JPH0321078A - 赤外線検知素子 - Google Patents
赤外線検知素子Info
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- JPH0321078A JPH0321078A JP1154667A JP15466789A JPH0321078A JP H0321078 A JPH0321078 A JP H0321078A JP 1154667 A JP1154667 A JP 1154667A JP 15466789 A JP15466789 A JP 15466789A JP H0321078 A JPH0321078 A JP H0321078A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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
化合物半導体結晶を用いた光導電型の赤外線検知素子に
関し、 量子効率の高い赤外線検知素子の提供を目的とし、 受光部及び電極を有する化合物半導体結晶を支産業上の
利用分野 本発明は赤外線検知素子に関し、特に化合物半導体結晶
を用いた光導電型の赤外線検知素子に関する。
関し、 量子効率の高い赤外線検知素子の提供を目的とし、 受光部及び電極を有する化合物半導体結晶を支産業上の
利用分野 本発明は赤外線検知素子に関し、特に化合物半導体結晶
を用いた光導電型の赤外線検知素子に関する。
赤外線センサは目標物体に接触することなく物体の存在
、形状、温度、組或などを知ることができるため、人工
衛星による気象観測、防犯、防災、地質・資源調査、赤
外線サーモグラフィによる医療用等の多くの分野で用い
られている。このような赤外線センサには、焦電素子、
サーモパイル等を用いた熱型センサと半導体を利用した
光電効果型（量子型）センサがある。一般に熱型センサ
では感度の波長依存性は無いが、感度が低く応答速度も
遅いのでリアルタイムの赤外線センサとしては不向きで
ある。一方、光電効果型センサは感度が高く、応答速度
も速いが、素子の液体窒素温度での冷却が必要である。
、形状、温度、組或などを知ることができるため、人工
衛星による気象観測、防犯、防災、地質・資源調査、赤
外線サーモグラフィによる医療用等の多くの分野で用い
られている。このような赤外線センサには、焦電素子、
サーモパイル等を用いた熱型センサと半導体を利用した
光電効果型（量子型）センサがある。一般に熱型センサ
では感度の波長依存性は無いが、感度が低く応答速度も
遅いのでリアルタイムの赤外線センサとしては不向きで
ある。一方、光電効果型センサは感度が高く、応答速度
も速いが、素子の液体窒素温度での冷却が必要である。
光電効果型赤外線センサは、光導電型、光起電力型、Ｍ
ＩＳ型に分類される。このうち光導電型センサは、光照
射時の抵抗変化を利用するもので、テルル化カドミウム
水銀（Ｈｇ＋−。Ｃｄ．Ｔｅ）やＰｂＳ，ＰｂＳｅなど
の真性半導体を用いるものと、Ｓｉ：Ｉｎ，Ｓ１：Ｇａ
，Ｇｅ ：Ｈｇ，Ｇｅ ：Ａｕなどのように不純物をド
ープした外因性半導体を用いるものがある。
ＩＳ型に分類される。このうち光導電型センサは、光照
射時の抵抗変化を利用するもので、テルル化カドミウム
水銀（Ｈｇ＋−。Ｃｄ．Ｔｅ）やＰｂＳ，ＰｂＳｅなど
の真性半導体を用いるものと、Ｓｉ：Ｉｎ，Ｓ１：Ｇａ
，Ｇｅ ：Ｈｇ，Ｇｅ ：Ａｕなどのように不純物をド
ープした外因性半導体を用いるものがある。
そして、波長２〜３０μｍ領域では、このようなＨｇ＋
−ＣｄウＴｅ等の化合物半導体結晶を用いてなる光導電
型の赤外線センサが多く用いられており、その特性の向
上が要望されている。
−ＣｄウＴｅ等の化合物半導体結晶を用いてなる光導電
型の赤外線センサが多く用いられており、その特性の向
上が要望されている。
従来の技術
第２図は従来の赤外線検知素子の素子構造断面図である
。１１はサファイヤ基板であり、このサファイヤ基板１
１上にＨ ｇ ＋−ｘ Ｃ ｄ ｘ Ｔ ｅ結晶１２が
接着剤１３により接着されている。１４は赤外線受光部
であり、電極ｌ５を両側から形或して受光部１４の幅を
規制している。電極１５は例えばＩｎ，Ａｕ等の金属か
ら形或されており、この電極１５．１５に信号取り出し
用のボンディングワイヤ１６．１６が超音波ボンディン
グ等によりボンディングされている。受光部１４に赤外
線１８が入射されると、その強度により電極１５，１５
間の抵抗値が変化するので、この変化を電圧変化として
