JPH02161781A - Manufacture of infrared detection element - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
水銀・カドミウム・テルルＣＨｇＣｄＴｅ）化合物半導
体を用いた光起電力型赤外線検知素子の製造方法に関し
、
製造手順が簡単でコストを低減できる赤外線検知素子の
製造方法を提供することを目的とし、基板上にＨｇ ｌ
−Ｘ Ｃｄ ）ｌ Ｔ ｅのｐ層と該ｐＨよリバンドギ
ャップの大きなＨｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ（ｘ、ｙ：Ｈ
ｇとＣｄの組成比（０＜ｘ＜ｙ＜１）〕の広ギャップ層
を重層させ、該広ギャップ層をエツチングしてコンタク
ト穴を形成し、ｐ層の表面にｐｎ接合を形成し、上記広
ギャップ層に電流リーク阻止機能を持たせた赤外線検知
素子の製造方法において、上記広ギャップ層をイオンミ
リングによりエツチングしてコンタクト穴を形成すると
ともに、該イオンミリングによるイオン打込みを利用し
てｐ層の表面部にｐｎ接合を形成する構成とする。[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a method for manufacturing a photovoltaic infrared sensing element using a mercury/cadmium/tellurium (CHgCdTe) compound semiconductor. Hg l on the substrate for the purpose of providing
-X Cd)l Te p layer and Hg+-y Cdy Te(x,y:H
A wide gap layer with a composition ratio of g and Cd (0<x<y<1) is layered, the wide gap layer is etched to form a contact hole, a pn junction is formed on the surface of the p layer, and the above In a method of manufacturing an infrared sensing element in which a wide gap layer has a current leak prevention function, the wide gap layer is etched by ion milling to form a contact hole, and the ion implantation by the ion milling is used to form a p-layer. The configuration is such that a pn junction is formed on the surface of the .
この発明は赤外線検知素子の製造方法に関し、特に、水
銀・カドミウム・テルル（ＨｇＣｄＴｅ）化合物半導体
を用いた光起電力型赤外線検知素子の製造方法に関する
ものである。The present invention relates to a method for manufacturing an infrared sensing element, and particularly to a method for manufacturing a photovoltaic infrared sensing element using a mercury-cadmium-tellurium (HgCdTe) compound semiconductor.
光起電力型赤外線検知素子は第３図に示すように、例え
ばＣｄ、−、Ｚｎ１ｌＴｅ （Ｚ ： ＣｄとＺｎの組
成比〕基板１１上に形成されたＨ ｇ ｌ−Ｘ Ｃｄ、
Ｔｅ結晶からなる９層１２にイオン打込みあるいは熱拡
散でｎ型不純物をドーピングしてｐｎ接合１４を形成し
ていた。但し、このような基本的な構成のみではｐｎ接
合１４が表面に露出している部分での電流リークが大き
く、ダイオードの性能指数の１つである零バイアス微分
抵抗ＲＯとｐｎ接合の面積Ａの積ＲｏＡ （リーク電流
の大きさを表す指数）が悪く、赤外線検知特性も悪くな
る傾向がある。As shown in FIG. 3, the photovoltaic infrared sensing element is composed of, for example, Cd, -, Zn1lTe (Z: composition ratio of Cd and Zn) formed on a substrate 11;
Nine layers 12 made of Te crystal were doped with n-type impurities by ion implantation or thermal diffusion to form a pn junction 14. However, with only such a basic configuration, there is a large current leakage in the part where the pn junction 14 is exposed on the surface, and the zero bias differential resistance RO, which is one of the performance indicators of a diode, and the area A of the pn junction The product RoA (an index representing the magnitude of leakage current) tends to be poor, and the infrared detection characteristics also tend to be poor.
