JPH01129122A - シヨツトキー・バリア型赤外線検知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、赤外線を検知するショットキー・バリア型
赤外線検知器に関し、特に１次元または２次元に配列さ
れて自己走査機能を備えた固体撮像素子として用いられ
るショットキー・バリア型赤外線検知器に関する。

〔従来の技術〕

第３図は例えば！ＥＥＥトランズアクションズオンエレ
クトロンデバイセズ第３２巻第８号第１５６４頁乃至１
５７３頁に示された従来のショットキー・バリア型赤外
線検知器を示す図で、第３図（ａ）は複数の検知素子を
２次元的配列として含み、自己走査機能を備えたショッ
トキー・バリア型赤外線検知素子の上面の部分を、第３
図（ｂ）はショットキー・バリア型赤外線検知器を構成
する検知器１個についての断面要部を示している。図に
おいて。

１１）はショットキー−バリア型赤外線検知器、（２）
は検知素子、（３１は赤外線、（４）は反射防止膜、（
５）はｐ型砂素基板、Ｃ６）は白金硅化物などの金属硅
化物。

（７）は酸化硅素などの誘電体、（８］はアルミニウム
から成る赤外線反射体である。

次に動作について説明する。まずショットキー・バリア
型赤外線検知器＋１１は例えば液体窒素温度（７７Ｋ）
　に冷却され、各検知素子（２）は逆バイアスに保持さ
れる。検知素子（２）に入射する赤外線＋３１のうち、
硅素の吸収端より長い波長、すなわち略１．１μｍ以上
の波長の赤外線は１反射防止膜（４）を施されたｐ型砂
素基板（５）を透過して白金硅化物等の金属硅化物（６
）に到達する。この赤外線の一部は金属硅化物＋６１の
層で吸収され、他は透過する。透過した赤外線は配化硅
素等の誘電体（７）の層を透過し。

矩形の反射面を有するアルミニウムからなる赤外線反射
体（８）で反射されて金属硅化物置６）に戻る。金属硅
化物（６）に戻った赤外線の一部は金属硅化物（６）の
層で吸収され、他の一部は透過してｐ型砂素基板（５１
中へ抜け、残りは反射されて誘電体＋７）の層を透過し
、赤外線反射体（８：で反射される。以下これが繰返さ
れる。金属硅化物（６）の層で吸収された赤外線は金属
硅化物（６１中で電子を励起して正孔を生成する。生成
された正孔のうち、そのエネルギーがｐ型砂素基板（５
）と金属硅化物（６）の界面に形成されるショットキー
・バリアの高さを越えるものはｐ型砂素基板（５；中に
放出される。この結果、金属硅化物（６）中で励起され
た電子は２図に示してはいないが、各検知素子（２目こ
隣接してｐ型砂素基板（５）上に形成された電荷結合素
子への電荷流出を制御するトランスファゲート付近に信
号電荷として蓄積される。一定時間蓄積された信号電荷
はトランスファゲートの制御に応じて電荷結合素子に読
み出され、電荷結合素子の自己走査機能に従って転送読
み出しがなされる。前記ショットキー・バリアの高さは
金属硅化物（６）が例えば白金硅化物の場合にはＱ、２
７乃至ａ、２０ｅＶであり、これは赤外線の波長４．６
乃至６．２μｍに対応する。赤外線反射体（８）は、こ
れと金属硅化物＋６１の層との間で繰返して赤外線を反
射させることによって検知素子（２１へ入射する赤外線
＋３１からより多くの信号電荷を得るために設けられて
いる。金属硅化物＋６１の層の厚みは例えば１乃至＋　
ｏｎｍのオーダーであり、誘電体（７）の層の厚みは例
えば５６０乃至７５０ｎｍである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のショットキー・バリア型赤外線検知器におけるア
ルミニウムの赤外線反射体（８）は、各赤外線検知素子
の周辺を巡って電荷結合素子駆動用配線を行う第１のア
ルミプロセスとは別に、前記駆動用配線とは絶縁層を介
して第２のアルミプロセスにおいて形成される。このと
きアルミニウムの赤外線反射体を検知素子が配列されて
いる領域に区切れなく施すと、前記絶縁層中のピンホー
ルを通して前記駆動用配線との間で電気的に短絡するこ
とがあり、製造の歩留りが低下する。この問題を解決す
るために従来のショットキー・バリア型赤外線検知器で
は前記駆動用配線部を避けて、各検出素子毎に赤外線反
射体り８）が設けられ、かつそれらの反射面形状が矩形
であった。

