JP7115111B2 - 赤外線検出器、これを用いた撮像装置、及び赤外線検出器の製造方法 - Google Patents
赤外線検出器、これを用いた撮像装置、及び赤外線検出器の製造方法 Download PDFInfo
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Description
各画素は、Sbを含む第1の化合物半導体の薄膜と、Sbを含まない第2の化合物半導体の薄膜が繰り返し積層された光吸収層を有し、
前記光吸収層の積層方向の途中に面内方向に拡がる段差が設けられ、
前記段差の最上面は前記第2の化合物半導体である。
(付記1)
複数の画素の配列を有する赤外線検出器において、
各画素は、Sbを含む第1の化合物半導体の薄膜と、Sbを含まない第2の化合物半導体の薄膜が繰り返し積層された光吸収層を有し、
前記光吸収層の積層方向の途中に面内方向に拡がる段差が設けられ、
前記段差の最上面は前記第2の化合物半導体であることを特徴とする赤外線検出器。
(付記2)
前記光吸収層の側壁と前記段差の最上面は、絶縁性の保護膜で覆われていることを特徴とする付記1に記載の赤外線検出器。
(付記3)
前記第1の化合物半導体と前記第2の化合物半導体の界面はタイプIIまたはタイプIIIのヘテロ接合であることを特徴とする付記1または2に記載の赤外線検出器。
(付記4)
前記第1の化合物半導体は、GaSb、AlGaSb、InGaSb、またはInSbであることを特徴とする付記1~3のいずれかに記載の赤外線検出器。
(付記5)
前記段差の最上層は、InAsまたはInGaAsであることを特徴とする付記1~4のいずれか記載の赤外線検出器。
(付記6)
前記光吸収層は、InAs薄膜とGaSb薄膜が繰り返し積層された歪超格子を有することを特徴とする付記1~5のいずれかに記載の赤外線検出器。
(付記7)
前記複数の画素は、画素分離溝によって互いに分離されており、
前記画素分離溝は、画素表面から前記段差までの第1の溝と、前記第1の溝の底面に設けられた、前記第1の溝よりも深い第2の溝とを含むことを特徴とする付記1~6のいずれかに記載の赤外線検出器。
(付記8)
前記複数の画素が配列された赤外線センサ素子アレイと、
前記赤外線センサ素子アレイに接続される読出し回路基板と、
を有することを特徴とする付記1~7のいずれかに記載の赤外線検出器。
(付記9)
付記1~8のいずれかに記載の赤外線検出器と、
前記赤外線検出器から出力される電気信号を処理する信号処理回路と、
を有することを特徴とする撮像装置。
(付記10)
基板上の下部コンタクト層の上部に、Sbを含む第1の化合物半導体の薄膜とSbを含まない第2の化合物半導体の薄膜を繰り返し積層して光吸収層を形成し、
前記光吸収層の上に上部コンタクト層を設けて積層体を形成し、
前記積層体の所定の位置に、前記積層体の表面から前記光吸収層の途中までの深さの第1の溝を形成し、
前記第1の溝の底面に前記下部コンタクト層に達する第2の溝を形成して、前記積層体を、段差を有する複数の画素に分離し、
前記段差の最上面を前記第2の化合物半導体とする、
ことを特徴とする赤外線検出器の製造方法。
(付記11)
前記段差の表面を、前記第1の化合物半導体を選択的に除去する選択エッチングすることで、前記第2の化合物半導体を前記最上面にすることを特徴とする付記10に記載の赤外線検出器の製造方法。
(付記12)
前記選択エッチングは、クエン酸水溶液を用いたウェットエッチングであることを特徴とする付記11に記載の赤外線検出器の製造方法。
(付記13)
前記選択エッチングをクエン酸水溶液の加圧スプレーにより行うことを特徴とする付記11に記載の赤外線検出器の製造方法。
(付記14)
前記光吸収層を積層方向に挟んで、第1の導電型の超格子層と、前記第1の導電型と逆の第2の導電型の超格子層を形成することを特徴とする付記10~13のいずれかに記載の赤外線検出器の製造方法。
11 基板
12 バッファ層
13 下部コンタクト層
14 超格子層
15 超格子層(光吸収層)
16 超格子層
17 上部コンタクト層
18 電極層
21 第1の溝
22 第2の溝
23 画素分離溝
25 テラス(段差)
31 保護膜
151 障壁層(Sbを含む層)
152 量子井戸層(Sbを含まない層)
50 読出し回路基板
100 赤外線センサ素子アレイ
104、124 バンプ電極
110 画素領域
120 周辺領域
125 共通コンタクト溝
150 赤外線検出器
160 信号処理回路
1000 撮像装置
Claims (6)
- 複数の画素の配列を有する赤外線検出器において、
各画素は、下部コンタクト層の上にSbを含む第1の化合物半導体の薄膜と、Sbを含まない第2の化合物半導体の薄膜が繰り返し積層された光吸収層を有し、
前記複数の画素は、前記光吸収層の積層方向の途中までの第1の溝と、前記第1の溝の底面から前記下部コンタクト層に達する第2の溝とを含む画素分離溝によって分離され、前記第1の溝の底面に面内方向に拡がる段差が設けられ、
前記段差の最上面は前記第2の化合物半導体であることを特徴とする赤外線検出器。 - 前記光吸収層の側壁と前記段差の最上面は、絶縁性の保護膜で覆われていることを特徴とする請求項1に記載の赤外線検出器。
- 前記第1の化合物半導体と前記第2の化合物半導体の界面はタイプIIまたはタイプIIIのヘテロ接合であることを特徴とする請求項1または2に記載の赤外線検出器。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の赤外線検出器と、
前記赤外線検出器から出力される電気信号を処理する信号処理回路と、
を有することを特徴とする撮像装置。 - 基板上の下部コンタクト層の上部に、Sbを含む第1の化合物半導体の薄膜とSbを含まない第2の化合物半導体の薄膜を繰り返し積層して光吸収層を形成し、
前記光吸収層の上に上部コンタクト層を設けて積層体を形成し、
前記積層体の所定の位置に、前記積層体の表面から前記光吸収層の途中までの深さの第1の溝を形成し、
前記第1の溝の底面に前記下部コンタクト層に達する第2の溝を形成して、前記積層体を、段差を有する複数の画素に分離し、
前記段差の最上面を前記第2の化合物半導体とする、
ことを特徴とする赤外線検出器の製造方法。 - 前記段差の表面を、前記第1の化合物半導体を選択的に除去する選択エッチングすることで、前記第2の化合物半導体を前記最上面にすることを特徴とする請求項5に記載の赤外線検出器の製造方法。
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JP2018140556A JP7115111B2 (ja) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 赤外線検出器、これを用いた撮像装置、及び赤外線検出器の製造方法 |
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