JP2912093B2 - インジウム・アンチモン光検出器の基板の受光面を不活性化する方法及びインジウム・アンチモン光検出器 - Google Patents
インジウム・アンチモン光検出器の基板の受光面を不活性化する方法及びインジウム・アンチモン光検出器Info
- Publication number
- JP2912093B2 JP2912093B2 JP4223616A JP22361692A JP2912093B2 JP 2912093 B2 JP2912093 B2 JP 2912093B2 JP 4223616 A JP4223616 A JP 4223616A JP 22361692 A JP22361692 A JP 22361692A JP 2912093 B2 JP2912093 B2 JP 2912093B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- indium
- antimony
- light
- receiving surface
- photodetector
- 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
Links
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 35
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 title claims description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 10
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 13
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 7
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical class [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 3
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 229910001439 antimony ion Inorganic materials 0.000 description 1
- GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N antimony(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sb+3].[Sb+3] GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- PWOSZCQLSAMRQW-UHFFFAOYSA-N beryllium(2+) Chemical compound [Be+2] PWOSZCQLSAMRQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000010893 electron trap Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 silicon nitride Chemical class 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
- H01L31/1035—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type the devices comprising active layers formed only by AIIIBV compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高帯域インジウム・ア
ンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器、特に素子の受光面を不
活性化させることにより、フラッシング（ｆｌａｓｈｉ
ｎｇ）による赤外領域の光に対する感度の低下を取り除
き、赤外線輻射と同様に可視光線も検出できるようにし
た光検出器に関するものである。
ンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器、特に素子の受光面を不
活性化させることにより、フラッシング（ｆｌａｓｈｉ
ｎｇ）による赤外領域の光に対する感度の低下を取り除
き、赤外線輻射と同様に可視光線も検出できるようにし
た光検出器に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその課題】従来、フォトダイオ−ド・アレ
イのような裏面が照射されるインジウム・アンチモン
（ＩｎＳｂ）光検出デバイスは、波長が１μｍから５．
５μｍの範囲にある赤外線輻射の検出に用いられてき
た。しかし、それらは可視光線および赤外光線の両領域
とも検出することには使用できなかった。それは、裏面
にパッシベ−ション／反射防止膜を被覆した従来のイン
ジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出デバイスでは、
フラッシング効果（ｆｌａｓｈｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）
が本質的に避けられないものであることによる。
イのような裏面が照射されるインジウム・アンチモン
（ＩｎＳｂ）光検出デバイスは、波長が１μｍから５．
５μｍの範囲にある赤外線輻射の検出に用いられてき
た。しかし、それらは可視光線および赤外光線の両領域
とも検出することには使用できなかった。それは、裏面
にパッシベ−ション／反射防止膜を被覆した従来のイン
ジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出デバイスでは、
フラッシング効果（ｆｌａｓｈｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）
が本質的に避けられないものであることによる。
【０００３】従来のパッシベ−ション／反射防止膜は、
光検出デバイスの裏面すなわち受光面に陽極処理を施す
ことによって形成される。図１は、陽極処理により薄膜
を被覆した従来のインジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）
光検出器の光に対する相対感度を波長の関数として表し
たものである。図１によると、光に対する感度は１μｍ
以下の可視光の範囲では低い値を示し、波長と共に増加
し、波長が５μｍのあたりでピ−クを示し、以後は急激
に低下する。これは非常に不都合な特性である。という
のは、光子に対する最適な感度特性とは、素子を動作さ
せる全ての波長において一定の特性を示すときだからで
ある。
光検出デバイスの裏面すなわち受光面に陽極処理を施す
ことによって形成される。図１は、陽極処理により薄膜
を被覆した従来のインジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）
光検出器の光に対する相対感度を波長の関数として表し
たものである。図１によると、光に対する感度は１μｍ
以下の可視光の範囲では低い値を示し、波長と共に増加
し、波長が５μｍのあたりでピ−クを示し、以後は急激
に低下する。これは非常に不都合な特性である。という
のは、光子に対する最適な感度特性とは、素子を動作さ
せる全ての波長において一定の特性を示すときだからで
ある。
【０００４】従来は、赤外線輻射の検出のためにインジ
ウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器を使用する手段
として、フィルタ−を設けていた。このフィルタ−は、
図２に示す特性を持つもので、可視光線および紫外線の
波長領域の光子を選択的に素子に到達しないようにする
ものである。当然、この手段を取ると、素子を可視光線
