JP6634837B2

JP6634837B2 - Photo detector

Info

Publication number: JP6634837B2
Application number: JP2016003454A
Authority: JP
Inventors: 哲也宮武
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2036-01-12
Also published as: JP2017126597A

Description

本発明は、光検出器に関するものである。 The present invention relates to a photodetector.

光検出器として、赤外線を検出するための量子井戸型赤外線検出器（ＱＷＩＰ：Quantum Well Infrared Photodetector）、または、量子ドット型赤外線検出器（ＱＤＩＰ：Quantum Dot Infrared Photodetector）等がある。これらの赤外線検出器は、赤外線を検出する活性層の両面を上部電極層及び下部電極層により挟んだ構造のものである。 Examples of the photodetector include a quantum well infrared detector (QWIP) for detecting infrared light, a quantum dot infrared detector (QDIP), and the like. These infrared detectors have a structure in which both surfaces of an active layer for detecting infrared light are sandwiched between an upper electrode layer and a lower electrode layer.

このような構造の量子井戸型赤外線検出器と、信号処理用の集積回路素子である読み出し回路（ＲＯＩＣ：readout integrated circuit）素子とをＩｎバンプを介しハイブリッド接続することにより、量子井戸型赤外線撮像素子が作製される。尚、量子井戸型赤外線検出器は、活性層が量子井戸構造により形成されている光電変換素子である。また、量子井戸型赤外線撮像素子は半導体撮像素子の一種であり、量子ドット型赤外線検出器を用いた場合においても、同様に、赤外線撮像素子を作製することができる。 By hybrid-connecting a quantum well infrared detector having such a structure and a readout integrated circuit (ROIC) element, which is an integrated circuit element for signal processing, via an In bump, a quantum well infrared imaging element is obtained. Is produced. The quantum well type infrared detector is a photoelectric conversion element in which an active layer is formed by a quantum well structure. In addition, the quantum well type infrared imaging device is a kind of semiconductor imaging device, and the infrared imaging device can be similarly manufactured even when a quantum dot type infrared detector is used.

一般的には、赤外線検出器の表面側に、読み出し回路がＩｎバンプを介しハイブリッド接続されているため、赤外線検出器の裏面側から赤外線検出器に入射した赤外線が検出される。具体的には、赤外線検出器の裏面側から入射した赤外線は、赤外線検出器の表面側に形成された光結合構造(グレーティングカプラ)により回折、反射され、活性層において検出される。光結合構造は、回折格子と回折格子の上に形成された金属反射膜により形成されている。 Generally, the readout circuit is hybrid-connected to the front side of the infrared detector via In bumps, so that infrared light incident on the infrared detector from the rear side of the infrared detector is detected. Specifically, infrared light incident from the back surface side of the infrared detector is diffracted and reflected by the optical coupling structure (grating coupler) formed on the front surface side of the infrared detector, and is detected in the active layer. The optical coupling structure is formed by a diffraction grating and a metal reflection film formed on the diffraction grating.

赤外線検出器は、赤外線を検出するための画素が複数設けられており、画素と画素の間には、赤外線検出器の表面側より、各々の画素を分離するための画素分離溝が形成されている。 The infrared detector is provided with a plurality of pixels for detecting infrared light, and a pixel separation groove for separating each pixel is formed between the pixels from the front side of the infrared detector. I have.

特開２０１２−１０９４３４号公報JP 2012-109434 A 特開２０１２−１０４７５９号公報JP 2012-104759 A 特開２０１４−１６９８９１号公報JP 2014-169891 A

ところで、赤外線検出器に形成されている画素分離溝は、所定の深さで形成されているため、画素と画素との間には、画素分離溝が形成されていない部分が存在しており、この部分を介し、多重反射された赤外線の一部が、隣の画素に入射する。この場合、赤外線の入射した画素において検出される赤外線の光量が低下するとともに、隣の赤外線が入射していない画素にも多重反射された赤外線が入射するため、光クロストークが発生する。 By the way, since the pixel separation groove formed in the infrared detector is formed at a predetermined depth, there is a portion where the pixel separation groove is not formed between the pixels, Through this part, a part of the multiply-reflected infrared light enters the adjacent pixel. In this case, the amount of infrared light detected at the pixel on which the infrared light is incident is reduced, and the multi-reflected infrared light is incident on the adjacent pixel on which no infrared light is incident, so that optical crosstalk occurs.

このため、光の入射した画素における光量低下が少なく、多重反射された光が隣の画素に入射することのない構造の光検出器が求められている。 For this reason, there is a demand for a photodetector having a structure in which the amount of light in a pixel on which light is incident is small and light reflected by multiple reflection is not incident on an adjacent pixel.

本実施の形態の一観点によれば、下部電極層と、前記下部電極層の上に形成された活性層と、前記活性層の上に形成された上部電極層と、前記上部電極層の上に形成された光結合構造と、を有する画素が複数形成された光検出器において、前記画素間の一部には、前記画素と画素の間を貫通し、前記画素ごとに分離する貫通画素分離溝が設けられており、前記画素間の他の一部には、前記下部電極層を残し形成された前記画素ごとに分離する画素分離溝が設けられており、前記下部電極層により、前記画素同士が接続されており、前記画素の形状は、四角形であって、前記複数の画素は、２次元に配列されており、前記２次元に配列されている画素のうち、一方の配列方向における前記画素間には、前記貫通画素分離溝が設けられており、前記一方の配列方向と直交する他方の配列方向における前記画素間には、前記画素分離溝が設けられており、前記下部電極層により、前記画素同士が接続されていることを特徴とする。
According to one aspect of the present embodiment, a lower electrode layer, an active layer formed on the lower electrode layer, an upper electrode layer formed on the active layer, And a light coupling structure formed in the photodetector, wherein a plurality of pixels each having the pixel are formed, wherein a part between the pixels has a through pixel separation that penetrates between the pixels and separates each pixel. A groove is provided, and another part between the pixels is provided with a pixel separation groove for separating each of the pixels formed while leaving the lower electrode layer, and the lower electrode layer forms the pixel separation groove. Are connected to each other , the shape of the pixel is a square, and the plurality of pixels are two-dimensionally arranged, and the two-dimensionally arranged pixels are arranged in one of the arrangement directions. The through pixel separation groove is provided between the pixels, Between the pixel in the other array direction orthogonal to the one arrangement direction, it said has pixel isolation trench is provided by the lower electrode layer, wherein the pixel are connected to each other.

開示の光検出器によれば、光の入射した画素における光量低下が少なく、多重反射された光が隣の画素に入射することを抑制することができる。 According to the photodetector disclosed herein, a decrease in the amount of light in a pixel on which light has entered is small, and it is possible to suppress the multiple reflected light from entering an adjacent pixel.

