JP2830285B2 - Method for manufacturing photodetector - Google Patents

Method for manufacturing photodetector

Info

Publication number
JP2830285B2
JP2830285B2 JP2015313A JP1531390A JP2830285B2 JP 2830285 B2 JP2830285 B2 JP 2830285B2 JP 2015313 A JP2015313 A JP 2015313A JP 1531390 A JP1531390 A JP 1531390A JP 2830285 B2 JP2830285 B2 JP 2830285B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
type
crystal
region
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2015313A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03219671A (en
Inventor
敏之 上田
宏 瀧川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2015313A priority Critical patent/JP2830285B2/en
Publication of JPH03219671A publication Critical patent/JPH03219671A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2830285B2 publication Critical patent/JP2830285B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 多素子型の光検知素子の製造方法に関し、 素子分離が確実で、高密度に配置された多素子型の光
検知素子を目的とし、 基板上に形成した水銀を含むP型の化合物半導体結晶
にイオンミリング法で、前記基板面に達する素子分離用
の溝を形成し、前記化合物半導体結晶を含む基板を水銀
蒸気の雰囲気内で加熱処理して、前記イオンミリングの
損傷によりN型領域に変換された溝の側壁領域をP型領
域に回復させて当該化合物半導体結晶を所定のキャリア
濃度のP型結晶とした後、前記溝で分離された化合物半
導体結晶毎の所定領域に素子形成用不純物を選択的に導
入してそれぞれ素子分離された多数の光検知用P−N接
合素子を形成することで構成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] The present invention relates to a method for manufacturing a multi-element photodetector, which is intended to be a multi-element photodetector which is surely separated and has a high density, and is formed on a substrate. A groove for element isolation reaching the substrate surface is formed in the P-type compound semiconductor crystal containing mercury by ion milling, and the substrate containing the compound semiconductor crystal is heated in an atmosphere of mercury vapor, After the side wall region of the groove converted into the N-type region due to the damage of the ion milling is restored to the P-type region and the compound semiconductor crystal is converted into a P-type crystal having a predetermined carrier concentration, the compound semiconductor crystal separated by the groove is removed. A plurality of photodetection PN junction elements are formed by selectively introducing element-forming impurities into each predetermined region to form a plurality of photodetection PN junction elements.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は光検知素子の製造方法に係り、特に素子分離
領域の面積を小さくして高密度に配置された多素子型の
光検知素子の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a light sensing element, and more particularly to a method for manufacturing a multi-element type light sensing element in which the area of an element isolation region is reduced and arranged at high density.

光検知素子のような赤外線検知素子は、エネルギーバ
ンドギャップの狭い水銀・カドミウム・テルル(Hg1-xC
dxTe)のような化合物半導体結晶を素子形成材料として
用いており、これ等の素子は高解像度化を図るために、
上記結晶基板上に出来るだけ高密度に配置することが望
まれる。
Infrared detectors such as photo detectors are made of mercury, cadmium, tellurium (Hg 1-x C
d x Te) is used as a device forming material, and these devices are used for high resolution.
It is desired to arrange them on the crystal substrate as densely as possible.

ところで上記検知素子を結晶基板に多数配置した場
合、該素子間の距離が該結晶基板で光電変換されたキャ
リアの拡散長よりも短くなると、検知素子で得られる信
号にクロストークを発生することになり、このクロスト
ークの発生を防止した検知素子が望まれる。
By the way, when a large number of the sensing elements are arranged on a crystal substrate, if the distance between the elements is shorter than the diffusion length of carriers photoelectrically converted by the crystal substrate, crosstalk may occur in a signal obtained by the sensing element. Therefore, a detection element that prevents the occurrence of the crosstalk is desired.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、このようなクロストークの発生を防止した光検
知素子として本出願人は以前に特願昭61−281341号に於
いてP+型Hg1-xCdxTe結晶の所定領域に水銀を拡散して前
記P+型Hg1-xCdxTe結晶の空孔を埋めてP型結晶となし、
該P型結晶に素子を形成して前記キャリア濃度の高いP+
型Hg1-xCdxTe結晶を素子分離領域とした素子を提案して
いる。
Heretofore, the present applicant has previously disclosed in Japanese Patent Application No. 61-281341 a light-sensing element that prevented the occurrence of such crosstalk by diffusing mercury into a predetermined region of a P + type Hg 1-x Cd x Te crystal. To fill the vacancies of the P + type Hg 1-x Cd x Te crystal to form a P type crystal,
An element is formed on the P-type crystal to form a P +
A device using a type Hg 1-x Cd x Te crystal as a device isolation region has been proposed.

