(57)【要約】【課題】単一のプラズモン構造及び半導体吸収層の配列を用いて二次元検出を可能にする光検出器を提案する。【解決手段】この光検出器は、・ドープ半導体層（１２）と、・前記半導体層（１２）の下に位置した反射層（２２）と、・前記半導体（１２）と共に、表面プラズモン共鳴器を形成する、前記半導体層（１２）上に配置された金属構造（１６）と、・前記半導体層（１２）内に形成され、及び前記半導体層のドーピングとは反対にドープされた複数の半導体領域（２４）と、を備えており、・各々の半導体領域（２４）について、導体（２６）が前記半導体層（２２）から少なくとも半導体領域（２４）まで貫通し、及び対応する導体（２６）に関連した半導体領域（２４）と共に前記金属構造（１６）から電気的に絶縁されており、このようにして前記光検出器の基本検出表面を画定していること。【選択図】図２
2011133472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光検出器であって、
・ドープ半導体層（１２）と、
・前記半導体層（１２）の下に位置した反射層（２２）と、
・前記半導体（１２）と共に、表面プラズモン共鳴器を形成する、前記半導体層（１２）上に配置された金属構造（１６）と、を備えており、
・前記半導体層（１２）内に形成され、及び前記半導体層のドーピングとは反対にドープされた複数の半導体領域（２４）と、を同様に備えており、
・各々の半導体領域（２４）について、導体（２６）が前記半導体層（２２）から少なくとも半導体領域（２４）まで貫通し、及び対応する導体（２６）に関連した半導体領域（２４）と共に前記金属構造（１６）から電気的に絶縁されており、このようにして前記光検出器の基本検出表面を画定していることを特徴とする光検出器。
【請求項２】
前記反射層（２２）と前記半導体層（１２）との間に形成された誘電性同調層（２０）を備えてい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（１２）と前記金属構造（１６）との間に位置された絶縁性パッシベイション層（１４）を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の光検出器。
【請求項４】
前記半導体領域（２４）は、前記基本検出表面により境界付けられた前記金属構造の部分の幾何学的重心内に実質的に形成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項５】
前記基本検出表面により境界付けられた前記金属構造（１６）の部分は、異なって配向された平行なパターンを有する領域、特に、実質的に互いに直角に配向されたパターンを有する領域を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項６】
前記金属構造は、金属フィルム内に形成された金属パッチの格子またはホールの格子を備えている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項７】
前記基本検出表面により境界付けされた前記金属構造（１６）の部分は、閉じた同心の外形、特に実質的に正方または円形を有する外形を形成する長くて薄い要素を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項８】
前記基本検出表面により境界付けられた前記金属構造（１６）の前記部分は、前記隣接する検出表面のパターンの配向とは異なっている、特に、直角である一つの基本検出表面のパターンの配向を有する平行なパターンを備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項９】
前記基本検出表面により境界付けられた前記金属構造（１６）の前記部分は、前記隣接する検出表面のパターンの空間周期性と異なっている一つの基本検出表面のパターンの空間周期性を有する平行なパターンを備えていることを特徴とする請求項１なしい４のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１０】
前記基本検出領域は、マクロ画素として共にグループ化され、各々のマクロ画素の前記半導体領域は、並列に電気的に接続されることができることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１１】
マクロ画素の前記基本検出表面は、異なって配向された平行のパターンを有する領域、特に、実質的に互いに直角に配向されたパターンを有している領域を備えている請求項１０に記載の光検出器。
【請求項１２】
マクロ画素の前記基本検出表面は、前記隣接する検出表面のパターンの配向とは異なっている、特に直角である一つの検出表面のパターンの配向と共に平行なパターンを備えている請求項１０に記載の光検出器。
【請求項１３】