赤外線検出器の構造図Structural drawing of infrared detector 深い画素分離溝が形成された赤外線検出器の構造図Structural diagram of infrared detector with deep pixel separation groove 第１の実施の形態における赤外線検出器の上面図Top view of the infrared detector according to the first embodiment 第１の実施の形態における赤外線検出器の断面図Sectional view of the infrared detector according to the first embodiment 第１の実施の形態における赤外線検出器の説明図Explanatory drawing of an infrared detector in the first embodiment. 第１の実施の形態における赤外線検出器の構造の説明図Explanatory drawing of the structure of the infrared detector in the first embodiment. 赤外線検出器における隣接画素光漏れ量を示す図The figure which shows the adjacent pixel light leak amount in an infrared detector 赤外線検出器における光電界強度積算値を示す図Diagram showing integrated value of optical electric field strength in infrared detector 第１の実施の形態における赤外線検出器の変形例の上面図（１）Top view of modified example of infrared detector according to first embodiment (1) 第１の実施の形態における赤外線検出器の変形例の上面図（２）Top view of modified example of infrared detector according to first embodiment (2) 第１の実施の形態における赤外線検出器の変形例の上面図（３）Top view of a modification of the infrared detector according to the first embodiment (3) 第１の実施の形態における赤外線検出器の変形例の上面図（４）Top view of a modification of the infrared detector according to the first embodiment (4) 第１の実施の形態における赤外線検出器の変形例の上面図（５）Top view of modified example of infrared detector according to first embodiment (5) 第２の実施の形態における赤外線検出器の上面図（１）Top view of infrared detector in second embodiment (1) 第２の実施の形態における赤外線検出器の断面図（１）Sectional view (1) of the infrared detector in the second embodiment 第２の実施の形態における赤外線検出器の説明図（１）Explanatory drawing of an infrared detector in the second embodiment (1) 第２の実施の形態における赤外線検出器の上面図（２）Top view of infrared detector according to second embodiment (2) 第２の実施の形態における赤外線検出器の断面図（２）Sectional view (2) of the infrared detector in the second embodiment 第２の実施の形態における赤外線検出器の説明図（２）Explanatory drawing (2) of the infrared detector in 2nd Embodiment.

実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。 An embodiment for carrying out the invention will be described below. In addition, about the same member etc., the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

〔第１の実施の形態〕
最初に、表面側より画素分離溝が形成されている赤外線検出器において、赤外線の入射した画素における光量低下、及び、多重反射した赤外線の一部が隣の画素に入射することについて説明する。尚、本願においては、可視光、赤外線（赤外光）及び紫外線（紫外光）の一部又は全部について、光と記載する場合がある。 [First Embodiment]
First, in an infrared detector having a pixel separation groove formed from the front surface side, a description will be given of a decrease in the amount of light in a pixel to which infrared light has entered, and the fact that a part of the multiply reflected infrared light enters an adjacent pixel. In the present application, part or all of visible light, infrared light (infrared light), and ultraviolet light (ultraviolet light) may be described as light.

図１は、分離溝が形成されている赤外線検出器の構造図である。この赤外線検出器は、バッファ層９１０、下部電極層９１１、活性層９１２、上部電極層９１３が、順に積層して形成されている。上部電極層９１３の上には、回折格子９２１が形成されており、上部電極層９１３及び回折格子９２１の上には、金属反射膜９２２が形成されている。 FIG. 1 is a structural diagram of an infrared detector in which a separation groove is formed. In this infrared detector, a buffer layer 910, a lower electrode layer 911, an active layer 912, and an upper electrode layer 913 are sequentially stacked. A diffraction grating 921 is formed on the upper electrode layer 913, and a metal reflection film 922 is formed on the upper electrode layer 913 and the diffraction grating 921.

バッファ層９１０は、厚さが０．２〜０．３μｍのＧａＡｓにより形成されており、下部電極層９１１は、厚さが１．５〜２．０μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されている。活性層９１２は、厚さが５ｎｍのＧａＡｓからなる井戸層と厚さが４０ｎｍのＡｌＧａＡｓからなる障壁層とを交互に約５０周期積層することによりＭＱＷ（Multiple Quantum Well）構造が形成されている。上部電極層９１３は、厚さが約０．５μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されており、回折格子９２１は、上部電極層９１３の上において基板面方向に周期的に形成されたｎ−ＧａＡｓにより形成されている。金属反射膜９２２はＡｕ等の金属膜により形成されている。図１に示される赤外線検出器においては、このように形成された回折格子９２１と金属反射膜９２２により光結合構造が形成される。 The buffer layer 910 is formed of GaAs having a thickness of 0.2 to 0.3 μm, and the lower electrode layer 911 is formed of n-GaAs having a thickness of 1.5 to 2.0 μm. The active layer 912 has a MQW (Multiple Quantum Well) structure formed by alternately stacking well layers made of GaAs having a thickness of 5 nm and barrier layers made of AlGaAs having a thickness of 40 nm for about 50 periods. The upper electrode layer 913 is formed of n-GaAs having a thickness of about 0.5 μm, and the diffraction grating 921 is formed of n-GaAs periodically formed on the upper electrode layer 913 in the substrate surface direction. Have been. The metal reflection film 922 is formed of a metal film such as Au. In the infrared detector shown in FIG. 1, an optical coupling structure is formed by the thus formed diffraction grating 921 and the metal reflection film 922.

画素分離溝９３０は、回折格子９２１が形成されている赤外線検出器の表面側より、画素と画素の間における上部電極層９１３及び活性層９１２を除去することにより形成されている。このため、隣り合う画素と画素とは、画素分離溝９３０が形成されている領域における下部電極層９１１及びバッファ層９１０によりつながっている。図１に示す構造の赤外線検出器では、破線矢印に示されるように、赤外線検出器の裏面側となるバッファ層９１０が形成されている側より入射した赤外線を検出する。具体的には、赤外線検出器の裏面側より入射した赤外線は、回折格子９２１及び金属反射膜９２２により回折、反射されて、活性層９１２において検出される。しかしながら、回折格子９２１及び金属反射膜９２２により回折、反射された赤外線のうちの一部は、画素分離溝９３０が形成されている領域における下部電極層９１１及びバッファ層９１０を介し、隣の画素に入射する。具体的には、図１における破線矢印で示されるように、バッファ層９１０の界面において反射されて、隣の画素に入射する。このように赤外線の一部が多重反射され隣の画素に入射してしまうと、赤外線が入射した画素において検出される赤外線の光量が低下するとともに、赤外線が入射していない隣の画素においても赤外線が検出されるため、光クロストークが発生する。 The pixel separation groove 930 is formed by removing the upper electrode layer 913 and the active layer 912 between pixels from the surface of the infrared detector where the diffraction grating 921 is formed. Therefore, adjacent pixels are connected to each other by the lower electrode layer 911 and the buffer layer 910 in a region where the pixel separation groove 930 is formed. The infrared detector having the structure shown in FIG. 1 detects infrared light incident from the side on which the buffer layer 910, which is the back side of the infrared detector, is formed, as indicated by the dashed arrow. Specifically, infrared light incident from the back side of the infrared detector is diffracted and reflected by the diffraction grating 921 and the metal reflection film 922, and is detected in the active layer 912. However, part of the infrared rays diffracted and reflected by the diffraction grating 921 and the metal reflection film 922 is transmitted to the adjacent pixels via the lower electrode layer 911 and the buffer layer 910 in the region where the pixel separation groove 930 is formed. Incident. Specifically, as shown by a dashed arrow in FIG. 1, the light is reflected at the interface of the buffer layer 910 and is incident on an adjacent pixel. If a part of the infrared light is multiply reflected and enters the adjacent pixel, the amount of infrared light detected at the pixel where the infrared light is incident is reduced, and the infrared light is also transmitted to the adjacent pixel where the infrared light is not incident. Is detected, optical crosstalk occurs.

