(57)【要約】【課題】簡単な構造形式で１つまたは複数の狭帯域の波長範囲を検出するために構成された光検出器を備えた半導体素子を提供する。【解決手段】ケイ素含有層３２，３４，３６たとえば窒化ケイ素層または二酸化ケイ素層が設けられている少なくとも１つの光検出器１４，１６，１８を有する集積回路を備えた半導体素子１０において、ケイ素含有層３２，３４，３６の層厚を、まえもって設定可能な狭帯域で波長選択性の光波の透過たとえば４００nm〜８５０nmの波長範囲の光波の透過を達成できるよう選定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ素含有層（３２，３４，３６）が設けられている少なくとも１つの光検出器（１４，１６，１８）を有する集積回路を備えた半導体素子（１０）において、
前記ケイ素含有層（３２，３４，３６）の層厚の選定により、まえもって設定可能な狭帯域で波長選択性の光波の透過が達成されることを特徴とする、半導体素子。
【請求項２】
請求項１記載の半導体素子において、
前記ケイ素含有層（３２，３４，３６）は均一な単一材料層たとえば５０nmから４０００nmの範囲の層厚をもつ単一材料層として構成されており、該単一材料層はたとえば透過させるべき光波の波長の４分の１の整数倍に対応する層厚を有することを特徴とする、半導体素子。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体素子において、
前記ケイ素含有層の層厚たとえば窒化ケイ素から成る層（３２，３４，３６）の層厚は、それぞれ異なる光波長に対する前記光検出器（１４，１６，１８）の不均一な受光特性が少なくとも部分的に補償されるように選定されていることを特徴とする、半導体素子。
【請求項４】
請求項３記載の半導体素子において、
ケイ素含有層の層厚たとえば窒化ケイ素から成る層（３２，３２，３６）の層厚は、第１の波長に対する前記層（３２，３４，３６）の低い透過度を用いた第１の波長に対する前記光検出器（１４，１６，１８）の高い感度が、第２の波長に対する前記層（３２，３２，３６）の高い透過度における第２の波長に対する前記光検出器（１４，１６，１８）の低い感度に整合されるように選定されていることを特徴とする、半導体素子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の半導体素子において、
前記集積回路に少なくとも２つの光検出器（１４，１６，１８）が設けられており、該光検出器（１４，１６，１８）は、それぞれ異なる光波長を検出するために層厚がそれぞれ異なる複数のケイ素含有層（３２，３４，３６）を有することを特徴とする、半導体素子。
【請求項６】
請求項５記載の半導体素子において、
前記光検出器（１４，１６，１８）はフォトダイオードとして形成されていることを特徴とする、半導体素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載の半導体素子において、
前記集積回路は、複数の光源（２２，２４，２６）たとえば発光ダイオードから成り種々の波長範囲の光を放射する光源装置（２０）の放射スペクトルを検出するために構成されていることを特徴とする、半導体素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の半導体素子において、
光検出器信号を処理する制御装置が設けられていることを特徴とする、半導体素子。
【請求項９】
請求項８記載の半導体素子において、
前記制御装置は光源（２２，２４，２６）を駆動制御し、たとえば前記光検出器（１４，１６，１８）の信号に依存して駆動制御することを特徴とする、半導体素子。
【請求項１０】
請求項５記載の半導体素子において、
少なくとも２つの光検出器（１４，１６，１８）はそれぞれ異なる層厚のケイ素含有層（３２，３４，３６）を有しており、該層厚はそれぞれ異なる波長の入射光波に対しそれぞれ異なる感度を有することを特徴とする、半導体素子。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の半導体素子において、
