JP2013211458A - 赤外線センサ - Google Patents

Abstract

【課題】メサ形状を有し、ＰＮまたはＰＩＮ接合を有するフォトダイオードを利用した赤外線センサについて、湿度耐性が向上する赤外線センサを提供すること。
【解決手段】ＰＮまたはＰＩＮ接合によるフォトダイオード構造を含むＩｎＳｂ系化合物半導体層２０と、ＩｎＳｂ系化合物半導体層２０の上に組成物ＳｉＯ₂およびＳｉＮからなる保護層４０とを備え、保護層４０は、バッファードフッ酸によるエッチングレートが７４００〜７６５５Å／ｍｉｎであるＳｉＯ₂と、ＳｉＮのバッファードフッ酸によるエッチングレートが１３５０〜２３００／ｍｉｎであるＳｉＮとを用いて積層される。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線センサに関し、より詳細には、ＰＮまたはＰＩＮ接合を有するフォトダイオード構造を含むＩｎＳｂ系化合物半導体層を備える赤外線センサに関する。

温度、圧力、光等の物理的な変化量を、電流や電圧などの電気的な変化量に変換するものにセンサが知られている。このセンサにより、様々な対象物を数値として測定することが可能となる。特に、近年の環境問題への関心の高まりから、省エネルギー化、高効率化に貢献できるセンサが注目を集めている。これらのセンサの中で、光の変化量を検出する光センサには、赤外線を受光して電気信号に変換する赤外線センサがある。

赤外線センサは、人間の目に影響を与えることなく、対象物の温度を直接接触せずに感知できるという特徴を有し、テレビのリモコン操作などに利用されている。そこで、赤外線センサは、人体などの熱源を感知する人感センサや非接触温度計として用いることができるため、例えば人感センサとして利用する場合には照明などに搭載することで不要な電力を有効に削減できる。また、赤外領域に吸収帯を有する気体（二酸化炭素、一酸化炭素など）に対しては、赤外線センサはガスセンサとしても応用可能であり、人感センサに止まらない様々な用途が期待できる。

赤外線センサはその動作原理から、熱型センサと量子型センサに分類される。熱型センサは人感センサなどで広く用いられているが、周波数応答性が低いという課題があり、ガスセンサとして使用する場合には、ガス検出の応答性が低く、迅速な異常検知の点で課題がある。一方、量子型センサは、周波数応答性が高いという特徴があり、熱型センサに比べて、ガスセンサとして非常に有望である。

例えば、特許文献１では、ＩｎＳｂなどのナローバンドギャップ半導体を用いたＰＩＮダイオード構造による赤外線センサが提案されている。ＩｎＳｂは赤外線（〜８μｍ）のエネルギー程度のバンドギャップを持ち、量子型赤外線センサとして用いるのに好適な素材であるが、そのままダイオード構造を形成しても非冷却時には熱励起キャリアの影響で整流作用が得られない。

そこで、ｐ層と光吸収層との間に禁制帯幅の広い半導体層を挿入することにより、伝導帯にある電子がｐ型半導体層に拡散することを防ぐ構造としている。これにより、量子型の赤外線センサでも室温で動作することが可能となっている。加えて、ＩｎＳｂなどの化合物半導体ダイオードによる赤外線センサを用いて被検出光を最大に効率良く利用する方法も示されている。このような、高いＳ／Ｎ比を有した超小型かつ低消費電力の赤外線センサが、例えば特許文献1で提案されている。

特許文献1に示されるように、応答速度や静態検知といった特長を有する量子型赤外線センサにおいて、従来必須であった冷却機構が不要となり、小型化・低ノイズ化も達成されている。このような技術の進展により、困難であった携帯電話などのモバイル機器への搭載も可能となっており、ＩｎＳｂ等の化合物半導体赤外線センサの用途は広がりを見せようとしている。

特開２００８−６６５８４号公報

しかしながら、これまでは赤外線センサ自身の信頼性、すなわち高温・高圧・高湿度環境下における信頼性試験（Pressure Cooker Test: ＰＣＴ）等に対する湿度耐性については詳しい検討がなされてこなかった。

