JPH05332821A - ストライプ接触部赤外線検出器 - Google Patents
ストライプ接触部赤外線検出器Info
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- JPH05332821A JPH05332821A JP4339131A JP33913192A JPH05332821A JP H05332821 A JPH05332821 A JP H05332821A JP 4339131 A JP4339131 A JP 4339131A JP 33913192 A JP33913192 A JP 33913192A JP H05332821 A JPH05332821 A JP H05332821A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- H01L31/035281—Shape of the body
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、隣接する放射線吸収層と共同して
光信号に対する接触パッドの反射の影響を少なくし、し
かも接触パッドの抵抗を減少する接触パッドを持つ放射
線検出器を提供することを目的とする。 【構成】 入射放射線に実質上透明な材料から構成され
た絶縁基体12と、基体12上の複数の活性領域に区分され
た第１の導電型の第１の半導体層14a と、この各活性領
域とｐ−ｎ接合を形成する第２の導電型の第２の半導体
層14b と、パッシベーション層26と、不透明な放射線吸
収層18とを具備し、各活性領域に対して、放射線吸収層
18およびパッシベーション層26の開口20b を通過して第
２の半導体層14b に導電的に結合されている電気接続部
20が設けられ、その第２の半導体層に結合される部分20
a は幅が長さより短く、その長手方向が放射線の反射を
減少するためにアレイの回転軸にほぼ垂直に配置されて
いることを特徴としする。
光信号に対する接触パッドの反射の影響を少なくし、し
かも接触パッドの抵抗を減少する接触パッドを持つ放射
線検出器を提供することを目的とする。 【構成】 入射放射線に実質上透明な材料から構成され
た絶縁基体12と、基体12上の複数の活性領域に区分され
た第１の導電型の第１の半導体層14a と、この各活性領
域とｐ−ｎ接合を形成する第２の導電型の第２の半導体
層14b と、パッシベーション層26と、不透明な放射線吸
収層18とを具備し、各活性領域に対して、放射線吸収層
18およびパッシベーション層26の開口20b を通過して第
２の半導体層14b に導電的に結合されている電気接続部
20が設けられ、その第２の半導体層に結合される部分20
a は幅が長さより短く、その長手方向が放射線の反射を
減少するためにアレイの回転軸にほぼ垂直に配置されて
いることを特徴としする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に放射線検出器に
関し、特に赤外線（ＩＲ）放射の背面照射検出器に関す
る。
関し、特に赤外線（ＩＲ）放射の背面照射検出器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＩＲ放射線検出器は入射されたＩＲ放射
線の尺度である電気出力を供給する。特に有用なＩＲ検
出器はテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）のよう
なII−VI族の放射線吸収半導体材料から製造された光起
電（ＰＶ）検出器である。ＨｇＣｄＴｅは典型的に線形
および２次元アレイとして製造されている。一般に、透
明基体は第１の導電型を有する放射線吸収半導体層を支
持し、反対の導電型の第２の半導体層は第１の層とｐ−
ｎ接合を形成している。アレイは半導体材料を選択的に
エッチングすることによって複数のｐ−ｎ接合に区分さ
れることができ、複数の直立した「メサ」構造を形成さ
せ、それぞれ放射線検出素子、すなわち画素を含む。ア
レイは典型的に表面状態を減衰するために外表面に適用
されるパッシベーション層を含み、ｐ−ｎ接合の動作に
有害な影響を与える雑音信号を生じる。反射防止（Ａ
Ｒ）被覆物もまた入射放射線の反射を減少するためにパ
ッシベーション層上に設けられることができる。各放射
検出素子は通常１つ以上の方形または円形金属パッドの
形態で設けられる接触部を含む。接触パッドは典型的に
外部読取り回路に対する電気接触をインジウム「バン
プ」接続部を介してｐ−ｎ接合に与える。放射線が基体
の底面、すなわち放射線吸収半導体層を支持する表面と
反対側の面を通ってアレイに入射するときのアレイは
「背面照射」アレイと呼ばれている。
線の尺度である電気出力を供給する。特に有用なＩＲ検
出器はテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）のよう
なII−VI族の放射線吸収半導体材料から製造された光起
電（ＰＶ）検出器である。ＨｇＣｄＴｅは典型的に線形
および２次元アレイとして製造されている。一般に、透
明基体は第１の導電型を有する放射線吸収半導体層を支
持し、反対の導電型の第２の半導体層は第１の層とｐ−
ｎ接合を形成している。アレイは半導体材料を選択的に
エッチングすることによって複数のｐ−ｎ接合に区分さ
れることができ、複数の直立した「メサ」構造を形成さ
せ、それぞれ放射線検出素子、すなわち画素を含む。ア
レイは典型的に表面状態を減衰するために外表面に適用
されるパッシベーション層を含み、ｐ−ｎ接合の動作に
