(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射層の少なくとも一部に直接形成され、光ビームによって照射されるべき半導体層の少なくとも一部を備えた光検出器であって、
少なくとも１つのパッドが、前記反射層の前記一部の反対側の前記半導体層の前記一部に形成されており、
前記パッド及び前記反射層の前記一部は、金属か、又は負の誘電率を有する材料から形成されており、
前記反射層の前記少なくとも一部と前記少なくとも１つのパッドとの間に形成された光共振器の厚さが、前記半導体層の光学指数に対する光ビームの波長の比率の４分の１より小さく、
前記半導体層は、厚さが一定の層であることを特徴とする光検出器。
【請求項２】
前記光共振器の厚さは、前記比率の10分の１であることを特徴とする請求項１に記載の光検出器。
【請求項３】
前記半導体層と平行な面での前記パッドの少なくとも１つの寸法が、前記半導体層の光学指数の２倍に対する光ビームの波長の比率より小さいことを特徴とする請求項１に記載の光検出器。
【請求項４】
前記半導体層の前記一部は水平又は垂直のPN接合又はPIN 接合を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光検出器。
【請求項５】
正方形又は矩形状の複数の前記パッドは、前記半導体層の前記一部の表面に形成されており、前記パッドは、0.75λ/n未満の周期に従って周期的に配置されており、λは前記光ビームの波長であり、n は前記半導体層の光学指数であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光検出器。
【請求項６】
前記光検出器を覆う透明な材料から形成された層を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光検出器。
【請求項７】
前記反射層と前記半導体層との間の界面に接着層、及び／又は屈折率勾配を有する層を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光検出器。
【請求項８】
前記パッド及び前記反射層は、前記半導体層が照射されるときに前記半導体層にキャビティプラズモンモードを生成することが可能な金属から形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光検出器。
【請求項９】
前記反射層は金属から形成されており、該金属の厚さは、前記光ビームの波長に関する該金属の表皮深さより大きいことを特徴とする請求項８に記載の光検出器。
【請求項１０】
前記金属から形成されたパッドの厚さは、前記光ビームの波長に関して、前記パッドを形成する金属の表皮深さの１倍乃至３倍であることを特徴とする請求項９に記載の光検出器。
【請求項１１】
前記パッド及び前記反射層は、負の誘電率を有する材料から形成されており、それにより、前記半導体層が照射されるときに前記材料から形成された前記パッド及び前記反射層と前記半導体層との間の界面にフォノンが形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光検出器。
【請求項１２】
前記負の誘電率を有する材料は、イオン結晶であることを特徴とする請求項１１に記載の光検出器。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかの複数の基本的な光検出器を備えており、各基本的な光検出器のパッドの大きさが、検出されるべきスペクトルに適合されていることを特徴とするマルチスペクトルイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光検出器に関する。本発明は、検出されるべき所望の光の波長よりはるかに小さい厚みを有する半導体層を備えた光検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の光検出器は、一般的に電荷転送素子に関連付けられた半導体層を備えている。光ビームが半導体層を照らすとき、入射光子が半導体層の内部に電子／正孔対を形成する。このようなキャリアは、その後、キャリアの量を測定することが可能な電子回路に電荷転送素子によって転送される。
【０００３】
電子／正孔対が形成される半導体層内の平均的な深さは、入射光ビームの波長と用いられる半導体材料とに応じて決まり、波長が長いほど、電子／正孔対は半導体層の内部により深く形成され得る。例えば、赤色光を約99％吸収するために、厚さが約10μm であるシリコン層を設けることが必要である。青色光については、厚さが３μm 程度であるシリコン層で十分このような吸収率を達成する。尚、このような厚さは、検出される光波の波長よりはるかに大きい。