検出には提供できなくなる。
ウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器を使用する手段
として、フィルタ−を設けていた。このフィルタ−は、
図２に示す特性を持つもので、可視光線および紫外線の
波長領域の光子を選択的に素子に到達しないようにする
ものである。当然、この手段を取ると、素子を可視光線
検出には提供できなくなる。
【０００５】可視光線の波長領域におけるインジウム・
アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器のもう一つの問題は、
図１に示すように波長が０．７μｍ以下になると、アバ
ランシェ効果が生ずることである。波長が０．７μｍよ
り減少するにつれて、光に対する感度は急激に増加し、
素子を画像系に適用しようとしても、ブル−ミングのた
めに、短波長領域の輻射の検出には本質的に使用できな
くなる。
アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器のもう一つの問題は、
図１に示すように波長が０．７μｍ以下になると、アバ
ランシェ効果が生ずることである。波長が０．７μｍよ
り減少するにつれて、光に対する感度は急激に増加し、
素子を画像系に適用しようとしても、ブル−ミングのた
めに、短波長領域の輻射の検出には本質的に使用できな
くなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】本発明に示す
方法により、可視光線および赤外線を含む広範な波長領
域を実際に扱えるインジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）
光検出デバイスを実現できる。
方法により、可視光線および赤外線を含む広範な波長領
域を実際に扱えるインジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）
光検出デバイスを実現できる。
【０００７】本発明に従って、インジウム・アンチモン
（ＩｎＳｂ）光検出デバイスの受光面すなわち裏面か
ら、全てのインジウムおよびアンチモンの酸化物を除去
することによって、そこを純粋な状態にする。そして、
パッシベ−ション層および（または）可視光線を一部遮
断する層を、インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）に反
応せず、その場所にキャリア・トラップを発生させた
り、フラッシング（ｆｌａｓｈｉｎｇ）を引き起こした
りすることのないような構造を形成する材料を用いて、
前記受光面に形成する。パッシベ−ション層および（ま
たは）可視光線を一部遮断する層は、ゲルマニウムのよ
うな半導体の薄い層を含んでもよいし、また、二酸化珪
素／シリコンおよび（または）窒化珪素／シリコンのよ
うに可視光線を遮断する材料と併用する酸化物および窒
化物の薄い層を含んでもよい。光遮断波長および可視光
遮断層の厚さを選定し、可視光の波長領域において素子
に発生するアバランシェ効果を抑制する。
（ＩｎＳｂ）光検出デバイスの受光面すなわち裏面か
ら、全てのインジウムおよびアンチモンの酸化物を除去
することによって、そこを純粋な状態にする。そして、
パッシベ−ション層および（または）可視光線を一部遮
断する層を、インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）に反
応せず、その場所にキャリア・トラップを発生させた
り、フラッシング（ｆｌａｓｈｉｎｇ）を引き起こした
りすることのないような構造を形成する材料を用いて、
前記受光面に形成する。パッシベ−ション層および（ま
たは）可視光線を一部遮断する層は、ゲルマニウムのよ
うな半導体の薄い層を含んでもよいし、また、二酸化珪
素／シリコンおよび（または）窒化珪素／シリコンのよ
うに可視光線を遮断する材料と併用する酸化物および窒
化物の薄い層を含んでもよい。光遮断波長および可視光
遮断層の厚さを選定し、可視光の波長領域において素子
に発生するアバランシェ効果を抑制する。
【０００８】以上のこと並びに本発明の特徴や利点は、
以下に述べる実施例および参照番号が示す添付図面の部
分を見れば、当業者にとっては明かである。
以下に述べる実施例および参照番号が示す添付図面の部
分を見れば、当業者にとっては明かである。
【０００９】
【実施例および効果】従来の陽極処理により、インジウ
ム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器の裏面に薄膜を被
覆して不活性化する方法は、「インジウム・アンチモン
に陽極処理を施して形成した酸化薄膜の構成および特性
（T.Sakurai et al,"Formation andProperties of Anod
ic Oxide Films on Indium Antimonide",Japanese Jour
nalapplied physics, vol. 7, no. 12,Dec. 1968, pp.
1491-1496) 」に記述されている。インジウム・アンチ
モン（ＩｎＳｂ）の基板すなわちウェハは、水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）の電界質溶液の中に浸され、そこに正電
位が供給される。負電位は、水銀電極（現在はプラチナ
が一般的に使用される）に供給される。水銀電極も、水
酸化カリウム（ＫＯＨ）電界質溶液の中に浸されてい
る。前記インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）のウェハ
が陽極として作用して電解作用が発生し、ウェハ上にア
ノ−ド・パッシベ−ションをなす酸化膜が形成される。
ム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器の裏面に薄膜を被
覆して不活性化する方法は、「インジウム・アンチモン
に陽極処理を施して形成した酸化薄膜の構成および特性
（T.Sakurai et al,"Formation andProperties of Anod
ic Oxide Films on Indium Antimonide",Japanese Jour
nalapplied physics, vol. 7, no. 12,Dec. 1968, pp.
1491-1496) 」に記述されている。インジウム・アンチ
モン（ＩｎＳｂ）の基板すなわちウェハは、水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）の電界質溶液の中に浸され、そこに正電
位が供給される。負電位は、水銀電極（現在はプラチナ
が一般的に使用される）に供給される。水銀電極も、水
酸化カリウム（ＫＯＨ）電界質溶液の中に浸されてい
る。前記インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）のウェハ
が陽極として作用して電解作用が発生し、ウェハ上にア
ノ−ド・パッシベ−ションをなす酸化膜が形成される。
【００１０】「陽極処理を施したインジウム・アンチモ
ンの表面に関する研究(R.Hung et al.'Surface Study o
f Anodized Indium Antimonide', Journal of Applied
Physics, vol.41, no.5, April 1970, pp 2185-2189)」
には、以下のことが述べられている。陽極酸化膜の主成
分は、酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）の結晶であり、前
記酸化膜の隙間には、高濃度のアンチモンが分布してい
る。陽極酸化膜には、酸化アンチモンも存在する場合が
あり、その場合、酸化アンチモンは酸化インジウムに対
して２対１の割合で存在する。酸化膜とインジウム・ア
ンチモンの界面に密接して存在するアンチモン・イオン
は、キャリア・トラップを形成する。
ンの表面に関する研究(R.Hung et al.'Surface Study o