これらの問題を解決する方法の１つとして、図２に示すように、下部電極層９１１の一部まで除去することにより、深い画素分離溝９３０ａを形成する方法が考えられる。赤外線検出器に、深い画素分離溝９３０ａを形成することにより、回折格子９２１及び金属反射膜９２２により回折、反射された赤外線のうち、深い画素分離溝９３０ａの側面において反射される成分が増え、赤外線の入射した画素内にとどまる成分が多くなる。しかしながら、図２に示す構造の赤外線検出器では、多重反射された赤外線のうち、画素分離溝９３０ａが形成されている領域の画素と画素との間の下部電極層９１１の一部及びバッファ層９１０を介して隣の画素に入射する成分が存在している。従って、図２に示されるように、画素分離溝の深さを深くするだけでは、赤外線の入射した画素において検出される赤外線の光量の低下を抑制し、光クロストークの発生を抑制することは、十分ではない。 As a method for solving these problems, as shown in FIG. 2, a method of forming a deep pixel isolation groove 930a by removing a part of the lower electrode layer 911 is considered. By forming the deep pixel separation groove 930a in the infrared detector, of the infrared rays diffracted and reflected by the diffraction grating 921 and the metal reflection film 922, the component reflected on the side surface of the deep pixel separation groove 930a increases. The components that remain in the pixel where the light enters are increased. However, in the infrared detector having the structure shown in FIG. 2, a part of the lower electrode layer 911 and the buffer layer 910 between the pixels in the area where the pixel separation groove 930 a is formed among the infrared rays reflected multiple times. There is a component that enters the adjacent pixel via the. Therefore, as shown in FIG. 2, simply increasing the depth of the pixel separation groove can suppress a decrease in the amount of infrared light detected in a pixel on which infrared light is incident and suppress the occurrence of optical crosstalk. , Not enough.

（光検出器）
次に、本実施の形態における光検出器について、図３及び図４に基づき説明する。図３は、本実施の形態における光検出器である赤外線検出器の上面図である。図４（ａ）は、図３における一点鎖線３Ａ−３Ｂで切断した断面図であり、図４（ｂ）は、図３における一点鎖線３Ｃ−３Ｄで切断した断面図であり、図４（ｃ）は、図３における一点鎖線３Ｅ−３Ｆで切断した断面図である。 (Photodetector)
Next, the photodetector according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a top view of an infrared detector which is a photodetector in the present embodiment. 4A is a cross-sectional view taken along a dashed line 3A-3B in FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along a dashed line 3C-3D in FIG. 3) is a cross-sectional view taken along dashed line 3E-3F in FIG.

本実施の形態における赤外線検出器は、バッファ層１０、下部電極層１１、活性層１２、上部電極層１３が、順に積層して形成されている。上部電極層１３の上には、回折格子２１が形成されており、上部電極層１３及び回折格子２１の上には、金属反射膜２２が形成されている。 In the infrared detector according to the present embodiment, a buffer layer 10, a lower electrode layer 11, an active layer 12, and an upper electrode layer 13 are formed by sequentially stacking. A diffraction grating 21 is formed on the upper electrode layer 13, and a metal reflection film 22 is formed on the upper electrode layer 13 and the diffraction grating 21.

バッファ層１０は、厚さが０．２〜０．３μｍのＧａＡｓにより形成されており、下部電極層１１は、厚さが１．５〜２．０μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されている。活性層１２は、厚さが５ｎｍのＧａＡｓからなる井戸層と厚さが４０ｎｍのＡｌＧａＡｓからなる障壁層とを交互に約５０周期積層することによりＭＱＷ構造が形成されている。上部電極層１３は、厚さが約０．５μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されており、回折格子２１は、上部電極層１３の上において基板面方向に周期的にｎ−ＧａＡｓを形成することにより形成されている。金属反射膜２２はＡｕ等により形成されている。本実施の形態における赤外線検出器においては、このように形成された回折格子２１と金属反射膜２２により光結合構造が形成される。尚、光結合構造には、回折格子２１及び金属反射膜２２の少なくとも一つが含まれている。 The buffer layer 10 is formed of GaAs having a thickness of 0.2 to 0.3 μm, and the lower electrode layer 11 is formed of n-GaAs having a thickness of 1.5 to 2.0 μm. The active layer 12 has an MQW structure formed by alternately laminating well layers made of GaAs having a thickness of 5 nm and barrier layers made of AlGaAs having a thickness of 40 nm for about 50 periods. The upper electrode layer 13 is formed of n-GaAs having a thickness of about 0.5 μm, and the diffraction grating 21 is formed by periodically forming n-GaAs on the upper electrode layer 13 in the substrate surface direction. Is formed. The metal reflection film 22 is formed of Au or the like. In the infrared detector according to the present embodiment, an optical coupling structure is formed by the diffraction grating 21 and the metal reflection film 22 formed as described above. The optical coupling structure includes at least one of the diffraction grating 21 and the metal reflection film 22.

尚、活性層１２は量子ドット構造により形成してもよい。量子井戸構造は、光の吸収方向の異方性があるため、活性層１２が量子井戸構造により形成されている場合には、角度を変化させて光を入射させるように光結合構造が用いられていることが多い。このような光結合構造が形成されている場合に、光クロストークが発生する。活性層１２が量子ドット構造により形成されている場合には、量子ドット構造では、あらゆる方向からの光を吸収するため、光結合構造を設ける要求は、量子井戸構造ほどではない。しかしながら、量子ドット構造の場合、量子効率が小さいため、光に対する感度を高めるために光結合構造を設ける場合が考えられる。 Note that the active layer 12 may be formed with a quantum dot structure. Since the quantum well structure has anisotropy in the light absorption direction, when the active layer 12 is formed of the quantum well structure, an optical coupling structure is used so that light is incident at a different angle. Often have. When such an optical coupling structure is formed, optical crosstalk occurs. In the case where the active layer 12 is formed by a quantum dot structure, the quantum dot structure absorbs light from all directions, so that the requirement for providing the optical coupling structure is not as large as that of the quantum well structure. However, in the case of the quantum dot structure, since the quantum efficiency is low, a case may be considered in which an optical coupling structure is provided to increase sensitivity to light.