【０００４】
一般的に、光検出器の画素サイズの減少が望まれている。半導体層上の夫々の画素によって占められる表面積の減少は、本質的に感光性領域を互いに絶縁させるという問題を引き起こす。実際、隣接画素間の干渉を回避するために、一般的に各画素の周りに絶縁トレンチが形成されている。半導体層が比較的厚い場合、絶縁トレンチが占める半導体層の表面積は無視できず、これは一般的な画素サイズの減少と適合しない。従って、半導体層の厚さを減少する必要がある。しかしながら、上述したように、非常に薄い活性層を形成すると、入射光全体を吸収して検出することができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第2006／151807号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、光子に半導体層を２回又は数回横切らせることにより半導体層の相当する厚さを増大させている。そのために、半導体層を確実に２回横切らせるべく半導体層の一面に鏡が設けられ得る。反射性要素が、ファブリー−ペロー型構造を形成するために半導体層の両側に設けられてもよい。実際には、反射性要素はブラッグミラー（Bragg mirror）であり、ブラッグミラーは、一般的に厚く、例えば10乃至30の４分の１波長層の積層体から形成されている。従って、活性半導体層の厚さの減少の利点が失われる。
【０００７】
このようなデバイスが、米国特許出願公開第2006／151807号明細書に特に述べられており、ここでは、下側鏡（ブラッグミラー又は金属ミラー）と上側鏡を形成する上側の金属ネットワークとの間に共鳴が生成される。このようなデバイスでは、下側鏡と上側鏡との間のキャビティの厚さが、入射波長と下側鏡及び上側鏡間の平均光学指数との比率の４分の１の倍数である必要がある。従って、このキャビティの厚さを所与の値未満に減少させることができない。
【０００８】
そこで、光検出用の半導体層の厚さを減少するために別の作用が用いられている。この作用は、物理的且つ集団的な電子振動現象（プラズモン共鳴）を利用している。
【０００９】
図１には、半導体基板11上に、多くの金属細片13が、半導体基板11の表面に周期的な格子を形成すべく延びている。図１に示されている光検出器は、矢印15によって示された光ビームによって照射される。金属細片13から形成された格子の周期P が光ビーム15の波長と半導体基板11の半導体材料の光学指数との比率と等しいとき、表面プラズモン共鳴が金属の半導体界面に生じる。このような共鳴によって光子を閉じ込めることが可能になり、従って、電子／正孔対が形成される半導体基板11内の領域が金属細片13の近傍になる。
【００１０】
しかしながら、図１に示されているような構造は、周波数の点で非常に選択的であるという不利点を有する。更に、このような構造の効率は、光ビーム15の入射角と偏光とによって著しく異なる。最終的には、周期P は、半導体基板11の半導体材料の光学指数に対する光ビーム15の波長の比率程度になる必要があり、このため、更に小型の基本的な検出器を構想することができない。
【００１１】
図２は、金属領域23間に垂直に延びる非常に薄い半導体領域21を備えた別の光検出器を図示している。光検出器は光ビーム25によって照射される。２つの対向する半導体−金属の界面間で結合される表面プラズモン共鳴が、この垂直の半導体キャビティを備えた金属製光検出器で生じる。しかしながら、結合された表面プラズモン共鳴を２つの対向する半導体−金属の界面間に生成するために、半導体領域21のキャビティを、厚さが対象の光の波長よりはるかに小さいように非常に狭くする必要がある。そのため、この構造を製造する際の問題が引き起こされる。
【００１２】
従って、公知のプラズモン共鳴光検出器より周波数が選択的ではなく、検出されるべき光ビームの偏光と入射角とに依存しない光検出器であって、大きさが入射光ビームの波長よりはるかに小さくなり得る光検出器の必要性がある。
【００１３】
また、半導体材料が広範囲の半導体化合物から選択され得る光検出器を形成可能であることが更に望ましく、半導体化合物の内の一部は非常に薄い層にのみ堆積され得る。
【００１４】
本発明の実施形態の目的は、非常に薄い半導体層を備えており、以下の特徴の少なくとも１つを有する光検出器を提供することである。
−  公知のプラズモン共鳴光検出器より周波数が選択的ではなく、すなわち、吸収スペクトルの中間の高さでの幅が、検出されるべき波長の３分の１程度である。
−  入射光ビームの入射角にほとんど反応しない。
−  入射光ビームの偏光にほとんど反応しない。
−  ２つの基本的な偏光の内の１つを選択することができる。
−  検出されるべき光ビームの波長より小さい大きさを有する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