本発明は、上記した点に鑑みて行われたものであり、ＰＮまたはＰＩＮ接合を有するフォトダイオード構造を含むＩｎＳｂ系化合物半導体層を備える赤外線センサにおいて、湿度耐性が向上する赤外線センサを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ＰＮまたはＰＩＮ接合によるフォトダイオード構造を含むＩｎＳｂ系化合物半導体層と、ＩｎＳｂ系化合物半導体層上に組成物Ｓｉ_xＯ₂および／またはＳｉ_yＮ₄からなる保護層とを備え、保護層は、バッファードフッ酸によるエッチングレートが７４００〜７６５５Å／ｍｉｎであるＳｉ_xＯ₂と、Ｓｉ_yＮ₄のバッファードフッ酸によるエッチングレートが１３５０〜２３００Å／ｍｉｎであるＳｉ_yＮ₄とを用いて積層されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の赤外線センサであって、化合物半導体層と保護層との間に、厚みが１０ｎｍ以下のＩｎＳｂ系の化合物半導体層の酸化膜を更に備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の赤外線センサであって、Ｓｉ_xＯ₂は、ｘ＝０．８５〜０．８８であり、Ｓｉ_yＮ₄は、ｙ＝３．４０〜３．４４であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の赤外線センサであって、Ｓｉ_xＯ₂は、膜密度が２．１４〜２．１５ｍｇ／ｍｍ³であり、Ｓｉ_yＮ₄は、膜密度が２．５６〜２．５９ｍｇ／ｍｍ³であることを特徴とする。

以上説明したように、本発明の赤外線センサによれば、ＰＮまたはＰＩＮ接合を有するフォトダイオードを利用した赤外線センサについて、湿度耐性が向上するという効果を奏する。

本発明の実施形態の赤外線センサを表す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明の赤外線センサは、ＰＮまたはＰＩＮ接合によるフォトダイオード構造を含むＩｎＳｂ系化合物半導体層と、化合物半導体層上にＳｉＯ₂および／またはＳｉＮからなる保護層を備える。

［ＩｎＳｂ系化合物半導体層］
本発明において、ＩｎＳｂ系化合物半導体層とは、ＩｎＳｂをその組成に含む化合物半導体層を意味する。また、ＩｎＳｂ系化合物半導体層中にＰＮまたはＰＩＮ接合によるフォトダイオード構造を含んでおり、フォトダイオード部分に赤外線が入光することにより、光起電力による電力が生じる。

ＩｎＳｂ系化合物半導体層は、ＩｎＳｂをその組成に含み、赤外線の領域に波長感度を持つものであれば特に制限はない。赤外線の領域に波長感度を有するためには、比較的にエネルギーバンドギャップの小さい材料であればよい。ＩｎＳｂ系化合物半導体とは、ＩｎＳｂはもちろんのことＩｎＡｓ_xＳｂ_1-x（０≦ｘ＜１）、Ｉｎ_1-yＧａ_yＳｂ（０≦ｙ＜１）、Ｉｎ_1-zＡｌ_zＳｂ（０≦ｚ＜１）のような３元系、ＡｌＧａＩｎＳｂ、ＡｌＩｎＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂのような４元系、ＡｌＧａＩｎＡｓＳｂのような５元系としてもよい。

用いる化合物半導体層の組成は、赤外線センサの用途に応じて適宜選択するのがよい。例えば、赤外線センサを人体検知の用途に応用する場合は、長波長側に感度波長があるＩｎＡｓ_xＳｂ_1-x（０≦ｘ＜１）を化合物半導体層として用いることが好ましい。さらに好ましくは、人体が放出する波長１０μｍ付近に感度波長を持つＩｎＡｓ_0.4Ｓｂ_0.6を用いることがよい。また、ＣＯ₂、ＣＯ、ＮＯ、ＣＨ等のガスセンサに応用する場合は、短波長化するためにＧａやＡｌを混晶したＩｎ_1-yＧａ_yＳｂ（０≦ｙ＜１）、Ｉｎ_1-zＡｌ_zＳｂ（０≦ｚ＜１）を化合物半導体層として用いることが好ましい。

より好ましくは、４μｍ付近に感度波長を持つＩｎ_0.8Ｇａ_0.2Ｓｂ、Ｉｎ_0.97Ａｌ_0.03Ｓｂがよい。赤外線センサの化合物半導体層の具体的な構造は、ｐ型半導体とｎ型半導体を接合したｐｎ接合をベースにしたｐ−ＩｎＳｂ／ｎ−ＩｎＳｂの２層構造、ｐ層とｎ層の間にｉ層を備えるｐ−ＩｎＳｂ／ｉ−ＩｎＳｂ／ｎ−ＩｎＳｂの３層構造やｐ−ＩｎＳｂ／ｐ−ＩｎＡｌＳｂ／ｉ−ＩｎＳｂ／ｎ−ＩｎＳｂの４層構造であってもよい。