検知するものである。
。１１はサファイヤ基板であり、このサファイヤ基板１
１上にＨ ｇ ＋−ｘ Ｃ ｄ ｘ Ｔ ｅ結晶１２が
接着剤１３により接着されている。１４は赤外線受光部
であり、電極ｌ５を両側から形或して受光部１４の幅を
規制している。電極１５は例えばＩｎ，Ａｕ等の金属か
ら形或されており、この電極１５．１５に信号取り出し
用のボンディングワイヤ１６．１６が超音波ボンディン
グ等によりボンディングされている。受光部１４に赤外
線１８が入射されると、その強度により電極１５，１５
間の抵抗値が変化するので、この変化を電圧変化として
検知するものである。
発明が解決しようとする課題
Ｈ ｇ ｌ−１１ Ｃ ｄ ｘ Ｔ ｅは半導体のＣｄ
Ｔｅと半金属のＨｇ’Ｔｅの混晶であり、その組或を制
御することにより波長２〜３０μｍの範囲で自由に分光
感度特性を選ぶことが可能であるが、この組戊比の微小
な違いで応答波長が大きく異なるため、結晶内の微小な
組戊比の変化により局所的に光吸収係数が変化してしま
う。このような部分では入射赤外線の一部がＨ ｇ ｌ
−＞ｌ Ｃ ｄ Ｘ Ｔ ｅ結晶内を透過し、サファイ
ヤ基板に至ってしまうことになり、量子効率の低下を招
いている。
Ｔｅと半金属のＨｇ’Ｔｅの混晶であり、その組或を制
御することにより波長２〜３０μｍの範囲で自由に分光
感度特性を選ぶことが可能であるが、この組戊比の微小
な違いで応答波長が大きく異なるため、結晶内の微小な
組戊比の変化により局所的に光吸収係数が変化してしま
う。このような部分では入射赤外線の一部がＨ ｇ ｌ
−＞ｌ Ｃ ｄ Ｘ Ｔ ｅ結晶内を透過し、サファイ
ヤ基板に至ってしまうことになり、量子効率の低下を招
いている。
特に、長波長領域（１５〜３０μｍ）に応答波長をもつ
素子においては、結晶内の組或比の変化により光吸収係
数が１ ０２ｃｍ −’ 〜ｌ Ｑ−３ｃｍ ’（Ｄ範
囲で変化し、波長１５μｍ以下のものに比較して量子効
率の低下が顕著ある。
素子においては、結晶内の組或比の変化により光吸収係
数が１ ０２ｃｍ −’ 〜ｌ Ｑ−３ｃｍ ’（Ｄ範
囲で変化し、波長１５μｍ以下のものに比較して量子効
率の低下が顕著ある。
尚、板厚の厚いＨ ｇ ＋−ｘ Ｃ ４ ｘ Ｔ ｅ結
晶を用いることにより．その量子効率を高くすることは
可能であるが、所定の素子抵抗を得るために板厚の厚い
ものを用いることはできない。
晶を用いることにより．その量子効率を高くすることは
可能であるが、所定の素子抵抗を得るために板厚の厚い
ものを用いることはできない。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、量
子効率の高い赤外線検知素子の提供を目的とする。
子効率の高い赤外線検知素子の提供を目的とする。
課題を解決するための手段
上述した技術的課題は、受光部及び電極を有する化合物
半導体結晶を支持基板上に固着してなる赤外線検知素子
において、前記化合物半導体結晶と支持基板との間で前
記受光部に対応する部分に赤外線反射膜を設けて構或す
ることにより解決される。
半導体結晶を支持基板上に固着してなる赤外線検知素子
において、前記化合物半導体結晶と支持基板との間で前
記受光部に対応する部分に赤外線反射膜を設けて構或す
ることにより解決される。
作 用
本発明による赤外線検知素子によれば、化合物半導体結
晶と支持基板の間に赤外線反射膜を介装しているので、
受光部に入射した赤外線のうち化合物半導体結晶内で吸
収されなかったものは、この赤外線反射膜により反射さ
れて、再び化合物半導体結晶内に戻され、ここで吸収さ
れることになるから、従来構或と比較してその量子効率
を高くすることができる。
晶と支持基板の間に赤外線反射膜を介装しているので、
受光部に入射した赤外線のうち化合物半導体結晶内で吸
収されなかったものは、この赤外線反射膜により反射さ
れて、再び化合物半導体結晶内に戻され、ここで吸収さ
れることになるから、従来構或と比較してその量子効率
を高くすることができる。
実 施 例
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明一実施例を示す赤外線検知素子の素子構
造断面図である。サファイヤ基板１上には、その厚さが
２０００人のアルミニウム（Ａ Ａ）、あるいはその厚
さが１０００人のクロム（Ｃｒ）等の赤外線反射膜７が
蒸着・エッチング等により５ ６ 形或されており、この上にＨ ｇ ＋−ｘ Ｃ ｄ ｘ
Ｔ ｅ結晶２が接着剤３により接着されている。４は
赤外線受光部であり、電極５，５を両側から形威して受