f Anodized Indium Antimonide', Journal of Applied
Physics, vol.41, no.5, April 1970, pp 2185-2189)」
には、以下のことが述べられている。陽極酸化膜の主成
分は、酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）の結晶であり、前
記酸化膜の隙間には、高濃度のアンチモンが分布してい
る。陽極酸化膜には、酸化アンチモンも存在する場合が
あり、その場合、酸化アンチモンは酸化インジウムに対
して２対１の割合で存在する。酸化膜とインジウム・ア
ンチモンの界面に密接して存在するアンチモン・イオン
は、キャリア・トラップを形成する。
【００１１】フラッシング（ｆｌａｓｈｉｎｇ）は、可
視光線あるいは紫外線輻射の光子によって発生されたホ
ットエレクトロンより生じ、そのホットエレクトロン
は、パッシベ−ション層の電子トラップに捕獲される、
という認識の基に本発明は成り立っている。その捕獲さ
れた電子は、半導体デバイスのＰＮ接合に収集される前
に、光に誘起された少数キャリア（Ｎ型基板では正孔）
と再結合して、赤外線に対する感度を低下させる。
視光線あるいは紫外線輻射の光子によって発生されたホ
ットエレクトロンより生じ、そのホットエレクトロン
は、パッシベ−ション層の電子トラップに捕獲される、
という認識の基に本発明は成り立っている。その捕獲さ
れた電子は、半導体デバイスのＰＮ接合に収集される前
に、光に誘起された少数キャリア（Ｎ型基板では正孔）
と再結合して、赤外線に対する感度を低下させる。
【００１２】酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）および酸化
アンチモン（Ｓｂ2 Ｏ3 ）も、さらにインジウムおよび
（または）アンチモンと酸素を伴って反応することによ
って形成されるいかなる酸化物も、自然酸化膜と呼ぶ。
本発明は、インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出
器の受光面から自然酸化膜およびそれに関係するキャリ
ア・トラップを除去することによって、フラッシング
（ｆｌａｓｈｉｎｇ）の問題を解決する。
アンチモン（Ｓｂ2 Ｏ3 ）も、さらにインジウムおよび
（または）アンチモンと酸素を伴って反応することによ
って形成されるいかなる酸化物も、自然酸化膜と呼ぶ。
本発明は、インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出
器の受光面から自然酸化膜およびそれに関係するキャリ
ア・トラップを除去することによって、フラッシング
（ｆｌａｓｈｉｎｇ）の問題を解決する。
【００１３】ここで図３は、本発明におけるインジウム
・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出デバイス（１０）の実
施例の概略図である。インジウム・アンチモン（ＩｎＳ
ｂ）のウェハすなわち基板（１２）の前面（１４）に
は、少なくとも一つの感光性の半導体接合が形成されて
いる。前記基板（１２）は、代表的には、テルルのよう
なＮ型のド−パントで軽くド−プされている。高濃度に
ド−プされたＰ+ 領域（１６）は、ベリリウムのイオン
注入によって、前記前面（１４）に形成される。フォト
ダイオ−ドを構成する感光性の半導体接合（１８）は、
Ｐ+ 領域（１６）とＮ型基板（１２）の界面に形成され
る。オ−ミック接合（２０）は、Ｐ+ 領域（１６）上に
形成される。フォトダイオ−ドの回路を完成するため
に、図にシンボルで表されているように、基板（１２）
を接地する。
・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出デバイス（１０）の実
施例の概略図である。インジウム・アンチモン（ＩｎＳ
ｂ）のウェハすなわち基板（１２）の前面（１４）に
は、少なくとも一つの感光性の半導体接合が形成されて
いる。前記基板（１２）は、代表的には、テルルのよう
なＮ型のド−パントで軽くド−プされている。高濃度に
ド−プされたＰ+ 領域（１６）は、ベリリウムのイオン
注入によって、前記前面（１４）に形成される。フォト
ダイオ−ドを構成する感光性の半導体接合（１８）は、
Ｐ+ 領域（１６）とＮ型基板（１２）の界面に形成され
る。オ−ミック接合（２０）は、Ｐ+ 領域（１６）上に
形成される。フォトダイオ−ドの回路を完成するため
に、図にシンボルで表されているように、基板（１２）
を接地する。
【００１４】前記基板（１２）には、裏面すなわち受光
面（２２）があり、矢印の方向（２４）から素子（１
０）に入射する光を受け、光検出ができるように設計さ
れている。ここで、前記受光面（２２）は素子の裏面で
はなく表面側に形成されていてもよい。基板（１２）
は、光によって発生したキャリアが受光面（２２）の下
から前記接合（１８）まで拡散し接合（１８）でキャリ
アが収集されるように、十分な薄さをもっている。本発
明では、製造工程中に、受光面（２２）は、そこから全
てのインジウムおよびアンチモンの自然酸化膜を完全に
除去することによって、純粋な状態にされる。
面（２２）があり、矢印の方向（２４）から素子（１
０）に入射する光を受け、光検出ができるように設計さ
れている。ここで、前記受光面（２２）は素子の裏面で
はなく表面側に形成されていてもよい。基板（１２）
は、光によって発生したキャリアが受光面（２２）の下
から前記接合（１８）まで拡散し接合（１８）でキャリ
アが収集されるように、十分な薄さをもっている。本発
明では、製造工程中に、受光面（２２）は、そこから全
てのインジウムおよびアンチモンの自然酸化膜を完全に
除去することによって、純粋な状態にされる。
【００１５】本発明においては、パッシベ−ション層お
よび（または）可視光線を遮断する層（２６，２８）
は、インジウムおよび（または）アンチモンには反応せ
ず、また自然酸化膜も、その場所にキャリア・トラップ
を発生させたりフラッシング（ｆｌａｓｈｉｎｇ）を引
き起こしたりする他のいかなる物質も構造も、形成する
ことのない材料によって、前記裏面（２２）上に形成さ
れる。前記パッシベ−ション層および（または）可視光
線を一部遮断する層（２６，２８）の材料は、ゲルマニ
ウム、テルル化カドミウム、あるいはガリウム・砒素の
ような半導体材料でもよいし、または、二酸化珪素のよ
うな酸化物および（または）可視光線を一部遮断する薄
いシリコンの層が続くシリコン・ナイトライドのような
窒化物でもよいが、本発明の範囲はそれに限定されな
い。また、前記パッシベ−ション層および（または）可
視光線を一部遮断する層（２６，２８）は、受光面（２
２）に形成されるときにキャリア・トラップを発生させ
ない材料でもよいし、雰囲気を取り囲むことによって反
応が起こらないようにして受光面（２２）を不活性化す
る材料でもよいし、素子が働くように選択した波長の範
囲にある光のみに対して十分に透過性のある材料でもよ
い。
よび（または）可視光線を遮断する層（２６，２８）
は、インジウムおよび（または）アンチモンには反応せ
ず、また自然酸化膜も、その場所にキャリア・トラップ
を発生させたりフラッシング（ｆｌａｓｈｉｎｇ）を引
き起こしたりする他のいかなる物質も構造も、形成する
ことのない材料によって、前記裏面（２２）上に形成さ
れる。前記パッシベ−ション層および（または）可視光
線を一部遮断する層（２６，２８）の材料は、ゲルマニ
ウム、テルル化カドミウム、あるいはガリウム・砒素の
ような半導体材料でもよいし、または、二酸化珪素のよ
うな酸化物および（または）可視光線を一部遮断する薄
いシリコンの層が続くシリコン・ナイトライドのような
窒化物でもよいが、本発明の範囲はそれに限定されな
い。また、前記パッシベ−ション層および（または）可
視光線を一部遮断する層（２６，２８）は、受光面（２
２）に形成されるときにキャリア・トラップを発生させ
ない材料でもよいし、雰囲気を取り囲むことによって反
応が起こらないようにして受光面（２２）を不活性化す
る材料でもよいし、素子が働くように選択した波長の範
