光导天线、拍摄装置、成像装置以及测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光导天线、拍摄装置、成像装置以及测量装置。
【背景技术】
[0002]近年来，具有10GHz以上30THz以下的频率的电磁波亦即太赫兹波受到瞩目。太赫兹波例如能够用于成像、光谱测量等各种测量、无损检测等。
[0003]产生该太赫兹波的太赫兹波产生装置例如具有:产生具有亚皮秒(数百飞秒)左右的脉冲宽度的光脉冲的光脉冲产生装置；和通过被光脉冲产生装置所产生的光脉冲照射而产生太赫兹波的光导天线(Photo Conductive Antenna:PCA)。
[0004]例如在专利文献I中，记载了一种具备半绝缘性GaAs基板、在半绝缘性GaAs基板上通过低温MBE (分子束外延)法而形成的GaAs (LT-GaAs)层、以及在LT-GaAs层上形成的一对电极的光导天线。并且，在专利文献I中，记载了如下内容:在LT-GaAs层被激发的自由载流子在偏置电压所形成的电场中被加速，从而有电流流动，通过该电流的变化来产生太赫兹波。
[0005]优选上述那样的光导天线中产生的太赫兹波的强度较大，由此，例如能够实现检测灵敏度较高的拍摄装置或成像装置以及测量装置。
[0006]专利文献1:日本特开2009-124437号公报
[0007]众所周知，光导天线中产生的太赫兹波的强度取决于光导天线中供载流子移动(行进)的层的载流子迀移率。即，该层的载流子迀移率越大，则光导天线中产生的太赫兹波的强度越大。
[0008]在专利文献I所涉及的光导天线中，由于LT-GaAs层的载流子迀移率(电子迀移率)为100cm2/Vs?150cm2/Vs，较小，所以光电流的时间变化较小，存在无法产生强度较大的太赫兹波的情况。因此，存在无法实现检测灵敏度高的拍摄装置或成像装置以及测量装置的情况。
【发明内容】
[0009]本发明的几个方式的目的之一在于，提供一种与以往相比能够提高载流子迀移率从而产生强度较大的太赫兹波的光导天线。另外，本发明的几个方式的目的之一还在于，提供包括上述光导天线的拍摄装置、成像装置以及测量装置。
[0010]本发明所涉及的光导天线是被光脉冲照射而产生太赫兹波的光导天线，包括:
[0011]载流子产生层，其被上述光脉冲照射而形成载流子，上述载流子产生层由半绝缘性基板构成；
[0012]绝缘层，其位于上述载流子产生层上并能够使上述光脉冲透过；以及
[0013]第一电极和第二电极，它们位于上述载流子产生层的上方并对上述载流子产生层施加电压，
[0014]上述绝缘层俯视时设置于被上述第一电极与上述第二电极之间的上述光脉冲照射的区域。
[0015]在这种光导天线中，与载流子产生层由LT-GaAs层构成的情况相比，能够提高载流子迀移率，从而产生(放射)强度较大的太赫兹波。因此，在这种光导天线中，能够实现高输出化。
[0016]此外，在本发明的记载中，在将“上方”这样的用语例如用为“在特定的部件(以下，称为“A”)的“上方”形成其他特定的部件(以下，称为“B”)”等情况下，将“上方”这样的用语用为上述情况包括在A上直接形成B的情况、以及在A上经由其他部件而形成B的情况。
[0017]在本发明所涉及的光导天线中，也可以构成为，
[0018]上述第一电极和上述第二电极设置在上述绝缘层上。
[0019]在这种光导天线中，能够抑制在第一电极与第二电极之间有漏电流流动，从而能够实现耐压性的提尚。
[0020]在本发明所涉及的光导天线中，也可以构成为，
[0021]上述绝缘层以位于上述载流子产生层的表面的悬空键为终端。
[0022]在这种光导天线中，能够抑制在载流子产生层的表面附近行进的载流子被悬空键捕获。因此，在这种光导天线中，能够实现高输出化。
[0023]在本发明所涉及的光导天线中，也可以构成为，
[0024]上述绝缘层由氧化硅、氮化硅、或者砷化铝镓与氧的化合物中的任一种构成。
[0025]在这种光导天线中，构成绝缘层的原子能够通过载流子产生层中不参与结合的悬空键，而与构成载流子产生层的表面的原子结合。因此，在这种光导天线中，能够抑制在载流子产生层的表面附近行进的载流子被悬空键捕获。因此，在这种光导天线中，能够实现高输出化。
[0026]本发明所涉及的太赫兹波产生装置包括:
