JPH0391266A - 赤外線検知素子およびその製造方法 - Google Patents
赤外線検知素子およびその製造方法Info
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- Light Receiving Elements (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
赤外線検知素子の構成とその製造方法に関し、迷光を防
ぐことにより解像度２分解能を高めて高性能化させるこ
とを目的とし、 複数の赤外線受光部を含む能動層の間隙面に金属膜と該
金属膜を被覆した絶縁膜とを具備していることを特徴と
する。
ぐことにより解像度２分解能を高めて高性能化させるこ
とを目的とし、 複数の赤外線受光部を含む能動層の間隙面に金属膜と該
金属膜を被覆した絶縁膜とを具備していることを特徴と
する。
その製法は、能動層と格子定数の異なる基板上に金属膜
と該金属膜を被覆する絶縁膜とを選択的に形成し、次い
で、前記基板の露出面上に能動層と格子定数のほぼ等し
い層を形成し、該能動層と格子定数のほぼ等しい層の上
に能動層を選択的に形成する工程が含まれることを特徴
とする。
と該金属膜を被覆する絶縁膜とを選択的に形成し、次い
で、前記基板の露出面上に能動層と格子定数のほぼ等し
い層を形成し、該能動層と格子定数のほぼ等しい層の上
に能動層を選択的に形成する工程が含まれることを特徴
とする。
本発明は赤外線検知素子の構成とその製造方法に関する
。
。
赤外線検知素子には光導電型（ＰＣ型）と光起電力型（
ＰＶ型）とが知られているが、本発明はそれら赤外線検
知素子の高性能化のための提案である。
ＰＶ型）とが知られているが、本発明はそれら赤外線検
知素子の高性能化のための提案である。
第３図（ａｌ、 （ｂｌは従来の光導電型赤外線検知素
子とその問題点を示す図である。記号上は基板、２はｔ
ＩｇｃｄＴｅ層（能動層）、３．４はインジウム（Ｉｎ
）膜からなる電極、５は赤外線受光部（ｌｌｇｃｄＴｅ
層２の露出面）である。このような光導電型赤外線検知
素子は赤外線受光部５の両側に電極を被覆して、能動層
が櫛形状になっており、素子全体を液体窒素（ＬＮ２．
７７Ｋ ）などで冷却して動作させている。同図（ａｌ
は斜視図、同図ｆｂ）は同図ｆａ）のＡＡ断面図で、本
例は基板上がサファイヤ板１１（格子定数の異なる基板
）とＣｄＴｅ層１２層膜２層と格子定数のほぼ等しい層
）とからなる構造例である。
子とその問題点を示す図である。記号上は基板、２はｔ
ＩｇｃｄＴｅ層（能動層）、３．４はインジウム（Ｉｎ
）膜からなる電極、５は赤外線受光部（ｌｌｇｃｄＴｅ
層２の露出面）である。このような光導電型赤外線検知
素子は赤外線受光部５の両側に電極を被覆して、能動層
が櫛形状になっており、素子全体を液体窒素（ＬＮ２．
７７Ｋ ）などで冷却して動作させている。同図（ａｌ
は斜視図、同図ｆｂ）は同図ｆａ）のＡＡ断面図で、本
例は基板上がサファイヤ板１１（格子定数の異なる基板
）とＣｄＴｅ層１２層膜２層と格子定数のほぼ等しい層
）とからなる構造例である。
この赤外線受光部５を有するＨｇｃｄＴｅ層２（正確に
はＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ層）はエネルギーバンドギ
ヤ・７プの狭い半導体で、例えばｘ＝０．３の組成のも
のは波長５μｍ程度の赤外線の照射を受けて電子・正孔
対が励起され、電気抵抗が変化する。そのために、波長
５μｍの赤外線に対して高感度な赤外線検知素子となる
もので、厚さ約２０μｍのｌ１ｇｃｄＴｅ層２の両側に
電極を形成して、その間の電気抵抗の変化を検出するも
のである。
はＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ層）はエネルギーバンドギ
ヤ・７プの狭い半導体で、例えばｘ＝０．３の組成のも
のは波長５μｍ程度の赤外線の照射を受けて電子・正孔
対が励起され、電気抵抗が変化する。そのために、波長
５μｍの赤外線に対して高感度な赤外線検知素子となる
もので、厚さ約２０μｍのｌ１ｇｃｄＴｅ層２の両側に
電極を形成して、その間の電気抵抗の変化を検出するも
のである。
ところで、上記の基板上としてはＣｄＴｅ基板自体も用
いられるが、その他にゲルマニウム（Ｇｅ）板。
いられるが、その他にゲルマニウム（Ｇｅ）板。
シリコン（Ｓｉ） ４反やサファイヤ板の上にＣｄＴｅ
層を結晶成長させた基板を用いることができ、それはコ
スト的に一層安価な基板が得られるからである。
層を結晶成長させた基板を用いることができ、それはコ
スト的に一層安価な基板が得られるからである。
しかし、櫛状の赤外線受光部とその赤外線受光部両側に
被覆した電極からなる細長いｌｌｇＣｄＴｅ層２（能動
層）を形成するために、ＣｄＴｅ層上の全面に成長させ
たＨｇＣｄＴｅ層をパターンニングして、その間隙部分
をエツチング除去している。そうすると、その下のＣｄ
Ｔｅ層も侵されて薄くなったり消失することが生じて、
サファイヤ板やＧｅ板、Ｓｉ板が露出したりする。それ
らは赤外光を容易に透過し、例えば、サファイヤは波長
５μｍ以下の近赤外光の透過率が大きく、また、ＣｄＴ
ｅ層が残存していてもＣｄＴｅ層はまた赤外光を透過す
るから、透過した赤外光が基板の低面で反射して迷光に
なり、解像度や分解能の劣化をきたして素子の感度を低
下するという問題がある。第３図（ｂｌに示す矢印の線
は迷光の例を示している。
被覆した電極からなる細長いｌｌｇＣｄＴｅ層２（能動
層）を形成するために、ＣｄＴｅ層上の全面に成長させ
たＨｇＣｄＴｅ層をパターンニングして、その間隙部分
をエツチング除去している。そうすると、その下のＣｄ
Ｔｅ層も侵されて薄くなったり消失することが生じて、
サファイヤ板やＧｅ板、Ｓｉ板が露出したりする。それ
らは赤外光を容易に透過し、例えば、サファイヤは波長
５μｍ以下の近赤外光の透過率が大きく、また、ＣｄＴ
ｅ層が残存していてもＣｄＴｅ層はまた赤外光を透過す
るから、透過した赤外光が基板の低面で反射して迷光に
なり、解像度や分解能の劣化をきたして素子の感度を低
下するという問題がある。第３図（ｂｌに示す矢印の線
は迷光の例を示している。
本発明はそのような欠点を除去して、解像度。
分解能を高めて高性能化させることを目的とした赤外線
検知素子とその製造方法を提案するものである。
検知素子とその製造方法を提案するものである。
〔課題を解決するための手段）
その課題は、第１図に示すように、複数の赤外線受光部
５を含む能動層２の間隙面に金属膜２１と該金属膜を被
覆した絶縁膜２２とを具備している赤外線検知素子によ
って解決される。
５を含む能動層２の間隙面に金属膜２１と該金属膜を被
覆した絶縁膜２２とを具備している赤外線検知素子によ
って解決される。
且つ、その製法は、第２図に示すように、能動層と格子
定数の異なる基板１１上に金属膜２１と該金属膜を被覆
する絶縁膜２２とを選択的に形成し、次いで、前記基板
の露出面上に能動層と格子定数のほぼ等しい層１２を形
成し、該能動層と格子定数のほぼ等しい層の上に能動層
２を選択的に形成する工程が含まれることを特徴とする
。
定数の異なる基板１１上に金属膜２１と該金属膜を被覆
する絶縁膜２２とを選択的に形成し、次いで、前記基板
の露出面上に能動層と格子定数のほぼ等しい層１２を形
成し、該能動層と格子定数のほぼ等しい層の上に能動層
２を選択的に形成する工程が含まれることを特徴とする
。