また本出願人は特願昭61−187508号に於いて、CdTe基
板の所定領域に高x値のHg1-xCdxTe結晶を選択的に形成
して、その上に素子形成用の低x値のHg1-xCdxTe結晶を
形成して、前記高x値のHg1-xCdxTe結晶を素子分離領域
とした素子を提案している。
Also, the applicant of the present invention has disclosed in Japanese Patent Application No. 61-187508 a method of selectively forming a high x-value Hg 1-x Cd x Te crystal in a predetermined region of a CdTe substrate, and forming a high-value Hg 1-x Cd x Te crystal thereon. to form Hg 1-x Cd x Te crystal x values, it has proposed a device in which the Hg 1-x Cd x Te crystal element isolation region of the high x values.

このような素子分離法の他に、更に製造の容易な方法
としてCdTe基板上に形成した素子形成用のHg1-xCdxTeの
結晶の素子形成領域間に、CdTe基板に到達する迄エッチ
ングにより溝を設けて素子分離する方法がある。
In addition to such an element separation method, as an easier manufacturing method, etching is performed between element forming regions of Hg 1-x Cd x Te crystals for element formation formed on a CdTe substrate until reaching the CdTe substrate. There is a method in which a groove is provided to separate elements.

従来、このような溝を形成する方法としてCdTe基板上
に形成したHg1-xCdxTe結晶上の所定領域にレジスト膜を
形成した後、該レジスト膜をマスクとしてブロム(B
r2)とメタノール(CH3OH)との混合液よりなるエッチ
ング液を用いてCdTe基板に到達する迄エッチングする方
法がある。
Conventionally, as a method of forming such a groove, a resist film is formed in a predetermined region on a Hg 1-x Cd x Te crystal formed on a CdTe substrate, and then a bromo (B)
a method of etching until reaching the CdTe substrate with r 2) and consisting of a mixture of methanol (CH 3 OH) etchant.

然し、この液によるエッチング方法は、エッチングの
方向が等方的になり、アスペクト比(溝の深さ寸法/溝
の幅の寸法)の大きい溝を形成するのが困難で、そのた
め素子分離領域の面積が大きく成って、一枚の基板に配
置する検知素子の数が低下し、高密度に素子を配置する
ことが出来ない問題がある。
However, in the etching method using this liquid, the etching direction is isotropic, and it is difficult to form a groove having a large aspect ratio (groove depth dimension / groove width dimension). The area becomes large, the number of sensing elements to be arranged on one substrate decreases, and there is a problem that elements cannot be arranged at high density.

このような高アスペクト比の溝を形成する方法として
アルゴンガスを用いたイオンミリング法が従来より提案
されている。
As a method of forming such a high aspect ratio groove, an ion milling method using an argon gas has been conventionally proposed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

然し、特開昭57−170577号によると、第3図に示すよ
うに、このようなイオンミリング法でCdTe基板1上に形
成されたHg1-xCdxTe結晶2をエッチングすると、溝3お
よび溝の周囲の領域がイオンミリングの際のイオンの衝
撃に依って損傷を受け、この損傷された領域よりHgがHg
1-xCdxTe結晶中に格子間不純物として導入され、この格
子間内に導入されたHgがN型不純物と成ってN+層4が形
成される。
However, according to JP-A-57-170577, as shown in FIG. 3, when the Hg 1-x Cd x Te crystal 2 formed on the CdTe substrate 1 is etched by such an ion milling method, the grooves 3 are formed. And the area around the groove is damaged by ion bombardment during ion milling, and Hg becomes Hg higher than the damaged area.
The interstitial impurities are introduced into the 1-x Cd x Te crystal, and the Hg introduced into the interstitial becomes an N-type impurity to form the N + layer 4.