囲にある光のみに対して十分に透過性のある材料でもよ
い。
【００１６】必要であれば、反射防止膜すなわち層（３
０）を、可視光線を一部遮断する層（２８）上に形成し
てもよい。前記層（３０）は、酸化インジウム（Ｉｎ2
Ｏ3 ）、一酸化珪素（ＳｉＯ）あるいはセレン化亜鉛
（ＺｎＳｅ）のような従来の反射防止材料を数千オング
ストロ−ムの厚さに形成してもよい。代わりに、高帯域
に適用するときには、いくつかの層よりなる反射防止膜
を、可視光線を一部遮断するパッシベ−ション層（２
６）上に形成してもよい。これは、とくに図示していな
い。
０）を、可視光線を一部遮断する層（２８）上に形成し
てもよい。前記層（３０）は、酸化インジウム（Ｉｎ2
Ｏ3 ）、一酸化珪素（ＳｉＯ）あるいはセレン化亜鉛
（ＺｎＳｅ）のような従来の反射防止材料を数千オング
ストロ−ムの厚さに形成してもよい。代わりに、高帯域
に適用するときには、いくつかの層よりなる反射防止膜
を、可視光線を一部遮断するパッシベ−ション層（２
６）上に形成してもよい。これは、とくに図示していな
い。
【００１７】前記パッシベ−ション層および（または）
可視光線を一部遮断する層（２６，２８）は、従来の薄
膜蒸着技術を用いてゲルマニウムのような半導体材料よ
り形成してもよいし、従来のプラズマ堆積技術を用いて
酸化物および（または）窒化珪素を形成し、続いて従来
の薄膜蒸着技術を用いてシリコンのような可視光線を一
部遮断する材料を蒸着して形成してもよいが、本発明の
範囲はそれに限定されない。ここで層（２８）が、ゲル
マニウムより形成される場合には、厚さはおよそ１００
オングストロ−ムから１５０オングストロ−ムの範囲の
値を選定している。層（２６）は、ＳｉＯ2 および（ま
たは）Ｓｉ3 Ｎ4 より形成される場合には、その厚さは
およそ１００オングストロ−ムから１５０オングストロ
−ムの範囲の値を選定し、およそ２０００オングストロ
−ムの厚みのＳｉの層（２８）を層（２６）の上に設け
てもよい前述したように、波長が０．７μｍ以下の領域
で生ずるアバランシェ現象は、光検出／イメ−ジングに
極めて有害なブル−ミング効果を与える。これを、可視
光線を遮断するパッシベ−ション層（２８）の光遮断波
長および厚みを選定することによって減少させ、本発明
における素子が、可視光の波長領域でも有効に動作する
ように拡張することは可能である。前記遮断波長は、お
よそ１μｍから２μｍの範囲の値を選定する。ゲルマニ
ウムの遮断波長は、およそ１．８μｍであるが、シリコ
ンでは１．１μｍである。
可視光線を一部遮断する層（２６，２８）は、従来の薄
膜蒸着技術を用いてゲルマニウムのような半導体材料よ
り形成してもよいし、従来のプラズマ堆積技術を用いて
酸化物および（または）窒化珪素を形成し、続いて従来
の薄膜蒸着技術を用いてシリコンのような可視光線を一
部遮断する材料を蒸着して形成してもよいが、本発明の
範囲はそれに限定されない。ここで層（２８）が、ゲル
マニウムより形成される場合には、厚さはおよそ１００
オングストロ−ムから１５０オングストロ−ムの範囲の
値を選定している。層（２６）は、ＳｉＯ2 および（ま
たは）Ｓｉ3 Ｎ4 より形成される場合には、その厚さは
およそ１００オングストロ−ムから１５０オングストロ
−ムの範囲の値を選定し、およそ２０００オングストロ
−ムの厚みのＳｉの層（２８）を層（２６）の上に設け
てもよい前述したように、波長が０．７μｍ以下の領域
で生ずるアバランシェ現象は、光検出／イメ−ジングに
極めて有害なブル−ミング効果を与える。これを、可視
光線を遮断するパッシベ−ション層（２８）の光遮断波
長および厚みを選定することによって減少させ、本発明
における素子が、可視光の波長領域でも有効に動作する
ように拡張することは可能である。前記遮断波長は、お
よそ１μｍから２μｍの範囲の値を選定する。ゲルマニ
ウムの遮断波長は、およそ１．８μｍであるが、シリコ
ンでは１．１μｍである。
【００１８】前記層（２８）の光伝導度は、遮断波長で
低下し始め、層（２８）の厚みで決まる比率で波長の減
少に伴って減少する。これは、入射光強度の低減の原因
となり、その程度は波長の逆関数で表される。波長が
０．５μｍ以下の領域では、アバランシェ効果が、光に
対する最大感度を与える原因となる。前記可視光線を遮
断する層（２８）の遮断効果は、入射光強度を減少さ
せ、その結果、波長の減少と共に光に対する感度を低減
させる。これらの二つの効果は互いに相殺し合い、それ
ゆえ可視光の波長領域における光に対する感度を、従来
のインジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器で可能
であった程度よりも更に均一の特性を与える。
低下し始め、層（２８）の厚みで決まる比率で波長の減
少に伴って減少する。これは、入射光強度の低減の原因
となり、その程度は波長の逆関数で表される。波長が
０．５μｍ以下の領域では、アバランシェ効果が、光に
対する最大感度を与える原因となる。前記可視光線を遮
断する層（２８）の遮断効果は、入射光強度を減少さ
せ、その結果、波長の減少と共に光に対する感度を低減
させる。これらの二つの効果は互いに相殺し合い、それ
ゆえ可視光の波長領域における光に対する感度を、従来
のインジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検出器で可能
であった程度よりも更に均一の特性を与える。
【００１９】図４および図５は、本発明における性能を
説明したものである。これらのグラフは、光子一つ当た
りの応答効率の尺度である光検出器の量子効率を、波長
の関数で表したものである。測定は、８０Ｋの温度で行
われる。図４は、ゲルマニウムからなる可視光線を一部
遮断する５０オングストロ−ムの厚さの層（２８）と、
その上に反射防止膜（３０）を形成した場合である。図
５は、ＳｉＯ2 ／Ｓｉ3 Ｎ4 からなる１３０オングスト
ロ−ムの厚さのパッシベ−ション層（２６）と、続いて
シリコンからなる可視光線を一部遮断する２０００オン
グストロ−ムの厚さの層（２８）と、その上に反射防止
膜（３０）を形成した場合である。可視光および赤外光
の波長領域のいずれにおいても、図１で説明されている
従来の形態のものよりも、光に対する感度が非常に高い
ことが分かる。それらのスペクトラムは、可視領域から
２．５μｍの波長にかけて、光に対する感度が大きくう
ねっていることを示しているが、このうねりは反射防止
膜が赤外領域に対して調整されていることによる。
説明したものである。これらのグラフは、光子一つ当た
りの応答効率の尺度である光検出器の量子効率を、波長
の関数で表したものである。測定は、８０Ｋの温度で行
われる。図４は、ゲルマニウムからなる可視光線を一部
遮断する５０オングストロ−ムの厚さの層（２８）と、
その上に反射防止膜（３０）を形成した場合である。図
５は、ＳｉＯ2 ／Ｓｉ3 Ｎ4 からなる１３０オングスト
ロ−ムの厚さのパッシベ−ション層（２６）と、続いて
シリコンからなる可視光線を一部遮断する２０００オン
グストロ−ムの厚さの層（２８）と、その上に反射防止
膜（３０）を形成した場合である。可視光および赤外光
の波長領域のいずれにおいても、図１で説明されている
従来の形態のものよりも、光に対する感度が非常に高い
ことが分かる。それらのスペクトラムは、可視領域から
２．５μｍの波長にかけて、光に対する感度が大きくう
ねっていることを示しているが、このうねりは反射防止
膜が赤外領域に対して調整されていることによる。
【００２０】図４および図５の特性を与える光検出器の
試作を実施した。その手順を以下に示す。 （１）Ｐ+ 領域（１６）、コンタクト（２０）および他
の関連する要素を、インジウム・アンチモン（ＩｎＳ
ｂ）の基板すなわちウェハ（１２）の前面（１４）に形
成した。有効に動作するフォトダイオ−ドの接合を形成
するため、基板すなわちウェハ（１２）の初期の厚さ
は、７５０μｍであった。 （２）前記基板（１２）の厚さがおよそ１５μｍに減少
するまで研磨を行った。 （３）前記基板（１２）の前面（１４）をサファイアの
スライドの上に付着させ、次に、パッシベ−ション層お
よび（または）可視光線を一部遮断する層（２６、２
