JPH01223779A - 赤外線検出器 - Google Patents
赤外線検出器Info
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- JPH01223779A JPH01223779A JP63048566A JP4856688A JPH01223779A JP H01223779 A JPH01223779 A JP H01223779A JP 63048566 A JP63048566 A JP 63048566A JP 4856688 A JP4856688 A JP 4856688A JP H01223779 A JPH01223779 A JP H01223779A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
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- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 abstract description 17
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-
- 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
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- H01L31/1032—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 AIIBVI compounds, e.g. HgCdTe IR photodiodes
-
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- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体のｐｎ接合を用いた赤外線検出器に関
する。
する。
（従来の技術）
第２図は、従来のＣｄＨｇＴｅ基板を用いた赤外線検出
器である。ｐ型ＣｄＨｇＴｅ基板２１の表面にイオン注
入によりｎ◆型層２２が形成されて、ｐｎ接合フォトダ
イオードが構成されている。基板表面には、パシベーシ
ョン用の陽極硫化膜（ＣｄＳ）２３が形成され、更にこ
の上にＺｎＳの表面保護膜２４が形成されている。表面
保護膜２４側に開口を設けてｎ側電極２５が形成され、
基板裏面にはｐ側電極２６が形成されている。
器である。ｐ型ＣｄＨｇＴｅ基板２１の表面にイオン注
入によりｎ◆型層２２が形成されて、ｐｎ接合フォトダ
イオードが構成されている。基板表面には、パシベーシ
ョン用の陽極硫化膜（ＣｄＳ）２３が形成され、更にこ
の上にＺｎＳの表面保護膜２４が形成されている。表面
保護膜２４側に開口を設けてｎ側電極２５が形成され、
基板裏面にはｐ側電極２６が形成されている。
この赤外線検出器に、図示のように表面から赤外線が入
射すると、基板２１中で電子正孔対が発生し、これらが
信号電荷として空乏層領域を通過することにより、外部
に信号電流が取出される。
射すると、基板２１中で電子正孔対が発生し、これらが
信号電荷として空乏層領域を通過することにより、外部
に信号電流が取出される。
分光感度特性は、ＣｄＨｇＴｅ基板２１の禁制帯幅、従
って結晶中のＨｇの組成比に依存する。
って結晶中のＨｇの組成比に依存する。
この従来の赤外線検出器には、次のような問題があった
。第１に、ＣｄＨｇＴｅ基板のパシベーション膜である
陽極硫化膜２３および表面保護膜２４は、ダイオード特
性を左右する重要な部分であるが、これらの形成条件に
対する制約が非常に厳しい。陽極硫化膜２３は通常の陽
極硫化法により、また表面保護膜２４は蒸着或いはスパ
ッタリング法により形成されるが、特に陽極硫化膜２３
は、界面特性を良好なものとするための条件出しが難し
い。第２は、第２図の構成では赤外線入射方向が表面側
に限定されていることである。裏面からの入射が用いら
れない理由は、ＣｄＨｇＴｅ基板２１か出発基板である
ためにこれを薄くすることが困難であること、基板裏面
にはｐ側電極２６として通常Ａｕ電極が形成され、これ
が赤外線を反射してしまうこと、にある。ｎ側電極２５
としては通常Ｉｎ電極か用いられるが、ここで赤外線が
部分的に入射阻止されることを覚悟の上で、表面入射を
選択せざるを得ないのである。
。第１に、ＣｄＨｇＴｅ基板のパシベーション膜である
陽極硫化膜２３および表面保護膜２４は、ダイオード特
性を左右する重要な部分であるが、これらの形成条件に
対する制約が非常に厳しい。陽極硫化膜２３は通常の陽
極硫化法により、また表面保護膜２４は蒸着或いはスパ
ッタリング法により形成されるが、特に陽極硫化膜２３
は、界面特性を良好なものとするための条件出しが難し