即ち、本発明は、赤外光を遮光するための金属膜を間隙
面に被着し、その上に絶縁膜を被゛覆しておく。そうす
れば、基板への赤外光の入射が阻まれて、解像度１分解
能が向上して高性能化させることができる。
面に被着し、その上に絶縁膜を被゛覆しておく。そうす
れば、基板への赤外光の入射が阻まれて、解像度１分解
能が向上して高性能化させることができる。
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第１図は本発明にかかる光導電型赤外線検知素子の断面
図を示しており、図中の記号上は基板。
図を示しており、図中の記号上は基板。
２はＨｇＣｄＴｅ層（能動層；厚さ２０μｍ）、５は赤
外線受光部（ＨｇＣｄＴｅ層２の露出面）、２１はクロ
ム（Ｃｒ）膜（金属膜；膜厚２０００人）、２２は酸化
シリコン（ＳｉＯｚ）膜（絶縁膜；膜厚３０００〜５０
００人）で、基板上はサファイヤ板１１ （厚さ３００
〜４００μｍ；格子定数の異なる基板）とＣｄＴｅ層１
２層膜２数μｍ；能動層と格子定数のほぼ等しい層）と
から構成されている。このように、櫛状の光導電型赤外
線検知素子において、ＨｇＣｄＴｅ層２の間隙面にＣｒ
膜２１を被着し、その上に５ｉ０２膜２２を被覆してお
けば、基板への赤外光の入射が阻止できて、その解像度
２分解能が一層向上する。なお、絶縁膜は間隙面の絶縁
性を維持するための膜である。
外線受光部（ＨｇＣｄＴｅ層２の露出面）、２１はクロ
ム（Ｃｒ）膜（金属膜；膜厚２０００人）、２２は酸化
シリコン（ＳｉＯｚ）膜（絶縁膜；膜厚３０００〜５０
００人）で、基板上はサファイヤ板１１ （厚さ３００
〜４００μｍ；格子定数の異なる基板）とＣｄＴｅ層１
２層膜２数μｍ；能動層と格子定数のほぼ等しい層）と
から構成されている。このように、櫛状の光導電型赤外
線検知素子において、ＨｇＣｄＴｅ層２の間隙面にＣｒ
膜２１を被着し、その上に５ｉ０２膜２２を被覆してお
けば、基板への赤外光の入射が阻止できて、その解像度
２分解能が一層向上する。なお、絶縁膜は間隙面の絶縁
性を維持するための膜である。
次に、第２図［ａｌ〜ｆｄｌは本発明にかかる光導電型
赤外゛線検知素子の製造方法の工程順断面図を示してい
る。
赤外゛線検知素子の製造方法の工程順断面図を示してい
る。
まず、第２図（ａｌに示すように、サファイヤ板ｌｌ上
にＣｒ膜２１（膜厚２０００人）をスパッタ法によって
被着し、そのＣｒ１Ｑ２１をフォトプロセスを用いてパ
ターンニングする。他に、最初にマスクを形成しておき
、リフトオフ法で選択的にＣｒ膜２１を被着する方法を
用いても良い。
にＣｒ膜２１（膜厚２０００人）をスパッタ法によって
被着し、そのＣｒ１Ｑ２１をフォトプロセスを用いてパ
ターンニングする。他に、最初にマスクを形成しておき
、リフトオフ法で選択的にＣｒ膜２１を被着する方法を
用いても良い。
次いで、第２図（ｂｌに示すように、５ｔＯｚ膜２２（
膜厚３０００〜５０００人）を化学気相成長（ＣＶＤ）
法によって被着して、そのＳｉ○２膜２２膜上２トプロ
セスによってパターンニングする。その際、既に被着し
たＣｒ膜２１が完全に被覆されるようにＳｉＯ２膜２２
をパターンニングする。
膜厚３０００〜５０００人）を化学気相成長（ＣＶＤ）
法によって被着して、そのＳｉ○２膜２２膜上２トプロ
セスによってパターンニングする。その際、既に被着し
たＣｒ膜２１が完全に被覆されるようにＳｉＯ２膜２２
をパターンニングする。
次いで、第２図（Ｃ）に示すように、気相結晶成長法に
よってＣｄＴｅ層１２層膜２数μｍ）をエピタキシャル
成長して、５ｉｆ２膜２２が被覆されていないサファイ
ヤ板１１の露出面上にのみＣｄＴｅ層１２層膜２する。
よってＣｄＴｅ層１２層膜２数μｍ）をエピタキシャル
成長して、５ｉｆ２膜２２が被覆されていないサファイ
