JPH01205476A - 赤外線検知素子 - Google Patents
赤外線検知素子Info
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- JPH01205476A JPH01205476A JP63029253A JP2925388A JPH01205476A JP H01205476 A JPH01205476 A JP H01205476A JP 63029253 A JP63029253 A JP 63029253A JP 2925388 A JP2925388 A JP 2925388A JP H01205476 A JPH01205476 A JP H01205476A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［概 要］
多素子型の光起電力型の赤外線検知素子に関し、検知素
子で処理された信号がクロストークを生じるのを防止す
るのを目的とし、 基板上に設けた水銀・テルルとカドミウム・テルルの超
格子層中に島状の相互拡散層を形成し、該相互拡散層内
にＰ−Ｎ接合部を設けて素子を形成したことで構成する
。
子で処理された信号がクロストークを生じるのを防止す
るのを目的とし、 基板上に設けた水銀・テルルとカドミウム・テルルの超
格子層中に島状の相互拡散層を形成し、該相互拡散層内
にＰ−Ｎ接合部を設けて素子を形成したことで構成する
。
〔産業上の利用分野］
本発明は赤外線検知素子に係り、特に多素子型の光起電
力型の赤外線検知素子に関する。
力型の赤外線検知素子に関する。
エネルギーバンドギャップの狭い水銀・カドミウム・テ
ルル（Ｈｇ＋−ＸＣｄＸＴｅ）の結晶を用いて赤外線検
知素子が形成されており、この検知素子で得られる画像
を高解像度の状態で得るために、前記結晶に赤外線検知
素子を多数アレイ状に配設した多素子型赤外線検知素子
が開発されている。
ルル（Ｈｇ＋−ＸＣｄＸＴｅ）の結晶を用いて赤外線検
知素子が形成されており、この検知素子で得られる画像
を高解像度の状態で得るために、前記結晶に赤外線検知
素子を多数アレイ状に配設した多素子型赤外線検知素子
が開発されている。
ところで素子を高密度に配設するにつれて、光電変換さ
れた少数キャリアの拡散長の寸法より素子間の寸法が短
くなると各素子間の画像信号にクロストークを発生ずる
問題が生じ、このクロストークの問題を解消する素子が
開発されている。
れた少数キャリアの拡散長の寸法より素子間の寸法が短
くなると各素子間の画像信号にクロストークを発生ずる
問題が生じ、このクロストークの問題を解消する素子が
開発されている。
〔従来の技術］
従来の多素子型の光起電力型の赤外線検知素子の構造を
第３図に示す。
第３図に示す。
図示するように、従来の赤外線検知素子は、カドミウム
・亜鉛・テルル（ＣｄＺｎＴｅ）のような化合物半導体
基板１上に水銀空孔をアクセプタとするＰ型の”ｇｌ−
ｘ ＣｄつＴｅの結晶層２が液相エピクキシャル成長法
等を用いて形成され、該結晶層２内には所定のパターン
にポロン（Ｂ゛）原子がイオン注入されてＮ型層３が形
成され、該結晶層２の表面には硫化亜鉛（ＺｎＳ）より
なる保護膜４が形成され、前記Ｎ型層３上が窓開きされ
１．該Ｎ型層３」−に電極５が形成されて多素子型の光
起電力型の赤外線検知素子が形成され、前記Ｐ−Ｎ接合
部６が１画素に対応している。
・亜鉛・テルル（ＣｄＺｎＴｅ）のような化合物半導体
基板１上に水銀空孔をアクセプタとするＰ型の”ｇｌ−
ｘ ＣｄつＴｅの結晶層２が液相エピクキシャル成長法
等を用いて形成され、該結晶層２内には所定のパターン
にポロン（Ｂ゛）原子がイオン注入されてＮ型層３が形
成され、該結晶層２の表面には硫化亜鉛（ＺｎＳ）より
なる保護膜４が形成され、前記Ｎ型層３上が窓開きされ
１．該Ｎ型層３」−に電極５が形成されて多素子型の光
起電力型の赤外線検知素子が形成され、前記Ｐ−Ｎ接合
部６が１画素に対応している。
このような検知素子を用いて赤外線を信号処理する場合
、第３図に示すように基板１の背面側より赤外線を矢印
Ａに示ずように入射させるが、この赤外線がＩ１ｇ＋−
ｘ Ｃｄｘ Ｔｅの結晶層２で光電変換された光励起キ
ャリア７はＰ−Ｎ接合部６、或いは該Ｐ−Ｎ接合部６に
隣接するＰ−Ｎ接合部８の両方の方向に矢印ＢおよびＣ
方向に移動できるため、画素間のクロストークが発生し
