JPH0196968A - 赤外線検出器 - Google Patents
赤外線検出器Info
- Publication number
- JPH0196968A JPH0196968A JP62254990A JP25499087A JPH0196968A JP H0196968 A JPH0196968 A JP H0196968A JP 62254990 A JP62254990 A JP 62254990A JP 25499087 A JP25499087 A JP 25499087A JP H0196968 A JPH0196968 A JP H0196968A
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- Japan
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- substrate
- layer
- photodiode
- tunnel barrier
- electrons
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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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】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は、−枚の半導体基板にフォトダイオード・アレ
イを構成してなる赤外線検出器に関する。
イを構成してなる赤外線検出器に関する。
（従来の技術）
第３図は、従来のフォトダイオード・アレイ赤外線検出
器の一例である。フォトダイオード・アレイは、ｐ型Ｃ
ｄ、Ｈｇ ｌ−３Ｔｅ基板（ＣＭＴ基板）１の表面にイ
オン注入等により複数のｎ型拡散層２（２１，２２，・
・・）を配列形成して構成されている。各ｎ型拡散層２
には、Ｉｎ信号電極５（５１，５２，・・・）が形成さ
れ、基板１真面には全面にＡｕ接地電極６が形成されて
いる。基板表面のｎ型拡散層５の周囲には、パシベーシ
ョン用陽極硫化膜３が形成され、その上に更にＺｎＳ２
保護膜４が形成されている。
器の一例である。フォトダイオード・アレイは、ｐ型Ｃ
ｄ、Ｈｇ ｌ−３Ｔｅ基板（ＣＭＴ基板）１の表面にイ
オン注入等により複数のｎ型拡散層２（２１，２２，・
・・）を配列形成して構成されている。各ｎ型拡散層２
には、Ｉｎ信号電極５（５１，５２，・・・）が形成さ
れ、基板１真面には全面にＡｕ接地電極６が形成されて
いる。基板表面のｎ型拡散層５の周囲には、パシベーシ
ョン用陽極硫化膜３が形成され、その上に更にＺｎＳ２
保護膜４が形成されている。
このように構成された赤外線検出器に、基板表面からま
たは裏面から赤外線が入射すると、ＣＭＴ基板１中に電
子正孔対が生成され、これらの信号電荷が各フォトダイ
オードの遷移領域（即ち空乏層領域）を通過して、外部
へ信号電流が取出される。
たは裏面から赤外線が入射すると、ＣＭＴ基板１中に電
子正孔対が生成され、これらの信号電荷が各フォトダイ
オードの遷移領域（即ち空乏層領域）を通過して、外部
へ信号電流が取出される。
この様な従来の赤外線フォトダイオード・アレイでは、
表面リーク電流の影響で充分大きい赤外線検出能が得ら
れないという問題がある。これを第４図の等価回路を用
いて説明する。第３図のフォトダイオードφアレイは第
４図に示すように、信号電流を発生するフォトダイオー
ドＰＤ、。
表面リーク電流の影響で充分大きい赤外線検出能が得ら
れないという問題がある。これを第４図の等価回路を用
いて説明する。第３図のフォトダイオードφアレイは第
４図に示すように、信号電流を発生するフォトダイオー
ドＰＤ、。
ＰＤ２．・・・に対して、基板表面付近のダイオードＳ
Ｄが並列に入った形で表わされる。これら表面ダイオー
ドＳＤは、基板表面保護膜中の固定電荷の影響を受けて
、リーク電流の大きい、特性の悪いダイオードとなり、
これがフォトダイオードＰＤの特性に影響を与える結果
、ＲｏＡ積が低下して、十分な赤外線検出能が得られな
いのである。
Ｄが並列に入った形で表わされる。これら表面ダイオー
ドＳＤは、基板表面保護膜中の固定電荷の影響を受けて
、リーク電流の大きい、特性の悪いダイオードとなり、
これがフォトダイオードＰＤの特性に影響を与える結果
、ＲｏＡ積が低下して、十分な赤外線検出能が得られな
いのである。
（発明が解決しようとする問題点）
以上のように従来の赤外線フォトダイオード・アレイは
、表面ダイオードの影響で充分に高い検出能が得られな
い、という問題があった。
、表面ダイオードの影響で充分に高い検出能が得られな
い、という問題があった。
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］
（問題点を解決するための手段）
本発明にかかる赤外線検出器は、フォトダイオード・ア
レイを構成する基板内のフォトダイオードあ遷移領域内
に位置する深さに、基板より禁制帯幅の広い物質からに
なるトンネル障壁層を埋設したことを特徴とする。ここ
でトンネル障壁層とは、無電界または電界が小さい状態
ではキャリアの透過を阻止する障壁となり、所定の電界
が印加された状態ではキャリアがトンネリングできる極
薄の半導体層または絶縁層をいう。
レイを構成する基板内のフォトダイオードあ遷移領域内
に位置する深さに、基板より禁制帯幅の広い物質からに
なるトンネル障壁層を埋設したことを特徴とする。ここ