ヤ板１１の露出面上にのみＣｄＴｅ層１２層膜２する。
この時、ＣｄＴｅ層１２層膜２○２膜２２膜上２はＣｄ
Ｔｅ層１２層膜２しないような選択成長法を用いても良
いし、また、５ｉ０２膜２２を含む全面にＣｄＴｅ層１
２層膜２した後、フォトプロセスによって５ｉＯｚ膜２
２上のＣｄＴｅ層をエツチング除去しても良い。
Ｔｅ層１２層膜２しないような選択成長法を用いても良
いし、また、５ｉ０２膜２２を含む全面にＣｄＴｅ層１
２層膜２した後、フォトプロセスによって５ｉＯｚ膜２
２上のＣｄＴｅ層をエツチング除去しても良い。
次いで、第２図Ｆｄｌに示すように、液相エピタキシャ
ル成長法によってＨｇＣｄＴｅ層２ （厚さ２０μｍ）
を選択成長して、ＣｄＴｅ層１２面上にのみＨｇＣｄＴ
ｅ層２を成長する。選炭エピタキシャル成長法には色々
の方法が提案されているが、例えば、非成長領域を濡れ
性の悪いマスクで被覆しておき、その後に選択エピタキ
シャル成長する方法を採っても良い。
ル成長法によってＨｇＣｄＴｅ層２ （厚さ２０μｍ）
を選択成長して、ＣｄＴｅ層１２面上にのみＨｇＣｄＴ
ｅ層２を成長する。選炭エピタキシャル成長法には色々
の方法が提案されているが、例えば、非成長領域を濡れ
性の悪いマスクで被覆しておき、その後に選択エピタキ
シャル成長する方法を採っても良い。
このような赤外線検知素子の形成法によれば、間隙面に
Ｃｒ膜２１を被着して赤外光を遮光し、そのＣｒ膜２１
をＳｉＯ２膜からなる絶縁膜で被覆する構造となるから
、基板へ赤外光が入射せず、従って、迷光が阻止されて
素子の解像度２分解能を向上させ、検知素子を高性能化
することができる。
Ｃｒ膜２１を被着して赤外光を遮光し、そのＣｒ膜２１
をＳｉＯ２膜からなる絶縁膜で被覆する構造となるから
、基板へ赤外光が入射せず、従って、迷光が阻止されて
素子の解像度２分解能を向上させ、検知素子を高性能化
することができる。
なお、上記実施例は基板上がサファイヤ板上にＣｄＴｅ
層を成長した基板の例で説明したが、ＣｄＴｅ基板自体
を用いた場合にもＣｄＴｅ基板は容易に赤外光を透過す
るために、本発明にかかる構成を採れば、同じく素子を
高性能化することができる。その場合、第１図および第
２図においてＣｄＴｅ層１２層膜２しない構造および製
造方法になる。
層を成長した基板の例で説明したが、ＣｄＴｅ基板自体
を用いた場合にもＣｄＴｅ基板は容易に赤外光を透過す
るために、本発明にかかる構成を採れば、同じく素子を
高性能化することができる。その場合、第１図および第
２図においてＣｄＴｅ層１２層膜２しない構造および製
造方法になる。
且つ、上記例はＣｒ膜（金属膜）を被着してＳｉＯ２膜
（絶縁膜）を被覆する赤外光防止膜の例であるが、被着
した金属膜を酸化して絶縁膜にする製造方法を採ること
もできる。
（絶縁膜）を被覆する赤外光防止膜の例であるが、被着
した金属膜を酸化して絶縁膜にする製造方法を採ること
もできる。
更に、上記は光導電型の赤外線検知素子の実施例である
が、本発明は光起電力型の赤外線検知素子にも適用は可
能である。
が、本発明は光起電力型の赤外線検知素子にも適用は可
能である。
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる赤外線
検知素子は基板露出部を赤外光遮光膜で被覆する構成で
あるから、解像度１分解能が一層改善されて素子を高性
能化することができる効果がある。
検知素子は基板露出部を赤外光遮光膜で被覆する構成で
あるから、解像度１分解能が一層改善されて素子を高性
能化することができる効果がある。
第１図は本発明にかかる光導電型赤外線検知素子の断面
図、 第２図＋ａｌ〜（ｄｌは本発明にかかる光導電型赤外線
検知素子の製造方法の工程順断面図、 第３図（ａｌ、 （ｂｌは従来の光導電型赤外線検知素