、高解像度の撮像ができない問題がある。
、第３図に示すように基板１の背面側より赤外線を矢印
Ａに示ずように入射させるが、この赤外線がＩ１ｇ＋−
ｘ Ｃｄｘ Ｔｅの結晶層２で光電変換された光励起キ
ャリア７はＰ−Ｎ接合部６、或いは該Ｐ−Ｎ接合部６に
隣接するＰ−Ｎ接合部８の両方の方向に矢印ＢおよびＣ
方向に移動できるため、画素間のクロストークが発生し
、高解像度の撮像ができない問題がある。
このクロストークか発生ずる傾向は撮像された画像の高
解像度化を図るために、素子を高密度に配設し、キャリ
アの拡散長に対して素子間の距離（Ｐ−Ｎ接合部間の水
平方向の距離℃）か短くなるにつれて大きくなる。
解像度化を図るために、素子を高密度に配設し、キャリ
アの拡散長に対して素子間の距離（Ｐ−Ｎ接合部間の水
平方向の距離℃）か短くなるにつれて大きくなる。
本発明は」−記した問題点を除去し、クロストークを発
生しない高品位の赤外線検知素子の提供を目的とする。
生しない高品位の赤外線検知素子の提供を目的とする。
本発明の赤外線検知素子は第１図に示すように、基板１
１」二に設けた水銀 テルルとカドミウム・テルルの超
格子層１２中に島状の相互拡散層１３を形成し、該相互
拡散層１３内にＰ−Ｎ接合部１４を設けて構成する。
１」二に設けた水銀 テルルとカドミウム・テルルの超
格子層１２中に島状の相互拡散層１３を形成し、該相互
拡散層１３内にＰ−Ｎ接合部１４を設けて構成する。
水銀・テルル（ｔｌｇＴｅ）とカドミウム・テルル（Ｃ
ｄＴｅ）の結晶を数１００人程度の厚さに分子線エピタ
キシャル成長法や、有機金属ＣＶＤ法（ＭＯＣＶＤ法）
等を用いて周期的に積層した超格子層１２のエネルギー
バンドギャップは、この両者の結晶、即ち１１ｇＴｅと
ＣｄＴｅの結晶を相互拡散して形成した”ｇｌ−ｘ Ｃ
ｄｘＴｅの結晶のエネルギーバンドギャップに比して小
さく、この超格子領域ではキャリアが再結合されやすい
。
ｄＴｅ）の結晶を数１００人程度の厚さに分子線エピタ
キシャル成長法や、有機金属ＣＶＤ法（ＭＯＣＶＤ法）
等を用いて周期的に積層した超格子層１２のエネルギー
バンドギャップは、この両者の結晶、即ち１１ｇＴｅと
ＣｄＴｅの結晶を相互拡散して形成した”ｇｌ−ｘ Ｃ
ｄｘＴｅの結晶のエネルギーバンドギャップに比して小
さく、この超格子領域ではキャリアが再結合されやすい
。
そのため、基板」二にＩｆ ｇ Ｔ ｅとＣｄＴｅの超
格子層を形成し、この超格子層を熱処理して１１ｇＴｅ
とＣｄＴｅの相互拡散層のＩＩｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ
の結晶層を形成し、この相互拡散層内にＰ−Ｎ接合を設
けて素子を形成すれば、Ｐ−Ｎ接合部の中間に導入され
たキャリアは前記したエネルギーバンドギャップの狭い
超格子層に容易に捕獲されるので、クロスト−りの発生
が無くなる。
格子層を形成し、この超格子層を熱処理して１１ｇＴｅ
とＣｄＴｅの相互拡散層のＩＩｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ
の結晶層を形成し、この相互拡散層内にＰ−Ｎ接合を設
けて素子を形成すれば、Ｐ−Ｎ接合部の中間に導入され
たキャリアは前記したエネルギーバンドギャップの狭い
超格子層に容易に捕獲されるので、クロスト−りの発生
が無くなる。
以下、図面を用いながら本発明の一実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
第１図に示すように本発明の赤外線検知素子はＣｄＴｃ
基板、或いはＣｄＺｎＴＪ板１１の表面に、ＨｇＴｅ−
ＣｄＴｅよりなる超格子層１２が５μｍの厚さに分子線
エビクキシャル成長法、或いは有機金属ＣＶＤ法０１０
ＣＶＤ）を用いて形成され、該超格子層１２は所定のパ
ターンにシーｌデアニール等の手法を用いてＨｇＴｅと
ＣｄＴｅの相互拡散層のＨｇ＋−ｘ ｃａＭ Ｔｅの結
晶層１３が形成され、この結晶層１３の内部にＢ゛原子
イオン注入されてＮ型層１５が形成されＰ−Ｎ接合部１
４が形成されている。この基板表面はＺｎＳより成る保
護膜１６が形成され、■型層１５上の保護膜１６は窓開
きされて電極１７が形成されて赤外線検知素子が形成さ
れている。
基板、或いはＣｄＺｎＴＪ板１１の表面に、ＨｇＴｅ−
ＣｄＴｅよりなる超格子層１２が５μｍの厚さに分子線
エビクキシャル成長法、或いは有機金属ＣＶＤ法０１０
