DE19633849A1

DE19633849A1 - Infrarotdetektor und Herstellungsverfahren für diesen

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Publication number: DE19633849A1
Application number: DE19633849A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Ishikawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1996-08-15
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2016-08-16
Also published as: CA2182041A1; AU683045B2; JPH09166497A; DE19633849B4; AU6074396A; CA2182041C; US5977603A; JP3608858B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Infrarotde tektor, welcher in der Lage ist, Infrarotstrahlung von verschiedenen Gegenständen zu absorbieren und zu erfassen, und insbesondere betrifft sie einen Infra rotdetektor vom Bolometertyp zum Erfassen von Infra rotstrahlung, die von Gegenständen abgestrahlt wird, durch Verwendung von in dem Infrarotdetektor enthal tenen Materialien, deren Widerstandswert sich auf der Grundlage der durch Absorption der Infrarotstrahlung bewirkten Änderung des Temperaturwertes ändert.

Ein Infrarot(IR)-Detektor absorbiert Infrarotstrah lung von verschiedenen Gegenständen. Ein Widerstands wert des aus einem Widerstandsmaterial bestehenden Abschnitts in dem IR-Detektor vom Bolometertyp wird durch die Absorption der IR-Strahlung erwärmt. Diese Temperaturänderung bewirkt die Änderung des Wider standswertes des Widerstandsmaterials. Der IR-Detek tor vom Bolometertyp erfaßt und absorbiert die Exi stenz des Gegenstandes, der die IR-Strahlung ab strahlt, durch Messen der Änderung eines zu dem Wi derstandsmaterial gelieferten Stroms oder einer an dieses angelegten Spannung.

Fig. 13A ist eine Draufsicht auf einen Erfassungsele ment-Abschnitt in einem herkömmlichen IR-Detektor vom Bolometertyp, welcher beispielsweise in der US-PS Nr. 5 260 225 offenbart ist. Fig. 13B ist eine Quer schnittsansicht, die die Ausbildung des in Fig. 13A gezeigten Erfassungselement-Abschnitts wiedergibt. In diesen Figuren bezeichnet die Bezugszahl 33 einen Widerstandsmaterial-Abschnitt. Die Bezugszahl 12 be zeichnet eine Leitung, die aus einem Metall besteht und durch welche eine Spannung oder ein Strom zu dem Widerstandsmaterial-Abschnitt 33 geführt wird. Eine Bezugszahl 3 bezeichnet einen isolierenden dünnen Film, der aus einem Isolationsmaterial wie beispiels weise SiO₂ besteht.

In diesem Erfassungselement in dem in Fig. 13B ge zeigten herkömmlichen IR-Detektor vom Bolometertyp ist ein hohler Abschnitt 34 unter dem unteren Ab schnitt des isolierenden dünnen Films 3 ausgebildet, um wirksam die Temperatur des Widerstandsmaterial- Abschnitts 33 aufgrund des Auftreffens der IR-Strah lung auf das Widerstandsmaterial zu erhöhen. Im all gemeinen wird ein dünner Metallfilm beispielsweise aus Platin (P) oder Titan (Ti) oder ein keramischer Film beispielsweise aus Vanadiumoxid oder ein Halb leiterfilm beispielsweise aus polykristallinem Sili zium oder amorphem Silizium als Widerstandsmaterial 33 verwendet.

Der Temperaturkoeffizient des Widerstandswertes (nachfolgend als "TCR" bezeichnet) wird wie folgt bestimmt:

(1/R )×(dR/dT) [% k],

worin R einen Widerstandswert des Widerstandsmateri al-Abschnitts und T die absolute Temperatur darstel len. Im allgemeinen beträgt der TCR-Wert eines dünnen Metallfilms +0,1 [%/k], eines Halbleiterfilms -2,0 [%/k] und eines Vanadiumoxidfilms (VOx) -2,0 [%/k] oder mehr.

Die Verwendung von Vanadiumoxid mit einem großen TCR-Wert hat den Vorteil, daß die Empfindlichkeit des IR-Detektors vom Bolometertyp erhöht wird. Demgegenüber kann die Möglichkeit bestehen, daß eine Verunreini gung von Vorrichtungen und dergleichen bewirkt wird. Das Vanadiumoxid wird daher in Halbleiter-Fertigungs linien zur Herstellung allgemeiner integrierter Halb leiterschaltungen nicht verwendet.

In IR-Anordnungen aus Großschaltkreisen von zwei Di mensionen wie Festkörper-Kameravorrichtungen (oder Festkörper-Abbildungsvorrichtungen), in welche Erfas sungselemente zum Erfassen von IR-Strahlung von Ge genständen integriert sind, da integrierte Schaltun gen aus Silizium um die peripheren Abschnitte der integrierten Erfassungselemente hergestellt werden, um elektrische Signale zu lesen, kann die Herstellung der Erfassungselemente in IR-Detektoren bei geringen Kosten und mit hoher Produktivität erfolgen, wenn die Herstellung der IR-Erfassungselemente in die Herstel lungsvorgänge für die integrierten Silizium-Halblei terschaltungen eingeführt werden. Demgemäß ist es vorteilhaft, einen Halbleiter wie ein polykristalli nes Silizium oder ein amorphes Silizium als Wider standsmaterial 33 in dem IR-Detektor zu verwenden.

Der Mechanismus der elektrischen Leitung in Dotie rungsmittel enthaltendem kristallinen Silizium wird bestimmt durch die Summe der Leitfähigkeit in dem Kristall und der Leitfähigkeit durch Fallenpegel von Kristallteilchen, wie in einem dimensionalen Modell von in Reihe verbundenen Kristallen gezeigt ist, das von Seto u. a. offenbart ist (siehe Journal Of Applied Physics, Band 46, Nr. 12, 1975, Sn. 5247-5254, "The electrical properties of policrystalline silicon films" von Seto u. a.).

Wenn die Anzahl von Trägern in dem Kristall klein ist, können die Träger nicht alle der Fallenpegel ausfüllen und bilden eine elektrische Sperre in den Kristallteilchen. Wenn die Anzahl der Träger in dem Kristall größer ist, füllen andererseits die Träger alle Fallenpegel aus und verbleibende Träger ändern den Fermi-Pegel in einem Kristall und senken den Pe gel der elektrischen Sperre. Wenn diese elektrische Sperre durch ein Bezugszeichen Ea (eV) wiedergegeben wird, kann der Wert von TCR durch TCR = Ea/kT² be zeichnet werden.

Wenn ein polykristallines Silizium als das Wider standsmaterial in einem IR-Detektor vom Bolometertyp verwendet wird, da die Empfindlichkeit des IR-Detek tors direkt proportional zu dem Wert von TCR des po lykristallinen Siliziums ist, muß der Pegel Ea der elektrischen Sperre erhöht werden, um einen IR-Detek tor mit einer hohen Empfindlichkeit zu bilden. Wenn jedoch der Pegel Ea der elektrischen Sperre hoch wird, wird die elektrische Leitung durch den Kristall durchgeführt auf der Grundlage der Fallenpegel der Kristallteilchen. In diesem Fall ist der Betrag des 1/f-Rauschens in dem IR-Detektor größer. Da das Lei stungsvermögen eines IR-Detektors vom Bolometertyp gemessen wird auf der Grundlage der Geschwindigkeit eines Rauschpegels in dem Pegel des vom IR-Detektor übertragenen Ausgangssignals, ist im allgemeinen das Leistungsvermögen eines IR-Detektors vom Bolometertyp mit dem Wert eines höheren 1/f-Rauschens niedrig. Dieses Problem tritt auch auf, wenn amorphes Silizium als das Widerstandsmaterial in dem IR-Detektor ver wendet wird.

Obgleich der TCR-Wert auf angenähert -8 [%/K] erhöht werden kann durch Verringerung der Menge von Dotie rungsmitteln in dem polykristallinen Silizium als das Widerstandsmaterial, wird zusätzlich der Widerstands wert erhöht. In diesem Fall wird es schwierig, Impe danzen zwischen der Seite des IR-Detektors vom Bolo metertyp und der Seite einer Signalverarbeitungs schaltung für das Lesen oder Empfangen von von dem IR-Detektor vom Bolometertyp übertragenen Ausgangs signalen anzupassen. Dies ist auch eines der Proble me, die bei dem vorbeschriebenen herkömmlichen IR-Detektor vom Bolometertyp auftreten.

Es ist demgemäß die Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, unter Berücksichtigung der Nachteile der her kömmlichen IR-Detektoren einen IR-Detektor und ein Herstellungsverfahren für diesen anzugeben, welcher aus Materialien besteht, die in Halbleiter-Ferti gungslinien verwendet werden, und welcher ein hohes Leistungsvermögen wie einen hohen TCR-Wert, einen optimalen Widerstandswert und einen kleinen 1/f-Rauschwert aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Infra rot(IR)-Detektor einen isolierenden dünnen Film aus einem isolierenden Material, mehrere auf dem isolie renden dünnen Film gebildete Halbleiterschichten, einen Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt und einen Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt, die für jede der mehreren Halbleiterschichten gebildet sind für eine Vorwärtsvorspannung- und eine Rück wärtsvorspannung einer externen Vorspannung, einen dünnen Metallfilm zum elektrischen Verbinden der meh reren Halbleiterschichten miteinander über den Vor wärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt und den Rück wärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt.