このように、溝3および溝の周囲の領域にN+層4が形
成されると、該溝で画定された素子形成領域5にN型の
不純物をイオン注入してN型層6を形成すると、該N型
層6と前記イオンミリングの際に形成されたN+層4とが
接触し、該溝が素子分離の機能を果たさなく成る問題が
ある。
As described above, when the N + layer 4 is formed in the groove 3 and the region around the groove, the N-type layer 6 is formed by ion-implanting N-type impurities into the element forming region 5 defined by the groove. There is a problem that the N-type layer 6 and the N + layer 4 formed at the time of the ion milling come into contact with each other, and the groove does not perform the function of element isolation.

本発明は上記した問題点を除去し、高アスペクト比の
溝をイオンミリング法で形成しても、前記N+層が溝、お
よび溝の周囲の領域に形成されずに、高密度に素子が配
置できるようにした光検知素子の製造方法を目的とす
る。
The present invention eliminates the above-described problems, and even if a groove having a high aspect ratio is formed by an ion milling method, the N + layer is not formed in the groove, and in the region around the groove, and the element can be formed at a high density. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a light sensing element that can be arranged.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成する本発明の光検知素子の製造方法
は、基板上に形成した水銀を含むP型の化合物半導体結
晶にイオンミリング法で、前記基板面に達する素子分離
用の溝を形成し、前記化合物半導体結晶を含む基板を水
銀蒸気の雰囲気内で加熱処理して、前記イオンミリング
の損傷によりN型領域に変換された溝の側壁領域をP型
領域に回復させて当該化合物半導体結晶を所定のキャリ
ア濃度のP型結晶とした後、前記溝で分離された化合物
半導体結晶毎の所定領域に素子形成用不純物を選択的に
導入してそれぞれ素子分離された多数の光検知用P−N
接合素子を形成することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a photodetector of the present invention includes forming a groove for element isolation reaching the substrate surface by ion milling in a P-type compound semiconductor crystal containing mercury formed on a substrate, The substrate including the compound semiconductor crystal is subjected to a heat treatment in an atmosphere of mercury vapor to restore the side wall region of the groove converted into the N-type region to the P-type region due to the damage of the ion milling, and to convert the compound semiconductor crystal to a predetermined shape. And then selectively introducing element forming impurities into a predetermined region of each compound semiconductor crystal separated by the trench to separate a large number of photodetecting PNs.
It is characterized in that a junction element is formed.

〔作 用〕(Operation)

イオンミリングの際のP+型Hg1-xCdxTe結晶の損傷によ
って溝、および溝の周囲がN+層に変換するのはイオンミ
リングされて損傷された箇所より、HgがHg1-xCdxTe結晶
の格子間不純物と成って侵入するためで、この格子間に
侵入したHgがN型不純物となってN+層が形成される。
Due to the damage of the P + type Hg 1-x Cd x Te crystal during ion milling, the groove and the periphery of the groove are converted to an N + layer because Hg is Hg 1-x Hg that has entered the interstitial region becomes an N-type impurity and forms an N + layer because the interstitial impurity of the Cd x Te crystal intrudes.

このようなイオンミリングによって溝、および溝の周
囲の領域に損傷を生じたHg1-xCdxTe結晶を有する基板を
水銀蒸気内で加熱すると、この格子間のHgは、加熱の際
の拡散によってHg1-xCdxTe結晶表面より蒸発して上記N+
層に変換された溝および溝の周囲の領域がP型層に回復
する。
When a substrate having a Hg 1-x Cd x Te crystal that is damaged in the groove and the area around the groove by such ion milling is heated in mercury vapor, Hg between the lattices diffuses during the heating. and evaporated from Hg 1-x Cd x Te crystal surface by the N +
The groove converted into the layer and the area around the groove are restored to the P-type layer.

一方、溝の周囲の領域以外の領域のP+型Hg1-xCdxTe結
晶中にはHg空孔が形成されており、このHg空孔はアクセ
プタの不純物となるので、Hg蒸気内で加熱することでHg
空孔を埋めてHg空孔の濃度を制御して所定のアクセプタ
濃度のP型層となり、溝、および溝の周囲領域がP型層
に変換し、損傷を受けた箇所がP型層に回復した高アス
ペクト比の溝が形成される。
On the other hand, Hg vacancies are formed in the P + type Hg 1-x Cd x Te crystal in the region other than the region around the groove, and these Hg vacancies become impurities of the acceptor. Hg by heating
By filling the vacancies and controlling the concentration of Hg vacancies to form a P-type layer having a predetermined acceptor concentration, the groove and the area surrounding the groove are converted to a P-type layer, and the damaged portion is restored to the P-type layer. Thus, a groove having a high aspect ratio is formed.