本実施の形態における赤外線検出器は、図３に示されるように、複数の画素３０がＸ方向及びＹ方向において、２次元に配列されており、最も近い画素３０と画素３０の間には、貫通画素分離溝４１が形成されている。即ち、Ｘ方向に配列された画素３０と画素３０の間、及び、Ｘ方向と直交するＹ方向に配列された画素３０と画素３０の間には、貫通画素分離溝４１が形成されている。また、各々の画素３０は、正方形等の四角形で形成されており、各々の画素３０と画素３０とは、画素３０の角、即ち、画素３０の対角方向において、接続領域５０により接続されている。接続領域５０は、画素分離溝４２が形成されている領域におけるバッファ層１０及び下部電極層１１により形成されているため、画素分離溝４２は貫通してはいない。 In the infrared detector according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, a plurality of pixels 30 are two-dimensionally arranged in the X direction and the Y direction. A through pixel isolation groove 41 is formed. That is, the through pixel separation grooves 41 are formed between the pixels 30 arranged in the X direction and between the pixels 30 arranged in the Y direction orthogonal to the X direction. Further, each pixel 30 is formed in a square such as a square, and each pixel 30 and the pixel 30 are connected by a connection region 50 in a corner of the pixel 30, that is, in a diagonal direction of the pixel 30. I have. Since the connection region 50 is formed by the buffer layer 10 and the lower electrode layer 11 in the region where the pixel separation groove 42 is formed, the pixel separation groove 42 does not penetrate.

尚、本実施の形態においては、接続領域５０が形成されているため、各々の画素３０が完全に分離されてバラバラになってしまうことはなく、複数の画素を有する赤外線検出器としての形態が維持される。また、各々の画素３０は、接続領域５０により接続されているため、下部電極層１１を共通電極とすることができる。 In the present embodiment, since the connection region 50 is formed, each pixel 30 is not completely separated and does not fall apart, and is configured as an infrared detector having a plurality of pixels. Will be maintained. Further, since the pixels 30 are connected by the connection region 50, the lower electrode layer 11 can be used as a common electrode.

従って、本実施の形態における赤外線検出器においては、最も近い画素３０と画素３０との間には、貫通画素分離溝４１が形成されているため、各々の画素３０における光クロストークを十分に抑制することができる。具体的には、図５に示されるように、本実施の形態における赤外線検出器においては、最も近い画素３０と画素３０との間には、貫通画素分離溝４１が形成されている。このため、画素３０に入射し、回折格子２１及び金属反射膜２２により回折、反射された赤外線は、貫通画素分離溝４１との界面において反射されるため、赤外線が入射した画素３０内にとどまり、各々の画素３０の活性層１２において検出される。このため、赤外線の入射した画素において検出される赤外線の光量の低下、及び、光クロストークの発生を抑制することができる。 Therefore, in the infrared detector according to the present embodiment, since the through pixel separation groove 41 is formed between the pixels 30 closest to each other, the optical crosstalk in each pixel 30 is sufficiently suppressed. can do. Specifically, as shown in FIG. 5, in the infrared detector according to the present embodiment, a through pixel separation groove 41 is formed between the nearest pixels 30. For this reason, the infrared light that has entered the pixel 30 and is diffracted and reflected by the diffraction grating 21 and the metal reflection film 22 is reflected at the interface with the through-pixel separation groove 41, and thus stays in the pixel 30 where the infrared light has entered, It is detected in the active layer 12 of each pixel 30. For this reason, it is possible to suppress a decrease in the amount of infrared light detected at a pixel on which the infrared light has entered and the occurrence of optical crosstalk.

尚、画素３０と画素３０とは、接続領域５０において、各々の画素３０の角同士が接続されており、接続領域５０を介して繋がっている。接続領域５０では、画素分離溝４２が形成されているが、バッファ層１０及び下部電極層１１は残っており、画素３０と画素３０は、接続領域５０におけるバッファ層１０及び下部電極層１１において繋がっている。従って、一方の画素に入射した赤外線は、接続領域５０を介し、他方の画素に漏れて入射する場合がある。しかしながら、接続領域５０は画素３０の角に設けられているため、回折格子２１及び金属反射膜２２により回折、反射された赤外線は、接続領域５０には入射しにくく、一方の画素に入射した赤外線のうち他方の画素に入射する赤外線の量は極めて少ない。このため、光クロストークを十分に抑制することができる。 In the connection region 50, the corners of the pixels 30 are connected to each other, and the pixels 30 are connected via the connection region 50. In the connection region 50, the pixel separation groove 42 is formed, but the buffer layer 10 and the lower electrode layer 11 remain, and the pixel 30 and the pixel 30 are connected in the buffer layer 10 and the lower electrode layer 11 in the connection region 50. ing. Therefore, the infrared light that has entered one pixel may leak and enter the other pixel via the connection region 50. However, since the connection region 50 is provided at the corner of the pixel 30, the infrared rays diffracted and reflected by the diffraction grating 21 and the metal reflection film 22 are hardly incident on the connection region 50, and the infrared rays incident on one pixel Of these, the amount of infrared light incident on the other pixel is extremely small. Therefore, optical crosstalk can be sufficiently suppressed.

本実施の形態における赤外線検出器について、より詳細に説明するため、本実施の形態における赤外線検出器を形成している４つの画素３０に基づき説明する。図６は、図３において一点鎖線３Ｇで囲まれた領域における４つの画素３０を示す。尚、説明の便宜上、これらの４つの画素３０について、第１の画素３０ａ、第２の画素３０ｂ、第３の画素３０ｃ、第４の画素３０ｄとして説明する。 In order to describe the infrared detector in the present embodiment in more detail, a description will be given based on four pixels 30 forming the infrared detector in the present embodiment. FIG. 6 shows four pixels 30 in a region surrounded by a chain line 3G in FIG. For convenience of explanation, these four pixels 30 will be described as a first pixel 30a, a second pixel 30b, a third pixel 30c, and a fourth pixel 30d.

これら４つの画素３０の位置関係は、第１の画素３０ａと第２の画素３０ｂ、第３の画素３０ｃと第４の画素３０ｄは、各々Ｘ方向に配列されており、第１の画素３０ａと第３の画素３０ｃ、第２の画素３０ｂと第４の画素３０ｄは、各々Ｙ方向に配列されている。従って、第１の画素３０ａと第４の画素３０ｄ、第２の画素３０ｂと第３の画素３０ｃは、ともに各々の画素３０の対角方向に配列されている。 The positional relationship between the four pixels 30 is such that the first pixel 30a and the second pixel 30b, and the third pixel 30c and the fourth pixel 30d are arranged in the X direction, respectively. The third pixel 30c, the second pixel 30b, and the fourth pixel 30d are each arranged in the Y direction. Therefore, the first pixel 30a and the fourth pixel 30d and the second pixel 30b and the third pixel 30c are arranged in a diagonal direction of each pixel 30.

従って、図６に示す場合では、第１の画素３０ａにおいては、Ｘ方向に配列された第２の画素３０ｂと、Ｙ方向に配列された第３の画素３０ｃが、最も近い画素３０となる。また、第１の画素３０ａの対角方向に配列されている第４の画素３０ｄは、２番目に近い画素３０となる。 Therefore, in the case shown in FIG. 6, in the first pixel 30a, the second pixel 30b arranged in the X direction and the third pixel 30c arranged in the Y direction are the closest pixels 30. The fourth pixels 30d arranged in the diagonal direction of the first pixels 30a are the pixels 30 closest to the second.