Zusätzlich hat in dem vorbeschriebenen IR-Detektor jede der mehreren Halbleiterschichten eine Inselform und sowohl der Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt als auch der Rückwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitt sind auf den mehreren Halbleiter schichten gebildet.

Weiterhin sind in dem vorbeschriebenen IR-Detektor der Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt und der Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt so ausge bildet, daß der dünne Metallfilm zwischen den mehre ren Halbleiterschichten vergraben ist.

Darüber hinaus ist in dem vorbeschriebenen IR-Detek tor ein P-N-Übergang in jeder der mehreren Halblei terschichten gebildet durch Herstellung eines P+-Be reichs in einem Abschnitt in einer Halbleiterschicht zwischen dem Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt und dem Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt und durch Herstellen eines N+-Bereichs in einem anderen Abschnitt in der Halbleiterschicht.

Zusätzlich sind in dem vorbeschriebenen IR-Detektor der Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt und der Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt eine Schottky-Sperre.

Weiterhin sind in dem vorbeschriebenen IR-Detektor die mehreren Halbleiterschichten auf einem Silizium auf-Isolator(SOI)-Substrat gebildet.

Zusätzlich ist der vorbeschriebene IR-Detektor so ausgebildet, daß eine Konzentration des Halbleiter- Schichtabschnitts zwischen dem Vorwärtsvorspannungs- Verbindungsabschnitt und dem Rückwärtsvorspannungs- Verbindungsabschnitt größer ist als eine Konzentra tion des Halbleiter-Schichtabschnitts in der Nähe sowohl des Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts als auch des Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitts.

Weiterhin ist in dem vorbeschriebenen IR-Detektor eine Verunreinigungskonzentration der Halbleiter schicht auf der Seite des Rückwärtsvorspannungs-Ver bindungsabschnitts größer als eine Verunreinigungs konzentration der Halbleiterschicht nahe des Vor wärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Herstel lungsverfahren für IR-Detektoren Schritte zum Implan tieren von Ionen in mehrere auf einem isolierenden dünnen Film gebildete Halbleiterschichten, um mehrere dünne Metallfilme als mehrere implantierte Abschnitte zu bilden, und zum elektrischen Verbinden mehrerer nicht-implantierter Abschnitte, die nicht einer Im plantation unterzogen wurden, und der mehreren im plantierten Abschnitte miteinander.

Zusätzlich werden bei dem vorbeschriebenen Herstel lungsverfahren für IR-Detektoren die mehreren Halb leiterschichten auf einem Silizium-auf-Isolator (SOI) gebildet.

Weiterhin umfaßt das vorbeschriebene Herstellungsver fahren für IR-Detektoren einen Schritt zum Implantie ren von Verunreinigungen in die mehreren nicht-im plantierten Abschnitte, in welche keine Ionen implan tiert wurden, so daß die Konzentration von Abschnit ten zwischen den implantierten Abschnitten größer ist als die Konzentration der nicht-implantierten Ab schnitte in der Nähe der implantierten Abschnitte.

Zusätzlich ist bei dem vorbeschriebenen Herstellungs verfahren für IR-Detektoren eine Verunreinigungskon zentration des nicht-implantierten Abschnitts in ei nem Oberflächenbereich zwischen dem implantierten Abschnitt und dem nicht-implantierten Abschnitt grö ßer als eine Verunreinigungskonzentration des nicht implantierten Abschnitts in der Nähe anderer Oberflä chenbereiche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A bis 1C eine Draufsicht, eine Schnittansicht entlang der Linie A-A und ein Ersatz schaltbild eines Teils eines IR-Detek tors gemäß einem ersten Ausführungs beispiel nach der vorliegenden Erfin dung,

Fig. 2A und 2B eine Draufsicht und eine Schnittan sicht entlang der Linie B-B des IR-Detektors nach dem ersten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3A bis 3J Schnittansichten zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens für einen IR-Detektor nach dem ersten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittansicht eines IR-Detektors nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Abschnitts eines IR-Detektors nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6A und 6B eine Draufsicht und eine Schnittan sicht entlang der Linie C-C eines Ab schnitts eines IR-Detektors nach dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7A und 7B Schnittansichten zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens für den in den Fig. 6A und 6B gezeigten IR-Detektor nach dem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 eine Schnittansicht einer anderen Aus bildung des in den Fig. 6A und 6B gezeigten IR-Detektors nach dem vier ten Ausführungsbeispiel,

Fig. 9A bis 9E Schnittansicht zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens für einen IR-Detektor nach dem fünften Ausführungs beispiel gemäß der vorliegenden Erfin dung,

Fig. 10 eine Schnittansicht zur Darstellung eines anderen Herstellungsverfahrens für den IR-Detektor nach dem fünften Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 9A bis 9E gezeigt ist,

Fig. 11 eine Schnittansicht eines IR-Detektors nach dem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 12 eine Schnittansicht, welche ein ande res Herstellungsverfahren für den in

Fig. 11 gezeigten IR-Detektor nach dem sechsten Ausführungsbeispiel wieder gibt, und

Fig. 13A und 13B eine Draufsicht und eine Schnittan sicht von Erfassungselementen in einem bekannten IR-Detektor.

Zuerst werden die grundsätzlichen Merkmale eines In frarot-Detektors und eines Herstellungsverfahrens für diesen nach der vorliegenden Erfindung erläutert, und dann werden IR-Detektoren und Herstellungsverfahren für diese als bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben.

Die Fig. 1A bis 1C sind Darstellungen von Abschnit ten des IR-Detektors gemäß einem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung. Fig. 1A ist eine Draufsicht auf den IR-Detektor und Fig. 1B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1A. Wie in den Fig. 1A und 1B gezeigt ist, ent hält der IR-Detektor nach der vorliegenden Erfindung einen isolierenden dünnen Film 3, mehrere auf dem isolierenden dünnen Film 3 gebildete Halbleiter schichten 1 und mehrere dünne Metallfilme 2 zum Ver binden der mehreren Halbleiterschichten 1 in Reihe miteinander über einen Vorwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitt 5 und einen Rückwärtsvorspannungs-Ver bindungsabschnitt 6 zu einer externen Vorspannung (es kann annehmbar sein, daß die Bezugszahl 6 den Vor wärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt und die Be zugszahl 5 den Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt bedeuten). Der Vorwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitt und der Rückwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitt sind für jede Halbleiterschicht 1 aus gebildet.

Das heißt, der Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt 5 ist ein Kontaktbereich und zwischen dem dünnen Metallfilm 2 und der Halbleiterschicht 1 aus gebildet. In gleicher Weise ist auch der Rückwärts vorspannungs-Verbindungsabschnitt 6 ein Kontaktbe reich und zwischen dem dünnen Metallfilm 2 und der Halbleiterschicht 1 ausgebildet.

Bei der in den Fig. 1A und 1B gezeigten Konfigura tion des IR-Detektors nach der vorliegenden Erfindung fließen, wenn eine Vorspannung V_B an den IR-Detektor angelegt wird, in welchem N Halbleiterschichten aus gebildet sind (N ist eine ganze Zahl größer wenig stens zwei), wie in dem Ersatzschaltbild nach Fig. 1C gezeigt ist, Träger wiederholt durch den Widerstand dR_Si der Halbleiterschicht 1, den Widerstand R_SCH der Schottky-Sperre des Vorwärtsvorspannungs-Verbindungs abschnitts 5, den Widerstand Rm des dünnen Metall films 2 und den Widerstand R_SCH der Schottky-Sperre des Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts 6. Die Größe des Gesamtwiderstands des IR-Detektors wird dargestellt durch (R_Si + R_SCH + Rm)×N.

Da der Wert Rm des dünnen Metallfilms 2 klein ist, wird der Gesamtwiderstand des IR-Detektors gleich der Summe des Wertes R_Si des Widerstandes und der Schott ky-Sperren-Widerstände R_SCH. In diesem Fall erhält der Gesamtwiderstand den Wert (R_Si + R_SCH)×N.

Wenn die Potentialdifferenz zwischen dem Vorwärtsvor spannungs-Verbindungsabschnitt 5 und dem Rückwärts vorspannungs-Verbindungsabschnitt 6 in den Schottky- Sperren gleich V_SCH ist, die Potentialdifferenz in der Halbleiterschicht 1 V_Si ist und der Pegel der ur sprünglichen Schottky-Sperre gleich Vb ist, wird der Pegel Vb niedriger und der Pegel der Schottky-Sperre wird Vb′.

Die Beziehung zwischen den Werten V_B, V_SCH, V_Si, Vb, Vb′ wird durch die folgenden Gleichungen (1) bis (4) gegeben.

V_SCH + V_Si = V_B/N (1)

Vb′ = (Vb - V_SCH′/2) (2)

I = S×A*×T²×exp (-(VB - V_SCH′/2))/kT = S×A*×T²×exp (-Vb′/kT) (3).