有害な影響を与える雑音信号を生じる。反射防止（Ａ
Ｒ）被覆物もまた入射放射線の反射を減少するためにパ
ッシベーション層上に設けられることができる。各放射
検出素子は通常１つ以上の方形または円形金属パッドの
形態で設けられる接触部を含む。接触パッドは典型的に
外部読取り回路に対する電気接触をインジウム「バン
プ」接続部を介してｐ−ｎ接合に与える。放射線が基体
の底面、すなわち放射線吸収半導体層を支持する表面と
反対側の面を通ってアレイに入射するときのアレイは
「背面照射」アレイと呼ばれている。
【０００３】回転反射鏡またはその類似物を有するアレ
イ、特に線形アレイによって入射放射線を走査すること
は普通に行われている。走査された放射線の方向は走査
軸と呼ばれており、交差走査軸は走査軸に垂直な軸であ
ると限定される。アレイの放射線受光表面が入射放射に
対してある角度で傾斜されている軸を中心にして検出器
アレイを傾けるか或いは回転することも通常行われてい
る。アレイのこの回転は走査および非走査検出器アレイ
または「凝視」検出器アレイに対して行なわれる。
イ、特に線形アレイによって入射放射線を走査すること
は普通に行われている。走査された放射線の方向は走査
軸と呼ばれており、交差走査軸は走査軸に垂直な軸であ
ると限定される。アレイの放射線受光表面が入射放射に
対してある角度で傾斜されている軸を中心にして検出器
アレイを傾けるか或いは回転することも通常行われてい
る。アレイのこの回転は走査および非走査検出器アレイ
または「凝視」検出器アレイに対して行なわれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そのような検出器アレ
イの使用中に起こる問題は接触パッドの縁部分、メサ側
壁表面等からの放射線の反射によって生じる。この反射
された放射線はまず基体、放射線吸収半導体層、および
反対の導電型のその上に重なる層を吸収しないで通過す
る放射線である。最後にこの吸収されない放射はアレイ
の「上部」縁部分および特徴構造（例えばメサの側壁）
に遭遇し、そこからアレイ本体を通って反射して戻され
る。反射された放射は第２回のアレイの通過中に吸収さ
れなければ、基体の底面から放射し、空間に伝播し戻る
ことができる。この伝播放射信号はしばしば「光信号」
と呼ばれる。
イの使用中に起こる問題は接触パッドの縁部分、メサ側
壁表面等からの放射線の反射によって生じる。この反射
された放射線はまず基体、放射線吸収半導体層、および
反対の導電型のその上に重なる層を吸収しないで通過す
る放射線である。最後にこの吸収されない放射はアレイ
の「上部」縁部分および特徴構造（例えばメサの側壁）
に遭遇し、そこからアレイ本体を通って反射して戻され
る。反射された放射は第２回のアレイの通過中に吸収さ
れなければ、基体の底面から放射し、空間に伝播し戻る
ことができる。この伝播放射信号はしばしば「光信号」
と呼ばれる。
【０００５】光信号に対する１つの著しい影響を与える
要因は接触パッド表面および縁部分からの反射線である
ことが認められている。これは通常の放射線検出器の円
形または方形パッドの幾何学的形状によって与えられる
放射線では反射を最小にする点では形状および寸法が最
適でないためである。
要因は接触パッド表面および縁部分からの反射線である
ことが認められている。これは通常の放射線検出器の円
形または方形パッドの幾何学的形状によって与えられる
放射線では反射を最小にする点では形状および寸法が最
適でないためである。
【０００６】接触パッド構造の寸法を減少する欠点は最
適な面積の接触パッドによって下に位置する検出器と接
触することができないことである。これは接触抵抗特性
を低下させる。この問題は反射された光信号を減少する
ために方形または円形接触パッドの面積を減少すること
が望ましいならば、特に明白になる。すなわち、接触パ
ッドの面積が減少されると、接触抵抗は一般に増加され
る。
適な面積の接触パッドによって下に位置する検出器と接
触することができないことである。これは接触抵抗特性
を低下させる。この問題は反射された光信号を減少する
ために方形または円形接触パッドの面積を減少すること
が望ましいならば、特に明白になる。すなわち、接触パ
ッドの面積が減少されると、接触抵抗は一般に増加され
る。
【０００７】したがって、本発明の目的は、隣接する放
射線吸収層と共同して光信号に対する接触パッドの影響
を最小にし、しかも接触パッドの抵抗を減少する幾何学
的形状を有する接触パッドの放射線検出器を提供するこ
とである。
射線吸収層と共同して光信号に対する接触パッドの影響
を最小にし、しかも接触パッドの抵抗を減少する幾何学
的形状を有する接触パッドの放射線検出器を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題は、金属接触パ
ッドが１つ以上の薄い導電ストライプを通って下に位置
する放射線検出器に接触する光起電赤外線検出器によっ
て克服され、その他の利点が与えられる。パッドのユニ
ークな３次元構造は接触パッドの底面と放射線検出器の
上面の間に挿入される高光吸収性被覆物と共同して使用
される。高光吸収性被覆物は入射し反射される任意の放
射線から金属接触パッドの底面をマスクするように作用
する。結果的に、接触部の領域に到達する漂遊或いは非
吸収放射は吸収性被覆物層または１つ以上の薄い導電ス
トライプの縁部分によって与えられた比較的小さいター
ゲットのいずれかに遭遇する。さらに、１つ以上の薄い
ストライプはその各長軸がアレイの回転軸にほぼ垂直に