い。第２は、第２図の構成では赤外線入射方向が表面側
に限定されていることである。裏面からの入射が用いら
れない理由は、ＣｄＨｇＴｅ基板２１か出発基板である
ためにこれを薄くすることが困難であること、基板裏面
にはｐ側電極２６として通常Ａｕ電極が形成され、これ
が赤外線を反射してしまうこと、にある。ｎ側電極２５
としては通常Ｉｎ電極か用いられるが、ここで赤外線が
部分的に入射阻止されることを覚悟の上で、表面入射を
選択せざるを得ないのである。
（発明が解決しようとする課題）
以上のように従来のＣｄＨｇＴｅ基板を用いた赤外線検
出器は、パシベーションと表面保護が難しく、また赤外
線の裏面入射ができない、といった問題があった。
出器は、パシベーションと表面保護が難しく、また赤外
線の裏面入射ができない、といった問題があった。
本発明は、この様な問題を解決した赤外線検出器を提供
することを目的とする。
することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明にかかる赤外線検出器は、基板上に赤外光を吸収
する第１の半導体膜と、この半導体膜の表面を保護する
ためのこれより禁制帯幅の広い第２の半導体膜とを連続
的にエピタキシャル成長させたウェーハを用いて、第２
の半導体膜に開けた開口を介して第１の半導体膜に選択
的に不純物を導入してｐｎ接合を構成してなることを基
本とする。
する第１の半導体膜と、この半導体膜の表面を保護する
ためのこれより禁制帯幅の広い第２の半導体膜とを連続
的にエピタキシャル成長させたウェーハを用いて、第２
の半導体膜に開けた開口を介して第１の半導体膜に選択
的に不純物を導入してｐｎ接合を構成してなることを基
本とする。
本発明はまた、上述の基本構造において、基板として検
出目的とする波長領域の赤外光を透過する広い禁制帯幅
の半導体基板を用いる。そしてｐ側電極およびｎ側電極
共に第２の半導体膜側から取出すようにする。
出目的とする波長領域の赤外光を透過する広い禁制帯幅
の半導体基板を用いる。そしてｐ側電極およびｎ側電極
共に第２の半導体膜側から取出すようにする。
（作用）
本発明によれば、動作層となる第１の半導体膜の表面が
雰囲気に晒されることなく、連続エピタキシャル成長に
よって第２の半導体膜で覆われて、パシベーションと表
面保護が行われる。従って界面特性が優れた安定な赤外
線検出器が得られる。特にエピタキシャル基板として広
い禁制帯幅の半導体基板を用いた場合には、表面側に電
極を集めることにより、赤外線の裏面入射が可能になる
。
雰囲気に晒されることなく、連続エピタキシャル成長に
よって第２の半導体膜で覆われて、パシベーションと表
面保護が行われる。従って界面特性が優れた安定な赤外
線検出器が得られる。特にエピタキシャル基板として広
い禁制帯幅の半導体基板を用いた場合には、表面側に電
極を集めることにより、赤外線の裏面入射が可能になる
。
（実施例）
以下、本発明の詳細な説明する。
第１図は、一実施例の赤外線検出器である。
この実施例では、ＣｄＴｅ基板１１に、ｐ型Ｃｄ Ｈ’
ｇ Ｔ ｅ膜（第１の半導体膜）１２とＣｄＴｅ膜（
第２の半導体膜）１３を連続的にエピタキシャル成長さ
せたウェーハを用いて構成されている。ＣｄＨｇＴｅ膜
１２は赤外線を吸収する動作層であり、ＣｄＴｅ基板１
１はこのＣｄＨｇＴｅ膜１２より禁制帯幅が広く、赤外
光を透過しやすい。表面のＣｄ Ｔ ｅ ！ａ１ Ｂは
パシベーション用および表面保護用として設けられてい
る。表面のＣｄＴｅ膜１３にエツチングにより開口を設
けてボロンをイオン注入することにより、ｐ型ＣｄＨｇ
Ｔｅ膜１２の表面部にｎ小型層１４を形成している。こ
のｎ÷型層に対してｎ側信号電極としてＩｎ電極１６を
設けている。なおこのｎ小型層１４上に開口を開ける際
、薄いＣｄＴｅ膜１５を残すようにしている。これは、
ｐｎ接合領域が雰囲気に晒されないようにして界面特性
を安定に保つためである。薄いＣｄＴｅ膜１５は、イオ
ン注入によって低抵抗化するので、Ｉｎ電極１５は十分
低抵抗接触がとれる。またＣｄＴｅ膜１３の別の箇所に
開口を設け、ＣｄＨｇＴｅ膜１２に接触するｐ側電極と
してＡｕ電極１７を設けている。
ｇ Ｔ ｅ膜（第１の半導体膜）１２とＣｄＴｅ膜（
第２の半導体膜）１３を連続的にエピタキシャル成長さ
せたウェーハを用いて構成されている。ＣｄＨｇＴｅ膜
１２は赤外線を吸収する動作層であり、ＣｄＴｅ基板１
１はこのＣｄＨｇＴｅ膜１２より禁制帯幅が広く、赤外
光を透過しやすい。表面のＣｄ Ｔ ｅ ！ａ１ Ｂは
パシベーション用および表面保護用として設けられてい
る。表面のＣｄＴｅ膜１３にエツチングにより開口を設
けてボロンをイオン注入することにより、ｐ型ＣｄＨｇ
Ｔｅ膜１２の表面部にｎ小型層１４を形成している。こ
のｎ÷型層に対してｎ側信号電極としてＩｎ電極１６を
設けている。なおこのｎ小型層１４上に開口を開ける際
、薄いＣｄＴｅ膜１５を残すようにしている。これは、
