光導(dǎo)天線、拍攝裝置、成像裝置以及測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光導(dǎo)天線、拍攝裝置、成像裝置以及測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，具有10GHz以上30THz以下的頻率的電磁波亦即太赫茲波受到矚目。太赫茲波例如能夠用于成像、光譜測量等各種測量、無損檢測等。
[0003]產(chǎn)生該太赫茲波的太赫茲波產(chǎn)生裝置例如具有:產(chǎn)生具有亞皮秒(數(shù)百飛秒)左右的脈沖寬度的光脈沖的光脈沖產(chǎn)生裝置；和通過被光脈沖產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的光脈沖照射而產(chǎn)生太赫茲波的光導(dǎo)天線(Photo Conductive Antenna:PCA)。
[0004]例如在專利文獻I中，記載了一種具備半絕緣性GaAs基板、在半絕緣性GaAs基板上通過低溫MBE (分子束外延)法而形成的GaAs (LT-GaAs)層、以及在LT-GaAs層上形成的一對電極的光導(dǎo)天線。并且，在專利文獻I中，記載了如下內(nèi)容:在LT-GaAs層被激發(fā)的自由載流子在偏置電壓所形成的電場中被加速，從而有電流流動，通過該電流的變化來產(chǎn)生太赫茲波。
[0005]優(yōu)選上述那樣的光導(dǎo)天線中產(chǎn)生的太赫茲波的強度較大，由此，例如能夠?qū)崿F(xiàn)檢測靈敏度較高的拍攝裝置或成像裝置以及測量裝置。
[0006]專利文獻1:日本特開2009-124437號公報
[0007]眾所周知，光導(dǎo)天線中產(chǎn)生的太赫茲波的強度取決于光導(dǎo)天線中供載流子移動(行進)的層的載流子迀移率。即，該層的載流子迀移率越大，則光導(dǎo)天線中產(chǎn)生的太赫茲波的強度越大。
[0008]在專利文獻I所涉及的光導(dǎo)天線中，由于LT-GaAs層的載流子迀移率(電子迀移率)為100cm2/Vs?150cm2/Vs，較小，所以光電流的時間變化較小，存在無法產(chǎn)生強度較大的太赫茲波的情況。因此，存在無法實現(xiàn)檢測靈敏度高的拍攝裝置或成像裝置以及測量裝置的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的幾個方式的目的之一在于，提供一種與以往相比能夠提高載流子迀移率從而產(chǎn)生強度較大的太赫茲波的光導(dǎo)天線。另外，本發(fā)明的幾個方式的目的之一還在于，提供包括上述光導(dǎo)天線的拍攝裝置、成像裝置以及測量裝置。
[0010]本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線是被光脈沖照射而產(chǎn)生太赫茲波的光導(dǎo)天線，包括:
[0011]載流子產(chǎn)生層，其被上述光脈沖照射而形成載流子，上述載流子產(chǎn)生層由半絕緣性基板構(gòu)成；
[0012]絕緣層，其位于上述載流子產(chǎn)生層上并能夠使上述光脈沖透過；以及
[0013]第一電極和第二電極，它們位于上述載流子產(chǎn)生層的上方并對上述載流子產(chǎn)生層施加電壓，
[0014]上述絕緣層俯視時設(shè)置于被上述第一電極與上述第二電極之間的上述光脈沖照射的區(qū)域。
[0015]在這種光導(dǎo)天線中，與載流子產(chǎn)生層由LT-GaAs層構(gòu)成的情況相比，能夠提高載流子迀移率，從而產(chǎn)生(放射)強度較大的太赫茲波。因此，在這種光導(dǎo)天線中，能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出化。
[0016]此外，在本發(fā)明的記載中，在將“上方”這樣的用語例如用為“在特定的部件(以下，稱為“A”)的“上方”形成其他特定的部件(以下，稱為“B”)”等情況下，將“上方”這樣的用語用為上述情況包括在A上直接形成B的情況、以及在A上經(jīng)由其他部件而形成B的情況。
[0017]在本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線中，也可以構(gòu)成為，
[0018]上述第一電極和上述第二電極設(shè)置在上述絕緣層上。
[0019]在這種光導(dǎo)天線中，能夠抑制在第一電極與第二電極之間有漏電流流動，從而能夠?qū)崿F(xiàn)耐壓性的提尚。
[0020]在本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線中，也可以構(gòu)成為，
[0021]上述絕緣層以位于上述載流子產(chǎn)生層的表面的懸空鍵為終端。
[0022]在這種光導(dǎo)天線中，能夠抑制在載流子產(chǎn)生層的表面附近行進的載流子被懸空鍵捕獲。因此，在這種光導(dǎo)天線中，能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出化。
[0023]在本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線中，也可以構(gòu)成為，
[0024]上述絕緣層由氧化硅、氮化硅、或者砷化鋁鎵與氧的化合物中的任一種構(gòu)成。
[0025]在這種光導(dǎo)天線中，構(gòu)成絕緣層的原子能夠通過載流子產(chǎn)生層中不參與結(jié)合的懸空鍵，而與構(gòu)成載流子產(chǎn)生層的表面的原子結(jié)合。因此，在這種光導(dǎo)天線中，能夠抑制在載流子產(chǎn)生層的表面附近行進的載流子被懸空鍵捕獲。因此，在這種光導(dǎo)天線中，能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出化。