そしてこの溝で画定された素子形成領域にN型の不純
物を導入すると、高密度に配置された多素子型の光検知
素子が得られる。
Then, when an N-type impurity is introduced into the element formation region defined by the groove, a multi-element type photodetector arranged at high density can be obtained.

〔実 施 例〕 以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説
明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図(a)に示すようにCdTe基板11上に厚さが15μ
m程度でキャリア濃度が1×1017/cm3のP型のHg1-xCdx
Te結晶12を液相エピタキシャル成長方法により形成す
る。
As shown in FIG. 1 (a), a 15 μm thick
Pg type Hg 1-x Cd x with a carrier concentration of about 1 × 10 17 / cm 3
A Te crystal 12 is formed by a liquid phase epitaxial growth method.

次いで該基板上にポジ型のレジスト膜13を所定パター
ンに形成し、該レジスト膜13をマスクとしてアルゴンガ
スを用いたイオンミリング法によりエッチングし、深さ
が15μmで幅が10μmの高アスペクト比の溝14を形成す
る。
Next, a positive type resist film 13 is formed in a predetermined pattern on the substrate, and the resist film 13 is etched by an ion milling method using an argon gas using the mask as a mask, and has a depth of 15 μm, a width of 10 μm, and a high aspect ratio. A groove 14 is formed.

次いで前記レジスト膜を除去すると第1図(b)に示
すような状態となる。
Next, when the resist film is removed, a state as shown in FIG. 1B is obtained.

次いで第2図に示すように、アンプル15内に前記溝を
形成したCdTe基板11と、水銀収容容器16内に収容した水
銀17を封入し、該アンプルを440℃の温度の加熱炉18内
で48時間加熱した後、該アンプルを加熱炉より取り出し
て水中へ入れて急冷する。
Next, as shown in FIG. 2, a CdTe substrate 11 having the groove formed therein in an ampoule 15 and mercury 17 contained in a mercury containing container 16 are sealed, and the ampoule is placed in a heating furnace 18 at a temperature of 440 ° C. After heating for 48 hours, the ampoule is taken out of the heating furnace, put into water and rapidly cooled.

このように基板を急冷するのは、水銀の拡散の拡散量
を所定の値に抑えてキャリア濃度を所定の値に固定する
ためである。
The reason why the substrate is rapidly cooled in this way is to suppress the diffusion amount of mercury to a predetermined value and to fix the carrier concentration to a predetermined value.

このようにするとHg1-xCdxTe結晶はキャリア濃度が2
×1016/cm3のP型結晶となり、イオンミリングによりN+
層に変換した溝、および溝の周囲領域もP型層に回復す
る。
In this way, the Hg 1-x Cd x Te crystal has a carrier concentration of 2
It becomes a P-type crystal of × 10 16 / cm 3 , and N +
The groove converted into the layer and the region surrounding the groove also recover to the P-type layer.

次いで第1図(c)に示すように、上記溝14で画定さ
れた素子形成領域19にボロン(B+)イオンをイオン注入
してN型層21を形成してP−N接合を形成して光検知素
子を形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, boron (B + ) ions are ion-implanted into the element forming region 19 defined by the groove 14 to form an N-type layer 21 to form a PN junction. To form a light detecting element.

