好的,作为一名经验丰富的资深专利代理师,我将对您提供的对比文件与目标专利的权利要求技术特征进行严谨的比对分析。
**对比文件名称:** 2007-08-23_US2007194357A_发明申请_US20070194357A1 Photodiode and method for fabricating same
**目标专利名称:** 用于检测光子的装置和方法 CN105765732B
**模型名称:** gpt-4
### 特征比对表格
| 技术特征描述及公开性判断 | 对比文件原文引用 (翻译) | 公开性论述 |
| **技术特征A:** 包括:半导体<br>**【直接公开】** | [0095] “...n+-type semiconductor layer 2...; n−-type semiconductor layer 3...” (n+型半导体层2;n−型半导体层3)<br>[0098] “The semiconductor portion below metal periodic structure member 4 is made up from substrate 1, n+-type semiconductor layer 2... and n−-type semiconductor layer 3...” (金属周期结构构件4下方的半导体部分由衬底1、n+型半导体层2和n−型半导体层3构成) | 对比文件明确公开了其光电二极管包括半导体层(例如n−型半导体层3和n+型半导体层2),这与目标专利的技术特征A“半导体”完全相同,属于直接公开。 |
| **技术特征B:** 不对称电极布置,该不对称电极布置包括第一电极、与跨越所述半导体的一部分的所述第一电极分离的第二电极、以及与至少所述第一电极相关联的至少一个表面等离子体激元生成器,<br>**【直接公开】** | [0095] “...first electrode (anode electrode) 5 connected to metal periodic structure member 4; second electrode (cathode electrode) 8 that confronts first electrode 5 and contacts n+-type semiconductor layer 2;” (...第一电极(阳极电极)5连接到金属周期结构构件4;第二电极(阴极电极)8与第一电极5对置并接触n+型半导体层2)<br>[0097] “Incident light 11 excites the surface plasmon in metal periodic structure member 4 and couples with this surface plasmon to produce a resonant state with the surface plasmon by means of the periodic structure.” (入射光11激发金属周期结构构件4中的表面等离子体激元,并通过该周期结构与表面等离子体激元耦合产生共振状态) | 对比文件公开了“金属周期结构构件4”作为表面等离子体激元生成器,它与第一电极5连接,因此与第一电极相关联。第二电极8与第一电极5分离,并跨越半导体层(n−层)的一部分(通过n+层)。电极布置(一个接等离子体生成器,一个为普通电极)构成不对称布置。技术特征B被直接公开。 |
| **技术特征C:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器,<br>**【直接公开】** | [0099] “Metal periodic structure member 4 is formed from a material such as silver (Ag)... A periodic structure composed of concentric surface irregularities is formed in metal periodic structure member 4...” (金属周期结构构件4由银(Ag)等材料形成...在金属周期结构构件4中形成由同心表面不规则物构成的周期结构) | 对比文件中,金属周期结构构件4本身既是连续的导电材料,其表面的周期结构(表面不规则物)又充当光耦合器,用于将入射光耦合到表面等离子体。这与目标专利中“光耦合器与连续的导电材料组合”的描述完全一致,属于直接公开。 |
| **技术特征D:** 所述第一电极从与所述半导体不接触的第一区域延伸到与所述半导体接触的第二区域,<br>**【直接公开】** | [0095] “...metal periodic structure member 4 that contacts n−-type semiconductor layer 3...” (...接触n−型半导体层3的金属周期结构构件4)<br>[0107] “...metal periodic structure member 4 contacts n−-type semiconductor layer 3 only in the vicinity of aperture 6, and in other locations, insulating layer 7 is present...” (...金属周期结构构件4仅在孔径6附近接触n−-型半导体层3,而在其他位置,存在绝缘层7) | 对比文件明确公开了金属周期结构构件4(作为第一电极的一部分)仅在其中心孔径附近(第二区域)与半导体层3接触,而在其他区域(第一区域),通过绝缘层7与半导体隔离,不接触。这完全符合技术特征D的描述。 |