従って、本発明の実施形態は、反射層の少なくとも一部に直接形成され、光ビームによって照射されるべき半導体層の少なくとも一部を備えた光検出器であって、少なくとも１つのパッドが、前記反射層の前記一部の反対側の前記半導体層の前記一部に形成されており、前記パッド及び前記反射層の前記一部は、金属か、又は負の誘電率を有する材料から形成されており、前記反射層の前記少なくとも一部と前記少なくとも１つのパッドとの間に形成された光共振器の厚さが、前記半導体層の光学指数に対する光ビームの波長の比率の４分の１より小さく、前記半導体層は、厚さが一定の層であることを特徴とする光検出器を提供する。
また、本発明の実施形態によれば、前記光共振器の厚さは、前記比率の10分の１である。
【００１６】
本発明の実施形態によれば、前記半導体層と平行な面での前記パッドの少なくとも１つの寸法が、前記半導体層の光学指数の２倍に対する光ビームの波長の比率より小さい。
【００１７】
本発明の実施形態によれば、前記半導体層の前記一部は水平又は垂直のPN接合又はPIN 接合を有する。
【００１８】
本発明の実施形態によれば、正方形又は矩形状の複数の前記パッドは、前記半導体層の前記一部の表面に形成されており、前記パッドは、0.75λ/n未満の周期に従って周期的に配置されており、λは前記光ビームの波長であり、n は前記半導体層の光学指数である。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、透明な材料から形成された層が前記光検出器を覆う。
【００２０】
本発明の実施形態によれば、光検出器は、前記反射層と前記半導体層との間の界面に接着層、及び／又は屈折率勾配を有する層を更に備えている。
【００２１】
本発明の実施形態によれば、前記パッド及び前記反射層は、前記半導体層が照射されるときに前記半導体層にキャビティプラズモンモードを生成することが可能な金属から形成されている。
【００２２】
本発明の実施形態によれば、前記反射層は金属から形成されており、該金属の厚さは、前記光ビームの波長に関する該金属の表皮深さより大きい。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、前記金属から形成されたパッドの厚さは、前記光ビームの波長に関して、前記パッドを形成する金属の表皮深さの１倍乃至３倍である。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、前記パッド及び前記反射層は、負の誘電率を有する材料から形成されており、それにより、前記半導体層が照射されるときに前記材料から形成された前記パッド及び前記反射層と前記半導体層との間の界面にフォノンが形成される。
また、本発明の実施形態によれば、前記負の誘電率を有する材料は、イオン結晶である。
【００２５】
本発明の別の実施形態は、上述されたような複数の基本的な光検出器を備えており、各基本的な光検出器のパッドの大きさが、検出されるべきスペクトルに適合されていることを特徴とするマルチスペクトルイメージセンサを提供する。
【００２６】
本発明の前述及び他の目的、特徴及び利点を、添付図面を参照して本発明を限定するものではない具体的な実施形態について以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】薄い半導体層での光ビームの吸収を可能にする公知のプラズモン共鳴光検出器を示す図である。
【図２】薄い半導体層での光ビームの吸収を可能にする公知のプラズモン共鳴光検出器を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るプラズモン共鳴光検出器を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光検出器の変形例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光検出器の変形例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光検出器の変形例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る光検出器の利点を図示した曲線を示す図表である。
【図８】本発明の実施形態に係る光検出器の上部パッドの３つの可能な形状を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る光検出器の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