前記制御装置は、狭帯域の波長選択性を有する少なくとも１つの光検出器（１４，１６，１８）の信号に基づき、広帯域の波長選択性を有する光検出器（１４，１６，１８）の信号を補償することを特徴とする、半導体素子。
【請求項１２】
ディスプレイ用照射装置たとえばマトリックスディスプレイ用照射装置において、
請求項１から１１のいずれか１項記載の少なくとも１つの半導体素子（１０）と、複数の光源（２２，２４，２６）たとえば複数の発光ダイオードから成る少なくとも１つの光源装置（２０）が設けられていることを特徴とする、
ディスプレイ用照射装置。
【請求項１３】
集積回路の製造方法において、
複数の光検出器から成るグループの上に第１の層厚で、ケイ素含有層たとえば窒化ケイ素層または二酸化ケイ素層を取り付けるステップと、
前記複数の光検出器から成るグループのうちサブグループの上に第２の層厚で、ケイ素含有層たとえば窒化ケイ素層または二酸化ケイ素層を選択的に取り付けるステップ
を有することを特徴とする、集積回路の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法において、
複数の光検出器から成る前記サブグループのうちさらに一部のグループの上に第３の層厚で、ケイ素含有層たとえば窒化ケイ素層または二酸化ケイ素層を取り付けることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、ケイ素を含有する層たとえば窒化ケイ素または二酸化ケイ素から成る層の設けられた光検出器を有する集積回路を備えた半導体素子、マトリックスディスプレイのための照射装置ならびに半導体素子の製造方法に関する。
【０００２】
US 4,131,488によればフォトダイオードとして構成された光検出器が知られており、フォトダイオード表面に入射する光とフォトダイオードにより制御可能な電流との間における有利な効率を保証する目的で、この光検出器には反射防止層が設けられている。これにより入射光に対しフォトダイオードの高い感度を達成することができる。この場合、反射防止層は二酸化ケイ素と窒化ケイ素から成る層構造として実現されており、これによって様々な波長をもつ光の波をフォトダイオードの活性表面に向けて広帯域で透過させることができるようになり、このようにして入射光の成分とはほぼ無関係に高い効率が保証されるようになる。
【０００３】
DE 40 19 853 C2によれば、光出力測定用の光学測定機器に組み込むための反射防止層を備えた半導体フォトダイオードが知られている。この場合、様々な波長をもつすべての入射光ビームが実質的に等しい半導体フォトダイオード信号となるよう、少なくともほぼ一定のスペクトル総変換係数の獲得を目指している。
【特許文献１】US 4,131,488
【特許文献２】DE 40 19 853 C2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、簡単な構造形式で１つまたは複数の狭帯域の波長範囲を検出するために構成された光検出器を備えた半導体素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によればこの課題は、ケイ素含有層の層厚の選定により、まえもって設定可能な狭帯域で波長選択性の光波たとえば４００nm〜８５０nmの波長範囲における光波の透過が達成されることにより解決される。
【０００６】
有利には窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）から形成されたケイ素含有層は半導体素子を製造する際に、たとえばＣＭＯＳプロセスにおいて標準どおりにパッシベーション層および反射防止層として組み込まれ、この層は約ｎ＝１．９５の屈折率を有する。択一的に、ケイ素含有層として二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を利用してもよい。この層の層厚により層を通過する光放射の特性が定まり、その際、光放射は選択された層厚と波長に応じて、強め合う干渉作用もしくは弱め合う干渉作用により増大もしくは減衰させられる。光検出器は一般に、その内部構造により物理的に起因する波長依存性の感度を有している。