［保護層］
本発明の赤外線センサが備える保護層について説明する。本発明で用いる保護層は、ＩｎＳｂ系化合物半導体層上に積層される。保護層はＳｉＯ₂、ＳｉＮ、およびそれらの積層体からなる。ＳｉＯ₂を用いる場合、バッファードフッ酸によるエッチングレートが７４００〜７６５５Å／ｍｉｎのＳｉＯ₂を用いる。ＳｉＮの場合、バッファードフッ酸によるエッチングレートが１３５０〜２３００Å／ｍｉｎであるＳｉＮを用いる。バッファードフッ酸（ＢＨＦ）によるエッチングレートが７６５５Å／ｍｉｎ以下のＳｉＯ₂、バッファードフッ酸によるエッチングレートが２３００Å／ｍｉｎ以下のＳｉＮであることにより、信頼性試験に対して十分な耐性を有する赤外線センサを得ることが出来る。特に湿度耐性が大きな影響を及ぼす恒温恒湿試験、ＰＣＴ（Pressure Cooker Test）による信頼性試験に対して十分な耐性を有する赤外線センサを得ることができる。

また、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）によるエッチングレートが７４００Å／ｍｉｎ以上のＳｉＯ₂、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）によるエッチングレートが１３５０Å／ｍｉｎ以上のＳｉＮであることにより、低ノイズとなる赤外線センサを得ることが出来る。

本発明において、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）は、フッ化水素（ＨＦ）：７．２５ｗｔ％、フッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）：３３．９ｗｔ％、水：５８．８５ｗｔ％のｐＨ＝５．４の水溶液を意味する。

また、湿度関連試験に対する耐性向上の観点から、ＳｉＯ₂およびＳｉＮは、ＳｉＯ₂の組成Ｓｉ_xＯ₂においてｘ＝０．８５〜０．８８、ＳｉＮの組成Ｓｉ_yＮ₄においてｙ＝３．４０〜３．４４であることが好ましい。また、湿度関連試験に対する耐性向上の観点から、ＳｉＯ₂およびＳｉＮは、膜密度が２．１４〜２．１５ｍｇ／ｍｍ³のＳｉＯ₂、膜密度が２．５６〜２．５９ｍｇ／ｍｍ³のＳｉＮであることが好ましい。

保護層は、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）を用いて直接ＩｎＳｂ系化合物半導体層上に形成することが可能である。プラズマＣＶＤ装置には通常、成膜時の温度、圧力、原料ガス流量などの各パラメータを制御する機構が導入されている。ＢＨＦによるエッチングレートは、成膜時の温度を上昇させると減少し、圧力を上昇させると上昇、ＳｉＨ₄の流量を増加させると増加する傾向にある。これらのパラメータおよび他のパラメータを適宜調整することで所望のエッチングレートのＳｉＯ₂およびＳｉＮ層を得ることができる。

また、ＩｎＳｂ系化合物半導体材料は、空気中に放置することで表面に酸化膜が形成される傾向があるので、ＳｉＯ₂やＳｉＮの成膜は、このような酸化膜の生成が促進されない環境で行われることが望ましい。例えば、エッチングにより化合物半導体層にメサ部を形成した場合、メサ側面が露出した状態で長期間放置すると自然酸化膜の生成が促されるため、メサ部を形成した後は速やかに保護層の成膜工程に移行するのが望ましい。

また、酸化膜をより確実に除去するためには、メサ部を形成した後、酸化膜除去処理を施し、その後速やかに保護層の成膜工程に移行するのがより望ましい。また、プラズマＣＶＤによるＳｉＯ₂やＳｉＮ成膜は通常室温より高い温度で行われるが、高温環境へ導入する際も空気中であると熱酸化膜の生成が促進されるため、できるだけ真空下で導入を行うほうがよい。また、半導体層と保護膜層の間に化合物半導体の酸化物層が形成されることにより、ダイオード側面のリークが起こることが想定されるため、信頼性試験に対する耐性向上の観点から酸化膜の厚みは、１０ｎｍ以下であることが望ましい。

