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公開番号2025044135
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2024126634
出願日2024-08-02
発明の名称光検出素子
出願人台亞半導體股フン有限公司,Taiwan-Asia Semiconductor Corporation
代理人個人
主分類H10F 30/20 20250101AFI20250325BHJP()
要約【課題】フィルタリング不良による誤信号や検知精度の低下という従来の問題を改善する革新的な光検出素子を提供すること。
【解決手段】受光領域は、基板上に配置されている。フィルタ層は、受光領域を覆っており、特定の波長の光のみを選択的に透過させ、受光領域で受光させ、他の波長の光を遮断する。基板の2つの側辺のそれぞれに面取り構造が形成されている。フィルタ層は、各側辺の面取り構造を覆い、他の波長の光が基板の2つの側辺を通過して受光領域で受光されるのを遮断する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光検出素子であって、
基板と、
前記基板上に配置されている受光領域と、
前記受光領域を覆っており、特定の波長の光のみを選択的に透過させ、前記受光領域で受光させ、他の波長の光を遮断するフィルタ層と、を含み、
前記基板の２つの側辺のそれぞれに面取り構造が形成されており、前記フィルタ層は、各前記側辺の各前記面取り構造を覆い、前記他の波長の光が前記基板の前記２つの側辺を通過して前記受光領域で受光されるのを遮断する、光検出素子。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記フィルタ層はバンドパスフィルタ（ＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）層であることを特徴とする請求項１に記載の光検出素子。
【請求項３】
前記バンドパスフィルタ層は、五酸化タンタル（Ｔａ
２
Ｏ
５
）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）の複合層であることを特徴とする請求項２に記載の光検出素子。
【請求項４】
前記面取り構造は、前記基板の上面から測定される最大の深さが前記基板の厚さの約１／４未満であることを特徴とする請求項１に記載の光検出素子。
【請求項５】
前記面取り構造の深さは約４０μｍであることを特徴とする請求項４に記載の光検出素子。
【請求項６】
前記面取り構造上の前記フィルタ層の一部を覆うフォトマスク層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光検出素子。
【請求項７】
前記フォトマスク層の材料は、カラーフォトレジストを含むことを特徴とする請求項６に記載の光検出素子。
【請求項８】
前記フォトマスク層の材料は、アルミニウム、チタン、銅、銀、金、及びそれらの合金からなる群から選択される一つであることを特徴とする請求項６に記載の光検出素子。
【請求項９】
前記特定の波長の光は、約１００ｎｍから４００ｎｍの波長範囲の紫外線であることを特徴とする請求項１に記載の光検出素子。
【請求項１０】
前記受光領域には、シリコンダイオード感光構造が含まれることを特徴とする請求項１に記載の光検出素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光検出素子に関し、特に、側辺に面取り構造が形成された光検出素子に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
バンドパスフィルタ（ＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ、ＢＰＦ）は、特定の波長域の光を選択的に通過させ、他の波長域の光を遮断する光学素子である。このようなフィルタは、領域内の特定の波長や周波数の光を分離して検出することができるため、光学センシングデバイスに非常に有用であり、生物医学イメージングや環境モニタリングなどの技術分野に応用できる。
【０００３】
光学バンドパスフィルタは、光の干渉と反射の原理で動作し、通常、透明基板と多層フィルム構造で構成される。この多層フィルム構造は、特定の光学的厚みを持つ異なる材料を交互に積み重ねたものであり、特定の波長に対して高い透過率を、他の波長に対して高い反射率を提供することができる。フィルタの表面に光が照射されると、光はフィルタの多層フィルム構造に入る。多層フィルム構造における界面には、光の干渉と反射が起こる。異なる波長の光は異なる材料中を異なる速度で伝搬するため、多層フィルム構造における干渉により、一部の波長の光は位相加算によって強くなり、他の波長の光は位相キャンセルによって弱くなる。適切な設計により、フィルタの多層フィルム構造は共振キャビティを形成することができ、特定の波長の光を増強し、他の波長の光を反射または吸収し、特定の波長の光がフィルタを通過する、いわゆる「バンドパス」効果を得ることができる。
【０００４】
しかし、従来のセンシングデバイスは、特定の光波長をフィルタリングする手段としてバンドパスフィルタを使用することができるが、実際には一部の光がセンシングデバイスに入射し、フォトダイオードの界面で光電流を発生させ、検出精度に悪影響を及ぼす。上述の問題を克服するために、上記のフィルタリング不良の問題を改善できる革新的な光検出構造を開発するのは、業界の喫緊の課題となっている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の主な目的は、フィルタリング不良による誤信号や検知精度の低下という従来の問題を改善する革新的な光検出素子を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、基板と、受光領域と、フィルタ層とを含む光検出素子を提供する。受光領域は、基板上に配置されている。フィルタ層は、受光領域を覆っており、特定の波長の光のみを選択的に透過させ、受光領域で受光させ、他の波長の光を遮断する。基板の２つの側辺のそれぞれに面取り構造が形成されている。フィルタ層は、各側辺の面取り構造を覆い、他の波長の光が基板の２つの側辺を通過して受光領域で受光されるのを遮断する。
【０００７】
本発明の実施形態において、光検出素子のフィルタ層は、バンドパスフィルタ（ＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）層である。
【０００８】
本発明の実施形態において、光検出素子のバンドパスフィルタ層は、五酸化タンタル（Ｔａ
２
Ｏ
５
）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）の複合層である。
【０００９】
本発明の実施形態において、光検出素子の面取り構造の最大の深さは、基板の厚さの約１／４未満である。
【００１０】
本発明の実施形態において、光検出素子の面取り構造の深さは約４０μｍである。
（【００１１】以降は省略されています）

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