【０００７】
上述の層をその層厚に関して以下のように調整することができる。すなわち光検出器が１つまたは複数のまえもって設定可能な波長範囲において、入射光とフォトダイオードにより制御される電流との間で高い効率をもつようにする一方、他の波長範囲においては光と電流との間における効率が低くなるよう、調整することができる。ここで高い効率とは、入射光の照射強度が僅かに変化してもフォトダイオードにより制御される電流がそれ相応に大きく変化することを意味する一方、効率が低ければ制御される電流の変化が小さくなる。
【０００８】
この目的で上述の層の層厚は、所望の波長をもつ光が狭帯域の波長範囲において高い透過度で層を通過できるよう選定される。この波長範囲外の波長をもつ光は部分的にあるいは完全に層のところで反射し、それゆえ強度が低減されて光検出器に当射し、したがって光検出器による電流の流れの制御において僅かにしか関与せず、あるいはまったく関与しない。有利には上述の層は、５０nmの帯域幅有利には３０nm殊に有利には２０nmたとえば１５nmの帯域幅をもつ波長帯域に対し５０％よりも大きい透過度ないしは透過率を有する。これに対しこの波長帯域外で隣り合う波長の光放射は、５０％よりも小さい透過度で層を通過して光検出器まで達する。したがって要求される狭帯域の波長選択性が達成される。
【０００９】
本発明の実施形態によれば、ケイ素含有層は均一な単一材料層たとえば５０nmから４０００nmの範囲の層厚をもつ単一材料層として構成されており、有利にはこの単一材料層は透過させるべき光波の波長の４分の１の整数倍に対応する層厚を有する。このようにすれば簡単かつ低コストの半導体素子構造を実現することができる。なぜならば、ケイ素含有層を用いることで半導体素子のパッシベーションのほかに、光検出器による狭帯域の波長選択性光検出に必要とされる前提条件も得られるからである。上述の層は単一の層として集積回路に取り付けられ、もしくはそれぞれ同じ種類の材料層から成る多層の層列として集積回路に取り付けられ、その際には単に製造技術に起因して各層間で特性の傾きが生じるけれども、層全体としては均一とみなすことができる。本発明によれば、このような層におけるすべての層は化学的に少なくともほぼ同一であるようにし、まえもって定められた特性の傾きとは少なくともほとんど無関係であるように構成されている。有利であるのは、ケイ素含有層の層厚ｔ［ｍ］を透過させるべき光波の波長λ［ｍ］の４分の１の整数倍ｎ［−］に対応させることであり、したがってこの層の層厚は次式に従い選定されることになる：
t = n* λ/4 [m]
これによって波長λをもつ光波をできるかぎり高い透過度で光検出器に入射させることができる一方、それとは隔たった波長をもつ光波は僅かな透過度で光検出器に入射され、大部分は層によって反射されることになる。
【００１０】
本発明の別の実施形態によればケイ素含有層の層厚は、種々の光波長に対する光検出器の不均一な受光特性を少なくとも部分的に補償できるように選定されている。光検出器は通常、波長に依存する感度を有している。典型的には、光検出器は特定の波長において最大感度を有している。例を挙げると、ＣＭＯＳ検出器、バイポーラ検出器、ＰＮダイオードまたはＰＩＮダイオードとして構成された光検出器は、６５８nmの波長に対して特に感度が高い。つまりすべての波長に対し照射強度が等しければ、この波長により光検出器において最大の電流が流れるようになる。他の波長をもつ光であると、光検出器における電流の流れはこれよりも小さくなる。６５８nmの光波長と第２の光波長に対し光検出器の感度を少なくともほぼ等しくする目的で、第２の光波長に対する透過度が著しく高くなり６５８nmの光波長に対しては相応に低くなるよう、ケイ素含有層の層厚が選定される。このようにすれば、第２の波長をもつ光により光検出器に６５８nmの波長の光と等しい電流が流れるようになる。つまり有利には（第１の波長に対する層の透過度を低くすることで）第１の波長に対する光検出器の高い感度が（第２の波長に対する層の透過度を高くすることで）第２の波長に対する光検出器の低い感度に整合されるよう、ケイ素含有層の層厚が選定される。このようにして光検出器の感度を少なくとも部分的に補償できるようになる。