配置されるように優先的に整列されるので、不所望の反
射の発生の可能性をさらに減少する。走査されたアレイ
に対して、これは走査軸にほぼ平行な各ストライプ接触
部の長軸を生じさせる。
ッドが１つ以上の薄い導電ストライプを通って下に位置
する放射線検出器に接触する光起電赤外線検出器によっ
て克服され、その他の利点が与えられる。パッドのユニ
ークな３次元構造は接触パッドの底面と放射線検出器の
上面の間に挿入される高光吸収性被覆物と共同して使用
される。高光吸収性被覆物は入射し反射される任意の放
射線から金属接触パッドの底面をマスクするように作用
する。結果的に、接触部の領域に到達する漂遊或いは非
吸収放射は吸収性被覆物層または１つ以上の薄い導電ス
トライプの縁部分によって与えられた比較的小さいター
ゲットのいずれかに遭遇する。さらに、１つ以上の薄い
ストライプはその各長軸がアレイの回転軸にほぼ垂直に
配置されるように優先的に整列されるので、不所望の反
射の発生の可能性をさらに減少する。走査されたアレイ
に対して、これは走査軸にほぼ平行な各ストライプ接触
部の長軸を生じさせる。
【０００９】
【実施例】図１は背面照射放射線検出器線形アレイ10の
実寸でない斜視図である。図２の（ａ）は図１の線ｂ−
ｂに沿ったアレイ10の断面図であり、図２の（ｂ）は図
１の線ｃ−ｃに沿ったアレイ10の断面図である。図示の
実施例に対して、アレイはII−VI族材料からなり、ＩＲ
放射線に応答する。
実寸でない斜視図である。図２の（ａ）は図１の線ｂ−
ｂに沿ったアレイ10の断面図であり、図２の（ｂ）は図
１の線ｃ−ｃに沿ったアレイ10の断面図である。図示の
実施例に対して、アレイはII−VI族材料からなり、ＩＲ
放射線に応答する。
【００１０】ＩＲ放射線は透明の絶縁基体12を通過して
入射される。ＩＲ放射線はｎ型放射線吸収層14を通過し
て吸収され、吸収された放射線は電子−ホール対を発生
する。放射線吸収層14a は複数のメサ構造16に区分さ
れ、各々はｎ型層14a 上に重ねてｐ−ｎ接合14c を形成
するｐ型層14b を含む。各接触パッド20と共通接触部22
の間に供給されるバイアス電圧の影響下で、少数キャリ
アはｐ−ｎ接合14c のほうに拡散して集収される。
入射される。ＩＲ放射線はｎ型放射線吸収層14を通過し
て吸収され、吸収された放射線は電子−ホール対を発生
する。放射線吸収層14a は複数のメサ構造16に区分さ
れ、各々はｎ型層14a 上に重ねてｐ−ｎ接合14c を形成
するｐ型層14b を含む。各接触パッド20と共通接触部22
の間に供給されるバイアス電圧の影響下で、少数キャリ
アはｐ−ｎ接合14c のほうに拡散して集収される。
【００１１】高導電ｐ+ 型層24は所望に応じて接触部20
とｐ型層14b の間の接触抵抗を減少するために使用され
る。パッシベーション層26はｐ+ 型層24並びにｐ−ｎ接
合14c の縁部分を含むメサ側壁の上に形成される。光反
射防止被覆物（図示せず）はまたパッシベーション層26
並びに基体12の放射線受光表面上に付着されることがで
きる。本発明の概念によると、不透明の放射線吸収層ま
たは被覆物18はパッシベーション層26上に付着される。
吸収性被覆物18の詳細を以下説明する。
とｐ型層14b の間の接触抵抗を減少するために使用され
る。パッシベーション層26はｐ+ 型層24並びにｐ−ｎ接
合14c の縁部分を含むメサ側壁の上に形成される。光反
射防止被覆物（図示せず）はまたパッシベーション層26
並びに基体12の放射線受光表面上に付着されることがで
きる。本発明の概念によると、不透明の放射線吸収層ま
たは被覆物18はパッシベーション層26上に付着される。
吸収性被覆物18の詳細を以下説明する。
【００１２】金属接触パッド20の形成中および形成前
に、少なくとも１つの線形開口20b はその各メサ16の吸
収性被覆物18および下に位置するパッシベーション層26
を通って形成される。開口20b のこの線形形状は典型的
な通常の円形または方形形状と著しく異なる。適切にパ
ターン化されたマスク層内の開口を通って行われる化学
エッチングまたはイオン加工は開口20b を形成する２つ
の適した方法である。
に、少なくとも１つの線形開口20b はその各メサ16の吸
収性被覆物18および下に位置するパッシベーション層26
を通って形成される。開口20b のこの線形形状は典型的
な通常の円形または方形形状と著しく異なる。適切にパ
ターン化されたマスク層内の開口を通って行われる化学
エッチングまたはイオン加工は開口20b を形成する２つ
の適した方法である。
【００１３】次の金属被覆過程中に、Ａｕ、Ｐｔ、また
はＡｌ等の金属膜は例えばスパッタリング、熱蒸着、ま
たは電子ビーム付着によって吸収性被覆物18の上および
先に形成された開口20b 中に選択的に付着される。生じ
た接触部20は円形であり、或いは図３および図４に見ら
れるように、方形上部接触部および、接触部20から下に
位置する層18,26 を貫通して下方に延在してｐ+ 型層24
と電気的に接触する少なくとも１つの線形ストライプ接
触部20a を有する。図２の（ａ）および（ｂ）におい
て、接触パッド20は単一の下方に延在する線形ストライ
プ接触部20a を設けられる。
はＡｌ等の金属膜は例えばスパッタリング、熱蒸着、ま
たは電子ビーム付着によって吸収性被覆物18の上および
先に形成された開口20b 中に選択的に付着される。生じ
た接触部20は円形であり、或いは図３および図４に見ら
れるように、方形上部接触部および、接触部20から下に