[0026]本發(fā)明所涉及的太赫茲波產(chǎn)生裝置包括:
[0027]光脈沖產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生上述光脈沖；和
[0028]本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線，其被上述光脈沖照射而產(chǎn)生上述太赫茲波。
[0029]在這種太赫茲波產(chǎn)生裝置中，由于包括本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出化。
[0030]本發(fā)明所涉及的拍攝裝置包括:
[0031]光脈沖產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生上述光脈沖；
[0032]本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線，其被上述光脈沖照射而產(chǎn)生上述太赫茲波；
[0033]太赫茲波檢測部，其對從上述光導(dǎo)天線射出而透過對象物的上述太赫茲波或者被對象物反射的上述太赫茲波進行檢測；以及
[0034]存儲部，其存儲上述太赫茲波檢測部的檢測結(jié)果。
[0035]在這種拍攝裝置中，由于包括本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線，所以能夠具有較高的檢測靈敏度。
[0036]本發(fā)明所涉及的成像裝置包括:
[0037]光脈沖產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生上述光脈沖；
[0038]本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線，其被上述光脈沖照射而產(chǎn)生上述太赫茲波；
[0039]太赫茲波檢測部，其對從上述光導(dǎo)天線射出而透過對象物的上述太赫茲波或者被對象物反射的上述太赫茲波進行檢測；以及
[0040]圖像形成部，其根據(jù)上述太赫茲波檢測部的檢測結(jié)果來生成上述對象物的圖像。
[0041]在這種成像裝置中，由于包括本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線，所以能夠具有較高的檢測靈敏度。
[0042]本發(fā)明所涉及的測量裝置包括:
[0043]光脈沖產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生上述光脈沖；
[0044]本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線，其被上述光脈沖照射而產(chǎn)生上述太赫茲波；
[0045]太赫茲波檢測部，其對從上述光導(dǎo)天線射出而透過對象物的上述太赫茲波或者被對象物反射的上述太赫茲波進行檢測；以及
[0046]測量部，其根據(jù)上述太赫茲波檢測部的檢測結(jié)果來測量上述對象物。
[0047]在這種測量裝置中，由于包括本發(fā)明所涉及的光導(dǎo)天線，所以能夠具有較高的檢測靈敏度。
【附圖說明】
[0048]圖1是示意性地表示本實施方式所涉及的光導(dǎo)天線的剖視圖。
[0049]圖2是示意性地表示本實施方式所涉及的光導(dǎo)天線的俯視圖。
[0050]圖3是示意性地表示本實施方式所涉及的光導(dǎo)天線的俯視圖。
[0051]圖4是示意性地表示本實施方式所涉及的光導(dǎo)天線的制造工序的剖視圖。
[0052]圖5是示意性地表示本實施方式所涉及的第一變形例的光導(dǎo)天線的剖視圖。
[0053]圖6是示意性地表示本實施方式所涉及的第二變形例的光導(dǎo)天線的剖視圖。
[0054]圖7是表示本實施方式所涉及的太赫茲波產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0055]圖8是表示本實施方式所涉及的成像裝置的框圖。
[0056]圖9是示意性地表示本實施方式所涉及的成像裝置的太赫茲波檢測部的俯視圖。
[0057]圖10是表示對象物在太赫茲波段下的光譜的圖表。
[0058]圖11是表示對象物的物質(zhì)A、B以及C的分布的圖像的圖。
[0059]圖12是表示本實施方式所涉及的測量裝置的框圖。
[0060]圖13是表示本實施方式所涉及的拍攝裝置的框圖。
[0061]圖14是示意性地表示本實施方式所涉及的拍攝裝置的立體圖。
【具體實施方式】
[0062]以下，使用附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。此外，以下說明的實施方式?jīng)]有不當(dāng)?shù)叵薅?quán)利要求書所記載的本發(fā)明的內(nèi)容。另外，未必以下所說明的結(jié)構(gòu)的全部均是本發(fā)明的必須構(gòu)成要件。
[0063]1.光導(dǎo)天線
[0064]首先，參照附圖對本實施方式所涉及的光導(dǎo)天線進行說明。圖1是示意性地表示本實施方式所涉及的光導(dǎo)天線100的剖視圖。圖2以及圖3是示意性地表示本實施方式所涉及的光導(dǎo)天線100的俯視圖。此外，圖1是圖2的1-1線剖視圖。另外，圖3是圖2所示的區(qū)域III的放大圖。另外，為了便于說明，在圖3中省略了絕緣層40的圖示。
[0065]如圖1?圖3所不，光導(dǎo)天線100包括:載流子產(chǎn)生層10、第一電極20、第二電極30、以及絕緣層40。光導(dǎo)天線100被光脈沖P照射而產(chǎn)生太赫茲波T。
[0066]此外，光脈沖是指強度在短時間內(nèi)急劇地變化的光。光脈沖的脈沖寬度(半峰全寬FWHM)雖然沒有特別地限定，但是例如為Ifs (飛秒)以上800fs以下。另外，太赫茲波是指頻率