【００１１】
このことは、記憶されている情報を読み出すために光学記憶媒体のところで反射した光放射のピックアップとして半導体素子を使用するために殊に重要である。このために、それぞれ異なる波長を有する２つの光源による記憶媒体の走査が行われる。この場合、光検出器は理想的には、整合された層により達成され２つの光波長に対し少なくとも類似した有利には等しい効率を有している。
【００１２】
本発明の別の実施形態によれば、集積回路に少なくとも２つの光検出器が設けられており、これらの光検出器はそれぞれ異なる光波長を検出するために層厚がそれぞれ異なる層を有している。有利には他の点では技術的に同一に設計された光検出器の層の層厚をそれぞれ異ならせることにより、種々の光波長の受光に対しそれらの光検出器を最適化することができる。
【００１３】
本発明のさらに別の実施形態によれば、集積回路は複数の光源たとえば発光ダイオードから成り種々の波長範囲の光を放射する光源装置の放射スペクトルを検出するために構成されている。光源の選択的な駆動制御によりこの光源装置は、波長スペクトル分布と強度がそれぞれ異なる成分から合成された光を放射することができる。このようにして、光源装置から放出された光の色調の整合を実現することができる。この場合、光検出器は光源装置から送出された光を分析するために用いられ、その際、各光検出器は光源装置から放射される波長のうち１つの波長にそれぞれ合わせて調整されている。この目的で光検出器上の層の厚さは、検出すべき光波長もしくは個々の光源の狭帯域の波長スペクトルに対し高い透過度が保証されるよう選定されている。他の波長スペクトル領域で光を送出する可能性がある他の光源の光波長は、個々の層により少なくとも実質的に阻止され、対応する光検出器には作用が及ぼされない。
【００１４】
本発明のさらに別の実施形態によれば、光信号を処理するための制御装置が設けられている。これにより光検出器から発せられる信号を半導体素子においてダイレクトに評価することができ、その際、手間をかけて信号を増幅し別個に構成された後段の電子回路へ転送する必要がない。
【００１５】
本発明のさらに別の実施形態によれば、制御装置はたとえば光検出器の信号に依存して光源を駆動制御するように構成されている。これにより、たとえばできるかぎり僅かなエネルギー使用量で色に忠実な照射を保証するために、光源から送出される光量および光成分の調整を行うことができる。このことはバッテリ駆動機器用のディスプレイ装置の場合に殊に重要であり、そのような装置は多数の光源たとえば発光ダイオードを備えており、電流消費を小さくする努力がなされている。ディスプレイ装置のための所望のコントラストと所望の輝度に依存して、光源に対し幅の広いインターバルで電気エネルギーを供給することができ、このようにすることで送出される波長スペクトルにおいて少なくとも段階的な差を生じさせることができる。各時点でディスプレイ装置に対し有利な色成分を生じさせることができるようにする目的で、光検出器による光源の走査によりディスプレイ装置における色組成の分析を行うことができる。色偏差に対しまえもって定められた限界値を超えた場合には、該当する光源への電流供給を制御装置により上げたり下げたりすることで、色成分の補正を行うことができる。このようにして、たとえば温度変動または老化により発生する有機発光ダイオード、蛍光ディスプレイまたは液晶ディスプレイの色偏差を補償することができる。
【００１６】
本発明のさらに別の実施形態によれば、少なくとも２つの光検出器はそれぞれ異なる層厚のケイ素含有層を有しており、これにより光検出器は当射される光波に対しそれぞれ異なる感度をもつようになる。光検出器の上に設けられた層の層厚は、それらの層厚に起因して生じる透過特性に基づき個々の光検出器の感度の決定に係わることになる。したがってたとえば第１の光検出器は、この検出器のための層の厚さに基づき第１の波長に対し高い感度を有する一方、第２の光検出器は、この検出器のための層の厚さに基づき同じ波長に対し低い感度を有する。これに対し第２の波長については、これとは逆の感度配分が生じる。第２の層の厚さは、第１の層の厚さと第２の光検出器の上に選択的に設けられる第２の層とによって定まる。層の厚さがそれぞれ異なる光検出器を多数設ける場合、複数の層をそれぞれ相前後するステップで取り付けることができ、そのようにすることで最も厚い層はすべての層厚の合計となる。
