[发明专利]生物成分检测装置

权利要求书

1.一种生物成分检测装置，用于利用近红外区中的光来检测生物体的成分，所述生物成分检测装置包括：

光接收元件，所述光接收元件接收所述近红外区中的光，

其中，所述光接收元件包括：

吸收层，所述吸收层形成在InP衬底上且具有多量子阱结构，所述吸收层具有1.8μm以上且3μm以下的带隙波长，

扩散浓度分布控制层，所述扩散浓度分布控制层设置在所述吸收层的表面侧上，该表面侧位于所述InP衬底的相反侧，所述扩散浓度分布控制层具有比InP的带隙小的带隙，

在所述光接收元件中，通过经由所述扩散浓度分布控制层来选择性地扩散杂质元素而形成pn结以至到达所述吸收层，

所述吸收层中的所述杂质元素的浓度为5×10¹⁶/cm³以下，并且

通过利用所述光接收元件来接收从所述生物体透射或者反射的至少具有一个3μm以下的波长的光，来进行所述检测。

2.根据权利要求1所述的生物成分检测装置，其中，

在扩散浓度分布控制层中，所述杂质元素的浓度从与所述吸收层相反的一侧的大约1×10¹⁸/cm³以上的高浓度降低到所述吸收层侧的5×10¹⁶/cm³以下。

3.根据权利要求1或2所述的生物成分检测装置，其中，

所述吸收层具有II型量子阱结构。

4.根据权利要求3所述的生物成分检测装置，其中，所述吸收层具有由(InGaAs/GaAsSb)构成的多量子阱结构或者由(GaInNAs(P，Sb)/GaAsSb)构成的多量子阱结构。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的生物成分检测装置，其中，

所述InP衬底是从(100)沿[111]方向或[11-1]方向倾斜5°至20°的偏离角衬底。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的生物成分检测装置，其中，

所述杂质元素为锌(Zn)，并且所述扩散浓度分布控制层由InGaAs构成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的生物成分检测装置，进一步包括：

InP窗口层，所述InP窗口层设置在所述扩散浓度分布控制层上。

8.根据权利要求7所述的生物成分检测装置，其中，

在所述InP衬底、构成所述吸收层的量子阱结构的各个层、所述扩散浓度分布控制层和所述InP窗口层中的任意两者中，晶格匹配度为0.002以下，其中所述晶格匹配度为|Δa/a|，a表示晶格常数且Δa表示所述两者之间的晶格常数的差。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的生物成分检测装置，其中，

一维或二维地布置多个所述光接收元件。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的生物成分检测装置，其中，

使用从超连续谱激光源(SC光源)或发光二极管(LED)发射出的光来照射所述生物体的检测部位，并且接收从该检测部位透射的或从该检测部位反射的光。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的生物成分检测装置，进一步包括：

成像装置，所述成像装置包括所述光接收元件的二维阵列，其中，使用所述成像装置来形成作为检查对象的所述生物体中包含的成分的分布图像。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的生物成分检测装置，其中，

利用所述波长区中的光来照射所述生物体，并且接收从所述生物体反射的光或者从所述生物体透射的光，以检测在所述生物体中包含的选自葡萄糖、葡萄所含的糖、血色素、胆固醇、清蛋白、活性氧、脂肪和胶原质中的至少一种成分。

13.根据权利要求12所述的生物成分检测装置，进一步包括：

光谱分光单元，所述分光单元被配置成对光进行光谱分光；

根据分光的波长设置的光接收元件阵列或多个所述光接收元件；以及

控制单元，所述控制单元被配置成基于由所述光接收元件或所述光接收元件阵列执行的光接收的结果来进行操作，以计算所述生物体的成分的浓度，所述光谱分光单元被设置在所述检测部位的所述光的照射侧上或者从所述照射侧观察时的所述检测部位的后方的位置。