本実施の形態においては、Ｘ方向に配列されている第１の画素３０ａと第２の画素３０ｂとの間、第３の画素３０ｃと第４の画素３０ｄの間には、貫通画素分離溝４１が形成されている。また、Ｙ方向に配列されている第１の画素３０ａと第３の画素３０ｃとの間、第２の画素３０ｂと第４の画素３０ｄとの間には、貫通画素分離溝４１が形成されている。即ち、最も近い画素３０と画素３０との間には、貫通画素分離溝４１が形成されている。 In the present embodiment, a penetrating pixel separation groove 41 is provided between the first pixel 30a and the second pixel 30b and between the third pixel 30c and the fourth pixel 30d arranged in the X direction. Are formed. In addition, a through pixel separation groove 41 is formed between the first pixel 30a and the third pixel 30c and between the second pixel 30b and the fourth pixel 30d arranged in the Y direction. I have. That is, the through pixel separation groove 41 is formed between the nearest pixels 30.

また、各々の画素３０の対角方向に配列されている第１の画素３０ａと第４の画素３０ｄとの間、及び、第２の画素３０ｂと第３の画素３０ｃとの間には、画素分離溝４２が形成されているが、接続領域５０が形成されており、画素分離溝４２は貫通してはいない。従って、接続領域５０において、画素３０同士が接続されている。 Further, a pixel is disposed between the first pixel 30a and the fourth pixel 30d arranged in the diagonal direction of each pixel 30 and between the second pixel 30b and the third pixel 30c. Although the separation groove 42 is formed, the connection region 50 is formed, and the pixel separation groove 42 does not penetrate. Therefore, in the connection region 50, the pixels 30 are connected to each other.

本実施の形態においては、第１の画素３０ａと第２の画素３０ｂとの間、第１の画素３０ａと第３の画素３０ｃとの間には、貫通画素分離溝４１が形成されている。従って、第１の画素３０ａに入射し、回折格子２１及び金属反射膜２２により回折、反射された赤外線は、貫通画素分離溝４１の側面において反射されるため、第２の画素３０ｂ及び第３の画素３０ｃに入射することはない。また、第１の画素３０ａと第４の画素３０ｄとは、画素３０の対角方向において、接続領域５０により接続されているが、接続領域５０は画素３０の角であるため、回折格子２１及び金属反射膜２２により回折、反射された赤外線は入射しにくい。従って、接続領域５０を介し、第４の画素３０ｄに入射する赤外線の量は極めて少なく、光クロストークは殆ど生じない。 In the present embodiment, a through pixel separation groove 41 is formed between the first pixel 30a and the second pixel 30b and between the first pixel 30a and the third pixel 30c. Therefore, the infrared light that is incident on the first pixel 30a and is diffracted and reflected by the diffraction grating 21 and the metal reflection film 22 is reflected on the side surface of the through-pixel separation groove 41, so that the second pixel 30b and the third It does not enter the pixel 30c. The first pixel 30a and the fourth pixel 30d are connected by a connection region 50 in a diagonal direction of the pixel 30, but since the connection region 50 is at a corner of the pixel 30, the diffraction grating 21 and the The infrared rays diffracted and reflected by the metal reflection film 22 are hardly incident. Therefore, the amount of infrared light that enters the fourth pixel 30d via the connection region 50 is extremely small, and optical crosstalk hardly occurs.

図７は、各々の赤外線検出器において、隣接画素への光漏れ量をシミュレーションにより算出した結果であり、光が入射した画素において検出される光量を１００とした場合において隣の画素に漏れる光量を示す。図７では、図１に示される従来構造の赤外線検出器Ａ、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂ、図３〜５に示される貫通画素分離溝が形成されている貫通溝構造の本実施の形態における赤外線検出器Ｃの隣接画素光漏れ量を示す。 FIG. 7 shows the result of calculating the amount of light leaking to an adjacent pixel by simulation in each infrared detector. The amount of light leaking to an adjacent pixel when the amount of light detected at a pixel where light enters is 100. Show. 7, an infrared detector A having a conventional structure shown in FIG. 1, an infrared detector B having a deep groove structure shown in FIG. 2, and a through-groove structure having through-pixel separation grooves shown in FIGS. 5 shows the amount of light leaked from a pixel adjacent to the infrared detector C in the present embodiment.

図７に示されるように、図１に示される従来の構造の赤外線検出器Ａでは、隣接画素光漏れ量は約３３％であり、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂでは、隣接画素光漏れ量は約２８％であった。これに対し、図３〜５に示される本実施の形態における貫通画素分離溝が形成されている赤外線検出器Ｃでは、隣接画素光漏れ量は約１４％であった。従って、本実施の形態における赤外線検出器である赤外線検出器Ｃは、隣接画素光漏れ量を図１に示される従来の赤外線検出器Ａに比べて半分以下にすることができ、また、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂに比べても略半分にすることができる。 As shown in FIG. 7, in the infrared detector A having the conventional structure shown in FIG. 1, the leakage amount of adjacent pixels is about 33%, and in the infrared detector B having the deep groove structure shown in FIG. The pixel light leakage amount was about 28%. On the other hand, in the infrared detector C having the penetrating pixel separation grooves according to the present embodiment shown in FIGS. 3 to 5, the adjacent pixel light leakage amount was about 14%. Therefore, the infrared detector C, which is the infrared detector in the present embodiment, can reduce the amount of adjacent pixel light leakage to less than half that of the conventional infrared detector A shown in FIG. Can be reduced to about half as compared with the deep groove infrared detector B shown in FIG.

図８は、各々の赤外線検出器において、光の入射した画素における光電界強度積算値をシミュレーションにより算出した結果であり、図１に示される従来の構造の赤外線検出器Ａにおける光電界強度積算値を１とした場合の値を示す。光電界強度積算値は、光が入射した画素において検出される光の強度の積算値を示す。図８では、図１に示される従来構造の赤外線検出器Ａ、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂ、図３〜５に示される貫通画素分離溝が形成されている貫通溝構造の本実施の形態における赤外線検出器Ｃの光電界強度積算値を示す。 FIG. 8 shows the result of calculation of the integrated value of the optical electric field intensity at the pixel on which light is incident in each of the infrared detectors by simulation. The integrated value of the optical electric field intensity of the infrared detector A having the conventional structure shown in FIG. Is shown assuming that 1 is 1. The integrated value of the optical electric field intensity indicates the integrated value of the intensity of the light detected in the pixel on which the light is incident. 8, an infrared detector A having a conventional structure shown in FIG. 1, an infrared detector B having a deep groove structure shown in FIG. 2, and a through groove structure in which a through pixel separation groove shown in FIGS. 3 to 5 are formed. 5 shows an integrated value of the optical electric field intensity of the infrared detector C in the present embodiment.

図８に示されるように、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂでは、光電界強度積算値は約１．２であった。これに対し、図３〜５に示される本実施の形態における貫通画素分離溝が形成されている赤外線検出器Ｃでは、光電界強度積算値は約１．４であった。 As shown in FIG. 8, in the infrared detector B having the deep groove structure shown in FIG. 2, the integrated value of the optical electric field strength was about 1.2. On the other hand, in the infrared detector C having the penetrating pixel separation grooves according to the present embodiment shown in FIGS. 3 to 5, the integrated value of the optical electric field intensity was about 1.4.

従って、本実施の形態における赤外線検出器である赤外線検出器Ｃは、光電界強度積算値を図１に示される従来の赤外線検出器Ａに比べて約４０％向上させることができ、また、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂに比べて約１７％向上させることができる。 Therefore, the infrared detector C, which is the infrared detector according to the present embodiment, can improve the integrated value of the optical electric field intensity by about 40% as compared with the conventional infrared detector A shown in FIG. In comparison with the deep groove structure infrared detector B shown in FIG.