位置する層18,26 を貫通して下方に延在してｐ+ 型層24
と電気的に接触する少なくとも１つの線形ストライプ接
触部20a を有する。図２の（ａ）および（ｂ）におい
て、接触パッド20は単一の下方に延在する線形ストライ
プ接触部20a を設けられる。
【００１４】図３は下に位置する放射線検出器に結合さ
れた２つの線形ストライプ接触部20a を含む放射線吸収
層18上に配置された方形接触パッド20の部分的断面図で
ある。図４は３つの線形ストライプ接触部20a を有する
方形接触パッド20を示す。図４はもし幾分検出器から除
去され、１つの縁部分を中心に回転された状態の接触パ
ッド20を示す。
れた２つの線形ストライプ接触部20a を含む放射線吸収
層18上に配置された方形接触パッド20の部分的断面図で
ある。図４は３つの線形ストライプ接触部20a を有する
方形接触パッド20を示す。図４はもし幾分検出器から除
去され、１つの縁部分を中心に回転された状態の接触パ
ッド20を示す。
【００１５】使用中、さらに図５の（ａ）および（ｂ）
に見られるように、入射放射線は走査軸に沿って検出器
アレイ10の背面を横切って走査される。ストライプ接触
部20a はその長さＬまたは長軸が走査軸に沿って実質上
平行に整列されるように配置され、実際アレイ10の反対
側の面に配置されていることが認識される。図５の
（ｂ）では、スペクトル反射がそれを囲む光学系（図示
せず）の許容円錐形の外側に位置するようにアレイ10が
好ましくは入射放射線に垂直な平面に関して角度θだけ
傾いていることが示されている。角度θの適切な値は２
５°であるが、多くのその他の角度は周囲の光学系の特
性およびアレイ10の反射特性に依存して用いることがで
きる。
に見られるように、入射放射線は走査軸に沿って検出器
アレイ10の背面を横切って走査される。ストライプ接触
部20a はその長さＬまたは長軸が走査軸に沿って実質上
平行に整列されるように配置され、実際アレイ10の反対
側の面に配置されていることが認識される。図５の
（ｂ）では、スペクトル反射がそれを囲む光学系（図示
せず）の許容円錐形の外側に位置するようにアレイ10が
好ましくは入射放射線に垂直な平面に関して角度θだけ
傾いていることが示されている。角度θの適切な値は２
５°であるが、多くのその他の角度は周囲の光学系の特
性およびアレイ10の反射特性に依存して用いることがで
きる。
【００１６】図から認められるように、各ストライプ接
触部20a はアレイ10の回転軸と垂直な方向に整列され
る。したがって、走査されたアレイに対して、走査軸は
回転軸と垂直の方向に整列される、すなわち各ストライ
プ接触部20a の長軸に平行である。アレイ10が線形また
は２次元検出器アレイから構成された凝視アレイであっ
てもよいことを認識すべきである。したがって、凝視ア
レイに対して、各ストライプ接触部20a はアレイ10の回
転軸と垂直の方向に整列される。
触部20a はアレイ10の回転軸と垂直な方向に整列され
る。したがって、走査されたアレイに対して、走査軸は
回転軸と垂直の方向に整列される、すなわち各ストライ
プ接触部20a の長軸に平行である。アレイ10が線形また
は２次元検出器アレイから構成された凝視アレイであっ
てもよいことを認識すべきである。したがって、凝視ア
レイに対して、各ストライプ接触部20a はアレイ10の回
転軸と垂直の方向に整列される。
【００１７】回転軸は図示のようにアレイ10を通過しな
いで、アレイの外側に位置されることができることを認
識すべきである。さらに、ストライプ接触部20a は本発
明の原理からわかるように回転軸と正確に垂直方向に位
置される必要がないこともまた認識すべきである。しか
しながら、ストライプ接触部20a が回転軸と垂直関係か
ら偏移すると、入射放射線に与えられる接触部縁部分の
面積が大きくなるので、反射された光信号の振幅が大き
くなる。
いで、アレイの外側に位置されることができることを認
識すべきである。さらに、ストライプ接触部20a は本発
明の原理からわかるように回転軸と正確に垂直方向に位
置される必要がないこともまた認識すべきである。しか
しながら、ストライプ接触部20a が回転軸と垂直関係か
ら偏移すると、入射放射線に与えられる接触部縁部分の
面積が大きくなるので、反射された光信号の振幅が大き
くなる。
【００１８】図６は光ぼけ直径で除算された特徴構造幅
と光信号の相対振幅の間の関係を示す。光ぼけ直径は文
献（W.J.Smith 氏、“Modern Optical Engineering”,1
38〜140 頁、McGraw-Hill 社、1966年）に記載されたよ
うに開口数で除算されたλの１．２２倍によって与えら
れる。特徴構造幅が交差走査軸に沿って減少されると
き、光信号の振幅もまた減少する。このグラフは交差走
査方向の特徴構造幅がその光信号に比例することを明瞭
に示す。信号特性の水平への移行は特徴構造幅と光ぼけ
直径の一致のときに生じる。
と光信号の相対振幅の間の関係を示す。光ぼけ直径は文
献（W.J.Smith 氏、“Modern Optical Engineering”,1
38〜140 頁、McGraw-Hill 社、1966年）に記載されたよ
うに開口数で除算されたλの１．２２倍によって与えら
れる。特徴構造幅が交差走査軸に沿って減少されると
き、光信号の振幅もまた減少する。このグラフは交差走
査方向の特徴構造幅がその光信号に比例することを明瞭
に示す。信号特性の水平への移行は特徴構造幅と光ぼけ
直径の一致のときに生じる。
【００１９】図６に示された関係の結果として、回転軸