以下、図１に基づいて本発明の実施形態１の赤外線センサ１００について説明する。

図１は、本発明の実施形態の赤外線センサ１００を表す断面図である。赤外線センサ１００は、半導体基板３０と、ＩｎＳｂ系化合物半導体層２０と、保護層４０と、配線５０を備えている。半導体基板３０は、ＧａＡｓ基板である。ＩｎＳｂ系化合物半導体層２０は、ｐ⁺−ＩｎＳｂ層２１、ｐ−ＡｌＩｎＳｂバリア層２２、ｉ−ＩｎＳｂ光吸収層２３、ｎ⁺−ＩｎＳｂ層２４からなっており、ｐｉｎ接合によるフォトダイオード構造を形成している。また、保護層４０は第一のＳｉＯ₂からなる保護層４１とＳｉＮからなる第二の保護層４２からなっている。

赤外線センサ１００は、半導体基板３０上にｎ⁺−ＩｎＳｂ層２４、ｉ−ＩｎＳｂ光吸収層２３、ｐ−ＡｌＩｎＳｂバリア層２２、ｐ⁺−ＩｎＳｂ層２１を形成した後、化学的又は物理的エッチング法を用いて、メサ部を形成し、エッチングやリフトオフ法を用いて所望の位置に第一および第二の保護層を形成し、最後に所望の位置に配線５０を形成することで得られる。

赤外線センサ１００は、半導体基板３０の半導体層が形成されていない裏面から光を入射するため、光を吸収する部分の基板側のサイズが大きいことで、光を吸収する部分への光の導入が効率よく行われる。更に、赤外線センサ１００は、信号を電流Ｉｐで出力しており、ＰＮ又はＰＩＮフォトダイオード部の抵抗Ｒ０が高い方が低ノイズを実現できる。

メサ部の形状が順メサ形状であれば、フォトダイオードの抵抗を決定する部位（ＰＩＮフォトダイオードの場合はＩ層、ＰＮフォトダイオードの場合はＰＮ接合部）の面積が小さくなるためフォトダイオードの抵抗を高くすることができる。このようにして、高い光電流と高い抵抗を併せ持つことにより、高感度の赤外線検知が可能になる。

ＩｎＳｂ系化合物半導体層２０は、半導体基板３０上に、例えばＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法を用いて形成することができる。ＩｎＳｂ系化合物半導体層２０の形成方法は、ＭＢＥ法以外にも、真空蒸着法、ＭＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Deposition）法等を用いることができるが、組成、膜厚の制御性が優れているＭＢＥ法がより好ましい。また、本実施形態では、半導体基板３０は、ＧａＡｓ基板を用いているが、絶縁性であればそれ以外の限定は特にないが、赤外線をよく透過する材料が好ましく、ＧａＡｓ基板以外に例えばＳｉ基板，ＩｎＰ基板，ＧａＰ基板等も半導体基板３０として用いることができる。

本発明の実施例を以下に示す。

［実施例１］（上限値）
ＭＢＥ法を用いて、直径１００ｍｍの半絶縁性のＧａＡｓ単結晶基板上にＳｎを１×１０¹⁹原子／ｃｍ³ドーピングしたＩｎＳｂ層をｎ⁺−ＩｎＳｂ層２４として１．０μｍ成長し、この上にＺｎを２．５×１０¹⁶原子／ｃｍ³ドーピングしたＩｎＳｂをπ−ＩｎＳｂ層として２．０μｍ成長し、この上にＺｎを１×１０¹⁸原子／ｃｍ³ドーピングしたＡｌ_0.18Ｉｎ_0.82Ｓｂ層をバリア層２２として０．０２μｍ成長し、この上にＺｎを１．０×１０¹⁸原子／ｃｍ³ドーピングしたＩｎＳｂ層をｐ⁺−ＩｎＳｂ層２１として０．５μｍ成長し、ＩｎＳｂ系化合物半導体層２０を備える半導体ウェハを作製した。

この半導体ウェハに、エッチング処理を施してメサ部を形成し、第一の保護膜４１としてＳｉＯ₂をＰＣＶＤ法にて成膜する。続いてイオン注入法により素子分離を行い、その後ＰＣＶＤ法によりウェハ全面に第二の保護膜４２としてＳｉＮを成膜した。その後、配線５０がＩｎＳｂ系化合物半導体層２０と電気的に接続する位置にコンタクト用の開口部を形成し、次いでフォトダイオード構造からの光起電力を外部に出力するための電極形成を行い、基板上に赤外線センサ１００の素子を４８９１個製造した。