[0027]光脉冲产生装置，其产生上述光脉冲；和
[0028]本发明所涉及的光导天线，其被上述光脉冲照射而产生上述太赫兹波。
[0029]在这种太赫兹波产生装置中，由于包括本发明所涉及的光导天线，所以能够实现高输出化。
[0030]本发明所涉及的拍摄装置包括:
[0031]光脉冲产生装置，其产生上述光脉冲；
[0032]本发明所涉及的光导天线，其被上述光脉冲照射而产生上述太赫兹波；
[0033]太赫兹波检测部，其对从上述光导天线射出而透过对象物的上述太赫兹波或者被对象物反射的上述太赫兹波进行检测；以及
[0034]存储部，其存储上述太赫兹波检测部的检测结果。
[0035]在这种拍摄装置中，由于包括本发明所涉及的光导天线，所以能够具有较高的检测灵敏度。
[0036]本发明所涉及的成像装置包括:
[0037]光脉冲产生装置，其产生上述光脉冲；
[0038]本发明所涉及的光导天线，其被上述光脉冲照射而产生上述太赫兹波；
[0039]太赫兹波检测部，其对从上述光导天线射出而透过对象物的上述太赫兹波或者被对象物反射的上述太赫兹波进行检测；以及
[0040]图像形成部，其根据上述太赫兹波检测部的检测结果来生成上述对象物的图像。
[0041]在这种成像装置中，由于包括本发明所涉及的光导天线，所以能够具有较高的检测灵敏度。
[0042]本发明所涉及的测量装置包括:
[0043]光脉冲产生装置，其产生上述光脉冲；
[0044]本发明所涉及的光导天线，其被上述光脉冲照射而产生上述太赫兹波；
[0045]太赫兹波检测部，其对从上述光导天线射出而透过对象物的上述太赫兹波或者被对象物反射的上述太赫兹波进行检测；以及
[0046]测量部，其根据上述太赫兹波检测部的检测结果来测量上述对象物。
[0047]在这种测量装置中，由于包括本发明所涉及的光导天线，所以能够具有较高的检测灵敏度。
【附图说明】
[0048]图1是示意性地表示本实施方式所涉及的光导天线的剖视图。
[0049]图2是示意性地表示本实施方式所涉及的光导天线的俯视图。
[0050]图3是示意性地表示本实施方式所涉及的光导天线的俯视图。
[0051]图4是示意性地表示本实施方式所涉及的光导天线的制造工序的剖视图。
[0052]图5是示意性地表示本实施方式所涉及的第一变形例的光导天线的剖视图。
[0053]图6是示意性地表示本实施方式所涉及的第二变形例的光导天线的剖视图。
[0054]图7是表示本实施方式所涉及的太赫兹波产生装置的结构的图。
[0055]图8是表示本实施方式所涉及的成像装置的框图。
[0056]图9是示意性地表示本实施方式所涉及的成像装置的太赫兹波检测部的俯视图。
[0057]图10是表示对象物在太赫兹波段下的光谱的图表。
[0058]图11是表示对象物的物质A、B以及C的分布的图像的图。
[0059]图12是表示本实施方式所涉及的测量装置的框图。
[0060]图13是表示本实施方式所涉及的拍摄装置的框图。
[0061]图14是示意性地表示本实施方式所涉及的拍摄装置的立体图。
【具体实施方式】
[0062]以下，使用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。此外，以下说明的实施方式没有不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容。另外，未必以下所说明的结构的全部均是本发明的必须构成要件。
[0063]1.光导天线
[0064]首先，参照附图对本实施方式所涉及的光导天线进行说明。图1是示意性地表示本实施方式所涉及的光导天线100的剖视图。图2以及图3是示意性地表示本实施方式所涉及的光导天线100的俯视图。此外，图1是图2的1-1线剖视图。另外，图3是图2所示的区域III的放大图。另外，为了便于说明，在图3中省略了绝缘层40的图示。
[0065]如图1?图3所不，光导天线100包括:载流子产生层10、第一电极20、第二电极30、以及绝缘层40。光导天线100被光脉冲P照射而产生太赫兹波T。
[0066]此外，光脉冲是指强度在短时间内急剧地变化的光。光脉冲的脉冲宽度(半峰全宽FWHM)虽然没有特别地限定，但是例如为Ifs (飞秒)以上800fs以下。另外，太赫兹波是指频率