でトンネル障壁層とは、無電界または電界が小さい状態
ではキャリアの透過を阻止する障壁となり、所定の電界
が印加された状態ではキャリアがトンネリングできる極
薄の半導体層または絶縁層をいう。
（作用）
ｐｎ接合の遷移領域内にあるトンネル障壁層は、その内
部電界の効果によって信号電荷に対しては障壁とならな
い。一方、表面ダイオードを通って基板に流れる不要な
リーク電流に対しては、この様な電界がないため、トン
ネル障壁層は大きい阻止能力を発揮する。これにより、
リーク電流の影響を効果的に低減することができる。
部電界の効果によって信号電荷に対しては障壁とならな
い。一方、表面ダイオードを通って基板に流れる不要な
リーク電流に対しては、この様な電界がないため、トン
ネル障壁層は大きい阻止能力を発揮する。これにより、
リーク電流の影響を効果的に低減することができる。
（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。第３図と対応
する部分には第３図と同一符号を付して詳細な説明は省
略する。この実施例では、基板１内部にトンネル障壁層
７が全面に埋込み形成されている。このトンネル障壁層
７は例えば、１００人程除去Ｃｄ Ｔｅ層であり、フォ
トダイオードを構成する各ｎ型拡散層２と基板１の間の
ｐｎ接合の遷移領域８（８１，８□、・・・）の上端を
通過する構造となっている。
する部分には第３図と同一符号を付して詳細な説明は省
略する。この実施例では、基板１内部にトンネル障壁層
７が全面に埋込み形成されている。このトンネル障壁層
７は例えば、１００人程除去Ｃｄ Ｔｅ層であり、フォ
トダイオードを構成する各ｎ型拡散層２と基板１の間の
ｐｎ接合の遷移領域８（８１，８□、・・・）の上端を
通過する構造となっている。
この構造を得るには例えば、ｐ型ＣＭＴ基板に極薄のＣ
ｄ Ｔｅ層をＭＢＥ法またはＭＯＣＶＤ法等によりエピ
タキシャル成長させ、更にその上にｐ型ＣＭＴ層を成長
させたウェーハを形成し、このようなウェーハを用いて
従来と同様にｎ型拡散層の形成、保護膜形成、電極形成
等を行なえばよい。
ｄ Ｔｅ層をＭＢＥ法またはＭＯＣＶＤ法等によりエピ
タキシャル成長させ、更にその上にｐ型ＣＭＴ層を成長
させたウェーハを形成し、このようなウェーハを用いて
従来と同様にｎ型拡散層の形成、保護膜形成、電極形成
等を行なえばよい。
なお、ＣＭＴ （Ｃｄ 、 Ｈｇ １−、 Ｔｅ ）基
板を用いた場合、トンネル障壁層７としてより一般的に
は、Ｃｄ 、 Ｈｇ ｌ−ｙ Ｔｅを用いることができ
る。
板を用いた場合、トンネル障壁層７としてより一般的に
は、Ｃｄ 、 Ｈｇ ｌ−ｙ Ｔｅを用いることができ
る。
その場合、具体的な組成と好ましい厚みδは、ｘ−０，
１８、ｙ−１のとき、δζ８０人、ｘ−０，２、ｙ−１
のとき、δ″、１００人、ｘ−０，３、ｙ−１のときδ
−１５０人、である。
１８、ｙ−１のとき、δζ８０人、ｘ−０，２、ｙ−１
のとき、δ″、１００人、ｘ−０，３、ｙ−１のときδ
−１５０人、である。
これを更に一般化すれば、（ｙ−ｘ）＞Ｑ、５でδく１
５０人とすればよい。
５０人とすればよい。
この実施例の赤外線フォトダイオード・アレイの動作は
基本的に従来と変らない。赤外線が基板１の表面または
裏面から入射すると、電子正孔対が生成され、少数キャ
リアである電子が各フォトダイオードを構成するｐｎ接
合の遷移領域８に流れ込む。このとき、遷移領域８内に
存在するトンネル障壁層７は遷移領域８の内部電界の効
果により電子がトンネリ゛ングできる状態即ち電子の透
過率はほぼ１に保たれる。この結果、トンネル障壁層７
の存在に拘らず、信号電流が取出される。−方、表面ダ
イオードのリーク電流が、基板１の各ｎ型拡散層２の間
の領域を縦方向に流れようとすると、この領域では電界
が作用しないので、トンネル障壁層７は大きいキャリア
阻止能力を有する。
基本的に従来と変らない。赤外線が基板１の表面または
裏面から入射すると、電子正孔対が生成され、少数キャ
リアである電子が各フォトダイオードを構成するｐｎ接
合の遷移領域８に流れ込む。このとき、遷移領域８内に
存在するトンネル障壁層７は遷移領域８の内部電界の効
果により電子がトンネリ゛ングできる状態即ち電子の透
過率はほぼ１に保たれる。この結果、トンネル障壁層７
の存在に拘らず、信号電流が取出される。−方、表面ダ
イオードのリーク電流が、基板１の各ｎ型拡散層２の間
の領域を縦方向に流れようとすると、この領域では電界
が作用しないので、トンネル障壁層７は大きいキャリア
阻止能力を有する。
第２図は、この実施例の赤外線フォトダイオード・アレ
イの等価回路を第４図に対応させて示す。
イの等価回路を第４図に対応させて示す。
第４図と比較して明らかなようにこの実施例では、表面
ダイオードＳＤに対してトンネル障壁層７による大きい
障壁抵抗Ｒが入る。
ダイオードＳＤに対してトンネル障壁層７による大きい
障壁抵抗Ｒが入る。
こうしてこの実施例では、表面リーク電流の影響が低減
され、各フォトダイオードのＲｏＡ積が向上して、大き
い赤外線検出能が得られる。
され、各フォトダイオードのＲｏＡ積が向上して、大き
い赤外線検出能が得られる。
本発明は上記実施例に限られるものではない。
例えば実施例では、ＣＭＴ基板に対してトンネル障壁層
としてＣｄ Ｔｅ層を埋込む場合を説明したが、５ｉ０
２膜等の絶縁膜その他、基板より県側帯幅の大きい物質
を用いることができる。トンネル障壁層の深さは遷移領
域上端部に限らず、電界がかかる遷移領域内であればよ