保護層４０は、いずれもＰＣＶＤで行った。このとき、ＳｉＯ₂成膜は温度２１０℃、圧力１５０Ｐａ、流量比ＳｉＨ₄／Ｎ₂Ｏ＝０．０６０／１．０ｓｌｍで行い、ＳｉＮ成膜は温度２１０℃、圧力１２０Ｐａ、流量比ＳｉＨ₄／ＮＨ₃＝０．０５５／０．０２５で行った。

赤外線センサ１００が形成された基板に対して、最も過酷な湿度関連の信頼性試験であるＰＣＴ（１２１℃、９９％ＲＨ、２ａｔｍ）を実施し、４５０時間における赤外線センサ抵抗Ｒ０の変動を検査したところ、変動率は−５〜＋４％以内に収まっていた。

用いたＳｉＯ₂，ＳｉＮの分析を行ったところ、ＳｉＯ₂、ＳｉＮそれぞれのＢＨＦ（フッ化水素（ＨＦ）：７．２５ｗｔ％、フッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）：３３．９ｗｔ％、水：５８．８５ｗｔ％のｐＨ＝５．４の水溶液）で、エッチングレートは７６５５、２０５７Å／ｍｉｎであった。さらに、ＳｉＯ₂の組成Ｓｉ_xＯ₂においてｘ＝０．８６、ＳｉＮの組成Ｓｉ_yＮ₄はｙ＝３．４３であり、膜密度はそれぞれ２．１５，２．５７ｍｇ／ｍｍ³であった。また、このとき赤外線センサ１００の素子の抵抗は１５０ｋΩ程度であり、熱ノイズに対して十分なシグナルを与える値であることも確認できた。

［実施例２］（下限値）
保護層４０の成膜条件として、ＳｉＯ₂成膜を２３５℃、圧力１５０Ｐａ、流量比ＳｉＨ₄／Ｎ₂Ｏ＝０．０６０／１．０ｓｌｍで行い、ＳｉＮ成膜を２３５℃、圧力１２０Ｐａ、流量比ＳｉＨ₄／ＮＨ₃＝０．０５５／０．０２５で行った。保護層４０以外の部分については実施例１と同様の方法で赤外線センサ１００の素子を４９０２個製造した。

そして、実施例１と同様にＰＣＴを実施したところ、４５０時間におけるＲ０の変動は、−４〜＋６％以内であった。また、Ｒ０も１５０ｋΩ程度であるという結果が得られた。このときのＳｉＯ₂、ＳｉＮのＢＨＦエッチングレートは７３９７、１３８４Å／ｍｉｎ、ＳｉＯ₂の組成Ｓｉ_xＯ₂においてｘ＝０．８７、ＳｉＮの組成Ｓｉ_yＮ₄はｙ＝３．４２であり、膜密度はそれぞれ２．１４，２．５８であった。

以上のように、赤外線センサ１００は、ＳｉＯ₂、ＳｉＮの成膜条件の変更により実現された耐湿性の高い膜を備えているため、湿度耐性を向上することができる。さらに、ＰＣＴに対する耐久時間が長いほど水分の浸透が遅くなるため、湿度の存在する環境下（即ち実使用環境下）での赤外線センサ１００の素子寿命を延ばすことができる。

以下に本発明の実施例１乃至２との比較例１乃至２を示す。

［比較例１］（上限値より大きい）
ＳｉＯ₂、ＳｉＮの成膜条件として、ＳｉＯ₂成膜を１８０℃、圧力１５０Ｐａ、流量比ＳｉＨ₄／Ｎ₂Ｏ＝０．０６０／１．０ｓｌｍで行い、ＳｉＮ成膜を１８０℃、圧力１２０Ｐａ、流量比ＳｉＨ₄／ＮＨ₃＝０．０５５／０．０２５で行った。保護層以外の部分については実施例１と同様の方法で赤外線センサの素子を４９０９個製造し、同様の評価を行った。その結果、ＰＣＴ試験に対しては４５０時間が経過したときにおよそ１／４の素子が最大で−３４％の変動を示した。このときのＳｉＯ₂、ＳｉＮのＢＨＦエッチングレートは７９４５、３８１８Å／ｍｉｎ、ＳｉＯ₂の組成Ｓｉ_xＯ₂においてｘ＝０．８６、ＳｉＮの組成Ｓｉ_yＮ₄はｙ＝３．４１であり、膜密度はそれぞれ２．１４，２．５４ｍｇ／ｍｍ³であった。