Aus der Gleichung (3) kann die folgende Gleichung (4) erhalten werden.

TCR = (Vb - V_SCH′/2)/kT = Vb′/kT² (4).

In den vorbeschriebenen Gleichungen (1) bis (4) be zeichnet ein Bezugszeichen S den Oberflächenbereich jeweils des Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitts 5 und des Rückwärtsvorspannungs-Verbindungs abschnitts 6, und ein Bezugszeichen A* bezeichnet die Rechardson-Zahl. Wie aus der obigen Gleichung (1) ersichtlich ist, kann die an die Schottky-Sperre an zulegende Spannung V_SCH geändert werden, indem die Anzahl der Verbindungszahlen (die Anzahl sowohl des Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts 5 als auch des Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts 6) in den Halbleiterschichten 1 geändert wird.

Wie in der Gleichung (2) gezeigt ist, wird zusätz lich, wenn die Vorspannung V_SCH angelegt wird, der Pegel der Schottky-Sperre niedrig. Demgemäß kann ge sagt werden, daß der Pegel der Schottky-Sperre nach Anlegen der Vorspannung bestimmt ist auf der Grundla ge des ursprünglichen Pegels Vb der Schottky-Sperre, der Größe der Vorspannung V_B und der Anzahl der Vor wärtsvorspannungs- und Rückwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitte. Wie klar aus Gleichung (4) ersicht lich ist, kann der Wert von TCR erhöht werden, wenn der ursprüngliche Pegel Vb der Schottky-Sperre hoch ist. Obgleich die Empfindlichkeit des IR-Detektors erhöht werden kann, wenn der Wert von TCR groß wird, wird auch die Größe des Widerstandes des IR-Detektors erhöht. In diesem Fall wird es schwierig, die beiden Impendanzen des IR-Detektors und eine (nicht gezeig te) Signalleseschaltung zum Lesen der vom IR-Detektor übertragenen Erfassungssignale einander anzupassen. Um diese durch den IR-Detektor begründete Schwierig keit zu überwinden, sieht die vorliegende Erfindung einen IR-Detektor vor, in welchem die Art des einen dünnen Metallfilm bildenden Materials, die Verbin dungszahl N von Vorspannungs-Verbindungsabschnitten und die Größe der Vorspannung V_B so gewählt sind, daß ein optimaler Wert des Widerstandes des IR-Detektors erhalten wird. Zusätzlich werden sie so gewählt, daß der größte Pegel der Schottky-Sperre Vb′ erhalten wird. Hierdurch kann eine Impedanzanpassung zwischen dem IR-Detektor und der Ausleseschaltung (nicht ge zeigt) in einem optimalen Zustand erreicht werden und die Empfindlichkeit des IR-Detektors kann erhöht wer den.

Zusätzlich sind in der in Fig. 1B gezeigten Ausbil dung des IR-Detektors nach der vorliegenden Erfindung die Halbleiterschichten 1 von jeweils einer inselför migen Gestalt auf dem isolierenden dünnen Film 3 aus gebildet, und die Halbleiteschichten 1 sind durch die dünnen Metallfilme 2 in Reihe elektrisch miteinander verbunden. Bei dieser Ausbildung des IR-Detektors kann der Widerstandswert herabgesetzt werden, ohne daß der Wert von TCR geändert wird, wenn die Flächen des Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts 5 und des Rückwärtsvorspannung-Verbindungsabschnitts 6 ver größert werden. Wenn die Flächen dieser Vorspannungs- Verbindungsabschnitte 5 und 6 vergrößert werden, nimmt andererseits der Widerstandswert dieser Vor spannungs-Verbindungsabschnitte ab und der Pegel der Schottky-Sperre kann erhöht werden. Hierdurch kann der Wert von TCR vergrößert werden, ohne daß der Ge samtwiderstandswert des IR-Detektors verändert wird. Die Impedanzanpassung zwischen dem IR-Detektor und der (nicht gezeigten) Signalausleseschaltung kann durchgeführt werden und die Empfindlichkeit des IR-Detektors kann erhöht werden.

Obgleich die mehreren Halbleiterschichten von insel förmiger Gestalt in der obigen Konfiguration in Reihe miteinander verbunden sind, kann es annehmbar sein, die dünnen Metallfilme 2 so auszubilden, daß jeder von ihnen zwischen einem Paar von Halbleiterschichten 1 vergraben ist, welche die Oberflächen 21 und 22 aneinander angrenzen, wie in den Fig. 6A und 6B ge zeigt ist.

Durch Verwendung der in den Fig. 6A und 6B gezeigten Konfiguration kann der Wert von TCR erhöht werden und die Größe des IR-Detektors kann verringert werden, wenn eine optimale Länge und eine optimale Dicke der Halbleiterschicht 1 in Dicken- und Längsrichtung so ausgewählt werden, daß die Oberfläche der Halbleiter schicht 1 vergrößert wird. In diesem Fall hat der IR-Detektor eine einfache Konfiguration und die Anzahl der Herstellungsvorgänge kann verringert werden.

Der in den Fig. 6A und 6b gezeigte IR-Detektor kann die P-N-Übergänge als eine elektrische Sperre haben wie die Schottky-Sperre, die in den Fig. 1A bis 1C und Fig. 2A und 2B gezeigt ist.

Der IR-Detektor, wie in Fig. 11 gezeigt ist, hat die Konfiguration, daß ein P-N-Übergang 32 durch Herstel len eines P+-Bereichs und eines N+-Bereichs (30 und 31) in der Halbleiterschicht 1 auf der Seite des Vor wärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts 5 bzw. der Seite des Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts 6 gebildet wird. Zusätzlich sind die mehreren Halb leiterschichten 1 in Reihe durch den Vorwärtsvorspan nungs-Verbindungsabschnitt 5, den Rückvorspannungs- Verbindungsabschnitt 6 und den dünnen Metallfilm 2 elektrisch verbunden.

Dieser P-N-Übergang 32 stellt sich wie die Schottky- Sperre als eine elektrische Sperre dar und liefert einen größeren TRC-Wert in einem IR-Detektor. Zusätz lich werden, da in den P+-Bereich 30 und den N+-Be reich 31 Verunreinigungen mit einer Konzentration dotiert sind, sowohl der Vorwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitt 5 als auch der Rückwärtsvorspannungs- Verbindungsabschnitt 6 ein ohmscher Übergang und wei terhin haben der P+-Bereich 30 bzw. der N+-Bereich 31 einen niedrigen Widerstandswert. Demgemäß kann das auf dem Widerstand beruhende 1/f-Rauschen des IR-De tektors herabgesetzt werden und die Impedanzanpassung zwischen dem IR-Detektor und der (nicht gezeigten) Leseschaltung kann ebenfalls verbessert werden. Somit ergibt die vorliegende Erfindung einen IR-Detektor mit einem großen TCR-Wert und einer hohen Empfind lichkeitsfunktion.

In dem in Fig. 4 gezeigten IR-Detektor ist ein Be reich 16 mit einer hohen Verunreinigungskonzentration in der Halbleiterschicht 1 zwischen dem Vorwärtsvor spannungs-Verbindungsabschnitt 5 und dem Rückwärts vorspannungs-Verbindungsabschnitt 6 ausgebildet. Im einzelnen ist die Verunreinigungskonzentration des Bereichs 16 größer als die Konzentration des Bereichs nahe des Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts 5 und der Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts 6.

In der Konfiguration des in den Fig. 6A und 6B ge zeigten IR-Detektors kann es ähnlich der vorbeschrie benen Konfiguration annehmbar sein, daß die Verunrei nigungskonzentration der zwischen den Oberflächen (Verbindungsabschnitten) 21 und 22 gebildeten Halb leiterschicht 1 höher ist als die Konzentration eines Bereichs der Halbleiterschicht 1 nahe den Oberflächen 21 und 22.

Der Widerstandswert der Halbleiterschicht 1 kann durch Ausbildung des Bereichs mit hoher Verunreini gungskonzentration in der Halbleiterschicht 1 verrin gert werden, und der Widerstand der Schottky-Sperre kann auch herabgesetzt werden im Verhältnis zur Ab nahme des Widerstandswertes der Halbleiterschicht 1. Dadurch kann der Wert von TCR erhöht werden ohne Än derung des Gesamtwiderstandswertes des IR-Detektors und die Größe des durch den Widerstand in der Halb leiterschicht 1 bewirkten 1/F-Rauschens kann eben falls herabgesetzt werden.

In der Konfiguration eines in Fig. 5 gezeigten IR-Detektors ist die Verunreinigungskonzentration der Halbleiterschicht 1 auf der Seite des Vorwärtsvor spannungs-Verbindungsabschnitts 5 größer als die der Halbleiterschicht 1 nahe des Rückwärtsvorspannungs- Verbindungsabschnitts 6, um den Bereich 17 mit hoher Verunreinigungskonzentration in der Halbleiterschicht 1 zu bilden. In der in den Fig. 6A und 6B gezeigten Konfiguration des IR-Detektors kann es annehmbar sein, daß ein Bereich 24 mit hoher Verunreinigungs konzentration in dem mit dem dünnen Metallfilm 18 verbundenen Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt gebildet ist, wie in der Schnittansicht nach Fig. 8 gezeigt ist. In den vorbeschriebenen Fällen kann es auch annehmbar sein, daß der Verbindungsab schnitt 6 als der Vorwärtsvorspannungs-Verbindungs abschnitt ausgebildet ist und der Verbindungsab schnitt 5 als der Rückwärtsvorspannungs-Verbindungs abschnitt hergestellt ist.