（変形例）
本実施の形態における赤外線検出器は、画素３０の対角方向に形成される画素接続領域は、様々な形状で形成することが可能である。例えば、図９に示すように、画素３０の対角方向において、各々の画素３０を接続する部分が、「×」の形状となる接続領域５０ａを形成してもよい。また、図１０に示すように、四角形に形成された接続領域５０ｂの辺が画素３０の角と接続するように形成されていてもよい。また、図１１に示すように、画素３０の対角方向における接続領域５０ｃと、接続領域５０ｃ同士を結ぶ接続梁５０ｄが貫通画素分離溝４１内に設けられている構造のものであってもよい。また、図１２に示すように、四芒星の形状の接続領域５０ｅと、接続領域５０ｅ同士を結ぶ接続梁５０ｆが貫通画素分離溝４１内に設けられている構造のものであってもよい。更に、貫通画素分離溝４１は貫通していればよいため、図１３に示すように、図３に示されるものよりも、貫通画素分離溝４１の幅を細く形成してもよい。これにより赤外線検出器における物理的強度を高めることができる。 (Modification)
In the infrared detector according to the present embodiment, a pixel connection region formed in a diagonal direction of the pixel 30 can be formed in various shapes. For example, as shown in FIG. 9, in a diagonal direction of the pixel 30, a portion connecting each pixel 30 may form a connection region 50 a having an “X” shape. Further, as shown in FIG. 10, the side of the connection region 50 b formed in a square may be formed so as to connect to the corner of the pixel 30. Further, as shown in FIG. 11, a structure in which a connection region 50 c in a diagonal direction of the pixel 30 and a connection beam 50 d connecting the connection regions 50 c may be provided in the through pixel separation groove 41. . As shown in FIG. 12, a structure in which a connection region 50 e in the shape of a four-pointed star and a connection beam 50 f connecting the connection regions 50 e may be provided in the through pixel separation groove 41. Further, since the penetrating pixel separation groove 41 only needs to penetrate, as shown in FIG. 13, the width of the penetrating pixel separation groove 41 may be narrower than that shown in FIG. This can increase the physical strength of the infrared detector.

尚、上記においては、貫通画素分離溝４１を形成した場合について説明した。しかしながら、貫通画素分離溝４１に代えて、貫通しない深い画素分離溝であって、深い画素分離溝の底面と、光結合構造が形成されている面とは反対側の面との間の厚さが、入射光の活性層１２中における波長の１／４以下であってもよい。このような深い画素分離溝を用いた場合においても、隣接画素との接続部分を伝播する光量を減少させることができ、光クロストークを低減させる効果がある。 In the above, the case where the through pixel separation groove 41 is formed has been described. However, instead of the through-pixel separation groove 41, a deep pixel separation groove that does not penetrate, and the thickness between the bottom surface of the deep pixel separation groove and the surface opposite to the surface on which the optical coupling structure is formed. May be 以下 or less of the wavelength of the incident light in the active layer 12. Even when such a deep pixel separation groove is used, it is possible to reduce the amount of light propagating in a connection portion with an adjacent pixel, and to reduce the optical crosstalk.

発明者が検討を行ったところ、入射する赤外線の波長が１０．５μｍの場合、深い画素分離溝の下の部分の厚さを０．７μｍにすると、隣接画素への光漏れ量が、従来構造の活性層内の光強度比で、１６％から３％に低減されるという結果を得ている。ここで、深い画素分離溝の下の部分の厚さは、深い画素分離溝の底面と、光結合構造が形成されている面とは反対側の面との間の厚さであり、厚さ０．７μｍは、活性層１２中における光の波長の約１／５に相当する。これらの結果より、発明者の知見に基づくならば、深い画素分離溝の下の部分の厚さが、入射する光の活性層中における波長の１／４以下であれば、隣接画素との接続部分を伝播する光量を減少させることができ、光クロストークの発生を抑制することができる。この場合、隣接画素とは、下部電極層１１等において接続されているため、分離溝が貫通している場合と比べて、光検出器の強度を高めることができ、信頼性が向上する。 The inventors have studied that when the wavelength of the incident infrared ray is 10.5 μm, if the thickness of the portion below the deep pixel separation groove is set to 0.7 μm, the amount of light leaking to adjacent pixels is reduced by the conventional structure. Of the light intensity ratio in the active layer is reduced from 16% to 3%. Here, the thickness of the portion below the deep pixel separation groove is the thickness between the bottom surface of the deep pixel separation groove and the surface on the opposite side to the surface on which the optical coupling structure is formed. 0.7 μm corresponds to about ５ of the wavelength of light in the active layer 12. From these results, based on the knowledge of the inventor, if the thickness of the portion under the deep pixel separation groove is not more than １／ of the wavelength of the incident light in the active layer, the connection with the adjacent pixel is made. The amount of light propagating through the portion can be reduced, and the occurrence of optical crosstalk can be suppressed. In this case, since the adjacent pixels are connected in the lower electrode layer 11 and the like, the intensity of the photodetector can be increased and the reliability is improved as compared with the case where the separation groove is penetrated.

上記においては、赤外線を検出する赤外線検出器を例に説明したが、本実施の形態における構造は、可視光や紫外光等の他の光を検出する光検出器にも適用可能である。 In the above, an infrared detector for detecting infrared light has been described as an example, but the structure in the present embodiment is also applicable to a photodetector for detecting other light such as visible light and ultraviolet light.

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における光検出器は、画素３０と画素３０との間に設けられる貫通画素分離溝４１が、画素３０の一方の配列方向にのみ設けられているものである。 [Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the photodetector according to the present embodiment, the through pixel separation groove 41 provided between the pixels 30 is provided only in one arrangement direction of the pixels 30.

具体的には、図１４〜図１６に示されるように、Ｘ方向に配列されている画素３０と画素３０の間には、貫通画素分離溝１４１が設けられており、Ｙ方向に配列されている画素３０と画素３０とは、接続領域１５０により接続されていてもよい。尚、接続領域１５０には、画素分離溝１４２が形成されている。この構造の赤外線検出器では、接続領域１５０が広いため、光クロストークの特性はやや低下するものの、光検出器における物理的な強度は向上するため、信頼性等を向上させることができる。 Specifically, as shown in FIGS. 14 to 16, a through pixel separation groove 141 is provided between the pixels 30 arranged in the X direction, and the pixels 30 are arranged in the Y direction. The pixel 30 and the pixel 30 may be connected by the connection region 150. Note that a pixel separation groove 142 is formed in the connection region 150. In the infrared detector having this structure, the connection region 150 is wide, so that the characteristics of optical crosstalk are slightly reduced. However, the physical strength of the photodetector is improved, so that the reliability and the like can be improved.

