JPH0513740A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPH0513740A JPH0513740A JP3158238A JP15823891A JPH0513740A JP H0513740 A JPH0513740 A JP H0513740A JP 3158238 A JP3158238 A JP 3158238A JP 15823891 A JP15823891 A JP 15823891A JP H0513740 A JPH0513740 A JP H0513740A
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- B22C—FOUNDRY MOULDING
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- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光起電力型光電変換装置に関し、イオン注入
法のような煩雑な工程を用いずに、ＰＮ接合が容易に形
成され、簡単な工程で受光部領域の形成が可能な光電変
換装置を目的とする。 【構成】 半導体基板11上に、該基板11と逆導電型の逆
導電型半導体層12と、絶縁膜13を積層して設けるととも
に、該絶縁膜13上に格子状電極14を設け、該格子状電極
14と前記逆導電型半導体層12間に電圧を印加して前記格
子状電極14下の逆導電型半導体層12内に選択的に反転層
15を設け、該反転層15をチャネルストップ層として素子
分離した逆導電型半導体層12の領域内にＰＮ接合を設け
て素子とすることで構成する。
法のような煩雑な工程を用いずに、ＰＮ接合が容易に形
成され、簡単な工程で受光部領域の形成が可能な光電変
換装置を目的とする。 【構成】 半導体基板11上に、該基板11と逆導電型の逆
導電型半導体層12と、絶縁膜13を積層して設けるととも
に、該絶縁膜13上に格子状電極14を設け、該格子状電極
14と前記逆導電型半導体層12間に電圧を印加して前記格
子状電極14下の逆導電型半導体層12内に選択的に反転層
15を設け、該反転層15をチャネルストップ層として素子
分離した逆導電型半導体層12の領域内にＰＮ接合を設け
て素子とすることで構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電変換装置に係り、特
に光起電力型光電変換装置に関する。近年、赤外線検知
装置のような光電変換装置は、高解像度化を図るために
益々高密度に形成することが要求されており、これによ
り一枚の半導体基板に受光素子を高密度に配置した多素
子型の光電変換装置が要望されている。
に光起電力型光電変換装置に関する。近年、赤外線検知
装置のような光電変換装置は、高解像度化を図るために
益々高密度に形成することが要求されており、これによ
り一枚の半導体基板に受光素子を高密度に配置した多素
子型の光電変換装置が要望されている。
【０００２】このため、受光素子は、数10μm より数μ
m のピッチで配置されることが望まれるが、このような
素子を高密度に配置すると、製造工程が煩雑となり、製
造工数が多く係り、製造歩留りが低下し、製造コストが
大となる問題がある。
m のピッチで配置されることが望まれるが、このような
素子を高密度に配置すると、製造工程が煩雑となり、製
造工数が多く係り、製造歩留りが低下し、製造コストが
大となる問題がある。
【０００３】
【従来の技術】従来の光起電力型の光電変換装置の構造
は図４に示すように、例えばＰ型の水銀・カドミウム・
テルル（Hg1-x Cdx Te）のような化合物半導体基板１に
所定のパターンにＮ型の不純物原子のボロン（Ｂ）を選
択的にイオン注入して島状のＮ型層２を形成し、この上
を硫化亜鉛（ZnS)膜、或いは二酸化シリコン( SiO2) 膜
のような絶縁膜３で被覆する。そして該絶縁膜３の所定
位置を開口してIn( インジウム) 等の金属電極を所定の
パターンに形成し、前記Ｎ型層より信号引出し電極４、
Ｐ型の化合物半導体基板１より接地電極５を形成するこ
とで、光起電力型の光電変換装置を形成している。
は図４に示すように、例えばＰ型の水銀・カドミウム・
テルル（Hg1-x Cdx Te）のような化合物半導体基板１に
所定のパターンにＮ型の不純物原子のボロン（Ｂ）を選
択的にイオン注入して島状のＮ型層２を形成し、この上
を硫化亜鉛（ZnS)膜、或いは二酸化シリコン( SiO2) 膜