| **技术特征E:** 其中在所述第一区域处的所述第一电极与所述光耦合器相关联,<br>**【直接公开】** | [0099] “A periodic structure composed of concentric surface irregularities is formed in metal periodic structure member 4 with this aperture as a center.” (以该孔径为中心,在金属周期结构构件4中形成由同心表面不规则物构成的周期结构) | 对比文件中,周期结构(光耦合器)分布在金属周期结构构件4的整个表面上,包括不与半导体接触的区域(第一区域)。因此,位于第一区域的第一电极与光耦合器相关联。该技术特征被直接公开。 |
| **技术特征F:** 其中与所述第二区域相比,<br>**【隐含公开】** | [0095]-[0107] 根据对比文件图4及[0095]、[0107]段描述,金属周期结构构件4在孔径6处与半导体接触(第二区域),而周期结构遍布整个构件,包括远离孔径的区域(第一区域)。 | 对比文件虽未明确写明“与第二区域相比”这个比较性短语,但其结构明确区分了与半导体接触的区域(第二区域)和不接触的区域(第一区域)。本领域技术人员可以毫无疑义地理解存在这两个区域,因此特征F作为后续特征G的限定前提,已被隐含公开。 |
| **技术特征G:** 所述第一区域进一步远离于所述第二电极。<br>**【隐含公开】** | [0095] “...second electrode (cathode electrode) 8 that confronts first electrode 5 and contacts n+-type semiconductor layer 2...” (...第二电极(阴极电极)8与第一电极5对置并接触n+型半导体层2)<br>[0096] 图6显示第二电极8位于金属周期结构构件4的周边。 | 对比文件中,第二电极8位于结构的边缘。金属周期结构构件4(第一电极)与半导体接触的第二区域(孔径6处)相对于其外围的第一区域更靠近结构的中心。从平面布局(图6)上看,第一区域(外围周期结构)比第二区域(中心孔径)更远离位于边缘的第二电极8。本领域技术人员可以合理推断出此位置关系,因此技术特征G被隐含公开。 |
| **技术特征H:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为在至少与线平行的方向中将动量的成分给予入射光子,所述线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br>**【隐含公开】** | [0044] “...Concentric grooves having a depth of 50 nm and a period of 560 nm are provided in the silver film around the aperture and the surface plasmon is excited by the irradiation of incident light onto the silver film, whereby surface plasmon resonance occurs.” (...在银膜上围绕孔径设置深度为50nm、周期为560nm的同心槽,通过将入射光照射到银膜上激发表面等离子体激元,从而产生表面等离子体共振) | 对比文件公开了通过周期结构(同心槽)实现表面等离子体共振。为了实现共振,光栅必须在特定方向上提供动量匹配。虽然对比文件未明确“线”通过第一、第二电极,但同心圆结构提供了所有径向方向的动量分量。如果定义一条从第一电极区域经过半导体到第二电极的线,那么该方向上的周期结构必然提供动量成分。这属于本领域技术人员根据共振原理的合理推论,故该特征被隐含公开。 |
| **技术特征I:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为优选地在与所述线平行的方向中将动量的成分给予入射光子,所述线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br>**【隐含公开】** | [0099] “The period of the surface irregularities of metal periodic structure member 4 is the resonance wavelength of the surface plasmon...” (金属周期结构构件4的表面不规则物的周期是表面等离子体激元的共振波长) | 与特征H类似,为了有效激发表面等离子体激元,周期结构必然被配置为在特定方向(通常是垂直于光栅线条的方向)上提供动量。如果该方向与通过第一电极、半导体和第二电极的连线方向一致,则实现了“优选地”给予动量。虽然对比文件未明确指定这条连线,但根据器件布局,本领域技术人员可以推理出该结构是为了在期望的传播方向上(从第一电极到第二电极)最有效地耦合能量。该特征被隐含公开。 |