導体（２６）は、反射層（２２）と同じ側面上に、電子回路（３０）上の前記光検出器をハイブリッドするためのコンタクトパッド表面（２８）を備えていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１４】
反射層（２２）及びコンタクトパッド表面（２８）は一つの同一の層だけを形成することを特徴とする請求項１３に記載の光検出器。
【請求項１５】
半導体層（１２）及び半導体領域（２４）はＣｄＨｇＴｅまたはＣｄＺｎＴｅで作られていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の光検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、いわゆる金属「プラズモン構造」を用いて電磁放射、特に赤外線の測定の分野に関連している。
【背景技術】
【０００２】
赤外線放射を検出する一つの周知の方法は、例えばＣｄＨｇＴｅのような小さなギャップの半導体材料の層により、この放射の吸収を得ることを含んでいる。この層による光子の吸収はそれから、電子−正孔対を生成し、及びそのように生成された少数のキャリアは、それらが電極の位置で連続的に収集されうるように、前記吸収層の電場に起因して拡散またはドリフトする。検出の質は、前記吸収層の寸法によって最初に決定される。
【０００３】
実際に、この層がより厚ければ、検出の量子効率はより改善される。同時に、このタイプの検出におけるノイズの主な原因の一つである暗電流は、前記光キャリアを収集するための体積が増大するにつれて大きくなる。このように、そのような検出の設計は、前記量子効率として定義されるような検出効率と、前記暗電流により部分的に生成され、検出から得られる信号に存在するノイズの量との間の妥協を襲う。
【０００４】
この問題を解決するために、吸収層上にいわゆる金属「プラズモン」構造を有している金属−半導体−金属型の光検出器が考えられていた。入射電磁放射と表面プラズモンの間のカップリングがこの方法で得られている。一般的に直角の断面を有する真っ直ぐで平行なストリップの形状をとる前記構造の適切な選択をすることは、前記吸収層の電場の非常に多くの閉じ込めを可能にし、そのようにして、前記暗電流の大きな減少を生成する。
【０００５】
限られた空間内で電磁場を閉じ込めることを除いて、プラズモン構造は、同様に、キャリアが前記吸収層内に拡散する割合に関連している前記検出器の応答時間を、ある幾何学的条件の下で減少することを可能にし、及びそれらは同様に、分光フィルタリングまたは偏光選択性に応用することを可能にする。さらなる詳細について、例えば特許文献１を参照することができる。
【０００６】
しかしながら、このタイプの光検出器において、電荷キャリアの収集は実際の金属構造を通して、すなわち、入射放射側上で実現される。このようにして、このタイプの光検出器は一つの検出器要素、「単一の」検出器、または小さなサイズの直線配列でさえを構成する。複数の単一検出器要素または画素を有する二次元の光検出器を得るために、単一の基板上に、互いに独立している単一の光検出器を複数装荷することが必要であり、それは高価であるか、または実施が不可能でさえもある。多数の要素を同時に操作することを可能にする典型的な技術は、コネクタの二次元配列においてインジウムにより作られたはんだバンプにより得られる相互接続を用いている、いわゆる「フリップチップ」技術を用いて、シリコンより作られた読み出し回路上に光検出器をハイブリッドすることである。不運にも、この構成において、電極は入射放射面ではなく読出し回路に面しており、及びこれはプラズモン構造を非効率的にさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０１／２２７５号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】“Resonances photoniques dans les reseaux metalliques;Theorie et application a la photodetection ultrarapide” [Photonic resonances in metal grids; theory and application to ultra-fast photodetection] Stephane Collin, Paris University Thesis 6, 2002
【非特許文献２】“Plasmon-based photosensors comprising a very thin semiconducting region”, J. Le Perchec, Appl. Phys. Lett. 94, 181104(2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明の目的は、単一のプラズモン構造及び半導体吸収層の配列を用いて二次元検出を可能にする光検出器を提案することにより、上述の問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これを達成するために、本発明の目的は、光検出器であって、