ＣＶＤ）を用いて形成され、該超格子層１２は所定のパ
ターンにシーｌデアニール等の手法を用いてＨｇＴｅと
ＣｄＴｅの相互拡散層のＨｇ＋−ｘ ｃａＭ Ｔｅの結
晶層１３が形成され、この結晶層１３の内部にＢ゛原子
イオン注入されてＮ型層１５が形成されＰ−Ｎ接合部１
４が形成されている。この基板表面はＺｎＳより成る保
護膜１６が形成され、■型層１５上の保護膜１６は窓開
きされて電極１７が形成されて赤外線検知素子が形成さ
れている。
このような赤外線検知素子を形成するには、第２図（ａ
）に示すようにＣｄＴｅ基板、或いはＣｄＺｎＴｅ基板
１１の表面に、ＨｇＴｅ層１２八を１２６人の厚さで、
ＣｄＴｅの結晶層１２Ｂを５４人の厚さに交互に周期的
に分子線エピクキシャル成長法、或いはＭＯＣＶＤ法を
用いて形成し、これ等の結晶層１２Ａ、１．２Ｂの和が
総計で５μｍ程度の厚さになるようにしてＨｇＴｅ−Ｃ
ｄＴｅの超格子Ｎ１２を形成する。
）に示すようにＣｄＴｅ基板、或いはＣｄＺｎＴｅ基板
１１の表面に、ＨｇＴｅ層１２八を１２６人の厚さで、
ＣｄＴｅの結晶層１２Ｂを５４人の厚さに交互に周期的
に分子線エピクキシャル成長法、或いはＭＯＣＶＤ法を
用いて形成し、これ等の結晶層１２Ａ、１．２Ｂの和が
総計で５μｍ程度の厚さになるようにしてＨｇＴｅ−Ｃ
ｄＴｅの超格子Ｎ１２を形成する。
次いで第２図（ｂ）に示すように、該基板＋３こ１等の
金属マスク２１を設置し、該金属マスク２１を用いて什
ガスレーリ２等を用いて矢印り方向に沿ってレーザ光を
照則し、レーザアニールしてＩＩ ｚ Ｔ ｅとＣｄＴ
ｅの相互拡散を行って３０μｍのピンチでかつ２０μｍ
ｘ２０μｍ程度のｌＩ［ｏ、 ７Ｃｄｏ、 ３ Ｔｅ
の結晶層１３を島状に形成する。
金属マスク２１を設置し、該金属マスク２１を用いて什
ガスレーリ２等を用いて矢印り方向に沿ってレーザ光を
照則し、レーザアニールしてＩＩ ｚ Ｔ ｅとＣｄＴ
ｅの相互拡散を行って３０μｍのピンチでかつ２０μｍ
ｘ２０μｍ程度のｌＩ［ｏ、 ７Ｃｄｏ、 ３ Ｔｅ
の結晶層１３を島状に形成する。
次いて第２図（Ｃ）に示すように、前記形成した１１ｇ
０．７ Ｃｄｏ、 ３Ｔｅの結晶層１３にＢ゛原子加速
電圧１２０ＫｅＶ、ドースｉｌ ＸＩＯ”／ ｃｒｎ３
の条件でイオン注入してＮ型層１５を形成後、前記した
第１図に示すように保護膜１６および電極１７を形成し
て赤外線検知素子を形成する。
０．７ Ｃｄｏ、 ３Ｔｅの結晶層１３にＢ゛原子加速
電圧１２０ＫｅＶ、ドースｉｌ ＸＩＯ”／ ｃｒｎ３
の条件でイオン注入してＮ型層１５を形成後、前記した
第１図に示すように保護膜１６および電極１７を形成し
て赤外線検知素子を形成する。
このようにすれば、７７°にの温度で相互拡散により形
成したＨｇｏ、 ７ ＣＣＬ、 ｙ Ｔｃの結晶層］３
のエネルギーハンドギャンプは約０．２５ｅＶで、前記
１１ｇＴｅ−ＣｄＴｅ超格子層１２はエネルギーパンｌ
−ギャップが、約０．１ ｅＶであるのでエネルギーハ
ンＩ・ギャンプの狭いＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ超格子層１２
の方か、相互拡散層の１（ｇ。、７Ｃｄｏ、：＋ Ｔｅ
の結晶層１３よりキャリアが１〜ランプされやすいため
、相互拡散層１３内に形成されたＰ−Ｎ接合部の中間の
位置に導入されたキャリアは容易に超格子層１２に捕ら
えられるためクロストークりの発生を見ない高品位の赤
外線検知素子か得られる。
成したＨｇｏ、 ７ ＣＣＬ、 ｙ Ｔｃの結晶層］３
のエネルギーハンドギャンプは約０．２５ｅＶで、前記
１１ｇＴｅ−ＣｄＴｅ超格子層１２はエネルギーパンｌ
−ギャップが、約０．１ ｅＶであるのでエネルギーハ
ンＩ・ギャンプの狭いＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ超格子層１２
の方か、相互拡散層の１（ｇ。、７Ｃｄｏ、：＋ Ｔｅ
の結晶層１３よりキャリアが１〜ランプされやすいため
、相互拡散層１３内に形成されたＰ−Ｎ接合部の中間の
位置に導入されたキャリアは容易に超格子層１２に捕ら
えられるためクロストークりの発生を見ない高品位の赤
外線検知素子か得られる。
以−」二の説明から明らかなように本発明によれば、ク
ロストークの発生を見ない高信頓度の多素子型赤外線検
知素子が容易に得られる効果かある。
ロストークの発生を見ない高信頓度の多素子型赤外線検