| **技术特征J:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为生成表面等离子体激元并且将所生成的表面等离子体激元传送给所述半导体。<br>**【直接公开】** | [0097] “...the generation of this resonant state generates strong near-field light in the vicinity of the semiconductor surface on the opposite surface of the light-incident surface of aperture 6... This near-field light generates electron-hole pairs in the depletion layer that accompanies the Schottky barrier on the semiconductor side...” (...这种共振状态的产生在孔径6的入射光相对面的半导体表面附近产生强近场光...这种近场光在半导体侧的伴随肖特基势垒的耗尽层中产生电子-空穴对) | 对比文件明确描述了表面等离子体共振产生的能量(以近场光/表面等离子体激元的形式)被传送到半导体,并在半导体中产生电子-空穴对,实现光电转换。这与技术特征J完全一致,属于直接公开。 |
| **技术特征K:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为:在沿着线的方向中提供在至少数微米上的连续等离子体,该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br>**【隐含公开】** | [0099] “The film thickness of metal periodic structure member 4 is preferably set to at least 100 nm... and because excessive film thickness weakens the near-field light in the vicinity of aperture 6, the film thickness must be no greater than 1000 nm.” (金属周期结构构件4的膜厚优选设定为至少100nm...并且因为过厚的膜会减弱孔径6附近的近场光,膜厚不得大于1000nm)<br>[0138] “...when eight periods of concentric ring-shaped surface irregularities are formed, the diameter of the outer circumference is approximately 20 μm.” (...当形成八个周期的同心环形表面不规则物时,外径约为20微米) | 对比文件公开了金属周期结构构件4的尺寸在数微米到20微米量级。连续的金属膜和连续的周期结构能够支持表面等离子体激元的连续传播。虽然对比文件未明确指出传播方向,但鉴于结构是连续的,且目标专利中定义了一条通过各元件的线,本领域技术人员可以合理推断,表面等离子体激元可以在沿着该线的方向上传播数微米。该特征被隐含公开。 |
| **技术特征L:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为:从不接触所述半导体的区域到接触所述半导体的区域提供连续的等离子体。<br>**【隐含公开】** | [0107] “...metal periodic structure member 4 contacts n−-type semiconductor layer 3 only in the vicinity of aperture 6, and in other locations, insulating layer 7 is present...” (...金属周期结构构件4仅在孔径6附近接触n−-型半导体层3,而在其他位置,存在绝缘层7) | 对比文件公开了金属膜(导电材料)是连续的,从被绝缘层隔开的区域(不接触半导体)一直延伸到接触半导体的区域(孔径附近)。表面等离子体激元作为电磁波,可以在连续的导电材料上传播。因此,本领域技术人员可以合理推断,在金属膜上激发的表面等离子体激元可以从不接触半导体的区域传播到接触半导体的区域。该特征被隐含公开。 |
| **技术特征M:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为:从不接触所述半导体的区域到接触所述半导体的区域提供连续的金属。<br>**【直接公开】** | [0099] “Metal periodic structure member 4 is formed from a material such as silver (Ag)...” (金属周期结构构件4由银(Ag)等材料形成)<br>[0107] “...metal periodic structure member 4 contacts n−-type semiconductor layer 3 only in the vicinity of aperture 6, and in other locations, insulating layer 7 is present...” (...金属周期结构构件4仅在孔径6附近接触n-型半导体层3,而在其他位置,存在绝缘层7) | 对比文件明确公开了金属周期结构构件4是一层连续的金属薄膜,它既覆盖在不接触半导体的区域(第一区域),也覆盖在接触半导体的区域(第二区域,孔径底部)。这直接对应技术特征M中“提供连续的金属”的描述。 |
| **技术特征N:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括具有周期性的周期结构,其中所述周期性至少在平行于线的方向中,该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br>**【直接公开】** | [0099] “A periodic structure composed of concentric surface irregularities is formed in metal periodic structure member 4 with this aperture as a center.” (以该孔径为中心,在金属周期结构构件4中形成由同心表面不规则物构成的周期结构) | 对比文件中的周期结构是同心圆环,其周期性存在于所有径向方向。任何一条从中心孔径向外辐射的线,都垂直于这些圆环,因此在该线的方向上具有周期性。这完全符合技术特征N的描述,属于直接公开。 |