明瞭化のために、同一の要素は異なる図面において同一の参照番号で示されてあり、更に、半導体デバイスの表示ではよくあるように、様々な図面は正しい縮尺で示されていない。
【００２９】
本発明者は、吸収能が改善された非常に薄い半導体層を備えた光検出器を提供する。このために、光検出器は垂直方向の金属−半導体−金属型構造を有しており、前記光検出器は、以下で分かるように、入射光ビームの入射角と光周波数とにほとんど反応しないという利点を更に有する。この構造は、入射光ビームの偏光にほとんど左右されないように構成されるか、又は入射光ビームの２つの基本的な偏光の内の１つを選択するように構成されてもよい。
【００３０】
前述及び以下の説明では、金属及び半導体材料間の界面での表面プラズモン共鳴又はプラズモンモードの生成について述べられている。尚、ここに述べられている構造と同様の構造であって、金属領域が、対象のスペクトル領域に負の誘電率を有する材料の領域と置き換えられた構造が提供されてもよい。このような材料は、例えば非常に高濃度にドープされた半導体材料、又は炭化ケイ素のようなイオン結晶である。金属以外のこれらの材料の内の１つから形成された領域を形成することによって、表面プラズモン共鳴以外の表面フォノン共鳴が生成され得る。尚、これら２つの共鳴は入射光子に同様の作用を引き起こす。
【００３１】
図３は、プラズモン共鳴光検出器の実施形態を図示している。
【００３２】
金属層31上には半導体材料からなる半導体層33が形成されており、半導体層33の厚さe は、光検出器を照射する光ビーム（矢印35）の波長と半導体層33の光学指数との比率の４分の１より完全に小さい。尚、半導体層33の厚さは、この比率の10分の１程度であることが好ましい。半導体層33は、例えばシリコン、ゲルマニウム、III-V 族化合物、又はInSb化合物若しくはCdHgTe化合物のようなバンドギャップが小さい材料から形成されている。半導体層33を形成するためのこれらの材料の内のいずれか１つの使用は、検出されるべき所望の光ビームの波長により決まる。実際、これらの様々な材料により、近紫外線（400 nm）から赤外線（15μm ）までの波長領域を網羅することが可能になる。
【００３３】
半導体層33上には、金属層31の反対側に金属パッド37が形成されている。従って、金属層31と金属パッド37とに挟まれた半導体層33は光共振器を構成している。光検出器は、図３の矢印35によって示されているように、半導体層33及び金属パッド37を有する表面を照射される。金属層31の厚さは、光ビーム35の周波数における金属層31を形成している金属の表皮深さより大きいことが好ましく、金属の表皮深さは、光照射野が金属にこれ以上伝播しない厚さである。金属パッド37の厚さは、同一の周波数における金属パッド37を形成している金属の表皮深さの１倍乃至３倍であることが好ましい。一例として、金属パッド37及び金属層31の金属は、金、銀、アルミニウム、又は同様の光学的特性を有するこれらの原料の合金であってもよい。示された例では、金属パッド37は平面視で矩形状である。
【００３４】
図３に示された構造によって、金属−半導体−金属のサンドイッチ構造内で生じる電磁気共鳴を使用することが可能になり、（キャビティプラズモンが金属パッド37と金属層31との間に生じる）水平キャビティタイプのプラズモニク共振器を形成している半導体層33、金属層31及び金属パッド37の吸収作用が高められる。キャビティプラズモン共鳴により、金属パッド37と金属層31との間の半導体層33に入射光子を閉じ込めることが公知の方法で可能になる。光検出器を適切に作動させてキャビティプラズモンモードを生じさせるために、金属パッド37の幅L は以下の式を満たす必要がある。
Ｌ  ≒  （λ／2.neff）−△(λ)          （式１）
neffは、半導体層33の光学指数より大きいプラズモンモードの有効光学指数であり、△（λ）は、位相シフト又は光検出器での吸収能に関連付けられたスペクトルシフトを反映する正項である。より簡単には、金属パッド37の幅L は以下の式を満たす必要がある。
Ｌ  ＜  λ／2.neff          （式２）
【００３５】
以下で分かるように、半導体層33の光学指数に対する光ビーム35の波長の比率の４分の１より小さい厚みを有し金属層31と金属パッド37との間の光共振器（半導体層33）を備えており、式（１）又は式（２）に従った大きさを有する図３に示されているような光検出器は、光ビームの波長が僅かに変わっても、大きな吸収能を有するという利点がある。
【００３６】
図３に点線で画定された接着層38が、金属層31と半導体層33との適切な接着を可能にするために金属層31と半導体層33との間に設けられてもよい。接着層38は、金属界面でのフォトキャリアの寄生再結合を回避するために、屈折率勾配を有する薄い層又はパッシベーション層であってもよい。尚、以下の他の実施形態では、この接着層は、図示されておらず説明されていないが設けられてもよい。