このようにすると、高アスペクト比の溝で素子分離さ
れ、高密度に配置された多素子の光検知素子が得られ
る。
In this manner, a multi-element photodetector element which is element-separated by grooves having a high aspect ratio and arranged at high density can be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、クロ
ストークの発生しない、高密度に配置された多素子型の
光検知素子が得られる効果がある。
As is clear from the above description, according to the present invention, there is an effect that a multi-element photodetector arranged at high density and free from crosstalk can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(a)より第1図(c)迄は、本発明の方法を示
す断面図、 第2図は本発明の方法の説明図、 第3図は従来の方法で形成した素子の不都合な状態を示
す断面図である。 図において、 11はCdTe基板、12はP型Hg1-xCdxTe結晶、13はレジスト
膜、14は溝、15はアンプル、16は水銀収容容器、17は水
銀、18は加熱炉、19は素子形成領域、21はN型層を示
す。
1 (a) to 1 (c) are cross-sectional views showing the method of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of the method of the present invention, and FIG. 3 is a disadvantage of an element formed by a conventional method. It is sectional drawing which shows a proper state. In the figure, 11 is a CdTe substrate, 12 is a P-type Hg 1-x Cd x Te crystal, 13 is a resist film, 14 is a groove, 15 is an ampoule, 16 is a mercury container, 17 is mercury, 18 is a heating furnace, 19 Denotes an element formation region, and 21 denotes an N-type layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/14 H01L 21/477 H01L 31/0264──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 27/14 H01L 21/477 H01L 31/0264

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に形成した水銀を含むP型の化合物
半導体結晶にイオンミリング法で、前記基板面に達する
素子分離用の溝を形成し、 前記化合物半導体結晶を含む基板を水銀蒸気の雰囲気内
で加熱処理して、前記イオンミリングの損傷によりN型
領域に変換された溝の側壁領域をP型領域に回復させて
当該化合物半導体結晶を所定のキャリア濃度のP型結晶
とした後、 前記溝で分離された化合物半導体結晶毎の所定領域に素
子形成用不純物を選択的に導入してそれぞれ素子分離さ
れた多数の光検知用P−N接合素子を形成することを特
徴とする光検知素子の製造方法。
An element-isolating groove reaching the substrate surface is formed in a P-type compound semiconductor crystal containing mercury formed on a substrate by an ion milling method. After performing heat treatment in an atmosphere to recover the side wall region of the trench converted into the N-type region due to the damage of the ion milling into a P-type region, the compound semiconductor crystal becomes a P-type crystal having a predetermined carrier concentration. Photodetection characterized by selectively introducing element-forming impurities into a predetermined region of each compound semiconductor crystal separated by the groove to form a large number of photodetection PN junction elements, each of which is element-isolated. Device manufacturing method.
JP2015313A 1990-01-24 1990-01-24 Method for manufacturing photodetector Expired - Lifetime JP2830285B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015313A JP2830285B2 (en) 1990-01-24 1990-01-24 Method for manufacturing photodetector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015313A JP2830285B2 (en) 1990-01-24 1990-01-24 Method for manufacturing photodetector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03219671A JPH03219671A (en) 1991-09-27
JP2830285B2 true JP2830285B2 (en) 1998-12-02

Family

ID=11885297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015313A Expired - Lifetime JP2830285B2 (en) 1990-01-24 1990-01-24 Method for manufacturing photodetector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2830285B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03219671A (en) 1991-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0628311B2 (en) Buried channel charge coupled device fabrication method
JPS5812746B2 (en) semiconductor photodetector
JP3471394B2 (en) Semiconductor UV sensor
US4396438A (en) Method of making CCD imagers
US3810796A (en) Method of forming dielectrically isolated silicon diode array vidicon target
JP2830285B2 (en) Method for manufacturing photodetector
CN101512752A (en) Implant at shallow trench isolation corner
US5198370A (en) Method for producing an infrared detector
JPS59188966A (en) Manufacture of solid-state image pickup device
JPH0797654B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US11476380B2 (en) Photodetection device having a lateral cadmium concentration gradient in the space charge zone
JPH05183184A (en) Manufacture of solid-state image sensor
JPH0385762A (en) Photodetector
JPH05343727A (en) Infrared detector and its manufacture
JPH06237005A (en) Photodetector element and manufacture thereof
JP2699838B2 (en) Infrared detector and manufacturing method thereof
JP2001274451A (en) Semiconductor image pickup element and method of manufacturing it
JPH03219670A (en) Manufacture of photoelectric transducer
JPH01205475A (en) Manufacture of infrared ray detector element
JPH05129580A (en) Manufacture of photodetector
JPH10163517A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2000091620A (en) Hg-BASED II-VI COMPOUND SEMICONDUCTOR DEVICE AND MANUFACTURE THEREOF
JPH02159761A (en) Infrared detector
JPH0536957A (en) Manufacture of solid-state image pick up device
JP2000077704A (en) Manufacture of photodiode