【００１７】
本発明の別の実施形態によれば、広帯域の波長選択性を有する光検出器の信号が狭帯域の波長選択性を有する少なくとも１つの光検出器の信号に基づき補償されるように構成されている。層の波長選択性はどのような波長範囲についても等しいわけではないので、第１の波長に対し調整されている層をもつ第１の光検出器は、狭帯域の波長スペクトルの光を受光するために設けられる。一例として第１の光検出器には、第１の主波長を中心に１０nmの範囲内の波長に対してのみ５０％よりも高い光透過度を可能にする層が設けられている。
【００１８】
これに対し別の光波長に合わせて調整されている層をもつ第２の光検出器は、この光検出器のために設けられている層の特性に基づきもっと幅の広い波長スペクトルの光を受光し、場合によってはこの波長スペクトルには第１の光検出器によっても受光される波長の光成分も含まれている。一例として第２の光検出器には、第２の主波長を中心に３０nmの範囲内の波長に対して５０％よりも高い光透過度を可能にする層が設けられている。
【００１９】
この場合、第１の主波長と第２の主波長はたとえば３０nmの波長差で互いに隔たっている。本発明によれば、第１の光検出から送出される第１の波長範囲の光の成分が第２の光検出器の信号全体から減算される。このようにすれば第２の光検出器の補正信号が得られるようになり、これによっていっそう狭帯域である第２の波長範囲における光強度についていっそう良好に表すことができる。
【００２０】
本発明のさらに別の観点によれば、ディスプレイ用照射装置たとえばマトリックスディスプレイ用照射装置に、請求項１から１３のいずれか１項記載の少なくとも１つの半導体素子が設けられている。本発明による半導体素子を用いることで、たとえば薄膜トランジスタモニタ（ＴＦＴモニタ）として構成することのできるマトリックスディスプレイの照射またはバックライトを検査し必要に応じて整合し、有利には調整することができる。
【００２１】
本発明のさらに別の観点によれば、集積回路の製造方法において以下のステップが設けられている。すなわち複数の光検出器から成るグループの上に第１の層厚で、ケイ素含有層たとえば窒化ケイ素層または二酸化ケイ素層を取り付けるステップと、上述の複数の光検出器から成るグループのうちサブグループに対し第２の層厚で、ケイ素含有層たとえば窒化ケイ素層または二酸化ケイ素層を選択的に取り付けるステップが設けられている。この方法は周知のフォトリソグラフィによるパターニング手法を用いて実施することができ、この方法によって、局所的に整合されたそれぞれ異なる層厚を有する均一な単一材料層が形成される。これによれば、集積回路表面のパッシベーションおよび光学窓開口の後、ＰＥＣＶＤプロセスステップ（Plasma-Enhanced-Chemical-Vapour-Depositionプロセスステップ）により、ケイ素含有層たとえば窒化ケイ素層が光検出器上方に取り付けられる。また、さらに別のケイ素含有層たとえば窒化ケイ素層または二酸化ケイ素層を、等しい層厚または異なる層厚で取り付けることもできる。
【００２２】
特許請求の範囲ならびに図面を参照しながら説明する有利な実施例の以下の説明には、本発明のさらに別の利点や特徴が示されている。
【実施例】
【００２３】
図１には、マルチチップモジュール（Multi-Chip-Modul MCM）として構成された半導体素子１０が略示されており、これは縮尺どおりではなく描かれている。この半導体素子１０は、詳しくは示していない複数の層から成るＢｉ−ＣＭＯＳ技術によるケイ素基板上に形成された集積回路を有している。集積回路はフォトダイオード１４，１６，１８として形成された複数の光検出器を有しており、これらは図３の実施例のように発光ダイオードアレイ２０における３つの発光ダイオード２２，２４，２６のうちの１つにそれぞれ割り当てられている。さらに集積回路を詳しくは示されていない電子回路に電気的に結合するために、一列のボンディングパッド２８が設けられている。