−ドープ半導体層と、
−前記半導体層の下に位置した反射層と、
−前記半導体層と共に、表面プラズモン共鳴器を形成する、前記半導体層上に配置された金属構造と、を備えている。
【００１１】
本発明によると、前記光検出器は同様に、
−前記半導体層内に形成され、及び前記半導体層のドーピングとは反対にドープされた複数の半導体領域を備えており、
−各々の前記半導体領域に対して、導体が前記反射層から少なくとも前記半導体領域まで前記光検出器を通過し、及び前記対応する導体に関連している前記半導体領域と共に前記金属構造から電気的に絶縁されており、このようにして前記光検出器の基本検出表面を決定している。
【００１２】
言い換えれば、前記吸収層内に形成された前記半導体領域は、前記導体と関連して、前記層内に生成された電荷キャリアを収集するための領域を形成する。前記金属構造は、それ故、光学機能を果たすだけであり、電荷キャリアを収集するために利用されない。各々の半導体領域は、その直ぐ近くにあるキャリアを収集し、このようにして、単一の検出要素を画定する。半導体領域の格子を形成するために、基板上に別々に備え付けられた区別できる単一の要素を製造する必要なく、複数の単一の検出要素、及びそれ故二次元検出を得る。特に、金属プラズモン構造は、連続的であり、及び前記光検出器の全体表面領域にわたって延びることができる。
【００１３】
本発明の特定の実施形態によると、前記光検出器は、以下の態様の一つ以上を備えている。
【００１４】
前記光検出器は、前記反射層と前記半導体層との間に形成された誘電性同調層を備えている。この同調層は、検出された放射が前記金属構造の形状と共鳴する光周波数を調節することを可能にしている。このようにして、プラズモン構造の形状、この誘電層の厚さも、両方とも、特にそのスペクトル応答の範囲の観点から、前記光検出器のサイズに影響を与える要素である。
【００１５】
前記光検出器は、前記半導体層と前記金属構造との間に絶縁性パッシベイション層を備えている。この絶縁層は、前記導体を前記金属構造から効果的に電気的に絶縁することを可能にし、このようにして、前記半導体層と前記金属構造を通す本発明の区別できる半導体領域との間の電気的な接続を避ける。
【００１６】
前記半導体領域は、前記基本検出表面により境界付けられた前記金属構造の部分の幾何学的重心内に形成されている。この方法で前記半導体領域を位置づけすることは、前記金属構造の形状に関わらず、検出された放射スペクトルの重心を保存する。
【００１７】
前記基本検出表面により境界付けられた前記金属構造の部分は、異なって配向された平行なパターンを有する領域、特に、実質的に垂直な配向のパターンを有する領域を備えている。これらの異なって配向されたパターンのおかげで、入射電磁放射のいくつかの偏光を検出することを可能にしている。
【００１８】
前記基本検出表面により境界付けられた前記金属構造の部分は、閉じた同心の外形、特に実質的に正方または円形を有する外形を形成する長くて薄い要素を備えている。前記光検出器はそのようにして、偏光選択的ではなくなる。他のプラズモン構造、例えば、非特許文献２で述べられたような直角の金属パッチの格子、または金属フィルム内に形成されたホールの格子が非偏光選択性を得るために利用されうる。
【００１９】
前記基本検出表面により境界付けられた前記金属構造の部分は、隣接する検出表面のパターンの配向とは異なっている、特に垂直である一つの基本検出表面のパターンの配向に平行なパターンを備えている。同一の偏光に感度のない隣接する画素が、この方法で得られる。隣接画素から得られた信号は、いくつかの偏光方向を有する放射の検出を得るために結合されうる。
【００２０】
前記基本検出表面により境界付けられた前記金属構造の部分は、隣接する基本検出領域のパターンの空間周期性とは異なっている一つの基本検出表面のパターンの空間周期性と平行なパターンを備えている。この方法は、隣接画素が同一の波長に敏感でない。それから、前記半導体層内で電磁場の閉じ込めを避けると同時に、放射の非波長選択性の検出を得るために、隣接画素から得られた信号を結合することが可能になる。
【００２１】
一つの実施形態において、前記基本検出領域はマクロ画素として、電気的に並列に接続されることのできる各々のマクロ画素の半導体領域で共にグループ化される。
【００２２】
さらにとりわけ、マクロ画素の前記基本検出表面は、異なって配向された平行のパターンを有する領域、特に実質的に互いに直角に配向されたパターンを有する領域を備えている。あるいは、マクロ画素の前記基本検出表面は、隣接する検出表面のパターンの配向とは異なっている、特に直角である一つの基本検出表面のパターンの配向と平行なパターンを備えている。
【００２３】