【００３７】
図４は、図３の光検出器の変形例を図示している。金属層31上には、金属パッド37で覆われた半導体材料からなる半導体パッド39が形成されている。図３に示された構造の場合と同様に、光検出器が、適した波長の光ビーム41によって照射されるとき、表面プラズモンモードが、半導体パッド39中と、金属パッド37と半導体パッド39との間の界面と、金属層31と半導体パッド39との間の界面とに生じる。プラズモンモードが生じることにより、半導体パッド39での吸収能が更に改善され得る。金属パッド37の幅及び光ビームの波長が式（１）又は式（２）を満たすとき、プラズモンモードが半導体パッド39で生じる。
【００３８】
図５は、複数のパッドが同一の半導体層の表面に形成されている代替の光検出器を図示している。金属層31上には、薄い半導体層33が形成されている。半導体層33上には、多くの金属パッド43が形成されている。示された例では、金属パッド43は、平面視で正方形であり、半導体層33の表面に周期的に形成されている。半導体層33の表面での金属パッド43の大きさは、式（１）又は式（２）を夫々満たしている。金属パッド43を周期的に形成することにより、更に大型の光検出器を形成することが可能になる。
【００３９】
金属パッド43が半導体層33の表面に周期的に分配されている場合、配列の周期D は、半導体層33の吸収能を改善するために以下の式を満たす必要がある。
Ｄ  ＜  (3/4)(λ/n)          （式３）
【００４０】
図６は、薄い半導体層33を備えた光検出器の変形例を図示しており、半導体層33の表面には、配列された複数の矩形状金属パッド45が形成されており、矩形状金属パッド45は式（１）又は式（２）を満たす幅L を少なくとも有する。半導体層33の表面での矩形状金属パッド45の周期D は式（３）を満たしている。半導体層33の下面には、配列された複数の金属細片47が形成されており、金属細片47は少なくとも矩形状金属パッド45に対向して設けられている。従って、プラズモンモードが半導体−金属の界面に生じる。
【００４１】
尚、矩形状金属パッド45を形成することにより、金属細片47の主方向に垂直に偏光された光ビーム（TM偏光）の吸収能が増強される。図５に示された金属パッド43のような正方形のパッドを形成することにより、入射光ビームの偏光にほとんど依存しない光検出器が可能になる。従って、基本的なTE偏光又はTM偏光のいずれかの選択が意図された光検出器が形成され得る。
【００４２】
図7A及び7Bは、ここに説明された光検出器の利点を図示した曲線を示している。
【００４３】
図7Aは、上記に説明されたようなテルル化カドミウム水銀（CdHgTe又はCMT ）に基づいた光検出器の反射能R と半導体層の吸収能A との入射ビームの波長に応じた２本の曲線51,53 を示している。ここで検討されている光検出器は、5,000 nmの波長を有する横磁化に偏光された光ビームの検出を最適化する大きさに形成されている。これを達成するために、光検出器の大きさは、式（１）又は式（２）、必要であれば式（３）を満たすように選択されている。
【００４４】
5,000 nmの波長を有する光ビームでは、光検出器のCdHgTe層での吸収能が約0.77であり、反射能は略零である。検出帯域が非常に小さいという不利点を有する公知のプラズモン光検出器とは反対に、ここで検討されている光検出器は、光ビームの波長が5,000 nmの波長前後で200 nmずつ変わるとき、比較的僅かしか減少しない吸収能と比較的僅かしか増加しない反射能とを有している。吸収能の頂点に対する中間の高さでの幅は約1,700 nmであり、これは、入射ビームの波長の約３分の１である。
【００４５】
図7Bは、CdHgTeに基づいた光検出器の反射能R と、ここに示されたような光検出器の場合における半導体層の吸収能A との光ビームの入射角に応じた２本の曲線55,57 を示しており、光検出器は、対象の光ビームを適切に吸収する大きさに形成されている。尚、曲線55,57 では、50°程度の光ビームの入射角θの変動が、光検出器の吸収能と反射能とをほとんど変えていない。
【００４６】
従って、図３乃至６の光検出器により、光ビームの入射角にほとんど依存しない広帯域の検出が可能になる。更に、薄い半導体層を備えた光検出器を形成することにより、互いに適切に絶縁された小さな画素を形成することが可能になる。
【００４７】
半導体層33及び半導体パッド39は、光発生させられたキャリアを集めることを可能にする様々な領域を備えてもよい。例えば、半導体層33及び半導体パッド39に垂直若しくは水平のPN接合を局所的に形成してもよく、又は垂直若しくは水平のPIN ダイオード型構造（不図示）を設けてもよい。この場合、光発生されられた電子が、半導体層のN 型ドープ領域に貯蔵されてもよく、検出は、例えば転送トランジスタによってこれらの電子を電子回路に転送することにより行なわれる。