しかしながら反射面形状が矩形であったために。

反射された赤外線の方向分布はフラウンホーフェル回折
によって前記矩形の四辺の方向で大きいという異方性を
有し、ある検知素子に属する赤外線反射体（８）で反射
された後に金属硅化物（６）を透過する一部の赤外線が
、ｐ型砂素基板（５）の反射防止膜（４）を施した面に
おける残留反射を受けて他の検知素子に入射する強さに
も異方性があった。

このため、従来のショットキー・バリア型赤外線検知器
を固体撮像素子として用いた場合、高温部を含む情景を
撮像すると、映像画面上には高温部の像を中心として水
平方向と垂直方向に伸びた十字状の映像が出現し９画質
が損われるとともに。

十字状映像の位置に本来は現われるべき情景の熱像情報
が失われるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、電荷結合素子駆動用配線との間の電気的な短
絡を起すことなしに各検知素子が配列されている領域に
区切れなしに赤外線反射体を施して９反射の異方性に起
因する十字状の映像を生じないショットキー・バリア型
赤外線検知器を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るショットキーφバリア型赤外線検知器は
、赤外線反射体を誘電体多層膜によって形成するととも
に赤外線検知素子が配列された領域を区切れなしに覆う
ものである。

〔作　用〕

この発明においては、赤外線反射体を誘電体多層膜とし
たために、電荷結合素子駆動用配線との間に電気的な短
絡を起すことなしに各検知素子が配列されている全領域
に区切れなしに赤外線反射体を施すことができ、高温物
体を撮像してもフラウンホーフェル回折による十字状の
映像を生ずることがない。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施一を示す図であり。

（１）はショットキー・バリア型赤外線検知器、（２）
は検知素子、（３）〜（７）は上記従来検知器と全（同
一のもの、（８）は誘電体多層膜からなる赤外線反射体
である。

赤外線反射体（８）は第１図（ａ）に示す上面図では斜
線を施した部分、すなわち−点鎖線の矩形であられした
各検知素子が配列されている全領域で区切れなしに施さ
れている。

赤外線反射体をなす誘電体多層膜の１構成例を第１表に
示す。この例においては誘電体（７）を厚み７００ｎｍ
の二酸化硅素とし、これに３１層の誘電体多層膜を施し
ている。第２図はこの誘電体多層膜から成る赤外線反射
体＋８１の反射率の波長依存性を示す図である。１大気
の窓“である波長３〜５μｍにおいて実用上十分に高い
反射率を有していることが明らかである。

以上では専ら２次元的に配列されたショットキー・バリ
ア検知器について述べたが、この発明はこれに限らず１
次元的な配列に適用してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば赤外線反射体を誘電体
多層膜で形成したので、電荷結合素子と電気的な干渉を
起すことなしに赤外線検知素子が配列されている領域に
前記赤外線反射体を施すことができ、この結果反射され
た赤外線が回折によって異方的な方向分布をもっことが
なくなるとともに９回折による広がりもなくなるので、
ある検知素子で反射された後に他の検知素子に入射する
強度は無視できる程小さくなり、高画質で情報量の大き
な映像を生ずるショットキー・バリア型赤外検知器が得
られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるショットキー・バリ
ア型赤外線検知器を示す上面図と断面図。 第２図は誘電体多層膜から成る赤外線反射体の反射率の
波長依存性を示す図、第３図は従来のショットキー・バ
リア型赤外線検知器を示す上面図と断面図である。 ＋１１はショットキー・バリア型赤外線検知器、（２）
は検知素子、（５）はｐ型砂素基板、（６）は金属硅化
物。 （７）は誘電体、（８；は赤外線反射体である。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　硅素基板上に１次元または２次元的に配列形成された
   複数のショットキー・バリア型赤外線検知素子を含むと
   ともに自己走査機能を備えたショットキー・バリア型赤
   外線検知器であつて、前記赤外線検知素子が、赤外線が
   入射する側から順に前記硅素基板と、金属硅化物と、誘
   電体と、赤外線反射体とを歩くとも有するショットキー
   ・バリア型赤外線検知器において、前記赤外線反射体が
   誘電体多層膜であり、前記赤外線検知素子が配列されて
   いる領域を区切れなしに覆つていることを特徴とするシ
   ョットキー・バリア型赤外線検知器。