または交差走査方向（高さ軸）に沿って吸収性被覆物18
およびその下に位置するパッシベーション層26を通って
形成される線形開口20b の幅は、選択された製造工程が
許容されるのと同様に小さく構成されることが好まし
い。回転軸と垂直に、走査軸方向（方位軸）に沿って、
開口20b はフォトダイオードとの電気接触の全体の面積
を増加するためにできるだけ長く構成されることが好ま
しい。あらゆる場合において、長さＬと幅Ｗの比として
定義される線形ストライプ接触部20a のアスペクト比は
１より大きい。
または交差走査方向（高さ軸）に沿って吸収性被覆物18
およびその下に位置するパッシベーション層26を通って
形成される線形開口20b の幅は、選択された製造工程が
許容されるのと同様に小さく構成されることが好まし
い。回転軸と垂直に、走査軸方向（方位軸）に沿って、
開口20b はフォトダイオードとの電気接触の全体の面積
を増加するためにできるだけ長く構成されることが好ま
しい。あらゆる場合において、長さＬと幅Ｗの比として
定義される線形ストライプ接触部20a のアスペクト比は
１より大きい。
【００２０】例えば、方形接触パッドは４×４マイクロ
メータの寸法を有することができる。したがって、この
パッドは交差走査軸に沿って４マイクロメータ幅の縁部
分を与え、１６マイクロメータ2 の全接触表面面積を有
する。本発明にしたがって、同じ寸法のメサ構造に対し
て、接触パッドの上方部分は線形ストライプ接触部20a
が２×２０マイクロメータの寸法を有するように寸法を
増加することができる。したがって、本発明の接触パッ
ド20は交差走査軸に沿ってわずか２マイクロメータ幅の
縁部分を与え、放射線検出器に対して４０マイクロメー
タ2 の全接触表面面積を有する。
メータの寸法を有することができる。したがって、この
パッドは交差走査軸に沿って４マイクロメータ幅の縁部
分を与え、１６マイクロメータ2 の全接触表面面積を有
する。本発明にしたがって、同じ寸法のメサ構造に対し
て、接触パッドの上方部分は線形ストライプ接触部20a
が２×２０マイクロメータの寸法を有するように寸法を
増加することができる。したがって、本発明の接触パッ
ド20は交差走査軸に沿ってわずか２マイクロメータ幅の
縁部分を与え、放射線検出器に対して４０マイクロメー
タ2 の全接触表面面積を有する。
【００２１】さらにこれらの例示された寸法にしたがっ
て、図３の２つのストライプ接触部の実施例に対して、
交差走査軸に沿った全幅は４マイクロメータに増加さ
れ、一方全接触表面面積は８０マイクロメータ2 に増加
する。図４の３つのストライプ接触部の実施例に対し
て、交差走査軸に沿った全幅は６マイクロメータであ
り、一方全接触表面面積は１２０マイクロメータ2 に増
加する。
て、図３の２つのストライプ接触部の実施例に対して、
交差走査軸に沿った全幅は４マイクロメータに増加さ
れ、一方全接触表面面積は８０マイクロメータ2 に増加
する。図４の３つのストライプ接触部の実施例に対し
て、交差走査軸に沿った全幅は６マイクロメータであ
り、一方全接触表面面積は１２０マイクロメータ2 に増
加する。
【００２２】認識されるように、接触部縁部分の反射に
よる光信号の許容値と接触抵抗の間の妥協が必要であ
る。さらに認識されるように、十分な接触面積が与えら
れ、一方光信号の許容値を維持するならば、Ｐ+ 接触層
24を省くことができるので、アレイ製造の複雑さ、収
量、およびコストを減少することができる。
よる光信号の許容値と接触抵抗の間の妥協が必要であ
る。さらに認識されるように、十分な接触面積が与えら
れ、一方光信号の許容値を維持するならば、Ｐ+ 接触層
24を省くことができるので、アレイ製造の複雑さ、収
量、およびコストを減少することができる。
【００２３】したがって、上述の接触部20の減少した回
転軸（交差走査軸）方向の幅は接触部20からの反射をは
るかに有利に減少するが、通常の接触部よりも十分に長
い接触部20の上方部分の背面は放射のために大きい反射
表面を与える。これに対して、本発明の重要な概念は接
触部20の背面とその下に位置する検出装置の間に挿入さ
れる不透明な放射線吸収被覆物18を設けることである。
比較的狭い線形ストライプ接触部20a しか被覆物18を通
って下方に延在しない場合において、接触部20の背面区
域は十分な量の放射線を受光或いは反射しない。所望な
らば、ＡＲ被覆物（図示せず）はまたパッシベーション
層26と吸収性被覆物18の境界面からの反射を最小にする
ためにパッシベーション層26の表面に設けられることが
できる。
転軸（交差走査軸）方向の幅は接触部20からの反射をは
るかに有利に減少するが、通常の接触部よりも十分に長
い接触部20の上方部分の背面は放射のために大きい反射
表面を与える。これに対して、本発明の重要な概念は接
触部20の背面とその下に位置する検出装置の間に挿入さ
れる不透明な放射線吸収被覆物18を設けることである。
比較的狭い線形ストライプ接触部20a しか被覆物18を通
って下方に延在しない場合において、接触部20の背面区
域は十分な量の放射線を受光或いは反射しない。所望な
らば、ＡＲ被覆物（図示せず）はまたパッシベーション
層26と吸収性被覆物18の境界面からの反射を最小にする
ためにパッシベーション層26の表面に設けられることが
できる。
【００２４】吸収性被覆物18は関係する波長を有する放
射線に不透明であり、この放射線に対して吸収性が高い
ことが好ましい。被覆物18は1990年２月６日の米国特許
4,898,435 号明細書に記載された型式の多層の暗ミラー