【００４８】
電荷が半導体層33又は半導体パッド39に形成されると、電荷を読み取るための複数の解決法が可能になる。
【００４９】
第１の解決法では、半導体層の表面に形成された一又は複数の金属パッド37,43,45を第１の電圧に分極し、金属層31又は金属細片47を第２の電圧に分極する。その結果、この分極に起因する電流の流れが光検出器の照度を表す。変形例では、半導体層33の表面に形成された一又は複数の金属パッド43,45 を第１の電圧に分極し、他の金属パッド43,45 を第２の電圧に分極する。その後、検出は、光検出器の上面からのみ行なわれる。
【００５０】
図8A,8B,8Cは、最後の事例の３つの可能な変形例を示しており、より具体的には、半導体層33の表面に形成されて光検出を可能にする金属パッドの３つの可能な構造を示している。
【００５１】
図8Aの例では、半導体層33の表面に形成された金属パッドは、基本的な櫛形状である２つの組立体61,63 に分離されており、櫛形状の組立体61,63 は互いに入り込んでいる。櫛形状の組立体61,63 は主細片を夫々有しており、主細片から副細片が延びている。櫛形状の組立体61,63 は、主細片及び副細片の幅が式（１）又は式（２）を満たすように設けられている。副細片の周期は、式（３）を満たしている。
【００５２】
図8Bの例では、半導体層33の表面に形成された金属パッドは、２組の指状体65,67 に分離されている。各組の指状体は、主細片と主細片から略環状に延びる副指状体とから形成されている。主細片及び副指状体は式（１）又は式（２）と式（３）とを満たしている。
【００５３】
図8Cの例では、半導体層33の表面に整列して分配された複数の正方形状パッド68は分極されない。正方形状パッド68の大きさ及び周期は式（１）又は式（２）と式（３）とを満たしている。正方形状パッド68は、収集を可能にする２つの電極69A,69B に囲まれている。
【００５４】
図９は、光検出器の他の実施形態を図示している。光検出器は半導体層33を備えており、半導体層33上には、金属か、又は対象の周波数帯域に亘って負の誘電率を有する材料から形成されたパッド73,75,77が形成されている。半導体層33の下で且つ少なくともパッド73,75,77に対向して金属部分71が形成されている。半導体層33の表面でのパッド73,75,77の幅は異なっている。パッド73,75,77の幅が光検出された光の波長に関連付けられているので、パッド73,75,77は、波長が異なる光の検出を可能にする。従って、図９の光検出器によって、波長が異なる３つの光ビームを選択的に検出することが可能になる。
【００５５】
図９では、透明層79が光検出器上に形成されている。この透明層79によって光検出器を保護することが可能になる。尚、このような透明層は、上述された変形例の夫々に設けられてもよい。この透明層は、入射光ビームを夫々の基本的な検出器に集中させることが可能な形状（例えば、各パッド73,75,77上の半球形のレンズ形状）を有してもよい。
【００５６】
上述された光検出器は、例えば、カラーイメージセンサを形成すべく使用されてもよい。そのため、イメージセンサの夫々の基本的な光検出器は、所与の色（赤、緑、青）を検出するための大きさを有するパッド73,75,77を備えている。これらの基本的な光検出器はカラー画素の配列に組み立てられている。大きさの一例として、シリコン層（n ≒４）を有して、赤色光波（λ≒600nm ）を検出すべく意図された最大の基本的な光検出器は、少なくとも一寸法が約50nmであるパッドを備えている。この寸法は、電子／正孔対が半導体層に直接生成される従来の光検出器の現在の寸法と比較して特に小さい。更に、基本的な光検出器間の「絶縁」は、簡単に達成され、非常に薄い半導体層の遮断は困難であるという事実により最小限の表面積を占める。カラーセンサ以外のマルチスペクトルイメージセンサが同様に設けられてもよい。
【００５７】
本発明の特定の実施形態が説明されている。様々な変更及び調整が当業者に想起される。特に、金属から形成された上部パッド及び下部層を備えている光検出器がここに説明されているが、光検出器が、対象の周波数で負の誘電率を有する材料から形成された上部パッド及び下部層を備えている変形例が、ここに説明された変形例の各々に適用されてもよいことを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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