光部４の幅を規制している。電極５は例えばＩｎ，Ａｕ
等の金属から形或されており、この電極５．５に信号取
り出し用のボンディングワイヤ６６が超音波ボンディン
グ等によりボンディングされている。サファイヤ基板１
とＨ ｇ ＋ − ｘ Ｃ ｄ ＭＴ ｅ結晶２とは、
赤外線反射膜７と受光部４が互いに対応するように接着
されている。
造断面図である。サファイヤ基板１上には、その厚さが
２０００人のアルミニウム（Ａ Ａ）、あるいはその厚
さが１０００人のクロム（Ｃｒ）等の赤外線反射膜７が
蒸着・エッチング等により５ ６ 形或されており、この上にＨ ｇ ＋−ｘ Ｃ ｄ ｘ
Ｔ ｅ結晶２が接着剤３により接着されている。４は
赤外線受光部であり、電極５，５を両側から形威して受
光部４の幅を規制している。電極５は例えばＩｎ，Ａｕ
等の金属から形或されており、この電極５．５に信号取
り出し用のボンディングワイヤ６６が超音波ボンディン
グ等によりボンディングされている。サファイヤ基板１
とＨ ｇ ＋ − ｘ Ｃ ｄ ＭＴ ｅ結晶２とは、
赤外線反射膜７と受光部４が互いに対応するように接着
されている。
然して、受光部４に赤外線８が入射されると、その強度
により、電極５，５間の抵抗値が変化するので、この変
化を電圧変化として検知するものである。入射赤外線８
のうちＨｇ＋−ＣｄウＴｅ結晶２内で吸収されなかった
ものは赤外線反射膜７で反射されて再びＨ ｇ ＋−ｘ
Ｃ ｄ ｘ Ｔ ｅ結晶２内に戻され、ここで吸収さ
れることになるから、その量子効率を向上することがで
きる。
により、電極５，５間の抵抗値が変化するので、この変
化を電圧変化として検知するものである。入射赤外線８
のうちＨｇ＋−ＣｄウＴｅ結晶２内で吸収されなかった
ものは赤外線反射膜７で反射されて再びＨ ｇ ＋−ｘ
Ｃ ｄ ｘ Ｔ ｅ結晶２内に戻され、ここで吸収さ
れることになるから、その量子効率を向上することがで
きる。
本発明者等による実験結果によると、本発明を用いた赤
外線検知素子の量子効率は９４〜９６％であり、従来構
或による赤外線検知素子の量子効率が７５〜８０％であ
るから、その量子効率が大幅に向上されている。
外線検知素子の量子効率は９４〜９６％であり、従来構
或による赤外線検知素子の量子効率が７５〜８０％であ
るから、その量子効率が大幅に向上されている。
発明の効果
本発明による赤外線検知素子は、化合物半導体結晶と支
持基板の間に赤外線反射膜を介装しているので、受光部
に入射した赤外線のうち化合物半導体結晶内で吸収され
なかったものは、この赤外線反射膜により反射されて、
再び化合物半導体結晶内に戻され、ここで吸収されるこ
とになり、従来よりも量子効率が高く、優れた特性を有
する赤外線検知素子を提供することができるという効果
を奏する。
持基板の間に赤外線反射膜を介装しているので、受光部
に入射した赤外線のうち化合物半導体結晶内で吸収され
なかったものは、この赤外線反射膜により反射されて、
再び化合物半導体結晶内に戻され、ここで吸収されるこ
とになり、従来よりも量子効率が高く、優れた特性を有
する赤外線検知素子を提供することができるという効果
を奏する。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
技術を示す断面図である。 ■・・・サファイヤ基板、 ２ ・・・Ｈ ｇ Ｉ−１１ Ｃ ｄ ｗ Ｔ ｅ結晶
、３・・・接着剤、 ４・・・受光部、 ５・・・電極、 ７・・・赤外線反射膜。
技術を示す断面図である。 ■・・・サファイヤ基板、 ２ ・・・Ｈ ｇ Ｉ−１１ Ｃ ｄ ｗ Ｔ ｅ結晶
、３・・・接着剤、 ４・・・受光部、 ５・・・電極、 ７・・・赤外線反射膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 受光部（４）及び電極（５）を有する化合物半導体結晶
（２）を支持基板（１）上に設けてなる赤外線検知素子
において、 前記化合物半導体結晶（２）と支持基板（１）との間で
前記受光部（４）に対応する部分に赤外線反射膜（７）
を設け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 |
|---|---|---|---|
