜干渉フイルタ４、シヤープカツトフ
イルタ５とから構成されている。すなわち光セン
サ１は、チツプ上に全ての構成物が一体形成され
ている。実用上は、このチツプが所定のパツケー
ジやケース等に封止されて使用される。金属膜干
渉フイルタ４の受光素子３への一体形成、シヤー
プカツトフイルタ５の金属膜干渉フイルタ４への
重層一体形成は、たとえば真空蒸着法等を用いて
行われる。
金属膜干渉フイルタ４は、金属膜６−誘電体膜
７−金属膜８の順に金属膜と誘電体膜の交互層か
ら構成されている。ここでは金属膜６，８は
17nmのAgが、誘電体膜７は170nmのMgF2が使
用されているが、膜厚を適宜変えて、交互層数を
さらに増加してもよい。
７−金属膜８の順に金属膜と誘電体膜の交互層か
ら構成されている。ここでは金属膜６，８は
17nmのAgが、誘電体膜７は170nmのMgF2が使
用されているが、膜厚を適宜変えて、交互層数を
さらに増加してもよい。
シヤープカツトフイルタ５は、低屈折率誘電体
層９ａ，９ｂ，９ｃと、高屈折率誘電体層１０
ａ，１０ｂ，１０ｃの交互層から構成されてい
る。ここでは低屈折率誘電体層９ａ，９ｂ，９ｃ
は46nmのMgF2が、高屈折率誘電体層１０ａ，
１０ｂは27nm、１０ｃは17nmのZnSが使用され
ているが、交互層の層数は、遮断すべき不必要な
透過帯に応じて、適当に選択すれば良い。また第
１図の光センサでは、受光素子３の上に金属膜干
渉フイルタ４を積層し、その上にシヤープカツト
フイルタ５を積層しているが、金属膜干渉フイル
タ４とシヤープカツトフイルタ５の位置を入替え
て積層してもよい。
層９ａ，９ｂ，９ｃと、高屈折率誘電体層１０
ａ，１０ｂ，１０ｃの交互層から構成されてい
る。ここでは低屈折率誘電体層９ａ，９ｂ，９ｃ
は46nmのMgF2が、高屈折率誘電体層１０ａ，
１０ｂは27nm、１０ｃは17nmのZnSが使用され
ているが、交互層の層数は、遮断すべき不必要な
透過帯に応じて、適当に選択すれば良い。また第
１図の光センサでは、受光素子３の上に金属膜干
渉フイルタ４を積層し、その上にシヤープカツト
フイルタ５を積層しているが、金属膜干渉フイル
タ４とシヤープカツトフイルタ５の位置を入替え
て積層してもよい。
次に第２図を参照して、第１図に示した光セン
サの分光感度特性について説明する。第２図では
横軸に波長を、縦軸に透過率をとつている。
サの分光感度特性について説明する。第２図では
横軸に波長を、縦軸に透過率をとつている。
第１図に示す光センサの金属膜干渉フイルタ４
は、第２図のＢ１に示す透過帯の他に、干渉によ
りＢ２の透過帯を持つ。しかし、この透過帯Ｂ２
は不必要な透過帯であるので、透過特性Ａを持つ
シヤープカツトフイルタ５を通すことにより、こ
れを遮断する。そして結局Ｂ１の透過帯の光のみ
が受光素子３に導かれる。
は、第２図のＢ１に示す透過帯の他に、干渉によ
りＢ２の透過帯を持つ。しかし、この透過帯Ｂ２
は不必要な透過帯であるので、透過特性Ａを持つ
シヤープカツトフイルタ５を通すことにより、こ
れを遮断する。そして結局Ｂ１の透過帯の光のみ
が受光素子３に導かれる。
また、金属膜干渉フイルタ４の透過帯の半値幅
が、たとえば第３図のＥに示すように、非常に広
い場合に、第３図に示すＣの透過特性を持つ、シ
ヤープカツトフイルタ５を形成して、不必要な透
過帯、すなわち高域（短波長側）の光を遮断する
と、同図のＤのような半値幅の小さい透過帯を得
ることができる。
が、たとえば第３図のＥに示すように、非常に広
い場合に、第３図に示すＣの透過特性を持つ、シ
ヤープカツトフイルタ５を形成して、不必要な透
過帯、すなわち高域（短波長側）の光を遮断する
と、同図のＤのような半値幅の小さい透過帯を得
ることができる。
なお、第３図のＣは、低域（長波長側）通過の
透過特性を示しているが、シヤープカツトフイル
タ５の構成すなわち膜厚及び層数を適当にするこ
とにより、第３図のＦに示すように、高域（短波
長側）通過の透過特性を得ることができる。この
高域通過の透過特性は、色フイルタでは実現困難
なものであり、このことは任意の分光感度特性を
持つ光センサを得る上において貴重である。
透過特性を示しているが、シヤープカツトフイル
タ５の構成すなわち膜厚及び層数を適当にするこ
とにより、第３図のＦに示すように、高域（短波
長側）通過の透過特性を得ることができる。この
高域通過の透過特性は、色フイルタでは実現困難
なものであり、このことは任意の分光感度特性を
持つ光センサを得る上において貴重である。
第１図はこの発明の１実施例光センサを概略的
に示した断面図、第２図及び第３図は、同光セン
サに用いるフイルタの透過特性を説明するための
図である。 １：光センサ、２：半導体基板、３：受光素
子、４：金属膜干渉フイルタ、５：シヤープカツ
トフイルタ、６，８：金属膜、７：誘電体膜、９
ａ，９ｂ，９ｃ：低屈折率誘電体膜、１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ：高屈折率誘電体膜。
に示した断面図、第２図及び第３図は、同光セン
サに用いるフイルタの透過特性を説明するための
図である。 １：光センサ、２：半導体基板、３：受光素
子、４：金属膜干渉フイルタ、５：シヤープカツ
トフイルタ、６，８：金属膜、７：誘電体膜、９
ａ，９ｂ，９ｃ：低屈折率誘電体膜、１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ：高屈折率誘電体膜。
Claims (1)
- １ 光電素子の受光面上に、誘電体膜を金属膜で
挟んで多層膜構造に形成される金属膜干渉フイル
タと、屈折率の異なる２種類の誘電体膜を交互に
積層して、２層以上の多層膜に形成したシヤープ
カツトフイルタとを一体的に重層形成してなるこ
とを特徴とする光センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104812A JPS59230120A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104812A JPS59230120A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 光センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59230120A JPS59230120A (ja) | 1984-12-24 |
| JPH0311654B2 true JPH0311654B2 (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=14390823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104812A Granted JPS59230120A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59230120A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0253002A1 (de) * | 1986-07-12 | 1988-01-20 | Günter Dr.-Ing. Pusch | Vorrichtung zur Erkennung thermischer Kontraste |
| JP2010101627A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Murata Mfg Co Ltd | 紫外線測定装置、コンパクトケースおよび電子機器 |
| US10145740B2 (en) * | 2017-02-27 | 2018-12-04 | Visera Technologies Company Limited | Sensing multiple peak wavelengths using combination of dual-band filters |
-
1983
- 1983-06-10 JP JP58104812A patent/JPS59230120A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59230120A (ja) | 1984-12-24 |
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