そこで、例えば、第４図（ａ）に示すようにＣｄ＋−ｚ
Ｚｎｚ Ｔｏの基板１上にＨｇ ｌ−ｘ Ｃｄ ｘ
Ｔｅの９層２と該９層２よりバンドギャップの太きなＨ
ｇ ＋ −ｙ Ｃｄ ｙ Ｔ ｅ （０＜ｘ ＜ｙ 〈
１ ）の広ギャップ層３を重層しておいて、第４図（ｂ
）に示すように該広ギャップ層の表面にレジスト層５を
形成した後、第４図（Ｃ）に示すようにエツチングによ
ってコンタクト穴４を形成し、その後、第４図（ｄ）に
示すようにコンタクト穴イの底部であって９層２の表面
にｐｎ接合を、例えばイオン打込み、あるいは熱拡散に
よって形成するようにし、上記広ギャップ層３によって
電流リークを抑制する構成としている。Therefore, for example, as shown in FIG. 4(a), Cd+-z
Hg l-x Cd x on substrate 1 of Znz To
9-layer 2 of Te and H with a wider band gap than the 9-layer 2
g + −y Cd y T e (0<x<y 〈
1) is overlaid with the wide gap layer 3 shown in Fig. 4(b).
) After forming a resist layer 5 on the surface of the wide gap layer, a contact hole 4 is formed by etching as shown in FIG. 4(C), and then a contact hole 4 is formed as shown in FIG. 4(d). A pn junction is formed at the bottom of the contact hole A and on the surface of the nine layer 2 by, for example, ion implantation or thermal diffusion, and current leakage is suppressed by the wide gap layer 3.
上記従来の方法においてＨｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅの９
層２にコンタクト穴４を開ける際〔第４図（ｂ））に臭
素−メタノール等を用いた等方性エツチングが用いられ
ている。そのため、第４図（、ｃ）に示すように深さ方
向と同時に深さ方向に直角の方向にもエツチングが進行
する。従って、広ギャップ層３の表面のレジスト層４で
覆われない斜めの面ができ、９層２０表面にｐｎ接合を
形成する前に第４図（ｄ）に示すようにレジスト層４を
再度新たに形成する必要があり、非常に手数を要してい
た。In the above conventional method, Hg+-yCdyTe9
When forming contact holes 4 in layer 2 (FIG. 4(b)), isotropic etching using bromine-methanol or the like is used. Therefore, as shown in FIG. 4(,c), etching progresses in the depth direction as well as in the direction perpendicular to the depth direction. Therefore, there is a diagonal surface that is not covered by the resist layer 4 on the surface of the wide gap layer 3, and before forming a pn junction on the surface of the 9 layer 20, the resist layer 4 is renewed again as shown in FIG. 4(d). It was very time-consuming.
この発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであ
って、製造手順が簡単でコストを低減できるＨｇＣｄＴ
ｅを用いた赤外線検知素子の製造方法を提供することを
目的とするものである。This invention was proposed in view of the above-mentioned conventional circumstances, and is based on HgCdT, which has a simple manufacturing procedure and can reduce costs.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an infrared sensing element using e.
上記課題を解決するためにこの発明は以下の手段を採用
している。すなわち、基板１上にＨｇ＋、、ＣｄＸＴｅ
の９層２と該９層よりバンドギャップの大きなＨｇ＋−
ｙ Ｃｄ、Ｔｅの広ギャップ層３を重層させておき、該
広ギャップ層３をエツチングしてコンタクト穴を形成し
、９層２の表面にｐｎ接合を形成し、上記広ギャップ層
３に電流リーク阻止機能を持たせた赤外線検知素子の製
造方法において、第１図（ａ）（ｂ）に示すように、上
記広ギャップ層３をイオンミリングによりエツチングし
てコンタクト穴４を形成するとともに、該イオンミリン
グによるイオン打込みを利用して９層２の表面部にｐｎ
接合を形成するようにしている。In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. That is, Hg+, CdXTe on the substrate 1
9 layers 2 and Hg+- with a larger band gap than the 9 layers.
y A wide gap layer 3 of Cd and Te is stacked, and the wide gap layer 3 is etched to form a contact hole, a pn junction is formed on the surface of the 9 layer 2, and current leakage to the wide gap layer 3 is formed. In the method of manufacturing an infrared sensing element having a blocking function, as shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the wide gap layer 3 is etched by ion milling to form a contact hole 4, and the ion Using ion implantation by milling, pn is added to the surface of 9 layers 2
I am trying to form a bond.