ｐｎ接合領域が雰囲気に晒されないようにして界面特性
を安定に保つためである。薄いＣｄＴｅ膜１５は、イオ
ン注入によって低抵抗化するので、Ｉｎ電極１５は十分
低抵抗接触がとれる。またＣｄＴｅ膜１３の別の箇所に
開口を設け、ＣｄＨｇＴｅ膜１２に接触するｐ側電極と
してＡｕ電極１７を設けている。
このように構成された赤外線検出器に、図示のように基
数１１の裏面から赤外線が入射すると、赤外線は基板１
１を透過し、ｐ型ＣｄＨｇＴｅ膜１２で吸収される。こ
こで電子正孔対が発生し、少数キャリアである電子が空
乏層領域に流れ込む。
数１１の裏面から赤外線が入射すると、赤外線は基板１
１を透過し、ｐ型ＣｄＨｇＴｅ膜１２で吸収される。こ
こで電子正孔対が発生し、少数キャリアである電子が空
乏層領域に流れ込む。
信号電流はＩｎ電極１６を経て、外部信号回路に出力さ
れる。
れる。
この実施例によれば、動作層であるｐ型ＣｄＨｇＴｅ膜
１２の表面は雰囲気に晒されることがなく、連続成長さ
れるパシベーション用および表面保護用ＣｄＴｅ膜１３
て覆われる。従って安定した検出器特性を簡単な工程で
得ることができる。また、基板１１として赤外線を透過
する楚制帯幅の広い半導体を用いているから、赤外線の
裏面入射が可能になる。
１２の表面は雰囲気に晒されることがなく、連続成長さ
れるパシベーション用および表面保護用ＣｄＴｅ膜１３
て覆われる。従って安定した検出器特性を簡単な工程で
得ることができる。また、基板１１として赤外線を透過
する楚制帯幅の広い半導体を用いているから、赤外線の
裏面入射が可能になる。
本発明は上記実施例に限られない。例えば赤外線吸収を
行う第１の半導体膜として、ＣｄＨｇＴｅの他にＣｄＺ
ｎＴｅ等を用いることができる。表面保護用の第２の半
導体膜として、ＣｄＴｅの他にＨｇ組成比の小さいＣｄ
ＨｇＴｅやＨｇ組成比がグラシュアルに変化するＣｄＨ
ｇＴｅ、或いはＺｎＴｅなどを用いることができる。広
禁制帯幅の基板として、ＣｄＴｅの他にＧａＡｓ、Ｃｄ
ＺｎＴｅ、ＺｎＴｅなどを用いることかできる。
行う第１の半導体膜として、ＣｄＨｇＴｅの他にＣｄＺ
ｎＴｅ等を用いることができる。表面保護用の第２の半
導体膜として、ＣｄＴｅの他にＨｇ組成比の小さいＣｄ
ＨｇＴｅやＨｇ組成比がグラシュアルに変化するＣｄＨ
ｇＴｅ、或いはＺｎＴｅなどを用いることができる。広
禁制帯幅の基板として、ＣｄＴｅの他にＧａＡｓ、Ｃｄ
ＺｎＴｅ、ＺｎＴｅなどを用いることかできる。
［発明の効果Ｊ
以上述べたように本発明によれば、動作層とその表面保
護層としてエピタキシャル成長層を利用することによっ
て、ダイオード表面のパシベーションと保護が容易且つ
確実な赤外線検出器が得られる。また基板に広梨制帯幅
の半導体基板を用いることによって、裏面入射が可能な
赤外線検出器か実現できる。
護層としてエピタキシャル成長層を利用することによっ
て、ダイオード表面のパシベーションと保護が容易且つ
確実な赤外線検出器が得られる。また基板に広梨制帯幅
の半導体基板を用いることによって、裏面入射が可能な
赤外線検出器か実現できる。
第１図は、本発明の一実施例の赤外線検出器を示す図、
第２図は従来の赤外線検出器を示す図である。 １１− Ｃｄ Ｔ ｅ基板、１２−ｐ型ＣｄＨｇＴｅ膜
（エピタキシャル層）、１３・・・ＣｄＴｅ１漠（ｊ−
ピタキシャル層）、１４・・・ｎ串型層、１５・・・薄
いＣｄＴｅ膜、１６ ・＝ Ｉ ｎ電極、１７−・Ａ
ｕ電極。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 １図 第２図
第２図は従来の赤外線検出器を示す図である。 １１− Ｃｄ Ｔ ｅ基板、１２−ｐ型ＣｄＨｇＴｅ膜
（エピタキシャル層）、１３・・・ＣｄＴｅ１漠（ｊ−
ピタキシャル層）、１４・・・ｎ串型層、１５・・・薄
いＣｄＴｅ膜、１６ ・＝ Ｉ ｎ電極、１７−・Ａ
ｕ電極。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 １図 第２図
Claims (2)
- （１）基板上に、赤外光を吸収する第１の半導体膜と、
この半導体膜の表面を保護するこれより禁制帯幅の広い
第２の半導体膜とを連続的にエピタキシャル成長させた
ウェーハを用い、前記第２の半導体膜に設けた開口を通
して前記第１の半導体膜に選択的に不純物を導入してｐ
ｎ接合を構成したことを特徴とする赤外線検出器。 - （２）検出目的とする波長領域の赤外光を透過する広い
禁制帯幅の半導体基板上に、赤外光を吸収する第１の半
導体膜と、この半導体膜の表面を保護するこれより禁制
帯幅の広い第２の半導体膜とを連続的にエピタキシャル
成長させたウェーハを用い、前記第２の半導体膜に設け
た開口を通して前記第１の半導体膜に選択的に不純物を
導入してｐｎ接合を構成すると共に、前記第２の半導体
膜側からｐ側電極およびｎ側電極を取出したことを特徴