８）が形成される領域以外の裏面（２２）の領域を、フ
ォトレジストの薄い膜を被せて保護した。 （４）前記裏面（２２）に、１５Ｔｏｒｒ、１５０Ｗの
条件で、１０分間、酸素を用いたプラズマ・エッチング
が施された。 （５）前記裏面（２２）に、２ステップのプロセスから
なる、ケミカル・エッチングが施された。ステップａの
条件は、塩酸と純水の割合が５０：５０の溶液中で３０
秒、ステップｂの条件は、乳酸と硝酸の割合が７０：１
０の溶液中で３分とした。ステップ４およびステップ５
を併用して、自然酸化膜およびステップ２の研磨プロセ
スによって引き起こされた結晶の損傷を取り除き、裏面
（２２）を純粋な状態にした。また、前記インジウム・
アンチモンの基板（１２）を食刻しており、最終的にお
よそ８μｍから１２μｍの厚さとした。 （６）前記基板（１２）は、純水のバス中でリンスさ
れ、次に、Ｎ2 ガス流によって乾燥された。以下のパッ
シベ−ション層および可視光線を一部遮断する層（２
６、２８）を適用するステップは、前記裏面（２２）が
空気中に露出されても、そこへの自然酸化膜の形成が認
められないほど十分短い時間のうちに行われた。 （７）前記パッシベ−ション層および可視光線を一部遮
断する層（２６、２８）が、基板（１２）の裏面（２
２）上に形成された。ゲルマニウムの層は従来の電子線
薄膜蒸着法を用いて形成したが、二酸化珪素および窒化
珪素の層は従来のプラズマ堆積法によって形成した。後
者の場合、パッシベ−ション層（２６）は、ＳｉＯ2 、
Ｓｉ3 Ｎ4 およびシラン（ＳｉＨ4 ）を含むプラズマを
用いて形成された。 （８）反射防止膜（３０）を用いる場合には、その反射
防止膜（３０）は可視光線を一部遮断する層（２６、２
８）上に形成された。
試作を実施した。その手順を以下に示す。 （１）Ｐ+ 領域（１６）、コンタクト（２０）および他
の関連する要素を、インジウム・アンチモン（ＩｎＳ
ｂ）の基板すなわちウェハ（１２）の前面（１４）に形
成した。有効に動作するフォトダイオ−ドの接合を形成
するため、基板すなわちウェハ（１２）の初期の厚さ
は、７５０μｍであった。 （２）前記基板（１２）の厚さがおよそ１５μｍに減少
するまで研磨を行った。 （３）前記基板（１２）の前面（１４）をサファイアの
スライドの上に付着させ、次に、パッシベ−ション層お
よび（または）可視光線を一部遮断する層（２６、２
８）が形成される領域以外の裏面（２２）の領域を、フ
ォトレジストの薄い膜を被せて保護した。 （４）前記裏面（２２）に、１５Ｔｏｒｒ、１５０Ｗの
条件で、１０分間、酸素を用いたプラズマ・エッチング
が施された。 （５）前記裏面（２２）に、２ステップのプロセスから
なる、ケミカル・エッチングが施された。ステップａの
条件は、塩酸と純水の割合が５０：５０の溶液中で３０
秒、ステップｂの条件は、乳酸と硝酸の割合が７０：１
０の溶液中で３分とした。ステップ４およびステップ５
を併用して、自然酸化膜およびステップ２の研磨プロセ
スによって引き起こされた結晶の損傷を取り除き、裏面
（２２）を純粋な状態にした。また、前記インジウム・
アンチモンの基板（１２）を食刻しており、最終的にお
よそ８μｍから１２μｍの厚さとした。 （６）前記基板（１２）は、純水のバス中でリンスさ
れ、次に、Ｎ2 ガス流によって乾燥された。以下のパッ
シベ−ション層および可視光線を一部遮断する層（２
６、２８）を適用するステップは、前記裏面（２２）が
空気中に露出されても、そこへの自然酸化膜の形成が認
められないほど十分短い時間のうちに行われた。 （７）前記パッシベ−ション層および可視光線を一部遮
断する層（２６、２８）が、基板（１２）の裏面（２
２）上に形成された。ゲルマニウムの層は従来の電子線
薄膜蒸着法を用いて形成したが、二酸化珪素および窒化
珪素の層は従来のプラズマ堆積法によって形成した。後
者の場合、パッシベ−ション層（２６）は、ＳｉＯ2 、
Ｓｉ3 Ｎ4 およびシラン（ＳｉＨ4 ）を含むプラズマを
用いて形成された。 （８）反射防止膜（３０）を用いる場合には、その反射
防止膜（３０）は可視光線を一部遮断する層（２６、２
８）上に形成された。
【００２１】本発明のいくつかの実施例が図示および記
述されたが、非常に多くの変形および互いに異なる実施
例が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく当
業者によって用いられるであろう。従って、本発明は、
実施例に特に記述されたことのみに限定されるわけでは
ない。様々の変形が考えられ、また請求項に定義された
本発明のおよび範囲から逸脱することなく創作され得
る。
述されたが、非常に多くの変形および互いに異なる実施
例が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく当
業者によって用いられるであろう。従って、本発明は、
実施例に特に記述されたことのみに限定されるわけでは
ない。様々の変形が考えられ、また請求項に定義された
本発明のおよび範囲から逸脱することなく創作され得
る。
【図１】従来の陽極処理されたインジウム・アンチモン
（ＩｎＳｂ）光検出デバイスの、可視光遮断フィルタを
用いないときの、光に対する相対感度を表した説明図。
（ＩｎＳｂ）光検出デバイスの、可視光遮断フィルタを
用いないときの、光に対する相対感度を表した説明図。
【図２】従来の陽極処理されたインジウム・アンチモン
（ＩｎＳｂ）光検出デバイスの、可視光完全遮断フィル
タを用いたときの、光に対する相対感度を表した説明
図。
（ＩｎＳｂ）光検出デバイスの、可視光完全遮断フィル
タを用いたときの、光に対する相対感度を表した説明
図。
【図３】本発明の実施例における、光検出デバイスの簡
単な断面図。
単な断面図。
【図４】本発明における、パッシベ−ション層を含む光
検出デバイスの相対量子効率の説明図。
検出デバイスの相対量子効率の説明図。
【図５】本発明において、図４と異なるパッシベ−ショ
ン層を含む光検出デバイスの相対量子効率の説明図。
ン層を含む光検出デバイスの相対量子効率の説明図。
１０…光検出デバイス、１２…インジウム・アンチモン
（ＩｎＳｂ）のウェハあるいは基板）、１４…基板の前
面、１６…Ｐ+ 領域、１８…半導体接合、２０…オ−ミ
ック接合、２２…基板の裏面すなわち受光面、２４…入
射光の方向、２６および２８…パッシベ−ション層およ
び（または）可視光線を一部遮断する層、３０…反射防
止膜あるいは層。
（ＩｎＳｂ）のウェハあるいは基板）、１４…基板の前
面、１６…Ｐ+ 領域、１８…半導体接合、２０…オ−ミ
ック接合、２２…基板の裏面すなわち受光面、２４…入
射光の方向、２６および２８…パッシベ−ション層およ
び（または）可視光線を一部遮断する層、３０…反射防
止膜あるいは層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーバート・エル・ヘティッチ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 93117、ゴレタ、エバーグリーン・ドラ イブ 7522 (72)発明者 スティーブン・エル・ローレンス アメリカ合衆国、カリフォルニア州 93101、サンタ・バーバラ、ドゥ・ラ・ ビナ・ストリート 1534 (56)参考文献 特開 昭61−271844（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−136273（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−29379（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）光検
出器の基板の受光面を不活性にする方法において、 インジウム或いはアンチモンの実質的に全ての自然酸化
膜を、５０対５０の比を有するＨＣｌ／Ｈ2 Ｏの希釈溶
液を用いて、前記受光面から除去するステップａと、 可視と赤外放射成分を含む広帯域スペクトラムに対して
略透明なパッシベーション層を、インジウム・アンチモ
ン（ＩｎＳｂ）に反応してその場所にキャリア・トラッ
プを発生させる、ということのない材料を用いて、前記