被覆物（ＤＭＣ）で実現されることができ、さらに1981
年８月４日の米国特許4,282,290 号明細書では被覆物18
の別の実施例が記載されている。これに関する別の参照
文献は1986年MacMillan Publishing 株式会社より出版
されたH.A. Macleod氏の“Thin-Film OpticalFilters
”（再版）である。
射線に不透明であり、この放射線に対して吸収性が高い
ことが好ましい。被覆物18は1990年２月６日の米国特許
4,898,435 号明細書に記載された型式の多層の暗ミラー
被覆物（ＤＭＣ）で実現されることができ、さらに1981
年８月４日の米国特許4,282,290 号明細書では被覆物18
の別の実施例が記載されている。これに関する別の参照
文献は1986年MacMillan Publishing 株式会社より出版
されたH.A. Macleod氏の“Thin-Film OpticalFilters
”（再版）である。
【００２５】与えられた実施例において、適切なスペク
トル領域は単一層の黒色被覆物または多層の暗色被覆物
のどちらが吸収性被覆物18に利用されるかを定める。一
般に、多層の暗色被覆物は種々の層に使用される材料、
層の厚さ、および層の数を変えることによって適切なス
ペクトル領域に対して構成される。
トル領域は単一層の黒色被覆物または多層の暗色被覆物
のどちらが吸収性被覆物18に利用されるかを定める。一
般に、多層の暗色被覆物は種々の層に使用される材料、
層の厚さ、および層の数を変えることによって適切なス
ペクトル領域に対して構成される。
【００２６】接触パッド20の寸法は適用に依存される。
方形パッドの１実施例の寸法は横が２０マイクロメータ
であり、一方円形パッドは２０マイクロメータの半径を
有することができる。パッド20は数千オングストローム
の厚さＴを有する。線形ストライプ接触部20a の深さＤ
は下に位置する不透明吸収性被覆物18、パッシベーショ
ン層26、およびパッシベーション層26と吸収性被覆物18
の境界面に設けられたＡＲ被覆物の関数である。例え
ば、ＣｄＴｅ等の広帯域幅半導体から構成されたパッシ
ベーション層26は数千オングストロームの厚さを有する
ことができる。吸収性被覆物の厚さは適用および被覆物
材料に依存する。図１および図２の（ａ）および（ｂ）
に示された検出器はメサ型であるが、本発明の原理はま
た背面照射のプレーナ型検出器にも適用できる。
方形パッドの１実施例の寸法は横が２０マイクロメータ
であり、一方円形パッドは２０マイクロメータの半径を
有することができる。パッド20は数千オングストローム
の厚さＴを有する。線形ストライプ接触部20a の深さＤ
は下に位置する不透明吸収性被覆物18、パッシベーショ
ン層26、およびパッシベーション層26と吸収性被覆物18
の境界面に設けられたＡＲ被覆物の関数である。例え
ば、ＣｄＴｅ等の広帯域幅半導体から構成されたパッシ
ベーション層26は数千オングストロームの厚さを有する
ことができる。吸収性被覆物の厚さは適用および被覆物
材料に依存する。図１および図２の（ａ）および（ｂ）
に示された検出器はメサ型であるが、本発明の原理はま
た背面照射のプレーナ型検出器にも適用できる。
【００２７】II−VI族ＰＶ走査アレイのＩＲ検出器に関
して上述したが、本発明の原理はそれに限定されないこ
とを認識すべきである。例えば、本発明の原理はまた光
導電検出器に適用されることができる。一般に、単一装
置、線形アレイ、および２次元アレイの走査または非走
査放射線検出器に本発明が有効である。本発明の原理は
ＩＲ検出器の使用のみに制限されず、可視スペクトルお
よびその他のスペクトルに応答する背面照射放射線検出
器によって使用されることもできる。本発明の原理はま
たIV族およびIII −Ｖ族のような他の材料から構成され
た検出器によって使用されることもできる。
して上述したが、本発明の原理はそれに限定されないこ
とを認識すべきである。例えば、本発明の原理はまた光
導電検出器に適用されることができる。一般に、単一装
置、線形アレイ、および２次元アレイの走査または非走
査放射線検出器に本発明が有効である。本発明の原理は
ＩＲ検出器の使用のみに制限されず、可視スペクトルお
よびその他のスペクトルに応答する背面照射放射線検出
器によって使用されることもできる。本発明の原理はま
たIV族およびIII −Ｖ族のような他の材料から構成され
た検出器によって使用されることもできる。
【００２８】したがって、上記原理に基づいて、当業者
は上述の本発明の実施例を変更することができる。それ
故に、本発明は開示された実施例のみに制限されるもの
ではなく、添付特許請求の範囲によってのみ制限され
る。
は上述の本発明の実施例を変更することができる。それ
故に、本発明は開示された実施例のみに制限されるもの
ではなく、添付特許請求の範囲によってのみ制限され
る。
【図１】線形背面照射放射線検出器アレイの１部分の実
寸でない斜視図。
寸でない斜視図。
【図２】図１の線ｂ−ｂおよび線ｃ−ｃに沿った断面
図。
図。
【図３】下に位置する放射線検出器に対して２つの線形
ストライプ接触部を有する１型式の接触パッドの部分的
断面図。
ストライプ接触部を有する１型式の接触パッドの部分的
断面図。
【図４】３つの線形ストライプ接触部を有する方形接触
パッドの概略図。
パッドの概略図。
【図５】走査軸、交差走査軸、および回転軸の関係を示
す入射放射に垂直な平面に関してある角度θで傾いた線
形アレイをそれぞれ示す簡単な平面図および側面図。