| **技术特征O:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括具有周期性的周期结构,其中所述周期性平行于线,该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br>**【直接公开】** | [0099] “A periodic structure composed of concentric surface irregularities is formed in metal periodic structure member 4 with this aperture as a center.” (以该孔径为中心,在金属周期结构构件4中形成由同心表面不规则物构成的周期结构) | 与特征N同理,由于同心圆环结构的周期性是径向的,对于任何一条通过中心孔径的径向线,周期结构的周期性方向(即波矢方向)与该线是平行的。因此技术特征O被直接公开。 |
| **技术特征P:** 其中所述周期结构是周期光栅。<br>**【直接公开】** | [0099] “A periodic structure composed of concentric surface irregularities...” (由同心表面不规则物构成的周期结构) | 对比文件中的表面周期结构,无论其形状是同心圆环还是平行沟槽,其本质上就是一种光栅结构,用于实现波矢匹配。这属于直接公开。 |
| **技术特征Q:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括导电材料,该导电材料包括表面,其中所述表面是连续的并且包括周期轮廓调制。<br>**【直接公开】** | [0099] “Metal periodic structure member 4 is formed from a material such as silver (Ag)... A periodic structure composed of concentric surface irregularities is formed in metal periodic structure member 4...” (金属周期结构构件4由银(Ag)等材料形成...在金属周期结构构件4中形成由同心表面不规则物构成的周期结构) | 对比文件中,金属周期结构构件4是连续的导电材料,其表面具有由“表面不规则物”形成的周期性轮廓调制。这完全对应于技术特征Q的描述,属于直接公开。 |
| **技术特征R:** 其中所述第一电极与表面等离子体激元生成器相关联,但是所述第二电极与表面等离子体激元生成器不相关联。<br>**【直接公开】** | [0095] “...first electrode (anode electrode) 5 connected to metal periodic structure member 4; second electrode (cathode electrode) 8 that confronts first electrode 5 and contacts n+-type semiconductor layer 2;” (...第一电极(阳极电极)5连接到金属周期结构构件4;第二电极(阴极电极)8与第一电极5对置并接触n+型半导体层2)<br>[0105] “...because second electrode 8 need not bring about plasmon enhancement, second electrode 8 does not require the use of the same material...” (...因为第二电极8不需要产生等离子体增强,第二电极8不需要使用相同的材料...) | 对比文件明确说明第一电极5连接到具有周期结构的金属构件4(即与等离子体生成器关联),而第二电极8仅用于电接触,不参与等离子体增强,其材料也可以不同。这直接揭示了第一电极与等离子体生成器关联而第二电极不关联的技术特征。 |
| **技术特征S:** 其中所述第一电极与用于选择性地耦合第一频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联,以及所述第二电极与用于选择性地耦合与所述第一频率不同的第二频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联。<br>**【未公开】** | 全文未提及第二电极与任何表面等离子体激元生成器相关联。 | 对比文件全文未公开、也未暗示第二电极8与任何表面等离子体激元生成器相关联,更未提及第二电极用于选择性地耦合特定频率的光子。该特征未被对比文件公开。 |
| **技术特征T:** 其中所述不对称电极布置包括多个第一电极,每个第一电极与用于选择性地耦合特定频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联。<br>**【未公开】** | 全文未提及多个第一电极。 | 对比文件仅描述了一个第一电极5和与其相连的一个金属周期结构构件4。全文未公开、也未暗示存在多个与不同频率对应的第一电极。该特征未被对比文件公开。 |
| **技术特征U:** 其中所述第二电极是通过所述半导体与所述多个第一电极分离的公共电极。<br>**【未公开】** | 全文未提及多个第一电极,也未提及公共电极。 | 在特征T未被公开的前提下,此从属特征U也未被公开。对比文件中仅存在一个第二电极8。该特征未被对比文件公开。 |