知素子が容易に得られる効果かある。
第１図は本発明の素子の構成図、
第２１ｍ（ａ）より第２図（Ｃ）迄は本発明の素子の製
造方法を示す断面図、 第３図は従来の赤外線検知素子の断面図である。 閲において、 １１は基板（ＣｄＴｅ基板、ＺｎＣｄＴｅ１板）、１２
ばＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ超格子層、＋２Ａ ばＨｇ Ｔ
ｅの結晶層、１２ＢはＣｄＴｅの結晶層、１３は相互拡
散層（Ｈｇｏ、 ７ｃｄｏ、 ｚＴｅ結晶層）、】４は
Ｐ−Ｎ接合部、１５はＮ型層、１６は保護膜、１７は電
極、２１は金属マスクを示す。 代理人 弁理士 井 桁 貞 − 本蚕明／）雀写の梢へ呪 第１図 （Ｃ） ル４芝中東）めｙ虚舷ハ元すすが什旬囲第２図
造方法を示す断面図、 第３図は従来の赤外線検知素子の断面図である。 閲において、 １１は基板（ＣｄＴｅ基板、ＺｎＣｄＴｅ１板）、１２
ばＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ超格子層、＋２Ａ ばＨｇ Ｔ
ｅの結晶層、１２ＢはＣｄＴｅの結晶層、１３は相互拡
散層（Ｈｇｏ、 ７ｃｄｏ、 ｚＴｅ結晶層）、】４は
Ｐ−Ｎ接合部、１５はＮ型層、１６は保護膜、１７は電
極、２１は金属マスクを示す。 代理人 弁理士 井 桁 貞 − 本蚕明／）雀写の梢へ呪 第１図 （Ｃ） ル４芝中東）めｙ虚舷ハ元すすが什旬囲第２図
Claims (1)
- 基板（１１）上に設けた水銀・テルルとカドミウム・
テルルの超格子層（１２）中に島状の相互拡散層（１３
）を形成し、該相互拡散層（１３）内にＰ−Ｎ接合部（
１４）を設けて素子を形成したことを特徴とする赤外線
検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63029253A JPH01205476A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 赤外線検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63029253A JPH01205476A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 赤外線検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205476A true JPH01205476A (ja) | 1989-08-17 |
Family
ID=12271108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63029253A Pending JPH01205476A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 赤外線検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01205476A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01293657A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-27 | Nec Corp | 電荷転送素子 |
| KR100349236B1 (ko) * | 2000-04-03 | 2002-08-19 | 주식회사 케이이씨 | 적외선 감지 소자 및 그 제조방법 |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP63029253A patent/JPH01205476A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01293657A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-27 | Nec Corp | 電荷転送素子 |
| KR100349236B1 (ko) * | 2000-04-03 | 2002-08-19 | 주식회사 케이이씨 | 적외선 감지 소자 및 그 제조방법 |
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