Im allgemeinen besteht die Möglichkeit, daß der Rück wärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt einen hohen Widerstandswert hat. Jedoch wird durch Bildung der Bereiche 17 und 24 mit hoher Verunreinigungskonzen tration der Gesamtwiderstandswert der Halbleiter schicht 1 niedrig und der Rückwärtsvorspannungs-Ver bindungsabschnitt wird ein ohmscher Übergang. Demge mäß wird der Wert von TCR des IR-Detektors vergrößert ohne Änderung des Gesamtwiderstandswertes des IR-De tektors, und das durch den Widerstand der Halbleiter schicht 1 bewirkte 1/f-Rauschen wird herabgesetzt.

Im allgemeinen hat zusätzlich eine Halbleiterschicht als Silizium auf einem Isolatorsubstrat (SOI) eine ausgezeichnete Kristalleigenschaft. In den Konfigura tionen der in den Fig. 1A bis 1C, 2A und 2B, 6A und 6B gezeigten IR-Detektoren haben, da die stabile Schottky-Sperre und der P-N-Übergang 32 gebildet wer den können, wenn eine auf einem SOI gebildete Halb leiterschicht verwendet wird, die IR-Detektoren einen stabilen TCR-Wert, eine stabile Charakteristik und ein geringes 1/f-Rauschen.

Die Fig. 7A und 7B sind Schnittansichten, die ein Herstellungsverfahren für den in den Fig. 6A und 6B gezeigten IR-Detektor illustrieren.

Bei dem Herstellungsverfahren für den IR-Detektor wird, wie in Fig. 7A gezeigt ist, eine dünne Halblei ter-Filmschicht 19 auf einem dünnen isolierenden Film 3 gebildet. Nachdem eine Musterbildung bei einer or ganischen Abdeckschicht 22 durchgeführt wurde, werden Metallionen 23 in die Halbleiter-Filmschicht 19 auf dem dünnen isolierenden Film 3 implantiert. Wie in Fig. 7B gezeigt ist, wird der dünne Metallfilm 18 auf dem Ionen implantierten Abschnitt der Metallionen 23 gebildet, die Halbleiter-Filmschicht 19 wird in meh rere Halbleiterschichten 1 unterteilt und diese Halb leiterschichten 1 sind durch zwischen jedem dünnen Metallfilm 18 und jeder der mehreren Halbleiter schichten 1 gebildete Oberflächen elektrisch mitein ander verbunden. Bei dem in den Fig. 7A und 7B ge zeigten Herstellungsverfahren für IR-Detektoren kann durch Auswahl optimaler Werte der Halbleiterschicht 1 in Dickenrichtung und in Längsrichtung die Fläche der Schottky-Sperre erhöht werden, so daß der Wert von TCR vergrößert werden kann und die Größe des IR-De tektors klein sein kann. In diesem Fall wird die Kon figuration des IR-Detektors einfach und die Anzahl der Herstellungsvorgänge kann herabgesetzt werden.

Die Fig. 9A bis 9E enthalten Schnittansichten, die das Herstellungsverfahren für einen IR-Detektor unter Verwendung eines SOI-Substrates zeigen.

Wie in Fig. 9A gezeigt ist, wird bei diesem Herstel lungsverfahren durch Verwendung des SOI-Substrats 25, in welchem die aus einem mit Verunreinigungen dotier ten Einkristall-Silizium bestehende Halbleiter-Film schicht 28 auf dem Siliziumsubstrat 26 gebildet ist, die Halbleiter-Filmschicht 28 in einer gewünschten Fläche mit einem Muster versehen, wie in Fig. 9B ge zeigt ist. Dann werden, wie in den Fig. 7A und 7B gezeigt ist, die Metallionen in die Halbleiter-Film schicht 28 implantiert, um den Metallfilm 18 zu bil den. Die Halbleiter-Filmschicht 28 wird in mehrere Halbleiterschichten 1 und eine Kette 9 geteilt, um die mehreren Halbleiterschichten 1 durch zwischen den mehreren Halbleiterschichten 1 und dem dünnen Metall film 18 gebildete Oberflächen in Reihe miteinander zu verbinden.

Das detaillierte Herstellungsverfahren für den IR-Detektor nach der vorliegenden Erfindung wird später erläutert.

Durch Anwendung des Herstellungsverfahrens für den IR-Detektor gemäß den Fig. 9A bis 9E hat der erhal tene IR-Detektor eine stabile Schottky-Sperre und ein stabiles Leistungsvermögen zum Erfassen der IR-Strah lung, da ein SOI-Substrat 25 in einem einwandfreien Kristall verwendet wird. Zusätzlich kann der 1/f-Wert der IR-Detektoren herabgesetzt werden und die Anzahl der Herstellungsvorgänge kann ebenfalls herabgesetzt werden, da die mehreren Halbleiterschichten 1 durch Verwendung einwandfreier kristalliner Materialen ge bildet sind.

Zusätzlich können durch die in den Fig. 7A und 7B sowie 9A bis 9E gezeigten Herstellungsverfahren IR-Detektoren mit einer guten Charakteristik und einem hohen Leistungsvermögen geschaffen werden, da der Widerstand der Halbleiterschicht 1 herabgesetzt ist und der Widerstand der Schottky-Sperre erhöht werden kann im Verhältnis zur Abnahme des Widerstandes, und der Wert von TCR wird deutlich gesteigert durch Erhö hen der Konzentration des Halbleiterabschnitts 1 nahe des dünnen Metallfilms 18 stärker als der der Halb leiterschicht 1 zwischen Oberflächen.

Zusätzlich wird bei den in den Fig. 7A und 7B sowie 9A bis 9E gezeigten Herstellungsverfahren für IR-De tektoren der Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsbereich in einen ohmschen Übergangsbereich geändert, indem eine höhere Verunreinigungskonzentration mehrerer Halbleiterschichten 1 in einem Oberflächenbereich gebildet wird als in den Halbleiterschichten 1 nahe des anderen Oberflächenbereichs, so daß der Wider stand der Halbleiterschicht 1 herabgesetzt werden kann. Hierdurch kann der Wert von TCR erhöht werden ohne Veränderung des Gesamtwiderstandswertes des IR-Detektors, und das durch den Widerstand der Halblei terschicht 1 bewirkte 1/f-Rauschen kann herabgesetzt werden.

Nachfolgend werden Konfigurationen und Arbeitsweisen von IR-Detektoren und Herstellungsverfahren von be vorzugten Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegen den Erfindung im einzelnen erläutert.

Ausführungsbeispiel 1

Die Fig. 1A bis 1C sind eine Draufsicht, eine Schnittansicht entlang der Linie A-A und ein Ersatz schaltbild, die einen Teile eines IR-Detektors als das erste Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.

In den Fig. 1A und 1B bezeichnet die Bezugszahl 3 einen dünnen Isolierfilm, welcher aus einem Isolator wie SiO₂ besteht. Die Bezugszahl 1 bezeichnet Halb leiterschichten von inselförmiger Gestalt, welche aus Halbleitermaterialien wie polykristallinem Silizium oder amorphem Silizium bestehen, die mit Verunreini gungen wie Phosphor (P) und Bor (B) von angenähert 10¹⁷ [/cm³] dotiert und auf dem dünnen Isolierfilm 3 gebildet sind. Die Bezugszahl 2 bezeichnet dünne Me tallfilme, durch welche die mehreren Halbleiter schichten 1 in Reihe verbunden sind und die aus TiSi, Ti, Pi oder PtSi und dergleichen bestehen. Die Ober fläche zwischen dem Vorwärtsvorspannungs-Verbindungs abschnitt 5 und dem Rückwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitt 6 der Halbleiterschicht ist als eine elektrische Sperre ausgebildet (nachfolgend als "Schottky-Sperre" bezeichnet) und die eine Fläche S = 4 µm×4 µm hat.

Bei der Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels wird der Begriff "Kette" verwendet, um eine Konfigu ration wiederzugeben, bei der die mehreren Halblei terschichten 1 elektrisch in Reihe verbunden sind. Die Bezugszahl 4 bezeichnet einen Isolator, welcher aus SiO₂ oder dergleichen besteht, um die Halbleiter schicht 1 gegenüber anderen Abschnitten als dem Vor wärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt 5 und den Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt 6 zu iso lieren, die zwischen jeder Halbleiterschicht 1 und jedem dünnen Metallfilm 2 gebildet sind.