のような絶縁膜３で被覆する。そして該絶縁膜３の所定
位置を開口してIn( インジウム) 等の金属電極を所定の
パターンに形成し、前記Ｎ型層より信号引出し電極４、
Ｐ型の化合物半導体基板１より接地電極５を形成するこ
とで、光起電力型の光電変換装置を形成している。
【０００４】このＰ型の化合物半導体基板１とＮ型層２
との境界面でＰＮ接合を形成しており、これが受光部領
域となる。そしてこの受光部領域を形成するＮ型層２
は、化合物半導体基板１上に一次元的に、或いは二次元
的に必要に応じて配置されている。
との境界面でＰＮ接合を形成しており、これが受光部領
域となる。そしてこの受光部領域を形成するＮ型層２
は、化合物半導体基板１上に一次元的に、或いは二次元
的に必要に応じて配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然し、上記した光電変
換装置は、化合物半導体基板に受光部領域となるＮ型層
を益々高密度に配置する必要があり、工程が煩雑とな
る。
換装置は、化合物半導体基板に受光部領域となるＮ型層
を益々高密度に配置する必要があり、工程が煩雑とな
る。
【０００６】また使用者により、或いは設計で要求され
る光電変換装置に対応して、上記Ｎ型層２の配置される
ピッチや、Ｎ型層２の面積等を変化させる必要があり、
そのためのイオン注入のためのレジスト膜のマスクパタ
ーンの製造や、マスク位置合わせ等の工程があり、工程
が煩雑となる問題がある。
る光電変換装置に対応して、上記Ｎ型層２の配置される
ピッチや、Ｎ型層２の面積等を変化させる必要があり、
そのためのイオン注入のためのレジスト膜のマスクパタ
ーンの製造や、マスク位置合わせ等の工程があり、工程
が煩雑となる問題がある。
【０００７】本発明は上記した問題点を解決し、煩雑な
イオン注入工程や、拡散工程を用いなくとも容易に所望
の密度でＰＮ接合が形成できるようにした光電変換装置
の提供を目的とする。
イオン注入工程や、拡散工程を用いなくとも容易に所望
の密度でＰＮ接合が形成できるようにした光電変換装置
の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光電変換装置
は、半導体基板上に、該基板と逆導電型の半導体層と、
絶縁膜を積層して設けるとともに、該絶縁膜上に複数の
素子領域を分離するパターン形状の分離電極を設け、該
分離電極と前記逆導電型半導体層間に電圧を印加して前
記分離電極下の逆導電型半導体層内に分離電極パターン
に対応した反転層を形成し、該反転層により分離した逆
導電型半導体層の領域内をＰＮ接合よりなる光電変換素
子とすることを特徴とするものである。
は、半導体基板上に、該基板と逆導電型の半導体層と、
絶縁膜を積層して設けるとともに、該絶縁膜上に複数の
素子領域を分離するパターン形状の分離電極を設け、該
分離電極と前記逆導電型半導体層間に電圧を印加して前
記分離電極下の逆導電型半導体層内に分離電極パターン
に対応した反転層を形成し、該反転層により分離した逆
導電型半導体層の領域内をＰＮ接合よりなる光電変換素
子とすることを特徴とするものである。
【０００９】また前記分離電極によって画定される素子
領域の配列が一次元、或いは二次元に設けられたことを
特徴とする。更に前記半導体基板を赤外光の波長に感度
を有する材料で形成したことを特徴とするものである。
領域の配列が一次元、或いは二次元に設けられたことを
特徴とする。更に前記半導体基板を赤外光の波長に感度
を有する材料で形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】図1(a)、および該図1(a)のＡ−Ａ´線断面図の
図1(b)に示すように、一導電型の例えばP 型のガリウム
砒素( GaAs) 等の半導体基板上に、該基板と逆導電型の
N 型のGaAs層よりなる逆導電型半導体層12と、SiO2膜よ
りなる絶縁膜13を積層して設けるとともに、該絶縁膜13
上にアルミニウム(Al)よりなる格子状電極14を設ける。
図1(b)に示すように、一導電型の例えばP 型のガリウム
砒素( GaAs) 等の半導体基板上に、該基板と逆導電型の
N 型のGaAs層よりなる逆導電型半導体層12と、SiO2膜よ
りなる絶縁膜13を積層して設けるとともに、該絶縁膜13
上にアルミニウム(Al)よりなる格子状電極14を設ける。
【００１１】そして図3 に示すようにこの格子状電極14
と逆導電型半導体層12間に逆バイアスの直流電圧を印加