受光面に形成するステップｂと、 を具備することを特徴とする方法。 - 【請求項２】前記ステップｂは、酸化物および窒化物か
らなるグループから選択した材料を用いて、前記パッシ
ベーション層を形成することを特徴とする請求項１に記
載の方法。 - 【請求項３】前記ステップｂは、前記パッシベーション
層を形成する材料を、二酸化珪素および窒化珪素からな
るグループから選択することを特徴とする請求項２に記
載の方法。 - 【請求項４】表面にインジウム或いはアンチモンの自然
酸化物が実質的に存在しない受光面と、前記受光面に対
して反対側の反対面とを有するインジウム・アンチモン
基板であって、従って入射可視光により前記基板に励起
される電子のキャリアトラップが実質的に存在しないイ
ンジウム・アンチモン基板と、 前記受光面或いはその反対面に形成された少なくとも１
つの光感知半導体接合と、 前記実質的に自然酸化物の存在しない前記受光面上に形
成され、可視と赤外放射成分を含む広帯域スペクトラム
に対して略透明で且つインジウム・アンチモンと反応し
てキャリアトラップを形成しない物質からなり、５０か
ら１５０オングストロームの厚みを有するパッシベーシ
ョン層と、 を含むインジウム・アンチモン光検出器であり、 前記検出器は、前記広帯域スペクトラムに亘る光による
前記受光面の照射に応答するものであり、前記可視放射
成分に応答して前記基板中に電子を生成し、前記赤外放
射成分に応答して前記基板中に電子・ホール対を生成
し、前記ホールは可視光により生成された電子に実質的
に干渉されることなく前記光感知半導体接合に移動す
る、インジウム・アンチモン光検出器。 - 【請求項５】前記パッシベーション層が、酸化物または
窒化物からなるグループから選択された材料を用いて形
成されることを特徴とする請求項４に記載のインジウム
・アンチモン光検出器。 - 【請求項６】前記材料が、二酸化珪素または窒化珪素か
らなるグループから選択されることを特徴とする請求項
５に記載のインジウム・アンチモン光検出器。 - 【請求項７】前記パッシベーション層が、二酸化珪素お
よび窒化珪素を用いて、当該層の厚さがおよそ１００オ
ングストロームから１５０オングストロームの範囲にあ
るように形成されたことを特徴とする請求項４に記載の
インジウム・アンチモン光検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US742248 | 1985-06-07 | ||
| US74224891A | 1991-08-08 | 1991-08-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206499A JPH05206499A (ja) | 1993-08-13 |
| JP2912093B2 true JP2912093B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=24984060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4223616A Expired - Lifetime JP2912093B2 (ja) | 1991-08-08 | 1992-07-31 | インジウム・アンチモン光検出器の基板の受光面を不活性化する方法及びインジウム・アンチモン光検出器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5449943A (ja) |
| JP (1) | JP2912093B2 (ja) |
| CA (1) | CA2070708C (ja) |
| FR (1) | FR2680280B1 (ja) |
| GB (1) | GB2258565B (ja) |
| IL (1) | IL102349A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0653106A1 (en) * | 1993-05-28 | 1995-05-17 | Santa Barbara Research Center | INDIUM ANTIMONIDE (InSb) PHOTODETECTOR DEVICE AND STRUCTURE FOR INFRARED, VISIBLE AND ULTRAVIOLET RADIATION |
| US5444801A (en) * | 1994-05-27 | 1995-08-22 | Laughlin; Richard H. | Apparatus for switching optical signals and method of operation |
| US6198118B1 (en) * | 1998-03-09 | 2001-03-06 | Integration Associates, Inc. | Distributed photodiode structure |
| US6548878B1 (en) | 1998-02-05 | 2003-04-15 | Integration Associates, Inc. | Method for producing a thin distributed photodiode structure |
| US6753586B1 (en) | 1998-03-09 | 2004-06-22 | Integration Associates Inc. | Distributed photodiode structure having majority dopant gradient and method for making same |
| WO2001075977A1 (fr) * | 2000-04-04 | 2001-10-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Detecteur d'energie a semi-conducteur |
| IES20010616A2 (en) * | 2001-06-28 | 2002-05-15 | Nat Microelectronics Res Ct | Microelectronic device and method of its manufacture |
| US6762473B1 (en) * | 2003-06-25 | 2004-07-13 | Semicoa Semiconductors | Ultra thin back-illuminated photodiode array structures and fabrication methods |
| JP5063875B2 (ja) * | 2005-07-27 | 2012-10-31 | パナソニック株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
| US20100163759A1 (en) * | 2008-12-31 | 2010-07-01 | Stmicroelectronics S.R.L. | Radiation sensor with photodiodes being integrated on a semiconductor substrate and corresponding integration process |
| IT1392502B1 (it) * | 2008-12-31 | 2012-03-09 | St Microelectronics Srl | Sensore comprendente almeno un fotodiodo a doppia giunzione verticale integrato su substrato semiconduttore e relativo processo di integrazione |
| US8247881B2 (en) * | 2009-04-27 | 2012-08-21 | University Of Seoul Industry Cooperation Foundation | Photodiodes with surface plasmon couplers |