Durch Verwendung des IR-Detektors nach dem Ausfüh rungsbeispiel 1 wurden physikalische Werte von Eigen schaften für den Fall berechnet, daß sechs Halblei terschichten 1 durch den dünnen Metallfilm 2 elek trisch miteinander verbunden sind. Als Berechnungs ergebnis wurde erhalten, daß der Gesamtwiderstand des IR-Detektors 27 [kΩ] und der Wert von TCR 1,9 [%/k] betrugen.

Im allgemeinen nimmt der Wert von TCR zu, wenn der Pegel der Schottky-Sperre hoch wird, aber der Gesamt widerstand des IR-Detektors nimmt ab im Verhältnis zur Zunahme der Empfindlichkeit des IR-Detektors. In diesem Fall wird es schwierig, eine Impedanzanpassung zwischen dem IR-Detektor und einer (nicht gezeigten) Leseschaltung für den Empfang vom IR-Detektor über tragener Signale durchzuführen. Um dieses Problem zu überwinden, werden bei dem IR-Detektor nach dem Aus führungsbeispiel 1 die Art des dünnen Metallfilms 2, die Anzahl der durch den dünnen Metallfilm 2 elek trisch zu verbindenden Halbleiterschichten 1 und die optimale Vorspannung ausgewählt.

Zusätzlich werden diese Werte auch ausgewählt, um den maximalen Pegel der Schottky-Sperre zu erhalten. Hierdurch kann die Empfindlichkeit des IR-Detektors erhöht werden zusätzlich zu der Anpassung der Impe danz zwischen dem IR-Detektor und der (nicht gezeig ten) Signalleseschaltung.

Zusätzlich kann, wenn die Flächen der Vorspannungs- Verbindungsbereiche 5 und 6 vergrößert werden, der Gesamtwiderstandswert herabgesetzt werden ohne Ver änderung des Wertes von TCR. Weiterhin kann der Ge samtwiderstandswert innerhalb eines konstanten Berei ches herabgesetzt werden, indem der Wert von TCR und die Flächen der Vorspannungs-Verbindungsabschnitte 5 und 6 vergrößert werden.

Die Fig. 2A und 2B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht entlang der Linie B-B bei einer ande ren Konfiguration des IR-Detektors nach dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausbildung wird TiSi für den dünnen Me tallfilm 2 verwendet, Silizium vom P-Leitfähigkeits typ mit einer Verunreinigungskonzentration von 10¹⁷ [/cm³] und dem Pegel Vb der Schottky-Sperre von 0,5 [eV] wird für die Halbleiterschichten 1 verwendet, die Flächen S sowohl des Vorwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitts 5 als auch des Rückwärtsvorspannungs- Verbindungsabschnitts 6 betragen 9,0×10^-7 [cm²], und die Anzahl der in Reihe miteinander verbundenen Halb leiterschichten beträgt 10. Bei dem IR-Detektor mit der vorstehenden Konfiguration beträgt der Gesamtwi derstandswert 26 [kΩ] und der geschätzte TCR-Wert beträgt -3,2 [%], wenn die Vorspannung V_B 5 V be trägt.

Die Fig. 3A bis 3J zeigen Querschnittsansichten zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens für den IR-Detektor nach dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Herstellungsverfahren wird mit Bezug auf diese Figuren erläutert.

Zuerst wird, wie in Fig. 3A gezeigt ist, ein Sockel abschnitt 8 auf dem Halbleitersubstrat 7 aus Silizium und dergleichen durch Verwendung eines polykristalli nen Siliziums, eines amorphen Siliziums oder derglei chen gebildet.

Als nächstes wird, wie in Fig. 3B gezeigt ist, ein dünner Isolierfilm 3 mit einer Dicke von 200 [nm] durch Verwendung eines CVD-Verfahrens gebildet, um den Sockelabschnitt 8 zu bedecken. Dann wird, wie in Fig. 3C gezeigt ist, die Kette 9 zwischen der Halb leiterschicht und dem dünnen Metallfilm gebildet.

Die Fig. 3D bis 3G sind vergrößerte Ansichten, um das Herstellungsverfahren für die Kette 9 zu erläu tern. Wie in Fig. 3D gezeigt ist, wird eine Halblei ter-Filmschicht 10, welche mit einem Verunreinigungs material von ungefähr 10^-7 [/cm²] wie P (Phosphor) oder B (Bor) dotiert ist, auf dem dünnen Isolierfilm 3 durch Verwendung eines Zerstäubungsverfahrens oder eines CVD-Verfahrens gebildet. Dann wird, wie in Fig. 3E gezeigt ist, die Halbleiter-Filmschicht 10 auf den mehreren Halbleiterschichten 1 gebildet durch Verwen dung eines Fotolacks gemäß einer fotolithografischen Technik. SiO₂ wird dann auf den Halbleiterschichten 1 abgeschieden. Wie in Fig. 3F gezeigt ist, werden Kon taktlöcher 11 auf der Halbleiterschicht 1 gebildet durch Verwendung eines Fotolacks gemäß einer fotoli thografischen Technik. Nach Beseitigung des Fotolacks wird ein Ti-Film mit einem Titan(Ti)-Material durch Verwendung eines Zerstäubungsverfahrens gebildet. Der Ti-Film ist gemustert zur Bildung des dünnen Metall films 2. Hierdurch werden, wie in Fig. 3G gezeigt ist, die Halbleiterschichten 1 durch den dünnen Me tallfilm 2 elektrisch in Reihe miteinander verbunden.

Als nächstes werden, wie in Fig. 3H gezeigt ist, Lei ter 12 gebildet. Die Leiter 12 verbinden elektrisch die Ketten 9 (das heißt den IR-Detektor) mit einer (nicht gezeigten) externen Signalleseschaltung. Wei terhin wird, wie in Fig. 3I gezeigt ist, eine schüt zende Deckschicht 13 aus einem Siliziumnitridmaterial gebildet, und dann wird ein bis zu dem Silizium-Soc kelabschnitt 8 reichendes Loch 14 gebildet. Danach wird, wie in Fig. 3J gezeigt ist, ein hohler Ab schnitt 15 gebildet durch Ätzen und Beseitigen des Silizium-Sockelabschnitts 8 durch Verwendung eines Ätzmittels wie KOH durch das Loch 14.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnitts eines IR-Detektors nach dem zweiten Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Hierin be zeichnen die Bezugszahl 1 eine Halbleiterschicht, die Bezugszahl 2 einen dünnen Metallfilm, die Bezugszahl 3 einen dünnen Isolierfilm, die Bezugszahl 4 ein Iso liermaterial und die Bezugszahlen 5 und 6 Vorspan nungs-Verbindungsabschnitte, die die gleichen sind wird der Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt und der Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt in dem IR-Detektor nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Konfiguration und das Herstellungsverfahren des IR-Detektors nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sind dieselben wie diejenigen des IR-Detektors nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Halbleiterschicht 1 und der dünne Metallfilm 2 sind elektrisch durch die Vorspannungs-Verbindungsabschnitte 5 und 6 ver bunden. Die Bezugszahl 16 bezeichnet einen Bereich mit hoher Verunreinigungskonzentration, welcher do tiert ist mit einer Verunreinigung wie Bor (B) von 10¹⁹ [cm³] oder mehr in einem Bereich in der Halblei terschicht 1 zwischen dem Vorwärtsvorspannungs-Ver bindungsabschnitt 5 und dem Rückwärtsvorspannungs- Verbindungsabschnitt 6. Dieser Bereich mit hoher Ver unreinigungskonzentration ist in einem Zwischenab schnitt in der Halbleiterschicht 1 gebildet durch Verwendung eines Ionenimplantationsprozesses nach dem in den Fig. 3A bis 3E gezeigten Herstellungsprozeß. Dann kann der IR-Detektor nach dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel hergestellt werden nach der Beendigung der in den Fig. 3F bis 3I gezeigten Prozesse.

Bei dem IR-Detektor nach der vorliegenden Erfindung können, da der Bereich 16 mit hoher Verunreinigungs konzentration in der Halbleiterschicht 1 gebildet ist, der Widerstandswert der Halbleiterschicht 1 her abgesetzt und der Widerstand der Schottky-Sperre im Verhältnis zur Abnahme des Widerstandswertes der Halbleiterschicht 1 erhöht werden, ohne daß der Ge samtwiderstandswert des IR-Detektors geändert wird. Hierdurch kann das Leistungsvermögen der IR-Detektors verbessert werden.

Zusätzlich kann durch die vorbeschriebene Bildung des Bereichs 16 mit hoher Verunreinigungskonzentration in einem Zwischenbereich der Halbleiterschicht 1 der 1/f-Rauschwert, der durch den Widerstand der Halblei terschicht 1 bewirkt wird, ebenfalls herabgesetzt werden.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ab schnitts eines IR-Detektors nach dem dritten Ausfüh rungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Hier in bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Halbleiter schicht, die Bezugszahl 2 einen dünnen Metallfilm, die Bezugszahl 3 einen dünnen Isolierfilm, die Be zugszahl 4 ein Isoliermaterial und die Bezugszahlen 5 und 6 Vorspannungs-Verbindungsabschnitte, welche die selben sind wie der Vorwärtsvorspannungs-Verbindungs abschnitt und der Rückwärtsvorspannungs-Verbindungs abschnitt in dem IR-Detektor nach dem ersten Ausfüh rungsbeispiel. Die Konfiguration und das Herstel lungsverfahren des IR-Detektors nach dem dritten Aus führungsbeispiel sind dieselben wie diejenigen des IR-Detektors nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Halbleiterschicht 1 und der dünne Metallfilm 2 sind durch die Vorspannungs-Verbindungsabschnitte 5 und 6 elektrisch miteinander verbunden. Die Bezugszahl 17 bezeichnet einen Bereich mit hoher Verunreinigungs konzentration, welcher mit einer Verunreinigung von 10¹⁹ [cm³] oder mehr in einem Bereich in der Halblei terschicht 1 nahe des Vorspannungs-Verbindungsab schnitts 5 oder nahe des Vorspannungs-Verbindungsab schnitts 6 dotiert ist.