する。すると格子状電極14直下の逆導電型半導体層12が
反転され、ＭＯＳ電界効果型半導体装置に於けるように
反転層15が形成される。この反転層15の深さは、印加電
圧や、絶縁膜13の厚さや材質によって適宜な量に形成可
能である。
と逆導電型半導体層12間に逆バイアスの直流電圧を印加
する。すると格子状電極14直下の逆導電型半導体層12が
反転され、ＭＯＳ電界効果型半導体装置に於けるように
反転層15が形成される。この反転層15の深さは、印加電
圧や、絶縁膜13の厚さや材質によって適宜な量に形成可
能である。
【００１２】そして、このようにすることで上記反転層
15はチャネルストップとなり、反転層15に囲まれた領域
にＰＮ接合6 が形成され、この反転層15により素子分離
された形となり、半導体基板11の下部より矢印Ａのよう
に光を入射すると、反転層15に囲まれたＰＮ接合6 によ
り、入射された光が光電変換される。そしてこの光電変
換された信号を、前記した信号引き出し電極4 を用いて
外部に導出すると、イオン注入法等の煩雑な工程を採ら
なくとも、格子状電極の格子間のピッチを変化させるだ
けで受光部領域の面積が決定され、所望の受光部の面積
を有する受光素子が所望のピッチで配置された多素子型
の光起電力型の光電変換装置が簡単な工程で容易に得ら
れる。
15はチャネルストップとなり、反転層15に囲まれた領域
にＰＮ接合6 が形成され、この反転層15により素子分離
された形となり、半導体基板11の下部より矢印Ａのよう
に光を入射すると、反転層15に囲まれたＰＮ接合6 によ
り、入射された光が光電変換される。そしてこの光電変
換された信号を、前記した信号引き出し電極4 を用いて
外部に導出すると、イオン注入法等の煩雑な工程を採ら
なくとも、格子状電極の格子間のピッチを変化させるだ
けで受光部領域の面積が決定され、所望の受光部の面積
を有する受光素子が所望のピッチで配置された多素子型
の光起電力型の光電変換装置が簡単な工程で容易に得ら
れる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例につき詳
細に説明する。図1(a)、および該図1(a)のＡ−Ａ´線断
面図の図1(b)に示すように、P 型のGaAs基板よりなる半
導体基板11上にN型のGaAs層よりなる逆導電型半導体層1
2を設ける。 更に該半導体基板11上にSiO2膜よりなる
絶縁膜13を蒸着、或いはスパッタ方法で設ける。更に前
記絶縁膜13上にアルミニウムの格子状電極14を設ける。
次いで図3 に示すように、この格子状電極14と前記した
逆導電型半導体層12に逆バイアス電圧を印加することで
形成される反転層15で囲まれた領域上の絶縁膜13を開口
し、金(Au)とゲルマニウム(Ge)合金より成る信号引き出
し電極4 を設けて、光電変換装置を形成する。
細に説明する。図1(a)、および該図1(a)のＡ−Ａ´線断
面図の図1(b)に示すように、P 型のGaAs基板よりなる半
導体基板11上にN型のGaAs層よりなる逆導電型半導体層1
2を設ける。 更に該半導体基板11上にSiO2膜よりなる
絶縁膜13を蒸着、或いはスパッタ方法で設ける。更に前
記絶縁膜13上にアルミニウムの格子状電極14を設ける。
次いで図3 に示すように、この格子状電極14と前記した
逆導電型半導体層12に逆バイアス電圧を印加することで
形成される反転層15で囲まれた領域上の絶縁膜13を開口
し、金(Au)とゲルマニウム(Ge)合金より成る信号引き出
し電極4 を設けて、光電変換装置を形成する。
【００１４】このような光電変換装置の製造方法につい
て説明すると、図2(a)に示すように、P 型のGaAs基板よ
りなる半導体基板11上にN 型のGaAs層よりなる逆導電型
半導体層12を気相エピタキシャル成長方法等を用いて１
μm の厚さに形成する。
て説明すると、図2(a)に示すように、P 型のGaAs基板よ
りなる半導体基板11上にN 型のGaAs層よりなる逆導電型
半導体層12を気相エピタキシャル成長方法等を用いて１
μm の厚さに形成する。
【００１５】次いで図2(b)に示すように、該半導体基板
11上に蒸着でアルミニウム膜を形成後、該アルミニウム
膜上に図示しないが所定のパターンのレジスト膜を形成
し、該レジスト膜をマスクとしてアルミニウムのエッチ
ング液により格子状のパターンに形成し、格子状電極14
を形成する。
11上に蒸着でアルミニウム膜を形成後、該アルミニウム
膜上に図示しないが所定のパターンのレジスト膜を形成