い。また、トンネル障壁層を複数層設けてもよい。その
池水発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。
としてＣｄ Ｔｅ層を埋込む場合を説明したが、５ｉ０
２膜等の絶縁膜その他、基板より県側帯幅の大きい物質
を用いることができる。トンネル障壁層の深さは遷移領
域上端部に限らず、電界がかかる遷移領域内であればよ
い。また、トンネル障壁層を複数層設けてもよい。その
池水発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。
第１図は本発明の一実施例の赤外線検出器を示す断面図
、第２図はその等価回路図、第３図は従来の赤外線検出
器を示す断面図、第４図はその等価回路図である。 １−ｐ型Ｃｄ ｘ Ｈｇ 、−、Ｔｅ基板、２−・ｎ型
拡散層、３・・・陽極硫化膜１．４・・・ＺｎＳ保護膜
、５・・・Ｉｎ信号電極、６・・・Ａｕ接地電極、７・
・・トンネル障壁層、８・・・遷移領域。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 Ａｔ Ａ２ Ａ３Ａｔ
Ａ２ Ａ３第 ２ 図 第３ｒｇＪ 第 ４ 図
、第２図はその等価回路図、第３図は従来の赤外線検出
器を示す断面図、第４図はその等価回路図である。 １−ｐ型Ｃｄ ｘ Ｈｇ 、−、Ｔｅ基板、２−・ｎ型
拡散層、３・・・陽極硫化膜１．４・・・ＺｎＳ保護膜
、５・・・Ｉｎ信号電極、６・・・Ａｕ接地電極、７・
・・トンネル障壁層、８・・・遷移領域。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 Ａｔ Ａ２ Ａ３Ａｔ
Ａ２ Ａ３第 ２ 図 第３ｒｇＪ 第 ４ 図
Claims (1)
- （１）第１導電型半導体基板の表面に複数個の第２導電
型拡散層を配列形成してフォトダイオード・アレイを構
成した赤外線検出器において、前記基板表面から前記フ
ォトダイオードのｐｎ接合遷移領域内に位置する深さに
基板より禁制帯幅の広い物質からなるトンネル障壁層を
埋設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 |
|---|---|---|---|
| JP62254990A JPH0196968A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 赤外線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62254990A JPH0196968A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 赤外線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196968A true JPH0196968A (ja) | 1989-04-14 |
Family
ID=17272676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62254990A Pending JPH0196968A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0196968A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05175525A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-13 | Nec Corp | 赤外線検出器およびその製造方法 |
| DE19844428B4 (de) * | 1998-09-28 | 2004-05-13 | Atg Test Systems Gmbh & Co.Kg | Prüfsonde für einen Fingertester, ein Verfahren zum Ansteuern einer Prüfsonde, Fingertester zum Prüfen von Leiterplatten und ein Verfahren zum Prüfen von Leiterplatten mit einem Fingertester |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP62254990A patent/JPH0196968A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05175525A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-13 | Nec Corp | 赤外線検出器およびその製造方法 |
| DE19844428B4 (de) * | 1998-09-28 | 2004-05-13 | Atg Test Systems Gmbh & Co.Kg | Prüfsonde für einen Fingertester, ein Verfahren zum Ansteuern einer Prüfsonde, Fingertester zum Prüfen von Leiterplatten und ein Verfahren zum Prüfen von Leiterplatten mit einem Fingertester |
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