| US8552479B2 (en) | 2010-03-12 | 2013-10-08 | Flir Systems, Inc. | Aluminum indium antimonide focal plane array |
| US8552480B2 (en) * | 2010-03-12 | 2013-10-08 | Flir Systems, Inc. | Aluminum indium antimonide focal plane array |
| US8513587B2 (en) * | 2011-01-24 | 2013-08-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Image sensor with anti-reflection layer and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3371213A (en) * | 1964-06-26 | 1968-02-27 | Texas Instruments Inc | Epitaxially immersed lens and photodetectors and methods of making same |
| US3483096A (en) * | 1968-04-25 | 1969-12-09 | Avco Corp | Process for making an indium antimonide infrared detector contact |
| DE1789046B1 (de) * | 1968-09-27 | 1972-02-03 | Siemens Ag | Strahlungsdetektor mit einem halbleiterkoerper mit photo thermomagnetischen effekt |
| US3723831A (en) * | 1970-12-04 | 1973-03-27 | Arco Corp | Indium antimonide infrared ray detector |
| JPS5060966U (ja) * | 1973-10-02 | 1975-06-05 | ||
| FR2376513A1 (fr) * | 1976-12-31 | 1978-07-28 | Radiotechnique Compelec | Dispositif semiconducteur muni d'un film protecteur |
| US4286277A (en) * | 1977-11-22 | 1981-08-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Planar indium antimonide diode array and method of manufacture |
| US4228365A (en) * | 1978-10-03 | 1980-10-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Monolithic infrared focal plane charge coupled device imager |
| JPS5629379A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-24 | Toshiba Corp | Manufacture of infrared ray detector of indium antimony |
| US4371587A (en) * | 1979-12-17 | 1983-02-01 | Hughes Aircraft Company | Low temperature process for depositing oxide layers by photochemical vapor deposition |
| JPS56116673A (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-12 | Sharp Corp | Amorphous thin film solar cell |
| US4369458A (en) * | 1980-07-01 | 1983-01-18 | Westinghouse Electric Corp. | Self-aligned, flip-chip focal plane array configuration |
| FR2517864A1 (fr) * | 1981-12-07 | 1983-06-10 | Telecommunications Sa | Dispositif d'enregistrement et de lecture d'images |
| GB2132017B (en) * | 1982-12-16 | 1986-12-03 | Secr Defence | Semiconductor device array |
| JPS6021588A (ja) * | 1983-07-16 | 1985-02-02 | Univ Kyoto | 磁気電気光効果光増幅器 |
| FR2556135B1 (fr) * | 1983-12-02 | 1986-09-19 | Thomson Csf | Photo-diode a l'antimoniure d'indium et procede de fabrication |
| JPS60130274A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-11 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| US4547622A (en) * | 1984-04-27 | 1985-10-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Solar cells and photodetectors |
| DE3576099D1 (de) * | 1984-07-10 | 1990-03-29 | Industrieorientierte Forsch | Infrarot-opto-elektronischer bauteil. |
| JPS61271844A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Nec Corp | 化合物半導体表面の不活性化方法 |
| DE3617229C2 (de) * | 1986-05-22 | 1997-04-30 | Aeg Infrarot Module Gmbh | Strahlungsdetektor |
| US4734583A (en) * | 1986-10-16 | 1988-03-29 | General Electric Company | Readout circuit for dual-gate CID imagers with charge sharing corrected for subtractive error |
| JPS63150976A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-23 | Fujitsu Ltd | 赤外線検出装置 |
| US4881234A (en) * | 1987-03-18 | 1989-11-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for forming copious (F2+)A centers in certain stable, broadly tunable laser-active materials |
| JPS63268278A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体放射線検出器 |