とする赤外線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63048566A JPH01223779A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 赤外線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63048566A JPH01223779A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 赤外線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01223779A true JPH01223779A (ja) | 1989-09-06 |
Family
ID=12806945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63048566A Pending JPH01223779A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01223779A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5401986A (en) * | 1992-07-21 | 1995-03-28 | Santa Barbara Research Center | Bake-stable HgCdTe photodetector with II-VI passivation layer |
| US5846850A (en) * | 1995-09-05 | 1998-12-08 | Raytheon Ti Systems, Inc. | Double sided interdiffusion process and structure for a double layer heterojunction focal plane array |
| RU2611211C1 (ru) * | 2015-11-20 | 2017-02-21 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ пассивации поверхности теллурида кадмия-ртути |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979582A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Fujitsu Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS6236858A (ja) * | 1985-08-10 | 1987-02-17 | Fujitsu Ltd | 半導体受光装置 |
-
1988
- 1988-03-03 JP JP63048566A patent/JPH01223779A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979582A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Fujitsu Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS6236858A (ja) * | 1985-08-10 | 1987-02-17 | Fujitsu Ltd | 半導体受光装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5401986A (en) * | 1992-07-21 | 1995-03-28 | Santa Barbara Research Center | Bake-stable HgCdTe photodetector with II-VI passivation layer |
| US5846850A (en) * | 1995-09-05 | 1998-12-08 | Raytheon Ti Systems, Inc. | Double sided interdiffusion process and structure for a double layer heterojunction focal plane array |
| RU2611211C1 (ru) * | 2015-11-20 | 2017-02-21 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ пассивации поверхности теллурида кадмия-ртути |
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