Dieser Bereich 17 mit hoher Verunreinigungskonzentra tion ist in der Halbleiterschicht 1 auf einer Seite der Vorspannungs-Verbindungsabschnitte 5 und 6 gebil det durch Verwendung eines Ionenimplantationsprozes ses nach dem in den Fig. 3A bis 3E gezeigten Her stellungsprozeß.

Der IR-Detektor nach dem dritten Ausführungsbeispiel ist durch die in den Fig. 3F und 3I gezeigten Her stellungsschritte gebildet, welche nach der Beendi gung der in den Fig. 3A bis 3E gezeigten Herstel lungsschritte durchgeführt werden, wobei der Bereich 17 mit hoher Verunreinigungskonzentration durch Ver wendung des Ionenimplantationsverfahrens gebildet wird.

Im allgemeinen hat einer der Vorspannungs-Verbin dungsabschnitte 5 und 6 eine Rückwärtsvorspannungs charakteristik, wenn die Vorspannung an den IR-Detek tor angelegt wird. Andererseits wird bei dem IR-De tektor nach dem dritten Ausführungsbeispiel der Be reich 17 mit hoher Verunreinigungskonzentration ein ohmscher Übergang, so daß der Widerstandswert des Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts 5 oder 6 stark herabgesetzt werden kann. Zusätzlich kann ähn lich wie beim IR-Detektor nach dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel durch Bildung des Bereichs 16 mit hoher Verunreinigungskonzentration in der Halbleiterschicht der Widerstandswert der Halbleiterschicht 1 herabge setzt werden, der Wert von TCR kann erhöht werden und der Wert des 1/f-Rauschens kann auch herabgesetzt werden, ohne daß der Gesamtwiderstandswert des IR-Detektors geändert wird.

Ausführungsbeispiel 4

Die Fig. 6a und 6B zeigen eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht entlang der Linie C-C eines Abschnitts eines IR-Detektors nach dem vierten Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Hierin be zeichnen die Bezugszahl 3 einen dünnen Isolierfilm, die Bezugszahl 19 eine Halbleiter-Filmschicht, welche aus einem polykristallinen oder einem amorphen Sili zium besteht, das mit der Verunreinigungskonzentra tion von angenähert 10¹⁷ [/cm³] dotiert ist. Die Be zugszahl 1 bezeichnet eine Halbleiterschicht und die Bezugszahl 18 einen Metallelektrodenabschnitt aus TiSi, welcher in der Halbleiter-Filmschicht 19 durch Ionenimplantation gebildet ist. Bei der vorbeschrie benen Konfiguration sind die in den in der Halblei ter-Filmschicht 19 vergrabenen Metallelektrodenab schnitt 18 geteilten Halbleiterschichten 1 durch oberflächen (Verbindungsabschnitte) 20 und 21 mit einer Fläche von 0,5 µm×30 µm elektrisch in Reihe miteinander verbunden. Jede der Oberflächen 20 und 21 wird der Schottky-Sperrabschnitt.

Wenn acht Halbleiterschichten 1 elektrisch miteinan der verbunden sind, beträgt der Gesamtwiderstandswert des IR-Detektors 24 [kΩ] und ein geschätzter Wert von TCR beträgt 2,6 [%/k].

Die Fig. 7A und 7B zeigen Schnittansichten zur Dar stellung eines Herstellungsverfahrens für den in den Fig. 6A und 6B gezeigten IR-Detektor nach dem vier ten Ausführungsbeispiel. Wie in Fig. 7A gezeigt ist, wird ein Abdeckmittelmuster 22 als ein Sperrmaterial wie ein organisches Abdeckmittel auf der Halbleiter- Filmschicht 19 gebildet, um den Bereich zu maskieren, welcher die Halbleiterschicht 1 wird, und dann werden Ti-Ionen in diesen Bereich implantiert und das Ab deckmittelmuster 22 wird entfernt, wie in Fig. 7B gezeigt ist.

Um den IR-Detektor nach dem vierten Ausführungsbei spiel zu bilden, werden die Ti-Ionen nach der Beendi gung der in den Fig. 3A bis 3D gezeigten Herstel lungsprozesse dotiert, um den Metallelektrodenab schnitt 18 zu bilden. Dann wird der IR-Detektor nach den in den Fig. 3H bis 3J gezeigten Prozessen gebil det.

Nach dem vierten Ausführungsbeispiel kann ein IR-De tektor mit geringer Größe und einem großen TCR-Wert geschaffen werden, weil die Oberflächen 20 und 21 vergrößert werden können und die Größe des IR-Detek tors klein wird. Zusätzlich kann die Anzahl der Her stellungsvorgänge verringert werden und die Halblei terschichten 1 und die Abschnitte der Schottky-Sperre können leicht gebildet werden.

Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht einer anderen Kon figuration des in den Fig. 6A und 6B gezeigten IR-Detektors nach dem vierten Ausführungsbeispiel.

Bei dem IR-Detektor nach dem vierten Ausführungsbei spiel ist, wie in Fig. 8 gezeigt ist, die Oberfläche 20 oder 21, welche der Rückwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitt wird, als ein ohmscher Widerstandsab schnitt ausgebildet, dessen Widerstandswert sehr ge ring wird, wenn Verunreinigungen in die Halbleiter schicht 1 in der Nähe einer der Oberflächen 20 und 21 dotiert werden, um den Bereich 24 mit hoher Verunrei nigungskonzentration in der Halbleiterschicht 1 zu bilden. Hierdurch kann der Widerstandswert der Halb leiterschicht 1 herabgesetzt werden und der Wert des 1/f-Rauschens kann verringert werden ohne Änderung des Gesamtwiderstandswertes des IR-Detektors.

Bei dem vorbeschriebenen IR-Detektor nach dem vierten Ausführungsbeispiel werden Ti-Ionen in die Halblei terschicht 1 dotiert; jedoch ist die vorliegende Er findung nicht hieraufbeschränkt, sondern verschiede ne Metallionen wie Pt, Al, Co, W und dergleichen kön nen für den Ionenimplantationsvorgang verwendet wer den.

Ausführungsbeispiel 5

Die Fig. 9A bis 9E zeigen Schnittansichten zur Dar stellung des Herstellungsverfahrens für einen IR-De tektor nach dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wie in Fig. 9A gezeigt ist, wird zuerst ein SOI(Si lizium-auf-Isolator)-Substrat 25 vorbereitet, um den IR-Detektor zu bilden. Das SOI-Substrat 25 umfaßt eine Siliziumplatte 26, auf der nacheinander ein dün ner Isolierfilm 27 und eine Einkristall-Silizium schicht 28 gebildet wurden.

Als nächstes wird, ähnlich der in den Ausführungsbei spielen 1 bis 4 beschriebenen Halbleiterschicht 28 auf dem SOI-Substrat 25, eine Kette gebildet, wie in Fig. 9B gezeigt ist.

Diese Kette 9 wird gebildet durch Verwendung einer der in den Fig. 1A bis 1C, 2A und 2B, 4, 5 und 6A und 6B gezeigten Konfigurationen.

Als nächstes wird ein Leiter 12 gebildet, wie in Fig. 9C gezeigt ist. Durch diesen Leiter 12 ist die Kette 9 elektrisch mit einer Signalleseschaltung (nicht gezeigt) verbunden. Weiterhin wird, wie in Fig. 9D gezeigt ist, ein Schutzfilm 13 beispielsweise aus Siliziumnitrid so gebildet, daß er die Kette 9, der Leiter 12 und dergleichen bedeckt. Nach diesem Prozeß wird ein zu der Siliziumplatte 26 durchgehendes Loch 14 gebildet. Die Siliziumplatte 26 wird entfernt durch einen Ätzvorgang unter Verwendung eines Ätzmit tels wie KOH durch das Loch 14. Hierdurch wird ein hohler Abschnitt 15 gebildet, wie in Fig. 9E gezeigt ist.

Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines anderen Herstellungsverfahrens für den IR-De tektor nach dem fünften Ausführungsbeispiel, wie in den Fig. 9A und 9E gezeigt ist. Wenn mehrere Ketten 9 gebildet werden, wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird ein P+-Bereich 29, welcher mit einer hohen Konzentra tion von B (Bor) dotiert ist, in der Kette 9 in der Siliziumplatte 26 gebildet, um benachbarte hohle Ab schnitte 15 voneinander zu trennen. Dieser P+-Bereich 29 kann das Ätzen der Siliziumplatte 26 in seitlicher Richtung während der Ausbildung des hohlen Abschnitts 15 verzögern.