す入射放射に垂直な平面に関してある角度θで傾いた線
形アレイをそれぞれ示す簡単な平面図および側面図。
【図６】特徴構造の幅と光ぼけ直径の比に対する相対光
信号の関係を示すグラフ。
信号の関係を示すグラフ。
10…基体、12…検出器アレイ、14…放射線吸収層、14c
…ｐ−ｎ接合、16…メサ型構造、20…接触パッド、20a
…線形ストライプ状接触部、20b …開口、26…パッシベ
ーション層。
…ｐ−ｎ接合、16…メサ型構造、20…接触パッド、20a
…線形ストライプ状接触部、20b …開口、26…パッシベ
ーション層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｊ 1/42 Ｂ 8117−2Ｇ Ｈ０１Ｌ 27/14 31/10
Claims (10)
- 【請求項１】 入射放射線を受ける第１の表面と反対側
の第２の表面を有する放射線応答領域と、 前記放射線応答領域の第２の表面に導電的に結合され、
実質上平坦な上部部分と、前記放射線応答領域の前記第
２の表面と対向して配置された表面に前記放射線応答領
域に導電的に結合するために突出する少なくとも１つの
実質上線形のストライプ状部分とを有する電気接触部
と、 前記接触部の前記表面に入射してそこから反射される実
質上全ての放射線を吸収するために前記放射線応答領域
の前記第２の表面と前記接触部の前記表面の間に挿入さ
れた放射線吸収領域とを具備していることを特徴とする
背面照射放射線検出器。 - 【請求項２】 前記実質上線形のストライプ状部分は前
記ストライプ状部分からの放射線反射を最小にするよう
に検出器の回転軸に関して方向付けられている請求項１
記載の背面照射放射線検出器。 - 【請求項３】 前記接触部の前記表面はそこから突出
し、前記電気接触部を前記放射線応答領域に導電的に結
合する複数の前記実質上線形のストライプ状部分を有し
ている請求項１記載の背面照射放射線検出器。 - 【請求項４】 前記各実質上線形のストライプ状部分は
前記ストライプ状部分からの放射線反射を最小にするよ
うに検出器の回転軸に関して方向付けられている請求項
３記載の背面照射放射線検出器。 - 【請求項５】 前記放射線応答領域の前記第２の表面と
前記放射線吸収領域の間に挿入されたパッシベーション
層をさらに含んでいる請求項１記載の背面照射放射線検
出器。 - 【請求項６】 パッシベーション層と前記放射線吸収領
域の間の境界面からの放射線反射を最小にするように前
記パッシベーション層と前記放射線吸収領域の間に挿入
された反射防止被覆物をさらに含んでいる請求項５記載
の背面照射放射線検出器。 - 【請求項７】 前記放射線応答領域は第１の導電型を有
する第１の領域および前記第１の領域とｐ−ｎ接合を形
成する第２の導電型を有する第２の領域を含んでいる請
求項１記載の背面照射放射線検出器。 - 【請求項８】 前記ｐ−ｎ接合は直立するメサ構造内に
含まれ、前記電気接触部は前記メサ構造の上面に隣接し
て位置されている請求項１記載の背面照射放射線検出
器。 - 【請求項９】 関係する波長を有し、基体の第１の表面
に入射される放射線に実質上透明である材料から構成さ
れた絶縁基体と、 前記基体の第２の表面の上に重ねて配置され、前記基体
から受けられた放射線を吸収し、そこから電荷キャリア
を発生し、複数の活性領域に区分された第１の導電型を
有する第１の半導体層と、 前記各活性領域内において第１の半導体層の上に重ねて
配置され、前記各活性領域とｐ−ｎ接合を形成する第２
の導電型を有する第２の半導体層と、 それら第１および第２の半導体層の上に重ねて配置され
たパッシベーション層と、 前記パッシベーション層の上に重ねて配置された不透明
な放射線吸収層とを具備し、 各活性領域に対して、前記不透明な放射線吸収層および
前記パッシベーション層の１つ以上の開口を通過する部
分によってそれらの層の下の前記第２の半導体層に導電
的に結合されている電気接続部とを具備し、前記１つ以
上の開口を通過する部分はそれぞれ幅が長さより短く、
その長手方向が前記接触部からの放射線の反射を減少す
るためにアレイの回転軸にほぼ垂直に配置されているこ
とを特徴とする背面照射光起電放射線検出器。 - 【請求項１０】 前記パッシベーション層と前記不透明
な放射線吸収層との間に挿入された反射防止領域をさら
に含んでいる請求項９記載の背面照射放射線検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/809,819 US5327005A (en) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | Striped contact IR detector |
| US809819 | 1991-12-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332821A true JPH05332821A (ja) | 1993-12-17 |
| JPH0723854B2 JPH0723854B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=25202291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4339131A Expired - Fee Related JPH0723854B2 (ja) | 1991-12-18 | 1992-12-18 | ストライプ接触部赤外線検出器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5327005A (ja) |