| JP1154667A JPH0321078A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 赤外線検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154667A JPH0321078A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 赤外線検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321078A true JPH0321078A (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=15589262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154667A Pending JPH0321078A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 赤外線検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0321078A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2803948A1 (fr) * | 1991-02-22 | 2001-07-20 | Ltv Aerospace & Defence | Detecteur de rayonnement, notamment de rayonnement infrarouge, et procede pour sa fabrication |
| JP2020518127A (ja) * | 2017-04-20 | 2020-06-18 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 光検出器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS523404A (en) * | 1975-06-25 | 1977-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical signal recording and regenerating appliance |
| JPS63153868A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-27 | Fujitsu Ltd | 光電変換装置 |
| JPS63182871A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-28 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知素子 |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1154667A patent/JPH0321078A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS523404A (en) * | 1975-06-25 | 1977-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical signal recording and regenerating appliance |
| JPS63153868A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-27 | Fujitsu Ltd | 光電変換装置 |
| JPS63182871A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-28 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2803948A1 (fr) * | 1991-02-22 | 2001-07-20 | Ltv Aerospace & Defence | Detecteur de rayonnement, notamment de rayonnement infrarouge, et procede pour sa fabrication |
| JP2020518127A (ja) * | 2017-04-20 | 2020-06-18 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 光検出器 |
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