【００２４】
フォトダイオード１４，１６，１８は詳しくは示されていない制御装置と接続されており、これも集積回路の一部分であり、光が入射したときにフォトダイオード１４，１６，１８により作用を受ける電気信号レベルを評価することができる。制御回路は発光ダイオード２２，２４，２６とも電気的に接続されており、これは発光ダイオード２２，２４，２６を選択的に駆動制御するために設けられており、これらの発光ダイオードはそれぞれ異なる波長をもつ光波を送出するために設けられている。
【００２５】
概略的であり縮尺どおりではない図２の断面図には、集積回路に取り付けられた窒化ケイ素層３０の層構造が詳しく描かれている。窒化ケイ素層３０は３つの個別層３２，３４，３６によって構成されている。図示されている個別層３２，３４，３６の層厚は概略的なものにすぎず、これに限定されているとみなすべきものではない。上述の個別層３２においてフォトダイオード１６と１８上方の領域に窓状の切り欠きが設けられており、これによってフォトダイオード１６は窒化ケイ素層の２つの個別層３４，３６にのみ対応づけられている。中央の個別層３４においてフォトダイオード１８上方の領域に切り欠きが設けられており、これによってフォトダイオード１８は１つの個別層３６にのみ対応づけられている。
【００２６】
個別層３２，３４，３６の層厚は以下のように選定されている。すなわち下方の個別層３６は狭帯域の第１の波長範囲に対し最大の透過度を有する一方、中央の個別層３４は下方の個別層３６とともに、第１の波長範囲とは隔てられている狭帯域の第２の波長範囲に対し最大の透過度を有するよう、層厚が選定されている。つまり第１の波長範囲は以下のような波長インターバルを有している。すなわちこの波長インターバルは第２の波長範囲の波長インターバルから、第２の波長インターバルが第１の波長インターバルには含まれないように離されており、あるいはごく僅かな部分しか含まれない程度に離されている。
【００２７】
３つの個別層３２，３４，３６すべての組み合わせは、第１の波長範囲および第２の波長範囲から隔てられた狭帯域の第３の波長範囲に対し、最大の透過度を有している。したがってフォトダイオード１８は第１の波長範囲に対し最大の感度を有する一方、フォトダイオード１６は第２の波長に対し最大の感度を有している。さらにフォトダイオード１４は第３の波長範囲に対し最大の感度を有している。
【００２８】
このようにすれば、図３に詳しく描かれている発光ダイオード２２，２４，２６の放射特性から生じる色成分の検出をフォトダイオード１４，１６，１８を用いて行うことができ、これらのフォトダイオードの個々の信号レベルを制御装置により評価することができる。一例として挙げると、発光ダイオード２２，２４，２６は図３に示されているように右に向かって配向された主放射方向を有する一方、フォトダイオード１４，１６，１８の方向では光出力の一部分しか放射されない。このことは矢印で概略的に示されている。ただしフォトダイオード１４，１６，１８に基づき、それぞれ割り当てられた発光ダイオード２２，２４，２６の個々の放射強度の検出を行うことができる。
【００２９】
発光ダイオード２２，２４，２６からの照射によってフォトダイオード１４，１６，１８のところで発生する信号レベルの評価に基づき、それぞれ異なる発光ダイオード２２，２４，２６の制御を以下のようにして行うことができる。すなわちこれらの発光ダイオード２２，２４，２６が複数の成分から合成された光放射を、制御装置により設定可能な所望の色組成で放射するよう、制御を行うことができる。
【００３０】