| **技术特征V:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括第一部分和第二部分,所述第一部分提供周期光栅以及所述第二部分不提供周期光栅。<br>**【隐含公开】** | [0099] “...a periodic structure composed of concentric surface irregularities is formed in metal periodic structure member 4 with this aperture as a center.” (...以该孔径为中心,在金属周期结构构件4中形成由同心表面不规则物构成的周期结构)<br>[0102] “Aperture 6 does not completely penetrate metal periodic structure member 4, and a metal layer having a thickness of approximately 10 nm or less remains at the bottom of aperture 6.” (孔径6不完全穿透金属周期结构构件4,在孔径6的底部留有厚度约10nm或更小的金属层) | 对比文件公开了周期结构分布在除中心孔径区域外的其他区域。在孔径底部,仅有连续金属层,没有周期结构(因为周期结构被定义为同心槽)。这形成了第一部分(外围周期光栅)和第二部分(中心底部平坦金属层)。本领域技术人员可以明确区分这两个部分,因此技术特征V被隐含公开。 |
| **技术特征W:** 其中所述第二部分是平的。<br>**【隐含公开】** | [0102] “Aperture 6 does not completely penetrate metal periodic structure member 4, and a metal layer having a thickness of approximately 10 nm or less remains at the bottom of aperture 6.” (孔径6不完全穿透金属周期结构构件4,在孔径6的底部留有厚度约10nm或更小的金属层) | 对比文件中,孔径底部的残留金属层,其表面是平坦的(平的),因为没有形成周期性的凹凸结构。本领域技术人员可以合理推断该部分表面是平的。该特征被隐含公开。 |
| **技术特征X:** 其中所述第二部分邻近于所述半导体的部分,以及所述第一部分不邻近于所述半导体的部分。<br>**【直接公开】** | [0107] “...metal periodic structure member 4 contacts n−-type semiconductor layer 3 only in the vicinity of aperture 6, and in other locations, insulating layer 7 is present between metal periodic structure member 4 and each semiconductor layer.” (...金属周期结构构件4仅在孔径6附近接触n−-型半导体层3,而在其他位置,金属周期结构构件4与每个半导体层之间存在绝缘层7) | 对比文件明确公开了:孔径底部(第二部分)邻近并接触半导体;而外围的周期结构区域(第一部分)通过绝缘层7与半导体隔离,不邻近。这完全符合技术特征X的描述,属于直接公开。 |
| **技术特征Y:** 被配置为窄带光检测器。<br>**【直接公开】** | [0001] “The present invention relates to a photodiode for converting light signals...” (本发明涉及一种用于转换光信号的光电二极管...)<br>[0037] “The period of the periodic structure is preferably no greater than the wavelength of incident light, or is preferably set to the resonance wavelength of the surface plasmon excited on the conductive film by the incident light.” (周期结构的周期优选不大于入射光的波长,或者优选设置为由入射光在导电膜上激发的表面等离子体激元的共振波长) | 对比文件公开的是一种用于检测光信号的光电二极管。其原理基于表面等离子体共振,而共振具有波长选择性(窄带),通过设计周期结构的周期,可以针对特定波长的光进行检测。因此,它被配置为一个窄带光检测器。该特征被直接公开。 |
| **技术特征Z:** 被配置为分析物传感器,其中至少所述半导体被暴露以用于分析物吸附。<br>**【未公开】** | 全文未提及分析物传感器。 | 对比文件全文旨在提供一种高速、小型化的光电二极管,其应用领域是光通信和信息处理,未公开任何作为分析物传感器的用途或结构(如暴露半导体用于分析物吸附)。该特征未被对比文件公开。 |
### 公开性代码总结
根据以上分析,对比文件直接或隐含公开了以下技术特征:
* 直接公开:A, B, C, D, E, J, M, N, O, P, Q, R, X, Y
* 隐含公开:F, G, H, I, K, L, V, W
* 未公开:S, T, U, Z
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