Da ein Einkristall mit einem einwandfreien Kristall aufbau für die die Kette 9 bildenden Halbleiter schichten in dem IR-Detektor nach dem fünften Ausfüh rungsbeispiel verwendet wird, kann ein IR-Detektor mit einer guten Schottky-Sperre, sehr stabilen Eigen schaften und einem kleinen 1/f-Rauschwert erhalten werden.

Ausführungsbeispiel 6

Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht eines IR-Detektors nach dem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß der vor liegenden Erfindung. Hierin bezeichnen die Bezugszahl 3 einen dünnen Isolierfilm, der aus einem Isolations material wie SiO₂ besteht, die Bezugszahl 1 mehrere Halbleiterschichten, die aus Halbleitermaterial wie polykristallinem Silizium, amorphem Silizium oder dergleichen besteht, wobei jede eine auf dem dünnen Isolierfilm 3 gebildete inselförmige Gestalt hat. Die Bezugszahl 2 bezeichnet einen dünnen Metallfilm, der aus einem Material wie TiSi, Ti, Al oder AlSi be steht. Die Bezugszahl 4 bezeichnet ein isolierendes Material wie SiO₂ oder dergleichen zum Isolieren der Halbleiter gegeneinander und zum Isolieren der Halb leiterschicht 1 gegenüber anderen Abschnitten als den Vorspannungs-Verbindungsabschnitten 5 und 6 zwischen der Halbleiterschicht 1 und dem dünnen Metallfilm 2.

Ein dotierter P+-Bereich 30 und ein dotierter N+-Be reich 31 sind in der Halbleiterschicht 1 gebildet. Der sich auf der Seite des Vorspannungs-Verbindungs abschnitts 5 befindende dotierte P+-Bereich 30 wird durch Bor mit einer Verunreinigungskonzentration von 10¹⁹ [/cm³] oder mehr gebildet. Der sich an der Seite des Vorspannungs-Verbindungsabschnitts 6 befindende dotierte N+-Bereich 31 wird durch Phosphor (P) mit einer Verunreinigungskonzentration von 10¹⁹ [/cm³] oder mehr gebildet. Ein P-N-Übergang 32 ist zwischen dem dotierten N+-Bereich 30 und dem dotierten P+-Be reich 31 gebildet.

Im allgemeinen besteht eine interne Spannung am P-N-Übergang 32, die in der Formation des P-N-Überganges erzeugt wird. Die Größe der internen Spannung beträgt angenähert 1 [eV] und sie hängt ab von den Pegeln der Verunreinigungskonzentrationen des dotierten P+-Be reichs 30 und des dotierten N+-Bereichs 31. Demgemäß kann die interne Spannung des P-N-Übergangs 32 auf einen gewünschten Wert herabgesetzt werden durch Steuern der Größe der von außen angelegten Vorspan nung. Zusätzlich ist der P-N-Übergang 32 eine elek trische Sperre mit derselben Wirkung wie der der Schottky-Sperre an den Oberflächen der Vorspannungs- Verbindungsabschnitte, die für das Ausführungsbei spiel 1 erläutert wurden.

Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines anderen Herstellungsverfahrens für den IR-De tektor nach dem sechsten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Um den P-N-Übergang 32 gemäß Fig. 12 zu bilden, wird ein Abdeckfilm gebildet, um die Bereiche zu überdecken, welche der dotierte N+-Bereich 31 und der dotierte P+-Bereich 30, der durch Ionenimplantation einer Verunreinigung wie Bor (B) nach den in den Fig. 3A bis 3E gezeigten Prozessen gebildet wird, werden. Zusätzlich wird nach Entfer nung des Abdeckfilms der Abdeckfilm so gebildet, daß er den dotierten P+-Bereich 30 bedeckt, und der Ab schnitt, welcher der dotierte N+-Bereich 31 wird, wird durch Ionenimplantation einer Verunreinigung wie Phosphor (P) gebildet. Nach Beseitigung des Abdeck films wird der IR-Detektor nach den in den Fig. 3F bis 3J gezeigten Prozessen gebildet.

Bei der Konfiguration des IR-Detektors nach dem sech sten Ausführungsbeispiel sind die mehreren Halblei terschichten 1 mit dem P-N-Übergang 32 mit der hohen elektrischen Sperre elektrisch durch den dünnen Me tallfilm 2 miteinander verbunden. Hierdurch kann der IR-Detektor mit einem gewünschten oder optimalen Wi derstandswert gebildet werden durch Auswählen und Einstellen der Verbindungsanzahl der Halbleiter schichten und der Größe der Vorspannung. Zusätzlich können diese vorbeschriebenen Werte ausgewählt wer den, um die maximale elektrische Sperre zu erhalten. Hierdurch kann die Impendanzanpassung zwischen dem IR-Detektor und einer (nicht gezeigten) Signallese schaltung korrekt durchgeführt werden und die vorlie gende Erfindung ergibt einen IR-Detektor mit einer hohen Empfindlichkeit.

Weiterhin kann, da eine Verunreinigung mit einer ho hen Konzentration in die Halbleiterschichten 1 do tiert ist, der Widerstand der Halbleiterschichten herabgesetzt werden und der Wert des durch den Wider stand der Halbleiterschichten bewirkten 1/f-Rauschens wird extrem klein.

Zusätzlich kann es bei dem Herstellungsverfahren für den IR-Detektor nach dem sechsten Ausführungsbeispiel annehmbar sein, das SOI-Substrat zu verwenden, wel ches bei dem IR-Detektor nach dem fünften Ausfüh rungsbeispiel eingesetzt wurde. Durch Verwendung des SOI-Substrats kann ein P-N-Übergang mit einem ausge zeichneten Kristallaufbau gebildet werden. In diesem Fall werden die Eigenschaften der elektrischen Sperre stabil, so daß ein IR-Detektor mit einem geringen 1/f-Rauschen geschaffen werden kann. Dieser IR-Detek tor kann gebildet werden durch Hinzufügen der in Fig. 12 gezeigten Herstellungsschritte zu dem in Fig. 9B gezeigten Herstellungsvorgang zur Bildung der Kette 9.

Weiterhin wird gemäß den Erläuterungen des IR-Detek tors und der Herstellungsverfahren nach den Ausfüh rungsbeispielen 1 bis 6 ein polykristallines Silizium oder ein amorphes Silizium für die Halbleiterschich ten verwendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es kann beispielsweise an nehmbar sein, ein Halbleitermaterial wie SiC oder Ge oder dergleichen zu verwenden, welches die elektri sche Sperre in den Halbleiterschichten bildet und welches bei den Halbleiterherstellungsverfahren ver wendet wird.

Wie vorstehend im einzelnen beschrieben ist, können bei dem IR-Detektor nach der vorliegenden Erfindung die Art des dünnen Metallfilms, die Verbindungsanzahl N der Halbleiterschichten und der Vorspannungspegel V_B so gewählt werden, daß ein gewünschter und ge eigneter Widerstandswert des IR-Detektors erhalten wird. Wenn diese optimalen Werte so gewählt werden, daß die maximale Schottky-Sperre Vb′ erhalten wird, kann eine optimale Impedanzanpassung zwischen dem IR-Detektor und einer Signalleseschaltung erhalten wer den und die Empfindlichkeit des IR-Detektors kann erhöht werden.

Zusätzlich kann bei dem IR-Detektor nach der vorlie genden Erfindung der Widerstandswert der Halbleiter schichten herabgesetzt werden, ohne den Wert von TCR zu verändern, indem die Flächen der Vorspannungs-Ver bindungsabschnitte vergrößert werden. Darüber hinaus kann der Widerstandswert herabgesetzt werden und der Pegel der Schottky-Sperre kann erhöht werden im Ver hältnis zur Abnahme des Widerstandswertes, ohne daß der Gesamtwiderstandswert des IR-Detektors geändert wird, und der Wert von TCR kann erhöht werden. Da durch kann eine optimale Impedanzanpassung zwischen dem IR-Detektor und einer Signalleseschaltung erhal ten werden und die Empfindlichkeit des IR-Detektors kann erhöht werden.

Weiterhin können bei dem IR-Detektor nach der vorlie genden Erfindung optimale Längen der Halbleiter schichten in Dickenrichtung und in Längsrichtung aus gewählt werden, so daß der TCR-Wert groß und die Grö ße des IR-Detektors klein werden. Darüber hinaus wird die Konfiguration des IR-Detektors einfach und die Anzahl der Herstellungsvorgänge kann verringert wer den.