子とその問題点を示す図である。 図において、 上は基板、 ２はＨｇＣｄＴｅ層（能動層）、 ３．４はインジウム（Ｉｎ）電極、 ５は受光部、 １１はサファイヤ板（格子定数の異なる基板）、１２は
ＣｄＴｅ層（能動層と格子定数のほぼ等しい層）、０ ２１はＣｒ膜 （金属膜） ２２は５ｉＣｈ 膜 （絶縁膜） ■ 口ζ′
図、 第２図＋ａｌ〜（ｄｌは本発明にかかる光導電型赤外線
検知素子の製造方法の工程順断面図、 第３図（ａｌ、 （ｂｌは従来の光導電型赤外線検知素
子とその問題点を示す図である。 図において、 上は基板、 ２はＨｇＣｄＴｅ層（能動層）、 ３．４はインジウム（Ｉｎ）電極、 ５は受光部、 １１はサファイヤ板（格子定数の異なる基板）、１２は
ＣｄＴｅ層（能動層と格子定数のほぼ等しい層）、０ ２１はＣｒ膜 （金属膜） ２２は５ｉＣｈ 膜 （絶縁膜） ■ 口ζ′
Claims (2)
- （１）複数の赤外線受光部（５）を含む能動層（２）の
間隙面に金属膜（２１）と該金属膜を被覆する絶縁膜（
２２）とを具備してなることを特徴とする赤外線検知素
子。 - （２）能動層と格子定数の異なる基板（１１）上に金属
膜（２１）と該金属膜を被覆する絶縁膜（２２）とを選
択的に形成し、次いで、前記基板の露出面上に能動層と
格子定数のほぼ等しい層（１２）を形成し、該能動層と
格子定数のほぼ等しい層の上に能動層（２）を選択的に
形成する工程が含まれてなることを特徴とする赤外線検
知素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1227684A JPH0391266A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 赤外線検知素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1227684A JPH0391266A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 赤外線検知素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0391266A true JPH0391266A (ja) | 1991-04-16 |
Family
ID=16864714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1227684A Pending JPH0391266A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 赤外線検知素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0391266A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021162563A (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 京セラ株式会社 | 電磁波検出装置および検出モジュール |
-
1989
- 1989-09-01 JP JP1227684A patent/JPH0391266A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021162563A (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 京セラ株式会社 | 電磁波検出装置および検出モジュール |
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