イオンミリングによるエツチング法は目的とする半導体
部分をエツチングすることができるとともにＨｇＣｄＴ
ｅに関してはｐ型あるいは真性型をｎ型に変換する性質
を有している。従って、本発明によって上層のＨｇ Ｉ
−ｙ Ｃｄｙ Ｔ ”の広ギャップ層３にコンタクト穴
４を開けるとともにＨｇ＋−ｘ Ｃｄ、Ｔｅの９層２の
表面をｎ型に変換することができる。ｐＨ２の表面にｎ
型層が形成される理由は、広バンドキャップ層３へのイ
オンの衝突により、広バンドキャップ中のＨｇ原子が下
方へ＝拡ｉされていき、ついには９層２の表層部の格子
間にＨｇ原子が侵入していく現象によるものと考察して
いる。The etching method using ion milling can etch the target semiconductor part and also allows HgCdT to be etched.
Regarding e, it has the property of converting p-type or intrinsic type to n-type. Therefore, according to the present invention, the upper layer Hg I
It is possible to open a contact hole 4 in the wide gap layer 3 of ``-yCdy
The reason why the type layer is formed is that due to the collision of ions with the wide band cap layer 3, the Hg atoms in the wide band cap are expanded downward, and finally they form between the lattices in the surface layer of the 9 layer 2. It is considered that this is due to the phenomenon of Hg atoms entering.
第１図はこの発明の概念図であり、第２図は１実施例を
示す工程図である。まず、第２図（ａ）に示すようにＣ
ｄ＋−ｚ Ｚｎｚ Ｔｅの基板３上にＨｇｏ、１ｍｃ
ｄｏ、ｔｔＴ ｅの９層２〔不純物濃度１０Ｉ１０Ｉ４
’程度〕を例えば液相エピタキシャル法を用いて形成し
ておき、更に該ｐ層２よりバンドギャップの大きなＨｇ
ｏ、ｑｔＣｄｏ、ｔｅＴｅである広ギャップ層３を形成
する点は従来と同じである。次ぎに、第２図（ｂ）に示
すように上記上層の広ギャップ層３の表面にコンタクト
穴４に対応した、例えば３０μｍ程度のイオン打込穴６
を除いてフォトリゾグラフィーを用いてレジスト層５を
形成する。そして、第２図（ｃ）に示すように上記レジ
スト層５の上方からイオンミリング法でイオンを（通常
キセノンあるいはアルゴンイオン）を打ち込むと、広ギ
ャップ層３のイオン打込穴６の部分はエツチングされて
コンタクト穴４が形成される。FIG. 1 is a conceptual diagram of the present invention, and FIG. 2 is a process diagram showing one embodiment. First, as shown in Figure 2(a), C
d+-z Hgo, 1mc on Znz Te substrate 3
do, ttT e 9 layers 2 [Impurity concentration 10I10I4
For example, by using a liquid phase epitaxial method, Hg having a larger band gap than the p layer 2 is formed.
The formation of the wide gap layer 3 made of o, qtCdo, and teTe is the same as in the conventional method. Next, as shown in FIG. 2(b), an ion implantation hole 6 of, for example, about 30 μm, corresponding to the contact hole 4 is formed on the surface of the upper wide gap layer 3.
A resist layer 5 is formed using photolithography except for. Then, as shown in FIG. 2(c), when ions (usually xenon or argon ions) are implanted from above the resist layer 5 by the ion milling method, the ion implantation hole 6 portion of the wide gap layer 3 is etched. Then, contact hole 4 is formed.
一方、広ギャップ層３の構成物質がイオンミリングでエ
ツチングされる際に、水銀が未だエツチングされてない
層に拡散して電気的にはｎ型の不純物として作用する。On the other hand, when the constituent material of the wide gap layer 3 is etched by ion milling, mercury diffuses into the unetched layer and acts as an electrically n-type impurity.