| EP (1) | EP0547516B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0723854B2 (ja) |
| DE (1) | DE69213681T2 (ja) |
| IL (1) | IL103887A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL108589A (en) * | 1994-02-08 | 1998-06-15 | Technion Res & Dev Foundation | SINGLE LAYER PLANAR Hg Cd Te PHOTOVOLTAIC INFRARED DETECTOR WITH HETEROSTRUCTURE PASSIVATION AND P-ON-N HOMOJUNCTION |
| DE10057297C2 (de) * | 2000-11-17 | 2003-01-30 | Dirk Koenig | Solarzelle mit einem Kontaktrahmen und Verfahren zu deren Herstellung |
| DE102006012920B3 (de) * | 2006-03-21 | 2008-01-24 | Universität Konstanz | Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikelements mit stabilisiertem Wirkungsgrad |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55124259A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-25 | Semiconductor Res Found | Semiconductor device |
| US4282290A (en) * | 1980-01-23 | 1981-08-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | High absorption coating |
| JPS5854685A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-31 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | アバランシ・ホトダイオ−ド及びその製造方法 |
| US4507674A (en) * | 1982-06-07 | 1985-03-26 | Hughes Aircraft Company | Backside illuminated blocked impurity band infrared detector |
| JPS58222563A (ja) * | 1982-06-18 | 1983-12-24 | Hitachi Ltd | 半導体光検出装置 |
| US4717946A (en) * | 1983-04-20 | 1988-01-05 | Applied Solar Energy Corporation | Thin line junction photodiode |
| US5122669A (en) * | 1991-03-13 | 1992-06-16 | Hughes Aircraft Company | Wideband schottky focal plane array |
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1991
- 1991-12-18 US US07/809,819 patent/US5327005A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-11-25 IL IL10388792A patent/IL103887A/en not_active IP Right Cessation
- 1992-12-11 DE DE69213681T patent/DE69213681T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-11 EP EP92121120A patent/EP0547516B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-18 JP JP4339131A patent/JPH0723854B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| JPH0723854B2 (ja) | 1995-03-15 |
| DE69213681D1 (de) | 1996-10-17 |
| EP0547516A3 (en) | 1993-07-21 |
| US5327005A (en) | 1994-07-05 |
| EP0547516B1 (en) | 1996-09-11 |
| IL103887A (en) | 1995-10-31 |
| IL103887A0 (en) | 1993-04-04 |
| DE69213681T2 (de) | 1997-04-03 |
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