前記導体は、前記反射層側に、電子回路上に光検出器をハイブリッドするためのコンタクトパッドを備えている。この方法で、前記光検出器は、例えば従来の読出し回路上に備え付けられうる。前記反射層及び前記コンタクトパッドの表面は、まさに単一の層を形成しうる。 
【００２４】
前記半導体層及び前記半導体領域は、ＣｄＺｎＴｅまたはＣｄＨｇＴｅで作られる。
【００２５】
本願発明は、単に例として与えられ、添付の図面に関連している以下の説明により、より素早く理解することが可能となる。同一の参照番号は、同一のまたは類似の要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による光検出器の概略上面図である。
【図２】図１において線Ａ−Ａに沿った前記光検出器の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の概略上面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の概略断面図である。
【図５】本発明によるプラズモン構造のいくつかの形状の概略上面図である。
【図６】本発明によるプラズモン構造のいくつかの形状の概略上面図である。
【図７】本発明によるプラズモン構造のいくつかの形状の概略上面図である。
【図８】本発明によるプラズモン構造のいくつかの形状の概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明による二次元光検出器は、一般参照番号１０の下で、図１及び図２に示されている。この例は２×２画素を備えている光検出器を示している。
【００２８】
光検出器１０は、
・入射光子が電子−正孔対を生成する数百ナノメートルの厚さである半導体吸収層１２であって、それは例えば、中赤外線（３から５μｍの波長）及び／または遠赤外線（８から１０μｍの波長）を検出するために、ＣｄＨｇＴｅまたはＣｄＺｎＴｅより作られたｐドープ半導体層である。
・数十ナノメートルの厚さであり、及び半導体層１２上に堆積された絶縁性パッシベイション層１４。
・長方形の断面を有する同一で、真っ直ぐで、平行の金属ストリップ１８により形成された、例えば金で作られた金属構造１６。構造１６は、半導体層１２と共に、従来技術として知られている表面プラズモン共鳴を形成する。
・数十ナノメートルの厚さであり、及び半導体層１２の下に堆積された誘電性同調層２０であって、例えばＣｄＴｅで作られた層である。
・同調層２０の下に堆積された反射層２２であって、例えばブラッグ格子または金属反射層である。
【００２９】
前記光検出器は同様に、半導体層１２内に形成された、該半導体層と異なってドープされた複数の半導体領域２４を備えており、例えばｎドープされたＣｄＨｇＴｅまたはＣｄＺｎＴｅで作られた領域である。
【００３０】
例えばプラチナで作られた導体を形成する金属ビア２６が同様に、各々の半導体領域２４に対して形成される。ビア２６は、反射層２２から少なくとも領域２４まで延び、及び吸収層１２を十分に突き抜いていないという事実により、及び絶縁性パッシベイション層１４の存在により、金属構造１６から電気的に絶縁されている。それ故、半導体層１２と金属構造１６を通る半導体領域２４との間に電気路はない。ここで留意すべきは、特に金属構造１６と半導体層１２との間のカップリングを最適化するために、パッシベイション層１４の厚さは減少され得ない。いくつかの構成において、このパッシベイション層１４は除かれることもでき、そのとき金属構造１６は半導体層１２上に直接形成される。層１２を完全に貫通していないという事実により、ビア２６の電気絶縁性がそのとき得られる。
【００３１】
任意的に、例えばインジウムで作られたはんだバンプ３２により読出し回路３０上に光検出器１０をハイブリッドするために、金属コンタクトパッド２８が同様に、ビア２６の延長上に形成される。
【００３２】
有利的に、前記光検出器の前面、すなわち、構造１６が備えられた面に影響を与える入射電磁放射から得られる電磁場が、ストリップ１８の間の吸収層１２に、及び小さな厚さ、特に２００から５００ｎｍの厚さにわたって限定されるように、金属構造１６のストリップ１８の寸法と間隔選択される。
【００３３】
プラズモン構造は、典型的なデバイスであり、及びそれ故、簡素さのために大きな詳細はここでは説明しない。プラズモン構造の操作についてのさらなる詳細は、例えば、特許文献１を参照することができる。
【００３４】
電磁場がストリップ１８の間に限定される場合、各々の半導体領域２４はそのとき有利的にストリップの下に位置され、それによって、光電流が収集される空間及び暗電流空間が一致することを保証し、そのとき前記構造を最適化する。
【００３５】
さらに、同調層２０及び、より詳細には、その厚さは、金属構造１６の表面プラズモンと共鳴する入射放射の強度を選択することを可能にさせうる。さらに詳細には、非特許文献１を参照することができる。
【００３６】