図１４は、この赤外線検出器の上面図である。図１５（ａ）は、図１４の一点鎖線１４Ａ−１４Ｂで切断した断面図であり、図１５（ｂ）は、図１４における一点鎖線１４Ｃ−１４Ｄで切断した断面図であり、図１５（ｃ）は、図１４における一点鎖線１４Ｅ−１４Ｆで切断した断面図である。図１６は、図１４における一点鎖線１４Ｇで囲まれた領域の拡大図である。 FIG. 14 is a top view of the infrared detector. FIG. 15A is a cross-sectional view taken along a dashed line 14A-14B in FIG. 14, and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along a dashed line 14C-14D in FIG. 15) is a cross-sectional view taken along a dashed-dotted line 14E-14F in FIG. FIG. 16 is an enlarged view of a region surrounded by a chain line 14G in FIG.

図１６に基づき、より詳細に説明すると、Ｘ方向に配列されている第１の画素３０ａと第２の画素３０ｂとの間、第３の画素３０ｃと第４の画素３０ｄの間には、貫通画素分離溝１４１が形成されている。また、Ｙ方向に配列されている第１の画素３０ａと第３の画素３０ｃとの間、第２の画素３０ｂと第４の画素３０ｄとの間には、画素分離溝１４２が形成されているが、接続領域１５０が形成されており、画素分離溝１４２は貫通してはいない。従って、接続領域１５０において、画素３０同士が接続されている。 Referring to FIG. 16 in more detail, a through hole is provided between the first pixel 30a and the second pixel 30b and between the third pixel 30c and the fourth pixel 30d arranged in the X direction. A pixel separation groove 141 is formed. In addition, a pixel separation groove 142 is formed between the first pixel 30a and the third pixel 30c and between the second pixel 30b and the fourth pixel 30d arranged in the Y direction. However, the connection region 150 is formed, and the pixel isolation groove 142 does not penetrate. Accordingly, in the connection region 150, the pixels 30 are connected to each other.

また、図１７〜図１９に示されるように、Ｙ方向に配列されている画素３０と画素３０の間には、貫通画素分離溝１４１が設けられており、Ｘ方向に配列されている画素３０と画素３０とは、接続領域１５０により接続されていてもよい。この構造の赤外線検出器においても、同様に、接続領域１５０が広いため、光クロストークの特性はやや低下するものの、光検出器における物理的な強度は向上するため、信頼性等を向上させることができる。 As shown in FIGS. 17 to 19, a through pixel separation groove 141 is provided between the pixels 30 arranged in the Y direction and the pixels 30 arranged in the X direction. The pixels 30 may be connected to each other by the connection region 150. Similarly, in the infrared detector having this structure, although the connection area 150 is large, the characteristics of optical crosstalk are slightly reduced, but the physical strength of the optical detector is improved, so that the reliability and the like are improved. Can be.

図１７は、この赤外線検出器の上面図である。図１８（ａ）は、図１７の一点鎖線１７Ａ−１７Ｂで切断した断面図であり、図１８（ｂ）は、図１７における一点鎖線１７Ｃ−１７Ｄで切断した断面図であり、図１８（ｃ）は、図１７における一点鎖線１７Ｅ−１７Ｆで切断した断面図である。図１９は、図１７における一点鎖線１７Ｇで囲まれた領域の拡大図である。 FIG. 17 is a top view of the infrared detector. FIG. 18A is a cross-sectional view taken along a dashed-dotted line 17A-17B in FIG. 17, and FIG. 18B is a cross-sectional view taken along a dashed-dotted line 17C-17D in FIG. 17) is a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line 17E-17F in FIG. FIG. 19 is an enlarged view of a region surrounded by a chain line 17G in FIG.

図１９に基づき、より詳細に説明すると、Ｙ方向に配列されている第１の画素３０ａと第３の画素３０ｃとの間、第２の画素３０ｂと第４の画素３０ｄとの間には、貫通画素分離溝１４１が形成されている。また、Ｘ方向に配列されている第１の画素３０ａと第２の画素３０ｂとの間、第３の画素３０ｃと第４の画素３０ｄの間には、画素分離溝１４２が形成されているが、接続領域１５０が形成されており、画素分離溝１４２は貫通してはいない。従って、接続領域１５０において、画素３０同士が接続されている。 Referring to FIG. 19 in more detail, between the first pixel 30a and the third pixel 30c arranged in the Y direction, and between the second pixel 30b and the fourth pixel 30d, A through pixel isolation groove 141 is formed. Further, a pixel separation groove 142 is formed between the first pixel 30a and the second pixel 30b and between the third pixel 30c and the fourth pixel 30d arranged in the X direction. , A connection region 150 is formed, and the pixel isolation groove 142 does not penetrate. Accordingly, in the connection region 150, the pixels 30 are connected to each other.

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。 The contents other than those described above are the same as in the first embodiment.

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims.

上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
下部電極層と、
前記下部電極層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された上部電極層と、
前記上部電極層の上に形成された光結合構造と、
を有する画素が複数形成された光検出器において、
前記画素間の一部には、前記画素と画素の間を貫通し、前記画素ごとに分離する貫通画素分離溝が設けられており、
前記画素間の他の一部には、前記下部電極層を残し形成された前記画素ごとに分離する画素分離溝が設けられており、前記下部電極層により、前記画素同士が接続されていることを特徴とする光検出器。
（付記２）
前記画素の形状は、四角形であって、
前記複数の画素は、２次元に配列されており、
前記２次元に配列されている画素のうち、一方の配列方向における前記画素間には、前記貫通画素分離溝が設けられており、
前記一方の配列方向と直交する他方の配列方向における前記画素間には、前記画素分離溝が設けられており、前記下部電極層により、前記画素同士が接続されていることを特徴とする付記１に記載の光検出器。
（付記３）
前記画素は、四角形の形状であって、
前記複数の画素は、２次元に配列されており、
前記２次元に配列されている画素のうち、一方の配列方向における前記画素間、及び、前記一方の配列方向と直交する他方の配列方向における前記画素間には、前記貫通画素分離溝が設けられており、
前記画素の対角方向における前記画素間には、前記画素分離溝が設けられており、前記下部電極層により、前記画素同士が接続されていることを特徴とする付記１に記載の光検出器。
（付記４）
下部電極層と、
前記下部電極層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された上部電極層と、
前記上部電極層の上に形成された光結合構造と、
を有する画素が複数形成された光検出器において、
前記画素間の一部には、前記下部電極層を残し形成された前記画素ごとに分離する深い画素分離溝が設けられており、
前記深い画素分離溝の底面と、前記光結合構造が形成されている面とは反対側の面との間の厚さが、入射光の前記活性層中における波長の１／４以下であって、
前記画素間の他の一部には、前記下部電極層を残し形成された前記画素ごとに分離する画素分離溝が設けられており、前記下部電極層により、前記画素同士が接続されていることを特徴とする光検出器。
（付記５）
前記光結合構造は回折格子及び金属反射膜の少なくとも一つを含むことを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の光検出器。
（付記６）
前記活性層は、量子井戸構造、または、量子ドット構造であることを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の光検出器。
（付記７）
前記光検出器は赤外線検出器であることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の光検出器。
（付記８）
前記下部電極層、前記活性層及び前記上部電極層は、化合物半導体により形成されていることを特徴とする付記１から７のいずれかに記載の光検出器。 Regarding the above description, the following supplementary notes are further disclosed.
(Appendix 1)
A lower electrode layer,
An active layer formed on the lower electrode layer,
An upper electrode layer formed on the active layer,
An optical coupling structure formed on the upper electrode layer,
In a photodetector formed with a plurality of pixels having
In a part between the pixels, a penetrating pixel separation groove that penetrates between the pixels and separates the pixels is provided,
Another part between the pixels is provided with a pixel separation groove for separating each pixel formed while leaving the lower electrode layer, and the pixels are connected by the lower electrode layer. A photodetector.
(Appendix 2)
The shape of the pixel is a square,
The plurality of pixels are two-dimensionally arranged,
Of the two-dimensionally arranged pixels, the through pixel separation groove is provided between the pixels in one arrangement direction,
The pixel separation groove is provided between the pixels in the other arrangement direction orthogonal to the one arrangement direction, and the pixels are connected to each other by the lower electrode layer. 3. The photodetector according to claim 1.
(Appendix 3)
The pixel has a square shape,
The plurality of pixels are two-dimensionally arranged,
Of the two-dimensionally arranged pixels, the through pixel separation groove is provided between the pixels in one arrangement direction and between the pixels in the other arrangement direction orthogonal to the one arrangement direction. And
The photodetector according to claim 1, wherein the pixel separation groove is provided between the pixels in a diagonal direction of the pixels, and the pixels are connected to each other by the lower electrode layer. .
(Appendix 4)
A lower electrode layer,
An active layer formed on the lower electrode layer,
An upper electrode layer formed on the active layer,
An optical coupling structure formed on the upper electrode layer,
In a photodetector in which a plurality of pixels having
In a part between the pixels, a deep pixel separation groove for separating each pixel formed while leaving the lower electrode layer is provided,
The thickness between the bottom surface of the deep pixel separation groove and the surface opposite to the surface on which the optical coupling structure is formed is １／ or less of the wavelength of incident light in the active layer. ,
Another part between the pixels is provided with a pixel separation groove for separating each pixel formed while leaving the lower electrode layer, and the pixels are connected by the lower electrode layer. A photodetector.
(Appendix 5)
5. The photodetector according to claim 1, wherein the optical coupling structure includes at least one of a diffraction grating and a metal reflection film.
(Appendix 6)
The photodetector according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein the active layer has a quantum well structure or a quantum dot structure.
(Appendix 7)
The photodetector according to any one of supplementary notes 1 to 6, wherein the photodetector is an infrared detector.
(Appendix 8)
8. The photodetector according to claim 1, wherein the lower electrode layer, the active layer, and the upper electrode layer are formed of a compound semiconductor.