従って、上記の場合、広ギャップＮ３にコンタクト穴
４が形成される過程で徐々に９層２の表面にｎ層２が形
成され、エツチングが９層２の表面にまで進行したとき
には、該９層２０表面にｐｎ接合を構成していることに
なる。この後、電極を形成するとダイオードを完成させ
ることができる。Therefore, in the above case, in the process of forming the contact hole 4 in the wide gap N3, the n-layer 2 is gradually formed on the surface of the 9-layer 2, and when the etching progresses to the surface of the 9-layer 2, the 9-layer This means that a pn junction is formed on the 20 surface. After this, the diode can be completed by forming electrodes.
本発明はイオンミリングによるエツチングによってコン
タクト穴を形成すると同時にｐ層の表面にｐｎ接合を形
成することができるので、製造手順が簡略化され、赤外
線検知素子のコストダウンを図ることができる。In the present invention, a contact hole can be formed by etching using ion milling, and a pn junction can be formed on the surface of the p layer at the same time, so the manufacturing procedure can be simplified and the cost of the infrared sensing element can be reduced.
第１図はこの発明の概念図、第２図はこの発明の一実施
例を示す工程図、第３図は従来例図、第４図は従来の製
造方法を示す工程図である。
図中、
■ ・・・基牟反、
３・・・広ギャップ層、
２・・・ｐ層、
４・・・コンタクト穴。
イオンミリング“
本発明概念図
第１図
従来例図
第
図゛
（ａ）
（ｂ）
従来の工程図
第
図FIG. 1 is a conceptual diagram of the present invention, FIG. 2 is a process diagram showing an embodiment of the invention, FIG. 3 is a diagram of a conventional example, and FIG. 4 is a process diagram showing a conventional manufacturing method. In the figure, ■... base layer, 3... wide gap layer, 2... p layer, 4... contact hole. Ion milling Conceptual diagram of the present invention Figure 1 Conventional example diagram (a) (b) Conventional process diagram Figure
Claims (1)
２）と該ｐ層（２）よりバンドギャップの大きなＨｇ＿
１＿−＿ｙＣｄ＿ｙＴｅ〔ｘ、ｙ：ＨｇとＣｄの組成比
（０＜ｘ＜ｙ＜１）〕の広ギャップ層（３）を重層させ
、該広ギャップ層（３）をエッチングしてコンタクト穴
（４）を形成し、ｐ層（２）の表面にｐｎ接合を形成し
、上記広ギャップ層（３）に電流リーク阻止機能を持た
せた赤外線検知素子の製造方法において、上記広ギャッ
プ層（３）をイオンミリングによりエッチングしてコン
タクト穴（４）を形成するとともに、該イオンミリング
によるイオン打込みを利用してｐ層（２）の表面部にｐ
ｎ接合を形成することを特徴とする赤外線検知素子の製
造方法。[Claims] A p-layer of Hg_1_-_xCd_xTe (
2) and Hg_, which has a larger band gap than the p layer (2).
A wide gap layer (3) of 1_-_yCd_yTe [x, y: composition ratio of Hg and Cd (0<x<y<1)] is layered, and the wide gap layer (3) is etched to form a contact hole (4). ), a pn junction is formed on the surface of the p-layer (2), and the wide-gap layer (3) has a current leak blocking function. is etched by ion milling to form a contact hole (4), and the surface of the p layer (2) is etched using ion implantation by the ion milling.
A method for manufacturing an infrared sensing element, the method comprising forming an n-junction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317266A JPH02161781A (en) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | Manufacture of infrared detection element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317266A JPH02161781A (en) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | Manufacture of infrared detection element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02161781A true JPH02161781A (en) | 1990-06-21 |
Family
ID=18086320
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63317266A Pending JPH02161781A (en) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | Manufacture of infrared detection element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02161781A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030056678A (en) * | 2001-12-28 | 2003-07-04 | 주식회사 케이이씨 | infrared detector and method of fabricating the same |
-
1988
- 1988-12-14 JP JP63317266A patent/JPH02161781A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030056678A (en) * | 2001-12-28 | 2003-07-04 | 주식회사 케이이씨 | infrared detector and method of fabricating the same |
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