ここで留意すべきは、同調層２０は任意であり、利用されるプラズモン構造の正確な形状に依存している（非特許文献２を参照）。同様にここで留意すべきは、反射層２２が金属である場合、同調層２０は、光学機能を満たす必要はなく、このために、減少された厚さで絶縁性パッシベイション層となる。
【００３７】
作動の間に、光検出器１０の前面、すなわち、金属構造１６が提供された面は、検出される放射に晒される。入射電磁場は、それから小さな厚さにわたってストリップ１８の間に限定される。このように画定された空間において、電子−正孔対は、層１２の半導体材料により吸収される光子により生成される。層１２と半導体領域２４の間に電位差が周期的に印加される。例えば、層１２は、例えば層１２に接触している金属構造または別個の周囲電極により、第１の電位を受け、及びビア２６は、読出し回路３０により第２の電位を受ける。少数の電荷キャリアはそのときビア２６により収集されるために、領域２４内に拡散する。
【００３８】
ここで留意すべきは、電荷キャリアが最も近い半導体領域２４内に拡散することである。実際に、基本検出表面Ｓ１−Ｓ２（図１参照）は、各々の領域２４の周りに作られる。図１及び２において示された例において、領域２４は、正方格子に配置され、及びそれ故正方の基本検出表面を画定する。２×２画素の画像配列は、それ故この例において得られる。
【００３９】
ＣｄＨｇＴｅで作られた検出器を製造する方法の例が以下に述べられる。
１．分子線エピタキシーにより、ＣｄＺｎＴｅ基板上にＣｄＨｇＴｅよりなる吸収層１２を成長させる段階
２．誘電性同調層２０を堆積し、続いて、反射層２２を堆積する段階と、
３．層１２上に周囲の電気接触を作る段階
４．ＣｄＨｇＴｅ層内にｐドーピングを得るために、このアセンブリを、例えば２００℃から３００℃の間で数時間アニールする段階と、
５．ＣｄＨｇＴｅ層の範囲までビア２６を機械加工する段階であって、これは、環状の半導体領域２４を作り、及びコンタクトパッド２８を形成する。半導体領域２４は同様に、イオン注入を経て得られうる。
６．はんだバンプ３２により回路３０上に得られたアセンブリをハイブリッドさせる段階と、
７．回路３０の基板をより薄くする段階と、
８．吸収層１２上にパッシベイション層１４を堆積する段階と、
９．樹脂を堆積し、金属構造１６と同じトポロジーを有するマスクを用いて露光する段階と、
１０．金属構造１６を構成する金属を堆積する段階と、
１１．前記金属をリフトオフし、堆積された樹脂及び金属を除去する段階
【００４０】
一つの変形において、反射体としてコンタクトパッド２８を用いることが実際に可能である。この構成において、層２２及び２８だけが単一の同一層を形成する。
【００４１】
ビア２６が光検出器１０の前面上で開かない実施形態が上で述べられた。しかしながら、非貫通性ビア２６を得ることは、非常に小さな厚さにわたって非常に正確に半導体層１２においてエッチングの深さを制御することを含んでいるため、複雑、及びそれ故高価となり得る。同様に、利用され、及びビア２６を形成する前に読出し回路３０上に光検出器をハイブリッドすることを必要とさせる製造設備に関連する技術関連の理由に対して、光検出器の前面から実現される。
【００４２】
第１の変形において、ビア２６は、絶縁性パッシベイション層１４により金属構造１６から電気的に絶縁される。有利的に、金属構造１６は、その絶縁性及び／または不動化容量を強化するためにパッシベイション層１４の塊の中に部分的にまたは完全に組み込まれうる。
【００４３】
絶縁性パッシベイション層１４が無い第２の変形において、半導体層１２と半導体領域２４の間を、ビア２６及び金属構造１６を通る電気的な接触を避けることが望ましい。これを達成するために、図３及び４に示したように、金属構造１６は、ビア２６の周り、有利的には、製造のために利用される技術に固有である前記金属構造及びビアの位置づけの誤差を参酌した表面領域にわたって取り除かれる。
【００４４】
基板プラズモン構造が、同一で、真っ直ぐで、平行で、規則的に分離したストリップの形態を仮定する実施形態が上で述べられた。この形状は、しかしながら、偏光選択性を示す。特に、前記ストリップに対して直角に偏光された前記電磁放射の構成は、唯一弱く検出される。しかしながら、他のタイプの金属構造の形状が求められる応用に依存して可能である。
【００４５】
特に、図５で示された一つの実施形態において、前記金属構造は、異なるストリップ配向、及び有利的には、垂直偏光を検出するために直角である配向を有している一連の領域Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４を有している。各々の領域Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４の中心は半導体領域２４を有している。
【００４６】