１０バッファ層
１１下部電極層
１２活性層
１３上部電極層
２１回折格子
２２金属反射膜
３０画素
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ画素
４１貫通画素分離溝
４２画素分離溝
５０接続領域 Reference Signs List 10 buffer layer 11 lower electrode layer 12 active layer 13 upper electrode layer 21 diffraction grating 22 metal reflection film 30 pixel 30a, 30b, 30c, 30d pixel 41 through pixel separation groove 42 pixel separation groove 50 connection region

Claims

A lower electrode layer,
An active layer formed on the lower electrode layer,
An upper electrode layer formed on the active layer,
An optical coupling structure formed on the upper electrode layer,
In a photodetector formed with a plurality of pixels having
In a part between the pixels, a penetrating pixel separation groove that penetrates between the pixels and separates the pixels is provided,
The other part between the pixels is provided with a pixel separation groove for separating each pixel formed while leaving the lower electrode layer, and the lower electrode layer connects the pixels ,
The shape of the pixel is a square,
The plurality of pixels are two-dimensionally arranged,
Of the two-dimensionally arranged pixels, the through pixel separation groove is provided between the pixels in one arrangement direction,
The pixel detection groove is provided between the pixels in the other arrangement direction orthogonal to the one arrangement direction, and the pixels are connected to each other by the lower electrode layer. vessel.

A lower electrode layer,
An active layer formed on the lower electrode layer,
An upper electrode layer formed on the active layer,
An optical coupling structure formed on the upper electrode layer,
In a photodetector formed with a plurality of pixels having
In a part between the pixels, a penetrating pixel separation groove that penetrates between the pixels and separates the pixels is provided,
The other part between the pixels is provided with a pixel separation groove for separating each pixel formed while leaving the lower electrode layer, and the lower electrode layer connects the pixels,
The pixel has a square shape,
The plurality of pixels are two-dimensionally arranged,
Of the two-dimensionally arranged pixels, the through pixel separation groove is provided between the pixels in one arrangement direction and between the pixels in the other arrangement direction orthogonal to the one arrangement direction. And
Between the pixel in the diagonal direction of the pixel, the has pixel isolation trench is provided, wherein the lower electrode layer, the light detector you wherein pixels are connected to each other.

A lower electrode layer,
An active layer formed on the lower electrode layer,
An upper electrode layer formed on the active layer,
An optical coupling structure formed on the upper electrode layer,
In a photodetector formed with a plurality of pixels having
In a part between the pixels, a deep pixel separation groove for separating the pixels formed while leaving the lower electrode layer is provided,
The thickness between the bottom surface of the deep pixel separation groove and the surface of the photodetector opposite to the surface on which the optical coupling structure is formed is one of the wavelengths of incident light in the active layer. / 4 or less,
The other part between the pixels is provided with a pixel separation groove for separating each pixel formed while leaving the lower electrode layer, and the lower electrode layer connects the pixels ,
The shape of the pixel is a square,
The plurality of pixels are two-dimensionally arranged,
Of the two-dimensionally arranged pixels, the deep pixel separation groove is provided between the pixels in one arrangement direction,
The pixel detection groove is provided between the pixels in the other arrangement direction orthogonal to the one arrangement direction, and the pixels are connected to each other by the lower electrode layer. vessel.

A lower electrode layer,
An active layer formed on the lower electrode layer,
An upper electrode layer formed on the active layer,
An optical coupling structure formed on the upper electrode layer,
In a photodetector formed with a plurality of pixels having
In a part between the pixels, a deep pixel separation groove for separating the pixels formed while leaving the lower electrode layer is provided,
The thickness between the bottom surface of the deep pixel separation groove and the surface of the photodetector opposite to the surface on which the optical coupling structure is formed is one of the wavelengths of incident light in the active layer. / 4 or less,
The other part between the pixels is provided with a pixel separation groove for separating each pixel formed while leaving the lower electrode layer, and the lower electrode layer connects the pixels,
The pixel has a square shape,
The plurality of pixels are two-dimensionally arranged,
Of the two-dimensionally arranged pixels, the deep pixel separation groove is provided between the pixels in one arrangement direction and between the pixels in the other arrangement direction orthogonal to the one arrangement direction. And
The photodetector, wherein the pixel separation groove is provided between the pixels in a diagonal direction of the pixels, and the pixels are connected to each other by the lower electrode layer.

The photodetector according to claim 1, wherein the optical coupling structure includes at least one of a diffraction grating and a metal reflection film.

The photodetector according to any one of claims 1 to 5, wherein the active layer has a quantum well structure or a quantum dot structure.

The photodetector according to any one of claims 1 to 6, wherein the photodetector is an infrared detector.