Zusätzlich kann bei dem IR-Detektor nach der vorlie genden Erfindung, da ein P-N-Übergang wie eine Schottky-Sperre als eine elektrische Sperre wirkt, der TCR-Wert groß und die P+ und N+-Bereiche werden mit einer hohen Verunreinigungskonzentration dotiert, wobei Vorspannungs-Verbindungsabschnitte zu einer ohmschen Verbindung werden und die Widerstandswerte des P+-Bereichs und des N+-Bereichs niedrig werden. Hierdurch kann das durch die Widerstände der Halblei terschichten bewirkte 1/f-Rauschen herabgesetzt wer den und die Impedanzanpassung zwischen dem IR-Detek tor und einer Signalleseschaltung kann leicht durch geführt werden, und der TCR-Wert wird groß, so daß der IR-Detektor nach der vorliegenden Erfindung ein hohes Leistungsvermögen hat.

Weiterhin kann bei dem IR-Detektor nach der vorlie genden Erfindung, da eine Halbleiterschicht verwendet wird, die eine auf einem SOI-Substrat gebildete Ein kristallschicht mit einer guten Kristallisation auf weist, eine stabile Schottky-Sperre oder ein stabiler P-N-Übergang erhalten werden, so daß der IR-Detektor stabile Eigenschaften und ein sehr kleines 1/f-Rau schen haben kann.

Zusätzlich kann bei dem IR-Detektor nach der vorlie genden Erfindung, da ein Bereich mit hoher Verunrei nigungskonzentration in der Halbleiterschicht gebil det wird, der Widerstand der Halbleiterschicht im Verhältnis zur Abnahme des Widerstands der Halblei terschicht verringert werden und der Widerstand der Schottky-Sperre kann erhöht werden. Hierdurch kann der TCR-Wert erhöht werden ohne Änderung des Gesamt widerstandswertes des IR-Detektors. Darüber hinaus kann der durch den Widerstand der Halbleiterschicht bewirkte 1/f-Rauschwert herabgesetzt werden.

Obgleich die Möglichkeit besteht, daß der Wider standswert eines Rückwärtsvorspannungs-Verbindungs abschnitts groß wird, kann weiterhin, da ein Bereich mit hoher Verunreinigungskonzentration an dem Rück wärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt gebildet ist, der Widerstand der Halbleiterschicht herabgesetzt werden und der Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt wird eine ohmsche Verbindung. Hierdurch kann der TCR-Wert erhöht werden ohne Änderung des Gesamt widerstandswertes, und der durch den Widerstand der Halbleiterschicht bewirkte 1/f-Wert kann ebenfalls verringert werden.

Zusätzlich kann bei dem IR-Detektor nach der vorlie genden Erfindung, da die Abmessungen einer Halblei terschicht in der Dickenrichtung und in der Längs richtung geeignet ausgewählt werden, so daß die Flä che der Schottky-Sperre groß wird, der TCR-Wert er höht werden und die Größe des IR-Detektors kann auch klein sein. Hierdurch kann die Konfiguration des IR-Detektors einfach sein und die Anzahl der Herstel lungsschritte und die Herstellungszeit können herab gesetzt werden.

Zusätzlich kann bei dem Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung, da ein SOI-Substrat mit einer guten Kristallisation verwendet wird, ein IR-Detektor mit einer stabilen Schottky-Sperre und einer stabilen Charakteristik hergestellt werden. Mehrere Halbleiterschichten werden aus einem Material mit einer guten Kristallisation gebildet, so daß ein IR-Detektor mit einem geringen 1/f-Rauschwert herge stellt werden kann. Weiterhin kann die Anzahl der Herstellungsschritte herabgesetzt werden.

Weiterhin können bei dem Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung, da eine Verunreinigung so in mehrere Halbleiterschichten dotiert ist, daß eine Verunreinigungskonzentration eines Abschnitts in der Halbleiterschicht zwischen Oberflächen größer ist als die eines Abschnitts in der Halbleiterschicht in der Nähe eines dünnen Metallfilms, die Halbleiterschicht mit einem niedrigen Widerstandswert, die Schottky- Sperre mit einem im Verhältnis zur Abnahme des Wider stands der Halbleiterschicht erhöhten Widerstand und ein großer TCR-Wert gebildet werden. Hierdurch kann ein IR-Detektor mit einem hohen Leistungsvermögen hergestellt werden.

Zusätzlich kann bei dem Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung, da die Verunreinigungs konzentration mehrerer Halbleiterschichten an einem oberflächenbereich so ausgebildet ist, daß sie höher ist als die der mehreren Halbleiterschichten in der Nähe des anderen Oberflächenbereichs, ein Rückwärts vorspannungs-Verbindungsbereich, bei dem die Möglich keit besteht, daß er ein Abschnitt mit hohem Wider stand wird, als ein Bereich mit ohmschem Widerstand ausgebildet werden. Hierdurch kann ein IR-Detektor erhalten werden, bei welchem der Widerstand der Halb leiterschicht herabgesetzt ist, der TCR-Wert erhöht ist ohne Änderung des Gesamtwiderstandswertes und der Wert des durch den Widerstand der Halbleiterschicht bewirkten 1/f-Rauschens niedrig wird.

Claims

1. Infrarotdetektor, gekennzeichnet durch einen dünnen Isolierfilm (3) aus einem isolie renden Material,
mehrere auf dem dünnen Isolierfilm (3) gebildete Halbleiterschichten (1),
einen Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt (5) und einen Rückwärtsvorspannungs-Verbindungs abschnitt (6), die für jede der mehreren Halb leiterschichten (1) gebildet sind, um eine Vor wärtsvorspannung und eine Rückwärtsvorspannung zu einer externen Vorspannung zu bilden, und einen dünnen Metallfilm (2) zum elektrischen Verbinden der mehreren Halbleiterschichten (1) miteinander sowohl über den Vorwärtsvorspan nungs-Verbindungsabschnitt (5) als auch den Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt (6).

2. Infrarotdetektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß jede der mehreren Halbleiter schichten (1) eine inselförmige Gestalt hat und sowohl der Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt (5) als auch der Rückwärtsvorspannungs- Verbindungsabschnitt (6) auf den mehreren Halb leiterschichten (1) gebildet sind.

3. Infrarotdetektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Vorwärtsvorspannungs-Ver bindungsabschnitt (20) und der Rückwärtsvorspan nungs-Verbindungsabschnitt (21) so gebildet sind, daß der dünne Metallfilm (18) zwischen den mehreren Halbleiterschichten (19) vergraben ist.

4. Infrarotdetektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß ein P-N-Übergang in jeder der mehreren Halbleiterschichten ausgebildet ist durch Bildung eines P+-Bereichs (30) in einem Abschnitt in einer Halbleiterschicht (1) zwi schen dem Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt (5) und dem Rückwärtsvorspannungs-Ver bindungsabschnitt (6) und durch Bilden eines N+-Bereichs (31) in einem anderen Abschnitt in der Halbleiterschicht (1).

5. Infrarotdetektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß sowohl der Vorwärtsvorspan nungs-Verbindungsabschnitt (5) als auch der Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt (6) eine Schottky-Sperre sind.

6. Infrarotdetektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die mehreren Halbleiterschich ten (1) auf einem Silizium-auf-Isolator(SOI)- Substrat (25) gebildet sind.

7. Infrarotdetektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Konzentration des Ab schnitts der Halbleiterschicht (1) zwischen dem Vorwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitt (5) und dem Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsab schnitt (6) größer ist als eine Konzentration des Abschnitts der Halbleiterschicht (1) in der Nähe sowohl des Vorwärtsvorspannungs-Verbin dungsabschnitts (5) als auch des Rückwärtsvor spannungs-Verbindungsabschnitts (6).

8. Infrarotdetektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Verunreinigungskonzentra tion der Halbleiterschicht (1) auf der Seite des Rückwärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts (5) höher ist als eine Verunreinigungskonzentration der Halbleiterschicht (1) in der Nähe des Vor wärtsvorspannungs-Verbindungsabschnitts (6).

9. Herstellungsverfahren für IR-Detektoren, gekennzeichnet durch Schritte zum Implantieren von Ionen in mehrere Halbleiterschichten (10), die auf einem dünnen Isolierfilm (3) gebildet sind, um mehrere dünne Metallfilme als mehrere implantierte Abschnitte zu bilden, und zum elektrischen Verbinden mehre rer nicht-implantierter Abschnitte (1), welche nicht implantiert sind, und der mehreren implan tierten Abschnitte (2) miteinander.

10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Halbleiter schichten (10, 28) auf einem Silizium-auf-Isola tor(SOI)-Substrat (25) gebildet sind.

11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, gekenn zeichnet durch einen Schritt zum Implantieren von Verunreinigungen in die mehreren nicht-im plantierten Abschnitte (1), in welche keine Io nen implantiert sind, derart, daß die Konzentra tion von Abschnitten zwischen den implantierten Abschnitten (2) größer ist als die Konzentration der nicht-implantierten Abschnitte (1) in der Nähe der implantierten Abschnitte (2).

12. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verunreinigungskonzen tration des nicht-implantierten Abschnitts (1) in einem Oberflächenbereich zwischen dem implan tierten Abschnitt (2) und dem nicht-implantier ten Abschnitt (1) größer ist als eine Verunrei nigungskonzentration des nicht-implantierten Abschnitts (1) in der Nähe eines anderen Ober flächenbereichs.