し、該レジスト膜をマスクとしてアルミニウムのエッチ
ング液により格子状のパターンに形成し、格子状電極14
を形成する。
【００１６】次いで格子状電極14を保護するためのSiO2
膜よりなる保護膜16を蒸着により形成する。次いで格子
状電極14と前記した逆導電型半導体層12に逆バイアス電
圧を印加することで形成される反転層15で囲まれた領域
上の絶縁膜13と保護膜16を開口し、金(Au)とゲルマニウ
ム(Ge)合金より成る信号引き出し電極4 を設けて、光電
変換装置を形成する。
膜よりなる保護膜16を蒸着により形成する。次いで格子
状電極14と前記した逆導電型半導体層12に逆バイアス電
圧を印加することで形成される反転層15で囲まれた領域
上の絶縁膜13と保護膜16を開口し、金(Au)とゲルマニウ
ム(Ge)合金より成る信号引き出し電極4 を設けて、光電
変換装置を形成する。
【００１７】このような光電変換装置の動作について述
べると、図3 に示すように、前記した格子状電極14と逆
導電型半導体層12の間に直流の逆バイアス電圧を印加し
て格子状電極14の直下に反転層15を形成する。このよう
にすると、前記反転層15がチャンネルストップとなり、
前記逆導電型半導体層12に形成される素子が素子分離さ
れる。そして基板の下部より矢印Ａのように赤外線を入
射すると、前記素子分離した検知素子のＰＮ接合６で光
電変換されて信号に変換され、この検知信号を信号引き
出し電極４で外部回路に引き出すことで、容易に光起電
力型の光電変換装置が得られる。
べると、図3 に示すように、前記した格子状電極14と逆
導電型半導体層12の間に直流の逆バイアス電圧を印加し
て格子状電極14の直下に反転層15を形成する。このよう
にすると、前記反転層15がチャンネルストップとなり、
前記逆導電型半導体層12に形成される素子が素子分離さ
れる。そして基板の下部より矢印Ａのように赤外線を入
射すると、前記素子分離した検知素子のＰＮ接合６で光
電変換されて信号に変換され、この検知信号を信号引き
出し電極４で外部回路に引き出すことで、容易に光起電
力型の光電変換装置が得られる。
【００１８】以上は、半導体基板としてGaAs基板を用い
たが、該基板に可視光線の波長に感度を有するSi基板を
用いると、可視光を検知する光電変換装置が得られる。
また基板に赤外線の波長に高感度を有するHg1-xCdx Te
のような化合物半導体を用いると赤外線検知装置が得ら
れる。
たが、該基板に可視光線の波長に感度を有するSi基板を
用いると、可視光を検知する光電変換装置が得られる。
また基板に赤外線の波長に高感度を有するHg1-xCdx Te
のような化合物半導体を用いると赤外線検知装置が得ら
れる。
【００１９】また半導体基板は、この他、インジウムア
ンチモンのような周期律表で３族と５族の化合物半導
体、鉛・錫・テルルのような化合物半導体を用いても良
い。また上記格子状電極は二次元に設けたが、無論素子
配列が一列となるようなパターンで分離電極を形成して
一次元配列の光電変換装置としても良い。
ンチモンのような周期律表で３族と５族の化合物半導
体、鉛・錫・テルルのような化合物半導体を用いても良
い。また上記格子状電極は二次元に設けたが、無論素子
配列が一列となるようなパターンで分離電極を形成して
一次元配列の光電変換装置としても良い。
【００２０】以上述べたように、本発明の光電変換装置
によれば、簡単な工程で容易に光起電力型の光電変換装
置が低コストで得られる。
によれば、簡単な工程で容易に光起電力型の光電変換装
置が低コストで得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光電変換装
置によれば、煩雑なイオン注入法のような工程を用いず
に、容易にＰＮ接合が形成され、簡単な工程で容易に光
起電力型の光電変換装置が得られる効果がある。
置によれば、煩雑なイオン注入法のような工程を用いず
に、容易にＰＮ接合が形成され、簡単な工程で容易に光
起電力型の光電変換装置が得られる効果がある。
【図１】 本発明の光電変換装置の平面図および断面図
である。
である。
【図２】 本発明の装置の製造方法を示す断面図であ
る。
る。
【図３】 本発明の装置の動作の説明図である。
【図４】 従来の光電変換装置の断面図である。
4 信号引き出し電極
6 ＰＮ接合
11 半導体基板
12 逆導電型半導体層
13 絶縁膜
14 格子状電極
15 反転層