このようなＢＨＦエッチングレートが上記の上限値より高い場合は、（１）膜の密度が低い場合（膜厚の割に元素が疎である）、または（２）膜内に不安定な化学状態の結合が多数存在する場合、の２通りが考えられる。（１）については、疎であるために水分を通しやすいといえる。（２）については、膜が水分を取り込み、結合を作りやすい状態にある可能性が高く、透湿性が高い膜であるといえる。このことから、ＢＨＦエッチングレートが上記の上限値より高い場合は、透湿性の高い状態にあるので、湿度耐性が低く好ましくない。

［比較例２］（下限値未満）
ＳｉＯ₂、ＳｉＮの成膜条件として、ＳｉＯ２成膜を２５０℃、圧力１５０Ｐａ、流量比ＳｉＨ４／Ｎ２＝０．０６０／１．０ｓｌｍで行い、ＳｉＮ成膜を２５０℃、圧力１２０Ｐａ、流量比ＳｉＨ₄／ＮＨ₃＝０．０５５／０．０２５で行った。保護層以外の部分については実施例１と同様の方法で赤外線センサの素子を４９０５個製造した。

比較例２で得られた赤外線センサの素子のＰＣＴ試験投入前のサンプルの抵抗値Ｒ０は、実施例１と比較して１７％程度減少していた。このときのＳｉＯ₂，ＳｉＮのＢＨＦエッチングレートは７１４３、１１４６、ＳｉＯ₂の組成Ｓｉ_xＯ₂においてｘ＝０．８８、ＳｉＮの組成Ｓｉ_yＮ₄はｙ＝３．４６であり、膜密度はそれぞれ２．１５，２．５７であった。

このようなＢＨＦエッチングレートが上記の下限値より低い場合は、膜の透湿性自体は低くなり、耐湿性は向上するといえるが、今度は赤外線センサ１００のダイオード側面への影響があるために赤外線センサ１００の特性低下が起こる可能性が出てくる。すなわち、この場合は、化合物半導体層２０と保護膜層４０との間に化合物半導体の酸化物層が形成されやすい条件であるため、ダイオード側面のリーク成分が大きくなり、ダイオード特性の劣化（抵抗値Ｒ０の低下）につながる。したがって、赤外線センサ１００の抵抗値Ｒ０が小さいことにより、赤外線センサの低ノイズ化が実現されないため好ましくない。

本発明の赤外線センサは、信頼性の高い赤外線センサとして好適であり、具体的には人感センサや非接触温度計等に利用することができる。

２０：ＩｎＳｂ系化合物半導体層
２１：ｐ⁺−ＩｎＳｂ層
２２：ｐ−ＡｌＩｎＳｂバリア層
２３：ｉ−ＩｎＳｂ光吸収層２３
２４：ｎ⁺−ＩｎＳｂ層
３０：半導体基板
４０：保護層
４１：第一の保護層
４２：第二の保護層
５０：配線
１００：赤外線センサ

Claims (4)

1. ＰＮまたはＰＩＮ接合によるフォトダイオード構造を含むＩｎＳｂ系化合物半導体層と、前記ＩｎＳｂ系化合物半導体層上に組成物Ｓｉ_xＯ₂および／またはＳｉ_yＮ₄からなる保護層とを備え、
   前記保護層は、バッファードフッ酸によるエッチングレートが７４００〜７６５５Å／ｍｉｎである前記Ｓｉ_xＯ₂と、
   前記Ｓｉ_yＮ₄のバッファードフッ酸によるエッチングレートが１３５０〜２３００Å／ｍｉｎである前記Ｓｉ_yＮ₄と
   を用いて積層されることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
2. 前記化合物半導体層と前記保護層との間に、厚みが１０ｎｍ以下のＩｎＳｂ系の化合物半導体層の酸化膜を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
3. 前記Ｓｉ_xＯ₂は、ｘ＝０．８５〜０．８８であり、
   前記Ｓｉ_yＮ₄は、ｙ＝３．４０〜３．４４であることを特徴とする請求項１または２に記載の赤外線センサ。
4. 前記Ｓｉ_xＯ₂は、膜密度が２．１４〜２．１５ｍｇ／ｍｍ³であり、
   前記Ｓｉ_yＮ₄は、膜密度が２．５６〜２．５９ｍｇ／ｍｍ³であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の赤外線センサ。

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