個別層３２，３４，３６の波長選択性は製造公差に起因して制限されているので、フォトダイオード１４，１６，１８の信号を補償することができる。この目的で本発明の図示されていない実施形態によれば、制御装置は数学的な処理装置たとえばアナログまたはディジタルの加算回路もしくは減算回路を有しており、つまり整合されたマトリックス回路を有しており、これを演算増幅器として実現することができる。このようにして、狭帯域の第１の波長範囲に対してのみ感応性である第１のフォトダイオードの信号レベルに基づき、分離度ないしは選択度がそれよりも低くつまりはいっそう広帯域である層を有する第２のフォトダイオードの信号レベルを補正することができる。このことは、第１のフォトダイオードの信号レベルを第２のフォトダイオードの信号レベルと結合し、第２のフォトダイオードの信号レベルにおいてそれ相応に望ましくない波長成分を取り除くようにして行うことができる。
【００３１】
図４のグラフによれば、水平軸に窒化ケイ素層の層厚［nm］が書き込まれている一方、垂直軸にはフォトダイオードの信号レベル［A/W］が光学的照射強度に合わせて規格化ないしは正規化されて書き込まれており、これを「感度」または「応答度」とも称する。円形の測定点とともに表された特性曲線は、７８５nmの光波長で求められたものである。正方形の測定点とともに表された特性曲線は、６５８nmの光波長で求められたものである。図４からわかるように、約２７５nmの層厚における窒化ケイ素層の透過度と、物理的に起因する光波長固有のフォトダイオードの信号応答との組み合わせが、２つの光波長に対して同一であり、したがってこのように被層されたフォトダイオードによって両方の波長において等しい電流を流すことができる。
【００３２】
図５のグラフによれば、水平軸に入射光の波長［nm］が書き込まれている一方、垂直軸にはフォトダイオードの信号レベル［A/W］が光学的照射強度に合わせて規格化ないしは正規化されて書き込まれている（応答度＝光学的出力に関連づけられたダイオード電流）。図５からわかるように、窒化ケイ素層のそれぞれ異なる層厚に対し互いに著しく隔たった信号応答を、フォトダイオードを流れる種々の電流として求めることができるので、まえもって設定可能な波長に合わせたフォトダイオードの調整を層厚の整合により達成することができる。
【００３３】
この種の半導体素子を半導体素子用の既存の製造装置において製造することができる。なぜならば付加的な被層プロセスまたは被層媒体を使用しないからである。１つまたは複数の光検出器と制御装置ならびに必要に応じて１つまたは複数の発光ダイオードを統合した形態により、コンパクトな光強度補償形の照射装置たとえばマトリックスディスプレイ照射用の照射装置を実現することができる。
【００３４】
本発明の詳しくは示されていない１つの実施形態によれば、半導体基板はヒ化ガリウム基板（ＧａＡＳ）上で実現されている。このようにすればたとえば、一例として挙げると３つの波長（８５０nm，１３１０nm，１５５０nm）を本発明によるフィルタ層を介して選択的に３つのフォトダイオードへ導くことができ、これらのフォトダイオードによってそれぞれ波長固有の信号の後続処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】光検出器および発光ダイオードアレイから成るグループを備えた半導体素子を上から見た図
【図２】図１に示した半導体素子の側面図
【図３】図１および図２による半導体素子を発光ダイオードアレイに配置した様子を示す断面図
【図４】２つの光波長に関して光検出器の能力を窒化ケイ素層の層厚に依存して示す図
【図５】窒化ケイ素層の様々な層厚に関して光検出器の能力を光波長に依存して示す図
【符号の説明】
【００３６】
１０  半導体素子
１２  基板
１４  フォトダイオード
１６  フォトダイオード
１８  フォトダイオード
２０  発光ダイオードアレイ
２２  発光ダイオード
２４  発光ダイオード
２６  発光ダイオード
２８  ボンディングパッド
３０  窒化ケイ素層
３２  個別層（上）
３４  個別層（中央）
３６  個別層（下）
【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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