| US5086328A (en) * | 1988-02-08 | 1992-02-04 | Santa Barbara Research Center | Photo-anodic oxide surface passivation for semiconductors |
| JPH03273688A (ja) * | 1990-03-22 | 1991-12-04 | Eastman Kodak Japan Kk | 発光装置 |
| US5262633A (en) * | 1992-08-21 | 1993-11-16 | Santa Barbara Research Center | Wideband anti-reflection coating for indium antimonide photodetector device and method of forming the same |
-
1992
- 1992-06-08 CA CA002070708A patent/CA2070708C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-29 IL IL10234992A patent/IL102349A/en not_active IP Right Cessation
- 1992-07-31 JP JP4223616A patent/JP2912093B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-31 GB GB9216349A patent/GB2258565B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-07 FR FR9209849A patent/FR2680280B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-06-02 US US08/253,183 patent/US5449943A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2680280A1 (fr) | 1993-02-12 |
| US5449943A (en) | 1995-09-12 |
| GB2258565A (en) | 1993-02-10 |
| IL102349A (en) | 1996-11-14 |
| JPH05206499A (ja) | 1993-08-13 |
| FR2680280B1 (fr) | 1993-12-31 |
| IL102349A0 (en) | 1993-01-14 |
| CA2070708A1 (en) | 1993-02-09 |
| GB2258565B (en) | 1995-05-10 |
| GB9216349D0 (en) | 1992-09-16 |
| CA2070708C (en) | 1997-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5376810A (en) | Growth of delta-doped layers on silicon CCD/S for enhanced ultraviolet response | |
| JP2912093B2 (ja) | インジウム・アンチモン光検出器の基板の受光面を不活性化する方法及びインジウム・アンチモン光検出器 | |
| US9337220B2 (en) | Solar blind ultra violet (UV) detector and fabrication methods of the same | |
| Hoenk et al. | Growth of a delta‐doped silicon layer by molecular beam epitaxy on a charge‐coupled device for reflection‐limited ultraviolet quantum efficiency | |
| Razeghi et al. | Semiconductor ultraviolet detectors | |
| US7368762B2 (en) | Heterojunction photodiode | |
| US20150001410A1 (en) | Solar blind ultra violet (uv) detector and fabrication methods of the same | |
| US8338905B2 (en) | Photodiode and photodiode array with improved performance characteristics | |
| CN1855556A (zh) | 具有抗反射涂层的光电二极管 | |
| US20240063248A1 (en) | Back-Illuminated Sensor And A Method Of Manufacturing A Sensor Using A Silicon On Insulator Wafer | |
| CN116885040A (zh) | 一种光探测器件及制备方法 | |
| US5646437A (en) | Indium antimonide (InSb) photodetector device and structure for infrared, visible and ultraviolet radiation | |
| Jiang et al. | Demonstration of 256 x 256 focal plane array based on Al-free GaInAs-InP QWIP | |
| US4034396A (en) | Light sensor having good sensitivity to visible light | |
| RU2680983C1 (ru) | Способ изготовления мощного фотодетектора | |
| CA2141034C (en) | Indium antimonide (insb) photodetector device and structure for infrared, visible and ultraviolet radiation | |
| KR102516860B1 (ko) | 임의 배열된 금속 나노입자를 이용한 실리콘 광검출기 및 그 제작방법 | |
| US11374040B1 (en) | Pixel arrays including heterogenous photodiode types | |
| KR102245138B1 (ko) | 광 다이오드의 활성화 영역 형성 방법 및 이에 의한 광 다이오드 제조 방법 | |
| Stern et al. | Design of a back-illuminated, crystallographically etched, silicon-on-sapphire avalanche photodiode with monolithically integrated microlens, for dual-mode passive & active imaging arrays | |
| RU2676185C1 (ru) | Способ изготовления свч фотодетектора | |
| Walther et al. | Electrical and Optical Properties of 8–12μm GaAs/AlGaAs Quantum Well Infrared Photodetectors in 256 x 256 Focal Plane Arrays | |
| WO2024038303A1 (en) | Back illuminated image sensor with implanted boron for ultraviolet response | |
| Razeghia et al. | APPLIED PHYSICS REVIEWS | |
| Abid | Gated lateral silicon pin junction photodiodes |