16 保護膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 藤原 康治
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板(11)上に、該基板(11)と逆導
電型の半導体層(12)と、絶縁膜(13)を積層して設けると
ともに、該絶縁膜(13)上に複数の素子領域を分離するパ
ターン形状の分離電極(14)を設け、該分離電極(14)と前
記逆導電型半導体層(12)間に電圧を印加して前記分離電
極(14)下の逆導電型半導体層(12)内に分離電極パターン
に対応した反転層(15)を形成し、該反転層(15)により分
離した逆導電型半導体層(12)の領域内をＰＮ接合よりな
る光電変換素子とすることを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の分離電極(14)によって画
定される素子領域の配列が一次元、或いは二次元に設け
られたことを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体基板(11)を赤外光
の波長に感度を有する材料で形成したことを特徴とする
光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3158238A JPH0513740A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3158238A JPH0513740A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513740A true JPH0513740A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15667292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3158238A Withdrawn JPH0513740A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513740A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014224697A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | 三菱電機株式会社 | 赤外線撮像素子 |
| US9041073B2 (en) | 2012-07-13 | 2015-05-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensors including channel stop regions surrounding photodiodes and methods of fabricating the same |
| JPWO2019003332A1 (ja) * | 2017-06-28 | 2019-12-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源システム |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3158238A patent/JPH0513740A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9041073B2 (en) | 2012-07-13 | 2015-05-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensors including channel stop regions surrounding photodiodes and methods of fabricating the same |
| JP2014224697A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | 三菱電機株式会社 | 赤外線撮像素子 |
| JPWO2019003332A1 (ja) * | 2017-06-28 | 2019-12-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源システム |
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