四つの隣接する画素から得られた信号を結合することは、２画素×２画素の正方の「マクロ画素」を得ることを可能とさせ、及びその信号は、前記入射放射の垂直偏光を含んでいる。
【００４７】
マクロ画素を形成するためにいくつかの画素からの信号を結合する一つの方法は、これらの画素のコンタクトパッド２８を電気的に接続するか、または読出し回路３０において対応するはんだバンプ３２を並列に接続するトラックを提供することである。前記画素の半導体領域２４は、並列に電気的に接続され、このようにしてマクロ画素を形成する。これは、光学記録密度及び／または前記検出器のスペクトル応答またはその偏光選択性でさえ最適化する。前記半導体領域のこの並列接続は、永続でありうるか、または非永続でありうる。例えば、前記半導体領域は、制御可能なスイッチを用いることで並列に接続されうる。
【００４８】
ここで留意すべきは、例えば、異なる直線偏光を有する二つの電磁放射を検出するために、他のタイプの配向が可能である。前記ストリップの配向は、これらの場の偏光に依存して選択される。
【００４９】
隣接する画素から得られた信号を結合することにより異なる偏光を検出するよりもむしろ、異なる偏光の検出は、半導体領域２４が図６で図示されたような領域Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４により画定された表面の中心に位置されている単一の画素を用いることにより直接得られうる。一つの画素の基本検出表面は、異なる配向、この例では垂直配向を有しているストリップを備えている。
【００５０】
検出を前記入射放射の偏光から独立させるために、各々の半導体領域２４は、図７で示されたような閉じた同心の外形を形成しているストリップの中心に位置されている。前記光検出器の画素記録密度を最大化するために、他のタイプの外形、例えば、同心円の外形、または画定された形状を有するパッチの格子が予想されうるが、前記閉じた外形は有利的には正方形である。
【００５１】
さらに、前記ストリップの幅及び空間は、前記表面プラズモンの共鳴周波数、及びそれ故前記光検出器の量子効率が高ゲインを示す周波数を制御する。このようにして、前記金属構造に特有の幅と空間を提供することは、前記光検出器が所定の周波数範囲で利用されることを示している。いくつかの周波数範囲に敏感な光検出器が要求されうる。
【００５２】
これを達成するために、前記金属構造は、前記ストリップがいくつかの周波数範囲に敏感な検出を得るために、第１の幅及び／または第１の空間を有しているストリップが、異なる幅及び／または空間を有している他の領域と交互に起こる領域を備えている。図８は、２画素×２画素を区画する一つのマクロ画素を得るために結合された信号を有している４つの隣接する画素と共に、二つの周波数範囲に敏感である検出を示している。単一の半導体領域を有する図６における配置は、二つの周波数範囲に敏感である画素を得るために利用されうることが留意されるべきである。
【００５３】
いくつかの偏光及びいくつかの周波数範囲での検出を得るために、上の実施形態を結合することも同様に可能である。
【００５４】
しかしながら、ここで留意すべきは、前記金属構造の形状に関係なく、全ての半導体領域２４は、検出の間に、前記入射放射のスペクトルの重心を修正しないために、対応する基本検出表面により境界付けされている前記金属構造の部分の幾何学的重心内に有利的に位置される。
【００５５】
半導体層１２がｐドープであり、及び前記半導体領域がｎドープである実施形態が上で述べられた。明らかに、本発明は同様に、ｎドープ半導体層及びｐドープ半導体領域２４の場合にも適用できる。
【００５６】
本発明は以下の利点を有している。
・非常に限られた空間における吸収層での電磁場の閉じ込め、及び結果として、放射の二次元検出の間の大きく減少された暗電流
・後面上で開いているビアの結果、電子読出し回路上の光検出器をハイブリッドする実現性
・適切なプラズモン構造を選択することによる偏光選択性及び周波数範囲
・前記プラズモン構造を形成するときに利用されるマスク、特に、可変の辺長を有するマスクに対して、適切な形状及び寸法を選択することによる検出波長の制御。これは隣接する画素に対して異なる形状、及びそれ故異なるスペクトル特性を可能にさせる。ハイパースペクトル検出はそのとき前記同一の吸収層内で可能となる。
【符号の説明】
【００５７】
１０  光検出器
１２  半導体層
１４  絶縁性パッシベイション層
１６  金属構造
１８  金属ストリップ
２０  誘電性同調層
２２  反射層
２４  半導体領域
２６  金属ビア
２８  金属コンタクトパッド
３０  読出し回路
３２  バンプ
【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７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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